高中化学 第2章 化学反应的方向、限度与速率 第2节 化学反应的限度 第1课时学案 鲁科版选修4-鲁科版高二选修4化学学案VIP专享VIP免费

第1课时化学平衡常数[学习目标定位]1.知道化学平衡常数的含义，会根据化学反应书写化学平衡常数表达式，并能进行相应的计算，知道化学平衡常数的影响因素。2.理解化学平衡常数的意义，能利用化学平衡常数判断反应进行的程度和方向。一、化学平衡常数的概念及其表达式1.实验数据分析(1)二氧化氮、四氧化二氮的相互转化是一个可逆反应：2NO2(g)N2O4(g)，在298K，如果用不同起始浓度的二氧化氮或四氧化二氮进行反应，平衡后得到以下实验数据。请根据表中已知数据填写空格：初始浓度/mol·L－1平衡浓度/mol·L－1平衡浓度关系c0(NO2)c0(N2O4)[NO2][N2O4]2.00×10－206.32×10－36.84×10－31.081.71×1023.00×10－208.00×10－31.10×10－21.381.72×10202.00×10－29.46×10－31.52×10－21.611.70×10200.1002.28×10－28.86×10－23.891.70×102(2)结论：由上表数据可知，在一定温度下，当一个可逆反应达到平衡状态时，约相等(“不相等”“约相等”)。2.化学平衡常数的概念及表达式(1)概念：在一定温度下，当一个可逆反应达到平衡状态时，生成物浓度系数次幂的乘积与反应物浓度系数次幂的乘积的比值是一个常数。这个常数就是该反应的化学平衡常数(简称平衡常数，用K表示)。(2)表达式：对于一般的可逆反应，aA(g)＋bB(g)cC(g)＋dD(g)，当在一定温度下达到平衡时，K＝。例如：C(s)＋H2O(g)CO(g)＋H2(g)K＝；FeO(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方式有关。例如：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)的平衡常数为K1，N2(g)＋H2(g)NH3(g)的平衡常数为K2，NH3(g)N2(g)＋H2(g)的平衡常数为K3。写出K1和K2的关系式：K2＝；写出K2和K3的关系式：K2·K3＝1；写出K1和K3的关系式：K1·K＝1。3.化学平衡常数的影响因素下表为N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)的平衡常数与温度的关系：T/K373473573673773K/mol－2·L23.35×1091.00×1072.45×1051.88×1042.99×103由上表数据分析可知：(1)放热反应，温度升高，K值减小；(2)吸热反应，温度升高，K值增大。平衡常数应用中的注意事项(1)化学平衡常数只与温度有关，与反应物或生成物的浓度、压强、催化剂无关。(2)反应物或生成物中有固体或纯液体存在时，由于其浓度可看作“1”而不代入公式。(3)化学平衡常数是指某一具体反应的平衡常数，若反应方向改变，则平衡常数变为倒数。若同一反应方程式中各物质的化学计量数等倍扩大或缩小，平衡常数也会改变。例1对于反应3Fe(s)＋4H2O(g)Fe3O4(s)＋4H2(g)的平衡常数，下列说法正确的是()A.K＝B.K＝C.增大c(H2O)或减小c(H2)，会使该反应平衡常数减小D.改变反应的温度，平衡常数不一定变化答案B解析固体反应物或生成物，其浓度可看作1，在平衡常数表达式中不写，故A项错误，B项正确；化学平衡常数只与温度有关，而与反应物、生成物的浓度无关，故增大c(H2O)或减小c(H2)，该反应的平衡常数不变，但温度改变，平衡常数一定改变，故C、D项错误。考点化学平衡常数的概念及应用题点化学平衡常数表达式及影响因素易错警示化学平衡常数只与温度有关，与浓度、压强、催化剂的使用无关。例2在25℃时，在2L密闭容器中X、Y、Z三种气体的初始物质的量和平衡物质的量如下表：物质XYZ初始物质的量/mol0.20.40平衡物质的量/mol0.10.10.2则25℃时，反应X＋3Y2Z，其平衡常数的值为()A.500B.600C.1200D.1600答案D解析X、Y、Z的平衡浓度分别为＝0.05mol·L－1，＝0.05mol·L－1，＝0.1mol·L－1。25℃，K＝＝＝1600L2·mol－2，故D项正确。考点化学平衡常数的有关计算题点求算化学平衡常数易错警示(1)计算平衡常数时，应代入平衡浓度而不是物质的量计算。(2)若反应方程式前后气体的系数相等，用物质的量代入时计算结果相同，故在不知容器体积时，可以用气体物质的量代入计算。(3)计算平衡常数时，要先列出表达式，再代入数据计算，注意写单位，K的单位随表达式不同而变化。二、化学平衡常数的意义及其应用1.意义下表为298K时，卤化氢生成反应的平衡常数：化学方程式平衡常数KF2＋H22HF6.5×1095Cl2＋H22HCl2.57×1033Br2＋H22HBr1.91×1019I2＋H22HI8.67×...