高中化学选修四 2-2-1 化学平衡常数导学案

(2)动：化学平衡状态是一种.(2)动：化学平衡状态是一种..平衡。达到平衡状态时，反应并没有停止，这时正反2-2-1化学平衡常数【学习目标】理解化学平衡常数的含义，能根据化学反应书写化学平衡常数表达式了解化学平衡常数的影响因素。能根据化学平衡常数表示的意义，判断反应进行的程度和方向。【学习重难点】学习重点：化学平衡常数的含义及应用学习难点：化学平衡常数的含义及应用【自主预习】化学平衡状态的概念：如果外界条件(等)不发生改变，当—反应进行到一定程度时，与相等，反应物的浓度与生成物的不再改变，达到一种表面静止的状态，称为“化学平衡状态”，简称化学平衡。化学平衡研究的对象是。2．化学平衡状态的特征：0。(1)0。应和逆反应都依然在进行。定：反应物的浓度和生成物的浓。变：外界条件(—、—、—等)一旦改变，化学平衡状态就会被破坏，并在新的条件下建立新的化学平衡。3.—定温度下，在10L密闭容器中加入5molSO2和3molO2，当反应达到平衡时，有3molSO2发生了反应，贝9：生成了molSO3。TOC\o"1-5"\h\z平衡时容器内气体的总物质的量为。平衡时SO2的浓度是，O2的浓度是:SO3的浓度是。【预习检测】关于化学平衡常数的叙述正确的是()温度一定，一个化学反应的平衡常数不是一个常数两种物质反应，不管怎样书写化学方程式，平衡常数不变温度一定时，对于给定的化学反应，正、逆反应的平衡常数互为倒数浓度商Q<K时，v正<v逆化学平衡常数可以用K来表示，下列关于化学平衡常数的说法中正确的是()

A．A．K与反应的压强有关C．K与生成物的浓度有关B．K与反应物的浓度有关D．K与温度有关合作探究探究活动一：化学平衡常数的概念及其表达式1.二氧化氮、四氧化二氮的相互转化是一个可逆反应:2NO2(g^^N2O4(g),在298K,如果用不同起始浓度的二氧化氮或四氧化二氮进行反应，平衡后得到以下实验数据。请根据表中已知数据填写空格：起始浓度/mol・L-1平衡浓度/moLL-1平衡浓度关系c(NO2)Cg)[NOJ[N2O4]2.00x10-206.32x10-36.84x10-33.00x10-208.00x10-31.10x10-202.00x10-29.46x10-31.52x10-200.1002.28x10-28.86x10-2(2)化学平衡常数①概念：在一定温度下，当一个可逆反应达到平衡状态时，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K表示)。②表达式：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平衡时，K到平衡时，K=[C]p[D]q[A]m[B]n。2•下表为N2(g)+3H2(g)—2NH3(g)的平衡常数与温度的关系T/K373473573673773K(mol-2・L2)3.35x1091.00x1072.45x1051.88x1042.99x103由上表数据分析可知：温度升高，K值减小，则正反应为反应(填“吸热”或“放热”，下同)。温度升高，K值增大，则正反应为—反应。[归纳总结]使用平衡常数应注意的问题化学平衡常数只与—有关，与反应物或生成物的浓度无关。C(s)+H2O(g)==C(s)+H2O(g)==CO(g)+H2(g)K=[HOf;怜。[CO][H」FeO(s)+CO(g)—Fe(s)+CO2(g)(3)化学平衡常数表达式与化学方程式的书写有关。

TOC\o"1-5"\h\z13例如：N2(g)+3H2(g)—2NH3(g)的平衡常数为匕，㊁叫⑵+厅也仗)—NH3(g)的平衡常数为K2,NH3(g)==2N2(g)+|H2(g)的平衡常数为K3；写出k和k2的关系式：。写出k2和k3的关系式：―—写出k和k3的关系式：【学以致用】1．下列关于某一化学反应的平衡常数的说法中，正确的是()与该反应的压强有关与反应的温度有关，还与反应本身有关与化学反应本身和温度有关，并且会受到起始浓度的影响只与化学反应本身有关，与其他任何条件无关的一个不变的常数2．高温下，某反应达到平衡，平衡常数K2．高温下，某反应达到平衡，平衡常数K=[CO][H2O]2[COJHJ恒容时，温度升高，H2浓度减小。下列说法正确的是()该反应的焓变为正值恒温恒容下，增大压强，H2浓度一定减小升高温度，逆反应速率减小催化剂D•该反应的化学方程式为CO+H2OCO2+H23•高炉炼铁过程中发生的主要反应为3Fe2O3(s)+CO(g)—3Fe(s)+CO2(g)已知该反应在不同温度下的平衡常数如下：温度/°c100011501300平衡常数4.03.73.5请回答下列问题：该反应的平衡常数表达式K=，AH0(填“〉”、“<”或“=”)。探究活动二：化学平衡常数的意义及其应用1.下表为298K时，卤化氢生成反应的平衡常数：化学方程式平衡常数KF+H—22—2HF6.5X1095C12+H2l22—2HCl2.57x1033Br2+H2L22—2HBr1.91x1019I+H——2HI8.67x10222请比较表中K值的相对大小，说明平衡常数的意义:平衡常数的大小反映了化学反应进行的—(也叫)。K值越大，表示反应进行得，反应物转化率越—;K值越小，表示反应进行得越，反应物转化率越_。判断正在进行的可逆反应是否平衡及反应向何方向进行：对于可逆反应：mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g),在一定的温度下的任意时亥I」，反应cpcq物的浓度和生成物的浓度有如下关系：Q=~cnD，叫做该反应的浓度商。A•BQvK,反应向进行Q=K，反应处于Q>K,反应向进行2.对反应N2(g)+O2(g)=*2N0(g),若298K时，K=1x10-30，保持温度不变，测得反应进行的某一时刻，N2、O2、NO浓度分别为10mol・L-i、10mol・L-i、1x10-5mol・L-i,此时该反应—(填“已”或“未”)达到平衡状态，若要达到平衡，反应应向—反应方向进行(填“正”或“逆”)。［归纳总结］化学平衡常数的应用TOC\o"1-5"\h\zK值的大小可反映化学反应进行的。比较Q和K的大小，可判断。根据K值随温度变化规律，可判断可逆反应的。【学以致用】4.恒温下，在容积为2L的恒容密闭容器A中通入1molN2与1mol电的混合气体，发生如下反应：N2(g)+3H2(g)L*2NH3(g)AHv0,—段时间后，达到平衡，若平衡时氢气的物质的量为0.4mol。计算此温度时该反应的K值为。若降低A容器的温度，该反应K值(填“增大”、“减小”或“不变”)。若在此温度下，向另一容积为1L的恒容密闭容器B中按物质的量分别为2mol、1mol、1mol充入N2、H2、NH3，此时，该反应是否处于平衡状态(填“是”或“否”)，此时若没有达到平衡，反应应向(填“正反应”或“逆反应”)方向进行。【学习小结】

巩固练习】1.对于反应3Fe(s)+4H2O(g)==Fe3O4(s)+4H2(g)的平衡常数，下列说法正确的是()A「[HJ4[Fe3O4]口「」HJ4AK—[Fe]3[H2b]4BK—[H2O]4增大c(H2b)或减小c(H2),会使该反应平衡常数减小改变反应的温度，平衡常数不一定变化2.对于可逆反应：C(s)+Cb2(g)==2Cb(g),在一定温度下，其平衡常数为K,下列条件的变化中，能使K发生变化的是()A.将C(s)的表面积增大B.增大体系的压强C.升高体系的温度D.使用合适的催化剂汽车尾气净化中的一个反应如下AH——373.4kJ・mol—1Nb(g)+Cb(g)—2N2(g)+cbAH——373.4kJ・mol—1在恒容的密闭容器中，反应达平衡后，改变某一条件，下列示意图正确的是()=CO(g)+H2O(g),4.在一定体积的密闭容器中，进行如下化学反应：Cb2=CO(g)+H2O(g),其化学平衡常数K和温度T的关系如下表所示：T/°C00700830810002001K.60.90.011.762.回答下列问题：该反应的化学平衡常数表达式为K—该反应为反应(填“吸热”或“放热”)。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.v正(H2)—v逆(H2O)D.c(CO2)—c(CO)(4)某温度下，平衡浓度符合下式：[COJJHJTCOMHqO],试判断此时的温度为°C。【总结与反思】通过自评、互评、师评相结合对本节学习过程进行反思感悟。【参考答案】【自主预习】1.略；2.略；3.(1)3；(2)6.5mol；(3)0.2mol・L-10.15mol・L-10.3moLL-1【预习检测】1.C2.D【合作探究】探究活动一：1.(1)起始浓度/mol・L-1平衡浓度/moLL-1平衡浓度关系c(NO2)C(N2O4)[NOJ[N2O4]mi[NOJ[NO』22.00x10-206.32x10-36.84x10-31.081.71x1023.00x10-208.00x10-31.10x10-21.381.72x10202.00x10-29.46x10-31.52x10-21.611.70x10200.1002.28x10-28.86x10-23.891.70x102(2)生成物浓度以化学计量数为指数的幂的乘积与反应物浓度以化学计量数为指数的幂的乘积2.(1)放热