2020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_第1页
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文档简介

2.3三班化学平衡常数的化学平衡案例(人教版选修4)学习目标 1。理解化学平衡常数的含义,能够用化学平衡常数进行简单的计算。2.理解均衡转化率的含义。要点和难点要点:化学平衡常数的含义和应用。难点:用平衡常数计算。1.化学平衡常数(1)定义:当可逆反应达到_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _时,产品_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _与反应物_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _之比是_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _下的常数,即反应的化学平衡常数,简称平衡常数,用符号_ _ _ _ _ _ _ _表示。(2)表达式:对于一般可逆反应,在一定温度下,MA (g) NB (g) PC (g) QD (g),k=_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _。(3)特性:K只受_ _ _ _ _ _影响,与反应物或产物的_ _ _ _ _ _无关。(4)意义K值越大,平衡体系中产物的比例越大,其正反应的程度越大,即反应进行得越多,反应物的转化率为_ _ _ _ _ _;相反,越是_ _ _ _ _ _,转换率就越是_ _ _ _ _ _。一般来说,当_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _时,反应基本完成。2.对于3Fe (S) 4H2O (G) Fe3O4 (S) 4H2 (G),反应的化学平衡常数表示为()A.K=B.K=C.K=D.K=3.对于反应AA、BCC、DD,反应物A的平衡转化率=_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _。4.当平衡向正反应方向移动时,反应物的转化率必然增加吗?I .化学平衡常数1.对于给定的可逆反应,正负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化学反应:aa (g) bb (g) cc (g) dd (g)K=(1)在上述公式中,c(A)、c(B)、c(C)和c(D)是每种物质在_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _(2)对于溶液中的反应,溶剂的浓度是一个常数,该常数可以并入平衡常数。在K的表达式中没有溶剂的浓度项,如CO H2O HCO OH-,K=_ _ _ _ _ _ _。(3)当反应中有固体物质时,因为固体的浓度可以视为常数,在k的表达式中没有固体浓度项,例如碳酸钙、氧化钙+二氧化碳、钾=_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ .(4)可逆反应的平衡常数不随反应物或产物浓度的变化而变化,而是随温度的变化而变化。规则:对于吸热反应:T增加,K _ _ _ _ _ _对于放热反应:t降低,K_。(2)应用:利用温度变化时钾的变化来判断反应的热效应;如果温度升高,K值增加,正负反应应为_ _ _ _ _ _;如果温度升高,k值降低,正负反应应为_ _ _ _ _ _。如果化学反应的平衡常数在298 K时是32.4,在398 K时是46.1,那么反应的正负反应应该是吸热的。典型实施例1二氧化硫和氮氧化物是常用的化学原料,但也是大气中的主要污染物。其污染的综合治理是环境化学中最重要的研究内容之一。在硫酸生产中,SO2被催化氧化生成SO3: 2SO2 (g) O2 (g) 2SO3 (g)在一定温度下,SO2的平衡转化率()与系统总压力(P)的关系如图所示。根据图表回答下列问题:(1)将2.0摩尔SO2和1.0摩尔O2置于10 L的密闭容器中。反应达到平衡后,系统的总压力为0.10兆帕。这个反应的平衡常数等于_ _ _ _ _ _。(2)当平衡状态从a变为b时,平衡常数k(a)_ _ _ k(b)(填入、 或=)。讲座记录:变体训练1在某些条件下,下列反应的平衡常数处于平衡状态:3h2 (g)N2(g)2NH3(g) K12NH3(g)3H2(g)+N2(g) K2K1和K2之间的关系是()A.K1=K2 B.K2=1/K1C.k1/2=k2d。无常的变体训练2放热反应:一氧化碳(克)H2O(克)二氧化碳(克)H2(克)到达如果一氧化碳浓度增加,K2和K1都会增加B.K2K1中国(二氧化碳)2=中国(H2O)2直流(一氧化碳)1 直流(一氧化碳)2二、均衡转化率1.化学平衡常数和平衡转化率都可以代表反应的进程。2.平衡转化率随反应物的初始浓度而变化,而平衡常数不受_ _ _ _ _ _ _ _的影响,而只受_ _ _ _ _ _ _ _的影响。典型实施例2在密闭容器中,将一氧化碳和H2O混合并加热至800以达到以下平衡:一氧化碳(克)H2O(克)二氧化碳(克)H2(克),k=1.0。如果在反应开始时,一氧化碳和H2O的浓度分别为0.20摩尔-1和1.00摩尔-1,则一氧化碳转化为二氧化碳的转化率为()80% B.83%75%至91%讲座记录:变体训练3在容积为1 L的密封容器中,加入5摩尔的物质,在一定条件下,以下两个反应同时发生:(1)2a(g)2b(g)c(g);(2)A(g)C(g)+D(g).当达到平衡时,测量C (a)=2.5摩尔-1和C (c)=2.0摩尔-1。以下陈述是正确的()A.当达到平衡时,a的总转化率为40%B.当达到平衡时,c(B)为1.0摩尔-1C.当达到平衡时,c (b)=2c (d)D.当达到平衡时,c (d)=2c (b)三、化学平衡的计算“三阶段”分析法1.模式ma (g) nb (g) pc (g) qd (g)起始金额a b 0 0变体mx nx px qx平衡a-mxb-nxpxqx对于反应物:平衡时的相关性=初始量-变化量,n(平坦)=n(初始)-n(变化)对于产品:平衡时的相关性=初始量变化量,n(平坦)=n(初始)n(变化)2.解决问题的基本思路(1)设置未知数:应分析并灵活设置具体主题。通常,物质的转化量被设定为X(2)确定三个量:将反应物、产物和变化量的三个关系代入未知量,确定平衡体系中各物质的初始量、变化量和平衡量,并按(1)中的“模式”列表。(3)解决问题:指定“初始”、“可变”和“平坦”量的具体值,然后找出反应物的转化率、混合气体的密度、平均相对分子质量等。根据相应的关系,给出问题的答案。典型实施例3: O2和SO2在常压和500下以12的体积比混合。如果混合前O2为10摩尔,则平衡混合气体中的SO3占总体积的91%。请:(1)有多少摩尔的O2处于平衡状态?(2)混合气体中SO2的体积分数是多少?(3)SO2的转化率是多少?变体训练4:在一定温度下,将各自为0.10摩尔的H2和I2的气体混合物填充到10 L的密闭容器中进行充分反应。达到平衡后,测量c (H2)=0.0080 mol-1。(1)计算反应的平衡常数。(2)在上述温度下,如果向容器中引入0.20摩尔H2和0.20摩尔I2蒸汽,当达到化学平衡状态时,尝试找出每种物质的浓度和H2的转化率。参考答案课前准备区1.(1)一定温度下化学平衡浓度功率的乘积浓度功率的乘积K (2) (3)温度浓度变化(K105较大、较大、完全较大、不完全较小2.平衡常数是产品浓度功率的乘积与反应物浓度功率的乘积之比,但固体浓度被认为是1,没有写入常数计算公式。3.1%4.不一定。当平衡向前移动时,反应物的转化率如何变化取决于特定的反应和平衡移动的原因。例如,对于反应N2 (g) 3H2 (g) 2NH3 (g),如果压力增加,平衡向前移动,反应物转化率增加。如果只有N2的浓度增加,均衡向前移动,H2转换率增加,而N2转换率降低。教室活动区我。1.从平衡常数的表达式来看,正反应和反反应的平衡常数之间的倒数关系是相互的。从平衡常数的表达式可知,它的单位是由可逆反应中反应物和产物的类型以及化学方程式中相应的系数决定的,因此化学平衡常数没有统一的固定单位。2.(1)平衡状态(2) (3)碳(二氧化碳)(4) (1)增加和增加(2)吸热和放热总产量0.04 0.02 0.16K=Lmol-1=800 Lmol-1 .(2)当平衡状态从A变为B时,温度不变,平衡常数不变。K (a)=k (b)保持不变。变体培训1b变体培训2c其次,1.2度。初始浓度温度典型的例子2B假设转化的一氧化碳的浓度是x,有一氧化碳(克)+H2O(克)二氧化碳(克)+H2(克)0.20 1.00 0 0x x x x0.20-x 1.00-x xK=1,解决办法是:x=摩尔-1(一氧化碳)=100%=83% .变式训练3b假设反应(1) a与物质量a转化,反应(2) a与物质量B转化,有2A(g)2B(g)+C(g)转换aaA(g)C(g)+D(g)转换b b b根据主题,5摩尔-(a b)=2.5摩尔-11升,即a b=2.5摩尔;b=2.0mol-11l,即b=2.0mol,a=1.0mol和b=1.5mol,通过两个方程的联立求解获得。对于选项A,平衡时的总转化率为100%=50%,因此A不正确;c(b)=1.0mol-1,因此选项b是正确的;C (b)=1.0mol-1,c(d)=1.5mol-1,因此c和d选项不正确。第三,典型实施例3 (1)0.62摩尔(2)6.0%(3)93.8%用物质量x分析氧气转化率2SO2(

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