第2章 第2节 化学反应的限度-2021-2022学年新教材高中化学选择性必修1 化学反应原理【导与练】高中同步全程学习word（鲁科版）山东专用

第2课时　平衡转化率 课程目标展示 素养目标达成 能进行平衡常数、转化率的简单计算。 模型认知:构建化学平衡常数相关计算的思维模型(三段式法),理清计算的思路,灵活解答各类问题。 学习任务1　探究平衡转化率 NO.1　自主学习·夯实基础 1.平衡转化率概念:达到平衡时转化为生成物的某反应物的物质的量占初始状态时该物质的物质的量的百分比。 2.计算式:α(A)=×100%(或恒容,×100%)。 微点拨:①平衡常数表示反应限度比较抽象,在实际工业生产中常用平衡转化率表示可逆反应的限度。②工业上还经常使用产率的概念:产率=×100%(理论产量是假定反应不可逆完全反应生成的某产物的量)。 NO.2　互动探究·提升能力 探究　平衡转化率及其影响因素 甲醇是非常重要的化工原料,工业上CO2用于生产燃料甲醇,既能缓解温室效应,也为甲醇的合成寻找了新渠道。合成甲醇的反应为CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)　ΔH<0。把2 mol CO2和5 mol H2放入某恒温、恒容的10 L密闭容器内发生上述反应,据此探究H2的平衡转化率。 问题1:上述反应达到平衡后测得c(H2)=0.2 mol/L,此时α(H2)为多少?平衡常数K为多少? 提示:α(H2)=60%;K==12.5。 问题2:升高温度,α(H2)如何变化?平衡常数如何变化? 提示:由于ΔH<0,该反应为放热反应,所以升温后,平衡左移,α(H2)降低,K减小。 问题3:上述平衡加压,把容器体积压缩为5 L,计算Q判断平衡移动方向,此时α(H2)如何变化?平衡常数如何变化? 提示:压缩为5 L后,Q=3.125<K,平衡右移,α(H2)升高,K不变。 问题4:上述平衡再次通入2 mol CO2,平衡移动方向是什么?α(H2)如何改变?平衡常数如何改变? 提示:通入CO2导致Q<K,平衡右移,α(H2)升高,K不变。 问题5:上述平衡再次通入5 mol H2,此时平衡如何移动?再次平衡时α(H2)相较于原来会如何变化? 提示:平衡右移;α(H2)减小(因为后加的5 mol H2,CO2浓度比原来低,同时甲醇、水蒸气的浓度比第一次大,这都会抑制氢气转化)。 平衡常数仅与温度有关,而平衡转化率不但与温度有关,还与浓度、压强等因素有关。一般的两种物质(A、B)反应,增加A浓度,则α(B)增大,增大B浓度,α(B)反而会减小。 凝练素养:通过平衡转化率影响因素探究,知道平衡转化率是可以通过改变条件调控的,培养变化观念与平衡思想素养。 NO.3　应用体验·形成素养 题点　平衡转化率 1.(2020·黑龙江哈尔滨期中)某恒定温度下,在一个2 L的密闭容器中,加入4 mol A和2 mol B进行如下反应:3A(g)+2B(g)4C(?)+2D(?),“?”代表状态不确定。反应一段时间后达到平衡,测得生成1.6 mol C,且反应前后压强之比为5∶4,则下列说法正确的是(　D　) A.该反应的化学平衡常数表达式是K= B.此时B的平衡转化率是35% C.增大该体系的压强,平衡向右移动,化学平衡常数增大 D.增加C的用量,B的平衡转化率不变 解析:由题述分析可知,C是非气态物质,而D是气体,3A(g)+2B(g)4C(非气体)+2D(g),则该反应的化学平衡常数表达式是K=,故A错误;在反应达到平衡时,生成1.6 mol C,则反应消耗B为0.8 mol,B的平衡转化率为×100%=40%,故B错误;增大该体系的压强,平衡向右移动,但是由于温度不变,所以化学平衡常数就不变,故C错误;由于C不是气体,所以增加C,平衡不会发生移动,B的平衡转化率不变,故D正确。 2.(2020·陕西榆林月考)体积相同的甲、乙两个密闭容器中,分别充入等物质的量的A2和B2,在相同温度下发生反应:2A2(g)+B2(g)2C(g),并达到平衡,反应过程中,甲容器保持体积不变,乙容器保持压强不变,若甲容器中A2的转化率为P%,则乙容器中A2的转化率为(　A　) A.大于P% B.等于P% C.小于P% D.无法判断 解析:该反应为反应前后气体物质的量减小的反应,容器甲为恒容,若甲容器中A2的转化率为P%,容器乙为恒压,相当于容器甲达到平衡后,再压缩体积,增大压强,体积减小,平衡正向移动,A2的转化率增大,故选A。 转化量之比等于方程式系数之比。但起始量不一定相同,所以各反应物平衡转化率不一定相同。只有起始物质的量之比等于系数之比时,各物质平衡转化率才相同。 凝练素养:通过平衡转化率分析理解,培养变化观念与平衡思想素养。 学习任务2　三段式法进行平衡相关计算 　　　　　　 　　　　　 　　　　　 NO.1　自主学习·夯实基础 化学平衡计算题具有数据多而且数据是平衡不同时段的特征,数据之间关系非常复杂