高中化學 第二章 第2節(jié) 第1課時 化學平衡常數(shù) 平衡轉(zhuǎn)化率導學案 魯科版選修4

1、第二節(jié)化學反應的極限第1類化學平衡常數(shù)平衡轉(zhuǎn)化率課前指導學習的學習計劃精確定位學習目標導航1.理解化學平衡常數(shù)的含義、表達及影響因素；2.理解均衡轉(zhuǎn)化率的含義；3.化學平衡常數(shù)可用于簡單計算；4.化學平衡常數(shù)可以用來判斷化學反應的方向。自我梳理基礎知識導航一、化學反應和可逆反應的極限1.可逆反應概念：在_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _的條件下。(2)特點：“三個相似”:a

2、，相同的條件，b，同時正向和反向反應，c，反應不能進行到底，反應物和產(chǎn)物同時存在于反應體系中。2.化學反應的極限化學平衡概念：在一定條件下的可逆反應中，正反應速率和反反應速率分別為_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _特征：一、逆向：能建立化學平衡的反應必須是可逆的。動態(tài)：化學平衡是動態(tài)平衡，v(正)=v(反)0。C.修復：當條件不變時，每種成分的濃度將保持不變

3、。D.當處于化學平衡時，v(正)=v(反)。E.變化：當條件改變時，化學平衡改變。第二，化學平衡常數(shù)1.概念：對于化學反應：aA(g) bB(g)cC(g) dD(g)，k=_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _。當溫度恒定時，k是一個常數(shù)，稱為化學平衡常數(shù)。無論初始濃度如何變化，反應達到平衡狀態(tài)后，各產(chǎn)物物質(zhì)濃度的系數(shù)冪的乘積與各反應物物質(zhì)濃度的系數(shù)冪的比值。2.影響因素：內(nèi)因：_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _。外因：它們只與_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _

4、 _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _有關(guān)3.應用(1)判斷化學反應的可能程度(即極限)，k值越大，反應越徹底。判斷可逆反應的方向。計算反應物的平衡轉(zhuǎn)化率和每種物質(zhì)的平衡濃度。問題思考1？對于給定的可逆反應，正反應和反反應的平衡常數(shù)之間的關(guān)系是什么？化學平衡常數(shù)單位的特征是

5、什么？第三，均衡轉(zhuǎn)化率對于化學反應aA(g) bB(g)cC(g) dD(g)，反應物A的平衡轉(zhuǎn)化率可表示為：(A)=_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _=反應物b的平衡轉(zhuǎn)化率也可以表示。問題思考2？平衡轉(zhuǎn)化率和平衡常數(shù)之間的關(guān)系是什么？自我梳理參考答案1，1，在相同條件下，2.平等和不變二.1，2，化學反應的特征和反應物的性質(zhì)溫度三、問題思維參考答案問題1:從平衡常數(shù)的表達式可以判斷出正反應和反反應的平衡常數(shù)是相互的。根據(jù)平衡常數(shù)的表達式，其單位取決于可逆反應中反應物和產(chǎn)物的種類以及化學方程式中

6、的相應系數(shù)，因此化學平衡常數(shù)沒有統(tǒng)一的固定單位。問題2:平衡常數(shù)和平衡轉(zhuǎn)化率都可以表示可逆反應的程度，但是平衡轉(zhuǎn)化率隨反應物的初始濃度而變化，而平衡常數(shù)不受濃度的影響，因此平衡常數(shù)和轉(zhuǎn)化率可以相互計算。課堂提問和指導合作探索名師護航探索1:化學平衡常數(shù)的表達與化學方程式書寫的關(guān)系相同的化學反應可以用不同的化學反應方程式來表示。每個化學方程式都有自己的平衡常數(shù)關(guān)系和相應的平衡常數(shù)，例如：H2(g) I2(g)2HI(g)H2(g) I2(g)HI(g)“規(guī)格(因為它的濃度是恒定的，所以它可以被認為是“1”，當它被引入表達式時可以被消除。(探究2:知識的意義(1)k的大小反映了化學反應的極限(2)

7、現(xiàn)在確定反應是否達到平衡或反應進行的方向反應體系aA(g) bB(g)cC(g) dD(g)在任何時間(狀態(tài))，每種產(chǎn)品物質(zhì)的數(shù)量和濃度幾倍的乘積和每種反應物物質(zhì)的濃度對功率的系數(shù)產(chǎn)品比率是濃度商q，即：Q=，我們可以根據(jù)Q和k的大小來判斷反應是達到平衡還是反應的方向Q-K反應向前，v為正，v為反Q=K處于平衡狀態(tài)。v陽性=Vinverse反作用方向相反，正和反難點：平衡常數(shù)與溫度的關(guān)系1.化學平衡常數(shù)只是溫度的函數(shù)，并且只隨著溫度的變化而變化。當溫度恒定時，無論可逆反應是從正向反應還是反向反應開始，無論反應物的初始濃度如何，k都是常數(shù)。2.平衡常數(shù)隨溫度變化的規(guī)律及其應用(1)規(guī)律：對于吸熱

8、反應，t增加，k增加；對于放熱反應，t減少，k增加。(2)應用：利用溫度變化時鉀的變化來判斷反應的熱效應：如果溫度升高，鉀值增加，正負反應應為吸熱反應；如果溫度升高，K值降低，正負反應應該是放熱的。問題3:化學平衡計算“三階段”分析法1.方式mA(g) nB(g)pC(g) qD(g)初始數(shù)量a b 0 0變更數(shù)量mx nx px qx天平a mx b nx px qx對于反應物：平衡狀態(tài)下的相關(guān)量=初始量-變化量，n(平面)=n(初始)-n(變化)對于產(chǎn)品：平衡時的相關(guān)量=初始量變化，n(平面)=n(初始)n(變量)2.解決問題的基本想法(1)設置未知數(shù)：具體題目要具體分析，靈活設置。一般來

9、說，某種物質(zhì)的轉(zhuǎn)化量是x。(2)確定三個量：根據(jù)反應物、產(chǎn)物和變化之間的關(guān)系，引入未知數(shù)確定平衡體系中各物質(zhì)的初始量、變化量和平衡量，并按(1)中的“模式”列出。(3)回答設計問題：指定“初始”、“可變”和“平坦”的具體值，然后根據(jù)反應物轉(zhuǎn)化率、混合氣體密度和平均相對分子量的對應關(guān)系給出問題的答案。3.化學平衡計算中的基本關(guān)系和規(guī)律(1)每種物質(zhì)的濃度變化率=反應式中的系數(shù)比；(2)反應物轉(zhuǎn)化率=其消耗濃度與其初始濃度之比；(3)某一平衡組分的體積分數(shù)=平衡混合物中物質(zhì)數(shù)量的分數(shù)；(4)阿夫伽德羅定律及其推論；(5)改變平衡條件時氣體平均相對分子量()的變化規(guī)律；(1)如果系統(tǒng)充滿氣體；直接根

10、據(jù)=m(總計)/n(總計)判斷；系統(tǒng)中是否有固體或液體：當氣體量不變時，根據(jù)上述公式判斷；當氣體量發(fā)生變化時，必須根據(jù)混合氣體中各組分的氣體體積比計算得出：=M1典型案例分析名師解惑助航例1。變體訓練1在298k，下列反應的平衡常數(shù)如下：N2(g)+O2(g)2NO(g)，Kc=110-302H2(g)+O2(g)2H2O(g)，Kc=210-82(摩爾/升)-2CO2(克)2CO 2+O2(克)，Kc=410-92摩爾/升在常溫下，一氧化氮、H2O和二氧化碳分離氧氣的趨勢最大()A.b。c。d。不能判斷示例2變體訓練2對于下列達到化學平衡的反應，2x(g)y(g)=2z(g)，當壓力降低時，

11、對反應的影響如下A.逆反應速率增加，正反應速率降低，平衡向逆反應方向移動B.逆反應速率降低，正反應速率增加，平衡向正反應方向移動C.正向和反向反應速率都降低，平衡向反向反應方向移動D.正向和反向反應速率都增加(1)眾所周知，a、b和c都是氣體，減壓后平衡向反反應方向移動，所以x、y和z之間的關(guān)系是。(2)眾所周知，碳是一種氣體，X Y=Z。如果化學平衡在加壓過程中移動，則平衡必須向這個方向移動。(3)眾所周知，碳和硼都是氣體，但現(xiàn)在甲的量增加了(其他條件不變)，平衡不動，表明甲是一種狀態(tài)?！盎卮稹?1) x yz(2)反向(3)固體或液體(1)減壓后，平衡向氣體物質(zhì)量增加的方向移動。因為a、b

12、和c都是氣體。(2)加壓后，平衡向減少氣態(tài)物質(zhì)的方向移動。由于碳是一種氣體，如果化學平衡在加壓過程中移動，平衡必須向相反的方向移動。(3)改變固體或液體的量，天平不動。變體訓練3隨著溫度的升高，PCl5分解為PCl3和Cl2。在473 K時，五氯苯酚的初始濃度為0.050摩爾/升，達到平衡時有26%分解。計算了pcl5分解反應在473 K時的平衡常數(shù)。變異訓練的分析與回答變體訓練1答：答分析：要判斷這三種化合物的釋氧趨勢，必須找出各組分釋氧反應的平衡常數(shù)，然后比較它們的大小。平衡常數(shù)越大，反應越徹底。變體培訓2回答：c。分析：當壓力降低時，氣體體積增加，反應物和產(chǎn)物的濃度降低，正向和反向反應速

13、率降低。正向反應是減少氣體體積的反應，平衡應該向氣體體積膨脹的方向移動。變體培訓3回答：pcl5 (g) pcl5 (g) Cl2 (g)的分析初始濃度(摩爾/升)為0.05000。平衡濃度(摩爾/升)0.050-x x x根據(jù)問題的含義，x=0.05026%=0.013摩爾/升那么KC=通用教材大氣臭氧層的化學平衡地球表面被大氣覆蓋，在離地面約12公里的高空有一個臭氧層(實質(zhì)上，臭氧濃度更高)，這是地球上生命的保護屏障。眾所周知，紫外線對生命危害極大。當太陽輻射穿過臭氧層時，大約90%的紫外線被吸收，或者紫外線能量被轉(zhuǎn)化為熱量，因此地面上的生命不會受到傷害。秘密在于臭氧層中的以下動態(tài)平衡：O2 O3現(xiàn)在，我們將分析如何在臭氧層中建立這種平衡，以及如何將紫外線輻射能量轉(zhuǎn)化為熱能。首先，太陽輻射將高空的氧分子分裂成兩個氧原子，極其活