1、第二章 第三节 化学平衡核心素养发展目标HEXINSUYANGFAZHANMUBIAO1.证据推理：通过化学平衡状态时的浓度数据分析，认识化学平衡常数的概念，并能分析推测其相关应用。2.模型认知：构建化学平衡常数相关计算的思维模型(三段式法)，理清计算的思路，灵活解答各类问题。新知导学 启迪思维 探究规律达标检测 检测评价 达标过关内容索引NEIRONGSUOYIN01新知导学1.化学平衡状态时的浓度数据分析(1)NO2、N2O4的相互转化是一个可逆反应：2NO2(g)N2O4(g)。在25 时，如果用不同起始浓度的NO2或N2O4进行反应，平衡后得到以下实验数据。请根据表中已知数据填写空格：
2、一、化学平衡常数起始浓度/(molL1)平衡浓度/(molL1)平衡浓度关系c(NO2)c(N2O4)c(NO2)c(N2O4)2.0010206.321036.84103_3.0010208.001031.10102_02.001029.461031.53102_00.1002.281028.86102_1.08 1.711021.38 1.721021.62 1.711023.89 1.70102(2)根据上表数据，判断正误(正确的打“”，错误的打“”)一定温度下，N2O4和NO2的平衡浓度相等()一定温度下，N2O4与NO2的平衡浓度之比相等()2.化学平衡常数的概念与表达式(1)概念在
3、一定温度下，当一个可逆反应达到化学平衡时，生成物 与反应物 的比值是一个常数(简称 )，用符号K表示。(2)表达式对于一般的可逆反应，mA(g)nB(g)pC(g)qD(g)，当在一定温度下达到平衡时，K_。浓度幂之积浓度幂之积平衡常数写出K1和K2的关系式：；写出K2和K3的关系式：；写出K1和K3的关系式：。K2K31(4)化学平衡常数表达式书写注意事项化学平衡常数表达式中各物质的浓度必须是平衡时的浓度，且不出现固体或纯液体的浓度。化学平衡常数表达式与化学方程式的书写方式有关。请比较表中K值的相对大小，说明平衡常数的意义：平衡常数的大小反映了化学反应进行的 (也叫 )。K值越大，表示反应进
4、行得越 ，反应物转化率越 ；K值越小，表示反应进行得越 ，反应物转化率越 。程度反应的限度完全大不完全小3.化学平衡常数的意义已知：25 时，卤化氢生成反应的平衡常数：化学方程式平衡常数KF2H2 2HF6.51095Cl2H2 2HCl2.571033Br2H2 2HBr1.911019I2H2 2HI8.671024.化学平衡常数的影响因素及应用已知：N2(g)3H2(g)2NH3(g)的平衡常数与温度的关系如下：由上表数据分析可知：温度升高，K值减小，则正反应为 (填“吸热”或“放热”)反应。T/K373473573673773K3.351091.001072.451051.881042
5、.99103放热例1对于反应：C(s)H2O(g)CO(g)H2(g)H0，下列有关说法正确的是A.平衡常数表达式为KB.增大体系压强，平衡常数K不发生变化C.升高体系温度，平衡常数K减小D.增加C(s)的量，平衡正向移动解析固态物质的浓度为“常数”，视为“1”，不需写入平衡常数表达式中，A项错误；K只与温度有关，因此增大体系压强，平衡常数K不发生变化，B项正确；升温使该反应正向进行，K增大，C项错误；增加C(s)的量，平衡不移动，D项错误。特别提示对于给定的反应，化学平衡常数只受温度影响，与反应物或生成物的浓度变化无关。例2在一定体积的密闭容器中，进行如下化学反应：CO2(g)H2(g)CO
6、(g)H2O(g)，其化学平衡常数K和温度T的关系如表所示：T/7008008301 0001 200K0.60.91.01.72.6回答下列问题：(1)该反应的化学平衡常数表达式为K_。(2)该反应为_(填“吸热”或“放热”)反应。吸热解析温度越高，K值越大，说明升温平衡正向移动，正反应为吸热反应。(3)某温度下，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_。该温度下加入1 mol CO2(g)和1 mol H2(g)，充分反应，达到平衡时，CO2的转化率为_。830解析由题意可得K1，查表可知温度为830。设反应的CO2为x mol，则消耗掉的H2为
7、x mol，生成的CO和H2O均是x mol(设体积为V L)，则50%则CO2的转化率为50%。(4)在800 时，发生上述反应，某一时刻测得容器内各物质的浓度分别为c(CO2)为2 molL1，c(H2)为1.5 molL1，c(CO)为1 molL1，c(H2O)为3 molL1，则反应_(填“正向进行”“逆向进行”或“处于平衡状态”)。逆向进行则反应逆向进行。(1)化学平衡常数的应用用任意状态的浓度幂之积的比值(称为浓度商，用Q表示)，如mA(g)nB(g)pC(g)qD(g)，Q 。以平衡常数的值为标准，可以判断正在进行的可逆反应是否处于平衡状态，以及将向哪个方向进行最终建立新的平衡
8、。Q与K相比较：QK：可逆反应向逆反应方向进行；QK：可逆反应处于平衡状态；QK：可逆反应向正反应方向进行。相关链接相关链接利用平衡常数可判断反应的热效应。若升高温度，K增大，则正反应为吸热反应；若升高温度，K减小，则正反应为放热反应。利用平衡常数可计算物质的平衡浓度、物质的量分数和转化率等。(2)平衡转化率含义：平衡时已转化了的某反应物的量与转化前(初始时)该反应物的量之比。表达式注意平衡转化率与平衡常数均能表示化学反应进行的程度，但平衡常数不直观，转化率能更直观地表示化学反应进行的程度。1.计算模型三段式法aA(g)bB(g)cC(g)dD(g)c(初)/molL1 n1 n2 0 0二、
9、化学平衡常数的有关计算2.计算思路(1)巧设未知数：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：根据反应物、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)解题设问题：明确“始”“变”“平”三个量的具体数值，再根据相应关系求平衡时某成分的浓度、反应物转化率等，得出题目答案。例3某温度下，向容积为2 L的密闭反应器中充入0.10 mol SO3，当反应器中的气体压强不再变化时，测得SO3的转化率为20%，则该温度下反应：2SO2(g)O2(g)2SO3(g)的平衡常数为A.3.2103 B.1.6103C.8
10、.0102 D.4.0102解析 2SO2(g)O2(g)2SO3(g)c(始)/molL1 0 0 0.05c(变)/molL1 0.01 0.005 0.01c(平)/molL1 0.01 0.005 0.04例4已知：Fe(s)CO2(g)FeO(s)CO(g)Ha kJmol1，平衡常数为K，测得在不同温度下，K值如下：温度/500700900K1.001.472.40(1)若500 时进行上述反应，CO2起始浓度为2 molL1，CO的平衡浓度为_。1 molL1解析设500 时，CO的平衡浓度为x molL1，则Fe(s)CO2(g)FeO(s)CO(g)起始/molL1 2 0变
11、化/molL1 x x平衡/molL1 2x x故CO的平衡浓度为1 molL1。(2)方程式中的a_(填“大于”“小于”或“等于”)0。解析由表格中数据可知，温度越高K值越大，推知温度升高平衡向正反应方向移动，故此反应的正反应为吸热反应，即a大于0。大于(3)700 时上述反应达到平衡，要使得该平衡向右移动，其他条件不变时，可以采取的措施有_(填字母)。A.缩小反应器体积B.通入CO2C.升高温度到900 D.使用合适的催化剂解析A项缩小反应器体积，平衡不移动，错误；B项通入CO2，平衡向右移动，正确；C项升高温度时，平衡向右移动，正确；D项使用催化剂不会使平衡发生移动，错误。BC应用“三段
12、式”法解化学平衡计算类题1.化学平衡的计算一般涉及化学平衡常数、各组分的物质的量、浓度、转化率、百分含量等，通过写出化学方程式，先列出相关量(起始量、转化量、平衡量)，然后根据已知条件建立关系式进行解题。2.可按下列步骤建立模式，确定关系式进行计算。如可逆反应：mA(g)nB(g)pC(g)qD(g)，在体积为V的恒容密闭容器中，反应物A、B的初始加入量分别为a mol、b mol，达到化学平衡时，设A物质转化的物质的量为mx mol。相关链接相关链接(1)模式mA(g)nB(g)pC(g)qD(g)起始量/mol a b 0 0转化量/mol mx nx px qx平衡量/mol amx b
13、nx px qx对于反应物：n(平)n(始)n(转)对于生成物：n(平)n(始)n(转)(2)基本步骤确定反应物和生成物的初始加入量；确定反应过程的转化量；确定平衡量。学习小结XUEXIXIAOJIE02达标检测1.下列关于化学平衡常数的叙述正确的是A.化学平衡常数表示反应进行的程度，与温度无关B.两种物质反应，不管怎样书写化学方程式，平衡常数均不变C.化学平衡常数等于某一时刻生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比值D.温度一定，对于给定的化学反应，正、逆反应的平衡常数互为倒数1234562.在某温度下，可逆反应：mA(g)nB(g)pC(g)qD(g)的平衡常数为K，下列说法正确的是A.K越
14、大，达到平衡时，反应正向进行的程度越大B.K越小，达到平衡时，反应物的转化率越大C.K随反应物浓度的改变而改变D.K随温度和压强的改变而改变解析K越大，表示反应达到平衡时，反应正向进行的程度越大，反应物的转化率越大，反之，反应物的转化率越小，K只与温度有关，与浓度、压强无关。1234563.某温度下，可逆反应：mA(g)nB(g)pC(g)的平衡常数为K，下列对K的说法正确的是A.温度越高，K一定越大B.如果mnp，则K1C.若缩小反应器的容积，能使平衡正向移动，则K增大D.K值越大，表明该反应越有利于C的生成，反应物的转化率越大123456解析对于一个确定的化学反应，K只是温度的函数，温度一
15、定，K一定，与压强无关，C错误；123456因该反应的热效应不确定，A错误；K越大，该反应正向进行的程度越大，反应物的转化率越大，D正确。A.2 500 B.100C.4104 D.210212345631222(SO)(SO)(O)ccc5.在一定温度下的密闭容器中，加入1 mol CO和1 mol H2O发生反应：CO(g)H2O(g)CO2(g)H2(g)，达到平衡时测得n(H2)0.5 mol，下列说法不正确的是A.在该温度下，反应的平衡常数K1B.平衡常数与反应温度无关C.CO的平衡转化率为50%D.平衡时n(H2O)0.5 mol123456解析 CO(g)H2O(g)CO2(g)
16、H2(g)起始/mol 1 1 0 0转化/mol 0.5 0.5 0.5 0.5平衡/mol 0.5 0.5 0.5 0.5由化学方程式及以上数据判断可得A、C、D项正确。平衡常数与反应温度有关，B项错误。1234566.H2S与CO2在高温下发生反应：H2S(g)CO2(g)COS(g)H2O(g)。在610 K时，将0.10 mol CO2与0.40 mol H2S充入2.5 L的空钢瓶中，反应平衡后水的物质的量分数为0.02。(1)H2S的平衡转化率1_%，反应平衡常数K_。1234562.50.002 85解析对于反应H2S(g)CO2(g)COS(g)H2O(g)初始/mol 0.
17、40 0.10 0 0转化/mol x x x x平衡/mol 0.40 x 0.10 x x x123456123456解析根据题目提供的数据可知温度由610 K升高到620 K时，化学反应达到平衡后水的物质的量分数由0.02变为0.03，所以H2S的转化率增大，21；根据题意可知：升高温度，化学平衡向正反应方向移动，所以该反应的正反应为吸热反应，故H0。(2)在620 K重复实验，平衡后水的物质的量分数为0.03，H2S的转化率2_1，该反应的H_0。(填“”“解析增大CO2的浓度，平衡正向移动，使更多的H2S反应，所以H2S转化率增大，故B正确。(3)向反应器中再分别充入下列气体，能使H2S转化率增大的是_(填字母)。A.H2S B.CO2 C.COS D.N2123456B
