江苏省邳州市第二中学高中化学《2.3.3 化学平衡常数》课件 新人教版选修4.ppt

第3课时化学平衡常数 课堂互动讲练 探究整合应用 知能优化训练 基础自主学案 第3课时化学平衡常数 基础自主学案 一 含义在一定温度下 当一个可逆反应达到 状态时 生成物 与反应物 的比值是一个常数 简称 用符号 表示 化学平衡 浓度幂之积 浓度幂之积 平衡常数 k 二 表达式对于一般的可逆反应 ma g nb g pc g qd g 当在一定温度下达到化学平衡状态时 平衡常数的表达式为 k 思考感悟1 怎样理解 化学平衡常数与反应物 生成物的浓度无关 越大 越小 温度 浓度 思考感悟2 升高温度 k值一定增大吗 提示 不一定 k只受温度影响 当温度不变时 k值不变 温度升高时 对 h0的反应 k值增大 如果由于浓度 压强的改变而引起化学平衡的移动 但温度恒定 则k值一定不变 1 写出下列各反应的平衡常数表达式 1 2so2 g o2 g 2so3 g 2 caco3 s co2 g cao s 3 fecl3 aq 3kscn aq fe scn 3 aq 3kcl aq 解析 反应物或生成物中有固体或纯液体时 其浓度可看作 1 不代入公式 只代入气体或溶液中溶质的浓度 2 对于反应ma g nb g pc g qd g 随温度的升高其反应的平衡常数有以下变化 则 和 两种情况 是吸热 是放热 填 或 解析 中曲线走势表明 随着温度的升高 平衡常数逐渐增大 说明正反应进行的程度越大 即反应向正方向移动 正反应是吸热反应 同理可得 为放热 答案 课堂互动讲练 1 使用化学平衡常数应注意的问题 1 化学平衡常数只与温度有关 与反应物或生成物的浓度变化无关 2 反应物或生成物中有固体或纯液体存在时 由于其浓度可看作 1 而不代入公式 3 化学平衡常数是指某一具体反应的平衡常数 若反应方向改变 则平衡常数改变 若方程式中各物质的化学计量数等倍扩大或缩小 尽管是同一反应 平衡常数也会改变 2 利用k可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 3 计算转化率依据起始浓度 或平衡浓度 和平衡常数可以计算平衡浓度 或起始浓度 从而计算反应物的转化率 4 判断平衡移动方向利用平衡常数可从定量的角度解释恒温下浓度 压强对化学平衡移动的影响 特别提醒 1 化学平衡常数表达式中各物质的浓度必须是平衡状态下的浓度 不能用任一时刻的浓度值 2 化学平衡常数不表示反应的快慢 即化学反应速率快 k值不一定大 3 使用催化剂能改变化学反应速率 但不会改变化学平衡常数 在一定体积的密闭容器中 进行如下化学反应 co2 g h2 g co g h2o g 其化学平衡常数k和温度t的关系如下表所示 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 反应 填 吸热 或 放热 3 能判断该反应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 h2 正 v h2o 逆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 5 在800 时 发生上述反应 某一时刻测得容器内各物质的浓度分别为c co2 为2mol l c h2 为1 5mol l c co 为1mol l c h2o 为3mol l 则下一时刻 反应向 填 正向 或 逆向 进行 思路点拨 解答本题要注意以下两点 1 根据反应方向以及方程式中化学计量数的变化确定平衡常数的变化 2 根据k随温度的变化判断反应特点 根据qc与k的大小判断反应方向 解析 选ad 本题考查了化学平衡中的平衡移动 转化率及化学平衡常数 高温时 平衡左移 wi2分解 温度越高 分解越充分 故a正确b错误 选项c给出的平衡常数表达式中不应出现w 因其是固体 且方向也错 c错误 1 等效规律在一定条件下 恒温恒容或恒温恒压 对同一可逆反应 起始时加入物质的物质的量不同 达到平衡时的状态规律如下表 2 等效平衡原理的应用 1 判断同一可逆反应在相同的反应条件下是否为相同的平衡状态 2 求要达到等效平衡 两种不同状态下起始量之间的关系式 3 求属于等效平衡状态下的反应方程式的化学计量数 特别提醒 两种情况下所达到的等效平衡及其等效程度的区别 1 恒温恒容下所达到的等效平衡状态 反应混合物中各组分的浓度 物质的量 质量分数 或气体的体积分数 均相同 类似于几何学上的全等图形 2 恒温恒压下所达到的等效平衡状态 反应混合物中各成分的百分含量相同 各成分的物质的量与原平衡成比例 类似于几何学上的相似图形 2011年上海调研 将3mola和1molb混合于一体积可变的密闭容器p中 以此时的温度 压强和体积作为起始条件 发生如下反应 3a g b g 2c g d g 达到平衡时c的浓度为wmol l 回答下面问题 1 保持温度和压强不变 按下列四种配比充入容器p中有关物质 平衡后c的浓度仍为wmol l的是 a 6mola 2molbb 3mola 1molb 2molcc 2molc 1molb 1moldd 1molc 2mold 2 保持原起始温度和体积不变 要使平衡后c的浓度仍为wmol l 应按下列哪种配比向容器q中充入有关物质 a 3mola 1molbb 4molc 2moldc 1 5mola 0 5molb 1molc 0 5moldd 无法判断 3 保持原起始温度和体积不变 若仍按3mola和1molb配比在容器q中发生反应 则平衡时c的浓度和wmol l的关系是 a 大于wmol lb 小于wmol lc 等于wmol ld 无法比较 4 将2molc和2mold按起始温度和压强充入容器q中 保持温度和体积不变 平衡时c的浓度为vmol l 则v和w的关系是 a v wb v wc v wd 无法比较 5 维持原起始温度和体积不变 按下列哪种配比充入容器q可使平衡时c的浓度为vmol l a 1molc 0 5moldb 3mola 2molbc 3mola 1molb 1moldd 以上均不能满足条件 解析 1 在恒温恒压下 只要n a n b 3 1或n c n d 2 1 达到平衡时就均为同一平衡状态 即满足等效平衡的条件 答案为a 2 因容器p的体积可变 且正反应是体积缩小的反应 故相当于加压 而现在容器q体积不变 条件不同了 不属于等效平衡 无法判断 答案为d 3 本题所述条件相当于减压 平衡向逆反应方向移动 c的浓度降低 答案为b 4 温度 体积不变时 2molc和1mold反应与3mola和1molb相当 属等效平衡 再加1mold时平衡将向左移动 v w 答案为b 5 恒温恒容下 n a 3mol和n b 1mol时与n c 2mol和n d 1mol时属于等效平衡 答案为c 答案 1 a 2 d 3 b 4 b 5 c 规律方法 分析等效平衡的关键是分清全等平衡和等比平衡 分析化学平衡有关问题时常用以下两种方法 1 极限思维法 任何可逆反应均可以看成完全不反应和完全反应的中间状态 我们在求某一物质在平衡状态的浓度取值范围时 常采用极限思维法 让正反应 或逆反应 完全进行 可以求得其取值范围或取值 2 虚拟法 任何一个可逆反应体系 在相同条件下从不同的状态开始 只要达到平衡时的条件 温度 压强 浓度 完全相同 则可以形成等效平衡 我们在解题中若遇到将两个状态进行比较这类问题 可以 虚拟 一个中间过程 如一个容器 一个隔板等 然后再进行比较 互动探究反应3a g b g 2c g d g 达到平衡 在保持温度 体积不变条件下 再加入3mola 1molb 达到平衡时c的浓度与w什么关系 变式训练2 2011年广东汕头调研 在相同温度和压强下 对反应co2 g h2 g co g h2o g 进行甲 乙 丙 丁四组实验 实验起始时放入容器内各组分的物质的量见下表 上述四种情况达到平衡后 n co 的大小顺序是 a 乙 丁 丙 甲b 乙 丁 甲 丙c 丁 乙 丙 甲d 丁 丙 乙 甲解析 选a 本题主要考查外界条件对化学平衡的影响及等效平衡问题 解题时应注意该反应及反应的特点 即反应前后气体体积不变 同时要明确等效平衡的条件 把丙中amolco和amolh2o按化学计量数转成co2和h2 也分别为amol 则甲与丙是等量等效 则达平衡时 n co 应相等 把丁中amolco和amolh2o按化学计量数转成co2和h2 则起始时丁中co2为2amol h2为amol 则与乙等量等效 达到平衡时n co 相等 乙与甲相比相当于在甲的平衡中又加入了amol的co2 导致平衡正向移动 则平衡时n co 乙 n co 甲 故选a 探究整合应用 有关化学平衡常数的计算在一定温度下 可逆反应无论从正反应开始还是从逆反应开始 也无论反应起始时反应物浓度的大小 最后都能达到平衡状态 这时生成物浓度幂 以其化学计量数为幂 之积与反应物浓度幂之积的比值是一个常数 这个常数就是该反应的化学平衡常数 简称平衡常数 用符号k表示 在煤化工中常需研究不同温度下反应的平衡常数 投料比及反应热等问题 已知 可逆反应co g h2o g h2 g co2 g 的平衡常数随温度的变化如下表所示 试回答下列问题 1 上述正反应是 填 放热 或 吸热 反应 2 已知在一定温度下发生如下反应 c s co2 g 2co g 平衡常数为k c s h2o g co g h2 g 平衡常数为k1 co g h2o g h2 g co2 g 平衡常数为k2 则k k1 k2之间的关系是 3 在500 时 若起始时co h2o的浓度均为0 02mol l 1 在该条件下达到平衡时 co的转化率为 4 在800 时 若起始时co和h2o g 共为5mol 水蒸气的体积分数为x 平衡时co的转化率为y 则y随x变化的函数关系式为 5 向vl密闭容器中通入10molco和10mol水蒸气 在t 时达到平衡 然后迅速除去水蒸气 除去水蒸气时其他物质的物质的量不变 将混合气体点燃 测得放出