1、平衡常数的应用、平衡转化率的分析第5课时第二节化学平衡学习目标1.依据K与Q判断反应进行的方向。2.有关K的计算。3.平衡转化率的分析。重点难点1.平衡常数的应用。2.平衡转化率的分析。化学平衡常数的应用导学1.化学平衡常数的应用112222(N)ONOccc2.多重平衡体系中化学平衡常数计算(1)多重平衡体系：一个化学反应体系中存在多个化学反应，在一定条件下，这些反应都可以达到平衡状态，这种现象称作多重平衡现象，该体系称作多重平衡体系。(2)多重平衡反应类型连续型(耦合)反应：某物质是某反应的产物，同时又是其他反应的反应物。平行型(竞争型)反应：某物质同时是多个反应的反应物。(3)多重平衡体
2、系中有关平衡常数的计算，各组分的平衡量指的是整个平衡体系中的量，而不是指某一单一反应中的量。的平衡常数K为_(用字母表示)。一定条件下，向体积为V L的恒容密闭容器中通入1 mol CO2和3 mol H2发生上述反应，达到平衡时，容器中CH3OH(g)为a mol，CO为b mol，此时H2O(g)的浓度为_ molL1(用含a、b、V的代数式表示，下同)，反应的平衡常数为_。压强平衡常数(Kp)、速率常数(k正、k逆)及其应用导学1.压强平衡常数(Kp)(1)含义在化学平衡体系中，由各气体物质的分压替代浓度，计算的平衡常数叫压强平衡常数，用符号Kp表示，其单位与表达式有关。例3(1)在30
3、0、8 MPa下，将CO2和H2按物质的量之比为13通入恒压密闭容器中发生反应CO2(g)3H2(g)CH3OH(g)H2O(g)，达到平衡时，测得CO2的平衡转化率为50%，则该反应条件下的压强平衡常数Kp_(用平衡分压代替平衡浓度计算，分压总压物质的量分数)。(2)2022全国乙卷，28(3)在1 470 K、100 kPa反应条件下，将n(H2S)n(Ar)14的混合气进行H2S热分解反应。平衡时混合气中H2S与H2的分压相等，H2S平衡转化率为_，平衡常数Kp_ kPa。50%4.76t/min020406080120 x(HI)10.910.850.8150.7950.784x(HI
4、)00.60.730.7730.780.784(1)根据上述实验结果，该反应的平衡常数K的计算式为_。(2)上述反应中，正反应速率v正k正x2(HI)，逆反应速率v逆k逆x(H2)x(I2)，其中k正、k逆为正、逆反应速率常数，则k逆为_(用含K和k正的代数式表示)。若起始时，x(HI)1，k正0.002 7 min1，则在t40 min时，v正_min1。1.95103平衡转化率的分析导学1.当可逆反应达到平衡后，反应物的初始浓度不变，只改变体系的温度、压强或减小生成物的量使平衡正向移动，这时反应物的转化率一定增大。2.反应物用量的改变对转化率的影响(1)若反应物是一种且为气体，如：aA(g
5、)bB(g)cC(g)。在恒温恒容条件下，增加A的浓度，平衡正向移动，但A的转化率分析等效为压强对平衡的影响。气体计量数关系A的转化率abc不变abc增大abc减小(2)若反应物不只一种：aA(g)bB(g)cC(g)dD(g)。在其他条件不变时，增加A的量，平衡正向移动，A的转化率降低，B的转化率升高。若起始按化学计量数之比投入A、B，则A、B的转化率一定相同。在恒温恒容条件下，若按原比例(投料比)同倍数增加A和B，平衡正向移动，但反应物(A或B)的转化率等效为压强对平衡的影响。此时可虚拟一个路径来理解转化率的变化。如：例5(1)可逆反应2SO2(g)O2(g)2SO3(g)，在一定条件下达
6、到平衡后，只增大O2的浓度，平衡_移动，则SO2的转化率_，O2的转化率_。(2)某温度下，在2 L的密闭容器中，加入3 mol X(g)和1 mol Y(g)，发生反应：3X(g)Y(g)2Z(g)2R(g)HAB.SO2 的转化率：BAC.平衡时各组分含量：BAD.平衡时容器的压强：BACA项，两容器的体积相同，B中SO2、O2物质的量浓度都是A中的两倍，在相同条件下反应物浓度越大反应速率越快，反应速率：BA，正确；B项，要将A、B两容器平衡时的物理量进行比较，可建立如下模型：另取一个2倍体积的容器，充入SO2、O2各2 mol，则在相同条件下，该容器达平衡时SO2的转化率、平衡时各组分含
7、量、平衡时的压强与A中对应相等；B相当于在该容器的基础上将体积缩小一半，即增大压强，平衡正向移动，反应物的转化率增大，SO2的转化率：BA，正确；C项，由于平衡正向移动，SO3的含量：BA，SO2、O2的含量：AB，错误；D项，平衡时：pApB2pA，正确。123自我测试41.反应C2H6(g)C2H4(g)H2(g)H0，在一定条件下于密闭容器中达到平衡。下列各项措施中，不能提高乙烷平衡转化率的是A.增大容器容积B.升高反应温度C.分离出部分氢气D.等容下通入惰性气体123自我测试4该反应的正反应是气体体积增大的反应，增大反应容器的容积，体系的压强减小，化学平衡正向移动，能提高乙烷的平衡转化
8、率，A项不符合题意；该反应的正反应是吸热反应，升高反应温度，化学平衡正向移动，可提高乙烷的平衡转化率，B项不符合题意；分离出部分氢气，减少了生成物浓度，平衡正向移动，可提高乙烷的平衡转化率，C项不符合题意；等容下通入惰性气体，体系的总压强增大，物质的浓度不变，因此化学平衡不移动，对乙烷的平衡转化率无影响，D项符合题意。自我测试12342.在0.5 L的密闭容器中，一定量的氮气与氢气进行如下反应：N2(g)3H2(g)2NH3(g)Ha kJmol1，其化学平衡常数K与温度的关系如下表所示：温度/200300400K1.00.860.5请回答下列问题：(1)该反应的化学平衡常数表达式为_，a_(
9、填“大于”“小于”或“等于”)0。小于自我测试1234温度/200300400K1.00.860.5自我测试1234温度/200300400K1.00.860.5(2)400 时，2NH3(g)N2(g)3H2(g)的化学平衡常数为_，测得氨气、氮气、氢气的物质的量分别为3 mol、2 mol、1 mol时，该反应的v正(N2)_(填“大于”“小于”或“等于”)v逆(N2)。2大于自我测试1234温度/200300400K1.00.860.5自我测试12343.CO2经催化加氢可以生成低碳烃，主要有以下两个竞争反应：反应：CO2(g)4H2(g)CH4(g)2H2O(g)反应：2CO2(g)6
10、H2(g)C2H4(g)4H2O(g)为分析催化剂对反应的选择性，在1 L密闭容器中充入2 mol CO2和4 mol H2，测得有关物质的物质的量随温度变化如图所示：该催化剂在较低温度时主要选择_(填“反应”或“反应”)。520 时，反应的平衡常数K_(只列算式不计算)。反应自我测试1234自我测试12344.一定量的CO2与足量的C在恒压密闭容器中发生反应：C(s)CO2(g)2CO(g)H173 kJmol1，若压强为p kPa，平衡时体系中气体体积分数与温度的关系如图所示，回答下列问题：(1)650 时CO2的平衡转化率为_。25%自我测试1234(2)t1时压强平衡常数Kp_(用平衡分压代替平衡浓度计算，分压总压物质的量分数)；该温度下达平衡后若再充入等物质的量的CO和CO2气体，则平衡_(填“正向”“逆向”或“不”)移动，原因是_。0.5p kPa不QpKp
