高中化学化学反应的方向限度与速率 第2节 化学反应的限度第1课时化学平衡常数 平衡转化率教学案Word下载.docx

高中化学化学反应的方向限度与速率 第2节 化学反应的限度第1课时化学平衡常数 平衡转化率教学案Word下载.docx

《高中化学化学反应的方向限度与速率 第2节 化学反应的限度第1课时化学平衡常数 平衡转化率教学案Word下载.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高中化学化学反应的方向限度与速率 第2节 化学反应的限度第1课时化学平衡常数 平衡转化率教学案Word下载.docx（27页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

对于某一个可逆反应，mA（g）＋nB（g）pC（g）＋qD（g），在一定温度下其平衡常数表达式为K＝

3．平衡常数的意义

平衡常数的大小反映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．影响平衡常数的因素

K只受温度的影响，当ΔH>

0时，升温K值增大，当ΔH<

0时，升温K值减小。

5．平衡转化率表达式

对于化学反应aA＋bBcC＋dD，反应物A的平衡转化率为α（A）＝

×

100%，其中c0（A）和[A]分别表示A的初始浓度和A的平衡浓度。

平衡转化率也可表示为α（A）＝

100%＝

100%。

[特别提醒]　代入平衡常数表达式进行计算的是物质的平衡浓度而不是初始浓度和变化浓度。

1．反应C（s）＋CO2（g）2CO（g）的平衡常数表达式是怎样的？

提示：

K＝

2．已知反应：

H2（g）＋I2（g）2HI（g）的平衡常数是K，则反应2HI（g）H2（g）＋I2（g）的平衡常数是什么？

反应

H2（g）＋

I2（g）HI（g）的平衡常数是什么？

，K

3．哪些因素对平衡常数有影响？

温度。

对化学平衡常数的理解

（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和纯液体存在时，由于其浓度可看做常数“1”而不代入表

达式。

（3）化学平衡常数是指某一具体反应的平衡常数。

若反应方向改变，则平衡常数改变；

若化学方程式中各物质的化学计量数等倍扩大或缩小，尽管是同一反应，平衡常数也会改变。

如N2＋3H22NH3　K＝a，则有

2NH3N2＋3H2　K′＝

N2＋

H2NH3　K″＝a

1．下列关于化学平衡常数的说法中正确的是（　　）

A．在任何条件下，化学平衡常数都是一个定值

B．当改变反应物的浓度时，化学平衡常数会发生改变

C．化学平衡常数只与温度有关，与反应物的浓度无关

D．化学平衡常数随反应体系压强的变化而变化

解析：

选C　化学平衡常数的大小只与温度有关，与反应物的浓度、体系的压强均无关，故C正确。

2．某温度下，反应2A（g）＋B（g）2C（g）的平衡常数K1＝50，在同一温度下，反应2C（g）2A（g）＋B（g）的平衡常数K2为（　　）

A．2500　　　　　　　　　B．50

C．0.02D．0.002

选C　对于反应2A（g）＋B（g）2C（g）的平衡常数K1＝

，而同一温度下，反应2C（g）2A（g）＋B（g）的平衡常数K2＝

＝

＝0.02。

1．判断可逆反应进行程度的大小

2．判断反应的热效应

（1）升高温度

（2）降低温度

3．判断可逆反应是否平衡及不平衡时的反应方向

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，反应物与生成物的浓度有如下关系：

Q＝

4．计算反应物的转化率

依据起始浓度（或平衡浓度）和平衡常数可以计算平衡浓度（或起始浓度），从而计算反应物的转化率。

1．X、Y、Z三种气体，取X和Y按1∶1的物质的量之比混合，放入密闭容器中发生如下反应：

X＋2Y2Z，达到平衡后，测得混合气体中反应物剩余的总物质的量与生成物的总物质的量之比为3∶2，则Y的转化率最接近于（　　）

A．33%　　　　　　　B．40%

C．50%D．66%

选D　根据题给信息，可设开始加入X和Y的物质的量为a，达到平衡时消耗X的物质的量为b，则消耗Y的物质的量为2b，生成Z的物质的量为2b，则：

　　　　X　＋　2Y2Z

起始量aa0

变化量b2b2b

平衡时的量a－ba－2b2b

由题意可得

，b＝

Y的转化率为

100%＝66.7%。

2．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的关系如表所示：

T/℃

700

800

830

1000

1200

K

0.6

0.9

1.0

1.7

2.6

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（填“吸热”或“放热”）。

（1）依据反应的化学方程式可知K＝

（2）从表格中数据可知，升高温度，K值增大，故该反应为吸热反应。

答案：

（1）

（2）吸热

3．现有一定温度下的密闭容器中存在如下反应：

2SO2＋O22SO3（g），知c始（SO2）＝0.4mol·

L－1，c始（O2）＝1mol·

L－1，经测定该反应在该温度下的平衡常数K≈19，试判断：

（1）当SO2转化率为50%时，该反应是否达到平衡状态？

若未达到，向哪个方向进行？

（2）达平衡状态时，SO2的转化率应为多少？

（1）　　　　　　2SO2＋O22SO3

开始/（mol·

L－1）　　　0.4　1　　　0

转化/（mol·

L－1）　　　0.2　0.1　　0.2

转化后/（mol·

L－1）　　0.2　0.9　　0.2

此时：

Qc＝

＝1.11＜19＝K，当SO2转化率为50%时，反应未达平衡状态，反应向正反应方向进行。

（2）设达平衡时，SO2转化的物质的量浓度为xmol·

L－1，则O2转化

mol·

L－1，生成SO3为xmol·

L－1。

所以K＝

≈19，x＝0.32，所以SO2的转化率为

100%＝80%。

（1）否　正反应方向　

（2）80%

[方法技巧]

“始、变、平”三部曲解题模式

①写出化学反应方程式（配平）。

②根据题意，依次列出各反应物和生成物的物质的量浓度（或物质的量）的起始量、变化量、平衡量，未知量可以设未知数表示。

变化量＝起始量－平衡量

③根据变化量之比等于对应物质的化学计量数之比，列关系式，计算出未知量。

④把平衡量（物质的量浓度）代入化学平衡常数公式求解。

项目

mA（g）＋nB（g）pC（g）＋qD（g）

是否平衡

速率

v（正）＝v（逆）≠0

平衡

百分含量

反应混合物中各成分浓度或百分含量不变

混合物体

系中各成

分的含量

①各物质的物质的量或物质的量浓度一定

②各物质的质量或质量分数一定

③各气体的体积或体积分数一定

④总体积、总压强、总物质的量一定

不一定

压强

①若m＋n≠p＋q时，总压强一定（其他条件一定）

②m＋n＝p＋q时，总压强一定（其他条件一定）

混合气体的

平均相对分

子质量（

r）

①

r一定，当m＋n≠p＋q时

②

r一定，当m＋n＝p＋q时

温度

任何化学反应都伴随着能量变化，当体系温度一定时，其他不变

密度（ρ）

体系的密度一定

其他

如体系颜色不再变化（当气体均无色时除外）

1．一定温度下，可逆反应：

A（g）＋3B（g）2C（g）达到平衡状态的标志是（　　）

A．C生成的速率与C分解的速率相等

B．单位时间内生成nmolA，同时生成3nmolB

C．A、B、C三物质的浓度的变化量之比为1∶3∶2

D．平衡时A、B、C三物质的分子数之比为1∶3∶2

选A　A项，C的生成速率是正反应速率，C的分解速率是逆反应速率，正反应速率与逆反应速率相等，正确；

B项，生成nmolA和生成3nmolB表示的都是逆反应速率，错误；

C项，无论平衡与否，A、B、C三物质的浓度的变化量之比始终等于1∶3∶2，错误；

D项，A、B、C三物质的分子数之比等于1∶3∶2，这是一种特殊情况，而不是平衡的标志，错误。

2．一定条件下，将NO2与SO2以体积比1∶2置于密闭容器中发生反应：

NO2（g）＋SO2（g）SO3（g）＋NO（g）　ΔH＝－41.8kJ·

mol－1，下列能说明反应达到平衡状态的是（　　）

A．体系压强保持不变

B．混合气体颜色保持不变

C．SO3和NO的体积比保持不变

D．每消耗1molSO3的同时生成1molNO2

选B　由于该反应为反应前后气体体积相等的反应，体系的压强始终保持不变，故压强不变反应不一定达到平衡，A错误；

SO3与NO的体积比始终保持1∶1，C错误；

消耗SO3和生成NO2为反应的同一方向，D错误。

3．一定温度下，在容积固定的密闭容器中发生可逆反应2NO22NO＋O2，该反应达到平衡状态的标志是（　　）

①单位时间内生成nmolO2同时生成2nmolNO2

②单位时间内生成nmolO2同时生成2nmolNO

③用NO2、NO、O2的物质的量浓度变化表示的反应速率之比为2∶2∶1

④混合气体的压强不再改变

⑤混合气体的颜色不再改变

⑥混合气体的平均相对分子质量不再改变

A．①④⑤⑥　　　　　　B．①②③⑤

C．②③④⑥D．以上全部

选A　判断一个化学反应是否达到化学平衡状态，关键在于判断该反应的正、逆反应速率是否相等及各组分的浓度是否不再变化。

①单位时间内生成nmolO2同时生成2nmolNO2，即生成NO2的速率与消耗NO2的速率相等，v（正）＝v（逆），正确；

②单位时间内生成nmolO2同时必生成2nmolNO（无论反应达到平衡与否），因为②表示同一方向的反应速率，不正确；

③只要发生反应，或者说不论反应是否达到平衡状态，NO2、NO、O2的反应速率之比都为2∶2∶1，不正确；

④温度、体积一定，混合气体的压强不再改变，说明气体的总物质的量不变，表明反应已达到平衡状态；

⑤颜色的深浅取决于有色物质NO2的浓度，混合气体的颜色不变，说明NO2的浓度不再改变，对固定容积的密闭容器来说，NO2的物质的量不再改变，能说明反应已达到平衡状态，正确；

⑥混合气体的平均相对分子质量

不再改变，说明气体的总物质的量（n）不变，表明反应已达到平衡状态，正确。

[方法技巧]

判断可逆反应达到平衡状态的方法

1.从化学反应速率的角度判断（即v正＝v逆≠0）

有两层含义：

对于同一物质，该物质的生成速率等于其消耗速率；

对于不同的物质，速率之比等于化学方程式中物质的化学计量数之比，但必须是不同方向的速率。

2.利用“变量”与“不变量”判断

（1）确