专题2 第二单元 第3课时 化学平衡常数(Word教参)-【新课程学案】新教材2023-2024学年高中化学选择性必修1（苏教版2019）

第3课时　化学平衡常数 一、化学平衡常数 表达式 aA(g)＋bB(g)cC(g)＋dD(g)，K＝ [微点拨] 化学平衡常数表达式中各物质的浓度必须是平衡时的浓度，且不出现固体或纯液体的浓度。 意义 平衡常数的大小能说明反应进行的程度。K值越大，表示反应进行得越完全。K值越小，表示反应进行得越不完全 影响因素 内因 反应物的本身性质 外因 只与反应体系的温度有关 二、平衡转化率 概念 一定条件下化学反应达平衡时已转化了的某反应物的量(物质的量或浓度)与该反应物起始总量的比值 [微提醒] ①化学反应的反应物在任意状态下都有转化率，但是平衡转化率是在此条件下的最大转化率。 ②不同反应物的转化率可能不同，因此在表示转化率时必须指明物质。 含义 平衡转化率可描述一定温度和一定起始浓度下化学反应的限度 公式 对反应aA＋bBcC＋dD，反应物α(A)＝×100% 注意 ①对于溶液体系和恒容的气态反应体系，可以用物质的量浓度进行计算 ②同一反应的不同反应物，其转化率可能不同；当按照反应系数之比投入反应物时，反应物转化率相同 　　　　　　　　　　　　　　　　 [新知探究(一)] 平衡常数的理解与应用 [情境质疑] 四氧化二氮是重要的火箭推进剂。在80 ℃时，将0.4 mol四氧化二氮气体充入2 L已抽空的固定容积的密闭容器中，隔一段时间对该容器内的物质进行分析，得到如下数据： 　时间/s c/(mol·L－1)　　 　 0 20 40 60 80 100 c(N2O4) 0.20 a 0.10 c d e c(NO2) 0.00 0.12 b 0.22 0.22 0.22 反应进行至100 s后将反应混合物的温度降低，发现气体的颜色变浅。 1．该反应的化学方程式是什么？b与c的大小关系是什么？ 提示：根据题中信息，知N2O4(g)2NO2(g) 开始浓度/(mol·L－1)：　 0.20　　　0 20 s时/(mol·L－1): 0.14 0.12 40 s时/(mol·L－1): 0.10 0.20 60 s时/(mol·L－1): 0.09 0.22 80 s时/(mol·L－1): 0.09 0.22 所以b＞c。 2．该反应的平衡常数表达式是什么？在80 ℃时该反应的平衡常数K值为多少？ 提示：平衡时K＝＝≈0.54。 3．该反应为吸热反应，当温度升高到100 ℃时，K值如何变化？ 提示：由于该反应为吸热反应，当升高温度时，平衡正向移动，反应的K值增大。 [生成认知] 1．使用化学平衡常数应注意的问题 (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)反应物或生成物中有固体和纯液体存在时，由于其浓度可看作“1”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。 若反应方向改变，则平衡常数改变； 若化学方程式中各物质的化学计量数等倍扩大或缩小，尽管是同一反应，平衡常数也可能会改变。 如：N2＋3H22NH3，K＝a， 则有：2NH3N2＋3H2，K′＝。 N2＋H2NH3，K″＝。 2．建立K与α的计算的“三段式”模型 已知反应：mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)，令A、B起始物质的量浓度分别为a mol·L－1、b mol·L－1，达到平衡后消耗A的物质的量浓度为mx mol·L－1。 　　　　　 mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g) 　　　a　 　　b　　　　0　 0 mx nx px qx a－mx b－nx px qx 相关计算： ①平衡常数：K＝。 ②A的平衡转化率：α平(A)＝×100%。 3．化学平衡常数的应用 判断反应进行的程度 K值越大，说明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，即该反应进行得越完全，反应物转化率越大；反之，就越不完全，转化率就越小 判断反应的热效应 计算转化率 依据起始浓度(或平衡浓度)和平衡常数可以计算平衡浓度(或起始浓度)，从而计算反应物的转化率 对化工生产的指导 化学平衡常数和平衡转化率可以指导我们选择反应的条件，预测一定条件下反应的限度，调控化学工艺过程，对提高化工生产的效益有直接的指导意义 北方冬季用煤炭取暖要特别注意CO中毒事件的发生。出现一氧化碳中毒的主要原因是煤炭燃烧不充分，产生较多的CO，进而人体内吸入了较多的一氧化碳，使得CO和血液中的血红蛋白相结合，生成碳氧血