2020年高中化学同步学案：《化学反应的限度》1(鲁科版选修4).docx

第三课时 化学平衡常数
【学习目标】：
1、化学平衡常数的概念
2、运用化学平衡常数对化学反应进行的程度推断
3、运用化学平衡常数进行计算，转化率的计算
4、正确理解浓度、温度对化学平衡的影响，并能利用勒夏特列原理加以解释。
一、化学平衡常数
1、定义： 。这个常数就是该反应的化学平衡常数（简称平衡常数）
2、表达式：对于一般的可逆反应，mA（g）+ nB（g）pC（g）+ qD（g）
当在确定温度下达到平衡时，K==
引导同学完成44页【沟通与研讨】1、2两题 ，你能得出什么结论？
3、平衡常数的意义：
（1）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 ，反应物转化率 ；
K值越小，表示反应进行得 ，反应物转化率 。
（2）推断正在进行的可逆是否平衡及反应向何方向进行：
对于可逆反应：mA(g)+ nB(g)pC(g)+ qD(g)，在确定的温度下的任意时刻，反应物的浓度和生成物的浓度有如下关系：Qc=Cp(C)·Cq(D)/Cm(A)·Cn(B)，叫该反应的浓度商。
Qc＜K ，反应向 进行
Qc＝K ，反应处于平衡状态
Qc＞K ，反应向 进行
（3）利用Ｋ可推断反应的热效应
若上升温度，Ｋ值增大，则正反应为 反应(填“吸热”或“放热”)。
若上升温度，Ｋ值减小，则正反应为 反应(填“吸热”或“放热”)。
二、使用平衡常数应留意的几个问题：
１、化学平衡常数只与 有关，与反应物或生成物的浓度无关。
2、在平衡常数表达式中：水(液态)的浓度、固体物质的浓度不写
C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)，K=
Fe(s)+CO(g)Fe(s)+CO2(g)，K=
3、化学平衡常数表达式与化学方程式的书写有关
例如：N2(g)+3H2(g)2NH3(g)的平衡常数为K1，1/2N2(g)+3/2H2(g)NH3(g)的平衡常数为K2，NH3(g)1/2N2(g)+3/2H2(g)的平衡常数为K3；
写出K1和K2的关系式： 。
写出K2和K3的关系式： 。
写出K1和K3的关系式： 。
三、某个指定反应物的转化率= ×100%
或者= ×100%
或者= ×100%
转化率越大，反应越完全！
四、有关化学平衡常数的计算：阅读45页例1和例2。完成47页沟通与研讨。
【过渡】我们知道：不同温度下物质的溶解度不同。那么对于t0时达到溶解平衡状态的饱和溶液，当上升或降低温度至t1时：
若：溶解度增大，固体溶质连续溶解，则V（溶解） V（结晶）
溶解度减小，固体溶质析出，则V（溶解） V（结晶）
那么溶解平衡状态被打破，继而建立一种新的溶解平衡，也就是说：条件转变，溶解平衡移动。 那么：化学平衡是否也只有在确定条件下才能保持？当条件（浓度、压强、温度等）转变时，平衡状态是否也会发生移动？

【试验探究一】：温度对化学平衡的影响（阅读教材48页试验）
试验原理：
试验现象：
结论：

v-t图表示：

【试验探究二】：探究浓度变化对化学平衡的影响
试验原理：
试验步骤：向盛有5 ml0.005mol/L FeCl3溶液的试管中加入5 ml0.01mol/L KSCN溶液，
溶液显红色。
（1）将上述溶液均分置于两支试管中；向其中一支试管中加入饱和FeCl3溶液4滴，充分振荡，观看溶液颜色变化；向另一支试管滴加4滴1 mol/L KSCN溶液，观看溶液颜色变化。
（2）向上述两支试管中各滴加0.01mol/LNaOH溶液3~~5滴，观看现象，填写下表。

编号
1
2
步骤（1）
滴加饱和FeCl3溶液
滴加1 mol/L KSCN溶液
现象

步骤（2）
滴加NaOH溶液
滴加NaOH溶液
现象

结论

【思考与沟通】
1、 上述两个试验中，化学平衡状态是否发生了转变？你是如何推断的？
2、从中你能否推知影响化学平衡状态的因素？
【试验探究三】探究压强对化学平衡的影响　　
1、试验装置：将16呈注射针头直接插入4号橡胶塞，用橡胶塞连接预先装有NO2和N2O4混合气体的32mm¡200mm试管（注：试管不得小于20mm¡200mm并用相应的橡胶塞）和100mL注射器，试验者侧立于黑板旁，一只手掌托住注射器，手指握住橡胶塞和试管，另一只手操作注射器，先将活塞往外拉到Ⅱ处，在试管后衬一张白纸，然后观看当活塞反复地从Ⅱ压回Ⅰ，又从Ⅰ拉向Ⅱ时，试管内混合气体颜色的变化。 　　
　　2．现象： 　　
3．结论： 　　
　五、化学反应速率、化学平衡、平衡移动三者之间的关系
以一般反应：mA（气）+n B（气）= p C（气）+qD（气）+Q（千焦）通式为例来争辩浓度，温度，压强，催化剂等对三者的影响极其规律。
反应特征
转变条件
v—t图象
转变条件瞬间
达到平衡前
平衡移动方向
达到新平衡
v正
v逆
v正与v逆的关系
A转化率
B转化率
Q＞0
上升温度

↑
↑
<
←
↓
↓
降低温度

Q < 0
上升温度

↑
↑
>
→
↑
↑
降低温度

m+n
→
↑
↑
V变小

增大压强

减小压强

m+n=p+q
加入惰性气体
V不变

—
—
=
—
—
—
V变大

↓
↓
=
—
—
—
V变小

增大压强

减小压强

m+n>p+q
加入惰性气体
V不变

—
—
=
—
—
—
V变大

↓
↓
<
←
↓
↓
V变小

增大压强

减小压强

注:用“=”表示相等 “↑”表示上升或增加 “↓”表示降低或削减 “—”表示无关或不变
“V”表示体积 “v”表示速率
【练习】：
1、现有确定温度下的密闭容器中存在如下反应：CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)，知CO和H2O的起始浓度均为2mol/L经测定该反应在该温度下的平衡常数K=2.60，试推断，
（1）当CO转化率为50％时，该反应是否达到平衡状态，若未达到，哪个方向进行？
（2）达平衡状态时，CO的转化率应为多少？
（3）当CO的起始浓度仍为2mol/L，H2O的起始浓度为6mol/L时，CO的转化率为多少？
(答案:（1）不平衡,反应向正方向进行2）61.7% （3）86.5%)
2、在确定体积的密闭容器中，进行如下反应：CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)，其化学平衡常数K和温度t的关系如下表所示：
t℃
700
800
830
1000
1200
K
0.6
0.9
1.0
1.7
2.6
回答下列问题：
⑴该反应化学平衡常数的表达式：K= c(CO)·c(H2O)/c(CO2)·c(H2) ；
⑵该反应为 吸热 （填“吸热”或“放热”）反应；
⑶下列说法中能说明该反应达平衡状态的是 B
A、容器中压强不变 B、混合气体中c(CO)不变
C、混合气体的密度不变 D、c(CO) = c(CO2)
E、化学平衡常数K不变 F、单位时间内生成CO的分子数与生成H2O的分子数相等
⑷某温度下，各物质的平衡浓度符合下式：c(CO2)×c(H2)=c(CO)×c(H2O)，试判此时的温度为 830℃ 。