化学反应的方向和限度

编辑: 逍遥路 关键词: 高二 来源: 高中学习网
时间第八周 4月11日 本模块第20、21课时

课题专题专题1化学反应速率
单元第二单元化学反应的方向和限度
节题第三课时化学平衡常数1、2
教学目标知识与技能理解化学平衡常数的含义,能用化学平衡常数计算反应物的转化率。。
过程与方法能描述化学平衡常数的意义,培养归纳思维能力
情感态度
与价值观体会化学平衡是相对的、有条件的、动态的,树立辩证唯物主义观点。
教学重点化学平衡计算
教学难点计算。
教学方法讨论法、探究法
教 学 过 程

教师主导活动学生主体活动
(基面知识)
二、化学平衡常数
对于可逆反应aA(g)+bB(g) cC(g)+dD(g)平衡常数表达式 ,它的大小能说明 ,K值越大,表示 。平衡常数受 的影响较大,使用时要注明 。因为 和 的浓度可视为定值,所以在平衡常数的表达式中不计算。
(小结)对反应m A + n B p C + q D
一、化学平衡常数
1、表达式:平衡常数K =
2、影响因素及注意:K受温度影响
3、意义:越大,反应进行的越完全
4、作用:(1)进行定量计算
(2)判断化学平衡移动方向
Q(浓度积)>K(平衡常数) 化学平衡向逆反应方向移动
Q(浓度积)==K(平衡常数) 化学平衡不动
Q(浓度积)(讲解)
通过自学完成

数据分析:书P44表2-6


生成物平衡时浓度方次的乘积与反应物浓度方次乘积之比
放热反应?升高温度?平衡常数减小)
吸热反应?升高温度?平衡常数增大)

反应中有固体和纯液体化,



程教师主导活动学生主体活动
因此其浓度不计算在表达式中。
如:CaCO3(s) CaO(s) + CO2(g)

CO2(g)+ H2(g) CO(g)+ H2O(l)
K =
5.稀溶液中反应物有水参加,水的浓度也不计算在内。
如:Cr2O72- + H2O 2 CrO42- + 2 H+
K =
6.对同一个化学反应,不同的化学方程式对应不同 如:
N2O4(g) 2 NO2(g) K =
N2O4(g) NO2(g) K =
7.对于气体反应,可以用平衡时物质的量浓度表示,也可以用平衡时气体的分压表示。
N2O4(g) 2 NO2(g) K =
二、化学平衡常数有关计算
1、模式(初?转?平) 注意:单位
2、步骤:
[例题1] 1.在某温度下,可逆反应m A + n B p C +
q D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随温度的改变而改变。
E.K越大,反应的速率越大。
K = c(CO2 )

边讨论,边理解

因化学计量数变而变
对应方次

理解思维方法




程教师主导活动学生主体活动
2.现由可逆反应CO(气)+H2O (气) CO2(气) +H2(气)-△H,在850℃时,K=1。
① 若温度升高至950℃,反应达到平衡时,K_<___1(<、>、=)
解析:K值越大表示反应越易向正反应方向进行,升温反应逆反应方向移动即不易向正反应方向进行。
② 850℃时在固定容积的密闭容器中放入混合物,起始浓度c(CO)=0.01mol/L,c(H2O) (气) =0.03mol/L, c(CO2) =0.01mol/L, c(H2) =0.05mol/L。则反应开始时,H2O (气)的消耗速率比生成速率___小____(大、小、不确定)

解析:反应常数K′= = >1,即反应要向K=1的方向进行只能使分子减小、分母增大即向逆反应进行。



温度不变即K不变 CO(气) + H2O (气) = CO2(气) + H2(气)
起始浓度 0.01 0.1 0.01 0.05
变化浓度 x x x x
平衡浓度(0.01-x) (0.1-x) (0.01+x) (0.05+x)
K=1= = 得α(CO)
④ 保持容器温度、体积不变,若在容器中充入适量的H2,则重新达到平衡时,CO的反应速率比充H2之前___增大___(大、小、不确定)理由是什么?

[解析]:增大任一反应物或生成物的浓度,化学反应速率都增大。

3.在一定条件下,氨气和氮氧化物(NOn)能发生氧化还原反应。将一定量的氨气和氮氧化物充入一真空的恒容密闭容器中,保持温度不变,使反应达到平衡。
① 配平化学方程式NH3(气)+NOn(气) N2(气)+H2O(气)
解析:4nNH3(气)+6NOn(气) (2n+3)N2(气)+6nH2O(气)
② 分析氨气的反应速率v与时间t的关系如图所示,已知:m=0.22mol/(L?min),p=250。反应中氨气的瞬时速率与氨气的存留浓度的关系为v∶c(NH3)=1∶6(数据)。在下表①~⑤中填入v和c(NH3)。


t minv(NH3) mol/(L?min)c(NH3) mol/L
00.22①
5②③
平衡时④⑤
[解析]:由图可知,该反应在t=9 min时达到平衡。另外由
速率-时间关系v-m=- 知v = m- ;又氨气的瞬时速率与氨气的存留浓度的关系为v∶c(NH3)=1∶6。联立求解。
t minv(NH3) mol/(L?min)c(NH3) mol/L
00.221.32
50.171.02
平衡时0.0580.34

③ 若起始时混合气体总浓度为2.5mol/L,在恒温恒容条件下达到平衡时,测得压强是反应前的1.28倍,则NOn中的n是多少?
解析:由②可知:t=0,c(NH3)= 1.32 mol/L;达到平衡时,t=9min,c(NH3)= 0.34 mol/L。若取定容器体积为1L,则参加反应的氨气的物质的量是0.98mol。
又根据反应4nNH3(气)+6NOn(气)=(2n+3)N2(气)+6nH2O(气) △n=4n-3,知每有4n molNH3参加反应,混合气体的物质的量就减少(4n-3)mol,
因此,得4n∶(4n-3)=0.98mol∶(0.28×2.5mol) n=2.625
(△n也可由定义求出 n2=3.2 mol △n=3.2mol-2.5mol=0.7mol)
[小结]注意初-转?平计算模式。
[作业]P41 1、2
板书计划一、化学平衡常数
1表达式:生成物平衡时浓度方次的乘积与反应物浓度方次乘积之比
2影响因素及注意:K受温度影响
3意义:越大,反应进行的越完全
4作用:(1)进行定量计算
(2)判断化学平衡移动方向
Q(浓度积)>K(平衡常数) 化学平衡向逆反应方向移动
Q(浓度积)==K(平衡常数) 化学平衡不动
Q(浓度积)二、化学平衡常数有关计算
1、模式(初?转?平) 注意:单位
反馈计算模式掌握很好。


[直击高考]
1.(08南通二检)汽车内燃机工作时产生的高温会引起N2和O2的反应:N2(g)+O2(g) 2NO(g),是导致汽车尾气中含有NO的原因之一。某同学为控制污染,对该反应进行研究。
⑴右图表示在T1、T2两种不同温度下,一定量的NO发生分解过程中N2的体积分数随时间变化的图像,根据图像判断反应N2(g)+O2(g) 2NO(g)为 ▲ (填“吸热”或“放热”)反应。
⑵2000℃时,向容积为2L的密闭容器中充入10molN2与5mol O2,达到平衡后NO的物质的量为2mol,则2000℃时该反应的平衡常数K= ▲ 。该温度下,若开始时向上述容器中充入N2与O2均为1 mol,则达到平衡后N2的转化率为 ▲ 。
⑶为避免汽车尾气中的有害气体对大气的污染,给汽车安装尾气净化装置。净化装置里装有含Pd等过渡元素的催化剂,气体在催化剂表面吸附与解吸作用的机理如下图所示。

写出上述变化中的总化学反应方程式: ▲ 。

2、(08苏锡卷8分)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的关系如下表:
t℃70080083010001200
K0.60.91.01.72.6
回答下列问题:
(1)该反应的化学平衡常数表达式为K = 。
(2)该反应为 反应(选填吸热、放热)。
(3)能判断该反应是否达到化学平衡状态的依据是 (多选扣分)。
A.容器中压强不变 B.混合气体中 c(CO)不变
C.υ正(H2)=υ逆(H2O) D.c(CO2)=c(CO)
(4)某温度下,平衡浓度符合下式:c(CO2)?c(H2)=c(CO)?c(H2O),试判断此时的温度为 ℃。

1、⑴吸热 ⑵ (0.11) 14.3% ⑶2NO+O2+4CO 4CO2+N2

2、(每空各2分,共8分)(1) ;(2)吸热;(3)B、C;(4)830
2、(8分)在某一容积为2L的密闭容器内,加入0.8mol的H2和0.6mol 的I2,在一定的条件下发生如下反应:
H2(g) + I2(g) 2HI(g) H<0反应中各物质的浓度随时间变化情况如图1:
(1)该反应的化学平衡常数表达式为。
(2)根据图1数据,反应开始至达到平衡时,平均速率v(HI)为 。
(3)反应达到平衡后,第8分钟时:
①若升高温度,化学平衡常数K(填写增大、减小或不变)
HI浓度的变化正确的是(用图2中a-c的编号回答)
②若加入I2,H2浓度的变化正确的是,(用图2中d-f的编号回答)
(4)反应达到平衡后,第8分钟时,若反容器的容积扩大一倍,请在图3中画出8分钟后HI浓度的变化情况。
(答案) (1)K = c2(HI)c(H2)?c(I2) (1分)
(2)0.167mol/L?min(2分)
(3)① 减小、c ② f (各1分)
(4)见右图(2分)


3、(07海南高考6分)PCl5的热分解反应如下:PCl5(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10.0L的密闭容器中充入2.00mol PCl5,达到平衡后,测得容器内PCl3的浓度为0.150mol/L。计算该温度下的平衡常数。
4.将4mol SO2与2molO2放入4L的密闭容器中,在一定条件下反应达到平衡:
2SO2 (g) + O2 (g) 2SO3(g) 测得平衡时混合物总的物质的量为5mol,求:
(1)平衡时各物质的浓度;(2)该温度下的平衡常数;(2)平衡时SO2的转化率

.(1)平衡时各物质的浓度为:C(SO2)= 0.5 mol/L(1分)C(O2) = 0.25 mol/L(1分)
C(SO3) =0.5 mol/L(1分)(2)K=0.25(2分)

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