化学平衡常数.doc

化学平衡 第3课时 化学平衡常数 学案学习目标1.理解化学平衡常数的含义，能够利用化学平衡常数进行简单的计算。2.了解平衡转化率的含义。重点难点重点：化学平衡常数的含义及应用。难点：利用平衡常数进行计算。1化学平衡常数(1)定义：在_下，当一个可逆反应达到_时，生成物_与反应物_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_表示。(2)表示式：对于一般的可逆反应，mA(g)nB(g) pC(g)qD(g)，在一定温度下，K_。(3)特点：K只受_影响，与反应物或生成物的_无关。(4)意义K值越大，说明平衡体系中生成物所占的比例_，它的正向反应进行的程度_，即该反应进行得越_，反应物转化率_；反之，就越_，转化率就_。一般地说，_时，该反应进行得就基本完全了。2对于3Fe(s)4H2O(g) Fe3O4(s)4H2(g)，反应的化学平衡常数的表达式为()AK BKCK DK3对于反应mA(g)nB(g) pC(g)qD(g)反应物A的平衡转化率_。4平衡向正反应方向移动，反应物的转化率是否一定增大？一、化学平衡常数1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？化学平衡常数有统一的固定单位吗？2化学平衡常数应用中的注意事项对于化学反应：aA(g)bB(g)cC(g)dD(g)K(1)上式中c(A)、c(B)、c(C)、c(D)是各物质处于_时的浓度(2)对于在溶液中进行的反应，溶剂的浓度是一个常数，此常数可归并到平衡常数中去，在K的表达式中不出现溶剂的浓度项，如COH2OHCOOH，K_。(3)当反应中有固体物质时，因固体的浓度可以看作常数，在K的表达式中不出现固体的浓度项，如CaCO3(s)CaO(s)CO2(g)，K_。(4)可逆反应的平衡常数并不随反应物或生成物浓度的改变而改变，但随温度的改变而改变。规律：对于吸热反应：T增大，K_；对于放热反应：T减小，K_。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_反应；若升高温度，K值减小，则正反应为_反应。如某一化学反应在298 K时平衡常数为32.4，在398 K 时为46.1，那么该反应的正反应为吸热反应。典例1二氧化硫和氮的氧化物是常用的化工原料，但也是大气的主要污染物。综合治理其污染是环境化学当前的重要研究内容之一。硫酸生产中，SO2催化氧化生成SO3：2SO2(g)O2(g)2SO3(g)某温度下，SO2的平衡转化率()与体系总压强(p)的关系如图所示。根据图示回答下列问题：(1)将2.0 mol SO2和1.0 mol O2置于10 L的密闭容器中，反应达平衡后，体系总压强为0.10 MPa。该反应的平衡常数等于_。(2)平衡状态由A变到B时，平衡常数K(A)_K(B)(填“”、“”或“”)。变式训练1一定条件下，下列反应呈平衡状态时的平衡常数：3H2(g)N2(g)2NH3(g)K12NH3(g)3H2(g)N2(g)K2则K1与 K2的关系为()AK1K2 BK21/K1CK1/2K2 D无法确定变式训练2放热反应：CO(g)H2O(g)CO2(g)H2(g)在温度t1时达到平衡，c(CO)1c(H2O)11.0 molL1，其平衡常数为K1。其他条件不变升高反应体系的温度至t2时，反应物的平衡浓度分别为c(CO)2和c(H2O)2，平衡常数为K2，则()A若增大CO浓度，K2和K1都增大BK2K1Cc(CO)2c(H2O)2Dc(CO)1c(CO)2二、平衡转化率1化学平衡常数与平衡转化率都可以表示反应进行的_。2平衡转化率随着反应物初始浓度的不同而变化，而平衡常数不受_影响，只受_影响。典例2在一密闭容器中，CO和H2O混合加热到800达到下列平衡：CO(g)H2O(g) CO2(g)H2(g)，K1.0，若反应开始时CO和H2O的浓度分别为0.20 molL1和1.00 molL1，则CO转化为CO2的转化率为()A80% B83%C75% D91%变式训练3在容积为1 L的密闭容器中，加入5 mol A 物质，在一定条件下同时发生下列两个反应：(1)2A(g)2B(g)C(g)；(2)A(g)C(g)D(g)。当达到平衡时，测得c(A)2.5 molL1，c(C)2.0 molL1。则下列说法中正确的是()A达到平衡时A的总转化率为40%B达到平衡时c(B)为1.0 molL1C达到平衡时c(B)2c(D)D达到平衡时c(D)2c(B)三、化学平衡的有关计算“三段式”分析法1模式mA(g)nB(g)pC(g)qD(g)起始量 a b 0 0变化量 mx nx px qx平衡量 amx bnx px qx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，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。典例3在常压和500时把O2和SO2按12体积比混合，如果混合前O2为10 mol，平衡混合气体中SO3占总体积的91%。求：(1)平衡时有多少摩尔O2(2)混合气体中SO2占总体积的体积分数是多少？(3)SO2的转化率是多少？变式训练4在某温度下，将H2和I2各0.10 mol的气态混合物充入10 L的密闭容器中充分反应，达到平衡后，测得c(H2)0.0080 molL1。(1)求该反应的平衡常数。(2)在上述温度下，该容器中若通入H2和I2蒸气各0.20 mol，试求达到化学平衡状态时各物质的浓度及H2的转化率。课后练习1、对可逆反应4NH3（g）5O2（g）4NO（g）6H2O（g），下列叙述正确的是A达到化学平衡时，4正（O2）5逆（NO ）B若单位时间内生成x mol NO的同时，消耗x mol NH3 ，则反应达到平衡状态C达到化学平衡时，若增加容器体积，则正反应速率减少，逆反应速率增大D化学反应速率关系是：2正（NH3）3正（H2O）2、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），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正（H2）逆（H2O） Dc（CO2）c（CO） 3、反应2A(g)B(g)2C(g)；H0。下列的反应条件有利于生成C的是A低温、低压 B低温、高压 C高温、高压 D高温、低压 4、已知反应mX(g)+nY(g) qZ(g)的H0，m+nq，在恒容密闭容器中反应达到平衡时，下列说法正确的是A通入稀有气体使压强增大，平衡将正向移动BX的正反应速率是Y的逆反应速率的m/n倍C降低温度，混合气体的平均相对分子质量变小 D增加X的物质的量，Y的转化率降低5、在一定温度不同压强（p1p2）下，可逆反应2X(g) 2Y(g)Z(g)中，生成物Z在反应混合物中的体积分数（）与反应时间（t）的关系有以下图示，正确的是（ ）P1P2BP1P2CP1P2AP1P2Dtttt6、已知450时，反应H2(g)I2(g) 2HI(g)的K50，由此推测在450时，反应2HI(g) H2(g)I2(g)的化学平衡常数为（ ）T2 P1nzT2 P2T1 P2tA、50 B、0.02 C、100 D、无法确定16、反应 2X(气)+Y(气) 2Z(气)+热量，在不同温度(T1和T2)及压强(P1和P2)下，产物Z的物质的量(nZ)与反应时间(t)的关系如图所示。下列判断正确的是（ ） A、T1T2 P1P2 B、T1P2 C、T1T2 P1P2 D、T1T2 P1P2 7、某化学反应其H= 122 kJ/mol，S= 231 J/(molK)，则此反应在下列哪种情况下可自发进行（ ） A、在任何温度下都能自发进行 B、在任何温度下都不能自发进行C、仅在高温下自发进行 D、仅在低温下自发进行8、在密闭容器内，使1molN2和3molH2混合发生下列反应：3H2+N22NH3 H0（1）当反应达到平衡时，N2和H2的浓度比是_。（2）保持体积不变，升高温度时，混合气体的平均式量_ _，密度_。（3）当达到平衡时，充入Ar气，并保持体积不变，平衡将_移动。（4）当达到平衡时，充入Ar气，并保持压强不变，平衡将_移动。（5）当达到平衡时，充入N2并保持压强不变，平衡将_移动。（6）当达到平衡时，将c（N2）、c（H2）、c（NH3）同