第2章 第2节 第1课时 化学平衡状态 化学平衡常数【新教材】人教版高中化学
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第1课时化学平衡状态化学平衡常数发展目标体系构建1.通过化学平衡状态的建立过程,知道化学平衡是一种动态平衡,理解并会判断化学平衡状态的标志。
2.认识化学平衡常数是表征反应限度的物理量,知道化学平衡常数的含义。
3.了解浓度商和化学平衡常数的相对大小与反应方向间的联系。
一、化学平衡状态1.化学平衡状态的概念在一定条件下的可逆反应体系中,当正、逆反应的速率相等时,反应物和生成物的浓度均保持不变,这表明该反应中物质的转化达到了“限度”,这时的状态称为化学平衡状态,简称化学平衡。
2.化学平衡的特征化学平衡的特征可以概括为逆、等、动、定、变,即:(1)逆:研究的对象是可逆反应。
(2)等:化学平衡的条件是v正和v逆相等。
(3)动:化学平衡是一种动态平衡,此时反应并未停止。
(4)定:当可逆反应达到平衡时,各组分的质量(或浓度)为一定值。
(5)变:若外界条件改变,平衡可能发生改变,并在新条件下建立新的平衡。
二、化学平衡常数1.浓度商对于一般的可逆反应m A(g)+n B(g)p C(g)+q D(g),在任意时刻的c p C·c q Dc m A·c n B 称为浓度商,常用Q表示。
2.化学平衡常数(1)表达式对于一般的可逆反应m A(g)+n B(g)p C(g)+q D(g),平衡常数的表达式为K=c p C·c q Dc m A·c n B。
(2)注意事项①化学平衡常数只与温度有关,与反应物或生成物的浓度无关。
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,由于化学方程式的书写不同,平衡常数的表达式不同,如N 2+3H 22NH 3,K =a 则有:2NH 3N 2+3H 2,K ′=1a 。
12N 2+32H 2NH 3,K ″=a 。
(3)意义K 值越大→平衡体系中生成物所占的比例越大→正向反应进行的程度越大→反应进行得越完全→反应物的转化率越大;反之,就越不完全,转化率就越小。
《化学平衡—化学平衡常数》课件(3篇)第一篇:化学平衡与化学平衡常数的基本概念一、化学平衡1. 定义:化学平衡是指在封闭系统中,正反两个化学反应的速率相等,导致各反应物和生成物的浓度保持不变的状态。
2. 特点:(1)动态平衡:正反反应仍在进行,但速率相等,宏观表现为浓度不变。
(2)可逆性:在化学平衡状态下,反应可逆,即反应物可以重新生成。
(3)自发性:在一定条件下,反应会自动达到平衡状态。
二、化学平衡常数1. 定义:化学平衡常数K表示在特定温度下,反应物和生成物浓度比的稳定值。
2. 表达式:对于反应aA + bB = cC + dD,其平衡常数K为:K = [C]^c [D]^d / [A]^a [B]^b3. 特点:(1)只与温度有关,与浓度、压强等无关。
(2)K值越大,生成物浓度相对越大,反应进行得越彻底。
(3)K值与化学反应的平衡状态密切相关。
三、化学平衡与化学平衡常数的关系1. 判断平衡状态:当反应的实际浓度比Q与平衡常数K相等时,反应达到平衡状态。
Q = [C]^c [D]^d / [A]^a [B]^b2. 改变平衡状态:通过改变温度、浓度、压强等条件,可以改变平衡常数K,从而影响化学平衡。
第二篇:化学平衡常数的计算与应用一、化学平衡常数的计算1. 已知反应物和生成物的浓度,直接代入公式计算K值。
2. 已知反应物和生成物的分压,代入公式计算K值。
3. 根据反应的平衡状态,利用Q值和K值的关系判断反应进行的方向。
二、化学平衡常数的应用1. 判断反应进行方向:当Q < K时,反应向生成物方向进行;当Q = K时,反应达到平衡状态;当Q > K时,反应向反应物方向进行。
2. 计算反应物的转化率:通过K值和反应物的初始浓度,可以计算反应物的转化率。
3. 优化化学反应条件:通过调整温度、浓度等条件,使K 值达到最大,从而提高反应的转化率和产率。
三、实例分析以H2 + I2 = 2HI的反应为例,已知H2、I2和HI的浓度分别为0.1 mol/L、0.2 mol/L和0.3 mol/L,计算K值并判断反应进行的方向。
《化学平衡—化学平衡常数》课件一、引言化学平衡是化学反应中一个重要的概念,它描述了在特定条件下,正反反应速率相等,反应物和生成物的浓度保持不变的状态。
化学平衡常数则是衡量化学平衡状态的一个重要参数。
本课件将详细介绍化学平衡及化学平衡常数的相关知识。
二、化学平衡1. 化学平衡的定义化学平衡是指在封闭系统中,反应物和生成物的浓度不再随时间变化,正反反应速率相等的状态。
此时,反应物和生成物的浓度保持恒定,但并不意味着反应已经停止。
2. 化学平衡的动态特征化学平衡是一种动态平衡,即反应物和生成物仍然在进行反应,但正反反应速率相等,使得浓度保持不变。
当外界条件发生变化时,平衡状态会发生改变,反应物和生成物的浓度会重新调整。
3. 影响化学平衡的因素(1)温度:温度变化会影响反应物和生成物的浓度,从而改变平衡状态。
(2)压力:压力变化主要影响气体反应的平衡状态。
(3)浓度:反应物和生成物的浓度变化会影响平衡状态。
(4)催化剂:催化剂不参与反应,但能改变反应速率,从而影响平衡状态。
三、化学平衡常数1. 化学平衡常数的定义化学平衡常数(K)是一个表征化学平衡状态的数值,它等于反应物和生成物浓度的乘积之比,幂次与化学计量数相同。
对于一般反应:aA + bB ⇌ cC + dD化学平衡常数K可以表示为:K = [C]^c [D]^d / [A]^a [B]^b其中,[A]、[B]、[C]、[D]分别表示反应物和生成物的浓度。
2. 化学平衡常数的特性(1)化学平衡常数是温度的函数,与温度有关。
(2)化学平衡常数与反应物和生成物的浓度无关。
(3)化学平衡常数与反应的方向无关。
(4)化学平衡常数可以用于判断反应进行的程度。
3. 化学平衡常数的应用(1)判断反应进行的程度:K值越大,反应进行得越完全;K值越小,反应进行得越不完全。
(2)计算反应物和生成物的浓度:已知K值和反应物的初始浓度,可以计算反应达到平衡时生成物的浓度。
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【课程标准要求】1.知道化学平衡常数的含义,会书写化学平衡常数表达式。
2.会利用化学平衡常数进行反应程度的判断。
3.知道平衡转化率的含义,能进行平衡常数、平衡浓度、平衡转化率的计算。
一、化学平衡常数1.表达式(1)对于化学反应:a A(g)+b B(g)c C(g)+d D(g),K=c c平(C)·c d平(D)c a平(A)·c b平(B),温度一定时,K为常数,称为化学平衡常数,简称平衡常数。
(2)对于有纯固体或纯液体参与的反应,纯固体或纯液体不列入平衡常数的表达式中。
2.意义K值越大,反应进行的程度越大,反应物转化率越大。
一般K>105时,认为该反应可以进行的较完全。
3.影响因素K只受温度影响,与反应物和反应产物的浓度无关。
【微自测】1.下列描述中,正确的画“√”,错误的画“×”。
(1)平衡常数表达式中,可以是物质的任一浓度(×)(2)对某一可逆反应,升高温度则化学平衡常数一定增大(×)(3)K值越大,表明可逆反应正向进行的程度越大(√)(4)化学方程式中的固态或溶剂不能代入平衡常数表达式(√)二、平衡转化率1.表达式对于化学反应a A+b B c C+d D,反应物A的平衡转化率可以表示为α(A)=初始时A的物质的量-平衡时A的物质的量初始时A的物质的量×100%2.规律(1)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。
(2)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。
【微自测】2.下列描述中,正确的画“√”,错误的画“×”。
(1)平衡常数和转化率都能体现可逆反应进行的程度(√)(2)平衡常数大的化学反应其转化率也一定大(×)(3)化学平衡常数和转化率都是只受温度的影响(×)(4)一定温度下的可逆反应,某反应物的平衡转化率与该反应的初始浓度有关(√)一、化学平衡常数的书写和应用已知:下列三个化学方程式①N2(g)+3H2(g)2NH3(g)K1②12N2(g)+32H2(g)NH3(g)K2③NH3(g)12N2(g)+32H2(g)K31.写出平衡常数K1和K2的表达式,并分析K1和K2有什么关系?提示:K1=c2平(NH3)c平(N2)·c3平(H2),K2=c 平(NH 3)c 12平(N 2)·c 32平(H 2),二者的关系:K 1=K 22。
第2章 化学反响的方向、限度与速率第2节 化学反响的限度第1课时 化学平衡常数、平衡转化率1.448 ℃时反响H 2(g)+I 2(g)2HI(g)的平衡常数是49,那么HI(g) 12H 2(g)+12I 2(g)在该温度下的平衡常数是( ) A.149 B .2 401 C .7 D.17解析:化学平衡常数是在一定条件下,当可逆反响到达平衡状态时,生成物浓度的幂之积和反响物浓度的幂之积的比值,所以逆反响的平衡常数是正反响平衡常数的倒数。
由于逆反响的化学计量数是正反响化学计量数的12,所以该逆反响的平衡常数K =149=17。
答案:D2.可逆反响N 2+3H 22NH 3,在容积为10 L 的密闭容器中进展,开场时参加2 mol N 2和3 mol H 2,达平衡时,NH 3的浓度不可能到达( )A .0.1 mol ·L -1B .0.2 mol ·L -1C .0.05 mol ·L -1D .0.15 mol ·L -1解析:2 mol N 2和3 mol H 2反响,假设反响可以进展到底,那么3 mol H 2完全反响,生成2 mol NH 3,此时NH 3浓度为0.2 mol·L -1,但由于反响是可逆反响,不能完全反响,所以NH 3浓度达不到0.2 mol ·L -1。
答案:B3.在密闭容器中,给一氧化碳和水蒸气的气体混合物加热,在催化剂存在下发生反响:CO(g)+H 2O(g) H 2(g)+CO 2(g)。
在500 ℃时,平衡常数K =9。
假设反响开场时,一氧化碳和水蒸气的浓度都是0.02 mol·L -1,那么在此条件下CO 的转化率( )A .25%B .50%C .75%D .80%解析:设消耗c (CO)=x mol ·L -1,可列三段式计算:CO(g)+H 2O(g)H 2(g)+CO 2(g)始/(mol·L -1) 0.02 0.02 0 0转/(mol·L -1) x x x x平/(mol·L -1) 0.02-x 0.02-x x x平衡常数K =c 〔H 2〕·c 〔CO 2〕c 〔CO 〕·c 〔H 2O 〕=x 2〔0.02-x 〕2=9,解得x =0.015,那么CO 的转化率为0.015 mol ·L -10.02 mol ·L-1×100%=75%,应选C 项。
微思考对于可逆反应2SO2(g)+O2(g)2SO3(g),在一密闭容器中充入 2 mol SO2和1 mol O2,能否生成 2 mol SO3?提示不能,因为该反应为可逆反应,不能进行到底。
(2)化学平衡状态(2.1)含义在一定条件下,当正、逆两个方向的反应速率相等时,反应体系中所有参加反应的物质的质量或浓度可以保持不变的状态。
(2.2)建立如果把某一可逆反应的反应物装入密闭容器,其反应过程分析如下:以上过程可用下图表示:(2.3)特征(2.4)微点拨点拨1可逆反应达到平衡状态后,反应并没有停止,而是反应在该条件下进行的最大限度。
点拨2可逆反应达到平衡后,各组分的浓度保持不变,并不是各组分的浓度相等。
(3)探究提升(化学平衡状态的判断方法)合成氨反应式如下:N2+3H22NH3,假设该反应在体积不变的密闭容器中发生反应,分析思考下列问题:问题1容器内混合气体的密度不随时间变化时,该反应是否达到平衡状态?提示1因容器的体积不变,而混合气体的总质量不改变,则无论平衡与否,混合气体的密度均不变,不能判断反应是否达到平衡状态。
问题2在一定温度下的恒容密闭容器中发生反应N2+3H22NH3,当c(N2)∶c(H2)∶c(NH3)=1∶3∶2时,能说明该反应达到平衡状态吗? 提示2不能。
当c(N2)、c(H2)、c(NH3)不再随时间发生变化时,即说明反应达到平衡状态,且N2、H2、NH3的物质的量浓度之比不一定等于其化学计量数之比。
问题3单位时间内生成2a mol NH3,同时消耗a mol N2时,该反应是否达到平衡状态?提示3两反应速率均表示正反应速率,反应进行的任何阶段均成比例,不能判断反应是否达到平衡状态。
(3)典型例题题目1在已达到平衡的可逆反应2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)中,充入由18O组成的氧气一段时间后,18O存在于( D )A.氧气中B.氧气和三氧化硫中C.氧气和二氧化硫中D.二氧化硫、氧气和三氧化硫中解析1化学平衡是动态平衡,加入的18O2会与SO2结合生成含18O的SO3,同时含18O的SO3又会分解得到SO2和O2,使得SO2和O2中也含18O,因此18O存在于SO2、O2、SO3这三种物质中。