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第4课时化学平衡常数 新知预习 自主预测 1 化学平衡常数 1 定义在一定温度下 当一个可逆反应达到化学平衡时 生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比值是一个常数 这个常数就是该反应的化学平衡常数 通常用符号K表示 2 表达式 3 意义及影响因素 K值越大 说明正反应进行的程度越大 反应物的转化率越大 K只受温度影响 与反应物或生成物的浓度变化无关 新知预习 自主预测 2 平衡转化率 其 n表示已转化的物质的量 n始表示该物质起始时的物质的量 c表示消耗的该物质的浓度 c始表示起始时该物质的浓度 新知预习 自主预测 1 判断正误 正确的打 错误的打 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 升高温度 K值增大 则正反应为吸热反应 4 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 5 K值越大 表明可逆反应正向进行的程度越大 答案 1 2 3 4 5 新知预习 自主预测 解析固体或纯液体的浓度视为常数 不写入平衡常数的表达式中 A B两项不符合要求 D项为逆反应的化学平衡常数 答案C 探究一 探究二 化学平衡常数的应用问题探究1 对反应N2 g 3H2 g 2NH3 g 在密闭容器中达平衡后 再充入一定量N2 体积不变 平衡正移 平衡常数变大 对吗 答案不对 平衡常数只受温度影响 2 升高温度平衡常数一定增大吗 答案不一定 若正反应为吸热反应 则升高温度平衡常数增大 反之则减小 探究一 探究二 知识归纳1 化学平衡常数的应用 1 判断反应进行的程度K值越大 说明平衡体系中生成物所占的比例越大 正向反应进行的程度越大 即反应进行得越完全 反应物转化率越大 反之 反应进行就越不完全 反应物转化率就越小 2 利用K值随温度的变化可判断反应的热效应若升高温度 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 3 计算转化率依据起始浓度 或平衡浓度 和平衡常数可以计算平衡浓度 或起始浓度 从而计算反应物的转化率 探究一 探究二 探究一 探究二 2 注意事项 1 化学平衡常数只与温度有关 与反应物或生成物的浓度无关 2 反应物或生成物中有固体和纯液体存在时 由于其浓度可看作常数而不写入表达式 3 化学平衡常数表达式中各物质的浓度必须是平衡状态下的浓度 不能用非平衡状态下的浓度值 探究一 探究二 典例剖析 典例1 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的关系如表所示 探究一 探究二 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 填 吸热 或 放热 反应 3 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 此温度下加入1molCO2 g 和1molH2 g 充分反应 达到平衡时 CO2的转化率为 4 在800 时 发生上述反应 某一时刻测得容器内各物质的浓度分别为c CO2 为2mol L 1 c H2 为1 5mol L 1 c CO 为1mol L 1 c H2O 为3mol L 1 则正 逆反应速率的比较为v 正 v 逆 填 或 探究一 探究二 解析 2 温度越高 K值越大 说明升温平衡正向移动 正向为吸热反应 3 由题意可得K 1 查表可知对应温度为830 设反应了的CO2为xmol 则消耗掉的H2为xmol 生成的CO和H2O均是xmol 体积为VL 探究一 探究二 探究一 探究二 有关化学平衡的计算问题探究1 反应物的转化率增大 平衡常数一定增大吗 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 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 探究一 探究二 知识归纳1 有关化学平衡计算的基本模式 三段式法 mA nBpC qD起始 ab00转化 mxnxpxqx平衡 a mxb nxpxqx 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 2 反应物的转化率 探究一 探究二 典例剖析 典例2 已知可逆反应 M g N g P g Q g H 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 1mol L 1 c0 N 2 4mol 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 4mol L 1 c0 N amol L 1 达到平衡后 c P 2mol L 1 a 探究一 探究二 解析 1 根据题意 答案 1 25 2 6 探究一 探究二 改变反应物用量对转化率 用 表示 的影响 1 反应物不止一种时 如 mA g nB g pC g qD g 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 如增大c A 则平衡正向移动 A 减小 B 增大 若同倍数增大c A c B 则平衡正向移动 其影响结果相当于增大压强 当m n p q时 A B 均不变当m n p q时 A B 均增大当m n p q时 A B 均减小 探究一 探究二 2 反应物只有一种时 如aA g bB g cC g 增大c A 则平衡正向移动 其影响结果相当于增大压强若a b c A 不变若a b c A 增大若a b c A 减小 探究一 探究二 变式训练2某温度下 向容积为1L的密闭反应器中充入0 10molSO3 当反应器中的气体压强不再变化时测得SO3的转化率为20 则该温度下反应2SO2 g O2 g 2SO3 g 的平衡常数为 A 8 0 102B 1 6 103C 3 2 103D 4 0 102 解析设反应达到平衡时生成O2的物质的量为xmol 所以逆反应的平衡常数为1600 B项正确 答案B 1 2 3 4 5 1 下列关于平衡常数的说法中 正确的是 A 平衡常数只与反应本身及温度有关B 改变反应物浓度或生成物浓度都会改变平衡常数C 加入催化剂可以改变平衡常数D 在任何条件下 化学平衡常数是一个恒定值解析平衡常数只与反应本身及温度有关 催化剂不能改变化学平衡 故加入催化剂不改变平衡常数 答案A 6 1 2 3 4 5 解析化学平衡常数是生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比值 但固体浓度可视为1 不写入平衡常数的计算式中 答案D 6 1 2 3 4 5 3 在一定条件下 已达平衡的可逆反应 2A g B g 2C g 下列说法中正确的是 A 平衡时 此反应的平衡常数与各物质的浓度有如下关系 B 改变条件后 该反应的平衡常数一定不变C 如果改变压强并加入催化剂 平衡常数会随之变化D 若平衡时增加A和B的浓度 则平衡常数会减小解析化学平衡常数只受温度影响 B C D三项错误 答案A 6 1 2 3 4 5 4 将2 00molSO2和2 00molO2通入1 00L的密闭容器中 1500K时 反应达到平衡 测得SO3的物质的量浓度为0 64mol 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 64mol L 1 则转化的SO2的物质的量浓度为0 64mol L 1 即c0 SO2 c平 SO2 0 64mol L 1 而c0 SO2 2 00mol L 1 答案B 6 1 2 3 4 5 5 在一定温度下 将0 20molN2O4气体充入2 0L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20s到40s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 16mol 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 6 1 2 3 4 5 6 1 2 3 4 5 6 1 2 3 4 5 6 6 已知2SO2 g O2 g 2SO3 g H 196kJ mol 1 500 时将2molSO2和1molO2装入一体积恒定的10L密闭容器中 2min t1 时达到平衡 如图所示 请回答下列问题 1 计算500 时该反应的平衡常数K 2 上图表示该反应在t1时刻达到平衡 平衡时O2的转化率为 t2时刻因改变某个条件而发生变化 此时改变的条件可能是 写一个即可 3 某温度时 该反应的平衡常数K 800 则该温度500 填 或 1 2 3 4 5 6 解析 1 第一次平衡时 c SO3 0 18mol L 1 c SO2 0 20mol L 1 0 18mol L 1 0 02mol L 1 c O2 0 1mol L 1 0 09mol L 1 0 01mol L 1 3 该反应正向为放热反应 降低温度K增大 现K 800
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