【课件】化学平衡常数 2023-2024学年高二化学同步课件（人教版2019选择性必修1）.pptx

基 于 真 实 情 景 的 同 步 教 学高 中 化 学 选 择 性 必 修 一（2019 人 教 版）第第2 2课时课时 化学平衡常数化学平衡常数第二章 化学反应速率与化学平衡第二节第二节 化学平衡化学平衡 知识与技能1.知道化学平衡常数的含义。2.能利用化学平衡常数进行简单的计算。过程与方法情感态度与价值观 以本节知识为载体使学生感到获取新知识新方法的喜悦，激发学生学习化学的积极性，培养学生严谨求实、积极实践的科学作风。1.通过化学平衡常数的计算教学，培养学生的计算能力。2.通过对数据分析，培养学生分析、处理数据的能力，提高学生逻辑归纳能力。123学习目标学习目标一定温度下，化学平衡体系中反应物浓度与生成物浓度之间有什么关系呢？在在457.6时，反应时，反应体系体系各物质的浓度如下表所示：各物质的浓度如下表所示：c2(HI)c(H2)c(I2)457.6达到平衡时，达到平衡时，是一个常数。是一个常数。PARTPART 化 学 平 衡 常 数0101PARTPART1.1浓度熵浓度熵浓度熵浓度熵对于一般的可逆反应：mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)c p(C)c q(D)c m(A)c n(B)=Q 浓度熵 一定温度下，达平衡时：K化学平衡常数K当 浓度商Q=平衡常数K 时，表明反应达到极限，即达到化学平衡状态。反应中的任意时刻c p(C)c q(D)c m(A)c n(B)PARTPART :在一定温度下，当一个可逆反应达到化学平衡时，生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比值是一个常数，这个常数叫做该反应的化学平衡常数，简称平衡常数。1.2化学平衡常数化学平衡常数化学平衡常数化学平衡常数1.概念2.表达式例如：mA+nB pC+qDK=生成物浓度幂之积反应物浓度幂之积=cp(C)cq(D)cm(A)cn(B)其中c为各组分的平衡时浓度【注意】固体或液体纯物质一般不列入浓度商和平衡常数。H2O：液态时，不能代入平衡常数表达式；气态时，需要代入平衡常数表达式。1.写出下列反应的平衡常数K的表达式。课堂检测课堂检测 C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)FeO(s)+CO(g)Fe(s)+CO2(g)2KClO3(s)KCl(s)+3O2(g)Cr2O72-+H2O 2CrO42-+2H+PARTPART1.2化学平衡常数化学平衡常数化学平衡常数化学平衡常数3.化学平衡常数的影响因素 K只受温度的影响，与其他条件无关，换句话说K只是温度的函数，与反应的起始浓度大小无关。与反应的起始浓度大小无关。平衡常数的大小，与反应中物质的性质有关2.在某温度下，将H2和I2各0.10mol的气态混合物充入10L的密闭容器中，充分反应，达到平衡后，测得c（H2）=0.0080mol/L。（1）求反应的平衡常数。（2）在上述温度下，该容器中通入H2和I2蒸气各0.20mol,求平衡时各物质的浓度。课堂检测课堂检测H2 +I2 2 HI起始浓度/molL-1 0.01 0.01 0变化浓度/molL-1平衡浓度/molL-10.0020.0040.0080.0020.0080.004c2(HI)c(H2)c(I2)K(0.004)2(0.008)2 0.25x=0.0040H2 +I2 2 HI起始浓度/molL-1 0.020 0.020 0变化浓度/molL-1平衡浓度/molL-1x2x0.02-xx0.02-x2xc2(HI)c(H2)c(I2)K(2 x)2(0.020-x)2 0.25三段式法PARTPART1.2化学平衡常数化学平衡常数化学平衡常数化学平衡常数4.化学平衡常数的意义 定量的衡量化学反应进行的程度K 越大越大，平衡体系中平衡体系中_占比越大，占比越大，_反应进行的程度越大，反应进行的程度越大，即该反应进行得越即该反应进行得越_，平衡时反应物的，平衡时反应物的_越越大。大。完全完全转化率转化率生成物正K 越越小小，该反应进行得越该反应进行得越_，平衡时反应物的，平衡时反应物的_越越小。小。不不完全完全转化率转化率一般来说，反应的平衡常数K 105，认为正反应进行得较完全；K 10-5 则认为这个反应的正反应很难进行(逆反应较完全）PARTPART1.2化学平衡常数化学平衡常数化学平衡常数化学平衡常数5.化学平衡常数的应用(1)衡量化学反应进行的程度对于同类型的化学反应，K 越大，反应进行的程度越大，一般：K 105，正反应进行得基本完全。注意：K较大，只能说明反应进行的程度较大，但反应可能进行的很慢。K较小，只能说明反应进行的程度较小，但反应可能进行的很快。即K与化学反应速率没有必然联系。PARTPART1.2化学平衡常数化学平衡常数化学平衡常数化学平衡常数5.化学平衡常数的应用(2)判断可逆反应是否达到平衡及反应向何方向进行 对于可逆反应对于可逆反应 mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)在一定温度的在一定温度的任意时刻任意时刻时，时，Q(Q(浓度商浓度商)为为c p(C)c q(D)c m(A)c n(B)Q=QCK，反应向正方向进行QCK，反应处于平衡状态QCK，反应向逆方向进行3.高炉炼铁中发生的基本反应如下:FeO(s)+CO(g)Fe(s)+CO2(g)(条件省略)已知1100，K=0.263，某时刻测得高炉中c(CO2)=0.025molL-1，c(CO)=0.1molL-1 在这种情况下：(1)该反应是否处于平衡状态_(填“是”或“否”)；(2)此时反应会向_进行？（填“正向”或“逆向”）；(3)此时化学反应速率是正 _逆(填“大于”、“小于”或“等于”)。课堂检测课堂检测Qc=c(CO2)c(CO)=0.025molL-1 0.1molL-1=0.25K否正向大于PARTPART 与平衡常数有关的与平衡常数有关的计算计算0202PARTPART2.1化学平衡计算的基本模式“三段式法”起始起始:a b 0 0转化转化:平衡平衡:(2)转化量与化学方程式中各物质的计量数成比例。转化量与化学方程式中各物质的计量数成比例。mx a-mx b-nx px qxnx px qx(1)这里这里a、b可指物质的量、浓度等。可指物质的量、浓度等。(3)利用利用“三段式法三段式法”可求算可求算Q、K、转化率、转化率等。等。PARTPART2.2平衡转化率平衡转化率对于可逆反应:mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)反应物A的平衡转化率（该条件最大转化率）可表示：4.已知已知CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)800 K=1.0；求恒温恒容体系中，用；求恒温恒容体系中，用c(CO):c(H2O)=1:1或或1:4开始，达到平衡时开始，达到平衡时CO和和H2O(g)的转化率。的转化率。课堂检测课堂检测c c(CO):(CO):c c(H(H2 2O)=1:4 O)=1:4 时时时时 CO+H2O CO2 +H2 起始起始c 1 4 0 0 转化转化c 平衡平衡c 解得解得 x=0.8 (CO)=80%(H2O)=20%(1-x)(4-x)x2K=1 c c(CO):(CO):c c(H(H2 2O)=1:1 O)=1:1 时时时时 CO+H2O CO2 +H2 起始起始c 1 1 0 0 转化转化c 平衡平衡c 解得解得 x=0.5 (CO)=50%(H2O)=50%(1-x)(1-x)x2K=1 x x x 1-x 1-x x xx x x x 1-x 4-x x xx增大一种反应物的浓度，能提高另一种反应物的转化率，而本身的转化率减小。5.目前工业上有一种方法是用CO2生产燃料甲醇。一定条件下发生反应：CO2(g)3H2(g)CH3OH(g)H2O(g)。(1)恒容容器中，对于以上反应，能加快反应速率的是_(填字母)。A升高温度B充入He C加入催化剂 D降低压强课堂检测课堂检测(2)在容积为2 L的密闭容器中，充入1 mol CO2和3 mol H2，测得CO2的物质的量随时间变化如表所示。t/min0251015n(CO2)/mol10.750.50.250.25从反应开始到5 min末，用H2浓度变化表示的平均反应速率v(H2)；反应达到平衡状态时，此时H2的转化率为_。AC0.15 mol/(Lmin)75%(3)在相同温度、容积不变的条件下，能说明该反应已达平衡状态的是_(填字母)。aCO2、H2、CH3OH、H2O的浓度均不再变化bv生成(CH3OH)v消耗(CO2)cn(CO2)n(H2)n(CH3OH)n(H2O)1 1 1 1d容器中混合气体的密度保持不变eH2的消耗速率与CH3OH的消耗速率之比为3 15.目前工业上有一种方法是用CO2生产燃料甲醇。一定条件下发生反应：CO2(g)3H2(g)CH3OH(g)H2O(g)。课堂检测课堂检测aePARTPART课堂小结 化学平衡常数浓度熵化学平衡常数c p(C)c q(D)c m(A)c n(B)Q=任意时刻平衡时c p(C)c q(D)c m(A)c n(B)K=意义:定量的衡量化学反应进行的程度定量的衡量化学反应进行的程度与平衡常数有关的计算与平衡常数有关的计算与平衡常数有关的计算与平衡常数有关的计算“三段式法”