2019_2020学年高中化学第2章第3节第4课时化学平衡常数课件新人教版选修4.pptx

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1、第4课时 化学平衡常数,新知预习,自主预测,1.化学平衡常数 (1)定义 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,这个常数就是该反应的化学平衡常数,通常用符号 K 表示。 (2)表达式,(3)意义及影响因素 K值越大,说明正反应进行的程度越大,反应物的转化率越大。 K只受温度影响,与反应物或生成物的浓度变化无关。,新知预习,自主预测,2.平衡转化率,其n表示已转化的物质的量。 n始表示该物质起始时的物质的量。 c表示消耗的该物质的浓度。 c始表示起始时该物质的浓度。,新知预习,自主预测,1.判断正误(正确的打“”,错误的打“”)。 (1)

2、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 ( ) (2)化学平衡常数与浓度有关,与温度无关 ( ) (3)升高温度,K值增大,则正反应为吸热反应 ( ) (4)在任何条件下,一个可逆反应的化学平衡常数都是一个恒定值 ( ) (5)K值越大,表明可逆反应正向进行的程度越大 ( ) 答案 (1) (2) (3) (4) (5),新知预习,自主预测,解析 固体或纯液体的浓度视为常数,不写入平衡常数的表达式中,A、B两项不符合要求,D项为逆反应的化学平衡常数。 答案 C,探究一,探究二,化学平衡常数的应用 问题探究 1.对反应N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)在密闭容器中

3、达平衡后,再充入一定量N2(体积不变),平衡正移,平衡常数变大,对吗? 答案 不对,平衡常数只受温度影响。 2.升高温度平衡常数一定增大吗? 答案 不一定,若正反应为吸热反应,则升高温度平衡常数增大,反之则减小。,探究一,探究二,知识归纳 1.化学平衡常数的应用 (1)判断反应进行的程度 K值越大,说明平衡体系中生成物所占的比例越大,正向反应进行的程度越大,即反应进行得越完全,反应物转化率越大;反之,反应进行就越不完全,反应物转化率就越小。 (2)利用K值随温度的变化可判断反应的热效应 若升高温度,K值增大,则正反应为吸热反应; 若升高温度,K值减小,则正反应为放热反应。 (3)计算转化率 依

4、据起始浓度(或平衡浓度)和平衡常数可以计算平衡浓度(或起始浓度),从而计算反应物的转化率。,探究一,探究二,探究一,探究二,2.注意事项: (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,由于其浓度可看作常数而不写入表达式。 (3)化学平衡常数表达式中各物质的浓度必须是平衡状态下的浓度,不能用非平衡状态下的浓度值。,探究一,探究二,典例剖析 【典例1】 在一定体积的密闭容器中,进行如下化学反应: CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g),其化学平衡常数K和温度T的关系如表所示:,探究一,探究二,回答下列问题: (1)该反应的化

5、学平衡常数表达式为K= 。 (2)该反应为 (填“吸热”或“放热”)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 。此温度下加入1 mol CO2(g)和1 mol H2(g)充分反应,达到平衡时,CO2的转化率为 。 (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 molL-1,c(H2)为1.5 molL-1、c(CO)为1 molL-1、c(H2O)为3 molL-1,则正、逆反应速率的比较为v(正) v(逆) (填“”“”或“=”)。,探究一,探究二,解析 (2)温度越高,K值越大,

6、说明升温平衡正向移动,正向为吸热反应。 (3)由题意可得K=1,查表可知对应温度为830 ,设反应了的CO2为x mol,则消耗掉的H2为x mol,生成的CO和H2O均是x mol(体积为V L),探究一,探究二,探究一,探究二,有关化学平衡的计算 问题探究 1.反应物的转化率增大,平衡常数一定增大吗? 答案 不一定;在一定温度下,对于一个反应可以通过改变外界条件增大反应物的转化率,但因温度不变,平衡常数也不变。 2.对于常温下的反应aA(g)+bB(g) cC(g)+dD(g),若已知反应物的起始浓度和常温下的平衡常数,可不可以计算平衡时反应物的转化率? 答案 可以。可根据反应物的起始浓度

7、和平衡常数计算平衡时的浓度,然后根据反应物的变化量可求出其转化率。,探究一,探究二,知识归纳 1.有关化学平衡计算的基本模式“三段式法”mA + nB pC + qD 起始: a b 0 0 转化: mx nx px qx 平衡: a-mx b-nx px qx (1)转化量与化学方程式中各物质的计量数成比例。 (2)这里a、b可指物质的量、浓度等。 2.反应物的转化率,探究一,探究二,典例剖析 【典例2】 已知可逆反应:M(g)+N(g) P(g)+Q(g) H0,请回答下列问题: (1)在某温度下,反应物的初始浓度分别为c0(M)=1 molL-1, c0(N)=2.4 molL-1;达到

8、平衡后,M的平衡转化率为60%,此时N的平衡转化率为 ; (2)若反应温度不变,反应物的初始浓度分别为c0(M)=4 molL-1, c0(N)=a molL-1;达到平衡后,c(P)=2 molL-1,a= 。,探究一,探究二,解析 (1)根据题意:,答案 (1)25% (2)6,探究一,探究二,改变反应物用量对转化率(用表示)的影响 (1)反应物不止一种时,如:mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g) 只增大一种反应物的浓度,该物质本身转化率减小,其他反应物转化率增大。如增大c(A),则平衡正向移动,(A)减小,(B)增大。 若同倍数增大c(A)、c(B),则平衡正向移动,其影响结果

9、相当于增大压强。 当m+n=p+q时,(A)、(B)均不变 当m+np+q时,(A)、(B)均增大 当m+np+q时,(A)、(B)均减小,探究一,探究二,(2)反应物只有一种时,如aA(g) bB(g)+cC(g),增大c(A)则平衡正向移动,其影响结果相当于增大压强 若a=b+c,(A)不变 若ab+c,(A)增大 若ab+c,(A)减小,探究一,探究二,变式训练2某温度下,向容积为1 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.8.0102 B.1.

10、6103 C.3.2103 D.4.0102,解析 设反应达到平衡时生成O2的物质的量为x mol。,所以逆反应的平衡常数为1 600,B项正确。 答案 B,1,2,3,4,5,1.下列关于平衡常数的说法中,正确的是( ) A.平衡常数只与反应本身及温度有关 B.改变反应物浓度或生成物浓度都会改变平衡常数 C.加入催化剂可以改变平衡常数 D.在任何条件下,化学平衡常数是一个恒定值 解析 平衡常数只与反应本身及温度有关,催化剂不能改变化学平衡,故加入催化剂不改变平衡常数。 答案 A,6,1,2,3,4,5,解析 化学平衡常数是生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比值,但固体浓度可视为1,不写入平

11、衡常数的计算式中。 答案 D,6,1,2,3,4,5,3.在一定条件下,已达平衡的可逆反应:2A(g)+B(g) 2C(g),下列说法中正确的是( ) A.平衡时,此反应的平衡常数与各物质的浓度有如下关系:,B.改变条件后,该反应的平衡常数一定不变 C.如果改变压强并加入催化剂,平衡常数会随之变化 D.若平衡时增加A和B的浓度,则平衡常数会减小 解析 化学平衡常数只受温度影响,B、C、D三项错误。 答案 A,6,1,2,3,4,5,4.将2.00 mol SO2和2.00 mol O2通入1.00 L的密闭容器中,1 500 K时,反应达到平衡,测得SO3的物质的量浓度为0.64 molL-1

12、,则平衡时SO2的平衡转化率为 ( ) A.30% B.32% C.50% D.18% 解析 因平衡时SO3的物质的量浓度为0.64 molL-1, 则转化的SO2的物质的量浓度为0.64 molL-1, 即c0(SO2)-c平(SO2)=0.64 molL-1,而c0(SO2)=2.00 molL-1,答案 B,6,1,2,3,4,5,5.在一定温度下,将0.20 mol N2O4气体充入2.0 L密闭容器中,间隔一定时间对该容器的气体进行分析,数据如下:,(1)该反应的平衡常数表达式为 ,计算20 s 到40 s内二氧化氮的平均反应速率v(NO2)= 。 (2)若在相同条件下起始时充入NO

13、2气体0.16 mol,要计算达到平衡时NO2的转化率,请写出分析求解的思路(不必计算具体结果)。,6,1,2,3,4,5,6,1,2,3,4,5,6,1,2,3,4,5,6,6.已知2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g) H=-196 kJmol-1。500 时将2 mol SO2和1 mol O2装入一体积恒定的10 L密闭容器中,2 min(t1)时达到平衡,如图所示。,请回答下列问题: (1)计算500 时该反应的平衡常数K= 。 (2)上图表示该反应在t1时刻达到平衡,平衡时O2的转化率为 ; t2时刻因改变某个条件而发生变化,此时改变的条件可能是_ (写一个即可)。 (3)某温度时,该反应的平衡常数K=800,则该温度 500 (填“”“”或“=”)。,1,2,3,4,5,6,解析 (1)第一次平衡时,c(SO3)=0.18 molL-1, c(SO2)=0.20 molL-1-0.18 molL-1=0.02 molL-1, c(O2)=0.1 molL-1-0.09 molL-1=0.01 molL-1,(3)该反应正向为放热反应,降低温度K增大,现K=800,