学年人教版选修4 第2章第3节 化学平衡第3课时 学案文档格式.docx

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3．各转化量之比等于各反应物的化学计量数之比。

[基础自测]

1．判断正误（正确的打“√”，错误的打“×

”）。

（1）化学平衡常数只受温度的影响，与反应物或生成物的浓度无关。

（　　）

（2）对于C（s）＋H2O（g）

CO（g）＋H2（g）反应，其平衡常数的表达式K＝

（3）对于一个可逆反应平衡正向移动，平衡常数一定增大。

（4）温度一定，对于给定的化学反应，正、逆反应的平衡常数互为倒数。

（5）温度升高，化学平衡常数一定增大。

【答案】　

（1）√　

（2）×

　（3）×

　（4）√　（5）×

2．将4molSO2与2molO2放入4L的密闭容器中，在一定条件下反应达到平衡：

2SO2＋O2

2SO3，测得平衡时SO3的浓度为0.5mol·

L－1。

则此条件下的平衡常数K为（　　）

A．4　　　　B．0.25　　　　C．0.4　　　D．0.2

A　[　　　　　2SO2＋　O2

2SO3

初（mol·

L－1）:

10.50

转（mol·

0.50.250.5

平（mol·

K＝

＝

＝4。

]

[合作探究·

攻重难]

化学平衡常数及其应用

[思考交流]（教师备选）

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）的关系如下表所示：

t/℃

700

800

830

1000

1200

K

0.6

0.9

1.0

1.7

2.6

（1）该反应的化学平衡常数K的表达式是什么？

【提示】　K＝

（2）该反应ΔH>

0还是ΔH<

0?

【提示】　ΔH>

0（因K随温度升高而增大）。

（3）700℃，CO（g）＋H2O（g）

CO2（g）＋H2（g）的平衡常数K是多少？

（该反应平衡常数与题目中反应的平衡常数互为倒数）。

（4）在800℃时，发生上述反应，某一时刻测得容器内各物质的浓度分别为c（CO2）为2mol·

L－1，c（H2）为1.5mol·

L－1，c（CO）为1mol·

L－1，c（H2O）为3mol·

L－1，则下一时刻，反应向哪个方向进行？

【提示】　逆向（判断反应进行的方向时，可根据Q与K的大小关系判断，此时刻下，Q＝

＝1>

0.9，所以反应向逆反应方向进行）。

1．使用化学平衡常数应注意的问题

（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N2＋3H2

2NH3，K＝a则有：

2NH3

N2＋3H2，K′＝1/a。

N2＋

H2

NH3，K″＝

2．化学平衡常数的应用

（1）判断反应进行的程度

K值越大，说明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，即该反应进行得越完全，反应物转化率越大；

（2）判断反应的热效应

若升高温度，K值增大，则正反应为吸热反应；

若升高温度，K值减小，则正反应为放热反应。

（3）判断平衡移动方向

利用平衡常数可从定量的角度解释恒温下浓度、压强对化学平衡移动的影响。

对于可逆反应mA（g）＋nB（g）

pC（g）＋qD（g）在任意状态下，生成物的浓度和反应物的浓度之间的关系用Q＝

表示，则：

当Q＝K时，反应处于平衡状态，v正＝v逆；

当Q<

K时，反应向正反应方向进行，v正>

v逆；

当Q>

K时，反应向逆反应方向进行，v正<

v逆。

（4）计算转化率

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。

[对点训练]

1．对于反应C（s）＋H2O（g）

CO（g）＋H2（g）　ΔH>

0，下列有关说法正确的是（　　）

A．平衡常数表达式为K＝

B．增大体系压强，平衡常数K不发生变化

C．升高体系温度，平衡常数K减小

D．增加C（s）的量，平衡正向移动

B　[固态浓度为“常数”，视为“1”，不需写入平衡常数表达式，A项错误；

K只与温度有关，因此增大体系压强，平衡常数K不发生变化，B项正确；

升温该反应正向进行，K增大，C项错误；

增加C（s）的量，平衡不移动，D项错误。

2．在一定温度下，将3molCO2和2molH2混合于2L的密闭容器中，发生如下反应：

CO（g）＋H2O（g）

（1）该反应的化学平衡常数表达式K＝________。

（2）已知在700℃时，该反应的平衡常数K1＝0.5，则该温度下反应CO（g）＋H2O（g）

CO2（g）＋H2（g）的平衡常数K2＝______，反应

CO2（g）＋

H2（g）

CO（g）＋

H2O（g）的平衡常数K3＝_____________________________。

（3）已知在1000℃时，该反应的平衡常数K4＝1.0，则该反应为________反应（填“吸热”或“放热”），ΔH________0（填“>

”或“<

（4）在1000℃下，某时刻CO2的物质的量为2mol，则此时v（正）________v（逆）（填“>

”“＝”或“<

【解析】　

（1）根据化学平衡常数的概念K＝

（2）K2＝

＝2，

K3＝

＝K

（3）由于升高温度，该反应的平衡常数增大，故该反应为吸热反应。

（4）　　　　　CO2（g）＋H2（g）

起始/mol：

　　3　　　2　　　　0　　　0

变化/mol：

　　1　　　1　　　　1　　　1

某时刻/mol：

　2　　　1　　　　1　　　1

所以c（CO）＝0.5mol/L，c（H2O）＝0.5mol/L

c（CO2）＝1mol/L，c（H2）＝0.5mol/L

故

<

K1000℃＝1.0

反应应向正反应方向进行，所以v（正）>

v（逆）。

【答案】　

（1）

（2）2　

　（3）吸热　>

（4）　>

有关化学平衡的计算

化学平衡计算模式：

对以下反应：

mA（g）＋nB（g）

pC（g）＋qD（g），令A、B起始物质的量（mol）分别为a、b，达到平衡后，A的消耗量为mx，容器容积为VL。

mA（g）　＋　nB（g）

pC（g）＋qD（g）

起始（mol）ab00

变化（mol）mxnxpxqx

平衡（mol）a－mxb－nxpxqx

则有：

（1）K＝

（2）c平（A）＝

mol/L。

（3）α（A）平＝

×

100%。

（4）φ（A）＝

（5）

（6）

（混）＝

g/L。

（7）

g/mol。

3．对可逆反应aA（g）＋bB（g）

cC（g）＋dD（g），达到平衡时，各物质的物质的量浓度应满足以下关系：

＝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：

CO2（g）＋H2（g）ΔH<

0，在850℃时，K＝1。

（1）若升高温度到950℃，达到平衡时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1.0molCO,3.0molH2O,1.0molCO2和xmolH2，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________。

【解析】　

（1）对于放热反应，升高温度，平衡左移，K值变小。

（2）Q＝

>

1

此时，v逆>

v正，平衡向逆反应方向移动，Q<

K时，v正>

v逆，根据上式，当x<

3.0时，Q<

K。

【答案】　

（1）小于　

（2）①逆反应　②x<

3.0

4．硫酸生产中，SO2催化氧化生成SO3：

2SO2（g）＋O2（g）

2SO3（g）　ΔH<

0。

某温度下，SO2的平衡转化率（α）与体系总压强（p）的关系如图所示。

根据图示回答下列问题：

（1）反应达到平衡时，平衡常数表达式K＝________，升高温度，K值________（填“增大”“减小”或“不变”）。

（2）①将2.0molSO2和1.0molO2置于10L密闭容器中，反应达到平衡后，体系总压强为0.10MPa。

该反应的平衡常数为________。

②平衡状态由A变到B时，平衡常数K（A）________（填“>

”“<

”或“＝”）K（B）。

【解析】　

（1）升高温度，平衡向吸热反应方向移动，即平衡向左移动，故K值减小。

（2）①由题图可知，0.10MPa时，c（O2）＝

＝0.02mol/L，c（SO3）＝

＝0.16mol/L。

＝800。

②由A到B，温度不变，只增大体系压强，K值不变。

　减小　

（2）①800　②＝

[当堂达标·

固双基]

1．当把晶体N2O4放入密闭容器中汽化，并建立了N2O4

2NO2平衡后，保持温度不变，再通入若干N2O4气体，待反应达到新的平衡时，则新平衡与旧平衡相比，其

值（　　）

A．变大　　B．不变

C．变小D．无法确定

B　[

＝K，温度不变，K值不变。

2．在25℃时，密闭容器中X、Y、Z三种气体的初始浓度和平衡浓度见下表：

物质

X

Y

Z

初始浓度/（mol·

L－1）

0.1

0.2

平衡浓度/（mol·

0.05

下列说法错误的是（　　）

A．反应达到平衡时，X的转化率为50%

B．反应可表示为X＋3Y

2Z，其平衡常数为1600

C．增大压强使平衡向生成Z的方向移动，平衡常数增大

D．改变温度可以改变此反应的平衡常数

C　[C选项错误，增大压强不可能使平衡常数增大。

其他选项均为平衡中的基础计算和基础知识，关健是根据表中数据（0.1－0.05）∶（0.2－0.05）∶（0.1－0）＝1∶3∶2推导出：

X＋3Y

2Z。

[题后反思]　化学平衡常数只与温度有关（与浓度、压强无关），但其变化趋势与温度变