高中化學（課標點擊+知識導學+典例精析）第二章 第三節(jié) 第3課時 化學平衡常數(shù)課件 新人教版選修4

第二章化學反應速率和化學平衡第二章化學反應速率和化學平衡第三節(jié)化學平衡第三節(jié)化學平衡第第3課時化學平衡常數(shù)課時化學平衡常數(shù) 欄目鏈接欄目鏈接1 .理解化學平衡常數(shù)的含義，能夠利用化學平衡常數(shù)理解化學平衡常數(shù)的含義，能夠利用化學平衡常數(shù)進行簡單的計算進行簡單的計算。2.了解等效平衡的含義、類型和分析方法。了解等效平衡的含義、類型和分析方法。3.了解化學反應速率和化學平衡的調(diào)控在生活、生產(chǎn)和了解化學反應速率和化學平衡的調(diào)控在生活、生產(chǎn)和科學研究領(lǐng)域中的重要作用?？茖W研究領(lǐng)域中的重要作用。 欄目鏈接欄目鏈接 欄目鏈接欄目鏈接 欄目鏈接欄目鏈接1定義定義在在_下，當一個可逆反應達到下，當一個可逆反應達到_時，生時，生成物成物_與反應物與反應物_的比值是一個常數(shù)，的比值是一個常數(shù)，這個常數(shù)就是該反應的化學平衡常數(shù)，簡稱平衡常數(shù)，用這個常數(shù)就是該反應的化學平衡常數(shù)，簡稱平衡常數(shù)，用符號符號_表示表示。2. 表達式表達式對于一般的可逆反應對于一般的可逆反應mA(g)nB(g)pC(g)qD(g)，在一定溫度下，在一定溫度下，K_。要點化學平衡常數(shù)要點化學平衡常數(shù) 欄目鏈接欄目鏈接一定溫度一定溫度化學平衡化學平衡濃度冪之積濃度冪之積濃度冪之積濃度冪之積K3影響影響K只受只受_影響，與反應物或生成物的影響，與反應物或生成物的 _ 無關(guān)無關(guān)。4意義意義K值越大，說明平衡體系中生成物所占的比例值越大，說明平衡體系中生成物所占的比例_，它，它的正向反應進行的程度的正向反應進行的程度_，即該反應進行得越，即該反應進行得越_，反應物轉(zhuǎn)化率，反應物轉(zhuǎn)化率_；反之，就越；反之，就越_，轉(zhuǎn)化率就轉(zhuǎn)化率就_。一般地說，。一般地說，_時，該反應進行得時，該反應進行得就基本完全了。就基本完全了。5反應物的轉(zhuǎn)化率反應物的轉(zhuǎn)化率某個指定反應物的轉(zhuǎn)化率某個指定反應物的轉(zhuǎn)化率_100%100%。 欄目鏈接欄目鏈接溫度溫度濃度變化濃度變化越大越大越大越大完全完全越大越大不完全不完全越小越小K105應用應用思考思考1.平衡向正反應方向移動，反應物的轉(zhuǎn)化率是否一定增大？平衡向正反應方向移動，反應物的轉(zhuǎn)化率是否一定增大？提示：提示：不一定。平衡向正反應方向移動時反應物的轉(zhuǎn)化不一定。平衡向正反應方向移動時反應物的轉(zhuǎn)化率如何變化，要根據(jù)具體反應及引起平衡移動的原因而定。率如何變化，要根據(jù)具體反應及引起平衡移動的原因而定。對于正反應是氣體體積減小的吸熱反應而言，增大壓強或升對于正反應是氣體體積減小的吸熱反應而言，增大壓強或升高溫度，平衡向正反應方向移動，反應物轉(zhuǎn)化率都增大；對高溫度，平衡向正反應方向移動，反應物轉(zhuǎn)化率都增大；對于兩種以上反應物的反應，若只增大一種反應物的濃度，平于兩種以上反應物的反應，若只增大一種反應物的濃度，平衡正向移動，另一種物質(zhì)的轉(zhuǎn)化率增大，而本身的轉(zhuǎn)化率降衡正向移動，另一種物質(zhì)的轉(zhuǎn)化率增大，而本身的轉(zhuǎn)化率降低。低。 欄目鏈接欄目鏈接提示：提示：不一定，不一定，K只受溫度影響。升高溫度，吸熱反應只受溫度影響。升高溫度，吸熱反應的平衡常數(shù)增大，放熱反應的平衡常數(shù)減?。唤档蜏囟?，吸的平衡常數(shù)增大，放熱反應的平衡常數(shù)減??；降低溫度，吸熱反應的平衡常數(shù)減小，放熱反應的平衡常數(shù)增大。熱反應的平衡常數(shù)減小，放熱反應的平衡常數(shù)增大。2.升高溫度，化學平衡常數(shù)一定增大嗎？升高溫度，化學平衡常數(shù)一定增大嗎？ 欄目鏈接欄目鏈接應用應用思考思考綜合綜合拓展拓展化學平衡常數(shù)使用注意事項及應用化學平衡常數(shù)使用注意事項及應用1使用化學平衡常數(shù)應注意的問題使用化學平衡常數(shù)應注意的問題(1)化學平衡常數(shù)只與溫度有關(guān)，與反應物或生成物的濃化學平衡常數(shù)只與溫度有關(guān)，與反應物或生成物的濃度無關(guān)。度無關(guān)。(2)反應物或生成物中有固體和純液體存在時，由于其濃反應物或生成物中有固體和純液體存在時，由于其濃度可看做度可看做“1”而不代入公式。而不代入公式。(3)化學平衡常數(shù)是指某一具體反應的平衡常數(shù)?；瘜W平衡常數(shù)是指某一具體反應的平衡常數(shù)。若反應方向改變，則平衡常數(shù)改變；若反應方向改變，則平衡常數(shù)改變；若化學方程式中各物質(zhì)的化學計量數(shù)等倍擴大或縮小，若化學方程式中各物質(zhì)的化學計量數(shù)等倍擴大或縮小，盡管是同一反應，平衡常數(shù)也會改變。盡管是同一反應，平衡常數(shù)也會改變。 欄目鏈接欄目鏈接2平衡常數(shù)的應用平衡常數(shù)的應用(1)平衡常數(shù)的大小反映了化學反應進行的程度平衡常數(shù)的大小反映了化學反應進行的程度(也叫反應也叫反應的限度的限度)：K值越大，表示反應進行得越完全，反應物轉(zhuǎn)化率越大；值越大，表示反應進行得越完全，反應物轉(zhuǎn)化率越大；K值越小，表示反應進行得越不完全，反應物轉(zhuǎn)化率越小。值越小，表示反應進行得越不完全，反應物轉(zhuǎn)化率越小。(2)判斷正在進行的可逆是否平衡及反應向何方向進行：判斷正在進行的可逆是否平衡及反應向何方向進行：對于可逆反應：對于可逆反應：mA(g)nB(g)pC(g)qD(g)，在一定，在一定的溫度下的任意時刻，反應物的濃度和生成物的濃度有如下的溫度下的任意時刻，反應物的濃度和生成物的濃度有如下關(guān)系：關(guān)系：Qccp(C)cq(D)/cm(A)cn(B)，叫該反應的濃度墑。，叫該反應的濃度墑。 欄目鏈接欄目鏈接QcK ，反應向正反應方向進行，反應向正反應方向進行QcK ，反應處于平衡狀態(tài)，反應處于平衡狀態(tài)QcK ，反應向逆反應方向進行，反應向逆反應方向進行(3)利用利用K可判斷反應的熱效應：可判斷反應的熱效應：若升高溫度，若升高溫度，K值增大，則正反應為吸熱反應；值增大，則正反應為吸熱反應；若升高溫度，若升高溫度，K值減小，則正反應為放熱反應。值減小，則正反應為放熱反應。 欄目鏈接欄目鏈接特別提示：特別提示：化學平衡常數(shù)表達式中各物質(zhì)的濃度必須化學平衡常數(shù)表達式中各物質(zhì)的濃度必須是平衡狀態(tài)下的濃度，不能用任一時刻的濃度值。是平衡狀態(tài)下的濃度，不能用任一時刻的濃度值。,化學平化學平衡常數(shù)不表示反應的快慢，即化學反應速率快，衡常數(shù)不表示反應的快慢，即化學反應速率快，K值不一定值不一定大。大。,使用催化劑能改變化學反應速率，但不會改變化學平使用催化劑能改變化學反應速率，但不會改變化學平衡常數(shù)。衡常數(shù)。 欄目鏈接欄目鏈接3使用平衡常數(shù)應注意的幾個問題使用平衡常數(shù)應注意的幾個問題(1)化學平衡常數(shù)只與溫度有關(guān)，與反應物或生成物的化學平衡常數(shù)只與溫度有關(guān)，與反應物或生成物的濃度無關(guān)。濃度無關(guān)。(2)在平衡常數(shù)表達式中：水在平衡常數(shù)表達式中：水(液態(tài)液態(tài))的濃度、固體物質(zhì)的的濃度、固體物質(zhì)的濃度不寫。濃度不寫。C(s)H2O(g)CO(g)H2(g)，Kc(CO)c(H2)/c(H2O)Fe(s)CO(g)Fe(s)CO2(g)，Kc(CO2)/c(CO) 欄目鏈接欄目鏈接 (3)化學平衡常數(shù)表達式與化學方程式的書寫有關(guān)。化學平衡常數(shù)表達式與化學方程式的書寫有關(guān)。例如例如：N2(g)3H2(g)2NH3(g)的平衡常數(shù)為的平衡常數(shù)為K1，N2(g)H2(g)NH3(g)的平衡常數(shù)為的平衡常數(shù)為K2，NH3(g)N2(g)H2(g)的平衡常數(shù)為的平衡常數(shù)為K3。K1和和K2的關(guān)系式為：的關(guān)系式為：K1K；K2和和K3的關(guān)系式為：的關(guān)系式為：K2K31；K1和和K3的關(guān)系式為：的關(guān)系式為：K1K321。 欄目鏈接欄目鏈接 欄目鏈接欄目鏈接下列關(guān)于平衡常數(shù)下列關(guān)于平衡常數(shù)K的說法中，正確的是的說法中，正確的是()平衡常數(shù)平衡常數(shù)K只與反應本身及溫度有關(guān)只與反應本身及溫度有關(guān)改變反應物濃改變反應物濃度或生成物濃度都會改變平衡常數(shù)度或生成物濃度都會改變平衡常數(shù)K加入催化劑不改變平加入催化劑不改變平衡常數(shù)衡常數(shù)K平衡常數(shù)平衡常數(shù)K只與溫度有關(guān)，與反應的本身及濃度、只與溫度有關(guān)，與反應的本身及濃度、壓強無關(guān)壓強無關(guān)ABC D嘗試嘗試應用應用 欄目鏈接欄目鏈接解析：解析：平衡常數(shù)平衡常數(shù)K是一個溫度常數(shù)，只與反應本身及是一個溫度常數(shù)，只與反應本身及溫度有關(guān)，催化劑不能改變化學平衡，故加入催化劑不改溫度有關(guān)，催化劑不能改變化學平衡，故加入催化劑不改變平衡常數(shù)變平衡常數(shù)K。答案：答案：D 欄目鏈接欄目鏈接 欄目鏈接欄目鏈接例例 一定溫度下的密閉容器中存在如下反應：一定溫度下的密閉容器中存在如下反應：2SO2(g)O2(g)催化劑催化劑2SO3(g)，知，知c始始(SO2)0.4 mol/L，c始始(O2)1 mol/L，經(jīng)測定該反應在該溫度下的平衡常數(shù)，經(jīng)測定該反應在該溫度下的平衡常數(shù)K19，試判，試判斷：斷：(1)當當SO2轉(zhuǎn)化率為轉(zhuǎn)化率為50%時，該反應是否達到平衡狀態(tài)？時，該反應是否達到平衡狀態(tài)？若未達到，向哪個方向進行？若未達到，向哪個方向進行？有關(guān)化學平衡常數(shù)的計算及應用有關(guān)化學平衡常數(shù)的計算及應用 欄目鏈接欄目鏈接 解析解析：(1)2SO2O2 2SO3開始開始/(mol/L) 0.4 1 0轉(zhuǎn)化轉(zhuǎn)化/(mol/L) 0.2 0.1 0.2轉(zhuǎn)化后轉(zhuǎn)化后/(mol/L) 0.2 0.9 0.2 此時：此時： =1.1119，可知，可知當當SO2轉(zhuǎn)化率為轉(zhuǎn)化率為50%時，反應未達到平衡狀態(tài)，反應向正反應時，反應未達到平衡狀態(tài)，反應向正反應方向進行。方向進行。答案：答案：(1)反應反應QcK，反應未達到平衡狀態(tài)，反應向正反應，反應未達到平衡狀態(tài)，反應向正反應方向進行方向進行 欄目鏈接欄目鏈接2232222()1SO0.2SOO0.2 0.90.9ccc(2)達到平衡狀態(tài)時，達到平衡狀態(tài)時，SO2的轉(zhuǎn)化率應為多少？的轉(zhuǎn)化率應為多少？解析：解析：(2)設(shè)達到平衡時，設(shè)達到平衡時，SO2轉(zhuǎn)化的物質(zhì)的量濃度為轉(zhuǎn)化的物質(zhì)的量濃度為x，則則O2轉(zhuǎn)化，生成轉(zhuǎn)化，生成SO3為為x。所以：。所以：K 19，x0.32 mol/L故故SO2的轉(zhuǎn)化率為的轉(zhuǎn)化率為100% 80%。答案：答案：(2)80%名師點睛：名師點睛：化學平衡的計算化學平衡的計算“三段式三段式”分析法分析法 欄目鏈接欄目鏈接22120.4xxx 欄目鏈接欄目鏈接0.32mol/ L100=0.4mol/ L1模式模式mA(g)nB(g) pC(g)qD(g)起始量起始量 a b 0 0變化量變化量 mx nx px qx平衡量平衡量 amx bnx px qx 對于反應物：對于反應物：n(平平)n(始始)n(變變)； 對于生成物：對于生成物：n(平平)n(始始)n(變變)。 欄目鏈接欄目鏈接2解題基本思路解題基本思路(1)設(shè)未知數(shù)：具體題目要具體分析，靈活設(shè)立，一般設(shè)設(shè)未知數(shù)：具體題目要具體分析，靈活設(shè)立，一般設(shè)某物質(zhì)的轉(zhuǎn)化量為某物質(zhì)的轉(zhuǎn)化量為x。(2)確定三個量：根據(jù)反應物、生成物及變化量的三者關(guān)確定三個量：根據(jù)反應物、生成物及變化量的三者關(guān)系代入未知數(shù)確定平衡體系中各物質(zhì)的起始量、變化量、平系代入未知數(shù)確定平衡體系中各物質(zhì)的起始量、變化量、平衡量并按衡量并按“1”中中“模式模式”列表。列表。(3)解答題設(shè)問題：明確了解答題設(shè)問題：明確了“始始”“”“變變”“”“平平”三個量的三個量的具體數(shù)值，再根據(jù)相應關(guān)系求反應物轉(zhuǎn)化率、混合氣體的密具體數(shù)值，再根據(jù)相應關(guān)系求反應物轉(zhuǎn)化率、混合氣體的密度、平均相對分子質(zhì)量等，給出題目答案。度、平均相對分子質(zhì)量等，給出題目答案。 欄目鏈接欄目鏈接3化學平衡計算中用到的基本關(guān)系與定律化學平衡計算中用到的基本關(guān)系與定律(1)各物質(zhì)濃度變化量之比反應式中的化學計量數(shù)之各物質(zhì)濃度變化量之比反應式中的化學計量數(shù)之比。比。(2)反應物轉(zhuǎn)化率其消耗濃度與起始濃度之比。反應物轉(zhuǎn)化率其消耗濃度與起始濃度之比。(3)平衡時某組分的體積分數(shù)該組分在平衡混合物中平衡時某組分的體積分數(shù)該組分在平衡混合物中的物質(zhì)的量的分數(shù)。的物質(zhì)的量的分數(shù)。(4)阿伏加德羅定律及其推論。阿伏加德羅定律及其推論。 欄目鏈接欄目鏈接(5)改變平衡條件時，氣體的平均相對分子質(zhì)量改變平衡條件時，氣體的平均相對分子質(zhì)量()變化的變化的規(guī)律：規(guī)律：體系中若全為氣體：據(jù)體系中若全為氣體：據(jù) m(總總)/n(總總)直接判斷；直接判斷；體系中若有固體或液體：當氣體的物質(zhì)的量不變時，體系中若有固體或液體：當氣體的物質(zhì)的量不變時，據(jù)上式判斷；當氣體的物質(zhì)的量改變時，則須根據(jù)混合氣體據(jù)上式判斷；當氣體的物質(zhì)的量改變時，則須根據(jù)混合氣體中各組分氣體體積比計算：中各組分氣體體積比計算： M1V1%M2V2%。 欄目鏈接欄目鏈接MM變式變式應用應用(2013海南卷，節(jié)選海南卷，節(jié)選)反應反應A(g)B(g) C(g)在容積為在容積為1.0 L的密閉容器中進行，的密閉容器中進行，A的初始濃度為的初始濃度為0.050 mol/L。溫度。溫度T1和和T2下下A的濃度與時間關(guān)系如圖所示?；卮鹣铝袉栴}：的濃度與時間關(guān)系如圖所示。回答下列問題： 欄目鏈接欄目鏈接上述反應的溫度上述反應的溫度T1_T2，平衡常數(shù)，平衡常數(shù)K(T1)_K(T2)(填填“大于大于”、“小于小于”或或“等于等于”)。 欄目鏈接欄目鏈接解析：解析：圖中顯示，圖中顯示，T2時達到平衡所用時間少，反應速率時達到平衡所用時間少，反應速率大，所以溫度高；而溫度越高大，所以溫度高；而溫度越高c(A)越小，可判斷反應為吸熱越小，可判斷反應為吸熱反應，故升溫反應，故升溫K將增大。所以溫度將增大。所以溫度T1小于小于T2，平衡常數(shù)，平衡常數(shù)K(T1) 小于小于K(T2)。答案：答案：小于小于小于小于 欄目鏈接欄目鏈接