内容正文:
第2课 第3课时 化学平衡状态与化学平衡常数
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目标任务
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课程标准
学习目标
1.通过化学平衡的建立过程,知道化学平衡是一种动态平衡,理解并会判断化学平衡状态。
2.认识化学平衡常数是表征反应限度的物理量,知道化学平衡常数的含义。
3.了解浓度商和化学平衡常数的相对大小与反应方向间的关系。
1.能运用动态平衡的观点分析、判断化学平衡状态,能运用对立统一思想和定性定量结合的方式揭示化学平衡状态的本质特征。
2.能通过定性分析和定量计算,理解化学平衡常数模型的构建,能进行有关化学平衡常数的相关计算和判断,运用模型解释或解决复杂的化学问题。
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预习导学
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自主梳理
一、化学平衡状态
1.概念:在一定条件下的可逆反应体系中,当正、逆反应的速率 时,反应物和生成物的浓度均 ,即体系的组成不随时间而改变,这表明该反应中物质的转化达到了“限度”,这时的状态称为化学平衡状态,简称化学平衡。
2.化学平衡的特征
(1)逆:研究的对象是 反应。
(2)等:化学平衡的条件是v正和v逆 。
(3)动:化学平衡是一种 平衡,此时反应并未停止。
(4)定:当可逆反应达到平衡时,各组分的质量(或浓度)为一 。
(5)变:若外界条件改变,平衡可能发生 ,并在新条件下建立新的平衡。
二、化学平衡常数
1.浓度商
对于一般的可逆反应mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g),在任意时刻的 称为 ,常用Q表示。
2.化学平衡常数
(1)表达式
对于一般的可逆反应mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g),平衡常数的表达式为 。
(2)注意事项
①化学平衡常数只与 有关,与反应物或生成物的浓度无关。
②反应物或生成物中有固体或纯液体存在时,由于其浓度可看作“ ”而不代入公式。
③化学平衡常数是指某一具体反应的平衡常数,由于化学方程式的 ,平衡常数的 ,如N2(g)+3H2(g)2NH3(g),K=a则有:2NH3(g)N2(g)+3H2(g),K′=;N2+H2NH3,K″=。
(3)意义
K越大→平衡体系中生成物所占的比例 →正反应进行的程度 →反应进行得越 →平衡时反应物的转化率 ;反之,K越小,该反应进行得越 ,平衡时反应物的转化率就越小。一般来说,当K>105时,该反应就进行得基本完全了。
3.利用浓度商、化学平衡常数判断反应方向
Q<K,反应向 反应方向进行; Q=K,反应处于 状态; Q>K,反应向 反应方向进行。
【答案】一、1相等 保持不变 2.(1)可逆 (2)相等 (3)动态 (4)定值 (5)改变
二、1. 浓度商 2.(1)K=。 (2)①温度 ②1 ③书写不同,表达式不同,
(3)越大 越大 完全 越大;不完全 3.正;平衡;逆。
预习检测
1.在恒容的密闭容器中,将CO和H2的混合气体在催化剂作用下转化为甲醇的反应为CO(g)+2H2(g) CH3OH(g) ΔH <0。能说明该反应达到平衡状态的是
A.混合气体的密度不再变化
B.CO和H2的物质的量之比不再变化
C.2v正(H2)=v逆(CH3OH)
D.CO在混合气体中的质量分数保持不变
【答案】D
【解析】A.反应达到平衡之前,体系混合气体的质量保持不变,容器的体积保持不变,即混合气体的密度一直保持不变,故混合气体的密度不再变化不能说明反应达到化学平衡,A不合题意;
B.化学平衡的特征之一为各组分的浓度、物质的量保持不变,而不是相等或成比例,故CO和H2的物质的量之比不再变化不能说明反应达到化学平衡,B不合题意;
C.根据化学反应速率之比等于化学计量数之比可知, 正(H2)= 2正(CH3OH),故当2正(H2)=逆(CH3OH)时,正(CH3OH)≠逆(CH3OH),反应未达到平衡,C不合题意;
D.化学平衡的特征之一为各组分的浓度、物质的量、质量分数或物质的量分数保持不变,故CO在混合气体中的质量分数保持不变,说明反应达到化学平衡,D符合题意;
故答案为:D。
2.绝热、恒容的密闭容器中,发生可逆反应: 。下列各项中不能说明该反应已经达到化学平衡状态的是
A.体系的压强不再改变
B.断裂2 mol H-S的同时,也断裂1 mol H-H
C.体系的温度不再改变
D.
【答案】D
【解析】A.该反应是等体积放热反应,由于是绝热、恒容的密闭容器,温度升高,压强增大,当体系的压强不再改变,则达到平衡,故A不符合