苏教版高中化学选择性必修1化学反应原理专题2第二单元基础课时13化学平衡常数课件(共61张PPT)

(共61张PPT)
基础课时13　化学平衡常数
专题2　化学反应速率与化学平衡
第二单元　化学反应的方向与限度
学习任务 1．通过了解化学平衡常数的概念，会写化学平衡常数的表达式，培养变化观念与平衡思想的化学核心素养。
2．通过了解平衡转化率的含义，学会运用平衡常数进行相关的计算，培养证据推理与模型认知的化学核心素养。
必备知识　自主预习储备
一、化学平衡常数
1．化学平衡常数的概念与表达式
(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__________与反应物__________的比值是一个常数(简称________)，用符号__表示。
浓度幂之积
浓度幂之积
平衡常数
K
(2)表达式。
对于一般的可逆反应：aA＋bB cC＋dD，在一定温度下达到平衡
时K＝____________。
部分可逆反应的平衡常数表达式。
化学方程式 平衡常数表达式
2NO2 N2O4

化学方程式 平衡常数表达式
2Fe3+＋Fe 3Fe2+
Br2＋H2O H＋＋Br－＋HBrO
2．化学平衡常数的意义
平衡常数K的大小能说明反应进行的程度(也叫反应的限度)，K值越__，表示反应进行得越完全；K值越__，表示反应进行得越不完全。
3．化学平衡常数的影响因素
(1)对于指定反应，平衡常数只受____影响。
(2)固体、纯液体、水溶液中的水浓度可视为定值，其浓度不列入平衡常数表达式中。
大
小
温度
判一判　(正确的打“√”，错误的打“×”)
(1)在平衡常数表达式中，反应物浓度用起始浓度，生成物浓度用平衡浓度。 (　)
(2)催化剂能改变化学反应速率，也能改变平衡常数。 (　)
(3)对于指定反应，平衡常数的大小只与温度有关，而与浓度、压强、催化剂等无关。 (　)
(4)化学方程式中的固态或纯液态物质不能代入平衡常数表达式。 (　)
×
×
√
√
已转化的量
关键能力　情境探究达成
化学平衡常数的表达式及应用
[情境素材]
一定温度下，有下列三个可逆反应：
①C(s)＋H2O(g) CO(g)＋H2(g)　K1
②CO(g)＋H2(g) C(s)＋H2O(g)　K2
③2C(s)＋2H2O(g) 2CO(g)＋2H2(g)　K3
[问题探究]
[问题1]　分析①②两式的平衡常数表达式，总结可逆反应中正、逆反应的平衡常数有何关系？
[问题2]　分析①③两式的平衡常数表达式，总结若化学方程式中各物质的化学计量数等倍扩大或缩小，平衡常数如何变化？
[问题3]　对于反应③，若保持其他条件不变，升高温度，K3值增大，该反应是吸热反应还是放热反应？
提示：对于反应③，升高温度，K3值增大，说明反应正向进行，则说明正反应是吸热反应。
[归纳总结]
1．化学平衡常数是指某一具体反应的平衡常数
(1)化学平衡常数表达式书写注意事项。
①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。
2．化学平衡常数的应用
(1)判断反应进行的程度。
(2)判断反应的热效应。
【特别提醒】　压强平衡常数。
(1)理解Kp含义。
在化学平衡体系中，用各气体物质的分压代替浓度，计算的平衡常数叫压强平衡常数。
(2)运用计算技巧。
该反应的平衡常数表达式K＝____________，ΔH________0(填“>”“<”或“＝”)。
温度/℃ 1 000 1 150 1 300
平衡常数 4.0 3.7 3.5

<
必备知识
关键能力
学习效果
基础课时固基练
基础课时13　化学平衡常数
2．硫酸生产中，SO2催化氧化生成SO3：2SO2(g)＋O2(g) 2SO3(g)　ΔH＜0。某温度下，SO2的平衡转化率(α)与体系总压强(p)的关系如图所示。根据图示回答下列问题：
(1)反应达到平衡时，平衡常数表达式K＝___________，
升高温度，K值____________(填“增大”“减小”或
“不变”)。
(2)①将2.0 mol SO2和1.0 mol O2置于10 L密闭容器中，反应达平衡后，体系总压强为0.10 MPa。该反应的平衡常数为________。
②平衡状态由A变到B时，平衡常数K(A)______K(B)(填“＞”“＜”或“＝”)。

减小
800
＝
[情境素材]
工业上利用反应N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g)合成氨。相同温度下，在体积为1 L的两个恒容密闭容器中发生可逆反应：N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g)　ΔH＝－92.4 kJ·mol-1。实验测得起始、平衡时的有关数据如下表：
平衡转化率及化学平衡常数的计算
编号 起始时各物质的物质的量/mol 平衡时反应中的能量变化
N2 H2 NH3
① 1 3 0 放出热量a kJ
② 2 3 0 放出热量b kJ
[问题探究]
[问题1]　试计算容器①中反应物N2的转化率。
[问题2]　请写出容器①中反应的化学平衡常数的计算式。
[问题3]　两个容器中合成氨反应的平衡常数有什么关系？
提示：相等；平衡常数只与温度有关。
[问题4]　试比较两个容器中N2、H2的转化率的大小。
提示：N2的转化率：①>②；H2的转化率：②>①。
[归纳总结]
利用“三段式”计算平衡常数及反应物的转化率
(1)步骤：
①写出有关反应的化学方程式。
②确定各物质的起始浓度、转化浓度、平衡浓度。
③根据已知条件建立等式关系进行解答。
(2)方法：
如mA(g)＋nB(g) pC(g)＋qD(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。
mA(g)＋nB(g) pC(g)＋qD(g)
c(初)/(mol·L-1) a b 0 0
Δc/(mol·L-1) mx nx px qx
c(平)/(mol·L-1) a－mx b－nx px qx
(3)计算：
60%　
85%
66.7%　
0.005
必备知识
关键能力
学习效果
基础课时固基练
基础课时13　化学平衡常数
学习效果　随堂评估自测
2
4
3
题号
1
√
1．关于化学平衡常数，下列说法不正确的是(　　)
A．平衡常数不随反应物或生成物的浓度的改变而改变
B．平衡常数随温度的改变而改变
C．平衡常数随压强的改变而改变
D．使用催化剂不能使平衡常数增大
C　[A.平衡常数不随反应物或生成物的浓度的改变而改变，故A正确；B.平衡常数随温度的改变而改变，故B正确；C.平衡常数不随压强的改变而改变，故C错误；D.使用催化剂只改变反应速率，不改变平衡，不能使平衡常数增大，故D正确。]
2
3
题号
1
4
√
2
3
题号
1
4
2
3
题号
4
1
3．下表为N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g)　ΔH的平衡常数与温度的关系：
由表中数据分析可知：
(1)温度升高，K值减小，则正反应为______反应(填“吸热”或“放热”)，ΔH________0(填“＞”或“＜”)。
(2)对于某一反应，若温度升高时，K值增大，则正反应为________反应(填“吸热”或“放热”)，ΔH________0(填“＞”或“＜”)。
[解析]　由表格可知，升高温度，K值减小，说明平衡逆向移动，则正反应为放热反应，由此得出规律：升温，K值减小；降温，K值增大。
T/K 373 473 573 673 773
K 3.35×109 1.00×107 2.45×105 1.88×104 2.99×103
放热
＜
吸热
＞
2
4
3
题号
1
4．将0.050 mol SO2(g)和0.030 mol O2(g)放入容积为1 L的密闭容器中，反应：2SO2(g)＋O2(g) 2SO3(g)在一定条件下达到平衡，测得c(SO2)＝0.040 mol·L-1。
(1)该条件下的平衡常数为________。
(2)平衡时SO2的平衡转化率是________。
2.5　
20%
2
4
3
题号
1
题号
基础课时固基练(13)　化学平衡常数
1
3
5
2
4
6
8
7
9
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11
12
√
1．下列关于某一化学反应的平衡常数的说法中，正确的是(　　)
A．与该反应的压强有关
B．与反应的温度有关，还与反应本身有关
C．与化学反应本身和温度有关，并且会受到起始浓度的影响
D．只与化学反应本身有关，与其他任何条件无关的一个不变的常数
13
B　[K与反应温度有关，表达式与方程式的书写有关，但与起始浓度、压强无关。]
题号
2
1
3
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2．在某温度下，可逆反应：mA(g)＋nB(g) pC(g)＋qD(g)的平衡常数为K，下列说法正确的是(　　)
A．K越大，达到平衡时，反应正向进行的程度越大
B．K越小，达到平衡时，反应物的转化率越大
C．K随反应物浓度的改变而改变
D．K随温度和压强的改变而改变
√
13
A　[K越大，表示反应达到平衡时，反应正向进行的程度越大，反应物的转化率越大，反之，反应物的转化率越小，K只与温度有关，与浓度、压强无关。]
题号
3
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1
√
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A　[化学平衡常数越大，表示该反应的正向进行的程度越大，故A正确。]
题号
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1
√
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题号
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√
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题号
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1
13
B　[A项，固体物质的浓度可视为常数，在平衡常数表达式中不写，错误；B项，符合平衡常数表达式的书写要求，正确；C项，化学平衡常数只与温度有关，而与反应物、生成物的浓度变化无关，故增大c(H2O)或减小c(H2)，该反应的平衡常数不变，错误；D项，温度改变，平衡常数一定改变，错误。]
题号
2
4
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3
6
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1
√
13
6．某可逆反应aA(g)＋bB(g) cC(g)在某温度下的平衡常数为K(K≠1)，反应热为ΔH。保持温度不变，将化学方程式的书写做如下改变，则ΔH和K数值的相应变化为(　　)
A．写成2aA(g)＋2bB(g) 2cC(g)，ΔH值、K值均扩大了1倍
B．写成2aA(g)＋2bB(g) 2cC(g)，ΔH值扩大了1倍，K值保持不变
C．写成cC(g) aA(g)＋bB(g)，ΔH值、K值变为原来的相反数
D．写成cC(g) aA(g)＋bB(g)，ΔH值变为原来的相反数，K值变为原来的倒数
D　[A、B项ΔH值扩大1倍，K值变为原来的平方；C项K值变为原来的倒数。]
题号
2
4
5
3
7
6
8
9
10
11
12
1
√
7．在25 ℃时，密闭容器中
X、Y、Z三种气体的初始浓
度和平衡浓度如下表所示：
下列说法错误的是(　　)
A．反应达到平衡时，X的转化率为50%
B．反应可表示为X(g)＋3Y(g) 2Z(g)，其平衡常数为800
C．反应前后压强之比为3∶2
D．改变温度可以改变此反应的平衡常数
13
物质 X Y Z
初始浓度/(mol·L-1) 0.1 0.2 0
平衡浓度/(mol·L-1) 0.05 0.05 0.1
题号
2
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3
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1
13
题号
2
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3
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1
8．在一定温度下，下列反应的化学平衡常数数值如下：
①2NO(g) N2(g)＋O2(g)　K1＝1×1030；
②2H2(g)＋O2(g) 2H2O(g)　K2＝2×1081；
③2CO2(g) 2CO(g)＋O2(g)　K3＝4×10-92。
以下说法正确的是(　　)
A．该温度下，反应①的平衡常数表达式为K1＝c(N2)·c(O2)
B．该温度下，反应2H2O(g) 2H2(g)＋O2(g)的平衡常数的数值约为5×10-80
C．该温度下，反应①、反应②的逆反应、反应③产生O2的倾向由大到小的顺序为NO＞H2O＞CO2
D．以上说法都不正确
√
13
题号
2
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3
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1
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题号
9
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1
√
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题号
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1
13
B　[C是固体，不能出现在平衡常数的表达式中，A错；生成
1.6 mol C时，消耗了0.8 mol B，B的平衡转化率是40%，B对；化学平衡常数只受温度的影响，增大该体系的压强，化学平衡常数不变，C错；C为固体，浓度为定值，增加其量，反应速率不变，D错。]
题号
9
2
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5
3
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6
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1
√
10．在一定温度下的密闭容器中，加入1 mol CO和1 mol H2O发生反应：CO(g)＋H2O(g) CO2(g)＋H2(g)，达到平衡时测得n(H2)＝0.5 mol，下列说法不正确的是(　　)
A．在该温度下，反应的平衡常数K＝1
B．平衡常数与反应温度无关
C．CO的平衡转化率为50%
D．平衡时n(H2O)＝0.5 mol
13
题号
9
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3
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1
13
B　[　　 CO(g)＋H2O(g) CO2(g)＋H2(g)
起始/mol 1 1 0 0
转化/mol 0.5 0.5 0.5 0.5
平衡/mol 0.5 0.5 0.5 0.5
由化学方程式及以上数据判断可得A、C、D项正确；平衡常数与反应温度有关，B项错误。]
题号
9
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1
√
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题号
9
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1
13
12．在容积不变的容器中加入一定量的A和B，发生反应：2A(g)＋B(g) 2C(g)，在相同时间内，测得不同温度下A的转化率如下表所示。下列说法正确的是(　　)
温度/℃ 100 200 300 400 500
转化率/% 30 75 75 50 18
题号
9
2
4
5
3
8
6
7
10
11
12
1
A．该反应随着温度升高，反应速率先变大后变小
B．400 ℃时，若B的平衡浓度为0.5 mol·L-1，则该反应的平衡常数K＝2
C．200 ℃，A的转化率为75%时，反应达到平衡状态
D．当单位时间内生成n mol B的同时消耗2n mol C时，反应达到平衡状态
13
√
题号
9
2
4
5
3
8
6
7
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12
1
B　[A.任何化学反应速率都是随着温度升高而变大，A错误；B.400 ℃时，若B的平衡浓度为0.5 mol·L-1，假设A的起始浓度为c mol/L，则根据三段式进行计算：
　　　　　　　　 2A(g) ＋ B(g)　 　2C(g)
起始浓度/(mol/L) c 0.25c＋0.5 0
转化浓度/(mol/L) 0.5c 0.25c 0.5c
平衡浓度/(mol/L) 0.5c 0.5 0.5c
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题号
9
2
4
5
3
8
6
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10
11
12
1
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题号
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1
13．在一体积为1 L的密闭容器中，通入一定量的CO和H2O，在850 ℃发生反应：CO(g)＋H2O(g) CO2(g)＋H2(g)　ΔH<0。CO和H2O浓度变化如图：
13
题号
9
2
4
5
3
8
6
7
10
11
12
1
(1)0～4 min的平均反应速率v(CO)＝________mol·L-1·min-1。
(2)850 ℃时，平衡常数K＝_____。
(3)850 ℃时，若向该容器中充入1.0 mol CO、3.0 mol H2O，则CO的平衡转化率为_______。
(4)能判断该反应达到化学平衡状态的依据是____(填字母)。
a．v正(H2)＝v逆(H2O)
b．c(CO2)＝c(CO)
c．容器中气体密度不变
13
0.03　
1　
75%　
a
题号
9
2
4
5
3
8
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1
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题号
9
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1
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