【风向标】高考化学 第二章 第三节 化学平衡 第4课时　化学平衡的有关计算课件 新人教版选修4.ppt

第4课时 化学平衡的有关计算 一 化学平衡常数1 概念在一定温度下 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 简称平衡常数 用符号 表示 生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比值 k 2 表达式 k 3 意义 1 k越大 说明 进行的程度 反应物的转化率 反之转化就越 转化率就 正反应 越大 越大 不完全 越小 2 k只受 影响 与反应物或生成物的 无关 温度 浓度变化 二 平衡转化率1 含义平衡转化率是指平衡时已转化了的某反应物的量与转化前该反应物的量之比 用来表示反应限度 2 表达式 转化率 反应物转化的物质的量 或体积 浓度 100 反应物起始的物质的量 或体积 浓度 3 产品 或生成物 的产率 化学平衡常数的应用及应注意的问题 1 化学平衡常数的应用 1 化学平衡常数值的大小是可逆反应进行程度的标志 它能够表示出可逆反应进行的程度 一个可逆反应的k值越大 说明平衡时生成物的浓度越大 反应物转化率也越大 可以说 化学平衡常数是一定温度下一个可逆反应本身固有的内在性质的定量体现 2 使用化学平衡常数应注意的问题 1 反应物或生成物中有固体和纯液体存在时 其浓度可看作 1 而不代入公式 联想化学反应速率中固体和纯液体的处理 2 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 若化学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 3 化学平衡常数只与温度有关 与反应物或生成物的浓度 无关 4 平衡常数只表现反应进行的程度 即可能性问题 而不 表现达到平衡所需的时间 即现实性问题 化学平衡的计算1 基本计算 1 各物质浓度反应物的平衡浓度 起始浓度 消耗浓度生成物的平衡浓度 起始浓度 增加浓度 2 平衡时气体反应中各组分的体积分数 体积分数 某气体物质平衡时的体积混合气体的总体积 100 3 混合气体的平均相对分子质量 平均相对分子质量 混合气体的总质量混合气体的总物质的量 4 转化率 反应物转化量反应物起始量 100 2 化学平衡的计算方法 起 转 平 三步骤 化学平衡的一般思路和方法是建立模式 确定关系 依据题意列出方程求解 一般格式表示如下 三行式 或 起 转 平 三步骤解法 起始浓度 a b c d 变化浓度 mx平衡浓度 a mx nx b nx px c px qx d qx 此三种浓度常常要用到平衡时的浓度数据求其他的值 1 求a物质的平衡转化率 a 越大 反应物a转化得越多 3 化学平衡计算中对气体定律的运用 化学平衡移动与转化率的关系 1 温度和压强的影响 温度或压强改变后 若能引起平衡向正反应方向移动 则 反应物的转化率一定增大 2 反应物用量的影响 a的量 a的浓度增大 平衡正向移动 此种情况等效于加压 a的转化率与气态物质的化学计算数有关 若只增加a的量 平衡向正反应方程移动 则a的转化率减小 b的转化率增大 若只减小a的量 平衡向逆反应方向移动 则b的转化率减小 若反应物a b的物质的量同倍数的增加 平衡向正反应方向移动 此种情况等效于加压 反应物的转化率与气态物质的化学计量数有关 注意 温度不变时 对于气体等体积反应 改变压强或将反应物的用量同倍数地增加 转化率均不发生变化 1 若升高温度到950 时 达到平衡时k 填 大 于 小于 或 等于 1 2 850 时 若向一容积可变的密闭容器中同时充入1 0 molco 3 0molh2o 1 0molco2和xmolh2 则 当x 5 0时 上述平衡向 填 正反应 或 逆反应 方向移动 若要使上述反应开始时向正反应方向进行 则x应满足 的条件是 3 在850 时 若设x 5 0和x 6 0 其他物质的投料不变 当上述反应达到平衡后 测得h2的体积分数分别为a b 则a 填 大于 小于 或 等于 b 名师点拨 1 从题给信息知 正反应是放热反应 升温 平衡向逆反应方向移动 co2和h2的浓度将减小 而co和h2o g 的浓度将增大 故k值减少 2 将1 0molco 3 0mol 应方向移动 若要使上述反应开始时向正反应方向进行 则x应满足的条件是 x 3 0mol 3 其他物质的投料不变 增加h2的量 平衡向逆反应方向移动 但h2的转化率将减小 h2体积分数会增大 答案 1 小于 2 逆反应 x 3 0mol 3 小于 c 降低温度 正逆反应速率均减小且正反应速率减小更多d 反应生成水的 h 0 解析 根据反应平衡常数k的表达式可知正反应应为 恒温恒容下改变压强对平衡无影响 a错误 又温度升高 k值增大 则 h 0 故b和d错误 降低温度 平衡逆向移动 正逆反应速率均减小 且正反应速率减小更多 故选c 答案 c a 5 c 25 b 17 d 33 b 化学平衡的计算 例2 2009年全国 理综改编 某温度时 在2l密闭容器中气态物质x和y反应生成气态物质z 它们的物质的量随时间的变化如下表所示 1 体系中发生反应的化学方程式是 2 列式计算该反应在0 3min时间内产物z的平均反应速率 3 该反应达到平衡时反应物x的转化率 等于 起始 mol 1 00转化 mol 0 45平衡 mol 0 55 1 000 90 1 00 90 9 名师点拨 1 根据题意 可以利用 三步法 求解 2 0 083mol l min 3 45 a 以x浓度变化表示的反应速率为0 001mol l s b 将容器体积变为20l z的平衡浓度变为原来的1 2c 若增大压强 则物质y的转化率减小d 若升高温度 x的体积分数增大 则该反应的 h 0 若将容器的体积变为20l 各物质的浓度均减半 平衡应向逆反应方向移动 z的平衡浓度比原来的1 2要小 故b项错误 正反应是气体体积减小的反应 增大压强此平衡向右移动 反应物x和y的转化率均增大 故c项错误 x的体积分数增大 说明平衡向逆反应方向移动 因此正反应为放热反应 即 h 0 故d项错误 答案 a 放 bc 能说明该反应已达到平衡状态的是 填字母 a v no2 2v o2 c v逆 no 2v正 o2 b 容器内压强保持不变d 容器内密度保持不变 能使该反应的反应速率增大 且平衡向正反应方向移动 的是 填字母 c a 及时分离出no2气体c 增大o