精修版高中化學(xué) 第二章 第2節(jié) 第1課時(shí) 化學(xué)平衡常數(shù) 平衡轉(zhuǎn)化率導(dǎo)學(xué)案 魯科版選修4

《精修版高中化學(xué) 第二章 第2節(jié) 第1課時(shí) 化學(xué)平衡常數(shù) 平衡轉(zhuǎn)化率導(dǎo)學(xué)案 魯科版選修4》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《精修版高中化學(xué) 第二章 第2節(jié) 第1課時(shí) 化學(xué)平衡常數(shù) 平衡轉(zhuǎn)化率導(dǎo)學(xué)案 魯科版選修4（5頁珍藏版）》請?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、 精品資料 第2節(jié) 化學(xué)反應(yīng)的限度 第1課時(shí) 化學(xué)平衡常數(shù) 平衡轉(zhuǎn)化率 ★【課前學(xué)案導(dǎo)學(xué)】 ■精準(zhǔn)定位——學(xué)習(xí)目標(biāo)導(dǎo)航 1.了解化學(xué)平衡常數(shù)的含義、表達(dá)式及影響因素； 2.了解平衡轉(zhuǎn)化率的含義； 3.能夠利用化學(xué)平衡常數(shù)進(jìn)行簡單計(jì)算； 4.能夠利用化學(xué)平衡常數(shù)判斷化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的方向。 ■自主梳理—基礎(chǔ)知識導(dǎo)航 一、化學(xué)反應(yīng)的限度與可逆反應(yīng) 1.可逆反應(yīng) ①概念：在__________下，_______向正、逆兩個(gè)方向進(jìn)行的化學(xué)反應(yīng)。 ②特征：“三同”：a、相同條件b、正逆反應(yīng)同時(shí)進(jìn)行c、反應(yīng)不能進(jìn)行到底，反應(yīng)體

2、系中反應(yīng)物與生成物同時(shí)存在。 2.化學(xué)反應(yīng)的限度——化學(xué)平衡 ①概念：在一定條件下的可逆反應(yīng)中，正反應(yīng)速率和逆反應(yīng)速率___________，反應(yīng)混合物中各組分的濃度保持_________的狀態(tài)。 ②特征：a.逆：能建立化學(xué)平衡的反應(yīng)一定是可逆反應(yīng)。 b.動：化學(xué)平衡是一種動態(tài)平衡，v（正）=v（逆）0。 c.定：條件不變時(shí)，各組分的濃度保持不變。 d.等：處于化學(xué)平衡狀態(tài)時(shí)，v（正）=v（逆）。 e.變：條件改變時(shí)，化學(xué)平衡發(fā)生移動。 二、化學(xué)平衡常數(shù) 1.概念：對于化學(xué)反應(yīng)：aA（g）+bB（g）cC（g）+ dD（g），K = _____________________

3、 在溫度一定時(shí)，K為常數(shù)，稱為化學(xué)平衡常數(shù)。無論起始濃度如何改變，反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)后各生成物物質(zhì)的量濃度的系數(shù)次方的乘積與各反應(yīng)物物質(zhì)的量濃度的系數(shù)次方的乘積的比值。 2.影響因素： ①內(nèi)因：______________________________。 ②外因：只與__________有關(guān)，與各物質(zhì)的濃度和分壓無關(guān)。 3.應(yīng)用 ①判斷化學(xué)反應(yīng)可能的程度（即限度），K數(shù)值越大說明反應(yīng)進(jìn)行的越徹底。 ②判斷可逆反應(yīng)進(jìn)行的方向。 ③求反應(yīng)物的平衡轉(zhuǎn)化率和各物質(zhì)的平衡濃度。 問題思考1 ？對于一個(gè)給定的可逆反應(yīng)，其正反應(yīng)和逆反應(yīng)的平衡常數(shù)之間有什么關(guān)系？化學(xué)平衡常數(shù)的單位有何特點(diǎn)

4、？ 三、平衡轉(zhuǎn)化率 對于化學(xué)反應(yīng)：aA（g）+bB（g）cC（g）+ dD（g），反應(yīng)物A的平衡轉(zhuǎn)化率可表示為： α（A）=___________________________________ = 同樣也可以表示出反應(yīng)物B的平衡轉(zhuǎn)化率。 問題思考2 ？平衡轉(zhuǎn)化率和平衡常數(shù)有什么關(guān)系？ 自主梳理參考答案 一、1、①相同條件 同時(shí) 2、相等 不變 二、1、 2、①化學(xué)反應(yīng)的特點(diǎn)和反應(yīng)物本身的性質(zhì) ②溫度 三、問題思考參考答案 問題思考1：由平衡常數(shù)的表達(dá)式可以判斷：正反應(yīng)和逆反應(yīng)的平衡常數(shù)之間互為倒數(shù)關(guān)系。由平衡常數(shù)的表達(dá)式知

5、：其單位決定于可逆反應(yīng)中反應(yīng)物和生成物的種類及化學(xué)方程式中對應(yīng)系數(shù)的大小，故化學(xué)平衡常數(shù)沒有統(tǒng)一的固定單位。 問題思考2 ：平衡常數(shù)和平衡轉(zhuǎn)化率都可以表示可逆反應(yīng)進(jìn)行的程度，但是平衡轉(zhuǎn)化率隨著反應(yīng)物初始濃度的不同而變化，而平衡常數(shù)卻不受濃度影響，因此平衡常數(shù)與轉(zhuǎn)化率之間是可以相互求算的。 ★【課堂探究導(dǎo)學(xué)】 ■合作探究-名師保駕護(hù)航 探究一

6、：化學(xué)平衡常數(shù)表達(dá)式與化學(xué)方程式的書寫關(guān)系 同一化學(xué)反應(yīng)，可以用不同的化學(xué)反應(yīng)方程式來表示，每個(gè)化學(xué)方程式都有自己的平衡常數(shù)關(guān)系式及其相應(yīng)的平衡常數(shù)，如： H2（g）+I2（g）2HI（g） H2（g）+I2（g）HI（g） 『特別提醒』 （1）平衡常數(shù)的表達(dá)式與化學(xué)方程式的書寫方式有關(guān) （2）對于給定的化學(xué)方程式，正逆反應(yīng)的平衡常數(shù)互為倒數(shù) （3）平衡常數(shù)的單位與化學(xué)方程式的表示形式一一對應(yīng) （4）固體或純液體和液態(tài)水不列入平衡常數(shù)的表達(dá)式中 （因其濃度為常數(shù)，可認(rèn)為為“1”，帶入表達(dá)式中，可消去。） 探究二：K的意義 （1）K的大

7、小反應(yīng)了化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的限度 （2）判斷反應(yīng)是否達(dá)到平衡或反應(yīng)進(jìn)行的方向?現(xiàn)定義 一個(gè)反應(yīng)體系aA（g）+bB（g）cC（g）+ dD（g） 中，任意時(shí)刻（狀態(tài)）時(shí)，各生成物物質(zhì)的量濃度的系 數(shù)次方的乘積與各反應(yīng)物物質(zhì)的量濃度的系數(shù)次方的 乘積的比值為濃度商Q，即： Q = ，我們可以結(jié)合Q 和 K的大小來判斷反應(yīng)是否達(dá)到平衡或反應(yīng)進(jìn)行的方向? Q < K 反應(yīng)向正向進(jìn)行 V正 > V逆 Q = K 處于平衡狀態(tài) V正 = V逆 Q > K 反應(yīng)向逆向進(jìn)行 V正 < V逆 疑難點(diǎn)：平衡常數(shù)與溫度的關(guān)系 1.化學(xué)平衡常數(shù)只

8、是溫度的函數(shù)，只隨著溫度的改變而改變。當(dāng)溫度一定時(shí)，可逆反應(yīng)無論從正反應(yīng)開始，還是從逆反應(yīng)開始，又無論反應(yīng)物起始濃度的大小，K都是一個(gè)常數(shù)。 2.平衡常數(shù)隨溫度變化的規(guī)律和應(yīng)用 （1）規(guī)律：對于吸熱反應(yīng)：T增大，K增大；對于放熱反應(yīng)：T減小，K增大。 （2）應(yīng)用：利用溫度改變時(shí)K的變化來判斷反應(yīng)的熱效應(yīng)：若升高溫度，K值增大，則正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)；若升高溫度，K值減小，則正反應(yīng)為放熱反應(yīng)。 探究三：化學(xué)平衡的有關(guān)計(jì)算——“三段式”分析法 1.模式 mA（g）+nB（g）pC（g）+ qD（g） 起始量 a b 0 0 變化量

9、 mx nx px qx 平衡量 a —mx b —nx px qx 對于反應(yīng)物：平衡時(shí)的相關(guān)量=起始量—變化量，n（平）=n（始）—n（變） 對于生成物：平衡時(shí)的相關(guān)量=起始量+變化量，n（平）=n（始）+n（變） 2.基本解題思路 （1）設(shè)未知數(shù)：具體題目要具體分析，靈活設(shè)立，一般設(shè)某物質(zhì)的轉(zhuǎn)換量為x。 （2）確定三個(gè)量：根據(jù)反應(yīng)物、生成物及變化量的三者關(guān)系帶入未知數(shù)確定平衡體系中各物質(zhì)的起始量、變化量、平衡量，并按（1）中“模式”列表。 （3）解答題設(shè)問題：明確了“始”、“變”、“平”三個(gè)量的具體數(shù)值

10、，再根據(jù)相應(yīng)關(guān)系反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率、混合氣體的密度、平均相對分子量等，給出題目答案。 3.化學(xué)平衡計(jì)算中用到的基本關(guān)系與定律 （1）各物質(zhì)濃度變化量之比=反應(yīng)式中的系數(shù)比； （2）反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率=其消耗濃度與起始濃度之比； （3）平衡時(shí)某組分的體積分?jǐn)?shù)=該組分在平衡混合物中的物質(zhì)的量的分?jǐn)?shù)； （4）阿伏加德羅定律及其推論； （5）改變平衡條件時(shí)，氣體的平均相對分子量（）變化的規(guī)律； ①體系中若全為氣體：據(jù)=m（總）/n（總）直接判斷； ②體系中若有固體或液體：當(dāng)氣體的物質(zhì)的量不變時(shí)，據(jù)上式判斷；當(dāng)氣體的物質(zhì)的量改變時(shí)，則須根據(jù)混合氣體中各組分氣體體積比計(jì)算：=M1 ■典例剖析-名師釋

11、疑助航 例1. 【變式訓(xùn)練1】 298 K時(shí)，下列反應(yīng)的平衡常數(shù)如下： ①N2(g)＋O2(g)2NO(g)，Kc＝１10－３０ ②2H2(g)＋O2(g)2H2O(g)，Kc＝210－82 (mol/L)－ ③2CO2(g)2CO＋O2(g)，Kc＝４10－92 mol/L 則常溫下NO、H2O、CO2這三個(gè)化合物分解放氧的傾向最大的是（） A. ① B. ② C. ③ D.不能判斷 【例2】 【變式訓(xùn)練2】對已達(dá)化學(xué)平衡的下列反應(yīng)2X(g)＋Y(g)===2Z(g)減小壓強(qiáng)時(shí)，對反應(yīng)產(chǎn)生的影響是 A.逆反

12、應(yīng)速率增大，正反應(yīng)速率減小，平衡向逆反應(yīng)方向移動 B.逆反應(yīng)速率減小，正反應(yīng)速率增大，平衡向正反應(yīng)方向移動 C.正、逆反應(yīng)速率都減小，平衡向逆反應(yīng)方向移動 D.正、逆反應(yīng)速率都增大，平衡向正反應(yīng)方向移動 【例3】在一定條件下，xA＋yBzC可逆反應(yīng)達(dá)到平衡，試填空： （１）已知A、B、C都是氣體，在減壓后平衡向逆反應(yīng)方向移動，則x、y、z的關(guān)系是　　　　　　　　。 （２）已知C是氣體且x＋y＝z，在加壓時(shí)化學(xué)平衡如發(fā)生移動則平衡必定向　　方向移動。 （３）已知C、B是氣體，現(xiàn)增加A物質(zhì)的量（其他條件不變），平衡不移動，說明A是　　　　態(tài)。 『答案』（1）x＋y>z （2）逆向

13、 （3）固態(tài)或是液態(tài) 『解析』（１）減壓后平衡向氣態(tài)物質(zhì)物質(zhì)的量增大的方向移動，由于A、B、C都是氣體，因此x＋y>z。 （２）加壓后平衡向氣態(tài)物質(zhì)計(jì)量數(shù)減小的方向移動，由于C是氣體，因此在加壓時(shí)化學(xué)平衡如發(fā)生移動，則平衡必定向逆方向移動。 （３）改變固態(tài)或者液態(tài)的量，平衡不移動。 【變式訓(xùn)練3】PCl5隨溫度升高分解為PCl3和Cl2，在473 K時(shí)PCl5的起始濃度為0.050 mol/L，達(dá)到平衡時(shí)有26%分解，求473 K時(shí)PCl5分解反應(yīng)的平衡常數(shù)。 變式訓(xùn)練解析及答案 【變式訓(xùn)練1】 答案：A 解析：要判斷這三個(gè)化合物分解放氧的傾向，則必須求出各個(gè)分解放氧反應(yīng)的平

14、衡常數(shù)，然后比較大小即可。平衡常數(shù)越大，表示反應(yīng)進(jìn)行得越徹底。 【變式訓(xùn)練2】 答案：C 解析：減小壓強(qiáng)，氣體體積增大，反應(yīng)物和生成物的濃度都減小，正逆反應(yīng)速率都減小，正反應(yīng)是縮小氣體體積的反應(yīng)，平衡應(yīng)向擴(kuò)大氣體體積的方向移動。 【變式訓(xùn)練3】 答案： 解析PCl5(g)PCl5(g)＋Cl2(g) 起始濃度（mol/L）0.050 0 0 平衡濃度（mol/L）0.050－x x x 由題意可知x＝0.05026%＝0.013 mol/L 則Kc＝ ■常用教學(xué)素材 大氣臭氧層中的化學(xué)平衡 地球表面有大氣層覆蓋，

15、離地面大約12km以上的高空中有一臭氧層（實(shí)質(zhì)是臭氧濃度較高些），它是地球生命的保護(hù)屏障。 我們知道，太陽輻射對生命危害極大的是紫外線。當(dāng)太陽輻射通過臭氧層時(shí)，被吸收了約90%的紫外線，或者說把這些紫外輻射能量轉(zhuǎn)變?yōu)闊崃?，使地面生命免受傷害。這其中的奧妙就在于臭氧層中存在以下動態(tài)平衡的緣故： O2 + O O3 現(xiàn)在來分析臭氧層中的這一平衡是怎樣建立的，又怎樣把紫外輻射能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮艿摹? 首先，太陽輻射把高空的氧氣分子分裂為2個(gè)氧原子，性質(zhì)異常活潑的氧原子跟氧氣分子結(jié)合成臭氧： O2→O + O O2+ O→O3 然后，在紫外線作用下，臭氧轉(zhuǎn)化成氧氣，并放出熱量：2O3→3O2 ；△H＜0 這一反應(yīng)被看做臭氧能吸收紫外線，即從能量角度看，相當(dāng)于把紫外輻射能轉(zhuǎn)變成熱能。 臭氧分解而生成氧氣，又會被太陽輻射作用生成氧原子，氧原子又會和氧氣分子結(jié)合成臭氧，臭氧又吸收紫外線分解成氧，所以在臭氧層中，O3.O2和O處于動態(tài)平衡，構(gòu)成了地球生命免受紫外線殺傷的天然屏障。