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第3课时 化学平衡常数
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课标解读
1.了解化学平衡常数的概念,会写化学平衡常数的表达式。
2.了解平衡转化率的含义。
3.学会运用平衡常数进行相关的计算。
1.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。(证据推理与模型认知)
2.了解浓度商的概念,并能利用浓度商与化学平衡常数的相对大小关系判断化学反应的方向。(科学探究与创新意识)
知识01 化学平衡常数和平衡转化率
1.化学平衡常数的定义
对于可逆反应:aA(g)+bB(g) cC(g)+dD(g),在温度一定时,无论起始浓度如何,反应达到平衡后,各物质的物质的量浓度满足以下关系式:
K=
该结果是一个常数,此常数称为化学平衡常数。
固体、纯液体、水溶液中水的浓度可视为定值,其浓度不列入平衡常数表达式。
2.化学平衡常数的意义
(1)K值的大小反映了化学反应的进行程度 (即反应限度)。K值越大,说明正反应可以进行得越完全;K值越小,说明正反应可以进行得越不完全。
(2)K只受温度的影响,与反应物或生成物的浓度变化无关。
1.对平衡常数的理解
(1)反应物和生成物中有固体或纯液体存在时,由于其浓度可以看做“1”而不代入公式。
(2)平衡常数K只受温度的影响,当温度不变时,K值不变。
2.平衡常数的表达式的书写
(1)化学平衡常数只与温度有关,与反应物或生成物的浓度无关。
(2)纯液体和固体的浓度为常数,不写入平衡常数表达式。
例如:C(s)+H2O(g) CO(g)+H2(g) K=;
FeO(s)+CO(g) Fe(s)+CO2(g) K=。
(3)书写形式与化学方程式的书写有关。例如:
N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)的平衡常数为K1=;
N2(g)+H2(g) NH3(g)的平衡常数为K2=;
NH3(g) N2(g)+H2(g)的平衡常数为K3=。
则K1和K2的关系式为K1=K22;K2和K3的关系式为:K2·K3=1;K1和K3的关系式为:K1=。
【即学即练1】对于反应3Fe(s)+4H2O(g)Fe3O4(s)+4H2(g)的平衡常数,下列说法正确的是( )
A.K=
B.K=
C.增大c(H2O)或减小c(H2),会使该反应平衡常数减小
D.改变反应的温度,平衡常数不一定变化
知识02 平衡转化率
1.平衡转化率的概念
某一反应的平衡转化率α等于该物质在反应中的已转化量(如物质的量、物质的量浓度等)与该物质起始总量的比值,可表示为:
α = ×100%
2.平衡转化率的意义
反应的平衡转化率表示在一定温度和一定起始浓度下反应进行的限度。
【即学即练2】在密闭容器中,给一氧化碳和水蒸气的气体混合物加热,在催化剂存在下发生反应:CO(g)+H2O(g)H2(g)+CO2(g)。在500 ℃时,平衡常数K=9。若反应开始时,一氧化碳和水蒸气的浓度都是0.02 mol·L-1,则在此条件下CO的转化率为( )
A.25% B.50% C.75% D.80%
知识03 化学平衡的有关计算
化学平衡的有关计算一般采用“三段式:
1.计算模式
aA(g) + bB(g)cC(g)+dD(g)
c(初)(mol·L-1) x y 0 0
Δc(mol·L-1) am bm cm dm
c(平)(mol·L-1) x-am y-bm cm dm
2.解题思路
(1)设未知数:具体题目要具体分析,一般设某物质的转化量或转化率为x。
(2)确定三个量:根据反应物、生成物及变化量三者之间的关系,代入未知数确定平衡体系中各物质的起始量、变化量、平衡量并按(1)中“模式”列表。
(3)解题设问题:明确了“始”、“变”、“平”三个量的具体数值,再根据相应关系求平衡时某成分的浓度、反应物转化率等,求出题目答案。
3.注意以下问题:
(1)变化量的比值一定等于化学方程式中的系数之比,但是达到平衡时各组分的量的比值不一定等于方程式中的系数之比。
(2)进行有关计算时,可用物质的量浓度,也可用物质的量。
【即学即练3】在一定温度下的密闭容器中,加入1 mol CO和1 mol H2O发生反应CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g),达到平衡时测得n(H2)=0.5 mol,下列说法不正确的是( )
A.在该温度下,反应的平衡常数K=1
B.平衡常数与反应温度无关
C.CO的平衡转化率为50 %
D.平衡时n(H2O)=0.5 mol
题型一 化学平衡常数及其应用
1.下列关于化学平衡常数的说法中,正确的是( )
A.