【精品课件】人教版高中化学选修4第二章第三节,化学平衡之化学平衡常数及其应用

化学平衡常数计算及其应用 2020年02月16日 1 本节课学习主要内容一化学平衡常数的定义与表达式 二化学平衡常数的两大应用 1判断可逆反应进行的程度和 H的正负 2化学平衡常数和浓度商的关系判断化学平衡移动的方向 三化学平衡常数与转化率的计算 2 勒夏特列原理定性分析的局限性 化学反应 2H2 g CO g CH3OH g 在恒温条件下 容积为2L的恒容容器中 充入1 5molH2和1molCO 达到平衡时CO的转化率为50 2H2 g CO g CH3OH g 平衡时的浓度 0 25mol L0 25mol L0 25mol L 若此时 保持温度和体积不变 再充入1 5mol的CH3OH 原平衡如何移动 3 可逆反应2NO2 N2O4在298K 25 时各物质的初始浓度和平衡浓度的测量结果如下 1根据以上表格中的最右侧的两列数据 你得出什么结论 2根据最左和最右的两组数据 你得出什么结论 1 生成物浓度和反应浓度的平方比值存在定量关系 4 2 这个比值与反应物的起始浓度没有关系 在一定温度下 当一个可逆反应达到化学平衡时 生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比值是一个常数 这个常数就是该反应的化学平衡常数 用符号K表示 P29 mA g nB g pC g qD g 1 c 各组分平衡时的浓度 2 对于给定的可逆反应 该常数只与温度有关 化学平衡常数 1定义 2表达式 3注意事项 5 例1请写出下列各反应的平衡常数表达式并回答问题 一化学平衡常数表达式的书写 N2 g 3H2 g 2NH3 g 2NH3 g N2 g 3H2 g 请同学们书写上面三个方程式的平衡常数表达式 1说说 的平衡常数不同说明什么 2 的平衡常数与 分别有什么关系 6 2K2 K12 K2 1 K3 FeO s CO g Fe s CO2 g Cr2O72 aq H2O l 2CrO42 aq 2H aq 请同学们仔细观察上面两个方程式的平衡常数表达式 分析如何书写有固体或纯液体参与反应的化学平衡常数表达式 例2请写出下列各反应的平衡常数表达式并回答问题 一化学平衡常数表达式的书写 7 CO2 g 3H2 g CH3OH g H2O g 请同学们仔细观察上面两个方程式的平衡常数表达式 分析平衡体系中有水参加或生成时 如何书写平衡常数表达式 Cr2O72 aq H2O l 2CrO42 aq 2H aq 一 化学平衡常数表达式的书写 例3请写出下列各反应的平衡常数表达式并回答问题 8 对于一般的可逆反应 mA g nB g pC g qD g 在温度T时达到平衡 各物理量关系如下 请同学们尝试用物质的分压书写平衡常数表达式 拓展 p 各组分平衡时的压强 9 活学活用 1反应CO g 2H2 g CH3OH g 的化学平衡常数K的表达式为 D K1 K22 10 例1以下数据为卤化氢生成反应的平衡常数 25 根据化学平衡常数的定义分析以上数据 判断四种物质在相同条件下哪一种物质反应的程度大 平衡常数的大小能够说明什么 二 化学平衡常数的两大应用 1 判断化学反应进行的程度和 H的正负 11 观察以上两个图像 你有什么发现 例2N2 g 3H2 g 2NH3 g 和CO2 g H2 g CO H2O的化学平衡常数K和温度的关系如下图所示 T K T K 12 2 升高温度K增大 则正反应为吸热反应 H 0 全国II卷27题节选改编 活学活用 a 该反应为放热反应 平衡常数随温度升高而变小 平衡常数K随温度变化关系的曲线为 填曲线标记字母 其判断理由是 13 mA g nB g pC g qD g 2 化学平衡常数和浓度商判断化学平衡移动的方向 QC叫做反应的浓度商 式中浓度为任意时刻的浓度 QCV逆正反应方向进行 QC KV正 V逆平衡不移动 QC KV正 V逆逆反应向进行 14 三 运用化学平衡常数进行有关计算 例 某温度下 在体积为2L的容器中加入2molCH4 2molCO2以及催化剂进行CH4 CO2 2CO 2H2反应 平衡时 测得CO2的物质的量为1mol 则CO2的转化率为 CH4 CO2 2CO 2H2 始1mol L1mol L0mol L0mol L 平0 5mol L0 5mol L1mol L1mol L 变0 5mol L0 5mol L1mol L1mol L 15 变式训练1 某温度下 在体积为2L的容器中加入2molCH4 2molCO2以及催化剂进行CH4 CO2 2CO 2H2反应 到达平衡时CO2的转化率是50 其平衡常数为 mol2 L 2 4 答 平衡常数为4mol2 L 2 16 变式训练2 某温度下 在体积为2L的容器中加入2molCH4 2molCO2以及催化剂进行CH4 CO2 2CO 2H2反应 到达平衡时CO2的转化率是50 平衡时的总压强为10Mpa 其平衡常数KP 用平衡分压代替平衡浓度计算 分压 总压 物质的量分数 结果保留整数 44 17 笔记要点 根据信息列好三段式 起始浓度变化浓度平衡浓度 代入到平衡常数表达式中 求解 18 桂林市一模节选改编 对化学反应 2H2 g CO g CH3OH g 在恒温条件下 容积为2L的恒容容器中 充入1 5molH2和1molCO 达到平衡时CO的转化率为50 若保持温度和体积不变 再充入1 5mol的CH3OH和0 5mol的H2 则原平衡如何移动 巩固提升 2H2 g CO g CH3OH g 始0 75mol L0 5mol L0mol L 平0 25mol L0 25mol L0 25mol L 变1mol L0 25mol L0 25mol L 解 由题意得 平衡时再加入气体0 5mol L0 25mol L1mol L 答 平衡不移动 19 提出问题 化学平衡常数表达式的书写 化学平衡常数的应用 化学平衡常数计算及其应用 勒夏特列原理的局限性 注意化学计量数注意固体和纯液体注意水 化学平衡常数的计算 判断反应进行的方向 判断可逆反应进行的程度判断可逆反应 H的正负 20 同学们 再见 21