化学平衡状态学案

1化学平衡状态、化学平衡常数导学案【学习目标】认识可逆反应的限度，建立化学平衡的观点，能描述化学平衡建立的过程，会判断可逆反应是否达到平衡状态，理解化学平衡常数的含义，能够利用化学平衡常数进行简单的计算．【学习过程】【问题探究一】课本P46你知道吗一、可逆反应1、概念：2、特征：、、大多数化学反应都是可逆反应。3、表示：【判断】：下列说法是否正确：1.氢气在氧气中燃烧生成水，水在电解时生成氢气和氧气，2H2+O2=2H2O是可逆反应。2.硫酸铜晶体加热变成白色粉末，冷却又变成蓝色，所以无水硫酸铜结合结晶水的反应是可逆反应。3.氯化铵加热变成氨气和氯化氢气体，两种气体又自发变成氯化铵，氯化铵的分解是可逆反应。二、化学平衡状态引入：初中溶解平衡（1）化学平衡状态的建立若把一可逆反应的反应物装入密闭容器中，其反应情况如下：①反应开始时：正反应速率，逆反应速率，且等于。②反应进行时：反应物浓度逐渐，正反应速率；生成物浓度逐渐，逆反应速率逐渐③反应达到平衡时：正反应速率逆反应速率，反应物和生成物的浓度不再发生变化。（2）化学平衡状态1、定义：指在的反应里，反应和反应的相等，反应混合物中各组分的保持的状态。2、特征：逆：化学平衡的研究对象是动：平衡，V正0，V逆0等：V正V逆0定：一定变：改变，改变3、标志：（1）v正=v逆（本质特征）①同一种物质：。②不同的物质：。（2）反应混合物中各组成成分的含量保持不变（浓度标志）：2①②③④参看《名师一号》P44二、化学平衡状态的判断【课堂练习】1、可以证明可逆反应N2+3H22NH3已达到平衡状态的是：①一个N≡N断裂的同时，有3个H－H键断裂②一个N≡N键断裂的同时，有6个N－H键断裂③其它条件不变时，NH3的浓度不再改变④保持其它条件不变时，体系压强不再改变⑤NH3％、N2%、H2%都不再改变⑥恒温恒容时，密度保持不变⑦正反应速率v(H2)=0.6mol/L·min，逆反应速率v(NH3)=0.4mol/L·min2、在一定的温度下，恒容容器可逆反应：A(g)+3B(g)2C(g)达到平衡的是（）A.C的生成速率与C的分解速率相等B.单位时间生成nmolA，同时生成3nmolBC.A、B、C的物质的量浓度保持不变D.A、B、C的分子数之比为1：3：2E.容器中气体的密度保持不变F.混合气体的平均摩尔质量保持不变G.容器中气体的总压强保持不变【课后作业】1、下列可以充分说明反应:P(气)+Q(气)R(气)+S(气),在恒温下已达平衡状态的是（）A.反应容器内压强不随时间变化B.P和S的生成速率相等C.反应容器内P、Q、R、S四者共存D.反应容器内总物质的量不随时间而变化2、下列说法可以证明反应N2+3H22NH3已达平衡状态的是()A.1个N≡N键断裂的同时,有3个H－H键形成B.1个N≡N键断裂的同时,有3个H－H键断裂C.1个N≡N键断裂的同时,有6个N－H键断裂D.1个N≡N键断裂的同时,有6个N－H键形成3、在一定温度下的恒容容器中，当下列物理量不再发生变化时，不能表明反应:A(s)+3B(g)2C(g)+D(g)已达平衡状态的是()A.混合气体的压强B.混合气体的密度C.B的物质的量浓度D.气体的总物质的量4、在一定条件下，向一固定容积的容器中投入2molNO2进行反应：2NO22NO+O2，一段时间后测得NO2、NO、O2的物质的量可能是（）A.2molNO、0.75molO2B.1molNO2、1.2molNOC.2molNOD.0.7molO23三、化学平衡常数P48交流与讨论表2-6数据分析1．概念在一定下，一个可逆反应达到时，生成物与反应物的比值是一个常数，这个常数就是该反应的化学平衡常数（简称平衡常数）（以方程式中计量数为幂），用符号K表示．2．表达式对于一般的可逆反应：mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)在一定温度下达到平衡时：K＝.注：1．任一可逆反应K值仅与温度有关，与浓度无关。即温度不变则K为定值。2．K意义：表示反应进行的程度，K越大,反应进行的程度越大。即原料转化率越大。3．K与反应的起始方向无关，通过反应常数K′与平衡常数的比较，可判定反应方向。如某温度下，可逆反应mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)平衡常数为K，若某时刻时，反应物和生成物的浓度关系如下：则：K’＝K，V正＝V逆，反应处于平衡状态K’＜K，V正＞V逆，反应向正方向进行K’＞K，V正＜V逆，反应向逆方向进行4．反应中有固体和纯液体的，其浓度不随反应而变化，因此其浓度不计算在表达式中。如：CaCO3（s）CaO（s）+CO2（g）K=c(CO2)CO2（g）+H2（g）CO（g）+H2O（l）K=)()()(22HcCOcCOc5．稀溶液中反应物有水参加，水的浓度也不计算在内。如：Cr2O72－+H2O2CrO42－+2H＋K=)()()(2722224OCrcHcCrOc6．对同一个化学反应，不同的化学方程式对应不同的平衡常数关系及平衡常数。如：N2O4（g）2NO2（g）K=)()(4222ONcNOc21N2O4（g）NO2（g）K=21422)()(ONcNOc7．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）2NO2（g）K=)()(4222ONpNOp例：现由可逆反应CO(气)+H2O(气)CO2(气)+H2(气)△H0，在850℃时，K＝1。①若温度升高至950℃，反应达到平衡时，K_1（、、＝）②850℃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__（大、小、不确定）③850℃时，若将②中H2O起始浓度增加到0.1mol/L，则反应向（填正反应、逆反应）______)()()()('BcAcDcCcKnmqp4方向进行；达到平衡时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、减小、不确定）理由是什么？4、平衡转化率除了化学平衡常数外，还有没有其他方法能用来表示化学反应进行的限度呢？可逆反应在一定条件下达到平衡时，某一反应物的平衡转化率为：=平衡转化率的意义：能表示在一定温度和一定起始浓度下反应进行的限度。四、有关化学平衡常数的计算Ⅰ.利用平衡常数,求平衡时各组分的浓度例1.在某温度下,将H2和I2各0.10mol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)=0.0080mol/L.(1)求反应的平衡常数.(2)在上述温度下,将H2和I2各0.20mol的气态混合物充入该密闭容器中,试求达到平衡时各物质的浓度.Ⅱ.利用平衡常数,求平衡时反应物的转化率【例】在一密闭容器中，CO与H2O混合加热到800℃达到下列平衡：CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)K=1.00若反应开始时CO和H2O的浓度分别为0.200mol·L-1和1.00mol·L-1，求达到平衡时CO转化为CO2转化率是多少？练习1：高炉炼铁中发生的基本反应如下:FeO(s)+CO(g)Fe(s)+CO2(g)△H〉0。其平衡常数可表达为:K=c(CO2)/c(CO)，已知1100℃，K=0.263(1)若要使反应向右进行，高炉内CO2和CO的体积比值______，平衡常数K值______(填“增大”“减小”或“不变”)(2)1100℃时，测得高炉中c(CO2)=0.025mol·L-1，c(CO)=0.1mol·L-1，在这种情况下该反应是否处于平衡状态_______(填“是”或“否”)，此时化学反应速率是V正____V逆(填“大于”、“小于”或“等于”)，其原因是。练习2、对于反应2SO2(g)+O2(g)2SO3(g),若在一定温度下，将0.1mol的SO2(g)和0.06molO2(g)注入一体积为2L的密闭容器中，当达到平衡状态时，测得容器中有0.088mol的SO3(g)试求在该温度下（1）此反应的平衡常数。（2）求SO2(g)和O2(g)的平衡转化率。