高二化學課件：2.3.2《化學平衡常數》（人教版選修4）

,歡迎進入化學課堂,1.催化劑能夠改變化學反應速率，對化學平衡常數有什么影響？提示：化學平衡常數是表明化學反應達平衡時，各物質濃度的關系，與反應速率無關。而加入催化劑只能改變化學反應速率，對化學平衡無影響，故加入催化劑，對化學平衡常數無影響。,2.可逆反應：C(s)+CO2(g)2CO(g)在一定溫度下的平衡常數K的表達式怎樣表示？提示：反應物或生成物中有固體或純液體存在時，由于其濃度可看作“1”而不代入公式，故。,3.試討論：若將方程式中各物質的化學計量數等倍擴大或縮小，平衡常數是否發(fā)生變化？提示：化學平衡常數與反應組分的化學計量數有關，因此若將方程式中各物質的化學計量數等倍擴大或縮小，盡管是同一反應，其平衡常數也會發(fā)生改變。,【典例1】（2010宿遷高二檢測）高溫下，某反應達平衡，平衡常數。恒容時，溫度升高，H2濃度減小。下列說法正確的是A.該反應的反應熱為正值B.使用催化劑，正反應速率增大，H2濃度一定減小C.升高溫度，逆反應速率減小D.該反應化學方程式為CO+H2OCO2+H2,【思路點撥】（1）根據平衡常數表達式書寫化學反應方程式。（2）根據溫度與K的關系，判斷可逆反應的反應熱?！咀灾鹘獯稹窟xA。根據平衡常數推知該反應的化學方程式為CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g);升高溫度,c(H2)減小，表明平衡向正反應方向移動，因此，H>0；使用催化劑，正、逆反應速率同等倍數增大，平衡不移動；升高溫度，正、逆反應速率均增大。,1.增大壓強（使容積縮小）使平衡向正反應方向移動，反應物的轉化率一定增大嗎？提示：一定。反應物的起始加入量固定不變，若增大壓強使平衡正向移動，則反應物的消耗量增大。因此該反應物的轉化率一定增大。,2.某可逆反應達到化學平衡后，加入催化劑，反應物的轉化率或生成物的產率發(fā)生改變嗎？提示：不改變。因為催化劑只影響反應速率，不影響化學平衡，平衡不移動，則反應物轉化率或生成物的產率不發(fā)生變化。,【典例2】（2010杭州高二檢測）830K時，在密閉容器中發(fā)生下列可逆反應：CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)H<0試回答下列問題：（1）若起始時c(CO)=2molL-1,c(H2O)=3molL-1，4秒鐘后達到平衡，此時CO的轉化率為60%，則在該溫度下，該反應的平衡常數K=_。用H2O表示的化學反應速率為_。,（2）在相同溫度下，若起始時c(CO)=1molL-1，c(H2O)=2molL-1,反應進行一段時間后，測得H2的濃度為0.5molL-1,則此時該反應是否達到平衡狀態(tài)_（填“是”或“否”），此時v（正）_v（逆）（填“大于”、“小于”或“等于）。（3）若降低溫度，該反應的K值將_。,【思路點撥】（1）平衡常數表達式和反應速率的表示方法；（2）溫度對K的影響與放熱、吸熱反應的關系；（3）QC與K的相對大小與反應進行的方向間的關系。,（3）降低溫度，平衡向正反應方向移動，K值增大。答案：（1）10.3molL-1s-1（2）否大于（3）增大,知識點一：化學平衡常數1.對于可逆反應：C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g),在一定溫度下達到平衡時，其平衡常數表達式正確的是（）,【解析】選D。平衡常數等于平衡時生成物濃度的冪之積與反應物濃度的冪之積的比值；當有純固體或純液體參加反應時，它們不列入平衡常數的表達式中。,2.（雙選）關于化學平衡常數的敘述正確的是（）A.溫度一定，一個化學反應的平衡常數是一個常數B.兩種物質反應，不管怎樣書寫化學方程式，平衡常數不變C.溫度一定時，對于給定的化學反應，正、逆反應的平衡常數互為倒數D.濃度商Qc<K時，v(正）<v(逆）,【解析】選A、C。K是溫度的函數。平衡常數的表達式與化學方程式的書寫方式有關，同一個化學反應，化學方程式書寫方式不同，平衡常數不同。正、逆反應的平衡常數互為倒數。如：H2（g）+I2（g）2HI（g），K正=，K逆=，所以。濃度商Qcv（逆）。所以A、C正確，B、D錯誤。,3.在一定條件下，有下列分子數相同的可逆反應，其平衡常數K值分別是H2+F22HFK=1047H2+Cl22HClK=1017H2+Br22HBrK=109H2+I22HIK=1比較K值大小，可知各反應的正反應進行的程度由大到小的順序是()A.B.C.D.無法確定,【解析】選A?；瘜W平衡常數越大，表示該反應的正反應進行的程度越大，故A正確。,知識點二：與化學平衡常數有關的計算4.（2010中山高二檢測）已知：H2(g)+I2(g)2HI(g)的平衡常數為K1；H2（g)+I2(g)HI(g)的平衡常數為K2，則K1、K2的關系為()A.K1=2K2B.K1=K22C.K1=K2D.K1=K2,【解析】選B。,，因此K1=K22。,5.（2009寧夏高考）在一定溫度下，反應H2(g)+X2(g)HX(g)的平衡常數為10。若將1.0mol的HX(g)通入體積為1.0L的密閉容器中，在該溫度時HX(g)的最大分解率接近于()A.5%B.17%C.25%D.33%,【解析】,6.鐵和鋁是兩種重要的金屬，它們的單質及化合物有著各自的性質。(1)在一定溫度下，氧化鐵可以與一氧化碳發(fā)生下列反應：Fe2O3(s)+3CO(g)2Fe(s)+3CO2(g)該反應的平衡常數表達式為：K=_。該溫度下，在2L盛有Fe2O3粉末的密閉容器中通入CO氣體，10min后，生成了單質鐵11.2g。則10min內CO的平均反應速率為_。,(2)請用上述反應中某種氣體的有關物理量來說明該反應已達到平衡狀態(tài)：_；_?！窘馕觥浚?）平衡常數,因為Fe2O3、Fe為固體，在表示平衡常數時不需寫入。因為n（Fe）=0.2mol,所以消耗的CO為0.3mol。v(CO)=0.015molL-1min-1。,（2）這個反應是等體積反應，不能從壓強角度考慮，F(xiàn)e、Fe2O3為固體，也不影響平衡，所以應從CO、CO2的濃度、反應速率去考慮。答案：(1)0.015molL-1min-1（2）CO（或CO2）的生成速率與消耗速率相等CO（或CO2）的質量不再改變,一、選擇題（本題包括4小題，每小題4分，共16分）1.下列關于平衡常數的說法正確的是()A.在平衡常數表達式中，反應物濃度用起始濃度，生成物濃度用平衡濃度B.在任何條件下，化學平衡常數是一個恒定值C.對于放熱反應，升高溫度，K值增大，反應物的轉化率增大D.從平衡常數的大小可以推斷一個反應進行的程度,【解析】選D。A項，在平衡常數表達式中，反應物、生成物的濃度均為平衡濃度；B項，平衡常數與溫度有關，溫度改變，平衡常數隨之改變；C項，對于放熱反應，升高溫度平衡逆向移動，K值減小，反應物轉化率減小。,2.在一密閉容器中，等物質的量的A和B發(fā)生如下反應：A（g）+2B(g)2C(g)，反應達到平衡時，若混合氣體中A和B的物質的量之和與C的物質的量相等，則A的轉化率為()A.40%B.50%C.60%D.70%,【解析】選A。設A和B的起始物質的量均為1mol,A的轉化率為,則根據反應：A(g)+2B(g)2C(g)起始量：1mol1mol0轉化量：mol2mol2mol平衡量：(1-)mol(1-2)mol2mol則：1-+1-2=2,所以=40%。,3.將固體NH4I置于密閉容器中，在一定溫度下發(fā)生下列反應：NH4I（s）NH3（g）+HI（g）；2HI（g）H2（g）+I2（g）達到平衡時，c（H2）=0.5molL-1,c(HI)=4molL-1,則此溫度下反應的平衡常數為()A.9B.16C.20D.25,【解析】選C。根據反應：2HI(g)H2(g)+I2(g)消耗的c(HI)=2c(H2)=1molL-1,再結合反應:NH4I(s)NH3(g)+HI(g)知：c(NH3)=c(HI)=1molL-1+4molL-1=5molL-1，因此該溫度下，反應的平衡常數：K=c(NH3)c(HI)=5molL-14molL-1=20mol2L-2。,4.(2009安徽高考)汽車尾氣凈化中的一個反應如下:NO(g)+CO(g)N2(g)+CO2(g)H=-373.4kJmol-1在恒容的密閉容器中,反應達平衡后,改變某一條件,下列示意圖正確的是（）,【解析】選C。H=-373.4kJmol-1,溫度升高，平衡向逆反應方向移動，K值減小，CO的轉化率降低，故A、B錯；K只與溫度有關，C項正確；D項增大N2的物質的量平衡左移，則NO的轉化率降低，故D錯。,二、非選擇題（本題包括2小題，共14分）5.（7分）在一定條件下，二氧化硫和氧氣發(fā)生如下反應：2SO2（g）+O2（g）2SO3（g）H0。（3）某溫度下，該反應的平衡常數=1,因此溫度為830。答案：(1)(2)吸熱(3)830,1.（8分）（2010安徽高考）低溫脫硝技術可用于處理廢氣中的氮氧化物，發(fā)生的化學反應為：2NH3(g)+NO(g)+NO2(g)2N2（g）+3H2OH<0在恒容的密閉容器中，下列有關說法正確的是()A.平衡時，其他條件不變，升高溫度可使該反應的平衡常數增大,B.平衡時，其他條件不變，增加NH3的濃度，廢氣中氮氧化物的轉化率減小C.單位時間內消耗NO和N2的物質的量之比為12時，反應達到平衡D.其他條件不變，使用高效催化劑，廢氣中氮氧化物的轉化率增大,【解析】選C。化學平衡常數只與溫度有關，對于吸熱反應而言，升高溫度，該反應的化學平衡常數增大，反之減小。增大某種反應物的濃度，另一種反應物的轉化率增大，而自身的轉化率反而減小。A項，因該反應為放熱反應，故升高溫度，平衡常數減小，A錯；B項，增大一種反應物濃度，其余反應物的轉化率必增大，B錯；使用催化劑，化學平衡不移動，D錯。,2.（12分）（2010山東高考改造題）一定溫度下，向1L密閉容器中加入1molHI(g)，發(fā)生反應2HIH2+I2，H2物質的量隨時間的變化如圖所示。（1）02min內的平均反應速率v(HI)=_。該溫度下，H2（g)+I2(g)2HI（g）的平衡常數K=_。,（2）相同溫度下，若開始加入HI（g)的物質的量是原來的2倍，則_是原來的2倍。a.平衡常數b.HI的平衡濃度c.達到平衡的時間d.平衡時H2的體積分數,【解析】（1）由題干數據分析該反應：H2（g）+I2（g）2HI（g）起始：001mol轉化：0.1mol0.1mol0.2mol平衡：0.1mol0.1mol0.8mol02min內平均反應速率v(HI)=平衡常數,（2）若開始加入HI的物質的量是原來的2倍，相當于先將HI加入到2L的容器，再將體積壓縮至1L，因為該反應為等體積反應，加壓平衡不移動，所以HI的濃度為原來的2倍，H2的體積分數不變；溫度不變，平衡常數不變；加入HI的物質的量增大，反應物濃度增大，反應速率加快，達到平衡的時間縮短。答案：(1)0.1molL-1min-164(2)b,本部分內容講解結束,同學們,來學校和回家的路上要注意安全,同學們,來學校和回家的路上要注意安全,