第3課時 化學(xué)平衡常數(shù),目標導(dǎo)航,預(yù)習(xí)導(dǎo)引,目標導(dǎo)航,預(yù)習(xí)導(dǎo)引,化學(xué)平衡常數(shù) 1.概念 在一定溫度下,當一個可逆反應(yīng)達到化學(xué)平衡時,生成物濃度冪之積與反應(yīng)物濃度冪之積的比值是一個常數(shù),這個常數(shù)就是該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)。 2.表達式 3.特點 K只受溫度影響,與反應(yīng)物或生成物的濃度無關(guān)。 4.意義 K值越大,說明平衡體系中生成物所占的比例越大,正向反應(yīng)進行的程度越大,即該反應(yīng)進行得越完全,反應(yīng)的轉(zhuǎn)化率越大;反之,就越不完全,轉(zhuǎn)化率就越小。,目標導(dǎo)航,預(yù)習(xí)導(dǎo)引,深度思考 判斷下列描述的正誤(正確的畫“”,錯誤的畫“”)。 (1)對于一個可逆反應(yīng),平衡正向移動時,平衡常數(shù)一定增大。( ) (2)升高溫度,K值增大,則正反應(yīng)為放熱反應(yīng)。 ( ) (3)平衡常數(shù)的大小只與溫度有關(guān),而與濃度、壓強、催化劑等無關(guān)。 ( ) (4)從平衡常數(shù)的大小可以推斷一個反應(yīng)進行的程度 。 ( ) (5)平衡向正反應(yīng)方向移動時,反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率一定增大。 ( ) (6)增大反應(yīng)物的用量,反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率一定增大。 ( ) (7)升高溫度,K值增大,則反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率增大。 ( ) (8)改變條件,反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率增大,則K值增大。 ( ) (9)合成氨反應(yīng)N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)達到化學(xué)平衡時,增加適量N2,平衡正向移動,K值增大。 ( ),遷移應(yīng)用,典題例解,一,二,思考探究,知識精要,一、化學(xué)平衡常數(shù)概念的理解 1.平衡常數(shù)K僅僅是溫度的函數(shù),與反應(yīng)物或生成物的濃度變化無關(guān)。只要溫度一定,即便外界條件改變引起了化學(xué)平衡的移動,K也不變;只要溫度變化,平衡一定發(fā)生移動,K也一定變化。 2.各物質(zhì)的濃度指平衡時的物質(zhì)的量濃度,指數(shù)為該物質(zhì)的化學(xué)計量數(shù)。 3.反應(yīng)物或生成物中有固體或純液體存在時,由于其濃度可看做“1”而不代入公式。,遷移應(yīng)用,典題例解,一,二,思考探究,知識精要,4.化學(xué)平衡常數(shù)是指某一具體反應(yīng)的平衡常數(shù)。 (1)若反應(yīng)方向改變,則平衡常數(shù)改變。 (2)若化學(xué)方程式中各物質(zhì)的化學(xué)計量數(shù)等倍擴大或縮小,盡管是同一反應(yīng),平衡常數(shù)也會改變。,遷移應(yīng)用,典題例解,一,二,思考探究,知識精要,觀察下面兩個表,想想影響K值大小的因素是什么? 表一:H2(g)+I2(g) 2HI(g) H0,遷移應(yīng)用,典題例解,一,二,思考探究,知識精要,(1)請計算相應(yīng)溫度的平衡常數(shù)。(2)分析表中數(shù)據(jù),判斷K值隨溫度的變化關(guān)系。 答案:(1)計算結(jié)果分別為:54.498 54.328 8.298 8.306 0.146 8 1.664;(2)影響K的因素僅是溫度,與壓強、體積等其他因素?zé)o關(guān)。對于正向吸熱的反應(yīng),升高溫度,K值增大;對于正向放熱的反應(yīng),升高溫度,K值減小。,遷移應(yīng)用,典題例解,一,二,思考探究,知識精要,【例1】 以下平衡常數(shù)表達式不正確的是( ),解析:平衡常數(shù)K的表達式中,各成分濃度必須是平衡濃度、濃度的方次為其化學(xué)計量數(shù)、固體和純液體的濃度視為常數(shù),不寫在K的表達式中;是產(chǎn)物濃度冪的積與反應(yīng)物濃度冪的積的比值。 答案:C,遷移應(yīng)用,典題例解,一,二,思考探究,知識精要,遷移應(yīng)用,典題例解,一,二,思考探究,知識精要,答案:D,解析:,遷移應(yīng)用,典題例解,一,二,思考探究,知識精要,2.高溫下,某反應(yīng)達平衡,平衡常數(shù) 。恒容時,溫度升高,H2濃度減小。下列說法正確的是 ( ) A.該反應(yīng)的焓變?yōu)檎?B.恒溫恒容下,增大壓強,H2濃度一定減小 C.升高溫度,逆反應(yīng)速率減小 D.該反應(yīng)化學(xué)方程式為CO+H2O CO2+H2O 解析:由平衡常數(shù)表達式可知化學(xué)方程式為CO2+H2 CO+H2O,D項錯誤。升溫,H2濃度減小,說明平衡正向移動,正反應(yīng)為吸熱反應(yīng),A項正確。恒溫恒容下,若通入惰性氣體,壓強增大,平衡不移動,H2濃度不變,B項錯誤。升高溫度,正、逆反應(yīng)速率都增大,C項錯誤。 答案:A,遷移應(yīng)用,典題例解,一,二,知識精要,二、化學(xué)平衡常數(shù)的應(yīng)用 1.判斷平衡移動的方向,2.判斷反應(yīng)的熱效應(yīng),遷移應(yīng)用,典題例解,一,二,知識精要,3.計算反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率 依據(jù)起始濃度(或平衡濃度)和平衡常數(shù)可以計算平衡濃度(或起始濃度),從而計算反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率。,遷移應(yīng)用,典題例解,一,二,知識精要,【例2】 在一定體積的密閉容器中,進行如下化學(xué)反應(yīng): CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g),其化學(xué)平衡常數(shù)K和溫度T的關(guān)系如下表所示:,遷移應(yīng)用,典題例解,一,二,知識精要,回答下列問題: (1)該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)表達式為K= 。 (2)該反應(yīng)為 (填“吸熱”或“放熱”)反應(yīng)。 (3)某溫度下,平衡濃度符合下式:c(CO2)c(H2)=c(CO)c(H2O),試判斷此時的溫度為 。此溫度下加入1 mol CO2(g)和1 mol H2(g),充分反應(yīng),達到平衡時,CO2的轉(zhuǎn)化率為 。 (4)在800 時,發(fā)生上述反應(yīng),某一時刻測得容器內(nèi)各物質(zhì)的濃度分別為c(CO2)為2 molL-1,c(H2)為1.5 molL-1,c(CO)為1 molL-1,c(H2O)為3 molL-1,則正、逆反應(yīng)速率的比較為v(正) (填“”“”或“=”)v(逆)。,遷移應(yīng)用,典題例解,一,二,知識精要,遷移應(yīng)用,典題例解,一,二,知識精要,遷移應(yīng)用,典題例解,一,二,知識精要,1.下列關(guān)于平衡常數(shù)的說法正確的是( ) A.在平衡常數(shù)表達式中,反應(yīng)物濃度用起始濃度,生成物濃度用平衡濃度 B.在任何條件下,化學(xué)平衡常數(shù)都是一個恒定值 C.對于放熱反應(yīng),升高溫度,K值增大,反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率增大 D.從平衡常數(shù)的大小可以推斷一個反應(yīng)進行的程度 解析:A項,在平衡常數(shù)表達式中,反應(yīng)物、生成物的濃度均為平衡濃度;B項,平衡常數(shù)與溫度有關(guān),溫度改變,平衡常數(shù)隨之改變;C項,對于放熱反應(yīng),升高溫度,平衡逆向移動,K值減小,反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率減小。 答案:D,遷移應(yīng)用,典題例解,一,二,知識精要,2.N2O5是一種新型硝化劑,在一定溫度下可發(fā)生下列反應(yīng): 2N2O5(g) 4NO2(g)+O2(g) H0T1溫度下的部分實驗數(shù)據(jù)為,下列說法不正確的是( ) A.500 s內(nèi)N2O5分解速率為2.9610-3 mol(Ls)-1 B.T1溫度下的平衡常數(shù)為K1=125,1 000 s時,N2O5的轉(zhuǎn)化率為50% C.其他條件不變時,T2溫度下反應(yīng)到1 000 s時測得N2O5(g)濃度為2.98 molL-1,則T1K3,則T1T3,遷移應(yīng)用,典題例解,一,二,知識精要,解析:500 s內(nèi),v(N2O5)= =2.9610-3 mol(Ls)-1,A項正確;1 000 s后N2O5的濃度不再發(fā)生變化,即達到了化學(xué)平衡,采用“三段式”法分析:,遷移應(yīng)用,典題例解,一,二,知識精要,(N2O5)= 100%=50%,B項正確;該反應(yīng)正反應(yīng)是吸熱反應(yīng),升高溫度,反應(yīng)速率加快,平衡向正反應(yīng)移動,平衡時N2O5(g)濃度應(yīng)降低,其他條件不變時,T2溫度下反應(yīng)到1 000 s時測得N2O5(g)濃度為2.98 molL-1,濃度大于2.5 molL-1,故不可能為升高溫度,應(yīng)為降低溫度,故T1T2,C錯誤;對于吸熱反應(yīng)來說,T越高,K越大,若K1K3,則T1T3,D項正確。 答案:C,思悟升華,方法歸納,案例探究,有關(guān)化學(xué)平衡計算的一般思路和方法“三段式” 將等物質(zhì)的量的CH4和H2O(g)充入1 L恒容密閉反應(yīng)器,發(fā)生反應(yīng):CH4(g)+H2O(g) CO(g)+3H2(g),某溫度下反應(yīng)達平衡,平衡常數(shù)K=27,此時測得CO的物質(zhì)的量為0.10 mol,求CH4的平衡轉(zhuǎn)化率(計算結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)。,解析:,答案:91%,思悟升華,方法歸納,案例探究,解題模式“三段式”計算格式:,“三段式”中,各物質(zhì)的物質(zhì)的量的變化量之比一定等于化學(xué)計量數(shù)之比,其他則不一定。 對于反應(yīng)物:n(平衡量)=n(起始量)-n(變化量) 對于生成物:n(平衡量)=n(起始量)+n(變化量),思悟升華,方法歸納,案例探究,影響轉(zhuǎn)化率的因素: (1)溫度和壓強對轉(zhuǎn)化率()的影響。 溫度或壓強改變后,若引起平衡向正反應(yīng)方向移動,則反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率一定增大。 (2)改變反應(yīng)物用量對轉(zhuǎn)化率(用表示)的影響。 反應(yīng)物不止一種時,如反應(yīng)mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g): a.只增大一種反應(yīng)物的濃度,該物質(zhì)本身的轉(zhuǎn)化率減小,其他反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率增大。如增大c(A),則平衡正向移動,(A)減小,(B)增大。 b.若同等比例同倍數(shù)增大c(A)、c(B),則平衡正向移動,其影響結(jié)果相當于增大壓強。 當m+n=p+q時,(A)、(B)不變; 當m+np+q時,(A)、(B)增大; 當m+np+q時,(A)、(B)減小。,思悟升華,方法歸納,案例探究,反應(yīng)物只有一種時,如反應(yīng)aA(g) bB(g)+cC(g): 增大c(A)則平衡正向移動,其影響結(jié)果相當于增大壓強。 當a=b+c時,(A)不變; 當ab+c時,(A)增大; 當ab+c時,(A)減小。,