高三化学一轮复习精品学案:化学平衡常数及转化率的计算

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第25讲化学平衡常数及转化率的计算

考纲要求

1.了解化学平衡常数(K)的含义。

2.能利用化学平衡常数进行相关计算。

考点一 化学平衡常数的概念及应用

1.概念

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,用符号K 表示。 2.表达式

对于反应m A(g)+n B(g)

p C(g)+q D(g),

K =c p (C )·c q (D )c m (A )·c n (B )(固体和纯液体的浓度视为常数,通常不计入平衡常数表达式中)。

3.意义及影响因素

(1)K 值越大,反应物的转化率越大,正反应进行的程度越大。 (2)K 只受温度影响,与反应物或生成物的浓度变化无关。 (3)化学平衡常数是指某一具体反应的平衡常数。 4.应用

(1)判断可逆反应进行的程度。

(2)利用化学平衡常数,判断反应是否达到平衡或向何方向进行。 对于化学反应a A(g)+b B(g)

c C(g)+

d D(g)的任意状态,浓度商:Q =c c (C )·c d (D )

c a (A )·c b (B )

Q <K ,反应向正反应方向进行; Q =K ,反应处于平衡状态; Q >K ,反应向逆反应方向进行。

(3)利用K 可判断反应的热效应:若升高温度,K 值增大,则正反应为吸热反应;若升高温度,K 值减小,则正反应为放热反应。

(1)平衡常数表达式中,可以是物质的任一浓度()

(2)催化剂能改变化学反应速率,也能改变平衡常数()

(3)平衡常数发生变化,化学平衡不一定发生移动()

(4)化学平衡发生移动,平衡常数不一定发生变化()

(5)平衡常数和转化率都能体现可逆反应进行的程度()

(6)化学平衡常数只受温度的影响,温度升高,化学平衡常数的变化取决于该反应的反应热()

答案(1)×(2)×(3)×(4)√(5)√(6)√

书写下列反应的平衡常数表达式。

(1)Cl2+H2O HCl+HClO

(2)C(s)+H 2O(g)

CO(g)+H 2(g)

(3)CH 3COOH +C 2H 5OH

CH 3COOC 2H 5+H 2O

(4)CO 2-3+H 2O

HCO -3+OH -

(5)CaCO 3(s)CaO(s)+CO 2(g)

答案 (1)K =c (HCl )·c (HClO )c (Cl 2)

(2)K =c (CO )·c (H 2)c (H 2O )

(3)K =c (CH 3COOC 2H 5)·c (H 2O )

c (CH 3COOH )·c (C 2H 5OH )

(4)K =c (OH -

)·c (HCO -

3)c (CO 2-

3) (5)K =c (CO 2)

题组一 化学平衡常数表达式的书写 1.写出下列反应的平衡常数表达式: (1)4NO 2(g)+2NaCl(s)2NaNO 3(s)+2NO(g)+Cl 2(g)

K =________________。

(2)人体中肌红蛋白(Mb)与血红蛋白(Hb)的主要功能为运输氧气与二氧化碳,肌红蛋白(Mb)可以与小分子X(如氧气或一氧化碳)结合,反应方程式为Mb(aq)+X(g)

MbX(aq),反应的平

衡常数表达式K =____________________________________________________________。 答案 (1)c 2(NO )·c (Cl 2)c 4(NO 2) (2)c (MbX )

c (Mb )·c (X )

2.甲醇是重要的化学工业基础原料和清洁液体燃料。工业上可利用CO 或CO 2来生产燃料甲醇。已知制备甲醇的有关化学反应以及在不同温度下的化学反应平衡常数如下表所示:

①2H 2(g)+CO(g)CH 3OH(g) ②H 2(g)+CO 2(g)H 2O(g)+CO(g) ③3H 2(g)+CO 2(g)

CH 3OH(g)+H 2O(g)

(1)据反应①与②可推导出K 1、K 2与K 3之间的关系,则K 3=________(用K 1、K 2表示)。 (2)反应③的ΔH ________(填“>”或“<”)0。

答案 (1)K 1·K 2 (2)<

解析 (1)K 1=c (CH 3OH )c 2(H 2)·c (CO ),

K 2=c (CO )·c (H 2O )

c (H 2)·c (CO 2),

K 3=c (H 2O )·c (CH 3OH )c 3(H 2)·c (CO 2),

K 3=K 1·K 2。

(2)根据K 3=K 1·K 2,500℃、800℃时,反应③的平衡常数分别为2.5,0.375;升温,K 减小,平衡左移,正反应为放热反应,所以ΔH <0。

1.化学平衡常数与具体的化学反应方程式有关,同一类型的化学方程式,化学计量数不同,则K 不同。

2.在水溶液中进行的可逆反应,水可视为纯液体,不要写入化学平衡常数表达式中;固体也不能写入化学平衡常数表达式中。

题组二 影响化学平衡常数的因素

3.(2018·西安市铁一中学质检)O 3是一种很好的消毒剂,具有高效、洁净、方便、经济等优点。O 3可溶于水,在水中易分解,产生的[O]为游离氧原子,有很强的杀菌消毒能力。常温常压下发生的反应如下: 反应① O 3

O 2+[O] ΔH >0 平衡常数为K 1;

反应② [O]+O 32O 2 ΔH <0 平衡常数为K 2; 总反应:2O 3

3O 2 ΔH <0 平衡常数为K 。

下列叙述正确的是( ) A .降低温度,总反应K 减小 B .K =K 1+K 2

C .适当升温,可提高消毒效率

D .压强增大,K 2减小

答案 C

解析 降温,总反应平衡向右移动,K 增大,A 项错误;K 1=c (O 2)·c ([O])c (O 3)、K 2=c 2(O 2)c ([O])·c (O 3)、

K =c 3(O 2)

c 2(O 3)

=K 1·K 2,B 项错误;升高温度,反应①平衡向右移动,c ([O])增大,可提高消毒效

率,C项正确;对于给定的反应,平衡常数只与温度有关,D项错误。

4.在一个体积为2L的真空密闭容器中加入0.5molCaCO3,发生反应CaCO3(s)CaO (s)+CO2(g),测得二氧化碳的物质的量浓度随温度的变化关系如下图所示,图中A表示CO2的平衡浓度与温度的关系曲线,B表示不同温度下反应经过相同时间时CO2的物质的量浓度的变化曲线。请按要求回答下列问题:

(1)该反应正反应为______(填“吸”或“放”)热反应;温度为T5时,该反应耗时40s达到平衡,则此温度下,该反应的平衡常数数值为________。

(2)如果该反应的平衡常数K值变大,该反应________(填编号)。

a.一定向逆反应方向移动

b.在平衡移动时正反应速率先增大后减小

c.一定向正反应方向移动

d.在平衡移动时逆反应速率先减小后增大

(3)请说明随温度的升高,曲线B向曲线A逼近的原因:______________________________。

(4)保持温度、体积不变,充入CO2气体,则CaCO3的质量________,CaO的质量________,CO2的浓度________(填“增大”“减小”或“不变”)。

答案(1)吸0.20(2)bc(3)随着温度升高,反应速率加快,达到平衡所需要的时间变短(4)增大减小不变

解析(1)T5时,c(CO2)=0.20mol·L-1,K=c(CO2)=0.20。

(2)K值增大,平衡正向移动,正反应速率大于逆反应速率。

(4)体积不变,增大c(CO2),平衡左移,CaCO3质量增大,CaO质量减小,由于温度不变,K 不变,所以c(CO2)不变。

注意 浓度、压强引起化学平衡发生移动时,平衡常数不变,只有温度变化引起的化学平衡移动,平衡常数才发生变化。

5.(2017·山西八校联考)将一定量的SO 2(g)和O 2(g)分别通入体积为2L 的恒容密闭容器中,在不同温度下进行反应,得到如下表中的两组数据:

实验 编号 温度/℃ 平衡常数

起始量/mol 平衡量 /mol 达到平衡所需时间/min

SO 2

O 2 SO 2 O 2 1 T 1 K 1 4 2 x 0.8 6 2

T 2

K 2

4

2

0.4

y

t

下列说法中不正确的是( ) A .x =2.4

B .T 1、T 2的关系:T 1>T 2

C .K 1、K 2的关系:K 2>K 1

D .实验1在前6min 的反应速率v (SO 2)=0.2mol·L -

1·min -

1

答案 A

解析 根据题中信息可列“三段式”:

2SO 2(g)+O 2(g)2SO 3(g)

n (起始)/mol 4 2 n (转化)/mol 4-x 2-0.8 n (平衡)/mol x 0.8 (4-x )∶(2-0.8)=2∶1 解得:x =1.6 同理,解得y =0.2, 由于2SO 2(g)+O 2(g)

2SO 3(g)是放热反应,温度越高,反应正向进行的程度越小,根据x ,

y 可以判断出T 1>T 2,K 1<K 2。实验1在前6 min 的反应速率v (SO 2)=4 mol -1.6 mol 2 L ×6 min =

0.2 mol·L -1·min -1,故本题选A 。

题组三 化学平衡常数的应用

6.(2018·合肥高三模拟)在体积为1L 的密闭容器中,进行如下化学反应:CO 2(g)+H 2(g)

CO(g)+H 2O(g),化学平衡常数K 与温度T 的关系如下表:

T /℃ 700 800 850 1000 1200 K

0.6

0.9

1.0

1.7

2.6

回答下列问题:

(1)升高温度,化学平衡向________(填“正反应”或“逆反应”)方向移动。

(2)若某温度下,平衡浓度符合下列关系:c (CO 2)·c (H 2)=c (CO)·c (H 2O),此时的温度为________;在此温度下,若该容器中含有1molCO 2、1.2molH 2、0.75molCO 、1.5molH 2O ,则此时反应所处的状态为__________(填“向正反应方向进行中”“向逆反应方向进行中”或“平衡状态”)。

答案 (1)正反应 (2)850℃ 向正反应方向进行中

解析 (1)由表格数据,可知随着温度升高,平衡常数增大,说明化学平衡向正反应方向移动;

(2)c (CO 2)·c (H 2)=c (CO)·c (H 2O),则计算出K =1.0,即此时温度为850℃,此温度下c (CO )·c (H 2O )c (CO 2)·c (H 2)=0.75×1.5

1×1.2

<1.0,故反应向正反应方向进行中。

1.温度变化与化学平衡常数变化不一定对应。若正反应为吸热反应,升温,K 增大,降温,K 减小;若正反应为放热反应,则相反。

2.Q 与K 的表达式相同,但代入的浓度不同。K 的表达式中各物质浓度为平衡浓度,而Q 中为任意时刻物质的浓度。

考点二 有关化学平衡常数的计算

1.一个模式——“三段式” 如m A(g)+n B(g)

p C(g)+q D(g),令A 、B 起始物质的量浓度分别为a mol·L -

1、b mol·L -

1,

达到平衡后消耗A 的物质的量浓度为mx mol·L -

1。 m A(g)+n B(g)p C(g)+q D(g)

c 始/mol·L -

1ab 00 c 转/mol·L -1mxnxpxqx c 平/mol·L -1a -mxb -nxpxqx K =(px )p ·(qx )q

(a -mx )m ·(b -nx )n 。

2.明确三个量的关系

(1)三个量:即起始量、变化量、平衡量。 (2)关系

①对于同一反应物,起始量-变化量=平衡量。 ②对于同一生成物,起始量+变化量=平衡量。 ③各转化量之比等于各反应物的化学计量数之比。 3.掌握四个公式

(1)反应物的转化率=n (转化)n (起始)×100%=c (转化)c (起始)

×100%。

(2)生成物的产率:实际产量(指生成物)占理论产量的百分数。一般来讲,转化率越大,原料利用率越高,产率越大。 产率=实际产量

理论产量

×100%。

(3)平衡时混合物组分的百分含量=平衡量

平衡时各物质的总量

×100%。

(4)某组分的体积分数=某组分的物质的量

混合气体总的物质的量

×100%。

将固体NH4I置于密闭容器中,在一定温度下发生下列反应:①NH4I(s)NH3(g)+HI(g),②2HI(g)H2(g)+I2(g)。达到平衡时:c(H2)=0.5mol·L-1,c(HI)=4mol·L-1,则此温度下反应①的平衡常数为___________________________________________________________。答案20

解析由平衡时H2的浓度,可求得反应②分解消耗HI的浓度,c分解(HI)=0.5 mol·L-1×2=1 mol·L-1,故①式生成c(HI)=c平衡(HI)+c分解(HI)=4 mol·L-1+1 mol·L-1=5 mol·L-1,则c平衡(NH3)=5 mol·L-1,根据平衡常数表达式K=c平衡(NH3)·c平衡(HI)=5×4=20。

这是一道比较经典的“易错”题,极易错填成25。原因是将①式生成的c(HI)=5mol·L-1代入公式中进行求算,而未带入平衡时HI的浓度(4mol·L-1)。计算平衡常数时,应严格按照平衡常数的定义进行求算,代入的一定是物质的平衡浓度。

题组一化学平衡常数的单纯计算

1.(2018·南宁二中月考)在容积为 1.00L的容器中,通入一定量的N2O4,发生反应N2O4(g)2NO2(g),随温度升高,混合气体的颜色变深。

回答下列问题:

(1)反应的ΔH________(填“大于”或“小于”)0;100℃时,体系中各物质浓度随时间变化如上图所示。反应的平衡常数K1为________。

(2)100℃时达平衡后,改变反应温度为T,c(N2O4)以0.0020mol·L-1·s-1的平均速率降低,经10s又达到平衡。

①T________(填“大于”或“小于”)100℃,判断理由是_____________________________。

②列式计算温度T时反应的平衡常数K2_____________________________________________ ________________________________________________________________________。

答案(1)大于0.36

(2)①大于正反应吸热,反应向吸热方向进行,故温度升高

②平衡时,c(NO2)=0.0020mol·L-1·s-1×10s×2+0.120mol·L-1=0.160mol·L-1

c(N2O4)=0.040mol·L-1-0.0020mol·L-1·s-1×10s=0.020mol·L-1K2=(0.160)2

0.020=1.28

解析(1)升温,颜色变深,NO2增多,即平衡右移,所以正反应吸热,即ΔH>0。由题中图像可知平衡时NO2和N2O4的浓度,将数据代入平衡常数表达式计算即可。

(2)①由题意可知,改变温度使N2O4的浓度降低,即平衡正向移动,则应是升高温度,T大于100 ℃;②根据速率和时间,求出减少的N2O4的浓度为0.020 mol·L-1,则平衡时N2O4的浓度为0.020 mol·L-1,NO2的浓度为0.160 mol·L-1,由平衡常数表达式可得K2的值。

题组二化学平衡常数与转化率相结合计算

2.羰基硫(COS)可作为一种粮食熏蒸剂,能防止某些昆虫、线虫和真菌的危害。在恒容密闭容器中,将CO和H2S混合加热并达到下列平衡:

CO(g)+H2S(g)COS(g)+H2(g)K=0.1

反应前CO的物质的量为10mol,平衡后CO的物质的量为8mol。下列说法正确的是() A.升高温度,H2S浓度增加,表明该反应是吸热反应

B.通入CO后,正反应速率逐渐增大

C.反应前H2S物质的量为7mol

D.CO的平衡转化率为80%

答案 C

解析A项,升高温度,H2S浓度增大,说明平衡向逆反应方向移动,逆反应吸热,正反应放热,错误;B项,通入CO气体瞬间正反应速率增大,达到最大值,向正反应方向建立新的平衡,正反应速率逐渐减小,错误;C项,设反应前H2S的物质的量为n mol,容器的容积为1L,则

CO(g)+H2S(g)COS(g)+H2(g)K=0.1

n(始)/mol10n00

n(转)/mol2222

n (平)/mol8n -222

K =

2V ·2V

8V ·n -2V

=0.1,解得n =7,正确;D 项,根据上述计算可知CO 的转化率为20%,错误。 3.[2017·全国卷Ⅰ,28(3)]H 2S 与CO 2在高温下发生反应:H 2S(g)+CO 2(g)

COS(g)+

H 2O(g)。在610K 时,将0.10molCO 2与0.40molH 2S 充入2.5L 的空钢瓶中,反应平衡后水的物质的量分数为0.02。

①H 2S 的平衡转化率α1=________%,反应平衡常数K =________。

②在620K 重复实验,平衡后水的物质的量分数为0.03,H 2S 的转化率α2________α1,该反应的ΔH ________(填“>”“<”或“=”)0。

③向反应器中再分别充入下列气体,能使H 2S 转化率增大的是________(填标号) A .H 2SB .CO 2C .COSD .N 2

答案 ①2.5 2.8×10-3 ②> > ③B 解析 ①设平衡时H 2S 转化的物质的量为x 。

H 2S(g)+CO 2(g)

COS(g)+H 2O(g)

初始/mol 0.40 0.10 0 0 转化/mol xxxx

平衡/mol 0.40-x 0.10-xxx

由题意得:x (0.40 mol -x )+(0.10 mol -x )+x +x

=0.02

解得:x =0.01 mol

H 2S 的平衡转化率α1=0.01 mol

0.40 mol

×100%=2.5%

K =c (COS )·c (H 2O )c (H 2S )·c (CO 2)=0.012.5×0.01

2.5

0.40-0.012.5×0.10-0.012.5

=1351

≈2.8×10-3。

②温度升高,水的平衡物质的量分数增大,平衡右移,则H 2S 的转化率增大,故α2>α1。温度升高,平衡向吸热反应方向移动,故ΔH >0。

③A 项,充入H 2S ,、H 2S 的转化率反而减小;B 项,充入CO 2,增大了一种反应物的浓度,

能够提高另一种反应物的转化率,故H2S的转化率增大;C项,充入COS,平衡左移,H2S 的转化率减小;D项,充入N2,对平衡无影响,不改变H2S的转化率。

题组三有关化学平衡常数的另类计算

4.(2016·海南,16)顺-1,2-二甲基环丙烷和反-1,2-二甲基环丙烷可发生如下转化:

该反应的速率方程可表示为v(正)=k(正)c(顺)和v(逆)=k(逆)c(反),k(正)和k(逆)在一定温度时为常数,分别称作正、逆反应速率常数。回答下列问题:

(1)已知:t1温度下,k(正)=0.006s-1,k(逆)=0.002s-1,该温度下反应的平衡常数值K1=________;该反应的活化能E a(正)小于E a(逆),则ΔH________(填“小于”“等于”或“大于”)0。

(2)t2温度下,图中能表示顺式异构体的质量分数随时间变化的曲线是________(填曲线编号),平衡常数值K2=________;温度t1________(填“小于”“等于”或“大于”)t2,判断理由是________________________________________________________________________。

答案 (1)3 小于

(2)B 7

3

小于 该反应是放热反应,升高温度平衡向逆反应方向移动

解析 (1)根据v (正)=k (正)c (顺),k (正)=0.006s -1,则v (正)=0.006c (顺),v (逆)=k (逆)c (反),

k (逆)=0.002s -1,则v (逆)=0.002c (反),化学平衡状态时正、逆反应速率相等,则0.006c (顺)=0.002c (反),该温度下反应的平衡常数K 1=c (反)c (顺)=0.006

0.002=3;该反应的活化能E a (正)小于

E a (逆),说明断键吸收的能量小于成键释放的能量,即该反应为放热反应,则ΔH 小于0。(2)随着时间的推移,顺式异构体的质量分数不断减少,则符合条件的曲线是B 。设顺式异构体的起始浓度为x ,可逆反应左右物质的化学计量数相等,均为1,则平衡时,顺式异构体为0.3x ,反式异构体为0.7x ,所以平衡常数为K 2=0.7x 0.3x =7

3。因为K 1>K 2,放热反应升高温度时

平衡逆向移动,所以温度t 2>t 1。

5.一定量的CO 2与足量的C 在恒压密闭容器中发生反应:C(s)+CO 2(g)

2CO(g) ΔH =

+173kJ·mol -

1,若压强为p kPa ,平衡时体系中气体体积分数与温度的关系如图所示,回答下列问题:

(1)650℃时CO 2的平衡转化率为________。

(2)t 1℃时平衡常数K p =________(用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数);该温度下达平衡后若再充入等物质的量的CO 和CO 2气体,则平衡________(填“正向”“逆向”或“不”)移动,原因是_____________________________________________。

答案 (1)25% (2)0.5p 不 Q p =K p

解析 (1)650℃时,平衡时CO 2的体积分数为60%,设其物质的量为0.6mol ,则平衡时CO

的物质的量为0.4mol ,起始时CO 2的物质的量为0.6mol +1

2×0.4mol =0.8mol ,故CO 2的平

衡转化率为(0.8-0.6)mol

0.8mol ×100%=25%。(2)t 1℃时,平衡时CO 与CO 2的体积分数相等,其

平衡分压均为0.5p kPa ,则此时的平衡常数为K p =(0.5p )2

0.5p

=0.5p 。

K p含义:在化学平衡体系中,用各气体物质的分压替代浓度计算的平衡常数叫压强平衡常数。计算技巧:第一步,根据“三段式”法计算平衡体系中各物质的物质的量或物质的量浓度;第二步,计算各气体组分的物质的量分数或体积分数;第三步,根据分压计算分式求出各气体物质的分压,某气体的分压=气体总压强×该气体的体积分数(或物质的量分数);第四步,根据平衡常数计算公式代入计算。例如,N2(g)+3H2(g)2NH3(g),压强平衡常数表达式为

K p=p2(NH3)

p(N2)·p3(H2)

微专题化学反应原理在物

质制备中的调控作用

1.化学反应方向的判定

(1)自发反应

在一定条件下无需外界帮助就能自发进行的反应称为自发反应。

(2)熵和熵变的含义

①熵的含义

熵是衡量一个体系混乱度的物理量。用符号S表示。同一条件下,不同物质有不同的熵值,同一物质在不同状态下熵值也不同,一般规律是S(g)>S(l)>S(s)。

②熵变的含义

熵变是反应前后体系熵的变化,用ΔS表示,化学反应的ΔS越大,越有利于反应自发进行。

(3)判断化学反应方向的判据

ΔG=ΔH-TΔS

ΔG<0时,反应能自发进行;

ΔG=0时,反应达到平衡状态;

ΔG>0时,反应不能自发进行。

2.化工生产适宜条件选择的一般原则

(1)从化学反应速率分析,既不能过快,又不能太慢。

(2)从化学平衡移动分析,既要注意外界条件对速率和平衡影响的一致性,又要注意二者影响的矛盾性。

(3)从原料的利用率分析,增加易得廉价原料,提高难得高价原料的利用率,从而降低生产成本。

(4)从实际生产能力分析,如设备承受高温、高压能力等。

(5)注意催化剂的活性对温度的限制。

3.平衡类问题需综合考虑的几个方面

(1)原料的来源、除杂,尤其考虑杂质对平衡的影响。

(2)原料的循环利用。

(3)产物的污染处理。

(4)产物的酸碱性对反应的影响。

(5)气体产物的压强对平衡造成的影响。

(6)改变外界条件对多平衡体系的影响。

专题训练

1.(2017·四川资阳诊断)无机盐储氢是目前科学家正在研究的储氢新技术,其原理如下:

NaHCO3(s)+H2(g)Pd或PdO

70℃,0.1MPa

HCOONa(s)+H2O(l)

在2L恒容密闭容器中加入足量碳酸氢钠固体并充入一定量的H2(g),在上述条件下发生反应,体系中H2的物质的量与反应时间的关系如表所示:

t/min 0 2 4 6 8 10

n(H2)/mol 2.0 1.5 1.2 0.9 0.8 0.8

下列推断正确的是()

A.当容器内气体的相对分子质量不再变化时,反应达到平衡状态

B.0~4min内H2的平均反应速率v(H2)=0.2mol·L-1·min-1

C.若温度不变,平衡后再充入2molH2,达到新平衡时c(H2)=0.4mol·L-1

D.若保持温度不变,平衡后再充入少量H2,H2的转化率减小

答案 C

解析该可逆反应中只有H2呈气态,H2的相对分子质量始终保持不变,A项错误;v(H2)=(2.0-1.2)mol

2L×4min

=0.1mol·L-1·min-1,B项错误;达到平衡时c(H2)=0.4mol·L-1,平衡常数

K=1

c(H2)

,温度不变时平衡常数不变,再充入H2达到新平衡时,H2的平衡浓度保持不变,C 项正确;温度不变,再充入H2,相当于将原体系压缩,平衡向右移动,H2的转化率增大,D 项错误。

2.①C3H6(g)+NH3(g)+3

2O2(g)===C3H3N(g)+3H2O(g)ΔH=-515kJ·mol

-1②C3H6(g)+

化学平衡常数学案(含答案)

化学平衡常数学案 设计老师: 班级: 姓名: . 一、化学平衡常数 1、定义: 在一定温度下,当一个可逆反应达到平衡时,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(简称平衡常数),用“K ”表示。 2、表达式: 对于一般的可逆反应:mA(g)+nB pC(g)+qd(g),当在一定温度下达到平衡时,K=________ 3、特点:K 只受_______和_______影响,与反应物或生成物的无关。 4、意义: (1).平衡常数的大小反映了化学反应进行的程度 ①K 值越大,说明平衡体系中生成物所占比例_________。它的正向反应进行的程度________,即该反 应进行得越_____,反应物的转化率_______。 ②K 值越小,说明平衡体系中生成物所占比例_________,它的正向反应进行的程度_______,即该反应进行的程度越_____,反应物的转化率___________。 ③.一般当K >______时,该反应进行得基本完全。 (2).判断正在进行的可逆反应是处于平衡状态及反应向何方向进行: 对于可逆反应:mA(g)+ nB(g)pC(g)+ qD(g),在一定的温度下的任意时刻,反应物的浓度和 生成物的浓度有如下关系: Q c 是该反应的浓度商。 Q c <K ,未达到平衡,反应向 进行, Q c =K ,反应处于平衡状态 Q c >K ,未达到平衡,反应向 进行 【温馨提示】: 化学平衡常数(K )与浓度商(Q c )的表达式相同,但在表达式中各物质的浓度不同,K 值中各物 质的浓度必须是平衡状态下的浓度,而Q c 值中是在任一时刻的浓度。 (3).利用K可判断反应的热效应 若升高温度,K值增大,则正反应为 反应(填“吸热”或“放热”)。 若升高温度,K值减小,则正反应为 反应(填“吸热”或“放热”)。 【问题思考】: 不同温度时,反应:H 2(g)+I 2(g) 2HI(g),的浓度平衡常数与温度的关系如下: 温度 623 698 763 化学平衡常66.9 54.4 45.9 ) ()()()(B c A c D c C c Q n m q p C

化学平衡常数学案

化学平衡常数 适用学科化学适用年级高二适用区域天津课时时长(分钟)60 知识点化学平衡常数的定义 影响平衡常数的因素 学习目标1、化学平衡常数的概念 2、化学平衡常数表达式 3、影响化学平衡常数的因素 学习重点1、化学平衡常数的概念 2、化学平衡常数的表达式 学习难点1、化学平衡常数表达式 学习过程 一、复习预习 平衡常数表达式及其意义 对于化学反应mA+nB pC+qD 在一定温度下达到化学平衡时,其平衡常数表达式为: 二、知识讲解

考点1、平衡常数的书写 在应用平衡常数表达式时,稀溶液中的水分子浓度可不写。因为稀溶液的密度接近于1 g/mL。水的物质的量浓度为55.6 mol/L。在化学变化过程中,水量的改变对水的浓度变化影响极小,所以水的浓度是一个常数,此常数可归并到平衡常数中去。例如: 平衡常数表达式为: 对于非水溶液中的反应,溶剂的浓度同样是常数。 考点2、含有固体物质的平衡常数书写 当反应中有固体物质参加时,分子间的碰撞只能在固体表面进行,固体的物质的量浓度对反应速率和平衡没有影响,因此,固体的“浓度”作为常数,在平衡常数表达式中,就不写固体的浓度。例如,赤热的四氧化三铁与氢气的反应: 平衡常数K=c(CO2) 考点3、系数为分数的平衡常数书写 化学平衡常数表达式与化学方程式的书写方式有关。同一个化学反应,由于书写的方式不同,各反应物、生成物的化学计量数不同,平衡常数就不同。但是这些平衡常数可以相互换算。例如:氨的合成反应,如写成

三、例题精析 【例题1】 【题干】下列说法正确的是() A.凡是放热反应都是自发的,因为吸热反应都是非自发的 B.自发反应的熵一定增大,非自发反应的熵一定减小 C.常温下,反应C(s)+CO2(g)2CO(g)不能自发进行,则该反应的ΔH>0 D.反应2Mg(s)+CO2(g)===C(s)+2MgO(s)能自发进行,则该反应的ΔH>0 【答案】C 【解析】反应的自发性是由熵变和焓变共同决定的。若ΔH<0,ΔS>0,则一定自发,若ΔH>0,ΔS<0,则一定不能自发,若ΔH<0,ΔS<0或ΔH>0,ΔS>0,反应能否自发,和温度有关,A、B错误;C项中反应的ΔS>0,若ΔH<0,则一定自发,现常温下不自发,说明ΔH>0,正确;D项中反应的ΔS<0,能自发,说明ΔH<0,错误。 【例题2】 【题干】反应Fe(s)+CO2(g)=FeO(s)+CO(g),700 ℃时平衡常数为1.47,900 ℃时平衡常数为2.15。下列说法正确的是() A.升高温度该反应的正反应速率增大,逆反应速率减小

化学平衡常数及其计算训练题

化学平衡常数及其计算训练题 1.O 3是一种很好的消毒剂,具有高效、洁净、方便、经济等优点。O 3可溶于水,在水中易分解,产生的[O]为游离氧原子,有很强的杀菌消毒能力。常温常压下发生的反应如下: 反应① O 3 2 +[O] ΔH >0 平衡常数为K 1; 反应② [O]+O 32 ΔH <0 平衡常数为K 2; 总反应:2O 3 2 ΔH <0 平衡常数为K 。 下列叙述正确的是( ) A .降低温度,总反应K 减小 B .K =K 1+K 2 C .适当升温,可提高消毒效率 D .压强增大,K 2减小 解析:选C 降温,总反应平衡向右移动,K 增大,A 项错误;K 1= c 2 c c 3 、 K 2= c 2 2 c c 3 、K =c 3 2c 2 3 =K 1·K 2,B 项错误;升高温度,反应①平衡向右移动, 反应②平衡向左移动,c ([O])增大,可提高消毒效率,C 项正确;对于给定的反应,平衡常数只与温度有关,D 项错误。 2.将一定量氨基甲酸铵(NH 2COONH 4)加入密闭容器中,发生反应NH 2COONH 4 3 (g)+CO 2(g)。该反应的平衡常数的负对 数(-lg K )值随温度(T )的变化曲线如图所示,下列说法中不正确的是( ) A .该反应的ΔH >0 B .NH 3的体积分数不变时,该反应一定达到平衡状态 C .A 点对应状态的平衡常数K (A)的值为10-2.294 D .30 ℃时,B 点对应状态的v 正K ,反应向逆反应方向进行, v 正

化学平衡计算专题导学案

太师庄中学高二化学选修4 化学反应原理导学案编制:王瑞燕审核:许文新张楠时间:4.2 第二章化学反应速率和化学平衡 化学平衡计算专题导学案 班级:小组:姓名:组内评价:教师评价: 【学习目标】1.理解转化率、百分含量、化学平衡常数的含义。 2.通过练习使学生掌握化学平衡的基本计算方法—三段式法。 3.培养学生逻辑思维能力和科学态度,培养学生归纳总结的能力。 【重点】化学平衡计算的基本方法。【难点】化学平衡综合计算。 复习回顾 1.阿伏加德罗定律: 同温同压下,相同体积的任何气体含有相同的。 2.化学平衡状态:指在一定条件下的里,,反应混合物中各 组分的浓度的状态。 3.化学平衡常数:在一定温度下,当一个可逆反应达到时, 与是一个常数,这个常数叫做该反应的化学平衡常数 4. 反应物:平衡浓度= 。生成物:平衡浓度= 合作探究 【例题】某温度下,在装有催化剂的容积为2 L的反应容器中,充入SO2和O2各4 mol ,发生如下反应:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g),反应5 min后达到平衡,测得反应容器内混合气体的压强为原来的80 % ,回答下列问题: (1)用O2的浓度变化表示该反应的化学反应速率。 (2)求混合气体中,SO3的物质的量分数。 (3)求SO2的转化率。 (4)求该反应的平衡常数。 【归纳总结】(1)化学平衡计算的基本方法是 . (2)在密闭容器中有气体参加的可逆反应,在计算时经常用到阿伏加德罗定律的两个推论: 恒温、恒容时:p 1/p 2 = 恒温、恒压时:V 1 /V 2 = (3)恒温、恒容时,密度之比与物质的量之比的关系:ρ 1/ρ 2 = (4)化学反应速率表达式:。(其中△C是)(5)A的百分含量= A的转化率= 以上两个公式的单位可用、,也可用,但必须单位统一。(6)恒容时,化学反应速率之比= =。【基础练习】1. PCl5的热分解反应为:PCl 5 (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10.0 L的密闭容器中充入2.00 mol PCl5,达到平衡后,测得容器内PCl3的浓度为0.15 mol/L。计算该温度下的平衡常数。 【基础练习】2.合成氨反应N 2 (g)+3H 2 (g)=2NH 3 (g)在某温度下达到平衡时,各物质的浓度是 c(N 2 )=3mol/L, c(H 2 )=9mol/L, c(NH 3 )=4mol/L,求: ①该温度时的平衡常数; ②若NH 3 的起始浓度为0,求N 2 、H 2 的起始浓度。 拓展提升 1.将1molA(气)和3molB(气)混合后充入2L的密闭容器中,发生如下反应:2A(气)+B( 气) 2C(气),10min后反应达到平衡,同温同压下测得反应前后气体的密度之比为9∶10。 求(1)A物质的平均反应速率。 (2)A物质的转化率。 (3)C物质的百分含量 (4)反应后气体的压强与反应前压强之比。 【课堂反思】关于三段式法需要注意哪些问题? 【作业】1 图像专题导学案;2 将归纳总结部分的内容整理到笔记本上 1

2019-2020年高二化学 化学平衡常数教学案

2019-2020年高二化学化学平衡常数教学案 【教学目标】 〖知识与技能〗 1、了解化学平衡常数的定义,能正确书写给定反应的平衡常数表达式,并能进行相应的简单计算。 2、理解化学平衡常数的意义,了解化学平衡常数的影响因素。 〖过程与方法〗通过对各种数据资料的分析和处理,培养学生获取和处理信息的能力、分析推理能力。 〖情感态度与价值观〗通过交流、讨论,培养学生的探究意识与合作意识。 课时安排:2课时 【教学重点】化学平衡常数的意义 【教学难点】化学平衡常数的意义、温度对化学平衡常数的影响 [引导]我们知道,在一定条件下的可逆反应存在化学平衡状态。那么,当达到化学平衡状态时,究竟有多少反应物转化成了生成物,平衡体系中各物质的浓度之间是否有一定的关系? 请大家完成P44页的问题解决表2-6 NO2(g)-N2O4(g)体系中各物质的物质的量浓度,计算求出平衡浓度关系,最后可以得到什么结论? [探究活动]阅读教材和P44页表2—6,对表中数据进行观察计算并归纳。 [总结]一定温度下: c (N2O4)/c2(NO2)=K [小结]在一定温度下,可逆反应无论从正反应开始,还是从逆反应开始,又不论反应物起始浓度的大小,最后都能达到化学平衡,这时N2O4的平衡浓度与NO2平衡浓度的平方的比值是一个常数。如果反应物或生成物不止一种,情况又如何呢? 如在一定条件下,可逆反应:H2(g) +I2(g) 2HI(g) 起始以及平衡时各物质的浓度如下表(见幻灯片)所示。他们的浓度间存在何种关系? [板书]一、化学平衡常数 1、定义:一定温度下,对于已达平衡的反应体系中,生成物以它的化学计量数为乘幂的浓度之积除以反应物以它的化学计量数为乘幂的浓度之积是个常数,这个常数叫做该反应的化学平衡常数。简称平衡常数,用符号K表示。 [启发]刚才得出的平衡常数K是由一个特殊的反应引出的,其,但如果对于任意一个可逆化学反应:mA+nB pC+qD其平衡常数K又该如何表示呢? [回答]平衡常数实际上是平衡混合物中各生成物浓度的化学计量数次方的乘积除以反应物浓度的化学计量数次方的乘积。即K=

化学平衡常数和化学平衡计算练习题

化学平衡常数和化学平衡计算 1.在密闭容器中将CO和水蒸气的混合物加热到800℃时,有下列平衡:CO+H22+H2,且K=1。若用2molCO和10mol H2O相互混合并加热到800℃,则CO的转化率为 ( ) A.16.7% B.50% C.66.7% D.83.3% 2.在容积为1L的密闭容器里,装有4molNO2,在一定温度时进行下面的反应: 2NO22O4(g),该温度下反应的平衡常数K=0.25,则平衡时该容器中NO2的物质的量为A.0mol B.1mol C.2mol D.3mol 3.某温度下H2(g)+I2的平衡常数为50。开始时,c(H2)=1mol·L-1,达平衡时,c(HI)=1mol·L-1,则开始时I2(g)的物质的量浓度为 ( ) A.0.04mol·L-1 B.0.5mol·L-1 C.0.54mol·L-1D.1mol·L-1 4.在一个容积为 6 L的密闭容器中,放入 3 L X(g)和2 L Y(g),在一定条件下发生反应: 4X(g)+n+6R(g)反应达到平衡后,容器内温度不变,混合气体的压强比原来增 加了5%,X的浓度减小1/3,则该反应中的n值为( ) A.3 B.4 C.5 D.6 5.在一定条件下,可逆反应X(g)十达到平衡时,X的转化率与Y的转化率之比为1∶2,则起始充入容器中的X与Y的物质的量之比为( ) A.1∶1 B.1∶3 C.2∶3 D.3∶2 6.将等物质的量的CO和H2O(g)混合,在一定条件下发生反应:CO(g)+H22(g)+H2(g),反应至4min时,得知CO的转化率为31.23%,则这时混合气体对氢气的相对密度为A.11.5 B.23 C.25 D.28 7.在一固定容积的密闭容器中,加入 4 L X(g)和6 L Y(g),发生如下反应:X(g)+n +W(g),反应达到平衡时,测知X和Y的转化率分别为25%和50%,则化学方程式中的n值为A.4 B.3 C.2 D.1 8.将固体NH4I置于密闭容器中,在某温度下发生下列反应:NH43(g)+HI(g), 2(g)+I2(g)。当反应达到平衡时,c(H2)=0.5mol·L-1,c(HI)=4mol·L-1,则 NH3的浓度为( ) A.3.5mol·L-1 B.4mol·L-1 C.4.5mol·L-1D.5mol·L-1 9.体积可变的密闭容器,盛有适量的A和B的混合气体,在一定条件下发生反应A(g)+。若维持温度和压强不变,当达到平衡时,容器的体积为V L,其中C气体的体积占10%。下列判断中正确的是 ( ) A.原混合气体的体积为 1.2V L B.原混合气体的体积为 1.1V L C.反应达到平衡时气体A消耗掉0.05V L D.反应达到平衡时气体B消耗掉0.05V L 10.在n L密闭容器中,使1molX和2molY在一定条件下反应:a X(g)+b c Z(g)。达到平衡时,Y的转化率为20%,混合气体压强比原来下降20%,Z的浓度为Y的浓度的0.25倍,则a,c的值依次为( ) A.1,2 B.3,2 C.2,1 D.2,3 11.在一定条件下,1mol N2和3mol H2混合后反应,达到平衡时测得混合气体的密度是 同温同压下氢气的5倍,则氮气的转化率为( ) A.20% B.30% C.40% D.50% 12.已知CO(g)+H22(g)+H2(g)的正反应为放热反应,850℃时K=1。 (1)若温度升高到900°C,达平衡时K________1(填“大于”、“小于”或“等于”)。 (2)850℃时,固定容积的密闭容器中,放入混合物,起始浓度为c(CO)=0.01mol·L-1,c(H2O)=0.03mol·L-1,c(CO2)=0.01mol·L-1,c(H2)=0.05mol·L-1。则反应开始时,H2O消耗速率比生成速率________(填“大”、“小”或“不能确定”)。

第2章 第3节 第4课时 化学平衡常数(学案)

第4课时 化学平衡常数 [核心素养发展目标] 1.证据推理:通过化学平衡状态时的浓度数据分析,认识化学平衡常数的概念,并能分析推测其相关应用。2.模型认知:构建化学平衡常数相关计算的思维模型(三段式法),理清计算的思路,灵活解答各类问题。 一、化学平衡常数 1.化学平衡常数的概念 在一定温度下,当一个可逆反应达到化学平衡时,生成物 与反应物 的比值是一个常数(简称 ),用符号K 表示。 2.化学平衡常数的表达式 对于一般的可逆反应,m A(g)+n B(g)?p C(g)+q D(g),当在一定温度下达到平衡时,K = 。 注意:化学平衡常数表达式中各物质的浓度必须是平衡时的浓度,且不出现固体或纯液体的浓度。 3.化学平衡常数的意义 平衡常数的大小反映了化学反应进行的 (也叫 )。 K 值越大,表示反应进行得越 ,反应物转化率越 ; K 值越小,表示反应进行得越 ,反应物转化率越 。 4.化学平衡常数的影响因素 在化学方程式一定的情况下,K 只受温度影响。 (1)对于可逆反应,改变外界条件使平衡向正反应方向移动,平衡常数一定增大( ) (2)K 值越大,表明可逆反应正向进行的程度越大( ) (3)K 值越大,该可逆反应的速率越快( ) (4)对于一个可逆反应达到平衡状态后,改变条件使K 值改变,平衡一定发生移动( ) (5)化学方程式中的固态或纯液态物质的浓度不能代入平衡常数表达式( ) 1.写出下列反应的化学平衡常数表达式。 N 2(g)+3H 2(g)2NH 3(g) K 1=______________; 12N 2(g)+3 2H 2(g)NH 3(g) K 2=_____________________________________________; 2NH 3(g) N 2(g)+3H 2(g) K 3=______________; 由K 1、K 3可知,同一可逆反应的正向反应和逆向反应的平衡常数________________,由K 1、

有关化学平衡常数的计算

(a)已知初始浓度和平衡浓度求平衡常数和平衡转化率 例1:对于反应2SO 2(g)+ O2(g) 2SO3(g) ,若在一定温度下,将0.1mol的SO2(g)和0.06mol O2(g)注入一体积为2L的密闭容器中,当达到平衡状态时,测得容器中有0.088mol的SO3(g)试求在该温度下(1)此反应的平衡常数。 (2)求SO2(g)和O2(g)的平衡转化率。 (b)已知平衡转化率和初始浓度求平衡常数 例2:反应SO 2(g)+ NO2(g) SO3(g)+NO(g) ,若在一定温度下,将物质的量浓度均为2mol/L的SO2(g)和NO2(g)注入一密闭容器中,当达到平衡状态时,测得容器中SO2(g)的转化率为60%,试求:在该温度下。 (1)此反应的浓度平衡常数。 (2)若SO2(g) 的初始浓度均增大到3mol/L,则SO2转化率变为多少? (c)知平衡常数和初始浓度求平衡浓度及转化率 练习1、在密闭容器中,将NO2加热到某温度时,可进行如下反应:2NO 2 2NO+O2,在平衡时各物质的浓度分别是:

[NO2]=0.06mol/L,[NO]=0.24mol/L, [O2]=0.12mol/L.试求: (1)该温度下反应的平衡常数。 (2)开始时NO2的浓度。 (3)NO2的转化率。 练习2:在2L的容器中充入1mol CO和1mol H2O(g),发生反应:CO(g)+H 2O(g) CO2(g)+H2(g) 800℃时反应达平衡,若k=1.求:(1)CO的平衡浓度和转化率。 (2)若温度不变,上容器中充入的是1mol CO和2mol H2O(g),CO 和H2O(g),的平衡浓度和转化率是多少。 (3)若温度不变,上容器中充入的是1mol CO和4mol H2O(g),CO 和H2O(g),的平衡浓度和转化率是多少。 (4)若温度不变,要使CO的转化率达到90%,在题干的条件下还要充入H2O(g) 物质的量为多少。 练习1、 已知一氧化碳与水蒸气的反应为 CO + H 2O(g) CO2 + H2 在427℃时的平衡常数是9.4。如果反应开始时,一氧化碳和水蒸气的浓度都是0.01mol/L,计算一氧化碳在此反应条件下的转化率。 练习2、 合成氨反应N 2+3H22NH3在某温度下达平衡时,各物质的浓度是:[N2]=3mol·L-1,[H2]=9 mol·L-1,[NH3]=4 mol·L-1。求该温度时的平衡常

化学平衡常数解题策略

化学平衡常数解题策略

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化学平衡常数解题策略 化学平衡常数与化学平衡及其影响因素的关系是高考命题的趋势之一。化学平衡常数的引入,对判 断化学平衡移动方向带来了科学的依据。平衡常数是表征反应限度的一个确定的定量关系,是反应 限度的最根本的表现。平衡常数的使用,从定量的角度解决了平衡的移动。 一、化学平衡常数 在一定温度下,可逆反应无论从正反应开始还是从逆反应开始,无论反应混合物的起始浓度是多少, 当反应达到平衡状态时,正反应速率等于逆反应速率,反应混合物中各组成成分的含量保持不变,即 各物质的浓度保持不变。生成物浓度的幂次方乘积与反应物浓度的幂次方乘积之比是常数,这个常数 叫化学平衡常数,用K表示。 化学平衡常数的计算公式为: 对于可逆反应:mA(g)+ nB(g)pC(g) + qD(g) 二、化学平衡常数意义 1、化学平衡常数K表示可逆反应进行的程度。 (1)化学平衡常数K只针对达到平衡状态的可逆反应适用,非平衡状态不适用。 (2)化学平衡常数K的表达式与可逆反应的方程式书写形式有关。对于同一可逆反应,正反应的平衡 常数等于逆反应的平衡常数的倒数,即:K正=1/K逆。 (3)K值越大,表示反应进行的程度越大,反应物转化率或产率也越大。 (4)K值不随浓度或压强的改变而改变,但随着温度的改变而改变。 (5)一般情况下,对于正反应是吸热反应的可逆反应,升高温度,K值增大;而对于正反应为放热 反应的可逆反应,升高温度,K值减少。 2、由于固体浓度为一常数,所以在平衡常数表达式中不再写出。 3、由于水的物质的量浓度为一常数(55.6 mol·L-1),因平衡常数已归并,书写时不必写出。

化学平衡常数学案

第二章 第三节化学平衡常数学案 【学习目标】 1、知道化学平衡常数的涵义,会根据化学反应书写化学平衡常数表达式。 2、能利用化学平衡常数计算反应物的转化率。 3、理解平衡常数的重要意义。 【重、难点】化学平衡常数的意义;化学平衡常数的有关计算。 【自主学习】已知反应H2 (g)+I2 (g) 2HI (g) △H< 0。在425.6℃和525.6℃时分别用不同起始浓度的H2、I2(g)、HI进行反应,平衡后得到以下实验数据。 表一 温度序 号 初始浓度(mol/L)平衡浓度(mol/L)平衡时c(H2) c(I2) c(HI) c(H2) c(I2) c(HI) 425.6℃① 0.010 67 0.0119 6 0.0018 31 0.0031 29 0.017 67 ② 0.011 35 0.0090 44 0.0035 60 0.0012 50 0.015 59 ③0 0 0.010 69 0.0011 41 0.0011 41 0.008 410 表二 温度序 号 初始浓度(mol/L)平衡浓度(mol/L)平衡时c(H2) c(I2) c(HI) c(H2) c(I2) c(HI) 525.6℃④ 0.011 35 0.0090 44 0.0045 6 0.0019 5 0.0085 9 ⑤0 0 0.01 655 0.0033 9 0.0033 9 0.0097 7 ⑥0 0 0.0125 8 0.0025 8 0.0025 8 0.0074 2 一化学平衡常数: 定义 二化学平衡常数的表达式

mA(g) + nB(g) pC(g) + qD(g),当在一定温度下达到平衡时,平衡常数的表达式为:三影响化学平衡的因素 四化学方程式的书写 化学反应K表达式 1 1/2N2(g)+3/2H2(g) NH3(g)△H<0 K1 = 2 N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)△H<0 K2 = 3 2NH3(g) N2(g)+3 H2(g)△H>0 K3 = 4 CaCO3(s)CaO(s)+CO2(g) △H>0 K4 = 5 Cr2O72-(aq)+ H2O(l)2CrO42- (aq)+ 2H+(aq) K5= 6 FeCl3(aq)+3KSCN(aq)Fe(SCN)3(aq)+3KCl(aq) K6= 思考:① K1和 K2, K2和 K3的之间的关系是什么? ②书写化学平衡常数表达式时应注意哪些问题? 五化学平衡的意义 (1)判断可逆反应进行的程度 表格一:下表为25 ℃时,卤化氢生成反应的平衡常数 化学方程式平衡常数K F2+H2 2HF 6.5×1095 Cl2+H2 2HCl 2.57×1033 Br2+H2 2HBr 1.91×1095 I2+H2 2HI 8.67×102 形成规律 (2)判断可逆反应是否达到平衡及反应进行的方向

(完整版)化学平衡常数及其计算

考纲要求 1.了解化学平衡常数(K)的含义。 2.能利用化学平衡常数进行相关计算。 考点一化学平衡常数 1.概念 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,用符号K表示。 2.表达式 对于反应m A(g)+n B(g)p C(g)+q D(g), K=c p?C?·c q?D? c m?A?·c n?B? (固体和纯液体的浓度视为常数,通常不计入平衡常数表达式中)。 3.意义及影响因素 (1)K值越大,反应物的转化率越大,正反应进行的程度越大。

(2)K只受温度影响,与反应物或生成物的浓度变化无关。 (3)化学平衡常数是指某一具体反应的平衡常数。 4.应用 (1)判断可逆反应进行的程度。 (2)利用化学平衡常数,判断反应是否达到平衡或向何方向进行。 对于化学反应a A(g)+b B(g)c C(g)+d D(g)的任意状态,浓度商:Q c=c c?C?·c d?D? c a?A?·c b?B? 。 Q<K,反应向正反应方向进行; Q=K,反应处于平衡状态; Q>K,反应向逆反应方向进行。 (3)利用K可判断反应的热效应:若升高温度,K值增大,则正反应为吸热反应;若升高温度,K值减小,则正反应为放热反应。 深度思考

1.正误判断,正确的打“√”,错误的打“×” (1)平衡常数表达式中,可以是物质的任一浓度() (2)催化剂能改变化学反应速率,也能改变平衡常数() (3)平衡常数发生变化,化学平衡不一定发生移动() (4)化学平衡发生移动,平衡常数不一定发生变化() (5)平衡常数和转化率都能体现可逆反应进行的程度() (6)化学平衡常数只受温度的影响,温度升高,化学平衡常数的变化取决于该反应的反应热() 2.书写下列化学平衡的平衡常数表达式。 (1)Cl2+H2O HCl+HClO (2)C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g) (3)CH3COOH+C2H5OH CH3COOC2H5+H2O (4)CO2-3+H2O HCO-3+OH- (5)CaCO3(s)CaO(s)+CO2(g) 3.一定温度下,分析下列三个反应的平衡常数的关系 ①N2(g)+3H2(g)2NH3(g)K1 ②1 2N2(g)+ 3 2H2(g)NH3(g)K2 ③2NH3(g)N2(g)+3H2(g)K3 (1)K1和K2,K1=K22。 (2)K1和K3,K1=1 K3。 题组一平衡常数的含义 1.研究氮氧化物与悬浮在大气中海盐粒子的相互作用时,涉及如下反应: 2NO2(g)+NaCl(s)NaNO3(s)+ClNO(g)K1 2NO(g)+Cl2(g)2ClNO(g)K2 则4NO2(g)+2NaCl(s)2NaNO3(s)+2NO(g)+Cl2(g)的平衡常数K=(用K1、K2表示)。 2.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的关系如表所示: t/℃700 800 830 1 000 1 200 K0.6 0.9 1.0 1.7 2.6

化学平衡常数和平衡转化率导学案

化学平衡常数与平衡转化率 设计者: 审核:高二化学组 【学习目标】 1、描述化学平衡建立的过程,学会判断化学平衡状态。 2、知道化学平衡常数的涵义,会求算某些化学反应的化学平衡常数。 3、了解浓度商的概念,并能利用浓度商与化学平衡常数的相对大小关系判断化学反应的方向 4、掌握平衡转化率的相关计算,了解平衡转化率与化学平衡常数的异同。 【课前预习区】 1、化学平衡状态的概念 化学平衡状态是指在一定条件下的 反应里, 相等,反应物不再 ,生成物不再 ,反应混合物中各组成成分的百分含量保持不变的状态。 [B] 表示反应体系中物质B 在化学平衡状态时的浓度 4、浓度商Q 的概念: 5、对于可逆反应:aA(g)+bB(g) cC(g)+ dD(g), 反应物A 的平衡转化率可以表示为: 反应物B 的平衡转化率可以表示为: 【课堂导学】 1、化学平衡状态的特点: 逆 动 等 定 变 问题组一 (1)什么叫做可逆反应? (2)你还知道生活中哪些反应是可逆的? (3)随着反应的进行,反应物和生成物的浓度如何变化?正、逆反应速率如何变化? (4)当反应进行到足够长时间后,反应物和生成物的浓度是否继续发生变化?正、逆反应速率是否为零? (5) 当反应进行足够长时间后,是否意味着反应就停止了? 【例题1】容积不变的密闭容器中,有反应 N 2(g)+3H 2(g) 2NH 3(g)下列能说明该反 应已达平衡状态的是: (1)N 2 、H 2 、NH 3的物质的量之比是1∶3∶2 (2)V (N 2):V (H 2) :V (NH 3)=1∶3∶2 (3)NH 3的生成速率和消耗速率相等 (4)H 2的生成速率和NH 3的消耗速率之比是3∶2 (5)各成分的质量不随时间变化 (6)单位时间内有1 molN 2 生成,同时有2molNH 3生成 (7)1 mol 氮氮键断开的同时有3 mol 氢氢键断开 (8)气体的总质量不随时间变化 (9)气体总物质的量不随时间变化 (10)体系的总压强不随时间变化 二、化学平衡常数(K )

高三二轮专题复习:化学平衡常数(教学设计)

高三二轮专题复习教学设计 化学平衡常数 考纲要求: (6)化学反应速率和化学平衡 ①了解化学反应速率的概念、反应速率的定量表示方法。 ②了解催化剂在生产、生活和科学研究领域中的重要作用。 ③了解化学反应的可逆性。 ④了解化学平衡建立的过程。了解化学平衡常数的含义,能利用化学平衡常数进行相关的计算。 ⑤理解外界条件(浓度、温度、压强、催化剂等)对反应速率和化学平衡的影响,认识并能利用相关理论解析其一般规律。 ⑥了解化学反应速率和化学平衡的调控在生活、生产和科学研究领域中的重要作用。 高考分析: 化学反应速率和化学平衡是高考的必考容,其主要命题的容有: ①化学反应速率影响因素及其计算; ②化学平衡状态的判断及其影响因素; ③应用平衡移动的原理判断反应进行的方向; ④化学反应速率和化学平衡的图像分析; ⑤转化率、平衡常数的含义及相关计算 将化学反应速率和化学平衡移动的原理与化工生产、生活实际相结合的题目是最近几年高考命题的热点,特别是化学平衡常数的影响因素及其计算是新教材增加的容,高考的热点。 学情分析: 从解题得分的统计可以发现:学生不能灵活的利用平衡移动的规律解决有关平衡的问题,特别是复杂点的问题往往感到触手无策;对平衡常数的理解仅停留在概念定义层面,不能充分发挥它解决平衡问题的功能。 复习目标: 1.加深学生对化学平衡常数的理解,并熟练的利用化学平衡常数进行相关的计算,提高解题技能。 2.帮助学生将化学平衡、平衡常数等知识点进行系统化、网络化。 教学过程: 1.展示考纲要求: 化学反应速率和化学平衡 ①了解化学反应速率的概念、反应速率的定量表示方法。 ②了解催化剂在生产、生活和科学研究领域中的重要作用。 ③了解化学反应的可逆性。 ④了解化学平衡建立的过程。了解化学平衡常数的含义,能利用化学平衡常数进行相关的计算。 ⑤理解外界条件(浓度、温度、压强、催化剂等)对反应速率和化学平衡的影响,认识并能利用相关理论解析其一般规律。 ⑥了解化学反应速率和化学平衡的调控在生活、生产和科学研究领域中的重要作用。 讲解: 化学平衡常数的影响因素及其计算是新教材增加的容,是高考的热点。2013、2014年新课标全国Ⅰ卷、Ⅱ卷均考查了化学平衡常数这一知识点。

化学平衡常数及其计算

考纲要求 1.了解化学平衡常数(K)的含义。2.能利用化学平衡常数进行相关计算。 考点一化学平衡常数 1.概念 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,用符号K表示。 2.表达式 对于反应m A(g)+n B(g)p C(g)+q D(g), K=c p?C?·c q?D? c m?A?·c n?B? (固体和纯液体的浓度视为常数,通常不计入平衡常数表达式中)。3.意义及影响因素 (1)K值越大,反应物的转化率越大,正反应进行的程度越大。 (2)K只受温度影响,与反应物或生成物的浓度变化无关。 (3)化学平衡常数是指某一具体反应的平衡常数。 4.应用 (1)判断可逆反应进行的程度。 (2)利用化学平衡常数,判断反应是否达到平衡或向何方向进行。 对于化学反应a A(g)+b B(g)c C(g)+d D(g)的任意状态,浓度商:Q c=c c?C?·c d?D? c a?A?·c b?B? 。 Q<K,反应向正反应方向进行; Q=K,反应处于平衡状态; Q>K,反应向逆反应方向进行。 (3)利用K可判断反应的热效应:若升高温度,K值增大,则正反应为吸热反应;若升高温度,K值减小,则正反应为放热反应。 深度思考

1.正误判断,正确的打“√”,错误的打“×” (1)平衡常数表达式中,可以是物质的任一浓度() (2)催化剂能改变化学反应速率,也能改变平衡常数() (3)平衡常数发生变化,化学平衡不一定发生移动() (4)化学平衡发生移动,平衡常数不一定发生变化() (5)平衡常数和转化率都能体现可逆反应进行的程度() (6)化学平衡常数只受温度的影响,温度升高,化学平衡常数的变化取决于该反应的反应热() 2.书写下列化学平衡的平衡常数表达式。 (1)Cl2+H2O HCl+HClO (2)C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g) (3)CH3COOH+C2H5OH CH3COOC2H5+H2O (4)CO2-3+H2O HCO-3+OH- (5)CaCO3(s)CaO(s)+CO2(g) 3.一定温度下,分析下列三个反应的平衡常数的关系 ①N2(g)+3H2(g)2NH3(g)K1 ②1 2N2(g)+ 3 2H2(g)NH3(g)K2 ③2NH3(g)N2(g)+3H2(g)K3 (1)K1和K2,K1=K22。 (2)K1和K3,K1=1 K3。 题组一平衡常数的含义 1.研究氮氧化物与悬浮在大气中海盐粒子的相互作用时,涉及如下反应:2NO2(g)+NaCl(s)NaNO3(s)+ClNO(g)K1

高三化学一轮复习精品学案:化学平衡常数及转化率的计算

第25讲化学平衡常数及转化率的计算 考纲要求 1.了解化学平衡常数(K)的含义。 2.能利用化学平衡常数进行相关计算。

考点一 化学平衡常数的概念及应用 1.概念 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,用符号K 表示。 2.表达式 对于反应m A(g)+n B(g) p C(g)+q D(g), K =c p (C )·c q (D )c m (A )·c n (B )(固体和纯液体的浓度视为常数,通常不计入平衡常数表达式中)。 3.意义及影响因素 (1)K 值越大,反应物的转化率越大,正反应进行的程度越大。 (2)K 只受温度影响,与反应物或生成物的浓度变化无关。 (3)化学平衡常数是指某一具体反应的平衡常数。 4.应用 (1)判断可逆反应进行的程度。 (2)利用化学平衡常数,判断反应是否达到平衡或向何方向进行。 对于化学反应a A(g)+b B(g) c C(g)+ d D(g)的任意状态,浓度商:Q =c c (C )·c d (D ) c a (A )·c b (B ) 。 Q <K ,反应向正反应方向进行; Q =K ,反应处于平衡状态; Q >K ,反应向逆反应方向进行。 (3)利用K 可判断反应的热效应:若升高温度,K 值增大,则正反应为吸热反应;若升高温度,K 值减小,则正反应为放热反应。

(1)平衡常数表达式中,可以是物质的任一浓度() (2)催化剂能改变化学反应速率,也能改变平衡常数() (3)平衡常数发生变化,化学平衡不一定发生移动() (4)化学平衡发生移动,平衡常数不一定发生变化() (5)平衡常数和转化率都能体现可逆反应进行的程度() (6)化学平衡常数只受温度的影响,温度升高,化学平衡常数的变化取决于该反应的反应热() 答案(1)×(2)×(3)×(4)√(5)√(6)√ 书写下列反应的平衡常数表达式。 (1)Cl2+H2O HCl+HClO

高中化学平衡常数学案教案

化学平衡常数 【学习目标】: 1、化学平衡常数的概念 2、运用化学平衡常数对化学反应进行的程度判断 3、运用化学平衡常数进行计算,转化率的计算 【学习过程】: [引言]当一个可逆反应达到化学平衡状态时,反应物和生成物的浓度之间有怎样的定量关系,请完成44页[问题解决],你能得出什么结论? 一、化学平衡常数 1、定义:在一定温度下,当一个可逆反应达到平衡状态时,生成物浓度以系数为指数的幂的乘积与反应物浓度以系数为指数的幂的乘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(简称平衡常数) 2、表达式:对于一般的可逆反应,mA (g )+ nB (g )pC (g )+ qD (g ) 当在一定温度下达到平衡时,K==c p (C)·c q (D)/c m (A)·c n (B) 阅读45页表2-7,你能得出什么结论? 3、平衡常数的意义: (1)平衡常数的大小反映了化学反应进行的 程度 (也叫 反应的限度 )。 K 值越大,表示反应进行得 越完全 ,反应物转化率 越大 ; K 值越小,表示反应进行得 越不完全 ,反应物转化率 越小 。 (2)判断正在进行的可逆是否平衡及反应向何方向进行: 对于可逆反应:mA(g)+ nB(g)pC(g)+ qD(g),在一定的温度下的任意时刻,反应物的浓度和生成物的浓度有如下关系:Q c =C p (C)·C q (D)/C m (A)·C n (B),叫该反应的浓度商。 Q c <K ,反应向 正反应方向 进行 Q c =K ,反应处于平衡状态 Q c >K ,反应向 逆反应方向 进行 (3)利用K可判断反应的热效应 若升高温度,K值增大,则正反应为 吸热 反应(填“吸热”或“放热”)。 若升高温度,K值减小,则正反应为 放热 反应(填“吸热”或“放热”)。 阅读45页表2-8、2-9,你能得出哪些结论? 二、使用平衡常数应注意的几个问题: 1、化学平衡常数只与 有关,与反应物或生成物的浓度无关。 2、在平衡常数表达式中:水(液态)的浓度、固体物质的浓度不写 C(s)+H 2O(g) CO(g)+H 2(g),K=c(CO)·c(H 2)/c(H 2O) Fe(s)+CO(g)Fe(s)+CO 2(g),K=c(CO 2)/c(CO) 3、化学平衡常数表达式与化学方程式的书写有关 例如:N 2(g)+3H 2(g)2NH 3(g)的平衡常数为K 1,1/2N 2(g)+3/2H 2(g) NH 3(g)的平衡常数为K 2,NH 3(g)1/2N 2(g)+3/2H 2(g)的平衡常数为K 3; 写出K 1和K 2的关系式: K 1=K 22 。 写出K 2和K 3的关系式: K 2·K 3=1 。 写出K 1和K 3的关系式: K 1·K 3=1 。 三、某个指定反应物的转化率=该反应物的起始浓度 该反应物的平衡浓度该反应物的起始浓度 ×100%

化学平衡状态 导学案

选修四第二章第三节化学平衡状态 本章导学: 1.掌握化学反应速率的计算和比较,掌握外界因素对化学反应速率的影响; 2.掌握化学平衡状态的特征、标志和外界因素对化学平衡状态的影响; 3.掌握化学平衡常数的应用和判断化学平衡移动的方向; 4.掌握有关化学平衡的计算题和图像题的做法和技巧。 第三节第一课时化学平衡状态 学习目标: 1.掌握化学平衡状态的特点 2.掌握化学平衡状态的判断方法 想一想: 1.影响化学反应速率的外界条件有: 等,此外还有光、固体表面积等其他因素。 2.列举三个学过的可逆反应: 特点: 特点: 特点: 3. 溶解平衡:当固体物质溶解进行到一定程度,固体溶质的速率与溶液中溶质的 速率相等,此时溶液处于饱和状态,溶液的浓度和固体溶质的质量都。 填一填: 一.可逆反应与不可逆反应 1.概念:在下,既能向方向进行又能向方向进行的化学反应。 2.表示方法:约定采用“”表示,把从左向右的反应称作,从右向左的反 应称作。例如:。 3.特征:; ; 。 4. 不可逆反应:有些化学反应的正反应进行程度特别大,逆反应进行程度太小因而可以忽略,把这 类反应叫做不可逆反应,用“”符号表示,例如: 。 二.化学平衡状态 1. 化学平衡状态的建立:在一定的条件下,把一个可逆反应的反应物加入固定体积的密闭容器中, 反应过程如下: 反应过程可表示如下:

2.化学平衡状态 (1). 概念:一定条件下,可逆反应中,正反应速率与逆反应速率相等,反应混合物中各种物质的保持不变的状态。 (2). 特征: 注意事项 (1)化学平衡状态是一定条件下的可逆反应进行到最大限度的结果。 (2)对于一个既定的可逆反应,如果其他条件一定,不论采取何种途径(反应是从反应物开始或 从生成物开始),最后都能建立化学平衡状态。 (3)化学平衡状态不会因时间变化而变化。 (4)可逆反应达到化学平衡状态的根本原因是v(正)=v(逆),正是由于各物质的消耗速率与生成 速率相等,才会有反应混合物中各组分的浓度保持不变。 (3).判断化学平衡状态的标志 对于可逆反应m A(g)+n B(g) p C(g)+q D(g)。 1.根本标志:v(正)=v(逆)≠0 常见形式主要有: (1)同一种物质的生成速率等于消耗速率。 如:v(A)生成=v(A)消耗。 (2)在化学方程式同一边的不同物质生成速率与消耗速率之比等于化学计量数之比。 如v(A)生成∶v(B)消耗=m∶n。 (3)化学方程式两边的不同物质生成(或消耗)速率之比等于化学计量数之比。 如:v(A)生成∶v(D)生成=m∶q。 2.特征标志 (1)各组分的浓度不随时间的改变而改变。 (2)各组分的质量分数、物质的量分数、体积分数不随时间的改变而改变。 (3)某种反应物的转化率不随时间的变化而变化。 (4)当m+n≠p+q时,体系的压强或平均相对分子质量不随时间的改变而改变。 试一试 [例1] (2012·郑州高二检测)下列对于反应C(g)+H2O(g) CO(g)+H2(g)的描述正确的是( )

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