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第四课时 化学平衡常数
高三化学组 苏某某
2018年 11月 在一定温度下的恒容容器中,发生下列可逆反应A(固)+3B(气) 2C(气)+D(气)
(1)可加快上述反应的方法是( )
A. 再加入固体A B.再加入气体C
C.再加入稀有气体 D.升温
(2)当下列物理量不再发生变化时,表明该反应已达平衡状态的是 ( )
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
BC 上节知识检测BD 考纲要求(1)了解化学平衡常数的含义
(2)能利用化学平衡常数进行相关计算 高考地位 化学平衡常数(K)是化学平衡题目中必考的一个核心考点,近几年的高考试题均有所考查。而且它也是学习Ka、Kb、Kh、Kw、Ksp的基础
1.化学平衡常数概念一定温度下,各生成物平衡浓度的系数次幂的乘积与各反应物平衡浓度的系数次幂的乘积之比为一常数.c为各组分的平衡浓度【练习】写出可逆反应的平衡常数表达式下列说法正确的是( )A.生成卤化氢的化学反应速率从F2到I2逐渐减慢
B.生成卤化氢的程度从F2到I2逐渐减小
C.卤素单质的转化率从F2到I2逐渐减小 B2. 使用平衡常数应注意的问题(1)K值只随温度变化而变化,与浓度、压强无关,使用时应注明温度。(2)平衡常数表示反应进行的程度,不表示反应的快慢,即速率大,K值不一定大。 K值越大,反应越完全,转化率越高、产率越大;反之则转化率越低、产率越小。(3)固体、纯液体、水溶液中的水不作考虑,其浓度不列入平衡常数表达式中。一定温度下一定温度下(4)平衡常数的表达式与方程式的书写方式有关。K1 = 1/K2 = K32例如,在某温度下:(5)利用K 值可判断反应进程。 K′< K , v正> v逆,反应向正方向进行K′= K , v正= v逆,反应处于平衡状态K′>K , v正< v逆,反应向逆方向进行则:如某温度下,可逆反应:
mA(g) + nB(g) pC(g) + qD(g)
平衡常数为K,某时刻时,反应物和生成物的浓度关系如下:【例1】某温度下,向10L真空容器中注入1.00 mol H2(g) 和 1.00 mol I2(g),反应平衡后I2(g)的浓度为0.020 0 mol·L-1。试求该温度下 H2(g)+I2(g) 2HI(g)的平衡常数。平衡常数和转化率的计算解:据题意可知,起始时c(H2)=c(I2)=0.100mol·L-1,平衡时c(H2)=c(I2)=0.0200mol·L-1,生成的c(HI) = 0.160mol·L-1起始时各物质的浓度/mol·L-10.100 0.100 0变化的各物质的浓度/mol·L-1平衡时各物质的浓度/mol·L-10.0800 0.0800 0.160 0.0200 0.0200 0.160 K =(0.160)2(0.0200)2= 64.0 c2(HI) c(H2) · c(I2)=答:平衡常数为64.0。 平衡常数和转化率的计算【例2】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0.200 mol·L-1 和1.00mol·L-1,求达到平衡时CO转化为CO2转化率是多少?平衡常数和转化率的计算 c(平)/mol·L-1 0.200-x 1.00-x x x 解得: x = 0.166解:设平衡时CO2和H2的浓度为x mol·L-1K =x2(0.200-x)(1.00-x)c(始) /mol·L-1 0.200 1.00 0 0c(变)/mol·L-1 x x x x= 1.00c(CO2) · c(H2) c(CO) ·c(H2O)=平衡常数和转化率的计算答:平衡时CO转化为CO2转化率是83.0% 。平衡常数和转化率的计算 【例3】 850K时,在一密闭容器中充入一定量的SO2和O2,当反应达到平衡后测得:SO2、O2和SO3的浓度分别为6.0×10-3 mol·L-1 、8.0×10-3 mol·L-1 和 4.4×10-2 mol·L-1。计算:
(1)该温度下反应 的平衡常数。
(2)达平衡状态时, SO2的转化率。2SO2+O2 2SO3平衡常数和转化率的计算 例4. 在某温度下,可逆反应:
mA(g)+nB(g) pC(g) + qD(g)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随反应物浓度改变而改变.
D.K随温度改变而改变.AD平衡常数和转化率的计算例:高炉炼铁中发生的基本反应如下:
FeO(s)+CO(g) Fe(s)+CO2(g) Q。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
。减小不变否大于c(CO2)/c(CO)=0.25<0.263,说明不是平衡状态,且向正反应方向进行 使用平衡常数应注意的问题(1)必须指明温度,必须代入平衡时的浓度(2)平衡常数表示反应进行的程度,不表示反
应的快慢,即速率大,K值不一定大(3)在进行K值的计算时,固体或纯液体不作考虑,表达式中不需表达(4)平衡常数的表达式与方程式的书写有关 小结2. 化学平衡的三种应用
(3)利用K值可判断某状态是否处于平衡状态Qc<K ,V正>V逆,反应向正方向进行Qc=K ,V正=V逆,反应处于平衡状态Qc>K ,V正<V逆,反应向逆方向进行则:若某时刻时,反应物和生成物的浓度关系浓度商如下:【针对训练】答案1.D 2.C 3.B 4.27b4/a-b 5.B 6.C 7. (1)4 (2)0.05 8.(2)吸热 (3) = (4)逆反应方向 0.07 (2)10+14化学平衡常数的三个易错点:
(1)对应温度
(2)物质状态
(3)平衡浓度
一个重点:
K是Qc最终达到的目标
本节总结
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