江苏省邳州市第二中学高中化学 第1课时 化学平衡常数 平衡转化率课件 鲁科版.ppt

第2节化学反应的限度第1课时化学平衡常数平衡转化率 1 了解平衡常数的含义 表达式及影响因素 2 了解平衡转化率的含义 3 利用平衡常数进行简单计算 4 能够利用化学平衡常数判断化学平衡移动的方向 课程标准导航 一 化学平衡常数1 定义在一定 下 当一个可逆反应达到化学平衡状态时 浓度幂之积与 浓度幂之积的比值 用符号k表示 温度 生成物 反应物 mol l 1 c d a b 3 意义平衡常数的大小反映化学反应可能进行的 平衡常数的数值越大 说明 程度 反应可以进行得越完全 想一想1 化学平衡常数有统一的固定单位吗 提示 由平衡常数的表达式知 其单位决定于可逆反应中反应物和产物的种类及化学方程式中对应系数的大小 故化学平衡常数没有统一的固定单位 4 影响因素 1 内因 反应物的 2 外因 反应体系的 本身性质 温度 5 应用 1 判断反应进行的限度 k 105时可认为反应可以进行得较完全 k 10 5时认为反应很难进行 10 5 k 105时 认为该反应为可逆反应 逆向进行 达到平衡状态 正向进行 c0 a 2 影响因素 1 初始浓度和平衡浓度 2 多种反应物参加反应时 提高一种物质的浓度 可以提高 而本身转化率会降低 其他物质的转化率 想一想2 对于一个给定的可逆反应 其正反应和逆反应的平衡常数之间有什么关系 提示 由平衡常数的表达式可以判断 正反应和逆反应的平衡常数之间互为倒数关系 a 将c s 的表面积增大b 增大体系压强c 升高体系温度d 使用合适的催化剂解析 选c 化学平衡常数只与温度 化学反应的特点及反应物本身的性质有关 解析 选c 纯固体或溶剂的浓度视为常数 不写入表达式中 a b不符合要求 d为逆反应的化学平衡常数 3 关于平衡常数k 下列说法中正确的是 a k越大 反应速率越大b 对任一给定的可逆反应 温度升高 k值增大c 对可逆反应 k值越大 反应物的转化率越高d 加入催化剂或增大反应物浓度 k值将增大 解析 选c k值反映出了化学反应正向进行的程度 只与温度有关 但不一定升温就增大 探究导引1化学平衡常数与什么物理量有关 提示 化学平衡常数的大小与温度有关 对于放热反应 升高温度平衡常数减小 对于吸热反应 升高温度 平衡常数变大 要点归纳1 平衡常数的书写 1 平衡常数表达式中各物质的浓度是化学反应达到平衡状态时的浓度 2 固体或纯液体物质不出现在平衡常数表达式中 3 化学平衡常数表达式对应某一具体反应 若反应方向改变 则平衡常数改变 若反应方程式中各物质的系数等倍扩大或缩小 平衡常数表达式也要相应改变 4 对于给定的可逆反应 正 逆反应的平衡常数互为倒数 2 平衡常数的应用 1 应用平衡常数时 应明确平衡只受温度影响 对于给定的可逆反应 温度不变 k值不变 温度不同 k值不同 2 判断反应进行的程度k值越大 说明平衡体系中生成物所占的比例越大 它的正向反应进行的程度越大 即该反应进行得越完全 反应物平衡转化率越大 反之 就越不完全 平衡转化率就越小 3 利用k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 4 判断反应是否处于化学平衡状态及反应进行的方向 5 计算转化率 即时应用 回答下列问题 1 该反应的化学平衡常数表达式为 2 该反应为 填 吸热 或 放热 反应 3 能判断该反应是否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 co2 h2 co h2o 则此时的温度为 3 该反应为气体物质的物质的量不变的反应 反应过程中压强始终不变 与是否平衡无关 d项中c co2 c co 不能判断反应是否达到平衡状态 只是表示某时刻co2与co的浓度相等 4 当 co2 h2 co h2o 时 k 1 0 此时的温度由表中数据可知为830 探究导引2平衡转化率与平衡常数有何关系 提示 平衡常数和平衡转化率都可以表示可逆反应进行的程度 但是平衡转化率随着反应物初始浓度的不同而变化 而平衡常数却不受浓度影响 因此平衡常数更能反映出本质 平衡常数与平衡转化率之间是可以相互求算的 探究导引3平衡转化率与起始反应物的浓度有什么关系 提示 当增大一种反应物的浓度时 该反应物的平衡转化率降低 而其他反应物的平衡转化率升高 要点归纳1 可逆反应达到平衡后各物质浓度的变化关系 1 反应物 平衡浓度 起始浓度 转化浓度 2 生成物 平衡浓度 起始浓度 转化浓度 3 各物质的转化浓度之比等于它们在化学方程式中相应的化学计量数之比 即时应用 2 若反应温度升高 m的平衡转化率 填 增大 减小 或 不变 3 若反应温度不变 反应物的初始浓度分别为c m 4mol l 1 c n amol l 1 达到平衡后 c p 2mol l 1 a 4 若反应温度不变 反应物的初始浓度为 c m c n bmol l 1 达到平衡后 m的平衡转化率为 4 由于温度不变 则化学平衡常数值不变 设平衡时 m的转化浓度为xmol l 1 m g n g p g q g 初始浓度 mol l 1 bb00转化浓度 mol l 1 xxxx平衡浓度 mol l 1 b xb xxx 答案 1 25 2 增大 3 6 4 41 2012 北京东城区高二质检 h2 g i2 g 2hi g 已经达到平衡状态的标志是 c h2 c i2 c hi c h2 c i2 c hi 1 1 2 c h2 c i2 c hi 不再随时间而改变 单位时间内生成nmolh2的同时生成2nmolhi 单位时间内生成nmolh2的同时生成nmoli2 反应速率v h2 v i2 1 2v hi 一个h h键断裂的同时有两个h i键断裂 温度和体积一定时 容器内压强不再变化 温度和体积一定时 混合气体的颜色不再变化温度和压强一定时 混合气体的密度不再变化 条件一定 混合气体的平均摩尔质量不再变化a b c d 思路点拨 解答本题要注意以下两点 1 平衡的标志 v 正 v 逆 各组分的含量不变 2 该反应的特点 反应前后气体分子数不变 i2为紫色蒸气 解析 的浓度与起始时投入物质的量有关 故不正确 各组分的浓度不变 说明已达平衡 正确 体现v 正 v 逆 正确 未体现v 正 v 逆 不正确 反应速率始终v h2 v i2 1 2v hi 不正确 体现v 正 v 逆 正确 压强始终相等 不正确 颜色不变化 说明c i2 不变 正确 答案 c 提示 1 能 达平衡后 v 正 v 逆 绝热条件下 不进行热交换 故温度不变 2 i2为固态 则气体的质量变化 故可作为平衡标志 因前后气体的体系不等 则压强可作为平衡标志 能体现v 正 v 逆 则符合条件的有 中i2为固态 气相中始终无色 故不能作判据 中气相的质量 体积都变 故不一定 气相的质量增加时 其物质的量也增加 故不一定 互动探究 1 若题干中的反应在一绝热密闭容器中进行 温度不变时 能否说明反应一定达到平衡状态 2 若仅i2的气态改变为固态 即i2 s h2 g 2hi g 则 中能说明达平衡状态的有哪些 2 同种物质表示的反应速率判断生成速率与消耗速率相等时 达平衡 3 用气体的平均摩尔质量判断若反应中全是气体物质 反应前后气体体积不变 不能用平均摩尔质量判断 反应前后气体体积改变 摩尔质量恒定时 达平衡 4 用反应现象 如颜色 温度 溶解等 判断 当反应现象一定时 达平衡 已知反应co g h2o g co2 g h2 g 的平衡常数k与温度的关系如下表 1 该反应的 h 0 选填 或 2 500 时 若co和h2o的起始浓度均为0 060mol l 则在该条件下 co的最大转化率为 思路点拨 解答本题要注意以下两点 1 明确平衡常数k与温度的变化关系 2 学会用 三段式 进行转化率的有关计算 解析 1 由表格中数据可知 温度越高 平衡常数k越小 说明温度升高 反应逆向进行 正反应为放热反应 h 0 答案 1 2 75 转化mxnxpxqx平衡a mxb nxpxqx解题时把握好以下几点 1 转化量与方程式中各物质的系数成比例 2 式子中a b可指物质的量 浓度 体积等 但单位必须统一 3 对反应物 平衡量 起始量 转化量 对生成物 平衡量 起始量 转化量 1 设h2和co的起始物质的量之比为m 平衡时co的转化率为 平衡混合物中甲醇的体积分数为y 试推断m y三者之间的相互关系 并以y f m 的函数表达式表示出来 写出计算过程 2 将表中已知数据代入导出的表达式中进行计算 把计算结果填入表中有关的空格中 3 根据表中数据判断用co和h2合成甲醇时 h2和co的最佳体积比是 并简述判断依据 4 若升高温度 该反应的平衡常数k将 填 增大 减小 不变 或 无法确定 下同 该反应中co的平衡转化率将 5 据研究 反应过程中起催化作用的为cu2o 反应体系中含少量co2 有利于维持催化剂cu2o的量不变 原因是 用化学方程式表示 解析 本题的突破口在于确定 起 变 平 三个量 然后根据体积分数求出函数表达式 解题中假设co的起始量为1mol 然后根据比例关系确定h2的起始量 再根据各方关系确定各物质转化量 平衡量 从而使题目中的抽象数据具体化 为函数表达