(教案)第2章 第2节 第1课时 化学平衡常数 平衡转化率-【提分教练】2022-2023学年新教材高中化学选择性必修一(鲁科版2019)

第2节　化学反应的限度 第1课时　化学平衡常数　平衡转化率 学习任务目标 1．认识化学平衡常数的概念、影响因素及其应用；通过构建化学平衡常数相关计算的思维模型，理清计算的思路，灵活解答各类问题。 2．知道平衡转化率的含义，理解用平衡转化率表示化学反应限度的方法；构建化学平衡计算的思维模型，并运用模型进行化学平衡常数、平衡浓度、平衡转化率的计算。 1．在一定条件下可逆反应进行到一定程度时，反应物和反应产物的浓度不再随时间的延长而发生变化，正反应速率和逆反应速率相等，这种状态称为化学平衡状态。 2．某温度时，在2 L容器中A、B两种物质间的转化反应中，A、B的物质的量随时间变化的曲线如下图所示。 由图中数据分析得： (1)该反应的化学方程式为2AB。 (2)反应开始至4 min时，B的平均反应速率为0.025 mol·L－1·min－1，A的转化率为50%。 (3)4 min时，反应是否达到平衡状态？否(填“是”或“否”)，8 min时，v(正)＝(填“＞”“＜”或“＝”)v(逆)。 一、化学平衡常数 1．平衡常数表达式 以化学反应aA＋bBcC＋dD为例： K＝(纯固体或纯液体不列入平衡常数的表达式中)。 2．意义 平衡常数的大小反映了化学反应可能进行的程度(即反应限度)。平衡常数的数值越大，说明反应可以进行得越完全。 3．影响因素 (1)内因：反应物的本身性质。 (2)外因：反应体系的温度。 4．应用 (1)判断反应进行的程度 K值 ＜10－5(或＜10－6) 10－5～105(或10－6～106) ＞105(或＞106) 反应程度 很难进行 反应可逆 进行较完全 (2)判断反应是否达到平衡状态 对化学反应aA＋bBcC＋dD的任意状态有浓度商：Q＝。 二、平衡转化率 1．表达式 平衡转化率＝ ×100%＝ ×100%＝ ×100% 若要求某一时刻的转化率，只要把平衡时的反应物浓度(或物质的量)改为某一时刻的反应物浓度(或物质的量)即可。 2．规律 (1)同一反应的不同反应物，其转化率可能不同；当按照反应中化学方程式的物质前的系数之比投入反应物时，反应物转化率相同。 (2)多种反应物参加反应时，提高一种反应物的物质的量，可以提高其他反应物的转化率，而该反应物本身的转化率会降低。 1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。 (1)化学平衡常数与反应物和反应产物的浓度有关。 (　　) ×　提示：化学平衡常数只与温度有关，与反应物、反应产物的浓度无关。 (2)化学平衡常数K越大表示反应进行得越彻底。 (　　) √　提示：K的大小反映了反应进行的程度，K越大表示反应进行得越彻底。 (3)可逆反应达到平衡时，反应物的转化率达100%。 (　　) ×　提示：可逆反应不能进行到底，可逆反应无论进行多长时间，反应物都不可能100%转化为反应产物。 (4)N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)和N2(g)＋H2(g)NH3(g)的平衡常数表达式相同。 (　　) ×　提示：化学平衡常数表达式与化学方程式的系数有关。 2．对于可逆反应3Fe(s)＋4H2O(g)Fe3O4(s)＋4H2(g)，其化学平衡常数的表达式为(　　) A．K＝ B．K＝ C．K＝ D．K＝ D　解析：对于有纯固体或纯液体参与的反应，纯固体或纯液体不列入平衡常数的表达式中计算。 3．已知450 ℃时，反应H2(g)＋I2(g)2HI(g)的K＝50，由此推测在450 ℃时，反应2HI(g)H2(g)＋I2(g)的化学平衡常数为(　　) A．50 B．0.02 C．100 D．无法确定 B　解析：其逆反应的K应该是其正反应的K值的倒数，则该反应的化学平衡常数是1/50＝0.02。 4．实验室用4 mol SO2与2 mol O2进行下列反应：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)　ΔH＝－196.64 kJ·mol－1，当放出314.624 kJ热量时，SO2的转化率为(　　) A．40% B．50% C．80% D．90% C　解析：根据放出314.624 kJ的热量可知参加反应的SO2的物质的量为×2＝3.2 mol，故SO2的转化率为×100%＝80%。 化学平衡状态的标志 一定温度下，将1 mol N2O4充入一恒容密闭容器中，发生反应N2O4(g)2NO2(g)　ΔH＞0。 探究1：混合气体的颜色不再发生变化，能否说明建立化学平衡状态？ 提示：能。N2O4为无色气体，NO2为红棕色气体，混合气体的颜色不再发生变化，说明NO2气体的浓度不再发生变化，可说明建立化学平衡状态。 探究2：混合气体的密度不变或平均摩尔质量不变，能否说明建立化学平衡状态？ 提示：混合气体的密度不变不能说明建立化学平衡状态。根据公式ρ＝，反应过程中气体