第三节化学平衡(第三课时).doc

第三节化学平衡 （第三课时）学习目标：知道化学平衡常数的表达式及其表示的意义学习重点：化学平衡常数的表达式及其表示的意义学习难点：化学平衡常数的有关计算二、化学平衡常数：【阅读】教材2829页，分析29页表可以发现什么规律？1、定义：化学平衡常数是指： 2、表达式：对于一般的可逆反应：mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g) K= 3、意义：K值越大，说明平衡体系中 越大，它向正反应进行的 越大，即该反应进行的越完全， 越大。【合作探究】K受什么因素影响？【例1】在某温度下，将H2和I2各0.10mol的气态混合物充入10升的密闭容器内，充分反应后，达到平衡，测得c（H2）=0.0080mol/L.(1) 求该反应的平衡常数。(2) 在上述温度下，该容器中若通入H2和I2各0.20mol，求达到化学平衡状态时各物质的浓度。【合作探究】反应CO2（g）+H2(g)CO（g）+H2O（g），K= 反应Fe3O4(s)+4CO(g) 3Fe(s)+4CO2(g)，K= 反应 2SO2（g）+ O2 (g) 2SO3(g)的平衡常数若为a, 则SO2（g)+ 1/2O2 (g) SO3(g)的平衡常数为 ， 2SO3(g) 2SO2（g）+ O2 (g) 的平衡常数为 。【结论】（1）反应物中如果有固体或纯液体， 。 （2）若各物质的化学计量数扩大为原来的n倍， 。 若各物质的化学计量数缩小为原来的1/n, 。 （3）逆反应的平衡常数与正反应平衡常数的关系 。 【迁移应用】1 反应CO(g)H2O(g) CO2(g)H2(g)在800 达到平衡时，分别改变下列条件，K值会发生变化 的是()A将体积减小至原来的一半B将反应温度升高至1 000 C加入催化剂D增大水蒸气的浓度2反应H2(g)I2(g) 2HI(g)的平衡常数K1；反应HI(g) H2(g)I2(g)的平衡常数为 K2，则K1、K2的关系为(平衡常数为同温度下的测定值)() AK12K2 BK1K22 CK1 DK1【拓展提高】 现有反应：CO（气） H2O（气）CO2（气） H2（气）正反应为放热反应；在850时，K1。（1）若升高温度到950时，达到平衡时K l （填“大于”、“小于”、或“等于”）（2）850时，若向一容积为2L的密闭容器中同时充入1.0molCO，3.0molH2O，1.0molCO2和5molH2， 则上述反应是否处于平衡状态 ，如不是平衡状态，反应正向着 （填“正反应”或“逆反应”）方向进行。【讨论】如何利用平衡常数进行平衡状态及反应方向的判断？【跟踪检测】1、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越大，达到平衡时，反应进行的程度越大B. K越小，达到平衡时，反应物的转化率增大C. K随反应物浓度的改变而改变D. K随温度的改变而改变2、 高温下，某反应达到平衡，平衡常数。恒容时，温度升高，K值变大。 下列说法正确的是（ ） A该反应的焓变为正值 B恒温恒容下，增大压强，H2浓度一定减小 C升高温度，逆反应速率减小 D该反应的化学方程式为COH2O催化剂高温CO2H23、.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的关系如下表：t70080083010001200K0.60.91.01.72.6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 反应（选填吸热、放热）。（3）能判断该反应是否达到化学平衡状态的依据是 。（a）容器中压强不变 （b）混合气体中 c（CO）不变（c）v正（H2）= v逆（H2O） （d）c（CO2）= c（CO）（4） 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 。【作业】已知在800K时，反应：CO（g）H2O（g） CO2（g）H2（g），若起始浓度c（CO）=2mol/L，c（H2O）=3mol/L，反应达到平衡时，CO的转化率为60%。若H2O的起始浓度为6mol/L，试求CO的转化率。第三节化学平衡（第3课时学案）学习目标：理解等效平衡的概念，了解等效平衡的常见类型。掌握分析平衡问题的几种方法。学习重点：理解等效平衡的概念，掌握分析平衡问题的几种方法。学习难点：掌握分析平衡问题的几种方法。课 前 准 备 案【自主学习】等效平衡原理： 在一定条件(定温、定压或定温、定容)下，对于同一可逆应，只要起始时加入物质的物质的量不同，而达到平衡时，同种物质的物质的量或物质的量分数(或体积分数)相同，这样的平衡称为等效平衡。 如，常温常压下，可逆反应：2SO2 + O2 2SO22mol 1mol 0mol0mol 0mol 2mol0.5mol 0.25mol 1.5mol 从正反应开始，从逆反应开始，从正逆反应同时开始，由于、三种情况如果按方程式的计量关系折算成同一方向的反应物，对应各组分的物质的量均相等(如将、折算为)，因此三者为等效平衡。【我的疑问】对预习内容，你有什么疑问？课 内 探 究 案等效平衡规律： 根据反应条件(定温、定压或定温、定容)以及可逆反应的特点(反应前后气体分子数是否相等)，可将等效平衡问题分成三类： I.在恒温、恒容条件下，对于反应前后气体分子数改变的可逆反应只改变起始时加入物质的物质的量，如通过可逆反应的化学计量数比换算成同一半边的物质的物质的量与原平衡相同，则两平衡等效。 【例1】在一固定体积的密闭容器中，加入2 mol A和1 mol B发生反应2A(g)+B(g)3C(g)+D(g)，达到平衡，c的浓度为w mol/L。若维持容器体积和温度不变，下列四种配比作为起始物质，达平衡后，c的浓度仍为w mol/L的是A. 4 mol A +2 mol B B. 1 mol A+0.5 mol B+1.5 mol C+0.5 mol DC. 3 mol C+1 mol D +1 mol B D. 3 mol C+1 mol D解析：根据题意: 2A(g)+B(g)=3C(g)+D(g) (反应1) 2A(g)+B(g)=3C(g)+ D(g)(反应2)2mol1mol 00 0 03mol 1mol2A(g)+B(g)=3C(g)+D(g) (反应3) 2A(g)+B(g)= 3C(g) + D(g)(反应4)1mol0.5mol 000 0 1.5mol0.5mol所以，以3 mol C+1 mol D或以1mol A+0.5 mol B+1.5mol C+0.5 mol D作为起始物质均可形成与反应（1）等效的平衡。答案：BD 解题规律：此种条件下，只要改变起始加入物质的物质的量，若通过可逆反应的化学计量数之比换算成同一半边的物质的物质的量与原平衡相同，则两平衡等效(此种情况下又称等同平衡，此法又称极限法)。【迁移应用】在一定温度下，把2molSO2和1molO2通入某固定容积的密闭容器中，在催化剂存在下发生反应2SO2（g）+O2（g） 2SO3（g），当反应达到平衡时，反应混合物中SO3的体积分数为91%，现维持容器内温度不变，令a、b、c分别代表初始加入的SO2、O2、SO3的物质的量，若达到平衡时，SO3的体积分数仍为91%，则a、b、c的值可以是下列各组中的（ ） A.2、1、2 B.0、0、1 C.1、0.5、1 D.1、0.5、2II.在恒温、恒容条件下，对于反应前后气体分子数不变的可逆反应，只要反应物(或生成物)的物质的量之比与原平衡相同，则两平衡等效。【例2】恒温恒容下，可逆反应2HIH2+I2（气）达平衡。下列四种投料量均能达到同一平衡，请填写：起始状态物质的量n/mol平衡时HI的物质的量n/molH2I2HI120a24010.5amg(g2m)解析：题干n(H2)起始:n(I2)起始:n(HI)平衡=1:2:a2:4:2a n(HI)平衡=2a根据反应：2HIH2+I2（气），起始状态1mol HI0.5molH2+0.5molI2根据题干n(H2)起始:n(I2)起始:n(HI)平衡=1:2:a则 n(H2)起始:n(I2)起始:n(HI)平衡=0.5:1:0.5a则H2和I2原有物质的量应为0和1-0.5=0.5mol设起始HI为x mol x mol HI0.5x molH2+0.5x molI2n(H2)起始=(m+0.5x) mol n(I2)起始=(g+0.5x) mol又n(H2)起始:n(I2)起始=(m+0.5x): (g+0.5x)=1:2 x=2(g-2m)设n(HI)平衡为ymol，则n(I2)起始: n(HI)平衡=2:a= (g+0.5x):y y=(g-m)a解题规律：此条件下，只要换算到同一半边时，反应物(或生成物)的物质的量 的比例与原平衡相等，则两平衡等效。【迁移应用】在等温、等容条件下，有下列气体反应2A（g）+2B（g） C（g）+3D（g）现分别从两条途径建立平衡：I.A、B的起始浓度均为2mol/L II.C、D的起始浓度分别为2mol/L 和6mol/L,下列叙述正确的是 A.I、II两途径最终达到平衡时，体系内混合气体的百分组成相同B.I、II两途径最终达到平衡时，体系内混合气体的百分组成不同C.达到平衡时I途径的v(A)等于II途径的v(A)D.达到平衡后，I途径混合气体密度为II途径混合气体密度的二分之一 III.在恒温、恒压下，改变起始时加入物质的物质的量，只要按化学计量数换算成同一半边的物质的物质的量之比与原平衡相同，则达平衡后与原平衡等效。反之，等效平衡时，物质的量之比与原建立平衡时相同。【例3】恒温、恒压下，在一个可变容积的容器中发生如下反应：（气）（气）（气）（）若开始时放入1 mol A和1 mol B，到达平衡后，生成a mol C，这时的物质的量为_mol。（）若开始时放入3 mol A和3 mol B，到达平衡后，生成的物质的量为_mol；（）若开始时放入x mol A、2 mol B和1 mol C，到达平衡后，A和C的物质的量分别是y mol和3a mol，则x=_mol，y=_mol。平衡时，B的物质的量_（甲）大于2 mol（乙）等于2 mol（丙）小于2 mol（丁）可能大于、等于或小于2 mol作出此判断的理由是_。（）若在（）的平衡混合物中再加入3 molC，待再次到达平衡后，C的物质的量分数是_。II若维持温度不变，在一个与（）反应前起始体积相同、且容积固定的容器中发生上述反应（）开始时放入1 mol A和1 mol B到达平衡后生成b mol C。将b与（）小题中的a进行比较_（甲）ab（丙）a=b（丁）不能比较a和b的大小作出此判断的理由是_。解析：（1）利用关于化学平衡计算的三步骤解题法可以算出答案（1a）mol；（2）适用上面等效平衡规律c，由于开始加入的物质的量之比相等都为3，两平衡等效且平衡时各物质的量均为原来的3倍，所以生成C的物质的量为3a；（3）平衡时C的物质的量为3a与第（2）题平衡时C的物质的量相等，属于绝对量相等的等效平衡，相当于开始加入了3molX和3molY，可计算出X=2mol，Y=（33a）mol。若平衡时C的物质的量为3a大于C的起始物质的量1mol，则反应正向进行，平衡时B的物质的量n（B）2mol；同理可知：3a=1,n（B）=2mol；3a2mol，所以选丁；（4）由于生成物只有C一种，因此在恒温、恒压下无论加入多少C，平衡时各物质的物质的量分数都不变，所以再次到达平衡后，C的物质的量分数是a/（2a）；（5）当改变条件，使成为恒温恒容时，由于该反应是一分子数目减少的反应，随着反应的进行，容器内的压强在减少，（5）相对于（1）而言，可以等效看成（1）达到平衡后，再将容器体积扩大，则平衡向左移动，C的百分含量降低，故ba 解题规律：此条件下，只要按化学计量数换算到同一半边后，各物质的量之比与原平衡相等，则两平衡等效。【迁移应用】 某温度下，在一容积可变的容器中，反应2A(g)+B(g) 2C(g)达到平衡时，A、B 和C的物质的量分别是4mol、2mol和4mol。保持温度和压强不变，对平衡混合物中三者的物质的量做如下调整，可使平衡右移的是 （ ） A、均减半 B、均加倍 C、均增加1mol D、均减少1mol当 堂 检 测 案1.在一定温度下，把2molSO2和1molO2通入某固定容积的密闭容器中，在催化剂存在下发生反应2SO2（g）+O2（g） 2SO3（g），当反应达到平衡时，反应混合物中SO3的体积分数为91%，现维持容器内温度不变，令a、b、c分别代表初始加入的SO2、O2、SO3的物质的量，若达到平衡时，SO3的体积分数仍为91%，则a、b、c的值可以是下列各组中的 （ ） A.2、1、2 B.0、0、1 C.1、0.5、1 D.1、0.5、22.在一定温度下，向密闭容器中充入1.0molN2和3.0molH2，反应达到平衡时测得NH3的物质的量为0.6mol。若在该容器中开始时充入2.0 molN2和6.0molH2，则平衡时NH3的物质的量为 （ ） A.若为定容容器，n(