江苏省邳州市第二中学高中化学化学平衡常数新人教选修PPT学习教案

1、会计学1 江苏省邳州市第二中学高中化学化学平江苏省邳州市第二中学高中化学化学平 衡常数新人教选修衡常数新人教选修 课堂互动讲练课堂互动讲练 探究整合应用探究整合应用 知能优化训练知能优化训练 基础自主学案基础自主学案 第第 3 3 课课 时时 化化 学学 平平 衡衡 常常 数数 第1页/共49页 基础自主学案基础自主学案 一、含义一、含义 在一定温度下，当一个可逆反应达到在一定温度下，当一个可逆反应达到_状态状态 时，生成物时，生成物_与反应物与反应物_的的 比值是一个常数比值是一个常数(简称简称_)，用符号，用符号“_”表示。表示。 化学平衡化学平衡 浓度幂之积浓度幂之积浓度幂之积浓度幂之积

2、 平衡常数平衡常数 K 第2页/共49页 二、表达式二、表达式 对于一般的可逆反应：对于一般的可逆反应：mA(g)nB(g) pC(g) qD(g)，当在一定温度下达到化学平衡状态时，平，当在一定温度下达到化学平衡状态时，平 衡常数的表达式为：衡常数的表达式为：K_。 第3页/共49页 思考感悟思考感悟 1怎样理解怎样理解“化学平衡常数与反应物、生成物的化学平衡常数与反应物、生成物的 浓度无关浓度无关”？ 第4页/共49页 越大越大 越小越小 温度温度浓度浓度 第5页/共49页 思考感悟思考感悟 2升高温度，升高温度，K值一定增大吗？值一定增大吗？ 【提示提示】不一定，不一定，K只受温度影响，

3、当温度不变只受温度影响，当温度不变 时，时，K值不变；温度升高时，对值不变；温度升高时，对H0的反应，的反应，K值增大。如果由于浓度、压值增大。如果由于浓度、压 强的改变而引起化学平衡的移动，但温度恒定，则强的改变而引起化学平衡的移动，但温度恒定，则 K值一定不变。值一定不变。 第6页/共49页 1写出下列各反应的平衡常数表达式。写出下列各反应的平衡常数表达式。 (1)2SO2(g)O2(g) 2SO3(g) (2)CaCO3(s) CO2(g)CaO(s) (3)FeCl3(aq)3KSCN(aq) Fe(SCN)3(aq) 3KCl(aq) 解析：解析：反应物或生成物中有固体或纯液体时，其

4、反应物或生成物中有固体或纯液体时，其 浓度可看作浓度可看作“1”，不代入公式，只代入气体或溶，不代入公式，只代入气体或溶 液中溶质的浓度。液中溶质的浓度。 第7页/共49页 第8页/共49页 2对于反应对于反应mA(g)nB(g) pC(g)qD(g)随随 温度的升高其反应的平衡常数有以下变化，则温度的升高其反应的平衡常数有以下变化，则 和和两种情况两种情况_是吸热，是吸热，_是放热是放热 (填填“”或或“”)。 第9页/共49页 解析：解析：中曲线走势表明：随着温度的升高，平中曲线走势表明：随着温度的升高，平 衡常数逐渐增大，说明正反应进行的程度越大，衡常数逐渐增大，说明正反应进行的程度越大

5、， 即反应向正方向移动，正反应是吸热反应，同理即反应向正方向移动，正反应是吸热反应，同理 可得可得为放热。为放热。答案：答案： 第10页/共49页 第11页/共49页 第12页/共49页 课堂互动讲练课堂互动讲练 化学平衡常数使用注意事项及应用化学平衡常数使用注意事项及应用 1使用化学平衡常数应注意的问题使用化学平衡常数应注意的问题 (1)化学平衡常数只与温度有关，与反应物或生化学平衡常数只与温度有关，与反应物或生 成物的浓度变化无关。成物的浓度变化无关。 (2)反应物或生成物中有固体或纯液体存在时，反应物或生成物中有固体或纯液体存在时， 由于其浓度可看作由于其浓度可看作“1”而不代入公式。而

6、不代入公式。 (3)化学平衡常数是指某一具体反应的平衡常数。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。若反应方向改变，则平衡常数改变。 若方程式中各物质的化学计量数等倍扩大或若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。缩小，尽管是同一反应，平衡常数也会改变。 第13页/共49页 第14页/共49页 (2)利用利用K可判断反应的热效应可判断反应的热效应 若升高温度，若升高温度，K值增大，则正反应为吸热反应；值增大，则正反应为吸热反应； 若升高温度，若升高温度，K值减小，则正反应为放热反应。值减小，则正反应为放热反应。 (3)计算

7、转化率计算转化率 依据起始浓度依据起始浓度(或平衡浓度或平衡浓度)和平衡常数可以计和平衡常数可以计 算平衡浓度算平衡浓度(或起始浓度或起始浓度)，从而计算反应物的，从而计算反应物的 转化率。转化率。 (4)判断平衡移动方向判断平衡移动方向 利用平衡常数可从定量的角度解释恒温下浓度、利用平衡常数可从定量的角度解释恒温下浓度、 压强对化学平衡移动的影响。压强对化学平衡移动的影响。 第15页/共49页 第16页/共49页 特别提醒：特别提醒：(1)化学平衡常数表达式中各物质的化学平衡常数表达式中各物质的 浓度必须是平衡状态下的浓度，不能用任一时浓度必须是平衡状态下的浓度，不能用任一时 刻的浓度值。刻

8、的浓度值。 (2)化学平衡常数不表示反应的快慢，即化学反化学平衡常数不表示反应的快慢，即化学反 应速率快，应速率快，K值不一定大。值不一定大。 (3)使用催化剂能改变化学反应速率，但不会改使用催化剂能改变化学反应速率，但不会改 变化学平衡常数。变化学平衡常数。 第17页/共49页 第18页/共49页 ()在一定体积的密闭容器中，进行如下化学反在一定体积的密闭容器中，进行如下化学反 应：应：CO2(g)H2(g) CO(g)H2O(g)，其化，其化 学平衡常数学平衡常数K和温度和温度t的关系如下表所示：的关系如下表所示： t/70080083010001200 K0.60.91.01.72.6

9、回答下列问题：回答下列问题： (1)该反应的化学平衡常数表达式为该反应的化学平衡常数表达式为K_。 (2)该反应为该反应为_反应反应(填填“吸热吸热”或或“放热放热”)。 第19页/共49页 (3)能判断该反应达到化学平衡状态的依据是能判断该反应达到化学平衡状态的依据是_。 A容器中压强不变容器中压强不变 B混合气体中混合气体中c(CO)不变不变 Cv(H2)正 正 v(H2O)逆 逆 Dc(CO2)c(CO) (4)某温度下，平衡浓度符合下式：某温度下，平衡浓度符合下式：c(CO2)c(H2) c(CO)c(H2O)，试判断此时的温度为，试判断此时的温度为_。 (5)在在800 时，发生上述

10、反应，某一时刻测得容器内时，发生上述反应，某一时刻测得容器内 各物质的浓度分别为各物质的浓度分别为c(CO2)为为2 mol/L，c(H2)为为1.5 mol/L，c(CO)为为1 mol/L，c(H2O)为为3 mol/L，则下一，则下一 时刻，反应向时刻，反应向_(填填“正向正向”或或“逆向逆向”)进行。进行。 第20页/共49页 【思路点拨思路点拨】解答本题要注意以下两点：解答本题要注意以下两点： (1)根据反应方向以及方程式中化学计量数的变根据反应方向以及方程式中化学计量数的变 化确定平衡常数的变化。化确定平衡常数的变化。 (2)根据根据K随温度的变化判断反应特点，根据随温度的变化判断

11、反应特点，根据Qc 与与K的大小判断反应方向。的大小判断反应方向。 第21页/共49页 第22页/共49页 第23页/共49页 第24页/共49页 解析：解析：选选AD。本题考查了化学平衡中的平衡移动、。本题考查了化学平衡中的平衡移动、 转化率及化学平衡常数。高温时，平衡左移，转化率及化学平衡常数。高温时，平衡左移，WI2 分解，温度越高，分解越充分，故分解，温度越高，分解越充分，故A正确正确B错误；错误； 选项选项C给出的平衡常数表达式中不应出现给出的平衡常数表达式中不应出现W，因，因 其是固体，且方向也错，其是固体，且方向也错，C错误。错误。 第25页/共49页 等效平衡规律及应用等效平衡

12、规律及应用 1等效规律等效规律 在一定条件下在一定条件下(恒温恒容或恒温恒压恒温恒容或恒温恒压)，对同一，对同一 可逆反应，起始时加入物质的物质的量不同，可逆反应，起始时加入物质的物质的量不同， 达到平衡时的状态规律如下表：达到平衡时的状态规律如下表： 第26页/共49页 条件条件等效条件等效条件结果结果 恒温恒容恒温恒容 n(g)0 投料换算成相同物投料换算成相同物 质表示时量相同质表示时量相同 两次平衡时各组分两次平衡时各组分 百分量、百分量、n、c均相均相 同同 恒温恒容恒温恒容 n(g)0 投料换算成相同物投料换算成相同物 质表示时等比例质表示时等比例 两次平衡时各组分两次平衡时各组分

13、 百分量相同，百分量相同，n、c 同比例变化同比例变化 恒温恒压恒温恒压 投料换算成相同物投料换算成相同物 质表示时等比例质表示时等比例 两次平衡时各组分两次平衡时各组分 百分量、百分量、c相同，相同，n 同比例变化同比例变化 第27页/共49页 2等效平衡原理的应用等效平衡原理的应用 (1)判断同一可逆反应在相同的反应条件下是否为判断同一可逆反应在相同的反应条件下是否为 相同的平衡状态。相同的平衡状态。 (2)求要达到等效平衡，两种不同状态下起始量之求要达到等效平衡，两种不同状态下起始量之 间的关系式。间的关系式。 (3)求属于等效平衡状态下的反应方程式的化学计求属于等效平衡状态下的反应方程

14、式的化学计 量数。量数。 第28页/共49页 特别提醒：特别提醒：两种情况下所达到的等效平衡及其等两种情况下所达到的等效平衡及其等 效程度的区别：效程度的区别： (1)恒温恒容下所达到的等效平衡状态，反应混合恒温恒容下所达到的等效平衡状态，反应混合 物中各组分的浓度、物质的量、质量分数物中各组分的浓度、物质的量、质量分数(或气体或气体 的体积分数的体积分数)均相同，类似于几何学上的全等图形。均相同，类似于几何学上的全等图形。 (2)恒温恒压下所达到的等效平衡状态，反应混合恒温恒压下所达到的等效平衡状态，反应混合 物中各成分的百分含量相同，各成分的物质的量物中各成分的百分含量相同，各成分的物质的

15、量 与原平衡成比例，类似于几何学上的相似图形。与原平衡成比例，类似于几何学上的相似图形。 第29页/共49页 (2011年上海调研年上海调研)将将3 mol A和和1 mol B混混 合于一体积可变的密闭容器合于一体积可变的密闭容器P中，以此时的温度、中，以此时的温度、 压强和体积作为起始条件，发生如下反应：压强和体积作为起始条件，发生如下反应：3A(g) B(g) 2C(g)D(g)，达到平衡时，达到平衡时C的浓度为的浓度为 w mol/L。回答下面问题：。回答下面问题： (1)保持温度和压强不变，按下列四种配比充入容保持温度和压强不变，按下列四种配比充入容 器器P中有关物质，平衡后中有关物

16、质，平衡后C的浓度仍为的浓度仍为w mol/L的的 是是_。 A6 mol A2 mol B B3 mol A1 mol B2 mol C C2 mol C1 mol B1 mol D D1 mol C2 mol D 第30页/共49页 (2)保持原起始温度和体积不变，要使平衡后保持原起始温度和体积不变，要使平衡后C的浓的浓 度仍为度仍为w mol/L，应按下列哪种配比向容器，应按下列哪种配比向容器Q中充中充 入有关物质入有关物质_。 A3 mol A1 mol B B4 mol C2 mol D C1.5 mol A0.5 mol B1 mol C0.5 mol D D无法判断无法判断 (3

17、)保持原起始温度和体积不变，若仍按保持原起始温度和体积不变，若仍按3 mol A和和1 mol B 配比在容器配比在容器Q中发生反应，则平衡时中发生反应，则平衡时C的浓的浓 度和度和w mol/L的关系是的关系是_。 A大于大于w mol/L B小于小于w mol/L C等于等于w mol/L D无法比较无法比较 第31页/共49页 (4)将将2 mol C和和2 mol D按起始温度和压强充入容按起始温度和压强充入容 器器Q中，保持温度和体积不变，平衡时中，保持温度和体积不变，平衡时C的浓度的浓度 为为v mol/L，则，则v和和w的关系是的关系是_。 Avw Bvw Cvw D无法比较无法

18、比较 (5)维持原起始温度和体积不变，按下列哪种配维持原起始温度和体积不变，按下列哪种配 比充入容器比充入容器Q可使平衡时可使平衡时C的浓度为的浓度为v mol/L_。 A1 mol C0.5 mol D B3 mol A2 mol B C3 mol A1 mol B1 mol D D以上均不能满足条件以上均不能满足条件 第32页/共49页 【解析解析】(1)在恒温恒压下，只要在恒温恒压下，只要n(A)n(B) 31或或n(C)n(D)21，达到平衡时就均为同一，达到平衡时就均为同一 平衡状态，即满足等效平衡的条件。答案为平衡状态，即满足等效平衡的条件。答案为A。(2) 因容器因容器P的体积可

19、变，且正反应是体积缩小的反应，的体积可变，且正反应是体积缩小的反应， 故相当于加压。而现在容器故相当于加压。而现在容器Q体积不变，条件不同体积不变，条件不同 了，不属于等效平衡，无法判断。答案为了，不属于等效平衡，无法判断。答案为D。(3)本本 题所述条件相当于减压，平衡向逆反应方向移动，题所述条件相当于减压，平衡向逆反应方向移动， C的浓度降低。答案为的浓度降低。答案为B。(4)温度、体积不变时，温度、体积不变时，2 mol C和和1 mol D 反应与反应与3 mol A和和1 mol B相当，属相当，属 等效平衡。再加等效平衡。再加1 mol D时平衡将向左移动，时平衡将向左移动，vw。

20、 答案为答案为B。(5)恒温恒容下，恒温恒容下，n(A)3 mol和和n(B)1 mol时与时与n(C)2 mol和和n(D)1 mol时属于等效平衡，时属于等效平衡， 答案为答案为C。 第33页/共49页 【答案答案】(1)A(2)D(3)B(4)B(5)C 【规律方法规律方法】分析等效平衡的关键是分清全等平分析等效平衡的关键是分清全等平 衡和等比平衡。分析化学平衡有关问题时常用以下衡和等比平衡。分析化学平衡有关问题时常用以下 两种方法：两种方法： (1)“极限思维法极限思维法” 任何可逆反应均可以看成完全不反应和完全反应的任何可逆反应均可以看成完全不反应和完全反应的 中间状态。我们在求某一

21、物质在平衡状态的浓度取中间状态。我们在求某一物质在平衡状态的浓度取 值范围时，常采用极限思维法，让正反应值范围时，常采用极限思维法，让正反应(或逆反或逆反 应应)完全进行，可以求得其取值范围或取值。完全进行，可以求得其取值范围或取值。 第34页/共49页 (2)“虚拟法虚拟法” 任何一个可逆反应体系，在相同条件下从不同任何一个可逆反应体系，在相同条件下从不同 的状态开始，只要达到平衡时的条件的状态开始，只要达到平衡时的条件(温度、压温度、压 强、浓度强、浓度)完全相同，则可以形成等效平衡。我完全相同，则可以形成等效平衡。我 们在解题中若遇到将两个状态进行比较这类问们在解题中若遇到将两个状态进行

22、比较这类问 题，可以题，可以“虚拟虚拟”一个中间过程，如一个容器、一个中间过程，如一个容器、 一个隔板等，然后再进行比较。一个隔板等，然后再进行比较。 第35页/共49页 互动探究互动探究 反应反应3A(g)B(g) 2C(g)D(g)达到平衡。达到平衡。 在保持温度、体积不变条件下，再加入在保持温度、体积不变条件下，再加入3 mol A、1 mol B，达到平衡时，达到平衡时C的浓度与的浓度与w什么关什么关 系。系。 第36页/共49页 第37页/共49页 变式训练变式训练2(2011年广东汕头调研年广东汕头调研)在相同温度在相同温度 和压强下，对反应和压强下，对反应CO2(g)H2(g)

23、CO(g) H2O(g)进行甲、乙、丙、丁四组实验，实验进行甲、乙、丙、丁四组实验，实验 起始时放入容器内各组分的物质的量见下表：起始时放入容器内各组分的物质的量见下表： 第38页/共49页 上述四种情况达到平衡后，上述四种情况达到平衡后，n(CO)的大小顺序的大小顺序 是是() A乙丁丙甲乙丁丙甲 B乙丁甲丙乙丁甲丙 C丁乙丙甲丁乙丙甲 D丁丙乙甲丁丙乙甲 解析：解析：选选A。本题主要考查外界条件对化学平衡的。本题主要考查外界条件对化学平衡的 影响及等效平衡问题。解题时应注意该反应及反应影响及等效平衡问题。解题时应注意该反应及反应 的特点，即反应前后气体体积不变，同时要明确等的特点，即反应前

24、后气体体积不变，同时要明确等 效平衡的条件。把丙中效平衡的条件。把丙中a mol CO和和a mol H2O按化按化 学计量数转成学计量数转成CO2和和H2，也分别为，也分别为a mol，则甲与丙，则甲与丙 是等量等效，则达平衡时，是等量等效，则达平衡时，n(CO)应相等；应相等； 第39页/共49页 把丁中把丁中a mol CO和和a mol H2O按化学计量数转按化学计量数转 成成CO2和和H2，则起始时丁中，则起始时丁中CO2为为2a mol，H2 为为a mol，则与乙等量等效，达到平衡时，则与乙等量等效，达到平衡时n(CO) 相等。乙与甲相比相当于在甲的平衡中又加入相等。乙与甲相比相

25、当于在甲的平衡中又加入 了了a mol的的CO2，导致平衡正向移动，则平衡时，导致平衡正向移动，则平衡时 n(CO)乙 乙 n(CO)甲 甲，故选 ，故选A。 第40页/共49页 探究整合应用探究整合应用 有关化学平衡常数的计算有关化学平衡常数的计算 在一定温度下，可逆反应无论从正反应开始还是从在一定温度下，可逆反应无论从正反应开始还是从 逆反应开始，也无论反应起始时反应物浓度的大小，逆反应开始，也无论反应起始时反应物浓度的大小， 最后都能达到平衡状态。这时生成物浓度幂最后都能达到平衡状态。这时生成物浓度幂(以其以其 化学计量数为幂化学计量数为幂)之积与反应物浓度幂之积的比值之积与反应物浓度幂

26、之积的比值 是一个常数，这个常数就是该反应的化学平衡常数是一个常数，这个常数就是该反应的化学平衡常数 (简称平衡常数简称平衡常数)，用符号，用符号K表示。表示。 第41页/共49页 在煤化工中常需研究不同温度下反应的在煤化工中常需研究不同温度下反应的 平衡常数，投料比及反应热等问题。平衡常数，投料比及反应热等问题。 已知：可逆反应已知：可逆反应CO(g)H2O(g) H2(g) CO2(g)的平衡常数随温度的变化如下表所示：的平衡常数随温度的变化如下表所示： 温度温度/400500800 平衡常数平衡常数/K9.9491 第42页/共49页 试回答下列问题。试回答下列问题。 (1)上述正反应是上述正反应是_(填填“放热放热”或或“吸热吸热”) 反应。