高中化学苏教版选修4课件：222化学平衡状态-化学平衡常数.pptx

1、第第2 2课时课时化学平衡状态化学平衡状态化学平衡常数化学平衡常数阅读思考自主检测任务一、阅读教材第46页和47页化学平衡状态部分内容,认真领会其中的含义,完成下列问题:1.认真阅读第46页“你知道吗”部分内容,回答后面的问题。提示:许多反应是不能进行到底的,该反应是可逆反应。在一定条件下,该可逆反应达到平衡后,CO的浓度不会随时间的改变而改变,增加高炉的高度,并没有改变平衡条件,因此上述平衡不发生移动。阅读思考自主检测2.结合第47页图2-16和图2-17,回答第47页“交流与讨论”提出的问题。提示:反应物浓度减少,生成物浓度增大;正反应的速率减小,逆反应速率增大。反应进行到足够长时间后,反

2、应物和生成物的浓度不再变化;正、逆反应速率不再变化。反应没有停止,达到了平衡状态,是动态平衡。阅读思考自主检测任务二、认真阅读教材第47页到第50页的内容,分别完成下列任务:1.什么是“化学平衡常数”?化学平衡常数用什么符号表示?对于可逆反应:aA+bB cC+dD,请写出其化学平衡常数表达式。提示:在一定温度下,可逆反应无论是从正反应开始,还是从逆反应开始,又无论反应物起始浓度为多少,最后都能达到化学平衡。这时生成物的浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比是一个常数。这个常数叫做该反应的化学平衡常数,简称平衡常数,用符号K表示。对于可逆反应:aA+bBc C+dD,化学平衡常数表达式为:K=。2.

3、化学平衡常数K的大小有什么意义?提示:K值越大,表示反应进行的程度越大,反应进行的程度越完全;K值越小,表示反应进行的程度越小,反应进行的程度越不完全。阅读思考自主检测3.什么是平衡转化率?平衡转化率用什么符号表示?如何书写某一反应物的平衡转化率的表达式?提示:某一反应物的转化率等于该物质在反应中已转化的量与该物质总量的比值。用“”表示。阅读思考自主检测1.在一定温度下,反应A2(g)+B2(g)2AB(g)达到平衡的标志是()A.单位时间内生成n mol的A2同时生成n mol ABB.容器内的总压强不随时间变化C.单位时间内生成2n mol的AB,同时生成n mol的B2D.单位时间内生成

4、n mol A2同时生成n mol B2答案:C2.写出下列反应的平衡常数的表达式。探究问题知识点拨重点难点重要考向1.如何判断可逆反应是否达到化学平衡状态?提示:(1)直接判断法正反应速率=逆反应速率0。同一物质的消耗速率与生成速率相等。各组分的浓度保持不变。(2)间接判断法各组分的百分含量保持不变。各组分的物质的量保持不变。各气体的体积不随时间的改变而改变。探究问题知识点拨重点难点重要考向2.对于一个给定的可逆反应,其正反应和逆反应的平衡常数之间有什么关系?请举例说明。3.化学平衡常数和平衡转化率都可以表示可逆反应进行的程度,二者有什么不同?提示:平衡常数和平衡转化率都可以表示可逆反应进行

5、的程度,但是平衡转化率随着反应物初始浓度的不同而变化,而平衡常数却不受浓度影响,只与温度有关,二者可以相互求算。探究问题知识点拨重点难点重要考向1.化学平衡状态的判断可逆反应达到化学平衡状态时有两个主要的特征:一是正反应速率和逆反应速率相等;二是反应混合物中各组成成分的百分含量保持不变。以容积不变的密闭容器中的反应mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)为例:在一定条件下,若符合下列条件之一,则反应达到平衡状态。(1)v(正)=v(逆)。同一物质:该物质的消耗速率等于它的生成速率,如有m mol A消耗同时生成m mol A。不同的物质:速率之比等于方程式中的化学计量数比,但必须是不同方向

6、的速率。即必须是一个v(正)一个是v(逆),且两者之比等于化学计量数比,如有m mol AA键断裂就有n mol BB键生成。探究问题知识点拨重点难点重要考向(2)对于体系中的各组成成分。探究问题知识点拨重点难点重要考向(3)对于体系中的混合物。探究问题知识点拨重点难点重要考向2.使用化学平衡常数应注意的问题(1)化学平衡常数只与温度有关,与反应物或生成物的浓度无关。(2)反应物或生成物中有固体和纯液体存在时,由于其浓度可看作“1”而不代入公式。(3)化学平衡常数是指某一具体反应的平衡常数。若反应方向改变,则平衡常数改变。对于给定的化学反应,正、逆反应的平衡常数互为倒数。若方程式中各物质的化学

7、计量数等倍扩大或缩小,尽管是同一反应,平衡常数也会改变。探究问题知识点拨重点难点重要考向3.化学平衡常数的应用(1)利用平衡常数,判断反应进行的程度:平衡常数的数值越大,说明反应进行得越完全。(2)借助平衡常数,可以判别一个化学反应是否达到化学平衡状态。对于可逆反应:当Qc=K时,反应处于平衡状态;当Qcv(逆);当QcK时,反应向逆反应方向进行,此时v(正)0,请回答下列问题:(1)该温度下,反应物的起始浓度分别为:c(M)=1 molL-1,c(N)=2.4 molL-1;达到平衡后,M的转化率为60%,此时N的转化率为。(2)若反应温度不变,反应物的起始浓度分别为:c(M)=4 molL

8、-1,c(N)=a molL-1;达到平衡后,c(P)=2 molL-1,a=。(3)若反应温度不变,反应物的起始浓度为:c(M)=c(N)=b molL-1,达到平衡后,M的转化率为。重点难点重要考向考向一考向二考向三重点难点重要考向考向一考向二考向三(3)设M的转化率为x,则达到平衡后各物质的平衡浓度分别为:c(M)=b(1-x)molL-1,c(N)=b(1-x)molL-1,c(P)=bx molL-1,c(Q)=bx molL-1,答案:(1)25%(2)6(3)41.4%规律方法点拨依据化学平衡常数(K)计算转化率的思路是:列出K的表达式,代入数据计算c(平)或c(起)或c(转),

9、然后由=来计算。已知c(起)、c(平)和这三项中的任意两项,则可以顺利计算出未知的一项及平衡常数K。重点难点重要考向考向一考向二考向三成功体验成功体验3在一密闭容器中,用等物质的量的A和B发生如下反应:A(g)+2B(g)2C(g),反应达到平衡状态时,若混合气体中A和B的物质的量之和与C的物质的量相等,则这时A的转化率为()A.40%B.50%C.60%D.70%解析:设反应前加入的A、B的物质的量为a,参加反应的A的物质的量为x。则:A(g)+2B(g)2C(g)起始量/mola a 0转化量/molx 2x 2x平衡量/mola-x a-2x 2x重点难点重要考向考向一考向二考向三由于平

10、衡时混合气体中A和B的物质的量之和等于C的物质的量,所以2a-3x=2x,解之得,x=a。答案:A 1 2 3 4 51.可逆反应达到平衡的重要特征是()A.反应停止了B.正、逆反应的速率均为零C.正、逆反应都还在继续进行D.正、逆反应的速率相等解析:非平衡状态的正、逆反应也都在继续进行,所以正、逆反应都还在继续进行不是达到平衡的特征,C错;达到平衡的特征应是正、逆反应的速率相等,D正确。答案:D1 2 3 4 52.在反应2SO2+O2 2SO3中,有a mol SO2和b mol O2参加反应,达到化学平衡状态时有c mol SO3生成,则SO2在反应混合物中的体积分数为()解析:本题考查

11、了化学平衡的基本计算。由三段式法可得:2SO2+O2 2SO3起始量/molab0转化量/molc0.5c c平衡量/mola-cb-0.5c c答案:D 1 2 3 4 53.下列关于平衡常数K的说法中,正确的是()A.在任何条件下,化学平衡常数都是一个恒定值B.改变反应物浓度或生成物浓度都会改变平衡常数KC.平衡常数K既与温度、反应物本身的性质有关,也与反应物浓度、压强有关D.从平衡常数K的大小可以推断一个反应进行的程度解析:该题考查平衡常数的影响因素及应用,平衡常数只与温度和反应物本身的性质有关,因此A、B、C错,平衡常数越大,反应进行的程度越大,D正确。答案:D1 2 3 4 54.(

12、1)(2016江苏徐州期末)对于3Fe(s)+4H2O(g)Fe3O4(s)+4H2(g),反应的化学平衡常数的表达式为。(2)在溶液中存在化学平衡:I2(aq)+I-(aq),其平衡常数表达式为。解析:化学平衡常数是化学反应达到平衡以后生成物浓度的幂之积与反应物浓度的幂之积的比值。在表达式中,注意不能用固体、纯液体表示,因为它们的浓度可视为常数。1 2 3 4 55.在473 K时,反应PCl5(g)PCl3(g)+Cl2(g)的Kc=4.610-3。若PCl5的起始浓度为0.020 molL-1,求平衡时PCl5的分解率。PCl5的起始浓度为多大时,平衡时其分解率为50%?解析:设平衡时PCl5转化浓度为x molL-1。PCl5(g)PCl3(g)+Cl2(g)起始浓度/molL-10.020 00平衡浓度/molL-10.020-x xx解得x=7.610-3所以PCl5的起始浓度为0.020 molL-1时,1 2 3 4 5设PCl5起始浓度为c molL-1时,其分解率为50%。PCl5(g)PCl3(g)+Cl2(g)起始浓度/molL-1c 00平衡浓度/molL-1c-0.5c0.5c0.5c解得c=9.210-3。因此,PCl5的起始浓度为9.210-3 molL-1时,其分解率为50%。答案:38%9.210-3 molL-1