苏教版 (2019)选择性必修1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课文内容ppt课件
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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。
(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。
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。
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。( )
关键能力 情境探究达成
[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) K1②CO(g)+H2(g)⥫⥬C(s)+H2O(g) K2③2C(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“=”)。
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 ml SO2和1.0 ml 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“=”)。
[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·ml-1。实验测得起始、平衡时的有关数据如下表:
[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 ml·L-1、b ml·L-1,达到平衡后消耗A的物质的量浓度为mx ml·L-1。 mA(g)+nB(g) ⥫⥬ pC(g)+qD(g)c(初)/(ml·L-1) a b 0 0Δc/(ml·L-1) mx nx px qxc(平)/(ml·L-1) a-mx b-nx px qx
学习效果 随堂评估自测
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。]
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。
4.将0.050 ml SO2(g)和0.030 ml 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 ml·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________。
基础课时固基练(13) 化学平衡常数
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
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。]
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
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。]
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。]
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。]
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。]
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800C.反应前后压强之比为3∶2D.改变温度可以改变此反应的平衡常数
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5×10-80C.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>CO2D.以上说法都不正确
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 ml C时,消耗了0.8 ml 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。]
10.在一定温度下的密闭容器中,加入1 ml CO和1 ml H2O发生反应:CO(g)+H2O(g)⥫⥬CO2(g)+H2(g),达到平衡时测得n(H2)=0.5 ml,下列说法不正确的是( )A.在该温度下,反应的平衡常数K=1B.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 ml
B [ CO(g)+H2O(g)⥫⥬CO2(g)+H2(g)起始/ml 1 1 0 0转化/ml 0.5 0.5 0.5 0.5平衡/ml 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。]
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( )
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 ml·L-1,则该反应的平衡常数K=2C.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 ml B的同时消耗2n ml C时,反应达到平衡状态
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 ml·L-1,假设A的起始浓度为c ml/L,则根据三段式进行计算: 2A(g) + B(g) ⥫⥬ 2C(g)起始浓度/(ml/L) c 0.25c+0.5 0转化浓度/(ml/L) 0.5c 0.25c 0.5c平衡浓度/(ml/L) 0.5c 0.5 0.5c
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:
(1)0~4 min的平均反应速率v(CO)=________ml·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 ml CO、3.0 ml 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
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