化学反应的方向和限度

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，
教
学
过
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

教
学
过
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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