【2019最新】精选高中化学第2章第2节化学反应的限度第1课时化学平衡常数平衡转化率学案鲁科版选修4

1、【 2019 最新】精选高中化学第 2 章第 2 节化学反应的限度第1 课时化学平衡常数平衡转化率学案鲁科版选修4学习目标： 1. 进一步认识化学平衡状态的特征， 能够描述平衡的建立过程。 2. 了解化学平衡常数的定义。 3. 能正确书写给定反应的平衡常数表达式， 并能进行相应的简单计算。 ( 重点 )4. 理解化学平衡常数的应用及意义。 ( 难点 )自主预习·探新知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状态时，生成物浓度的系数次幂之积与反应物浓度的系数次幂之积的比值， 用符号 K 表示。(2) 表达式以化学反应 aAbBcCdD 为例： K，单位：

2、(mol ·L 1)(c d) (a b) 。(3) 意义平衡常数的大小反映了化学反应可能进行的程度；平衡常数的数值越大，说明反应可以进行得越完全。(4) 影响因素内因：反应物的本身性质。外因：反应体系的温度。(5) 应用判断反应可能进行的程度。K 值 105105 105105欢迎下载。反应程度很难进行反应可逆进行完全判断反应是否达到平衡状态。对化学反应 aAbBcCdD的任意状态有浓度商： Q。判断反应的热效应。a升高温度b降低温度2平衡转化率(1) 表达式 K值增大，正反应为吸热反应 K值减小，正反应为放热反应 K值增大，正反应为放热反应 K值减小，正反应为吸热反应对于化学反应

3、aAbBcCdD，反应物 A 的平衡转化率可以表示为 (A) × 100%× 100%× 100%。(2) 规律同一反应的不同反应物， 其转化率可能不同； 当按照反应系数之比投入反应物时，反应物转化率相同。多种反应物参加反应时， 提高一种反应物的浓度， 可以提高其他反应物的转化率，而该反应物本身的转化率会降低。 基础自测 1判断对错 ( 对的在括号内打“”， 错的在括号内打“×”。 )(1)在任何条件下，化学平衡常数都是一个恒定值。 ()(2)改变反应物浓度或反应产物浓度都会改变平衡常数K。()(3) 平衡常数 K 既与温度、反应物本身的性质有关，也与反

4、应物浓度、压强有关。 ()(4) 从平衡常数 K 的大小可以推断一个反应进行的程度。()【2019最新】精选高中化学第章第节化学反应的限度第课时化学平衡常数平衡转化率学案鲁科版选修(5)N2 3H22NH3和N2 H2NH3的平衡常 数表达式 相同 。() 提示 (1) ×不同温度下，化学平衡常数不同。(2) × 平衡常数只受温度的影响。(3) × 平衡常数与浓度、压强无关。(4) (5) × 化学平衡常数表达式与方程式的系数有关。2下列数据是一些反应的平衡常数的数值，表示反应物转化率最大的是 ()【导学号： 41722075】AK1BK10 1CK10

5、10DK10 10CK 值越大说明正反应程度越大，反应物转化率越大。3在恒温恒容下，当反应容器内总压强不随时间变化时，下列可逆反应一定达到平衡的是()AA(g) B(g)C(g)BA(g) 2B(g)3C(g)CA(g) B(g)C(g) D(g)D以上都达到平衡A 在恒温恒容下， 对于反应前后气体系数不相等的反应， 当反应容器内总压强不变时，可逆反应达到平衡。合作探究·攻重难化学平衡状态的判断在恒温恒容条件下，三个容器内分别发生如下反应：容器反应N (g) 3H (g)2NH(g)2233/123/12H2(g) I 2(g)2HI(g)Ni(s) H2O(g)NiO(s)H2(g

6、) 思考交流 1当容器中气体的密度不变时，上述哪个可逆反应达到平衡状态？ 提示 反应。2当容器中气体的压强不变时，上述哪个可逆反应达到平衡状态？ 提示 反应。3当容器中气体的平均相对分子质量不变时，上述哪个可逆反应达到平衡状态？ 提示 反应。 对点训练 1 在1 L定容的密闭容器中，可以证明可逆反应N2(g) 3H2(g)2NH3(g) 已达到平衡状态的是 ()Ac(N2) c(H2) c(NH3)132B一个 NN键断裂的同时，有3 个 HH 键生成C其他条件不变时，混合气体的密度不再改变D2v 正(N2) 3v 逆(NH3)B A 项， c(N2) c(H2) c(NH3)132 不能说明

7、各物质的浓度不变，因而不能说明反应达到平衡，错误； B 项，一个 NN键断裂的同时，有 3 个 HH键生成，能说明正、逆反应速率相等，正确；C项，混合气体的密度不再改变， 不能说明达到反应平衡， 错误；D 项， 2v 正(N2) v 逆(NH3)时，正、逆反应速率才相等，才达到平衡，错误。 2一定温度下，反应 N2O4(g)2NO2(g)的焓变为H。现将 1 mol【2019最新】精选高中化学第章第节化学反应的限度第课时化学平衡常数平衡转化率学案鲁科版选修N2O4充入一恒压密闭容器中，下列示意图能说明反应达到平衡状态的是()ABCDD 因反应容器保持恒压， 且反应前后气体分子数不相等， 所以达

8、到平衡前容器体积随反应进行而不断变化， 结合 m/V 可知，若气体密度不再变化， 说明容器体积不再变化， 即气体的物质的量不再变化，反应达到平衡状态，符合题意；无论是否达到平衡，反应的H都不变，不符合题意；反应开始时，加入1 mol N2O4，随着反应的进行， N2O4的浓度逐渐变小，故v 正(N2O4)逐渐变小，直至达到平衡，而图像与之不符，不符合题意；N2O4的转化率不再变化，说明 N2O4的物质的量不再变化，反应达到平衡状态，符合题意。综上所述， D项正确。 判断平衡状态的方法“逆向相等，变量不变”(1) “逆向相等”：反应速率必须一个是正反应的速率，一个是逆反应的速率，且经过换算后同一

9、种物质的减少速率和生成速率相等。(2) “变量不变”：如果一个量是随反应进行而改变的，当不变时为平衡状态； 一个随反应的进行保持不变的量， 不能作为是否是平衡状态的判断依据。化学平衡常数与转化率的计算相同温度下，在体积为 1 L 的两个恒容密闭容器中发生可逆反应：N2(g) 3H2(g)2NH3(g)H 92.4 kJ ·mol 1实验测得起始、平衡时的有关数据如下表：编号起始时各物质物质的量/mol平衡时反应中的能量变化223NHNH5/125/12130放出热量a kJ230放出热量b kJ 思考交流 1容器中反应物N2 的转化率是多少？ 提示 1 mol N2 完全反应时放出的

10、热量为92.4 kJ ，中反应物 N2的转化率为 a/92.4 。2容器中反应的化学平衡常数的计算式如何表示？ 提示N23H22NH3初始浓度(mol ·L 1) 130转化浓度(mol ·L 1) a/92.4 3a/92.42a/92.4平衡浓度(mol ·L 1) 1 a/92.4 3 3a/92.42a/92.4K3两个容器中合成氨反应的平衡常数有什么关系？ 提示相等。4比较两个容器中N2、H2 的转化率的大小。 提示 N2的转化率： >H2 的转化率： >。5化学平衡常数与平衡转化率有何关系？ 提示 平衡常数和平衡转化率都可以表示可逆反应进行

11、的程度，但是平衡转化率随着反应物初始浓度的不同而变化，而平衡常数却不受影响，因此平衡常数更能反映出其本质。平衡常数与平衡转化率之间是可以相互求算的。 对点训练 【2019最新】精选高中化学第章第节化学反应的限度第课时化学平衡常数平衡转化率学案鲁科版选修1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) 0.5mol，下列说法不正确的是 ()【导学号： 41722076】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CCO的平衡转化率为50%D平衡时 n(H2O)0.5 molB

12、CO(g)H2O(g)CO2(g)H2(g)起始 /mol1100转化 /mol0.50.50.50.5平衡 /mol0.50.50.50.5由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。 2X、Y、Z 为三种气体，把a mol X 和 b mol Y 充入一密闭容器中，发生反应X(g) 2Y(g)2Z(g) 。达到平衡时，若三者的物质的量满足 n(X) n(Y) n(Z) ，则 Y 的转化率为 ()A(a b)/5 ×100%B2(a b)/(5b)×100%C2(a b)/5 ×100%D(a b)/(5b)×10

13、0%B 设参加反应的 Y 的物质的量为 n mol ，则X(g)2Y(g)2Z(g)起始 /molab0平衡 /molan/2bnn7/127/12由于平衡时n(X)n(Y)n(Z)，则有 (a n/2)(b n) n，解得 n2(a b)/5，所以Y 的转化率为2(ab)/5/b×100% 2(ab)/(5b)×100%。 325 时，密闭容器中X、Y、Z 三种气体的初始浓度和平衡浓度如下表所示：物质XYZ初始浓度 /(mol ·L 1)0.10.20.0平衡浓度 /(mol ·L 1)0.050.050.1下列说法错误的是 ()【导学号： 41722

14、077】A反应达到平衡时， X 的转化率为 50%B 该反应可表示为 X(g) 3Y(g)2Z(g) ，其平衡常数为 1 600(mol ·L 1) 2C增大压强，平衡常数增大D改变温度可以改变该反应的平衡常数C X 的浓度变化了 0.05 mol ·L 1，所以达到化学平衡时， X的转化率为 0.05 mol ·L1÷0.1 mol ·L1×100% 50%，A 项正确； Y 的浓度变化了 0.15 mol ·L1，Z 的浓度变化了 0.1 mol ·L 1，故该反应的化学方程式为 X(g) 3Y(g)2Z(g)

15、 ，其平衡常数 K 1 600(mol ·L 1) 2，B 项正确；对于一个确定的可逆反应，平衡常数与浓度、压强无关，只与温度有关，故C 项错误， D 项正确。 教师备选 某硫酸厂的基本反应是： 2SO2(g)O2(g)2SO3(g) ，现将 0.05 molSO2(g)和 0.03 mol O2 注入体积为 1.0 L 的密闭容器中，并置于某较高温度的恒温环境中，达化学平衡后，测得反应器中有0.04 mol【2019最新】精选高中化学第章第节化学反应的限度第课时化学平衡常数平衡转化率学案鲁科版选修SO3(g)，求：(1) 该温度下反应的平衡常数？(2)SO2、O2的平衡转化率？ 解

16、析2SO2(g)O2(g)2SO3(g)初始浓度 /mol ·L 10.050.030浓度变化 /mol ·L 10.040.020.04平衡浓度 /mol ·L 10.010.010.04(1)K SO22O2SO3211 600(mol ·L 1) 1(2) (SO2)× 100%× 100% 80% (O2)× 100%× 100%66.7% 答案 (1)1 600(mol·L1) 1(2)80%66.7%有关化学平衡计算的解题模板(1) 模式三段式mA(g)nB(g)pC(g) qD(g)起始量

17、(mol ·L 1)ab00转化量 (mol ·L 1)mxnxpxqx平衡量 (mol ·L 1) amx b nxpxqx(2) 物质浓度的变化关系反应物：平衡浓度初始浓度转化浓度；反应产物：平衡浓度初始浓度转化浓度；转化浓度之比等于化学方程式中各物质系数之比。9/129/12当堂达标·固双基1一定条件下，反应2NO(g)O2(g)2NO2(g)在容积不变的密闭容器中发生，下列对该反应达到平衡状态的标志的描述中错误的是()A混合气体的总分子数不再变化B混合气体的颜色不再变化C容器的总压强不再变化D混合气体的总质量不再变化D 该反应为气体分子数改变的反

18、应， 恒容条件下，该可逆反应在建立平衡的过程中会有压强的改变、 气体总分子数的改变、 颜色的改变，一旦这些可变量不变了， 则证明反应达到平衡了， 而混合气体的总质量在任何情况下都不发生变化。 2一定温度下，已知反应： H2(g) S(s)H2S(g) K1， S(s)O2(g)SO2(g) K2，则相同温度下，反应H2(g) SO2(g)H2S(g)O2(g) 的平衡常数 K 等于 ()【导学号： 41722078】AK1K2BK1K2CK1·K2DK2K1D 由可得反应H2(g) SO2(g)H2S(g) O2(g) ，K1，K2， K，所以 K。 教师备选 1000 K 下 ， 反 应C(s) 2H2(g)CH4(g) 的 平 衡 常数K8.28 ×107(mol ·L 1) 1。当各气体的物质的量浓度分别为H2：0.7mol·L 1，CH4：0.2 mol ·L 1 时，上述反应 ()