高中化学选修四ppt课件化学反应速率和化学平衡

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1、,化学平衡常数,第,4,课时,第二章 第三节,化学平衡,化学平衡常数第4课时第二章 第三节 化学平衡,核心素养发展目标,HEXINSUYANGFAZHANMUBIAO,1.,证据推理：通过化学平衡状态时的浓度数据分析，认识化学平衡常数的概念，并能分析推测其相关应用,。,2,.,模型认知：构建化学平衡常数相关计算的思维模型,(,三段式法,),，理清计算的思路，灵活解答各类问题。,核心素养发展目标1.证据推理：通过化学平衡状态时的浓度数据分,新知导学,启迪思维 探究规律,达标检测,检测,评价 达标过关,内容索引,NEIRONGSUOYIN,新知导学 启迪思维 探究规律达标检测,01,新知导学,01

2、新知导学,1.,化学平衡状态时的浓度数据分析,(1)NO,2,、,N,2,O,4,的相互转化是一个可逆反应：,2NO,2,(g,),N,2,O,4,(g,),。在,25,时，如果用不同起始浓度的,NO,2,或,N,2,O,4,进行反应，平衡后得到以下实验数据。请根据表中已知数据填写空格：,一、化学平衡常数,起始浓度,/(molL,1,),平衡浓度,/(molL,1,),平衡浓度关系,c,(NO,2,),c,(N,2,O,4,),c,(NO,2,),c,(N,2,O,4,),2.00,10,2,0,6.32,10,3,6.84,10,3,_,_,3.00,10,2,0,8.00,10,3,1.1

3、0,10,2,_,_,0,2.00,10,2,9.46,10,3,1.53,10,2,_,_,0,0.100,2.28,10,2,8.86,10,2,_,_,1.08 1.7110,2,1.38 1.7210,2,1.62 1.7110,2,3.89 1.7010,2,1.化学平衡状态时的浓度数据分析一、化学平衡常数起始浓度/(,(2),根据上表数据，判断正误,(,正确的打,“”,，错误的打,“”,),一定温度下，,N,2,O,4,和,NO,2,的平衡浓度,相等,(,),一定温度下，,N,2,O,4,与,NO,2,的平衡浓度之比相,等,(,),(2)根据上表数据，判断正误(正确的打“”，错误的

4、打“”,2.,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,K,表示。,(2),表达式,对于一般的可逆反应，,m,A(g),n,B(g),p,C(g),q,D(g),，当在一定温度,下达,到,平衡时，,K,_,_,_,。,浓度幂之积,浓度幂之积,平衡常数,2.化学平衡常数的概念与表达式浓度幂之积浓度幂之积平衡常数,写出,K,1,和,K,2,的关系式,：,；,写出,K,2,和,K,3,的关系式,：,；,写出,K,1,和,K,3,的关系式,：,。,K,2,K,3,1,写出K1和K2的关系式：

5、,(4),化学平衡常数表达式书写注意事项,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。,化学平衡常数表达式与化学方程式的书写方式有关,。,(4)化学平衡常数表达式书写注意事项,请比较表中,K,值的相对大小，说明平衡常数的意义：,平衡常数的大小反映了化学反应进行,的,(,也,叫,),。,K,值越大，表示反应进行得,越,，,反应物转化率,越,；,K,值越小，表示反应进行得,越,，,反应物转化率,越,。,程度,反应的限度,完全,大,不完全,小,3,.,化学平衡常数的意义,已知：,25,时，卤化氢生成反应的平衡常数：,化学方程式,平衡常数,K,F,2,H,2,2HF

6、,6.5,10,95,Cl,2,H,2,2HCl,2.57,10,33,Br,2,H,2,2HBr,1.91,10,19,I,2,H,2,2HI,8.67,10,2,请比较表中K值的相对大小，说明平衡常数的意义：程度反应的限度,4,.,化学平衡常数的影响因素及应用,已知：,N,2,(g),3H,2,(g,),2NH,3,(g,),的平衡常数与温度的关系如下,：,由,上表数据分析可知：,温度升高，,K,值减小，则正反应,为,(,填,“,吸热,”,或,“,放热,”,),反应,。,T,/K,373,473,573,673,773,K,3.35,10,9,1.00,10,7,2.45,10,5,1.8

7、8,10,4,2.99,10,3,放热,4.化学平衡常数的影响因素及应用T/K37347357367,例,1,对于反应：,C(s),H,2,O(g,),CO(g,),H,2,(g),H,0,，下列有关说法正确的是,A.,平衡常数表达式为,K,B.,增大体系压强，平衡常数,K,不发生变化,C.,升高体系温度，平衡常数,K,减小,D.,增加,C(s),的量，平衡正向移动,例1对于反应：C(s)H2O(g)CO(g),解析,固态物质的浓度为,“,常数,”,，视为,“,1,”,，不需写入平衡常数表达式中，,A,项错误；,K,只与温度有关，因此增大体系压强，平衡常数,K,不发生变化，,B,项正确；,升温

8、使该反应正向进行，,K,增大，,C,项错误；,增加,C(s),的量，平衡不移动，,D,项错误。,解析固态物质的浓度为“常数”，视为“1”，不需写入平衡常数,特别提示,对于给定的反应，化学平衡常数只受温度影响，与反应物或生成物的浓度变化无关。,特别提示对于给定的反应，化学平衡常数只受温度影响，与反应物或,例,2,在一定体积的密闭容器中，进行如下化学反应：,CO,2,(g),H,2,(g,),CO(g,),H,2,O(g),，其化学平衡常数,K,和温度,T,的关系如表所示：,T,/,700,800,830,1 000,1 200,K,0.6,0.9,1.0,1.7,2.6,回答下列问题：,(1),

9、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,。,吸热,解析,温度,越高，,K,值越大，说明升温平衡正向移动，正反应为吸热反应。,例2在一定体积的密闭容器中，进行如下化学反应：CO2(g),(3),某温度下，平衡浓度符合下式：,c,(CO,2,),c,(H,2,),c,(CO),c,(H,2,O),，试判断此时的温度为,_,。该温度下加入,1 mol CO,2,(g),和,1 mol H,2,(g),，充分反应，达到平衡时，,CO,2,的转化率为,_,。,830,解析,由,题意可得,K,1,，查表可知温度为,830,。设

10、反应的,CO,2,为,x,mol,，则消耗掉的,H,2,为,x,mol,，生成的,CO,和,H,2,O,均是,x,mol(,设体积为,V,L),，则,50%,则,CO,2,的转化率为,50%,。,(3)某温度下，平衡浓度符合下式：c(CO2)c(H2),(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,(CO,2,),为,2 molL,1,，,c,(H,2,),为,1.5 molL,1,，,c,(CO),为,1 molL,1,，,c,(H,2,O),为,3,molL,1,，,则反应,_,_,_(,填,“,正向进行,”“,逆向进行,”,或,“,处于平衡状态,”,),

11、。,逆向进行,则反应逆向进行。,(4)在800 时，发生上述反应，某一时刻测得容器内各物质,(1),化学平衡常数的应用,用任意状态的浓度幂之积的比值,(,称为浓度商，用,Q,表示,),，如,m,A(g),n,B(g),p,C(g,),q,D(g),，,Q,。,以平衡常数的值为标准，,可以判断,正在进行的可逆反应是否处于平衡状态，以及将向哪个方向进行,最终,建立,新的平衡。,Q,与,K,相比较：,Q,K,：可逆反应向逆反应方向进行；,Q,K,：可逆反应处于平衡状态；,Q,K,：可逆反应向正反应方向进行。,相关链接,(1)化学平衡常数的应用相关链接,利用平衡常数可判断反应的热效应。若升高温度，,K

12、,增大，则正反应为吸热反应；若升高温度，,K,减小，则正反应为放热反应。,利用平衡常数可计算物质的平衡浓度、物质的量分数和转化率等。,(2),平衡转化率,含义：平衡时已转化了的某反应物的量与转化前,(,初始时,),该反应物的量之比。,表达式,利用平衡常数可判断反应的热效应。若升高温度，K增大，则正反,注意,平衡转化率与平衡常数均能表示化学反应进行的程度，但平衡常数不直观，转化率能更直观地表示化学反应进行的程度。,注意平衡转化率与平衡常数均能表示化学反应进行的程度，但平衡,1.,计算模型,三段式,法,a,A(g),b,B(g,),c,C(g),d,D(g),c,(,初,)/molL,1,n,1,

13、n,2,0,0,二、化学平衡常数的有关计算,1.计算模型三段式法二、化学平衡常数的有关计算,2.,计算思路,(1),巧设未知数：具体题目要具体分析，灵活设立，一般设某物质的转化量为,x,。,(2),确定三个量：根据反应物、生成物及变化量的三者关系代入未知数确定平衡体系中各物质的起始量、变化量、平衡量并按,1,中,“,模式,”,列表。,(3),解题设问题：明确,“,始,”“,变,”“,平,”,三个量的具体数值，再根据相应关系求平衡时某成分的浓度、反应物转化率等，得出题目答案。,2.计算思路,例,3,某温度下，向容积为,2 L,的密闭反应器中充入,0.10 mol SO,3,，当反应器中的气体压强

14、不再变化时，测得,SO,3,的转化率为,20%,，则该温度下反应：,2SO,2,(g),O,2,(g,),2SO,3,(g,),的平衡常数为,A.3.2,10,3,B.1.6,10,3,C.8.0,10,2,D.4.0,10,2,解析,2SO,2,(g),O,2,(g,),2SO,3,(g,),c,(,始,),/molL,1,0,0 0.05,c,(,变,),/molL,1,0.01 0.005 0.01,c,(,平,)/molL,1,0.01,0.005 0.04,例3某温度下，向容积为2 L的密闭反应器中充入0.10 m,例,4,已知：,Fe(s),CO,2,(g,),FeO(s,),CO

15、(g),H,a,kJmol,1,，平衡常数为,K,，测得在不同温度下，,K,值如下：,温度,/,500,700,900,K,1.00,1.47,2.40,(1),若,500,时进行上述反应，,CO,2,起始浓度为,2 molL,1,，,CO,的平衡浓度为,_,_,_,。,1 molL,1,例4已知：Fe(s)CO2(g)FeO(s),解析,设,500,时，,CO,的平衡浓度为,x,molL,1,，则,Fe(s),CO,2,(g,),FeO(s,),CO(g),起始,/molL,1,2 0,变化,/molL,1,x,x,平衡,/molL,1,2,x,x,故,CO,的平衡浓度为,1 molL,1,

16、。,解析设500 时，CO的平衡浓度为x molL1，则,(2),方程式中的,a,_(,填,“,大于,”“,小于,”,或,“,等于,”,)0,。,解析,由表格中数据可知，温度越高,K,值越大，推知温度升高平衡向正反应方向移动，故此反应的正反应为吸热反应，即,a,大于,0,。,大于,(2)方程式中的a_(填“大于”“小于”或“等于”,(3)700,时上述反应达到平衡，要使得该平衡向右移动，其他条件不变时，可以采取的措施有,_(,填字母,),。,A.,缩小反应器体积,B.,通入,CO,2,C.,升高温度到,900,D.,使用合适的催化剂,解析,A,项缩小反应器体积，平衡不移动，错误；,B,项通入,CO,2,，平衡向右移动，正确；,C,项升高温度时，平衡向右移动，正确；,D,项使用催化剂不会使平衡发生移动，错误。,BC,(3)700 时上述反应达到平衡，要使得该平衡向右移动，其,应用,“,三段式,”,法解化学平衡计算类题,1.,化学平衡的计算一般涉及化学平衡常数、各组分的物质的量、浓度、转化率、百分含量等，通过写出化学方程式，先列出相关量,(,起始量、转化量、平衡量,),，然后根据已知条件建