高中化学 第2章 第3节 第2课时 化学平衡常数同步导学课件 新人教版选修4.ppt

第2课时化学平衡常数 1 知道化学平衡常数的含义 2 能用化学平衡常数计算反应物的转化率 温故 温故知新 答案 b 解析 当正反应速率等于逆反应速率时 可逆反应达到平衡状态 正 逆反应速率相等有以下几种表现形式 若用同一种物质表示 v正 v逆 若用不同物质表示 v1正 v2逆 化学方程式中物质的计量数之比或v1逆 v2正 化学方程式中物质的计量数之比 根据化学方程式中a b c间的计量关系 可知上述四个选项中只有bv正 a av逆 b 表示正 逆反应速率相等 知新 1 定义在一定温度下 当一个可逆反应达到化学平衡时 是一个常数 这个常数就是该反应的化学平衡常数 通常用符号 表示 互动探究 化学 知能探究 k 生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比值 3 意义 1 k值越大 说明 进行的程度 反应物的转化率 反之就转化越 转化率就 2 只受 影响 与反应物或生成物的 无关 正反应 越大 越大 不完全 越小 k 温度 浓度变化 2 化学平衡常数的意义平衡常数反映一个化学反应所能进行的最大程度 k值越大 表明正反应进行的程度越大 因此可以根据平衡常数的大小来比较反应的转化率大小 也可以根据等式计算平衡时体系中各物质的浓度 3 平衡常数与温度的关系 1 化学平衡常数只是温度的函数 只随着温度的改变而改变 当温度一定时 可逆反应无论从正反应开始 还是从逆反应开始 又无论反应物起始浓度的大小 k都是一个常数 2 平衡常数随温度变化的规律和应用 规律 对于吸热反应 t增大 k增大 对于放热反应 t减小 k增大 应用 利用温度改变时k的变化来判断反应的热效应 若升高温度 k值增大 则正反应为吸热反应 若升高温度 k值减小 则正反应为放热反应 在25 时 密闭容器中x y z三种气体的初始浓度和平衡浓度如下表 答案 c 回答下列问题 1 该反应的化学平衡常数表达式为k 2 该反应为 填 吸热 或 放热 反应 3 能判断该反应已达到化学平衡状态的依据是 a 容器中压强不变b 混合气体中c co 不变c v正 h2 v逆 h2o d c co2 c co 4 某温度下 平衡浓度符合下式 c co2 c h2 c co c h2o 试判断此时的温度为 3 该反应为物质的量不变的反应 反应过程中压强始终不变 与平衡与否无关 4 当c co2 c h2 c co c h2o 时 k 1 此时的温度由表中数据可知为830 对于反应物 平衡时的相关量 起始量 变化量 n 平 n 始 n 变 对于生成物 平衡时的相关量 起始量 变化量 n 平 n 始 n 变 2 基本解题思路 1 设未知数 具体题目要具体分析 灵活设立 一般设某物质的转化量为x 2 确定三个量 根据反应物 生成物及变化量的三者关系代入未知数确定平衡体系中各物质的起始量 变化量 平衡量 并按1中 模式 列表 3 解答题设问题 明确了 始 变 平 三个量的具体数值后 再根据相应关系求反应物转化率 混合气体的密度 平均相对分子质量等 给出题目答案 恒温下 将amoln2与bmolh2的混合气体通入一个固定容积的密闭容器中 发生如下反应 n2 g 3h2 g 2nh3 g 1 若反应进行到某时刻t时 nt n2 13mol nt nh3 6mol 计算a的值 2 反应达到平衡时 混合气体的体积为716 8l 标准状况下 其中nh3的含量 体积分数 为25 计算平衡时nh3的物质的量 3 原混合气体与平衡混合气体的总物质的量之比 写出最简整数比 下同 n 始 n 平 答案 1 a 16 2 n平 nh3 8mol 3 5 4 答案 b 2 联想规律 即联想外界条件对化学反应速率和化学平衡的影响规律 3 作出判断 依题意仔细分析 作出正确判断 特别值得注意的是 图象中有三个量时 应确定一个量不变 再讨论另两个量的关系 可谓 定一议二 曲线中先出现拐点的 该曲线在所示条件下先出现平衡 该曲线所示的温度或压强较高 可谓 先拐先平 如果曲线反映为达到平衡的时间不同但平衡状态相同 则可能是加入催化剂或对气体体积不变的反应改变压强使其速率发生变化但平衡不移动 或是几种等效平衡的曲线 化学反应速率在平衡图象中往往隐含出现 曲线斜率大的表示速率快 相应的条件可能是温度高或压强大或使用了催化剂 某化学科研小组研究在其他条件不变时 改变某一条件对化学平衡的影响 得到如下图所示变化规律 p表示压强 t表示温度 n表示物质的量 根据以上规律判断 下列结论正确的是 a 反应 h 0 p2 p1b 反应 ht2c 反应 h 0 t2 t1或 ht1 解析 反应 温度升高 a的转化率降低 说明化学平衡向逆反应方向移动 则正反应为放热反应 hp1 a不正确 由反应 的图示可知t1 t2 温度升高时n a 减少 说明平衡向正反应方向移动 故正反应为吸热反应 h 0 b不正确 对于反应 若为放热反应 c的平衡体积分数减小时 平衡向逆反应方向移动 则t2t2 d不正确 答案 c a 图 研究的是t0时刻增大o2的物质的量浓度对反应速率的影响b 图 研究的是t0时刻通入氦气增大体系压强对反应速率的影响c 图 研究的是催化剂对化学平衡的影响 且甲的催化效率比乙高d 图 研究的是温度对化学平衡的影响 且乙的温度较高 答案 d 解析 此题考查的是化学反应速率和化学平衡移动的图象问题 从图 中可分析出应是增大体系压强使v正 v逆突然增大且平衡正向移动 从图 可分析出显然是催化剂的影响 从图 可分析出应是温度的影响 因曲线乙到达平衡的时间短 故t 乙 t 甲 工业生产中选择适宜生产条件的思路1 原理选取适宜的化工生产条件时 要运用反应速率和化学平衡移动原理 同时考虑化工生产中的动力 材料 设备 催化剂等因素的影响 综合选取适宜条件 创新探究 2 问题探究工业生产硫酸时 将so2催化氧化转化为so3是关键步骤 已知每生成1mol气态so3放出98 9kj的热量 该反应的热化学方程式是 实际生产中 so2的催化氧化采用400 500 和常压 结合下面数据回答问题 不同压强及温度下so2的转化率如下表 原料气各成分体积分数为so27 o211 n282 所示 1 根据表中数据阐述so2的氧化是放热过程 2 在400 时 当平衡状态由0 5mpa变到1mpa时 平衡常数k 0 5mpa k 1mpa 填 或 3 在实际生产中通常通入过量空气 其目的是 4 工业生产中 so2的催化氧化采用常压 而不是高压 其主要原因是 5 下列变化不能提高so2转化率的是 a 增大压强b 使用催化剂c 升高温度d 增加o2的浓度 2 1 压强相同时温度越高 二氧化硫转化率越低 即升温平衡向逆反应方向移动 逆反应吸热 正反应放热 2 3 增大反应速率 提高so2转化率 4 在400 500 时 增大压强 二氧化硫的转化率增大不够显著 且增大压强对设备的要求高 所以常压即可 5 bc 2 平衡常数只随温度变化而变化 不受压强影响 因此0 5mpa时与1mpa时的平衡常数相等 3 增大空气通入量 增加氧气浓度 加快反应速率 使平衡右移 促使so2转化率提高 4 根据表格中的数据可以得知 在0 1mpa 即常压1标准大气压下 so2的转化率已经很高 如在400 时已达99 2 若增大压强到10mpa 即100标准大气压 压强增大到1