高中化學(xué) 第2章 第2節(jié) 第1課時(shí) 化學(xué)平衡常數(shù) 平衡轉(zhuǎn)化率課件 魯科版選修4

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1、第2節(jié)化學(xué)反應(yīng)的限度第 1課時(shí)化學(xué)平衡常數(shù)平衡轉(zhuǎn)化率晨背關(guān)鍵語句理解教材新知應(yīng)用創(chuàng)新演練把握熱點(diǎn)考向考向一考向二第第2 2章章 化化學(xué)學(xué)反反應(yīng)應(yīng)的的方方向、向、限限度度與與速速率率隨堂基礎(chǔ)鞏固課時(shí)跟蹤訓(xùn)練知識(shí)點(diǎn)二知識(shí)點(diǎn)一 (1)化學(xué)平衡常數(shù)的數(shù)值與溫度和化學(xué)方程式的化學(xué)平衡常數(shù)的數(shù)值與溫度和化學(xué)方程式的書寫方式有關(guān)。書寫方式有關(guān)。 (2)化學(xué)平衡常數(shù)化學(xué)平衡常數(shù)K的數(shù)值越大，說明反應(yīng)進(jìn)行的的數(shù)值越大，說明反應(yīng)進(jìn)行的越完全。越完全。 (3)濃度商濃度商(Q)： QK時(shí)，反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)。時(shí)，反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)。 QK時(shí)，反應(yīng)向正反應(yīng)方向進(jìn)行。時(shí)，反應(yīng)向正反應(yīng)方向進(jìn)行。 QK時(shí)，反應(yīng)向逆反應(yīng)方向進(jìn)行

2、。時(shí)，反應(yīng)向逆反應(yīng)方向進(jìn)行。 (4)根據(jù)化學(xué)平衡常數(shù)可以計(jì)算反應(yīng)混合物中各根據(jù)化學(xué)平衡常數(shù)可以計(jì)算反應(yīng)混合物中各物質(zhì)的平衡濃度及反應(yīng)物的平衡轉(zhuǎn)化率。物質(zhì)的平衡濃度及反應(yīng)物的平衡轉(zhuǎn)化率。 1定義定義 在一定在一定 ，當(dāng)一個(gè)可逆反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平，當(dāng)一個(gè)可逆反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)時(shí)，衡狀態(tài)時(shí)， 的系數(shù)次冪之積與的系數(shù)次冪之積與 的系數(shù)次冪之積的比值是一個(gè)常的系數(shù)次冪之積的比值是一個(gè)常數(shù)，這個(gè)常數(shù)就是該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)數(shù)，這個(gè)常數(shù)就是該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)(簡稱常簡稱常數(shù)數(shù))，用符號(hào)，用符號(hào) 表示。表示。溫度下溫度下生成物平衡濃度生成物平衡濃度反應(yīng)物平衡濃度反應(yīng)物平衡濃度K3.應(yīng)用應(yīng)用(1)判斷反應(yīng)進(jìn)行的

3、限度：判斷反應(yīng)進(jìn)行的限度：K105反應(yīng)程度反應(yīng)程度很難進(jìn)行很難進(jìn)行反應(yīng)可逆反應(yīng)可逆進(jìn)行完全進(jìn)行完全(2)判斷反應(yīng)狀態(tài)：判斷反應(yīng)狀態(tài)： 時(shí)反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)；時(shí)反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)； 時(shí)反應(yīng)向正反應(yīng)方向進(jìn)行；時(shí)反應(yīng)向正反應(yīng)方向進(jìn)行； 時(shí)反應(yīng)向逆反應(yīng)方向進(jìn)行。時(shí)反應(yīng)向逆反應(yīng)方向進(jìn)行。QKQK (1)平衡常數(shù)表達(dá)式與化學(xué)方程式的書寫方式有關(guān)，對(duì)平衡常數(shù)表達(dá)式與化學(xué)方程式的書寫方式有關(guān)，對(duì)于同一化學(xué)反應(yīng)，由于書寫方式不同，各反應(yīng)物、生成物于同一化學(xué)反應(yīng)，由于書寫方式不同，各反應(yīng)物、生成物的系數(shù)不同，平衡常數(shù)的表達(dá)式就不同，平衡常數(shù)的單位的系數(shù)不同，平衡常數(shù)的表達(dá)式就不同，平衡常數(shù)的單位與化學(xué)方程式的表示形式

4、一一對(duì)應(yīng)。與化學(xué)方程式的表示形式一一對(duì)應(yīng)。 (2)對(duì)于純固體或純液體參加的反應(yīng)，它們不列入平衡對(duì)于純固體或純液體參加的反應(yīng)，它們不列入平衡常數(shù)的表達(dá)式中，因?yàn)榧児腆w或純液體濃度不發(fā)生變化。常數(shù)的表達(dá)式中，因?yàn)榧児腆w或純液體濃度不發(fā)生變化。 (3)對(duì)于給定的化學(xué)反應(yīng)，正、逆反應(yīng)的平衡常對(duì)于給定的化學(xué)反應(yīng)，正、逆反應(yīng)的平衡常數(shù)互為倒數(shù)。數(shù)互為倒數(shù)。 (4)對(duì)于某一可逆反應(yīng)，平衡常數(shù)只受溫度影響，對(duì)于某一可逆反應(yīng)，平衡常數(shù)只受溫度影響，與反應(yīng)物或生成物的起始濃度變化無關(guān)，升溫，吸熱與反應(yīng)物或生成物的起始濃度變化無關(guān)，升溫，吸熱反應(yīng)的平衡常數(shù)增大，放熱反應(yīng)的平衡常數(shù)減小。反應(yīng)的平衡常數(shù)增大，放熱反應(yīng)的

5、平衡常數(shù)減小。解析：解析：平衡常數(shù)是生成物濃度冪之積與反應(yīng)物濃度平衡常數(shù)是生成物濃度冪之積與反應(yīng)物濃度冪之積的比值，固體和純液體不出現(xiàn)在平衡常數(shù)冪之積的比值，固體和純液體不出現(xiàn)在平衡常數(shù)表達(dá)式中。表達(dá)式中。答案：答案：Cc0(A)A 2影響因素影響因素 (1)初始濃度和平衡濃度。初始濃度和平衡濃度。 (2)多種反應(yīng)物參加反應(yīng)時(shí)，提高某一種反應(yīng)多種反應(yīng)物參加反應(yīng)時(shí)，提高某一種反應(yīng)物的濃度，可以物的濃度，可以 其他反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率，而其他反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率，而該物質(zhì)本身轉(zhuǎn)化率會(huì)該物質(zhì)本身轉(zhuǎn)化率會(huì) 。提高提高降低降低 (1)一個(gè)已標(biāo)明化學(xué)方程式的化學(xué)反應(yīng)，在溫度一一個(gè)已標(biāo)明化學(xué)方程式的化學(xué)反應(yīng)，在溫度一定

6、的條件下達(dá)到平衡，其平衡常數(shù)只有一個(gè)，但不同定的條件下達(dá)到平衡，其平衡常數(shù)只有一個(gè)，但不同反應(yīng)物的平衡轉(zhuǎn)化率可能不同。反應(yīng)物的平衡轉(zhuǎn)化率可能不同。 (2)多種反應(yīng)物參加反應(yīng)時(shí)，提高一種反應(yīng)物的濃多種反應(yīng)物參加反應(yīng)時(shí)，提高一種反應(yīng)物的濃度，可以提高其他物質(zhì)的平衡轉(zhuǎn)化率。一定條件下的度，可以提高其他物質(zhì)的平衡轉(zhuǎn)化率。一定條件下的平衡轉(zhuǎn)化率能表示在一定溫度下反應(yīng)進(jìn)行的限度，它平衡轉(zhuǎn)化率能表示在一定溫度下反應(yīng)進(jìn)行的限度，它是在該條件下的最大轉(zhuǎn)化率。是在該條件下的最大轉(zhuǎn)化率。 (3)可逆反應(yīng)達(dá)到平衡后各物質(zhì)濃度的變化關(guān)系：可逆反應(yīng)達(dá)到平衡后各物質(zhì)濃度的變化關(guān)系： 反應(yīng)物：平衡濃度起始濃度轉(zhuǎn)化濃度；反應(yīng)物

7、：平衡濃度起始濃度轉(zhuǎn)化濃度； 生成物：平衡濃度起始濃度轉(zhuǎn)化濃度；生成物：平衡濃度起始濃度轉(zhuǎn)化濃度； 各物質(zhì)的轉(zhuǎn)化濃度之比等于它們?cè)诨瘜W(xué)方程式中各物質(zhì)的轉(zhuǎn)化濃度之比等于它們?cè)诨瘜W(xué)方程式中相應(yīng)的系數(shù)之比。相應(yīng)的系數(shù)之比。 (4)同一個(gè)反應(yīng)用不同的反應(yīng)物來表示的平衡轉(zhuǎn)化率同一個(gè)反應(yīng)用不同的反應(yīng)物來表示的平衡轉(zhuǎn)化率不一定相等。當(dāng)起始量之比等于方程式中系數(shù)比時(shí)，各不一定相等。當(dāng)起始量之比等于方程式中系數(shù)比時(shí)，各反應(yīng)物的平衡轉(zhuǎn)化率才相等。反應(yīng)物的平衡轉(zhuǎn)化率才相等。 2將將2.00 mol SO2和和2.00 mol O2通入通入1.00 L的密閉容器的密閉容器 中，在中，在1 500 K時(shí)反應(yīng)達(dá)到平衡，測

8、得時(shí)反應(yīng)達(dá)到平衡，測得SO3的物質(zhì)的的物質(zhì)的 量濃度為量濃度為0.64 molL1，計(jì)算平衡時(shí)，計(jì)算平衡時(shí)SO2的轉(zhuǎn)化率。的轉(zhuǎn)化率。解析：解析：設(shè)平衡時(shí)轉(zhuǎn)化的設(shè)平衡時(shí)轉(zhuǎn)化的SO2的濃度為的濃度為x 2SO2(g)O2(g) 2SO3(g)答案：答案：32% 例例1在一定體積的密閉容器中，進(jìn)行如下在一定體積的密閉容器中，進(jìn)行如下化學(xué)反應(yīng)：化學(xué)反應(yīng)： CO2(g)H2(g) CO(g)H2O(g)，其化，其化學(xué)平衡常數(shù)學(xué)平衡常數(shù)K和溫度和溫度T的關(guān)系如表：的關(guān)系如表：T/7008008301 0001 200K0.60.91.01.72.6回答下列問題：回答下列問題：(1)該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)表達(dá)

9、式為該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)表達(dá)式為_。(2)該反應(yīng)為該反應(yīng)為_(填填“吸熱吸熱”或或“放熱放熱”)反應(yīng)。反應(yīng)。(3)能判斷該反應(yīng)是否達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)的依據(jù)是能判斷該反應(yīng)是否達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)的依據(jù)是 ()A容器中壓強(qiáng)不變?nèi)萜髦袎簭?qiáng)不變B混合氣體中混合氣體中c(CO)不變不變Cv正正(H2)v逆逆(H2O) Dc(CO2)c(CO)(4)某溫度下，平衡濃度符合下式：某溫度下，平衡濃度符合下式：CO2H2COH2O，則此時(shí)的溫度為，則此時(shí)的溫度為_。 (2)由表中數(shù)據(jù)可以看出溫度越高，平衡常數(shù)值越大，由表中數(shù)據(jù)可以看出溫度越高，平衡常數(shù)值越大，升溫吸熱反應(yīng)的平衡常數(shù)增大，正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)。升溫吸熱反應(yīng)

10、的平衡常數(shù)增大，正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)。 (3)該反應(yīng)為氣體物質(zhì)的物質(zhì)的量不變的反應(yīng)，該反應(yīng)為氣體物質(zhì)的物質(zhì)的量不變的反應(yīng)，反應(yīng)過程中壓強(qiáng)始終不變，與是否平衡無關(guān)。反應(yīng)過程中壓強(qiáng)始終不變，與是否平衡無關(guān)。D項(xiàng)中項(xiàng)中c(CO2)c(CO)不能判斷反應(yīng)是否達(dá)到平衡狀態(tài)，只不能判斷反應(yīng)是否達(dá)到平衡狀態(tài)，只是表示某時(shí)刻是表示某時(shí)刻CO2與與CO的濃度相等。的濃度相等。 (4)當(dāng)當(dāng)CO2H2COH2O時(shí)，時(shí)，K1.0，此時(shí)，此時(shí)的溫度由表中數(shù)據(jù)可知為的溫度由表中數(shù)據(jù)可知為830 。 (1)化學(xué)平衡常數(shù)有單位，同一反應(yīng)寫法不同化學(xué)平衡常數(shù)有單位，同一反應(yīng)寫法不同K的的單位不同，將濃度的單位代入平衡常數(shù)表達(dá)式可得

11、平單位不同，將濃度的單位代入平衡常數(shù)表達(dá)式可得平衡常數(shù)的單位。衡常數(shù)的單位。 (2)化學(xué)方程式中各物質(zhì)的系數(shù)等倍擴(kuò)大或縮小，化學(xué)方程式中各物質(zhì)的系數(shù)等倍擴(kuò)大或縮小，平衡常數(shù)表達(dá)式也要相應(yīng)改變，平衡常數(shù)表達(dá)式也要相應(yīng)改變，K值不同。值不同。 (3)對(duì)于一個(gè)可逆反應(yīng)，當(dāng)化學(xué)方程式逆向書寫時(shí)，對(duì)于一個(gè)可逆反應(yīng)，當(dāng)化學(xué)方程式逆向書寫時(shí)，其平衡常數(shù)為原反應(yīng)的倒數(shù)，當(dāng)化學(xué)方程式相加減時(shí)，其平衡常數(shù)為原反應(yīng)的倒數(shù)，當(dāng)化學(xué)方程式相加減時(shí)，其平衡常數(shù)相乘除。其平衡常數(shù)相乘除。 (4)利用平衡常數(shù)和利用平衡常數(shù)和Q的關(guān)系可判斷可逆反應(yīng)是否的關(guān)系可判斷可逆反應(yīng)是否平衡，利用平衡，利用K與溫度的變化關(guān)系可判斷反應(yīng)是吸

12、熱反與溫度的變化關(guān)系可判斷反應(yīng)是吸熱反應(yīng)還是放熱反應(yīng)。應(yīng)還是放熱反應(yīng)。高爐煉鐵中發(fā)生的基本反應(yīng)之一如下：高爐煉鐵中發(fā)生的基本反應(yīng)之一如下：FeO(s)CO(g) Fe(s)CO2(g)H0，請(qǐng)回答下列問題：，請(qǐng)回答下列問題： (1)在某溫度下，反應(yīng)物的起始濃度分別為：在某溫度下，反應(yīng)物的起始濃度分別為：c(M)1 molL1，c(N)2.4 molL1，達(dá)到平衡后，達(dá)到平衡后，M的轉(zhuǎn)化的轉(zhuǎn)化率為率為60%，此時(shí)，此時(shí)N的轉(zhuǎn)化率為的轉(zhuǎn)化率為_。 (2)若反應(yīng)溫度不變，反應(yīng)物的起始濃度分別為：若反應(yīng)溫度不變，反應(yīng)物的起始濃度分別為：c(M)4 molL1，c(N)a molL1，達(dá)到平衡后，達(dá)到平

13、衡后，c(P)2 molL1，a_。 (3)若反應(yīng)溫度不變，反應(yīng)物的起始濃度為：若反應(yīng)溫度不變，反應(yīng)物的起始濃度為：c(M)c(N)b molL1，達(dá)到平衡后，達(dá)到平衡后，M的轉(zhuǎn)化率為的轉(zhuǎn)化率為_。 (2)根據(jù)反應(yīng)方程式：根據(jù)反應(yīng)方程式：M(g)N(g) P(g)Q(g)起始濃度起始濃度molL1 1 2.4 0 0轉(zhuǎn)化濃度轉(zhuǎn)化濃度molL1 0.6 0.6 0.6 0.6平衡濃度平衡濃度molL1 0.4 1.8 0.6 0.6答案答案(1)25%(2)6(3)41% 有關(guān)化學(xué)平衡的計(jì)算可采用有關(guān)化學(xué)平衡的計(jì)算可采用“三段式三段式”計(jì)算模式，計(jì)算模式，其基本解題思路：其基本解題思路： (1)

14、設(shè)未知數(shù)：具體題目要具體分析，靈活設(shè)立，設(shè)未知數(shù)：具體題目要具體分析，靈活設(shè)立，一般設(shè)某物質(zhì)的轉(zhuǎn)化量為一般設(shè)某物質(zhì)的轉(zhuǎn)化量為x。 (2)確定三個(gè)量：根據(jù)反應(yīng)物、生成物及轉(zhuǎn)化量的確定三個(gè)量：根據(jù)反應(yīng)物、生成物及轉(zhuǎn)化量的三者關(guān)系代入未知數(shù)確定平衡體系中各物質(zhì)的起始量、三者關(guān)系代入未知數(shù)確定平衡體系中各物質(zhì)的起始量、轉(zhuǎn)化量、平衡量，并按例轉(zhuǎn)化量、平衡量，并按例2(2)中中“模式模式”列出。列出。 (3)解答題設(shè)問題：明確了解答題設(shè)問題：明確了“始始”、“轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)”、“平平”三個(gè)量的具體數(shù)值，再根據(jù)相應(yīng)關(guān)系求反應(yīng)三個(gè)量的具體數(shù)值，再根據(jù)相應(yīng)關(guān)系求反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率、混合氣體的密度、平均相對(duì)分子質(zhì)量等，物轉(zhuǎn)化率、

15、混合氣體的密度、平均相對(duì)分子質(zhì)量等，給出題目答案。給出題目答案。(1)若第若第(1)題中題中c(N)1 molL1，則，則N的的 轉(zhuǎn)化率為轉(zhuǎn)化率為_。(2)若在該溫度下若在該溫度下M的轉(zhuǎn)化率為的轉(zhuǎn)化率為50%，則，則N 的轉(zhuǎn)化率的轉(zhuǎn)化率_50%(填填“大于大于”、 “ “等于等于”、“小于小于”或或“無法判斷無法判斷”)。提示：提示：(1)若若c(N)1 molL1，則，則M與與N的物質(zhì)的量濃度之的物質(zhì)的量濃度之比等于化學(xué)方程式中系數(shù)之比，二者的轉(zhuǎn)化率相等，都為比等于化學(xué)方程式中系數(shù)之比，二者的轉(zhuǎn)化率相等，都為60%。(2)M的轉(zhuǎn)化率為的轉(zhuǎn)化率為50%，轉(zhuǎn)化量，轉(zhuǎn)化量M與與N相等，但相等，但N的起始量的起始量大小不能確定，因此大小不能確定，因此N的轉(zhuǎn)化率的大小無法判斷。的轉(zhuǎn)化率的大小無法判斷。答案：答案：(1)60%(2)無法判斷無法判斷