資源簡介

新授課
第二章 化學反應速率與化學平衡
第7課時 化學平衡常數
【學習目標】
1.理解化學平衡常數的含義和意義。 2.了解平衡轉化率的含義,能夠進行有關平常常數及平衡轉化率的簡單計算。
【學習活動】
學習任務
目標一：理解化學平衡常數的含義和意義。 任務：表中所列為測量反應H2(g)＋I2(g) 2HI(g)在457.6 ℃時各物質的初始濃度和平衡濃度所獲得的數據。 初始濃度/(mol·L－1)平衡濃度/(mol·L－1)平衡時c(H2)c(I2)c(HI)c(H2)c(I2)c(HI)1.197×10－26.944×10－305.617×10－35.936×10－41.270×10－248.371.228×10－29.964×10－303.841×10－31.524×10－31.687×10－248.621.201×10－28.403×10－304.580×10－39.733×10－41.486×10－249.54001.520×10－21.696×10－31.696×10－31.181×10－248.49001.287×10－21.433×10－31.433×10－31.000×10－248.70003.777×10－24.213×10－34.213×10－32.934×10－248.50002.574×10－22.866×10－32.866×10－32.000×10－2平均值
1.根據表中的實驗數據計算平衡時的值，將計算結果填入表中(計算結果均保留2位小數)，并計算其平均值。分析上表數據，你有何發現。 參考答案：達到平衡時≈48.70。 平均值：48.70。 該反應在457.6 ℃達到平衡時，是一個常數。 【概念生成】 1．濃度商 對于一般的可逆反應mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)，在任意時刻的稱為濃度商，常用Q表示，即Q=（任意時刻濃度） 2．化學平衡常數 在一定溫度下，當一個可逆反應達到化學平衡時，生成物濃度冪之積與反應物濃度冪之積的比值是一個常數，這個常數就是該反應的化學平衡常數，簡稱平衡常數，用符號K表示。 表達式： 對于一般的可逆反應mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)，平衡常數的表達式為： K＝（平衡時刻濃度） 2．在溫度一定的條件下(457.6 ℃)，改變反應體系中各反應物的濃度，達到平衡時對于的值有何影響？ 參考答案：在同一溫度下（457.6 ℃），不管反應是從正反應或逆反應開始進行，不管如何改變反應體系中各物質的起始濃度，達到平衡時對于的值無影響。 3.已知反應： ①H2(g)＋I2(g) 2HI(g)，K1； ②2HI(g) H2(g)＋I2(g)，K2； ③2H2(g)＋2I2(g) 4HI(g)，K3。 寫出它們平衡常數的表達式，試著找找它們的關系。 參考答案：K1＝ , K2＝ , K3＝ ； K1=, K3=K。 【知識小結】 關于平衡常數的注意事項 ①化學平衡常數只與溫度有關，與反應物或生成物的濃度無關。 ②反應物或生成物中有固體或純液體存在時，由于其濃度可看作“1”而不代入公式。 ③化學平衡常數是指某一具體反應的平衡常數，由于化學方程式的書寫不同，平衡常數的表達式不同，如N2＋3H22NH3，K＝a則有：2NH3N2＋3H2，K′＝。N2＋H2NH3，K″＝。 4.化學平衡常數K反映了可逆反應在一定溫度下達到平衡狀態時，各物質的濃度間的定量關系，K值的大小體現什么意義？ 參考答案：K值越大說明平衡體系中生成物所占的比例越大，正向反應進行的程度越大，反應進行得越完全，平衡時反應物的轉化率越大；反之，K值越小，該反應進行的越不完全，轉化率就越小。當K>105時，該反應就進行得基本完全了。
目標二：了解平衡轉化率的含義,能夠進行有關平衡常數及平衡轉化率的簡單計算。 任務1：工廠利用甲烷與氯氣的反應原理制取氯甲烷，為妥善處理氯甲烷生產企業的副產物CCl4，以減少其對臭氧層的破壞?；瘜W家研究在催化條件下，通過下列反應：CCl4(g)＋H2(g) CHCl3(g)＋HCl(g)，使CCl4轉化為重要的化工原料氯仿(CHCl3)(不考慮副反應)。在固定容積為2 L的密閉容器中，該反應達到平衡后，測得如下數據： 實驗序號溫度/℃初始n(CCl4)/mol初始n(H2)/mol平衡n(CHCl3)/mol11100.81.221102213100110.6
(1)計算此反應在110 ℃時的平衡常數。 參考答案：由表中數據可知，110 ℃時，c(CHCl3)＝＝0.5 mol·L－1，由題知： 則平衡常數K＝＝＝1。 (2)計算實驗1中，CCl4的轉化率。 參考答案：由表中數據可知，實驗1和實驗2溫度相同，則二者的化學平衡常數也相同，由題知：初始c(CCl4)＝＝0.4 mol·L－1，c(H2)＝＝0.6 mol·L－1。設CCl4的轉化率為a，則： 則平衡常數＝＝1，解得：a＝0.6。 【方法導引】 1.化學平衡的計算模式及解題思路 (1)計算模式 　　　　　　aA(g) ＋ bB(g) cC(g) ＋ dD(g) c(初)/(mol·L－1) n1 n2 0 0 Δc/(mol·L－1) n1x n1x n1x n1x c(平)/(mol·L－1)n1(1－x) n2－n1x n1x n1x (2)解題思路 ①巧設未知數：具體題目要具體分析，靈活設立，一般設某物質的轉化量為x。 ②確定三個量：根據反應物、生成物及變化量的三者關系代入未知數確定平衡體系中各物質的起始量、變化量、平衡量并按(1)中“模式”列表。 ③解題設問題：明確了“始”“變”“平”三個量的具體數值，再根據相應關系求平衡時某成分的濃度、反應物轉化率等，得出題目答案。 2．反應物的轉化率＝×100%。 【針對訓練】已知在密閉容器中發生可逆反應：M(g)＋N(g)P(g)＋Q(g)　ΔH>0。某溫度下，反應物的起始濃度分別為c(M)＝1 mol·L－1，c(N)＝2.4 mol·L－1。 （1）若達到平衡后，M的轉化率為60%，此時N的平衡濃度是多少？ 參考答案： 　　　 　　M(g) ＋ N(g) P(g)?。(g) 超始濃度/(mol·L－1) 1 2.4 0 0 變化濃度/(mol·L－1) 1×60% 1×60% 1×60% 1×60% 平衡濃度/(mol·L－1)0.4 1.8 0.6 0.6 由三段式得N的平衡濃度為1.8 mol·L－1。 （2）若反應溫度不變，反應物的起始濃度分別為c(M)＝4 mol·L－1，c(N)＝a mol·L－1；達到平衡后，c(P)＝2 mol·L－1，則反應物N的起始濃度為多少？ 參考答案：溫度不變，平衡常數不變，K＝＝＝，解得a＝6，即反應物N的起始濃度為6 mol·L－1。
【學習總結】
回顧本課所學，畫出思維導圖
2新授課
第二章 化學反應速率與化學平衡
第7課時 化學平衡常數
【學習目標】
1.理解化學平衡常數的含義和意義。 2.了解平衡轉化率的含義,能夠進行有關平常常數及平衡轉化率的簡單計算。
【學習活動】
學習任務
目標一：理解化學平衡常數的含義和意義。 任務：表中所列為測量反應H2(g)＋I2(g) 2HI(g)在457.6 ℃時各物質的初始濃度和平衡濃度所獲得的數據。 初始濃度/(mol·L－1)平衡濃度/(mol·L－1)平衡時c(H2)c(I2)c(HI)c(H2)c(I2)c(HI)1.197×10－26.944×10－305.617×10－35.936×10－41.270×10－248.371.228×10－29.964×10－303.841×10－31.524×10－31.687×10－248.621.201×10－28.403×10－304.580×10－39.733×10－41.486×10－249.54001.520×10－21.696×10－31.696×10－31.181×10－248.49001.287×10－21.433×10－31.433×10－31.000×10－248.70003.777×10－24.213×10－34.213×10－32.934×10－248.50002.574×10－22.866×10－32.866×10－32.000×10－2平均值
1.根據表中的實驗數據計算平衡時的值，將計算結果填入表中(計算結果均保留2位小數)，并計算其平均值。分析上表數據，你有何發現。 【概念生成】 1．濃度商 對于一般的可逆反應mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)，在任意時刻的稱為濃度商，常用Q表示，即Q=（任意時刻濃度） 2．化學平衡常數 在一定溫度下，當一個可逆反應達到化學平衡時，生成物濃度冪之積與反應物濃度冪之積的比值是一個常數，這個常數就是該反應的化學平衡常數，簡稱平衡常數，用符號K表示。 表達式： 對于一般的可逆反應mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)，平衡常數的表達式為： K＝（平衡時刻濃度） 2．在溫度一定的條件下(457.6 ℃)，改變反應體系中各反應物的濃度，達到平衡時對于的值有何影響？ 3.已知反應： ①H2(g)＋I2(g) 2HI(g)，K1； ②2HI(g) H2(g)＋I2(g)，K2； ③2H2(g)＋2I2(g) 4HI(g)，K3。 寫出它們平衡常數的表達式，試著找找它們的關系。 【知識小結】 關于平衡常數的注意事項 ①化學平衡常數只與溫度有關，與反應物或生成物的濃度無關。 ②反應物或生成物中有固體或純液體存在時，由于其濃度可看作“1”而不代入公式。 ③化學平衡常數是指某一具體反應的平衡常數，由于化學方程式的書寫不同，平衡常數的表達式不同，如N2＋3H22NH3，K＝a則有：2NH3N2＋3H2，K′＝。N2＋H2NH3，K″＝。 4.化學平衡常數K反映了可逆反應在一定溫度下達到平衡狀態時，各物質的濃度間的定量關系，K值的大小體現什么意義？
目標二：了解平衡轉化率的含義,能夠進行有關平衡常數及平衡轉化率的簡單計算。 任務1：工廠利用甲烷與氯氣的反應原理制取氯甲烷，為妥善處理氯甲烷生產企業的副產物CCl4，以減少其對臭氧層的破壞。化學家研究在催化條件下，通過下列反應：CCl4(g)＋H2(g) CHCl3(g)＋HCl(g)，使CCl4轉化為重要的化工原料氯仿(CHCl3)(不考慮副反應)。在固定容積為2 L的密閉容器中，該反應達到平衡后，測得如下數據： 實驗序號溫度/℃初始n(CCl4)/mol初始n(H2)/mol平衡n(CHCl3)/mol11100.81.221102213100110.6
(1)計算此反應在110 ℃時的平衡常數。 (2)計算實驗1中，CCl4的轉化率。 【針對訓練】已知在密閉容器中發生可逆反應：M(g)＋N(g)P(g)＋Q(g)　ΔH>0。某溫度下，反應物的起始濃度分別為c(M)＝1 mol·L－1，c(N)＝2.4 mol·L－1。 （1）若達到平衡后，M的轉化率為60%，此時N的平衡濃度是多少？ （2）若反應溫度不變，反應物的起始濃度分別為c(M)＝4 mol·L－1，c(N)＝a mol·L－1；達到平衡后，c(P)＝2 mol·L－1，則反應物N的起始濃度為多少？
【學習總結】
回顧本課所學，畫出思維導圖
2

展開更多......

收起↑