高中化学第二章第三节化学平衡2导学案新人教版选修
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第三节化学平衡第三课时【目标分解】: 1、了解化学平衡常数的涵义。
2、能利用化学平衡常数进行简单的计算。
【重、难点】: 化学平衡常数的表示方法和应用【复习】:勒夏特列原理:。
【学习过程】三、化学平衡常数当一个可逆反应达到化学平衡状态时,反应物和生成物的浓度之间具有定量关系。
根据教材P28--29的内容以及浓度关系数据表,分析并验算表中所给的数据,可以得到结论:1.定义:在一定温度下,当一个可逆反应达到平衡状态时,是一个常数。
这个常数就是该反应的化学平衡常数(简称平衡常数)。
2、表达式:对于一般的可逆反应,mA(g)+ nB(g)pC(g)+ qD(g)当在一定温度下达到平衡时,K=3、平衡常数的意义:(1)平衡常数的大小反映了化学反应进行的程度(也叫反应的限度)。
K值越大,表示反应进行得,反应物转化率;K值越小,表示反应进行得,反应物转化率。
一般的说,当K>105时,该反应进行的就基本完全了。
(2)判断正在进行的可逆是否平衡及反应向何方向进行:对于可逆反应:mA(g)+ nB(g)pC(g)+ qD(g),在一定温度下的任意时刻,反应物的浓度和生成物的浓度有如下关系:Q c=C p(C)·C q(D)/C m(A)·C n(B),叫该反应的浓度商。
Q c<K ,反应向进行;Q c=K ,反应处于平衡状态;Q c>K ,反应向进行。
(3)利用K可判断反应的热效应若升高温度,K值增大,则正反应为反应(填“吸热”或“放热”);若升高温度,K值减小,则正反应为反应(填“吸热”或“放热”)。
(4)用平衡常数可分析改变某一物质的浓度后平衡移动的方向。
4、使用平衡常数应注意的几个问题:(1)、化学平衡常数只与 有关,与反应物或生成物的浓度无关;(2)、在平衡常数表达式中:水(液态)的浓度、固体物质的浓度不写;(3)、化学平衡常数表达式与化学方程式的书写有关;① 将化学计量数扩大或缩小,K 值可能会相应改变。
② 可逆反应的K(正)与K(逆)互为倒数。
① 若干方程式相加(减),则总反应的平衡常数等于分步平衡常数之乘积(商)。
【练习一】 写出下列反应的平衡常数的表达式① FeO (s)+CO(g)Fe(s)+CO 2(g), K= ②2CO(g) + O 2(g) 2CO 2(g) , K=③CaCO 3(s) CaO(s) +CO 2(g) , K=【练习二】:N 2(g)+3H 2(g)2NH 3(g)的平衡常数为K 1,1/2N 2(g)+3/2H 2(g)NH 3(g)的平衡常数为K 2,NH 3(g)1/2N 2(g)+3/2H 2(g)的平衡常数为K 3; 则K 1和K 2的关系式为: ;K 2和K 3的关系式: 。
5、反应物的转化率某个指定反应物的转化率=该反应物的起始浓度该反应物的平衡浓度该反应物的起始浓度 ×100% =该反应物的起始浓度浓度反应该反应物反应中消耗)(×100%=量该反应物的起始物质的的物质的量反应该反应物反应中消耗)(×100%转化率越大,反应越6、有关化学平衡常数的计算:阅读30页例1和例2, 进一步掌握三段式计算模式。
【评价练习】1.关于平衡常数K ,下列说法中正确的是( )A .K 越大,反应速率越大B .对任一给定的可逆反应,温度升高,K 值增大C .对可逆反应,K 值越大,反应物的转化率越高D .加入催化剂或增大反应物浓度,K 值将增大2.关于化学平衡常数的叙述中,正确的是( )A .只与化学反应本身和温度有关B .只与反应的温度有关C .与化学反应本身和温度有关,并且会受到起始浓度的影响D .只与化学反应本身有关,与其他任何条件无关的一个不变的常数3.2 000 K 时,反应CO(g)+12O 2(g) CO 2(g)的平衡常数为K ,则相同温度下反应2CO 2(g)2CO(g)+O 2(g)的平衡常数K ′为( )A.1K B .K 2 C.1K 2 D.121K4.在相同的温度下,已知反应:①N 2(g)+O 2(g) 2NO(g)的平衡常数K =3.84×10-31;②2SO 2(g)+O 2(g) 2SO 3(g)的平衡常数K =3.10×1026 L·mol -1。
则在该温度下,两个化学反应的反应程度之间的关系为( )A .①>②B .①<②C .①=②D .不能确定5.将固体NH 4I 置于密闭容器中,在一定温度下发生下列反应:①NH 4I(s) NH 3(g)+HI(g); ②2HI(g)H 2(g)+I 2(g) 达到平衡时,c (H 2)=0.5 mol·L -1,c (HI)=4 mol·L -1,则此温度下反应①的平衡常数(单位:mol 2·L -2)为( )A .9B .16C .20D .256.已知448℃反应H 2(g)+I 2(g)2HI(g)的平衡常数是49,则12H 2(g)+12I 2(g) HI(g)在该温度下的平衡常数是( )A .1/49B .2 401C .7D .1/77.1 000 K 时反应C(s)+2H 2(g)CH 4(g)的K =8.28×107 L·mol -1,当各气体物质的量浓度分别为H 2:0.7 mol·L -1,CH 4:0.2 mol ·L -1时,上述反应( )A .正向移动B .逆向移动C .达到平衡D .不一定8.在一定温度下,反应12H 2(g)+12X 2(g )HX(g)的平衡常数为10。
若将1.0 mol 的HX(g)通入体积为1.0 L 的密闭容器中,在该温度时HX(g)的最大分解率接近于( )A .5%B .17%C .25%D .33%9.一定条件下,合成氨反应达到平衡时,测得混合气体中氨气的体积分数为20.0%,与反应前的体积相比,反应后体积缩小的百分率是( )A . 16.7%B .20.0%C .80.0%D .83.3%10.在一定体积的密闭容器中,进行如下化学反应:CO 2(g)+H 2(g)CO(g)+H 2O(g),其化学平衡常数K 和温度t 的关系如下表: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)能判断该反应已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(H 2)=v 逆(H 2O)d .c (CO 2)=c (CO)(4)某温度下平衡浓度符合下式:c (CO 2)c (H 2)=c (CO)c (H 2O),试判断此时的温度为__℃。
11.下列反应在210 ℃时达到平衡:①PCl 5(g) PCl 3(g)+Cl 2(g) ΔH >0,K =1 mol·L-1 ② CO(g)+Cl 2(g)COCl 2(g) ΔH <0,K =5×104 L·mol -1 ③COCl 2(g) CO(g)+Cl 2(g)(1)根据反应①的平衡常数K 的表达式,下列等式必定成立的是________。
A .c (PCl 5)=c (PCl 3)=c (Cl 2)=1B .c (PCl 5)=c (PCl 3)c (Cl 2)=1C .c (PCl 5)=c (PCl 3)c (Cl 2) 反应②和反应③的平衡常数K 表达式________(填“相同”或“不同”)。
(2)降低Cl 2浓度,反应③的K 值________(填“增大”、“减小”或“不变”)。
(3)要使反应①和反应②的K 值相等,应采取的措施是________。
A .反应①、②同时升温B .反应①、②同时降温C .反应①降温,反应②维持210℃12.对可逆反应a A (g)+b B(g) c C(g)+d D(g),达到平衡时,各物质的物质的量浓度应满足以下关系:c c c d c a c b =K ,K 为一常数,称为化学平衡常数,其反应的K 值只与温度有关,现有反应:C O(g)+H 2O(g)CO 2(g)+H 2(g) ΔH <0,在850℃时,K =1。
(1)若升高温度到950℃,达到平衡K ________(填“大于”、“小于”或“等于”)1。
(2)850℃时,若向一容积可变的密闭容器中同时充入1.0 mol CO,3.0 mol H 2O,1.0 mol CO 2和x mol H 2,则:①当x =5.0时,上述平衡向________(填“正反应”或“逆反应”)方向移动。
②若要使上述反应开始时向正反应方向进行,则x 应满足的条件是__________。
13.高炉炼铁中发生的基本反应之一如下:FeO(s)+CO(g) Fe(s)+CO 2(g) ΔH >0其平衡常数可表示为K =c (CO 2)/c (CO),已知1 100℃时K =0.263,且化学平衡常数只与温度有关,不随浓度和压强的变化而变化。
(1)温度升高,化学平衡移动后达到新的平衡,高炉内CO 2和CO 的体积比值__________,平衡常数K值_________(均填“增大”、“减小”或“不变”)。
(2)1 100℃时测得高炉中c(CO2)=0.025 mol·L-1,c(CO)=0.1 mol·L-1,在这种情况下,该反应是否处于化学平衡状态______(填“是”或“否”)。
此时,化学反应速率是v正______v逆(填“大于”、“小于”或“等于”),其原因是___________________。
14.在一个容积为500 mL的密闭容器中,充入5 mol H2和2 mol CO。
在一定温度和一定压强下,发生如下反应:2H2(g)+CO(g) CH3OH(g),经过5 min后达到平衡状态。
若此时测得CH3OH蒸气的浓度为2 mol·L-1,求:(1)以H2的浓度变化表示的该反应的速率。
(2)达平衡时CO的转化率。
(3)该温度下的K。