2012高中化学 2.3 化学平衡 第3课时 化学平衡常数学案 新人教版选修4

用心 爱心 专心1 2 32 3 化学平衡化学平衡 第第 3 3 课时课时 化学平衡常数化学平衡常数 学案 人教版选修学案 人教版选修 4 4 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 ApC 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 A K B K c Fe3O4 c H2 c Fe c H2O c Fe3O4 c4 H2 c Fe c4 H2O C K D K c4 H2O c4 H2 c4 H2 c4 H2O 3 对于反应aA bAcC dD 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 AcC g dD g 用心 爱心 专心2 K cc C cd D ca A cb B 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 CO H2O HCO OH K 2 3 3 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 ACaO 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 105 2 D 平衡常数是生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比值 但固体浓度视为 1 不写入常数计算式中 3 100 A的起始浓度 A的平衡浓度 A的起始浓度 4 不一定 平衡正向移动时反应物的转化率如何变化 要根据具体反应及引起平衡移 动的原因而定 如对于反应 N2 g 3H2 g A2NH3 g 若增大压强 平衡正向移动 反应 物转化率都增大 若只增大 N2的浓度 平衡正向移动 H2转化率增大 而 N2转化率降低 课堂活动区 一 1 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 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生成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 2 1 平衡状态 2 3 c CO2 4 增大 增大 吸热 放热 c HCO 3 c OH c CO2 3 典例 1 1 800 L mol 1 2 解析 1 从图示可知 当p 0 10 时 0 8 2SO2 g O2 g 2SO3 g 用心 爱心 专心5 0 2 0 1 0 起始浓度 mol L 1 0 04 0 02 0 16 平衡浓度 mol L 1 K L mol 1 c2 SO3 c2 SO2 c O2 0 162 0 042 0 02 800 L mol 1 2 平衡状态由 A 变到 B 时 温度不变 平衡常数 K A K B 不变 变式训练 1 B 变式训练 2 C 二 1 程度 2 初始浓度 温度 典例 2 B 设转化的 CO 的浓度为x 则有 CO g H2O g ACO2 g H2 g 0 20 1 00 0 0 初始浓度 mol L 1 x x x x 转化浓度 mol L 1 0 20 x 1 00 x x x 平衡浓度 mol L 1 K c CO2 c H2 c CO c H2O 1 x2 0 20 x 1 00 x 解之得 x mol L 1 1 6 CO 100 83 1 6 mol L 1 0 2 mol L 1 变式训练 3 B 设反应 1 有物质的量为a的 A 发生转化 反应 2 中有物质的量为 b的 A 发生转化 有 2A g A2B g C g 转化 a a a 2 A g AC g D g 转化 b b b 则由题意可知 5 mol a b 2 5 mol L 1 1 L 即a b 2 5 mol b 2 0 a 2 mol L 1 1 L 即 b 2 0 mol 联立两式解得a 1 0 mol b 1 5 mol 对 A 选项 a 2 达平衡时 A 的总转化率 100 50 故 A 不正确 c B 1 0 mol L 1 2 5 5 1 0 mol 1 L 故 B 选项正确 c B 1 0 mol L 1 c D 1 5 mol L 1 故 C D 选项均不 1 5 mol 1 L 正确 三 典例 3 1 0 62 mol 2 6 0 3 93 8 解析 设有物质的量为x的 O2转化 2SO2 g O2 g A 2SO3 g 用心 爱心 专心6 起始 20 mol 10 mol 0 转化 2x x 2x 平衡 20 mol 2x 10 mol x 2x 则 100 91 2x 20 mol 2x 10 mol x 2x 解得x 9 38 mol 1 n O2 平 10 mol 9 38 mol 0