2.2.5化学平衡平衡常数应用平衡转化率的分析课件高二上学期化学人教版选择性必修1

第二节化学平衡

第5课时平衡常数的应用、平衡转化率的分析

人教版选择性必修11．从变化的视角依据Q与K的关系判断反应进行的方向。2.根据外界条件对平衡的影响，结合勒夏特列原理，构建K的计算及应用(如转化率)分析思维模型学习目标1.平衡常数的应用。2.平衡转化率的分析。重点难点思考下列问题：1.平衡常数K有哪些应用？从反应进行程度、可逆反应热效应、化学平衡移动方向角度分析。2.压强平衡常数Kp如何计算？3.如何计算转化率？平衡移动后转化率如何变化？一.化学平衡常数的应用1.1.判断反应进行的程度：

K越大，反应进行的越完全，反应物转化率越大；K越小，反应进行的就越不完全，反应物转化率越小。

（K>105，反应基本进行完全；K<10-5，反应难以进行.)2.用来判断化学反应热：

升高温度，K增大，正反应为吸热反应(ΔH>0);

升高温度，K减小，正反应为放热反应(ΔH<0)。3.判断化学平衡移动方向：

当QC=K时，反应达到平衡当QC>K时，反应逆向进行当QC<K时，反应正向进行(4)计算反应物的转化率例1、

某温度下,反应H2(g)+I2(g)2HI（g）的平衡常数K=0.25,请判断H2、I2、HI的浓度分别是下列数值时，体系是否处于平衡状态，如不处于平衡状态，反应将向哪方向进行？(1)c(H2)=0.1mol/L,c(I2)=0.1mol/L,c

(HI)=0.2mol/L(2)c(H2)=0.16mol/L,c(I2)=0.16mol/L,c(HI)=0.08mol/L例2、已知化学反应①：Fe(s)+CO2(g)FeO(s)+CO(g)，其平衡常数为K1；化学反应②：Fe(s)+H2O(g)FeO(s)+H2(g)，其平衡常数为K2。在温度973K和1173K情况下，K1、K2的值分别如下：

温度K1K2973K1.472.381173K2.151.67（1）反应①是

（填“吸热”或“放热”）反应。（2）现有反应③：CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)，请你计算该反应在973K时的平衡常数K3的值：K3

＝

。吸热0.55

2.多重平衡体系中化学平衡常数计算(1)多重平衡体系：一个化学反应体系中存在多个化学反应，在一定条件下，这些反应都可以达到平衡状态，这种现象称作多重平衡现象，该体系称作多重平衡体系。(2)多重平衡反应类型①连续型(耦合)反应：某物质是某反应的产物，同时又是其他反应的反应物。②平行型(竞争型)反应：某物质同时是多个反应的反应物。(3)多重平衡体系中有关平衡常数的计算，各组分的平衡量指的是整个平衡体系中的量，而不是指某一单一反应中的量。例3、加热N2O5时，发生下列两个分解反应：

①N2O5N2O3＋O2K1，

②N2O3N2O＋O2K2；在1L密闭容器中加热4molN2O5达到化学平衡时O2的浓度为4.50mol/L，N2O3的浓度为1.62mol/L，求其他各物质的平衡浓度并求①的K1。解析：这是一个连续平衡的计算，计算思路为：第一个反应的平衡量作为第二个反应的起始量∴解：∵N2O5N2O3＋O2N2O3N2O＋O2起变平mol400

x

x

x4-x

x

x

x

0

xyyyx-yyx+yx–y=1.62x+y=4.50解得：

x=3.06moly=1.44mol

故：CN2O5=(4–3.06)mol/1L=0.94mol/LCN2O

=1.44mol/1L=1.44mol/L解析：这是一个连续平衡的计算，计算思路为：第一个反应的平衡量作为第二个反应的起始量①的平衡常数K为_____________(用字母表示)。练习1、含义：在化学平衡体系中，由各气体物质的分压替代浓度，计算的平衡常数叫压强平衡常数，用符号Kp表示，其单位与表达式有关。二、压强平衡常数(Kp)例4

(1)在300℃、8MPa下，将CO2和H2按物质的量之比为1∶3通入恒压密闭容器中发生反应CO2(g)＋3H2(g)

CH3OH(g)＋H2O(g)，达到平衡时，测得CO2的平衡转化率为50%，则该反应条件下的压强平衡常数Kp＝_________(用平衡分压代替平衡浓度计算，分压＝总压×物质的量分数)。(2)[2022·全国乙卷，28(3)]在1470K、100kPa反应条件下，将n(H2S)∶n(Ar)＝1∶4的混合气进行H2S热分解反应。平衡时混合气中H2S与H2的分压相等，H2S平衡转化率为_____，平衡常数Kp＝_____kPa。50%4.76三、速率常数(k正、k逆)t/min020406080120x(HI)10.910.850.8150.7950.784x(HI)00.60.730.7730.780.784(1)根据上述实验结果，该反应的平衡常数K的计算式为________________。(2)上述反应中，正反应速率v正＝k正x2(HI)，逆反应速率v逆＝k逆x(H2)·x(I2)，其中k正、k逆为正、逆反应速率常数，则k逆为___(用含K和k正的代数式表示)。若起始时，x(HI)＝1，k正＝0.0027min－1，则在t＝40min时，v正＝__________min－1。1.95×10－32NH3N2

+3H2

催化剂高温、高压思考：平衡正向移动，是不是N2的转化率一定变大呢？△H<0①降温②增大压强（缩小容积）③增加H2的量④增加N2的量N2的转化率_________

N2的转化率_________

N2的转化率_________

N2的转化率_________

增大增大增大减小四、平衡转化率规律一、当可逆反应达到平衡后，反应物的初始浓度不变，只改变体系的温度、压强或减小生成物的量使平衡正向移动，这时反应物的转化率一定增大。规律二、反应物用量的改变对转化率的影响(1)若反应物是一种且为气体，如：aA(g)

bB(g)＋cC(g)。在恒温恒容条件下，增加A的浓度，平衡正向移动，但A的转化率分析等效为压强对平衡的影响。气体计量数关系A的转化率a＝b＋c不变a>b＋c增大a<b＋c减小(2)若反应物不只一种：aA(g)＋bB(g)

cC(g)＋dD(g)。①在其他条件不变时，增加A的量，平衡正向移动，A的转化率降低，B的转化率升高。②若起始按化学计量数之比投入A、B，则A、B的转化率一定相同。③在恒温恒容条件下，若按原比例(投料比)同倍数增加A和B，平衡正向移动，但反应物(A或B)的转化率等效为压强对平衡的影响。此时可虚拟一个路径来理解转化率的变化。气体计量数关系A(或B)的转化率a＋b＝c＋d不变a＋b>c＋d增大a＋b<c＋d减小条件：反应物均为气体恒温恒压时，成比例增加A、B的量，α(A)、α(B)不变例5

(1)可逆反应2SO2(g)＋O2(g)

2SO3(g)，在一定条件下达到平衡后，只增大O2的浓度，平衡______移动，则SO2的转化率_____，O2的转化率______。(2)某温度下，在2L的密闭容器中，加入3molX(g)和1molY(g)，发生反应：3X(g)＋Y(g)

2Z(g)＋2R(g)

ΔH<0。平衡时，X、Y、Z、R的体积分数分别为60%、20%、10%、10%。X与Y的转化率之比为______。正向增大减小1∶1(3)两个体积相同的密闭容器A、B，在A中充入SO2和O2各1