《2018-2019年高中化學(xué) 第二章 化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡 2.3.3 化學(xué)平衡常數(shù)學(xué)案設(shè)計(jì) 新人教版選修4.docx》由會(huì)員分享,可在線閱讀,更多相關(guān)《2018-2019年高中化學(xué) 第二章 化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡 2.3.3 化學(xué)平衡常數(shù)學(xué)案設(shè)計(jì) 新人教版選修4.docx(6頁珍藏版)》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。
第3課時(shí) 化學(xué)平衡常數(shù)
學(xué)習(xí)目標(biāo)
1.知道化學(xué)平衡常數(shù)的含義。
2.能利用化學(xué)平衡常數(shù)進(jìn)行簡單的計(jì)算。
學(xué)習(xí)過程
一、化學(xué)平衡常數(shù)
1.定義:在 下,當(dāng)一個(gè)可逆反應(yīng)達(dá)到 時(shí),生成物 與反應(yīng)物 的比值是一個(gè)常數(shù),這個(gè)常數(shù)就是該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù),簡稱平衡常數(shù),用符號(hào) 表示。
2.表達(dá)式:對(duì)于一般的可逆反應(yīng),mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g),在一定溫度下,K= 。該式中(1)c(A)、c(B)、c(C)、c(D)是各物質(zhì)處于 時(shí)的濃度;(2)標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)的單位為一。
3.書寫平衡常數(shù)關(guān)系式的原則:
請(qǐng)寫出下表中各反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式并總結(jié)規(guī)律:
反應(yīng)
K
1
1/2N2(g)+3/2H2(g)NH3(g)
2
N2(g)+3H2(g)2NH3(g)
3
2NH3(g)N2(g)+3H2(g)
續(xù)表
反應(yīng)
K
4
FeO(s)+CO(g)Fe(s)+CO2(g)
5
AgCl(s)Ag+(aq)+Cl-(aq)
6
Cr2O72-(aq)+H2OCrO42-(aq)+2H+(aq)
規(guī)律:(1)同一化學(xué)反應(yīng),可以用不同的化學(xué)反應(yīng)方程式來表示,每個(gè)化學(xué)方程式都有自己的平衡常數(shù)關(guān)系式及相應(yīng)的平衡常數(shù)。
(2)對(duì)于同一可逆反應(yīng),正反應(yīng)的平衡常數(shù)等于逆反應(yīng)的平衡常數(shù)的倒數(shù),即 。
(3)化學(xué)平衡關(guān)系式中只包括 物質(zhì)和 中各溶質(zhì)的濃度。
4.特點(diǎn):K只受 影響,與反應(yīng)物或生成物的 無關(guān)。
二、平衡常數(shù)K的應(yīng)用
1.判斷反應(yīng)的熱效應(yīng):
若正反應(yīng)是吸熱反應(yīng),升高溫度,K ;
若正反應(yīng)是放熱反應(yīng),升高溫度,K 。
2.判斷某時(shí)刻反應(yīng)進(jìn)行的方向:
可用該時(shí)刻產(chǎn)物濃度冪之積與反應(yīng)物濃度冪之積的比即濃度商Q與K比較大小來判斷。
即Qc=K體系處于 ;
Qc
K反應(yīng) 進(jìn)行。
3.判斷反應(yīng)進(jìn)行的程度:
K值越大,說明平衡體系中生成物所占的比例 ,它的正向反應(yīng)進(jìn)行的程度 ,即該反應(yīng)進(jìn)行得越 ,反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率 ;反之,就越 ,轉(zhuǎn)化率就 。一般地說, 時(shí),該反應(yīng)進(jìn)行得就基本完全了。
隨堂檢測
1.對(duì)于3Fe(s)+4H2O(g)Fe3O4(s)+4H2(g),反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)的表達(dá)式為( )
A.K=c(Fe3O4)c(H2)c(Fe)c(H2O) B.K=c(Fe3O4)c4(H2)c(Fe)c4(H2O)
C.K=c4(H2O)c4(H2) D.K=c4(H2)c4(H2O)
2.二氧化硫和氮的氧化物是常用的化工原料,但也是大氣的主要污染物。綜合治理其污染是環(huán)境化學(xué)當(dāng)前的重要研究內(nèi)容之一。硫酸生產(chǎn)中,SO2催化氧化生成SO3:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)
某溫度下,SO2的平衡轉(zhuǎn)化率(α)與體系總壓強(qiáng)(p)的關(guān)系如圖所示。根據(jù)圖示回答下列問題:
(1)將2.0molSO2和1.0molO2置于10L的密閉容器中,反應(yīng)達(dá)到平衡后,體系總壓強(qiáng)為0.10MPa。該反應(yīng)的平衡常數(shù)等于 。
(2)平衡狀態(tài)由A變到B時(shí),平衡常數(shù)K(A) K(B)(填“>”“<”或“=”)。
3.一定條件下,下列反應(yīng)呈平衡狀態(tài)時(shí)的平衡常數(shù):
3H2(g)+N2(g)2NH3(g) K1
2NH3(g)3H2(g)+N2(g) K2
則K1與K2的關(guān)系為( )
A.K1=K2 B.K2=1/K1
C.K1/2=K2 D.無法確定
4.放熱反應(yīng):CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)在溫度t1時(shí)達(dá)到平衡,c(CO)1=c(H2O)1=1.0molL-1,其平衡常數(shù)為K1。其他條件不變,升高反應(yīng)體系的溫度至t2時(shí),反應(yīng)物的平衡濃度分別為c(CO)2和c(H2O)2,平衡常數(shù)為K2,則( )
A.若增大CO濃度,K2和K1都增大 B.K2>K1
C.c(CO)2=c(H2O)2 D.c(CO)1>c(CO)2
5.在一密閉容器中,CO和H2O混合加熱到800℃達(dá)到下列平衡:CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g),K=1.0,若反應(yīng)開始時(shí)CO和H2O的濃度分別為0.20molL-1和1.00molL-1,則CO轉(zhuǎn)化為CO2的轉(zhuǎn)化率為( )
A.80% B.83% C.75% D.91%
6.在容積為1L的密閉容器中,加入5molA物質(zhì),在一定條件下同時(shí)發(fā)生下列兩個(gè)反應(yīng):
(1)2A(g)2B(g)+C(g);(2)A(g)C(g)+D(g)。當(dāng)達(dá)到平衡時(shí),測得c(A)=2.5molL-1,c(C)=2.0molL-1。則下列說法中正確的是( )
A.達(dá)到平衡時(shí)A的總轉(zhuǎn)化率為40%
B.達(dá)到平衡時(shí)c(B)為1.0molL-1
C.達(dá)到平衡時(shí)c(B)=2c(D)
D.達(dá)到平衡時(shí)c(D)=2c(B)
7.在常壓和500℃時(shí)把O2和SO2按1∶2體積比混合,如果混合前O2為10mol,平衡混合氣體中SO3占總體積的91%。求:
(1)平衡時(shí)有多少摩爾O2?
(2)混合氣體中SO2占總體積的體積分?jǐn)?shù)是多少?
(3)SO2的轉(zhuǎn)化率是多少?
參考答案
學(xué)習(xí)過程
一、1.一定溫度 化學(xué)平衡 濃度冪之積 濃度冪之積 K
2.cp(C)cq(D)cm(A)cn(B) 平衡狀態(tài)
3.
反應(yīng)
K
1
c(NH3)c12(N2)c32(H2)
2
c2(NH3)c(N2)c3(H2)
3
c(N2)c3(H2)c2(NH3)
4
c(CO2)c(CO)
5
c(Ag+)c(Cl-)
6
c(CrO42-)c2(H+)c(Cr2O72-)
(2)K正=1/K逆 (3)氣態(tài) 溶液
4.溫度 濃度變化
二、1.增大 減小
2.化學(xué)平衡 正向進(jìn)行 逆向進(jìn)行
3.越大 越大 完全 越大 不完全 越小 K>105
隨堂檢測
1.D 解析:平衡常數(shù)是生成物濃度冪之積與反應(yīng)物濃度冪之積的比值,但固體濃度視為1,不寫入常數(shù)計(jì)算式中。
2.(1)800 (2)=
解析:(1)從圖示可知,當(dāng)p=0.10時(shí),α=0.8。
2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)
起始濃度/(molL-1) 0.2 0.1 0
平衡濃度/(molL-1) 0.04 0.02 0.16
K=c2(SO3)c2(SO2)c(O2)=0.1620.0420.02
=800。
(2)平衡狀態(tài)由A變到B時(shí),溫度不變,平衡常數(shù)不變K(A)=K(B)。
3.B
4.C
5.B 解析:設(shè)轉(zhuǎn)化的CO的濃度為x,則有
CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)
初始濃度/(molL-1) 0.20 1.00 0 0
轉(zhuǎn)化濃度/(molL-1) x x x x
平衡濃度/(molL-1) 0.20-x 1.00-x x x
K=c(CO2)c(H2)c(CO)c(H2O)=x2(0.20-x)(1.00-x)=1,
解之得:x=16molL-1
α(CO)=16molL-10.2molL-1100%=83%。
6.B 解析:設(shè)反應(yīng)(1)有物質(zhì)的量為a的A發(fā)生轉(zhuǎn)化,反應(yīng)(2)中有物質(zhì)的量為b的A發(fā)生轉(zhuǎn)化,有
2A(g)2B(g)+C(g)
轉(zhuǎn)化 a a a2
A(g)C(g)+D(g)
轉(zhuǎn)化 b b b
則由題意可知,5mol-(a+b)=2.5molL-11L,即a+b=2.5mol;a2+b=2.0molL-11L,即a2+b=2.0mol,聯(lián)立兩式解得a=1.0mol,b=1.5mol。達(dá)平衡時(shí)A的總轉(zhuǎn)化率=2.55100%=50%,故A不正確;c(B)=1.0mol1L=1.0molL-1,故B選項(xiàng)正確;c(B)=1.0molL-1,c(D)=1.5mol1L=1.5molL-1,故C、D選項(xiàng)均不正確。
7.(1)0.62mol (2)6.0% (3)93.8%
解析:設(shè)有物質(zhì)的量為x的O2轉(zhuǎn)化
2SO2(g) + O2(g) 2SO3(g)
起始 20mol 10mol 0
轉(zhuǎn)化 2x x 2x
平衡 20mol-2x 10mol-x 2x
則2x20mol-2x+10mol-x+2x100%=91%
解得x=9.38mol
(1)n(O2)平=10mol-9.38mol=0.62mol
(2)20mol-2x20mol-2x+10mol-x+2x100%=6.0%
(3)α(SO2)=2x20mol100%=93.8%。
鏈接地址:http://www.hcyjhs8.com/p-3917688.html