《化学平衡常数》专题复习学案

《化学平衡常数》专题复习学案

开课：马春燕【考纲要求】

1．理解化学平衡常数的含义；

2．能够利用化学平衡常数进行简单的计算；

3．了解化学反应速率和化学平衡的调控在生活、生产和科学研究领域中的应用。【教学过程】

例题1. 写出下列可逆反应的平衡常数表达式：

N 2(g)＋3H2(g)2NH3(g)K1= ；

2NH 3(g)N2(g)＋3H2(g)K2= ；

1/2N 2(g)＋3/2H2(g)NH3(g)K3= ；

3Fe(s)+4H 2O(g)Fe3O4(s)+4H2(g) K = ；

Cr 2O72－+H2O2CrO42－+2H+K = ；

知识点归纳一：化学平衡常数的表达式

对于反应m A(g)＋n B(g)p C(g)＋q D(g)，K＝；

注意：1. 表达式中的各物质浓度是指；

2. 不写入表达式中；

3.平衡常数的表达式与有关；

思考：K1、K2、K3三者之间有什么关系？；

联想：CH 3COOH H+ + CH3COO-K a= ；

NH 3•H2O OH-+NH4+K b= ；

H 2O OH- + H+K w= ；

AgCl(s)Ag+(aq) + Cl-(aq) K sp= ；

例题2.下列化学平衡常数的说法正确的是( )

A．化学平衡发生移动，平衡常数必发生变化

B．平衡常数发生变化，化学平衡必发生移动

C．改变温度，平衡常数一定改变

D．催化剂能改变反应速率，故也能改变平衡常数

知识点归纳二：影响化学平衡常数的外界因素

结论：化学平衡常数只与有关；（与无关）思考：①升高温度，若Ｋ值增大，则正反应为反应（填“吸热”或“放热”）。

②升高温度，若Ｋ值减小，则正反应为反应（填“吸热”或“放热”）。例题3. 在体积为1L的恒容密闭容器中，进行如下化学反应：

CO 2（g)+H2(g) CO(g)+H2O(g)，平衡常数和温度关系如下：

回答下列问题：

（1）该反应为__________反应（填“吸热”或“放热”）。

（2）某温度下平衡浓度符合：3c(CO 2)·

c(H 2)=5c(CO)·c(H 2O)，试判断此时的温度为__________℃。

（3）在800 ℃下，若开始时充入CO 2(g)、H 2(g)、CO(g)、H 2O(g)物质的量分别为0.2 mol 、0.2 mol 、0.3mol 、0.1 mol ，则此时v (正) v (逆)（填“＜”、“＞”或“＝”）。

（4）在830 ℃下，若开始时只充入CO(g)和H 2O(g)，且物质的量均为0.2 mol ，则达到平衡后CO(g)转化率为 。

（5）若温度不变，要使CO 的转化率达到90%，在题（3）的条件下还要再充入H 2O(g) 物质的量为 。

知识点归纳三：化学平衡常数的应用

1. 判断化学反应的热效应

若升高温度，Ｋ值增大，则正反应为 反应；Ｋ值减小，则正反应为 _反应 若降低温度，Ｋ值增大，则正反应为 反应；Ｋ值减小，则正反应为 _反应 2. 判断化学平衡移动的方向

对于反应m A(g)＋n B(g)

p C(g)＋q D(g)，Q c ＝ ； 注：Qc 是浓度商，表达式中各物质浓度是 ；

Q c ＝K ，反应处于_______状态；

Q c ＜K ，反应向_________进行；

Q c ＞K ，反应向_________进行；

3.计算反应物的转化率

例题 4. 随着经济的发展和人们生活水平的提高，汽车的数量越来越多，排放的尾气污染成为备受关注的环境问题。避免汽车尾气中有害的NO 、CO 气体对大气的污染，目前最有效的方法是给汽车安装尾气净化的催化转化装置，发生反应为： 2NO+ 2CO N 2 + 2CO 2 研究表明该反应在很大温度范围内（如 20℃~600℃），

n n %100%100%n c c c α--=⨯=⨯平平始始始始

平衡常数K值都很大，并且是一个自发反应。请思考：

(1)判断该反应的熵变大于零还是小于零？___________________

(2)如果降低反应温度，K值如何变化？_____________________

(3)催化转化装置应采用极易导热材料还是绝热材料制作？__________________

(4)如果使用乙醇汽油可以大量减少CO排放量，设产生的NO的量不变，则达到平衡时催化转化装置中NO转化为N2的转化率如何变化？_________________ (5)虽然该反应的K值很大，但是在实际应用中为什么还要使用高效催化剂？

__________________________________________________________________________________ 知识点归纳四：化学平衡常数的意义

1. 平衡常数表示反应进行程度，反应快慢。即K值大，速率；

2. K值越大，表明反应进行的程度越；

3. 一定温度下，K值越大，反应物的转化率就越；

注：在实际生产中，要综合考虑：既要考虑反应进行程度的大小（平衡常数），又要考虑反应进行的快慢（反应速率）。

巩固1. （近年江苏高考题汇编）判断下列说法正误：

①（2009年）I 2在KI溶液中存在下列平衡：I2(aq)+I-(aq)I3-(aq)，溶液中c(I3-)与温度T关系如图所示（曲线上任一点都表示平衡状态），若温度为T1、T2时平衡常数分别为K1、K2，则K1 > K2。（）

②（2011年）温度由700℃升至800℃，CO(g)＋

H 2O(g)CO2(g)＋H2(g)的平衡常数减小，则正反应为吸

热反应。（）

③（2012年）温度为T时，向2.0L恒容密闭容器中充入

1.0 molPCl5，反应：

PCl 5(g)PCl3(g)＋Cl2(g)经一段时间后达到平衡。反应

过程中部分数据见下表：

则相同温度下，起始时向容器中充入1.0molPCl5、0.20molPCl3和0.20molCl2，达到平衡前：v(正)＞v(逆)（）

④（2013年）一定条件下反应CO(g)+H 2O(g)CO2(g) +H2(g)，其正反应放热。在两个相同恒容绝热（与外界没有热量交换）的密闭容器I、II中进行，在I中充入1 mol CO和1 mol H2O，在II中充入1 mol CO2和1 mol H2，700℃下开始反应。达到平衡时，容器I、II中反应的平衡常数相同。（）

⑤（2014年）在1.0L的密闭容器中发生反应：2CH 3OH(g)CH3OCH3(g)＋H2O(g)