内容正文:
第1课时 化学平衡状态 化学平衡常数
学习目标
核心素养
1.了解化学反应的可逆性,了解可逆反应的概念。
2.通过化学平衡状态的建立过程,知道化学平衡是一种动态平衡。
3.能根据化学平衡状态的特征,判断化学平衡状态的标志。
4.理解化学平衡常数的概念及意义。
5.能够利用化学平衡常数进行简单的计算。
6.理解化学平衡常数对化学反应进行的程度判断。
1.变化观念:能认识物质是运动和变化的,理解化学反应达到平衡状态时正逆反应依然进行。
2.平衡思想:认识化学变化有一定限度,是可调控的。能多角度、动态地分析可逆反应达到平衡状态时的各种表现。
3.模型认知:通过三段式分析推理的方法,建立平衡常数表达式的认知模型,并能根据模型解释本质和规律。
一、化学平衡状态
1.可逆反应的特点
2.化学平衡的建立
(1)利用浓度变化理解化学平衡建立过程中速率的变化。
在一定条件下,把1 mol N2和3 mol H2充入一密闭容器中:
N2+3H22NH3
反应物浓度
v正
生成物浓度
v逆
开始时
c(N2)最大
c(H2)最大
最大
0
0
进行中
c(N2)减小
c(H2)减小
减小
增大
增大
平衡时
c(N2)不变
c(H2)不变
不变
不变
不变
(2)利用浓度—时间(c-t)图像理解化学平衡建立的过程。
(3)利用速率—时间(v-t)图像理解化学平衡建立的过程。
3.化学平衡状态
(1)定义:化学平衡状态是指在一定条件下的可逆反应,正反应和逆反应的速率相等,反应混合物中各组分的浓度保持不变的状态。
(2)化学平衡的特征:
1.下列为四个同学对“化学平衡状态”的理解,其中理解正确的是 ( )
答案 B
二、化学平衡常数
1.浓度商
对于mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g),在任意时刻各物质浓度间存在浓度商Q=。
2.化学平衡常数
当mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)达到平衡时,各物质浓度之间存在化学平衡常数K=。
3.特点
K值只受温度影响,与反应物或生成物的浓度变化无关。
4.意义
K值越大→平衡体系中生成物所占的比例越大→正向反应进行的程度越大→反应进行越完全→反应物的转化率越大;反之,就越不完全,转化率就越小。当K>105时,该反应进行得就基本完全了。
2.下列能使反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g)的平衡常数改变的是 ( )
A.升高温度 B.加催化剂
C.增大氮气的浓度 D.增大压强
答案 A
要点一 化学平衡状态判断的依据
1.在一定温度下,发生可逆反应:A(g)+3B(g)2C(g),下列说法中能说明该反应达到平衡状态的有哪些?
①单位时间内生成n mol A,同时生成3n mol B
②C的生成速率与C的分解速率相等
③3v正(A)=v逆(B)
④单位时间内生成n mol A,同时生成2n mol C
提示:②③④
2.在一定温度下,容积恒定的密闭容器中进行如下反应:A(s)+2B(g)C(g)+D(g)。当下列物理量不发生变化时,能表明该反应已达到平衡状态的有哪些?
①混合气体的总物质的量
②B的物质的量浓度
③容器内气体的压强
④混合气体的密度
提示:②④
1.直接依据
(1)v正=v逆。
计量数之比
(2)各组分的含量保持不变。
2.具体分析[mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)]
可能的情况举例
是否已
达平衡
混合体系中各成分的含量
各物质的物质的量或各物质的物质的量分数一定
是
各物质的质量或各物质的质量分数一定
是
各气体的体积或体积分数一定
是
总体积、总压强或总物质的量一定
不一定
正、逆反应速率的关系
在单位时间内消耗了m mol A,同时生成m mol A
是
在单位时间内消耗了n mol B,同时消耗了p mol C
是
v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)=m∶n∶p∶q
不一定
在单位时间内生成了n mol B,同时消耗了q mol D
不一定
压强
m+n≠p+q时,总压强不变(其他条件一定)
是
m+n=p+q时,总压强不变(其他条件一定)
不一定
混合气体的
平均相对
分子质量
当m+n≠p+q时,不变
是
当m+n=p+q时,不变
不一定
气体密度
密度不变
不一定
颜色
反应体系内有色物质的
颜色保持不变
是
温度
绝热体系中温度不变
是
[特别警示] 绝热体系的温度不变,说明反应处于平衡状态。
[例1] 有下列两个可逆反应。
反应1:在体积固定的密闭容器中进行可逆反应:2NO2(g)2NO(g)+O2(g)。其中NO2是红棕色气体。
反应2:在体积固定的密闭容器中