高中化学 第二章 化学反应速率和化学平衡 第三节 化学平衡 第3课时 化学平衡常数课件 新人教版选修4.ppt

第3课时化学平衡常数 新课导入在工业生产和实验室中 人们会遇到各种各样的可逆反应 如合成氨反应 n2 g 3h2 g 2nh3 g 该反应在一定条件下不可能进行完全 即存在一定的限度 在研究了大量实验的基础上 人们发现可以用化学平衡常数来定量描述化学反应的限度 你对化学平衡常数了解多少 请让我们一起走进教材 化学平衡常数 课标要求 1 理解化学平衡常数的含义 能够利用化学平衡常数进行简单的计算 2 了解平衡转化率的含义 探究点一化学平衡常数 一 化学平衡常数1 概念在一定温度下 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 称为化学平衡常数 用符号k表示 2 表达式 浓度幂之积 浓度幂之积 知识探究梳理知识 点拨方法 3 意义 1 k值越大 反应进行的程度 反应物的转化率 一般来说 k 105认为反应进行得较完全 2 k值的大小只能预示某可逆反应向某方向进行的最大限度 但不能预示反应达到平衡所需要的时间 4 影响因素一个可逆反应的k仅受影响 与反应物或生成物的变化无关 越大 越大 温度 浓度 提示 不会 化学平衡常数是温度的函数 只有温度变化 平衡常数才会改变 二 平衡转化率 转化率 思考3 在恒容 恒温的密闭容器中 可逆反应 x g 3y g 3z g 中 若按照化学计量数之比加入反应物 则x与y的转化率是怎样的关系 若按照等物质的量加入反应物 则x与y的转化率是怎样的关系 提示 相等 1 3 名师点拨 1 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 吸热反应 t越高 k越大 放热反应 t越高 k越小 与反应物或生成物的浓度 压强 催化剂无关 2 反应物或生成物中有固体或纯液体存在时 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 与反应方程式的书写有关 若反应方向改变 则平衡常数改变 若化学方程式中各物质的化学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 2 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 正反应进行的程度越大 即该反应进行得越完全 反应物转化率越大 反之 就越不完全 转化率就越小 2 判断反应的热效应 解析 增大压强 反应物中活化分子百分数 平衡常数不变 a错误 升高温度 反应物中活化分子百分数 化学反应速率都增大 且化学平衡常数发生变化 b正确 使用催化剂 平衡常数不变 c错误 多充入o2 活化分子百分数 平衡常数不变 d错误 1 2017 陕西咸阳百灵中学期中 对于可逆反应 2so2 g o2 g so3 g 下列措施能使反应物中活化分子百分数 化学反应速率和化学平衡常数都变化的是 a 增大压强b 升高温度c 使用催化剂d 多充入o2 b 过关演练巩固知识 提升能力 d c c 绝热容器中进行该反应 温度不再变化 则达到化学平衡状态d 该反应的正反应是放热反应 解析 700 时平衡常数为1 47 900 时平衡常数为2 15 说明正反应是吸热反应 升高温度 平衡正向进行 气体质量减小 气体体积不变 密度减小 a d错误 平衡常数k b错误 该可逆反应存在热量变化 当绝热容器中进行该反应 温度不再变化 说明该反应正 逆反应速率相等 达到化学平衡状态 c正确 探究点二化学平衡的相关计算 1 分析三个量 起始量 转化量 平衡量 2 明确三个关系 1 对于反应物 n 平衡量 n 起始量 n 转化量 2 对于生成物 n 平衡量 n 起始量 n 转化量 3 各物质的转化量之比等于各反应物的之比 化学计量数 知识探究梳理知识 点拨方法 3 计算模式 三段式法 nx px qx a mx b nx px qx 2 b的转化率 b 100 名师点拨 1 化学平衡计算题的解题思路 2 运用 三段式法 计算 五注意 1 在配平的可逆反应中列出对应统一的已知物理量 首先找出一种物质的转化量 其他转化量和平衡量或起始量依次求出 2 只有 转化量 一定与化学计量数成正比 起始浓度 平衡浓度不一定呈现化学计量数比 但物质之间是按化学计量数反应和生成的 3 注意 三段式法 中物理量及单位不能混乱使用 4 根据已知条件和导出关系列出相应解题的方程式或比例关系式计算 a 8 4 b 16 7 c 25 d 33 4 b 过关演练巩固知识 提升能力 2 某温度下在2l密闭容器中加入一定量a 发生以下化学反应 2a g b g c g h 48 25kj mol 1 反应过程中b a的浓度比与时间t有如图所示关系 若测得第15min时c b 1 6mol l 1 下列结论正确的是 a 该温度下此反应的平衡常数为3 2b a的初始物质的量为4molc 反应达到平衡时 放出的热量是193kjd 反应达平衡时 a的转化率为80 d 3 2017 天津武清区等五区县期中 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与温度t的关系如表 请回答下列问题 1 该反应为 填 吸热 或 放热 反应 解析 1 根据表中数据知 升高温度平衡常数增大 说明平衡正向移动 则正反应是吸热反应 答案 1 吸热 2 830 c co 0 01mol l c h2o 0 03mol l c co2 0 01mol l c h2 0 05mol l 该反应是否达到化学平衡状态 填 是 或 否 答案 2 否 3 800 时 固定容积的密闭容器中 放入混合物 起始浓度为c co 0 03mol l c h2o 0 04mol l c co2 0 02mol l c h2 0 05mol l 则反应开始时 h2o的消耗速率比生成速率 填 大 小 或 不能确定 答案 3 大 4 830 时 在1l的固定容积的密闭容器中放入2molco2和1molh2 平衡后co2的转化率为 h2的转化率为 用分数表示 若再充入1molh2 则h2的转化率为 填 增大 减少 或 不变 答案 4 33 3 66 7 减小 1 2018河北开滦一中期中 下列关于平衡常数k的说法中 正确的是 a 从平衡常数k的大小能推断一个反应进行的程度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与温度 反应浓度 压强有关d 在任何条件下 化学平衡常数是一个恒定值 解析 平衡常数是描述化学反应的限度的物理量 平衡常数的数值越大 反应限度越大 a正确 k值受温度的影响 温度改变平衡常数改变 改变反应物浓度或生成物浓度不会改变平衡常数k b错误 平衡常数只与化学反应本身及外界因素温度有关 不受其他外界条件 如浓度 压强 催化剂等的影响 c错误 k值受温度的影响 温度改变平衡常数改变 故d错误 a 课堂检测即学即测 查漏补缺 a 2 2018江西吉安一中期中 t 时 某平衡体系中含有x y z w四种物质 此温度下发生反应的平衡常数表达式为k 有关该平衡体系的说法正确的是 a 当混合气体的平均相对分子质量保持不变时 反应达平衡b 增大压强 各物质的浓度不变c 升高温度 平衡常数k增大d 增加x的量 平衡既可能正向移动 也可能逆向移动 解析 由平衡常数可知z w为反应物 y为生成物 x应为固体或纯液体 反应前后气体的物质的量不变 但由于x为固体或液体 达到平衡时 气体的总质量不再改变 则平均相对分子质量保持不变 可判断达到平衡状态 a正确 增大压强虽然平衡不移动 但由于体积变小 因此各物质的浓度均增大 b错误 由于反应的热效应未知 则升高温度不能确定平衡移动的方向 c错误 x未计入平衡常数中 x量的多少不影响平衡状态 d错误 3 2018安徽马鞍山二中月考 低温脱硝技术可用于处理废气中的氮氧化物 发生的化学反应为2nh3 g no g no2 g 2n2 g 3h2o g h 0 在恒容的密闭容器中 下列有关说法正确的是 a 平衡时 其他条件不变 升高温度可使该反应的平衡常数增大b 平衡时 其他条件不变 增大nh3的浓度 废气中氮氧化物的转化率减小c 单位时间内消耗no和n2的物质的量比为1 2时 反应达到平衡d 其他条件不变 使用高效催化剂 废气中氮氧化物的转化率增大 解析 正反应为放热反应 升高温度 平衡向逆反应方向移动 平衡常数减小 a错误 增大一种反应物浓度 其他反应物转化率增大 b错误 单位时间内消耗no和n2的物质的量比为1 2时 等于化学计量数之比 反应到达平衡 c正确 使用催化剂平衡不移动 废气中氮氧化物的转化率不变 d错误 c 4 可逆反应co g h2o g co2 g h2 g 在密闭容器中达到平衡 温度为749k时 k 1 当co的起始浓度为2mol l h2o的起始浓度为6mol l时 co的转化率为 a 80 b 75 c 50 d 25 b y 5 2017 河南师范大学附中期中 目前工业上可用co2来生产燃料甲醇 有关反应为 co2 g 3h2 g ch3oh g h2o g h 49 0kj mol 1 现向容积为1l的密闭容器中 充入1molco2和3molh2 反应过程中测得co2和ch3oh g 的浓度随时间的变化如图所示 1 氢气的平衡浓度为c h2 答案 1 0 75mol l 1 2 若改变条件使平衡向正反应方向移动 则平衡常数 填字母序号 下同 a 可能不变b 可能减小c 可能增大d 不变 减小 增大皆有可能 答案 2 ac 解析 2 若改变条件使平衡向正反应方向移动 若是浓度变化 平衡常数不变 若是温度变化 降低温度平衡正向进行 平衡常数增大 故平衡常数可能增大 故选ac 3 能够说明该反应已达到平衡的是 a 恒温 恒容时 容器内的压强不再变化b 恒温 恒容时 容器内混合气体的密度不再变化c 一定条件下 co2 h2和ch3oh的浓度保持不变d 一定条件下 单位时间内消耗3molh2的同时生成1molch3oh 解析 3 co2 g 3h2 g ch3oh g h2o g h 49 0kj mol 1 反应为气体体积减小的放热反应 恒温 恒容时 容器内的压强不再变化说明反应达到平衡状态 a正确 反应前后气体质量不变 恒温 恒容时 容器内混合气体的密度始终不变化 不能说明反应达到平衡状态 b错误 一定条件下 co2 h2和ch3oh的浓度保持不变是平衡标志 c正确 一定条件下 单位时间内消耗3molh2的同时一定生成1molch3oh 不能说明反应达到平衡状态 d错误 答案 3 ac 4 在其他条件不变的情况下 将体系容积压缩到原来的 下列有关该体系的说法正确的是 a