高二化學(xué)課件：2.3.2《化學(xué)平衡常數(shù)》（人教版選修4）

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,歡迎進(jìn)入化學(xué)課堂,1.催化劑能夠改變化學(xué)反應(yīng)速率，對(duì)化學(xué)平衡常數(shù)有什么影響？提示：化學(xué)平衡常數(shù)是表明化學(xué)反應(yīng)達(dá)平衡時(shí)，各物質(zhì)濃度的關(guān)系，與反應(yīng)速率無(wú)關(guān)。而加入催化劑只能改變化學(xué)反應(yīng)速率，對(duì)化學(xué)平衡無(wú)影響，故加入催化劑，對(duì)化學(xué)平衡常數(shù)無(wú)影響。,2.可逆反應(yīng)：C(s)+CO2(g)2CO(g)在一定溫度下的平衡常數(shù)K的表達(dá)式怎樣表示？提示：反應(yīng)物或生成物中有固體或純液體存在時(shí)，由于其濃度可看作“1”而不代入公式，故。,3.試討論：若將方程式中各物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量數(shù)等倍擴(kuò)大或縮小，平衡常數(shù)是否發(fā)生變化？提示：化學(xué)平衡常數(shù)與反應(yīng)組分的化學(xué)計(jì)量數(shù)有關(guān)，因此若將方程式中各物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量數(shù)等倍擴(kuò)大或縮小，盡管是同一反應(yīng)，其平衡常數(shù)也會(huì)發(fā)生改變。,【典例1】（2010宿遷高二檢測(cè)）高溫下，某反應(yīng)達(dá)平衡，平衡常數(shù)。恒容時(shí)，溫度升高，H2濃度減小。下列說(shuō)法正確的是A.該反應(yīng)的反應(yīng)熱為正值B.使用催化劑，正反應(yīng)速率增大，H2濃度一定減小C.升高溫度，逆反應(yīng)速率減小D.該反應(yīng)化學(xué)方程式為CO+H2OCO2+H2,【思路點(diǎn)撥】（1）根據(jù)平衡常數(shù)表達(dá)式書寫化學(xué)反應(yīng)方程式。（2）根據(jù)溫度與K的關(guān)系，判斷可逆反應(yīng)的反應(yīng)熱?！咀灾鹘獯稹窟xA。根據(jù)平衡常數(shù)推知該反應(yīng)的化學(xué)方程式為CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g);升高溫度,c(H2)減小，表明平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，因此，H0；使用催化劑，正、逆反應(yīng)速率同等倍數(shù)增大，平衡不移動(dòng)；升高溫度，正、逆反應(yīng)速率均增大。,1.增大壓強(qiáng)（使容積縮?。┦蛊胶庀蛘磻?yīng)方向移動(dòng)，反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率一定增大嗎？提示：一定。反應(yīng)物的起始加入量固定不變，若增大壓強(qiáng)使平衡正向移動(dòng)，則反應(yīng)物的消耗量增大。因此該反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率一定增大。,2.某可逆反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡后，加入催化劑，反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率或生成物的產(chǎn)率發(fā)生改變嗎？提示：不改變。因?yàn)榇呋瘎┲挥绊懛磻?yīng)速率，不影響化學(xué)平衡，平衡不移動(dòng)，則反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率或生成物的產(chǎn)率不發(fā)生變化。,【典例2】（2010杭州高二檢測(cè)）830K時(shí)，在密閉容器中發(fā)生下列可逆反應(yīng)：CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)H0試回答下列問題：（1）若起始時(shí)c(CO)=2molL-1,c(H2O)=3molL-1，4秒鐘后達(dá)到平衡，此時(shí)CO的轉(zhuǎn)化率為60%，則在該溫度下，該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=_。用H2O表示的化學(xué)反應(yīng)速率為_。,（2）在相同溫度下，若起始時(shí)c(CO)=1molL-1，c(H2O)=2molL-1,反應(yīng)進(jìn)行一段時(shí)間后，測(cè)得H2的濃度為0.5molL-1,則此時(shí)該反應(yīng)是否達(dá)到平衡狀態(tài)_（填“是”或“否”），此時(shí)v（正）_v（逆）（填“大于”、“小于”或“等于）。（3）若降低溫度，該反應(yīng)的K值將_。,【思路點(diǎn)撥】（1）平衡常數(shù)表達(dá)式和反應(yīng)速率的表示方法；（2）溫度對(duì)K的影響與放熱、吸熱反應(yīng)的關(guān)系；（3）QC與K的相對(duì)大小與反應(yīng)進(jìn)行的方向間的關(guān)系。,（3）降低溫度，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，K值增大。答案：（1）10.3molL-1s-1（2）否大于（3）增大,知識(shí)點(diǎn)一：化學(xué)平衡常數(shù)1.對(duì)于可逆反應(yīng)：C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g),在一定溫度下達(dá)到平衡時(shí)，其平衡常數(shù)表達(dá)式正確的是（）,【解析】選D。平衡常數(shù)等于平衡時(shí)生成物濃度的冪之積與反應(yīng)物濃度的冪之積的比值；當(dāng)有純固體或純液體參加反應(yīng)時(shí)，它們不列入平衡常數(shù)的表達(dá)式中。,2.（雙選）關(guān)于化學(xué)平衡常數(shù)的敘述正確的是（）A.溫度一定，一個(gè)化學(xué)反應(yīng)的平衡常數(shù)是一個(gè)常數(shù)B.兩種物質(zhì)反應(yīng)，不管怎樣書寫化學(xué)方程式，平衡常數(shù)不變C.溫度一定時(shí)，對(duì)于給定的化學(xué)反應(yīng)，正、逆反應(yīng)的平衡常數(shù)互為倒數(shù)D.濃度商QcK時(shí)，v(正）v(逆）,【解析】選A、C。K是溫度的函數(shù)。平衡常數(shù)的表達(dá)式與化學(xué)方程式的書寫方式有關(guān)，同一個(gè)化學(xué)反應(yīng)，化學(xué)方程式書寫方式不同，平衡常數(shù)不同。正、逆反應(yīng)的平衡常數(shù)互為倒數(shù)。如：H2（g）+I2（g）2HI（g），K正=，K逆=，所以。濃度商Qcv（逆）。所以A、C正確，B、D錯(cuò)誤。,3.在一定條件下，有下列分子數(shù)相同的可逆反應(yīng)，其平衡常數(shù)K值分別是H2+F22HFK=1047H2+Cl22HClK=1017H2+Br22HBrK=109H2+I22HIK=1比較K值大小，可知各反應(yīng)的正反應(yīng)進(jìn)行的程度由大到小的順序是()A.B.C.D.無(wú)法確定,【解析】選A。化學(xué)平衡常數(shù)越大，表示該反應(yīng)的正反應(yīng)進(jìn)行的程度越大，故A正確。,知識(shí)點(diǎn)二：與化學(xué)平衡常數(shù)有關(guān)的計(jì)算4.（2010中山高二檢測(cè)）已知：H2(g)+I2(g)2HI(g)的平衡常數(shù)為K1；H2（g)+I2(g)HI(g)的平衡常數(shù)為K2，則K1、K2的關(guān)系為()A.K1=2K2B.K1=K22C.K1=K2D.K1=K2,【解析】選B。,，因此K1=K22。,5.（2009寧夏高考）在一定溫度下，反應(yīng)H2(g)+X2(g)HX(g)的平衡常數(shù)為10。若將1.0mol的HX(g)通入體積為1.0L的密閉容器中，在該溫度時(shí)HX(g)的最大分解率接近于()A.5%B.17%C.25%D.33%,【解析】,6.鐵和鋁是兩種重要的金屬，它們的單質(zhì)及化合物有著各自的性質(zhì)。(1)在一定溫度下，氧化鐵可以與一氧化碳發(fā)生下列反應(yīng)：Fe2O3(s)+3CO(g)2Fe(s)+3CO2(g)該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式為：K=_。該溫度下，在2L盛有Fe2O3粉末的密閉容器中通入CO氣體，10min后，生成了單質(zhì)鐵11.2g。則10min內(nèi)CO的平均反應(yīng)速率為_。,(2)請(qǐng)用上述反應(yīng)中某種氣體的有關(guān)物理量來(lái)說(shuō)明該反應(yīng)已達(dá)到平衡狀態(tài)：_；_?！窘馕觥浚?）平衡常數(shù),因?yàn)镕e2O3、Fe為固體，在表示平衡常數(shù)時(shí)不需寫入。因?yàn)閚（Fe）=0.2mol,所以消耗的CO為0.3mol。v(CO)=0.015molL-1min-1。,（2）這個(gè)反應(yīng)是等體積反應(yīng)，不能從壓強(qiáng)角度考慮，F(xiàn)e、Fe2O3為固體，也不影響平衡，所以應(yīng)從CO、CO2的濃度、反應(yīng)速率去考慮。答案：(1)0.015molL-1min-1（2）CO（或CO2）的生成速率與消耗速率相等CO（或CO2）的質(zhì)量不再改變,一、選擇題（本題包括4小題，每小題4分，共16分）1.下列關(guān)于平衡常數(shù)的說(shuō)法正確的是()A.在平衡常數(shù)表達(dá)式中，反應(yīng)物濃度用起始濃度，生成物濃度用平衡濃度B.在任何條件下，化學(xué)平衡常數(shù)是一個(gè)恒定值C.對(duì)于放熱反應(yīng)，升高溫度，K值增大，反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率增大D.從平衡常數(shù)的大小可以推斷一個(gè)反應(yīng)進(jìn)行的程度,【解析】選D。A項(xiàng)，在平衡常數(shù)表達(dá)式中，反應(yīng)物、生成物的濃度均為平衡濃度；B項(xiàng)，平衡常數(shù)與溫度有關(guān)，溫度改變，平衡常數(shù)隨之改變；C項(xiàng)，對(duì)于放熱反應(yīng)，升高溫度平衡逆向移動(dòng)，K值減小，反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率減小。,2.在一密閉容器中，等物質(zhì)的量的A和B發(fā)生如下反應(yīng)：A（g）+2B(g)2C(g)，反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，若混合氣體中A和B的物質(zhì)的量之和與C的物質(zhì)的量相等，則A的轉(zhuǎn)化率為()A.40%B.50%C.60%D.70%,【解析】選A。設(shè)A和B的起始物質(zhì)的量均為1mol,A的轉(zhuǎn)化率為,則根據(jù)反應(yīng)：A(g)+2B(g)2C(g)起始量：1mol1mol0轉(zhuǎn)化量：mol2mol2mol平衡量：(1-)mol(1-2)mol2mol則：1-+1-2=2,所以=40%。,3.將固體NH4I置于密閉容器中，在一定溫度下發(fā)生下列反應(yīng)：NH4I（s）NH3（g）+HI（g）；2HI（g）H2（g）+I2（g）達(dá)到平衡時(shí)，c（H2）=0.5molL-1,c(HI)=4molL-1,則此溫度下反應(yīng)的平衡常數(shù)為()A.9B.16C.20D.25,【解析】選C。根據(jù)反應(yīng)：2HI(g)H2(g)+I2(g)消耗的c(HI)=2c(H2)=1molL-1,再結(jié)合反應(yīng):NH4I(s)NH3(g)+HI(g)知：c(NH3)=c(HI)=1molL-1+4molL-1=5molL-1，因此該溫度下，反應(yīng)的平衡常數(shù)：K=c(NH3)c(HI)=5molL-14molL-1=20mol2L-2。,4.(2009安徽高考)汽車尾氣凈化中的一個(gè)反應(yīng)如下:NO(g)+CO(g)N2(g)+CO2(g)H=-373.4kJmol-1在恒容的密閉容器中,反應(yīng)達(dá)平衡后,改變某一條件,下列示意圖正確的是（）,【解析】選C。H=-373.4kJmol-1,溫度升高，平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，K值減小，CO的轉(zhuǎn)化率降低，故A、B錯(cuò)；K只與溫度有關(guān)，C項(xiàng)正確；D項(xiàng)增大N2的物質(zhì)的量平衡左移，則NO的轉(zhuǎn)化率降低，故D錯(cuò)。,二、非選擇題（本題包括2小題，共14分）5.（7分）在一定條件下，二氧化硫和氧氣發(fā)生如下反應(yīng)：2SO2（g）+O2（g）2SO3（g）H0。（3）某溫度下，該反應(yīng)的平衡常數(shù)=1,因此溫度為830。答案：(1)(2)吸熱(3)830,1.（8分）（2010安徽高考）低溫脫硝技術(shù)可用于處理廢氣中的氮氧化物，發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)為：2NH3(g)+NO(g)+NO2(g)2N2（g）+3H2OH0在恒容的密閉容器中，下列有關(guān)說(shuō)法正確的是()A.平衡時(shí)，其他條件不變，升高溫度可使該反應(yīng)的平衡常數(shù)增大,B.平衡時(shí)，其他條件不變，增加NH3的濃度，廢氣中氮氧化物的轉(zhuǎn)化率減小C.單位時(shí)間內(nèi)消耗NO和N2的物質(zhì)的量之比為12時(shí)，反應(yīng)達(dá)到平衡D.其他條件不變，使用高效催化劑，廢氣中氮氧化物的轉(zhuǎn)化率增大,【解析】選C?；瘜W(xué)平衡常數(shù)只與溫度有關(guān)，對(duì)于吸熱反應(yīng)而言，升高溫度，該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)增大，反之減小。增大某種反應(yīng)物的濃度，另一種反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率增大，而自身的轉(zhuǎn)化率反而減小。A項(xiàng)，因該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，故升高溫度，平衡常數(shù)減小，A錯(cuò)；B項(xiàng)，增大一種反應(yīng)物濃度，其余反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率必增大，B錯(cuò)；使用催化劑，化學(xué)平衡不移動(dòng)，D錯(cuò)。,2.（12分）（2010山東高考改造題）一定溫度下，向1L密閉容器中加入1molHI(g)，發(fā)生反應(yīng)2HIH2+I2，H2物質(zhì)的量隨時(shí)間的變化如圖所示。（1）02min內(nèi)的平均反應(yīng)速率v(HI)=_。該溫度下，H2（g)+I2(g)2HI（g）的平衡常數(shù)K=_。,（2）相同溫度下，若開始加入HI（g)的物質(zhì)的量是原來(lái)的2倍，則_是原來(lái)的2倍。a.平衡常數(shù)b.HI的平衡濃度c.達(dá)到平衡的時(shí)間d.平衡時(shí)H2的體積分?jǐn)?shù),【解析】（1）由題干數(shù)據(jù)分析該反應(yīng)：H2（g）+I2（g）2HI（g）起始：001mol轉(zhuǎn)化：0.1mol0.1mol0.2mol平衡：0.1mol0.1mol0.8mol02min內(nèi)平均反應(yīng)速率v(HI)=平衡常數(shù),（2）若開始加入HI的物質(zhì)的量是原來(lái)的2倍，相當(dāng)于先將HI加入到2L的容器，再將體積壓縮至1L，因?yàn)樵摲磻?yīng)為等體積反應(yīng)，加壓平衡不移動(dòng)，所以HI的濃度為原來(lái)的2倍，H2的體積分?jǐn)?shù)不變；溫度不變，平衡常數(shù)不變；加入HI的物質(zhì)的量增大，反應(yīng)物濃度增大，反應(yīng)速率加快，達(dá)到平衡的時(shí)間縮短。答案：(1)0.1molL-1min-164(2)b,本部分內(nèi)容講解結(jié)束,同學(xué)們,來(lái)學(xué)校和回家的路上要注意安全,同學(xué)們,來(lái)學(xué)校和回家的路上要注意安全,