(讲解)
通过自学完成
数据分析:
书P44表2-6
生成物平衡时浓度方次的乘积与反应物浓度方次乘积之比
放热反应—升高温度—平衡常数减小)
吸热反应—升高温度—平衡常数增大)
反应中有固体和纯液体化,
教
学
过
程
教师主导活动
学生主体活动
因此其浓度不计算在表达式中。
如:
CaCO3(s)CaO(s)+CO2(g)
CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(l)
K=
5.稀溶液中反应物有水参加,水的浓度也不计算在内。
如:
Cr2O72-+H2O2CrO42-+2H+
K=
6.对同一个化学反应,不同的化学方程式对应不同如:
N2O4(g)2NO2(g)K=
N2O4(g)NO2(g)K=
7.对于气体反应,可以用平衡时物质的量浓度表示,也可以用平衡时气体的分压表示。
N2O4(g)2NO2(g)K=
二、化学平衡常数有关计算
1、模式(初—转—平)注意:
单位
2、步骤:
[例题1]1.在某温度下,可逆反应mA+nBpC+
qD的平衡常数为K,下列说法正确
的是()
A.K越大,达到平衡时,反应进行的程度越大。
B.K越小,达到平衡时,反应物的转化率越大。
C.K随反应物浓度的改变而改变。
D.K随温度的改变而改变。
E.K越大,反应的速率越大。
K=c(CO2)
边讨论,边理解
因化学计量数变而变
对应方次
理解思维方法
AD
教
学
过
程
教师主导活动
学生主体活动
2.现由可逆反应CO(气)+H2O(气)CO2(气)+H2(气)-△H,在850℃时,K=1。
①若温度升高至950℃,反应达到平衡时,K_<___1(<、>、=)
解析:
K值越大表示反应越易向正反应方向进行,升温反应逆反应方向移动即不易向正反应方向进行。
②850℃时在固定容积的密闭容器中放入混合物,起始浓度c(CO)=0.01mol/L,c(H2O)(气)=0.18mol/L,c(CO2)=0.01mol/L,c(H2)=0.18mol/L。
则反应开始时,H2O(气)的消耗速率比生成速率___小____(大、小、不确定)
解析:
反应常数K′=
=
>1,即反应要向K=1的方向进行只能使分子减小、分母增大即向逆反应进行。
温度不变即K不变CO(气)+H2O(气)=CO2(气)+H2(气)
起始浓度0.010.10.010.18
变化浓度xxxx
平衡浓度(0.01-x)(0.1-x)(0.01+x)(0.18+x)
K=1=
=
得α(CO)
④保持容器温度、体积不变,若在容器中充入适量的H2,则重新达到平衡时,CO的反应速率比充H2之前___增大___(大、小、不确定)理由是什么?
[解析]:
增大任一反应物或生成物的浓度,化学反应速率都增大。
3.在一定条件下,氨气和氮氧化物(NOn)能发生氧化还原反应。
将一定量的氨气和氮氧化物充入一真空的恒容密闭容器中,保持温度不变,使反应达到平衡。
①配平化学方程式NH3(气)+NOn(气)N2(气)+H2O(气)
解析:
4nNH3(气)+6NOn(气)(2n+3)N2(气)+6nH2O(气)
②分析氨气的反应速率v与时间t的关系如图所示,已知:
m=0.22mol/(L·min),p=250。
反应中氨气的瞬时速率与氨气的存留浓度的关系为v∶c(NH3)=1∶6(数据)。
在下表①~⑤中填入v和c(NH3)。
tmin
v(NH3)mol/(L·min)
c(NH3)mol/L
0
0.22
①
5
②
③
平衡时
④
⑤
[解析]:
由图可知,该反应在t=9min时达到平衡。
另外由
速率-时间关系v-m=-
知v=m-
;又氨气的瞬时速率与氨气的存留浓度的关系为v∶c(NH3)=1∶6。
联立求解。
tmin
v(NH3)mol/(L·min)
c(NH3)mol/L
0
0.22
1.32
5
0.17
1.02
平衡时
0.188
0.34
③若起始时混合气体总浓度为2.5mol/L,在恒温恒容条件下达到平衡时,测得压强是反应前的1.28倍,则NOn中的n是多少?
解析:
由②可知:
t=0,c(NH3)=1.32mol/L;达到平衡时,t=9min,c(NH3)=0.34mol/L。
若取定容器体积为1L,则参加反应的氨气的物质的量是0.98mol。
又根据反应4nNH3(气)+6NOn(气)=(2n+3)N2(气)+6nH2O(气)△n=4n-3,知每有4nmolNH3参加反应,混合气体的物质的量就减少(4n-3)mol,
因此,得4n∶(4n-3)=0.98mol∶(0.28×2.5mol)n=2.625
(△n也可由定义求出
n2=3.2mol△n=3.2mol-2.5mol=0.7mol)
[小结]注意初-转—平计算模式。
[作业]P411、2
板书计划
一、化学平衡常数
1表达式:
生成物平衡时浓度方次的乘积与反应物浓度方次乘积之比
2影响因素及注意:
K受温度影响
3意义:
越大,反应进行的越完全
4作用:
(1)进行定量计算
(2)判断化学平衡移动方向
Q(浓度积)>K(平衡常数)化学平衡向逆反应方向移动
Q(浓度积)==K(平衡常数)化学平衡不动
Q(浓度积)二、化学平衡常数有关计算
1、模式(初—转—平)注意:
单位
反馈
计算模式掌握很好。
[直击高考]
1.(18南通二检)汽车内燃机工作时产生的高温会引起N2和O2的反应:
N2(g)+O2(g)
2NO(g),是导致汽车尾气中含有NO的原因之一。
某同学为控制污染,对该反应进行研究。
⑴右图表示在T1、T2两种不同温度下,一定量的NO发生分解过程中N2的体积分数随时间变化的图像,根据图像判断反应N2(g)+O2(g)
2NO(g)为▲(填“吸热”或“放热”)反应。
⑵2000℃时,向容积为2L的密闭容器中充入10molN2与5molO2,达到平衡后NO的物质的量为2mol,则2000℃时该反应的平衡常数K=▲。
该温度下,若开始时向上述容器中充入N2与O2均为1mol,则达到平衡后N2的转化率为▲。
⑶为避免汽车尾气中的有害气体对大气的污染,给汽车安装尾气净化装置。
净化装置里装有含Pd等过渡元素的催化剂,气体在催化剂表面吸附与解吸作用的机理如下图所示。
写出上述变化中的总化学反应方程式:
▲。
2、(18苏锡卷8分)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:
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(选填吸热、放热)。
(3)能判断该反应是否达到化学平衡状态的依据是(多选扣分)。
A.容器中压强不变B.混合气体中c(CO)不变
C.υ正(H2)=υ逆(H2O)D.c(CO2)=c(CO)
(4)某温度下,平衡浓度符合下式:
c(CO2)·c(H2)=c(CO)·c(H2O),试判断此时的温度为℃。
1、⑴吸热⑵
(0.11)14.3%⑶2NO+O2+4CO
4CO2+N2
2、(每空各2分,共8分)
(1)
;
(2)吸热;(3)B、C;(4)830
2、(8分)在某一容积为2L的密闭容器内,加入0.8mol的H2和0.6mol的I2,在一定的条件下发生如下反应:
H2(g)+I2(g)2HI(g)
H<0反应中各物质的浓度随时间变化情况如图1:
(1)该反应的化学平衡常数表达式为。
(2)根据图1数据,反应开始至达到平衡时,平均速率v(HI)为。
(3)反应达到平衡后,第8分钟时:
①若升高温度,化学平衡常数K(填写增大、减小或不变)
HI浓度的变化正确的是(用图2中a-c的编号回答)
②若加入I2,H2浓度的变化正确的是,(用图2中d-f的编号回答)
(4)反应达到平衡后,第8分钟时,若反容器的容积扩大一倍,请在图3中画出8分钟后HI浓度的变化情况。
(答案)
(1)K=
(1分)
(2)0.167mol/L·min(2分)
(3)①减小、c②f(各1分)
(4)见右图(2分)
3、(18海南高考6分)PCl5的热分解反应如下:
PCl5(g)PCl3(g)+Cl2(g)
(1)写出反应的平衡常数表达式;
(2)已知某温度下,在容积为10.0L的密闭容器中充入2.00molPCl5,达到平衡后,测得容器内PCl3的浓度为0.150mol/L。
计算该温度下的平衡常数。
4.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(g)+O2(g)2SO3(g)测得平衡时混合物总的物质的量为5mol,求:
(1)平衡时各物质的浓度;
(2)该温度下的平衡常数;
(2)平衡时SO2的转化率
.
(1)平衡时各物质的浓度为:
C(SO2)=0.5mol/L(1分)C(O2)=0.25mol/L(1分)
C(SO3)=0.5mol/L(1分)
(2)K=0.25(2分)
(3)平衡时SO2的转化率为:
(2/4)×100%=50%(2分)