2022高二化学学案23《化学平衡》第3课时化学平衡常数(人教版选修4).docx

2.3 化学平衡第3课时化学平衡常数 学案人教版选修4 学习目标1.理解化学平衡常数的含义，能够利用化学平衡常数进行简单的计算。2.了解平衡转化率的含义。重点·难点重点：化学平衡常数的含义及应用。难点：利用平衡常数进行计算。1化学平衡常数(1)定义：在_下，当一个可逆反响到达_时，生成物_与反响物_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，用符号_表示。(2)表示式：对于一般的可逆反响，mA(g)nB(g)pC(g)qD(g)，在一定温度下，K_。(3)特点：K只受_影响，与反响物或生成物的_无关。(4)意义K值越大，说明平衡体系中生成物所占的比例_，它的正向反响进行的程度_，即该反响进行得越_，反响物转化率_；反之，就越_，转化率就_。一般地说，_时，该反响进行得就根本完全了。2对于3Fe(s)4H2O(g)Fe3O4(s)4H2(g)，反响的化学平衡常数的表达式为()AKBKCKDK3对于反响aAbcCdD，反响物A的平衡转化率_。4平衡向正反响方向移动，反响物的转化率是否一定增大一、化学平衡常数1对于一个给定的可逆反响，其正反响和逆反响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本卷须知对于化学反响：aA(g)bB(g)cC(g)dD(g)K(1)上式中c(A)、c(B)、c(C)、c(D)是各物质处于_时的浓度(2)对于在溶液中进行的反响，溶剂的浓度是一个常数，此常数可归并到平衡常数中去，在K的表达式中不出现溶剂的浓度项，如COH2OHCOOH，K_。(3)当反响中有固体物质时，因固体的浓度可以看作常数，在K的表达式中不出现固体的浓度项，如CaCO3(s)CaO(s)CO2(g)，K_。(4)可逆反响的平衡常数并不随反响物或生成物浓度的改变而改变，但随温度的改变而改变。规律：对于吸热反响：T增大，K_；对于放热反响：T减小，K_。应用：利用温度改变时K的变化来判断反响的热效应：假设升高温度，K值增大，那么正反响为_反响；假设升高温度，K值减小，那么正反响为_反响。如某一化学反响在298K时平衡常数为32.4，在398K时为46.1，那么该反响的正反响为吸热反响。典例1二氧化硫和氮的氧化物是常用的化工原料，但也是大气的主要污染物。综合治理其污染是环境化学当前的重要研究内容之一。硫酸生产中，SO2催化氧化生成SO3：2SO2(g)O2(g)2SO3(g)某温度下，SO2的平衡转化率()与体系总压强(p)的关系如下列图。根据图示答复以下问题：(1)将2.0molSO2和1.0molO2置于10 L的密闭容器中，反响达平衡后，体系总压强为0.10MPa。该反响的平衡常数等于_。(2)平衡状态由A变到B时，平衡常数K(A)_K(B)(填“>、“<或“)。听课记录：变式训练1一定条件下，以下反响呈平衡状态时的平衡常数：3H2(g)N2(g)2NH3(g)K12NH3(g)3H2(g)N2(g)K2那么K1与K2的关系为()AK1K2BK21/K1CK1/2K2D无法确定变式训练2放热反响：CO(g)H2O(g)CO2(g)H2(g)在温度t1时到达平衡，c(CO)1c(H2O)11.0mol·L1，其平衡常数为K1。其他条件不变升高反响体系的温度至t2时，反响物的平衡浓度分别为c(CO)2和c(H2O)2，平衡常数为K2，那么()A假设增大CO浓度，K2和K1都增大BK2K1Cc(CO)2c(H2O)2Dc(CO)1c(CO)2二、平衡转化率1化学平衡常数与平衡转化率都可以表示反响进行的_。2平衡转化率随着反响物初始浓度的不同而变化，而平衡常数不受_影响，只受_影响。典例2在一密闭容器中，CO和H2O混合加热到800到达以下平衡：CO(g)H2O(g)CO2(g)H2(g)，K1.0，假设反响开始时CO和H2O的浓度分别为0.20mol·L1和1.00mol·L1，那么CO转化为CO2的转化率为()A80%B83%C75%D91%听课记录：变式训练3在容积为1 L的密闭容器中，参加5molA物质，在一定条件下同时发生以下两个反响：(1)2A(g)2B(g)C(g)；(2)A(g)C(g)D(g)。当到达平衡时，测得c(A)2.5mol·L1，c(C)2.0mol·L1。那么以下说法中正确的选项是()A到达平衡时A的总转化率为40%B到达平衡时c(B)为1.0mol·L1C到达平衡时c(B)2c(D)D到达平衡时c(D)2c(B)三、化学平衡的有关计算“三段式分析法1模式mA(g)nB(g)pC(g)qD(g)起始量ab00变化量mxnxpxqx平衡量amxbnxpxqx对于反响物：平衡时的相关量起始量变化量，n(平)n(始)n(变)对于生成物：平衡时的相关量起始量变化量，n(平)n(始)n(变)2根本解题思路(1)设未知数：具体题目要具体分析，灵活设立，一般设某物质的转化量为x。(2)确定三个量：根据反响物、生成物及变化量的三者关系代入未知数确定平衡体系中各物质的起始量、变化量、平衡量，并按(1)中“模式列表。(3)解答题设问题：明确了“始、“变、“平三个量的具体数值，再根据相应关系求反响物转化率、混合气体的密度、平均相对分子质量等，给出题目答案。典例3在常压和500时把O2和SO2按12体积比混合，如果混合前O2为10mol，平衡混合气体中SO3占总体积的91%。求：(1)平衡时有多少摩尔O2 (2)混合气体中SO2占总体积的体积分数是多少(3)SO2的转化率是多少变式训练4在某温度下，将H2和I2各0.10mol的气态混合物充入10 L的密闭容器中充分反响，到达平衡后，测得c(H2)0.0080mol·L1。(1)求该反响的平衡常数。(2)在上述温度下，该容器中假设通入H2和I2蒸气各0.20mol，试求到达化学平衡状态时各物质的浓度及H2的转化率。参考答案课前准备区1(1)一定温度化学平衡浓度幂之积浓度幂之积K(2)(3)温度浓度变化(4)越大越大完全越大不完全越小K>1052D平衡常数是生成物浓度幂之积与反响物浓度幂之积的比值，但固体浓度视为1，不写入常数计算式中。3.×100%4不一定。平衡正向移动时反响物的转化率如何变化，要根据具体反响及引起平衡移动的原因而定。如对于反响N2(g)3H2(g)2NH3(g)，假设增大压强，平衡正向移动，反响物转化率都增大，假设只增大N2的浓度，平衡正向移动，H2转化率增大，而N2转化率降低。课堂活动区一、1由平衡常数的表达式可以判断：正反响和逆反响的平衡常数之间互为倒数关系。由平衡常数的表达式知：其单位决定于可逆反响中反响物和生成物的种类及化学方程式中对应系数的大小，故化学平衡常数没有统一的固定单位。2(1)平衡状态(2)(3)c(CO2)(4)增大增大吸热放热典例1(1)800 L·mol1(2)解析(1)从图示可知，当p0.10时，0.8。2SO2(g)O2(g)2SO3(g)0.20.100.040.020.16KL·mol1800 L·mol1。(2)平衡状态由A变到B时，温度不变，平衡常数K(A)K(B)不变。变式训练1B变式训练2C二、1程度2.初始浓度温度典例2B设转化的CO的浓度为x，那么有CO(g)H2O(g)CO2(g)H2(g)0.201.0000xxxx0.20x1.00xxxK1，解之得：xmol·L1(CO)×100%83%。变式训练3B设反响(1)有物质的量为a的A发生转化，反响(2)中有物质的量为b的A发生转化，有2A(g)2B(g)C(g)转化aaA(g)C(g)D(g)转化bbb那么由题意可知，5mol(ab)2.5mol·L1×1 L，即ab2.5mol；b2.0mol·L1×1 L，即b2.0mol，联立两式解得a1.0mol，b1.5mol。对A选项，达平衡时A的总转化率×100%50%，故A不正确；c(B)1.0mol·L1，故B选项正确；c(B)1.0mol·L1，c(D)1.5mol·L1，故C、D选项均不正确。三、典例3(1)0.62mol(2)6.0%(3)93.8%解析设有物质的量为x的O2转化2SO2(g)O2(g)2SO3(g)起始20mol10mol0转化2xx2x平衡20mol2x10molx2x那么×100%91%解得x9.38mol(1)n(O2)平10mol9.38mol0.62mol(2)×100%6.0%(3)(SO2)×100%93.8%。变式训练4(1)0.25(2)c(H2)c(I2)0.016mol·L1，c(HI)0.0080mol·L1，H2的转化率为20%。