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高中化学人教版 (2019)选择性必修1第三章 水溶液中的离子反应与平衡实验活动2 强酸与强域的中和滴定教课课件ppt
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这是一份高中化学人教版 (2019)选择性必修1第三章 水溶液中的离子反应与平衡实验活动2 强酸与强域的中和滴定教课课件ppt，共26页。PPT课件主要包含了解1根据题意有，020-x，平衡转化率，起始浓度，转化浓度，平衡浓度，思考与讨论，28×10－3等内容，欢迎下载使用。
对于可逆反应达到平衡后各物质的浓度变化关系，在计算中注意：
（2）生成物：平衡浓度=初始浓度+转化浓度 生成物D: C（D）= c0(D) +△c(D)
（3）各物质的转化浓度之比等于它们在化学方程式中相应的化学计量数之比。△c(A):△c(D)=a:d
（1）反应物：平衡浓度=初始浓度-转化浓度； 反应物A: C（A）=c0(A) - △c(A)
6、与平衡常数有关的计算
H2 + I2 2HI
C(始)/ml .L-1
∆C(转）/ ml .L-1
C(平)/ml .L-1
例1:在某温度下,将H2和I2各0.10ml的气态混合物充入10L的密闭容器中,充分反应,达到平衡后,测得C(H2)=0.0080ml/L.(1)求该反应的平衡常数(2)在上述温度下,该容器中若通入H2和I2蒸汽各0.20ml.试求达到化学平衡状态时各物质的浓度.
解(2)设H2的消耗浓度为x
X=0.0040ml/L
C(H2)=c(I2)=0.016ml/LC(HI)=0.0080ml/L
∆C（转）/ ml .L-1
有关化学平衡计算的基本模式——“三段式法”
起始:ab 0 0转化:mxnx px qx平衡:a-mxb-nx px qx(1)转化量与化学方程式中各物质的计量数成比例。(2)这里a、b可指物质的量、浓度等。
用平衡常数来表示反应的限度有时不够直观，常用平衡转化率α来表示反应限度。
反应物A的平衡转化率（该条件最大转化率）可表示：
转化率越大，反应越完全！
【例】450K时一容器中通入N2和H2，在一定条件下反应达平衡后，测得c(N2)＝3ml/L，c(H2)＝9ml/L，c(NH3)＝4 ml/L，求K、N2的转化率。
3 9 4
K＝c(NH3)2/[c(N2)c(H2 )3]＝42/(3×93)＝7.3×10－3
练一练：现有一定温度下的密闭容器中存在如下反应：
H2 (g) + I2 (g) ⇌2HI (g)
已知c(H2)始=0.4ml/L，c(I2)始=1ml/L经测定该反应在该温度下的平衡常数K=64，试判断，达平衡状态时，H2的转化率应为多少？
解： （1）设氢气的转化浓度为xml/L H2 + I2 ⇌ 2HI
起始浓度/ml·L-1 0.4 1 0转化浓度/ml·L-1 x x 2x平衡浓度/ml·L-1 0.4-x 1-x 2x
解得 x=0.385 ml/L则氢气的转化率为
(1)若反应物只有一种：aA(g) bB(g)＋cC(g)
在恒温恒容条件下，增加A的量，平衡正向移动，但A的转化率与气体的计量数有关。(其影响结果相当于增大压强)
改变反应物用量对转化率的影响
(2)若反应物不只一种：aA(g)＋bB(g) cC(g)＋dD(g)
①在其他条件不变时，增加A的量，平衡正向移动，A的转化率降低，B的转化率升高。即只增大一种反应物的浓度,该物质本身转化率减小,其他反应物转化率增大。
②在恒温恒容条件下，若按原比例同倍数增加A和B，平衡正向移动，但反应物(A或B)的转化率与气体物质的计量数有关。（其影响结果相当于增大压强）
(3)若反应物、生成物均只有一种：aA(g) bB(g)
在恒温恒容条件下，不管增加A的量、B的量，还是A、B的量同时增加，均相当于加压，平衡向气体体积减小的方向移动，A的转化率可据此分析。
(4)若可逆反应：aA(g)＋bB(g) cC(g)＋dD(g)，按化学计量数之比投入A、B，则A、B的转化率一定相同。
例题1:已知可逆反应:M(g)+N(g) P(g)+Q(g) ΔH>0,请回答下列问题:(1)在某温度下,反应物的初始浓度分别为c0(M)=1 ml·L-1,c0(N)=2.4 ml·L-1;达到平衡后,M的平衡转化率为60%,此时N的平衡转化率为 ; (2)若反应温度不变,反应物的初始浓度分别为c0(M)=4 ml·L-1,c0(N)=a ml·L-1;达到平衡后,c(P)=2 ml·L-1,a= 。
答案:(1)25% (2)6
解析:(1)根据题意: M(g) + N(g) P(g) + Q(g)初始浓度/(ml·L-1) 1 2.4 0 0转化浓度/(ml·L-1) 0.6 0.6 0.6 0.6平衡浓度/(ml·L-1) 0.4 1.8 0.60.6
【例题3】在容积不变的密闭容器中，将2.0ml CO与10mlH2O混合加热到800℃,达到下列平衡：CO(g)+H2O CO2(g)+H2(g)此时该反应的K为1.0。求达到平衡时CO转化为CO2的转化率。
1.反应物的转化率增大,平衡常数一定增大吗?
2.对于常温下的反应aA(g)+bB(g) cC(g)+dD(g),若已知反应物的起始浓度和常温下的平衡常数,可不可以计算平衡时反应物的转化率?
答案:不一定;在一定温度下,对于一个反应可以通过改变外界条件增大反应物的转化率,但因温度不变,平衡常数也不变。
答案:可以。可根据反应物的起始浓度和平衡常数计算平衡时的浓度,然后根据反应物的变化量可求出其转化率。
判断可逆反应是否达到平衡状态和反应进行的方向
判断反应的吸（放）热情况
K值越大，则正向反应进行的程度越大，反应物转化率越大；反之，正向反应进行的程度就越小，反应物转化率就越小
用浓度商Q与K比较：Q＜K，反应向正反应方向移动；Q＝K，反应处于平衡状态；Q＞K，反应向逆反应方向移动
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
依据起始浓度和平衡常数可计算平衡浓度，从而计算反应物的转化率
(1)化学平衡常数等于某一时刻生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比值。 ( )(2)化学平衡常数与浓度有关,与温度无关。 ( )(3)在任何条件下,一个可逆反应的化学平衡常数都是一个恒定值。 ( )(4)K越大,表明可逆反应正向进行的程度越大。 ( )(5)平衡常数和平衡转化率都能体现可逆反应进行的程度。 ( )(6)其他条件不变,使用不同催化剂,反应的平衡常数不变。 ( )
1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)
2.将2.00 ml SO2和2.00 ml O2通入1.00 L的恒容密闭容器中,1500 K时,反应达到平衡,测得SO3的物质的量浓度为0.64 ml·L-1,则平衡时SO2的平衡转化率为( )A.30% B.32% C.50% D.18%
解析:因平衡时SO3的物质的量浓度为0.64 ml·L-1,则转化的SO2的物质的量浓度为0.64 ml·L-1,所以
3．已知：2SO2(g)＋O2(g) 2SO3(g) ΔH＝－197.8 kJ·ml－1。起始反应物为SO2和O2(物质的量之比为2∶1，且总物质的量不变)。SO2的平衡转化率(%)随温度和压强的变化如下表：
下列说法不正确的是( )A．一定压强下降低温度，SO2的转化率增大B．在不同温度、压强下，转化相同物质的量的SO2所需要的时间相等C．使用催化剂可以缩短反应达到平衡所需的时间D．工业生产通常不采取加压措施，是因为常压下SO2的转化率已相当高
解析： A项，根据表格信息，压强一定时，温度越低，SO2的转化率越大，正确；B项，不同的温度、压强下，反应速率不确定，故转化相同的SO2所需时间无法确定，错误；C项，使用催化剂降低反应的活化能，增大反应速率，可以缩短达到平衡所需的时间，正确；D项，根据表格数据可以看出，常压下SO2的转化率已相当高(大于93.5%)，正确。
4、H2S与CO2在高温下发生反应：H2S(g)＋CO2(g) COS(g)＋H2O(g)。在610 K时，将0.10 ml CO2与0.40 ml H2S充入2.5 L的空钢瓶中，反应平衡后水的物质的量分数为0.02。①H2S的平衡转化率α1＝________ %，反应平衡常数K＝________。②在620 K重复实验，平衡后水的物质的量分数为0.03，H2S的转化率α2________α1，该反应的ΔH________0(填“＞”“＜”或“＝”)。③向反应器中再分别充入下列气体，能使H2S转化率增大的是________(填字母)。A．H2S B．CO2 C．COS D．N2
解析 ①610 K时向空钢瓶中充入0.10 ml CO2和0.40 ml H2S，钢瓶容积为2.5 L，按“三段式”法进行计算： H2S(g)＋CO2(g) COS(g)＋H2O(g)起始量/ml 0.40 0.10 0 0转化量/ml x x x x平衡量/ml 0.40－x 0.10－x x x反应平衡后水的物质的量分数为0.02，则有 ＝0.02，解得x＝0.01，故H2S的平衡转化率α1＝ ×100%＝2.5%。该反应的平衡常数K＝( = = 2.8×10－3。②在620 K重复实验，平衡后水的物质的量分数为0.03，温度升高，平衡后水的物质的量分数增大，说明平衡正向移动，则ΔH＞0；升高温度，平衡正向移动，反应物的平衡转化率增大，则H2S的转化率：α2＞α1。③该反应器为钢瓶，反应过程中容积不变。向反应器中再充入H2S气体，平衡正向移动，CO2的转化率增大，但H2S的转化率减小，A错误；充入CO2，平衡正向移动，H2S的转化率增大，CO2的转化率减小，B正确；充入COS，平衡逆向移动，H2S的转化率减小，C错误；充入N2，平衡不移动，H2S的转化率不变，D错误。
（0.40－x）+(0.10－x)+x+x
5.在一定温度下,将0.20 ml N2O4气体充入2.0 L密闭容器中,间隔一定时间对该容器的气体进行分析,数据如下:
(1)该反应的平衡常数表达式为 ,计算20 s 到40 s内二氧化氮的平均反应速率v(NO2)= 。 (2)若在相同条件下起始时充入NO2气体0.16 ml,要计算达到平衡时NO2的转化率,请写出分析求解的思路(不必计算具体结果)。
2.0×10-3 ml·L-1·s-1
对于可逆反应达到平衡后各物质的浓度变化关系，在计算中注意：
（2）生成物：平衡浓度=初始浓度+转化浓度 生成物D: C（D）= c0(D) +△c(D)
（3）各物质的转化浓度之比等于它们在化学方程式中相应的化学计量数之比。△c(A):△c(D)=a:d
（1）反应物：平衡浓度=初始浓度-转化浓度； 反应物A: C（A）=c0(A) - △c(A)
6、与平衡常数有关的计算
H2 + I2 2HI
C(始)/ml .L-1
∆C(转）/ ml .L-1
C(平)/ml .L-1
例1:在某温度下,将H2和I2各0.10ml的气态混合物充入10L的密闭容器中,充分反应,达到平衡后,测得C(H2)=0.0080ml/L.(1)求该反应的平衡常数(2)在上述温度下,该容器中若通入H2和I2蒸汽各0.20ml.试求达到化学平衡状态时各物质的浓度.
解(2)设H2的消耗浓度为x
X=0.0040ml/L
C(H2)=c(I2)=0.016ml/LC(HI)=0.0080ml/L
∆C（转）/ ml .L-1
有关化学平衡计算的基本模式——“三段式法”
起始:ab 0 0转化:mxnx px qx平衡:a-mxb-nx px qx(1)转化量与化学方程式中各物质的计量数成比例。(2)这里a、b可指物质的量、浓度等。
用平衡常数来表示反应的限度有时不够直观，常用平衡转化率α来表示反应限度。
反应物A的平衡转化率（该条件最大转化率）可表示：
转化率越大，反应越完全！
【例】450K时一容器中通入N2和H2，在一定条件下反应达平衡后，测得c(N2)＝3ml/L，c(H2)＝9ml/L，c(NH3)＝4 ml/L，求K、N2的转化率。
3 9 4
K＝c(NH3)2/[c(N2)c(H2 )3]＝42/(3×93)＝7.3×10－3
练一练：现有一定温度下的密闭容器中存在如下反应：
H2 (g) + I2 (g) ⇌2HI (g)
已知c(H2)始=0.4ml/L，c(I2)始=1ml/L经测定该反应在该温度下的平衡常数K=64，试判断，达平衡状态时，H2的转化率应为多少？
解： （1）设氢气的转化浓度为xml/L H2 + I2 ⇌ 2HI
起始浓度/ml·L-1 0.4 1 0转化浓度/ml·L-1 x x 2x平衡浓度/ml·L-1 0.4-x 1-x 2x
解得 x=0.385 ml/L则氢气的转化率为
(1)若反应物只有一种：aA(g) bB(g)＋cC(g)
在恒温恒容条件下，增加A的量，平衡正向移动，但A的转化率与气体的计量数有关。(其影响结果相当于增大压强)
改变反应物用量对转化率的影响
(2)若反应物不只一种：aA(g)＋bB(g) cC(g)＋dD(g)
①在其他条件不变时，增加A的量，平衡正向移动，A的转化率降低，B的转化率升高。即只增大一种反应物的浓度,该物质本身转化率减小,其他反应物转化率增大。
②在恒温恒容条件下，若按原比例同倍数增加A和B，平衡正向移动，但反应物(A或B)的转化率与气体物质的计量数有关。（其影响结果相当于增大压强）
(3)若反应物、生成物均只有一种：aA(g) bB(g)
在恒温恒容条件下，不管增加A的量、B的量，还是A、B的量同时增加，均相当于加压，平衡向气体体积减小的方向移动，A的转化率可据此分析。
(4)若可逆反应：aA(g)＋bB(g) cC(g)＋dD(g)，按化学计量数之比投入A、B，则A、B的转化率一定相同。
例题1:已知可逆反应:M(g)+N(g) P(g)+Q(g) ΔH>0,请回答下列问题:(1)在某温度下,反应物的初始浓度分别为c0(M)=1 ml·L-1,c0(N)=2.4 ml·L-1;达到平衡后,M的平衡转化率为60%,此时N的平衡转化率为 ; (2)若反应温度不变,反应物的初始浓度分别为c0(M)=4 ml·L-1,c0(N)=a ml·L-1;达到平衡后,c(P)=2 ml·L-1,a= 。
答案:(1)25% (2)6
解析:(1)根据题意: M(g) + N(g) P(g) + Q(g)初始浓度/(ml·L-1) 1 2.4 0 0转化浓度/(ml·L-1) 0.6 0.6 0.6 0.6平衡浓度/(ml·L-1) 0.4 1.8 0.60.6
【例题3】在容积不变的密闭容器中，将2.0ml CO与10mlH2O混合加热到800℃,达到下列平衡：CO(g)+H2O CO2(g)+H2(g)此时该反应的K为1.0。求达到平衡时CO转化为CO2的转化率。
1.反应物的转化率增大,平衡常数一定增大吗?
2.对于常温下的反应aA(g)+bB(g) cC(g)+dD(g),若已知反应物的起始浓度和常温下的平衡常数,可不可以计算平衡时反应物的转化率?
答案:不一定;在一定温度下,对于一个反应可以通过改变外界条件增大反应物的转化率,但因温度不变,平衡常数也不变。
答案:可以。可根据反应物的起始浓度和平衡常数计算平衡时的浓度,然后根据反应物的变化量可求出其转化率。
判断可逆反应是否达到平衡状态和反应进行的方向
判断反应的吸（放）热情况
K值越大，则正向反应进行的程度越大，反应物转化率越大；反之，正向反应进行的程度就越小，反应物转化率就越小
用浓度商Q与K比较：Q＜K，反应向正反应方向移动；Q＝K，反应处于平衡状态；Q＞K，反应向逆反应方向移动
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
依据起始浓度和平衡常数可计算平衡浓度，从而计算反应物的转化率
(1)化学平衡常数等于某一时刻生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比值。 ( )(2)化学平衡常数与浓度有关,与温度无关。 ( )(3)在任何条件下,一个可逆反应的化学平衡常数都是一个恒定值。 ( )(4)K越大,表明可逆反应正向进行的程度越大。 ( )(5)平衡常数和平衡转化率都能体现可逆反应进行的程度。 ( )(6)其他条件不变,使用不同催化剂,反应的平衡常数不变。 ( )
1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)
2.将2.00 ml SO2和2.00 ml O2通入1.00 L的恒容密闭容器中,1500 K时,反应达到平衡,测得SO3的物质的量浓度为0.64 ml·L-1,则平衡时SO2的平衡转化率为( )A.30% B.32% C.50% D.18%
解析:因平衡时SO3的物质的量浓度为0.64 ml·L-1,则转化的SO2的物质的量浓度为0.64 ml·L-1,所以
3．已知：2SO2(g)＋O2(g) 2SO3(g) ΔH＝－197.8 kJ·ml－1。起始反应物为SO2和O2(物质的量之比为2∶1，且总物质的量不变)。SO2的平衡转化率(%)随温度和压强的变化如下表：
下列说法不正确的是( )A．一定压强下降低温度，SO2的转化率增大B．在不同温度、压强下，转化相同物质的量的SO2所需要的时间相等C．使用催化剂可以缩短反应达到平衡所需的时间D．工业生产通常不采取加压措施，是因为常压下SO2的转化率已相当高
解析： A项，根据表格信息，压强一定时，温度越低，SO2的转化率越大，正确；B项，不同的温度、压强下，反应速率不确定，故转化相同的SO2所需时间无法确定，错误；C项，使用催化剂降低反应的活化能，增大反应速率，可以缩短达到平衡所需的时间，正确；D项，根据表格数据可以看出，常压下SO2的转化率已相当高(大于93.5%)，正确。
4、H2S与CO2在高温下发生反应：H2S(g)＋CO2(g) COS(g)＋H2O(g)。在610 K时，将0.10 ml CO2与0.40 ml H2S充入2.5 L的空钢瓶中，反应平衡后水的物质的量分数为0.02。①H2S的平衡转化率α1＝________ %，反应平衡常数K＝________。②在620 K重复实验，平衡后水的物质的量分数为0.03，H2S的转化率α2________α1，该反应的ΔH________0(填“＞”“＜”或“＝”)。③向反应器中再分别充入下列气体，能使H2S转化率增大的是________(填字母)。A．H2S B．CO2 C．COS D．N2
解析 ①610 K时向空钢瓶中充入0.10 ml CO2和0.40 ml H2S，钢瓶容积为2.5 L，按“三段式”法进行计算： H2S(g)＋CO2(g) COS(g)＋H2O(g)起始量/ml 0.40 0.10 0 0转化量/ml x x x x平衡量/ml 0.40－x 0.10－x x x反应平衡后水的物质的量分数为0.02，则有 ＝0.02，解得x＝0.01，故H2S的平衡转化率α1＝ ×100%＝2.5%。该反应的平衡常数K＝( = = 2.8×10－3。②在620 K重复实验，平衡后水的物质的量分数为0.03，温度升高，平衡后水的物质的量分数增大，说明平衡正向移动，则ΔH＞0；升高温度，平衡正向移动，反应物的平衡转化率增大，则H2S的转化率：α2＞α1。③该反应器为钢瓶，反应过程中容积不变。向反应器中再充入H2S气体，平衡正向移动，CO2的转化率增大，但H2S的转化率减小，A错误；充入CO2，平衡正向移动，H2S的转化率增大，CO2的转化率减小，B正确；充入COS，平衡逆向移动，H2S的转化率减小，C错误；充入N2，平衡不移动，H2S的转化率不变，D错误。
（0.40－x）+(0.10－x)+x+x
5.在一定温度下,将0.20 ml N2O4气体充入2.0 L密闭容器中,间隔一定时间对该容器的气体进行分析,数据如下:
(1)该反应的平衡常数表达式为 ,计算20 s 到40 s内二氧化氮的平均反应速率v(NO2)= 。 (2)若在相同条件下起始时充入NO2气体0.16 ml,要计算达到平衡时NO2的转化率,请写出分析求解的思路(不必计算具体结果)。
2.0×10-3 ml·L-1·s-1
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