《化学平衡状态及化学平衡常数》教案1(苏教版选修4).docx

普通高中课程标准实验教科书-化学选修4江苏版 第二单元化学反响的方向和限度教案122-2-2：化学平衡状态及化学平衡常数教学目标：1了解可逆反响，掌握化学平衡状态的建立。2化学平衡常数的概念、，运用化学平衡常数进行计算，转化率的计算教学重点：化学平衡状态的建立，运用化学平衡常数对化学反响进行的程度判断。教学难点：化学平衡状态的建立教学过程：化学平衡状态1、可逆反响定义：在相同条件下同时向正、反两个方向进行的反响称可逆反响。例：以下说法是否正确：1氢气在氧气中燃烧生成水，水在电解时生成氢气和氧气，H2+O2=H2O是可逆反响。2硫酸铜晶体加热变成白色粉末，冷却又变成蓝色，所以无水硫酸铜结合结晶水的反响是可逆反响。3氯化铵加热变成氨气和氯化氢气体，两种气体又自发变成氯化铵，氯化铵的分解是可逆反响。可逆反响的特点：1不能进行到底，有一定限度2正反两个方向的反响在同时进行3一定条件下，正逆反响达平衡可逆反响在反响过程中的速率变化：反响开始 V正 > V逆反响过程中 V正减小, V逆增大到一定时间 V正V逆02化学平衡定义：在一定条件下可逆反响进行到一定程度时，正反响速率和逆反响速率相等，反响物和生成物的浓度不再发生变化，这种状态称为化学平衡状态，简称化学平衡。要点：对象可逆反响条件一定条件下，V正=V逆特征各成份的浓度不再变化特点：动化学平衡是一种动态平衡 V正V逆0；定反响混合物中各组成的浓度保持不变；变当外界条件C、P、T改变时，V正V逆，平衡发生改变化学平衡状态的标志:1等速标志，正 = 逆本质特征同一种物质：该物质的生成速率等于它的消耗速率。不同的物质：速率之比等于方程式中各物质的计量数之比，但必须是不同方向的速率。2恒浓标志，反响混合物中各组成成分的浓度保持不变外部表现：各组成成分的质量、物质的量、分子数、体积气体、物质的量浓度均保持不变。各组成成分的质量分数、物质的量分数、气体的体积分数均保持不变。假设反响前后的物质都是气体，且总体积不等，那么气体的总物质的量、总压强恒温、恒容、平均摩尔质量、混合气体的密度恒温、恒压均保持不变。反响物的转化率、产物的产率保持不变。判断化学平衡状态的方法工程m A(g) + n B (g) p C (g) +q D (g) 是否平衡混合体系中各组分的含量各物质的物质的量或物质的量的分数一定平衡各物质的质量或质量分数一定平衡各气体的体积或体积分数一定平衡总压强、总体积、总物质的量一定不一定正、逆反响速率关系在单位时间内消耗了mmolA的同时生成了mmolA平衡 在单位时间内消耗了nmolB的同时消耗了pmolC平衡 在单位时间内生成了nmolB的同时消耗了qmolD均指逆 不一定(A) (B) (C) (D) = m n p q，正不一定等于逆不一定压强当m + np + q 时，总压力一定其它条件一定平衡当m + n =p + q时，总压力一定其它条件一定不一定混合气体的平均M当 m + n p + q 时，M一定平衡当 m + n = p + q 时，M一定不一定密度Cs+CO2g2COg一定平衡N2g+3H2g2NH3g一定不一定H2g+I2g2HIg一定不一定等效平衡是指在一定条件下恒温、恒容或恒温、恒压，对同一可逆反响，只要起始时参加物质的物质的量不同，而到达化学平衡时，同种物质的含量相同的平衡状态。规律1在恒温恒容(T,V)下，假设反响前后气体物质的总体积不相等：只改变起始时参加物质的物质的量，如果根据反响方程式中的计量数换算成等号同一边的物质的物质的量，只要对应物质的物质的量相等就可到达同一平衡状态。此时，混合物中各物质的质量物质的量百分含量与的平衡状态相同，物质的量、浓度、甚至总压强、总物质的量也相同。2在恒温恒容(T,V)下，假设反响前后气体物质的总体积相等：只改变起始时参加物质的物质的量，如根据可逆反响方程式的计量数换算成等号同一边的物质的物质的量，对应物质的物质的量之比相等，各组分的百分含量与的平衡状态相同。但各组分的物质的量及浓度不一定相同。3在恒温恒压(T,P)下：只改变起始时参加物质的物质的量，如根据可逆反响方程式的计量数换算成等号同一边的物质的物质的量，对应物质的物质的量之比相等，各组分的百分含量与的平衡状态相同。但各组分的物质的量不一定相同。化学平衡常数一、化学平衡常数1定义：在一定温度下，当一个可逆反响到达平衡状态时，生成物浓度以系数为指数的幂的乘积与反响物浓度以系数为指数的幂的乘积的比值是一个常数。这个常数就是该反响的化学平衡常数简称平衡常数2表达式：对于一般的可逆反响，mAg+ nBgpCg+ qDg当在一定温度下到达平衡时，K=cp(C)·cq(D)/cm(A)·cn(B)阅读45页表2-7，你能得出什么结论3平衡常数的意义：1平衡常数的大小反映了化学反响进行的程度也叫反响的限度。K值越大，表示反响进行得越完全，反响物转化率越大；K值越小，表示反响进行得越不完全，反响物转化率越小。2判断正在进行的可逆是否平衡及反响向何方向进行：对于可逆反响：mA(g)+ nB(g)pC(g)+ qD(g)，在一定的温度下的任意时刻，反响物的浓度和生成物的浓度有如下关系：Qc=Cp(C)·Cq(D)/Cm(A)·Cn(B)，叫该反响的浓度商。QcK ，反响向正反响方向进行QcK ，反响处于平衡状态QcK ，反响向逆反响方向进行3利用可判断反响的热效应假设升高温度，值增大，那么正反响为吸热反响(填“吸热或“放热)。假设升高温度，值减小，那么正反响为放热反响(填“吸热或“放热)。阅读45页表2-8、2-9，你能得出哪些结论二、使用平衡常数应注意的几个问题：1化学平衡常数只与有关，与反响物或生成物的浓度无关。2在平衡常数表达式中：水(液态)的浓度、固体物质的浓度不写 C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)，K=c(CO)·c(H2)/c(H2O) Fe(s)+CO(g)Fe(s)+CO2(g)，K=c(CO2)/c(CO)3化学平衡常数表达式与化学方程式的书写有关例如：N2(g)+3H2(g)2NH3(g)的平衡常数为K1，1/2N2(g)+3/2H2(g)NH3(g)的平衡常数为K2，NH3(g)1/2N2(g)+3/2H2(g)的平衡常数为K3；写出K1和K2的关系式： K1=K22。写出K2和K3的关系式： K2·K3=1 。写出K1和K3的关系式： K1·K32=1 。三、某个指定反响物的转化率=×100%或者=×100%或者=×100%转化率越大，反响越完全！四、有关化学平衡常数的计算：阅读46页例1和例2。完成47页问题解决。【课堂练习】：1设在某温度时，在容积为1L的密闭容器内，把氮气和氢气两种气体混合，反响后生成氨气。实验测得，当到达平衡时，氮气和氢气的浓度各为2mol/L，生成氨气的浓度为3mol/L，求这个反响在该温度下的平衡常数和氮气、氢气在反响开始时的浓度。(答案:K=0.5625 氮气、氢气在反响开始时的浓度分别为3.5mol/L和6.5mol/L)2现有一定温度下的密闭容器中存在如下反响：CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)，知CO和H2O的起始浓度均为2mol/L经测定该反响在该温度下的平衡常数K=2.60，试判断，1当CO转化率为50时，该反响是否到达平衡状态，假设未到达，哪个方向进行2达平衡状态时，CO的转化率应为多少3当CO的起始浓度仍为2mol/L，H2O的起始浓度为6mol/L时，CO的转化率为多少(答案:1不平衡,反响向正方向进行,261.7% 386.5%)3在一定体积的密闭容器中，进行如下反响：CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)，其化学平衡常数K和温度t的关系如下表所示：t70080083010001200K0.60.91.01.72.6答复以下问题：该反响化学平衡常数的表达式：K= c(CO)·c(H2O)/c(CO2)·c(H2) ；该反响为吸热填“吸热或“放热反响；以下说法中能说明该反响达平衡状态的是 B A、容器中压强不变B、混合气体中c(CO)不变C、混合气体的密度不变D、c(CO) = c(CO2)E、化学平衡常数K不变F、单位时间内生成CO的分子数与生成H2O的分子数相等某温度下，各物质的平衡浓度符合下式：c(CO2)×c(H2)=c(CO)×c(H2O)，试判断此时的温度为830。