第二单元 化学反应的方向和限度教学实录及点评

化学平衡状态及化学平衡常数复习

教学目标：

了解化学平衡的建立和平衡状态的含义；

知道化学平衡常数的含义和表示方法；

能够利用化学平衡常数进行简单计算；

重点和难点：化学平衡状态，化学平衡常数计算

【教学过程】

【组织】学生仔细阅读教材必修2 【导思】

以2SO2

＋

O2

≒ 2 SO3

为例（黑板结合v—t图讲评）

①开始时刻：C反应物

，所以v正

。

C产物

，所以v逆

。

②反应进行中：C反应物

不断

，所以v正

不断

。

C产物

不断

，所以v逆

不断

。

③外界条件不变下的某一时刻（t1）：v正

== v逆

，即每个物质的v生

v消

，此时C反应物

、C产物

，因此v正

、v逆

。即v正与v逆保持

。该条件下化学反应进行到

，此时反应物和生成物的混合物（简称反应混合物）就处于化学平衡状态，简称化学平衡。

【板书】

化学平衡状态

1定义：可逆反应在一定条件下进行到一定程度时，正反应速率与逆反应速率相等，反应物和生成物的浓度不再发生变化的状态，叫做化学平衡状态。

2研究对象：可逆反应

3平衡前提：一定条件下（即外部条件如C、P、T等）

4平衡特征：

等 即v正＝v逆（即每个物质的v消耗等于其v生成）

定 反应混合物的组成恒定不变。

动 为动态平衡。

（如一箱苹果，每分钟拿出5个，同时每分钟拿进5个）

（再如：水槽进水；）

变 外界条件改变，原平衡被破坏，一段时间后会达到新的平衡状态

（化学平衡的移动）。

【课堂练习】（重要题型讲评）

1.可逆反应：2SO2(g) ＋O2(g) ≒ 2SO3(g)在体积固定的密闭容器中进行，达到平衡状态的标志的是( A )

①单位时间内生成n mol O2的同时生成2n mol SO3 ②单位时间内生成n mol O2的同时生成2n mol SO2 ③用SO2、O2、SO3表示的反应速率的比为2∶1∶2的状态

④混合气体的平均相对分子质量不再改变的状态

⑤混合气体的密度不再改变的状态

⑥混合气体的压强不再改变的状态 A.①④⑥

B.②③⑤ C.①③④⑤

D.全部

2.下列说法可以证明H2(g)＋I2(g) ≒ 2HI(g)已达平衡状态的是__2，3，6，9__(填序号)。

①单位时间内生成n mol H2的同时，生成n mol HI

②一个H—H 键断裂的同时有两个H—I键断裂

③百分含量w(HI)不再变化

④温度和压强一定时，混合气体的密度不再变化

⑤c(HI)∶c(H2)∶c(I2)＝2∶1∶1

⑥温度和体积一定时，某一生成物浓度不再变化

⑦温度和体积一定时，容器内压强不再变化

⑧条件一定，混合气体的平均相对分子质量不再变化

⑨温度和体积一定时，混合气体颜色不再变化

3.一定温度下在一容积不变的密闭容器中发生可逆反应2X(g) ≒ Y(g)＋Z(s)，以下不能说明该反应达到化学平衡状态的是

A.混合气体的密度不再变化

B.反应容器中Y的质量分数不变

C.X的分解速率与Y的消耗速率相等

D.单位时间内生成1 mol Y的同时生成2 mol X 【板书】

化学平衡状态的标志：

反思归纳：一、二个判断依据：v正＝v逆≠0（生成=消耗；断键=成键等）

2、各组分浓度不再变化（压强、平均相对分子质量、体积分数、物质的量分数、密度、颜色、转化率、产率等）

二、三个注意事项：1、可逆反应条件（恒温、恒容、恒压）2、各物质状态（气体、液体、固体3、反应前后体积变化（∆V=0、∆V≠0）

随堂练习

( C)

1 能够说明反应N2 + 3H2

≒

2NH3在密闭容器中已达到平衡状态的是

：⑤

①容器内N2、H2、NH3三者共存

②容器内N2、H2、NH3三者浓度相等

③容器内N2、H2、NH3的浓度比恰为1:3:2

④t min内生成1molNH3同时消耗0.5molN2

⑤t min内生成1molN2同时消耗3molH2

2

在一定的温度下，可逆反应：A(g)+ 3B(g) ≒

2C(g)达到平衡的标志是：ACF

A

C的生成速率与C的分解速率相等

B 容器中气体的总压强保持不变

C

A、B、C的物质的量浓度保持不变

D

A、B、C的分子数之比为1 ：3 ：2 E单位时间生成n molA，同时生成3n molB

F 混合气体的平均摩尔质量保持不变

【检测练习】1 下列说法可以证明反应N2 + 3H2

≒

2NH3

已达平衡状态的是：AC A.1个N≡N键断裂的同时，有3个H－H键形成

B.1个N≡N键断裂的同时，有3个H－H键断裂

C.1个N≡N键断裂的同时，有6个N－H键断裂

D.1个N≡N键断裂的同时，有6个N－H键形成

2 在一定条件下，向一固定容积的容器中投入2molNO2进行反应：

2NO2

≒

2NO+O2，一段时间后测得NO2、NO、O2的物质的量可能是：D (A)

2 mol NO、0.75 mol O2

(B)

1 mol NO2、1.2 mol NO

(C)

2 mol NO

(D)

0.7 mol O2

3 当可逆反应2SO2＋O2

≒2SO3达平衡时, 通入18O2 ，再次平衡时，18O存在于：D

A

SO3

O2

B

SO2

SO3

C

SO2

O2

D

SO2

O2

SO3

4.(2012·山东理综，29改编)已知N2O4

2NO2

ΔH>0，现将1 mol N2O4充入一恒压密闭容器中，下列示意图正确且能说明反应达到平衡状态的是________。

5.在体积为1 L的密闭容器中，进行如下化学反应：CO2(g)＋H2(g) ≒

CO(g)＋H2O(g)，

化学平衡常数K与温度T的关系如下表：

T/℃

K

回答下列问题：

(2)能判断该反应达到化学平衡状态的依据是________。

A.混合气体的平均相对分子质量不变

B.c(H2)保持不变

C.容器中的压强不变

D.v正(H2)＝v正(CO2) E.K不变

5.在体积为1 L的密闭容器中，进行如下化学反应：CO2(g)＋H2(g)

≒

CO(g)＋H2O(g)，化学平衡常数K与温度T的关系如下表：

T/℃

K

700 0.6 800 0.9 850 1.0 1 000 1.7 1 200 2.6 700 0.6 800 0.9 850 1.0 1 000 1.7 1 200 2.6 回答下列问题：

(1)升高温度，化学平衡向________(填“正反应”或“逆反应”)方向移动。

(3)若某温度下，平衡浓度符合下列关系：c(CO2)·c(H2)＝c(CO)·c(H2O)，此时的温度为________；在此温度下，若该容器中含有1 mol CO2、1.2 mol H2、0.75 mol CO、1.5 mol H2O，则此时反应所处的状态为__________________ (填“向正反应方向进行中”、“向逆反应方向进行中”或“平衡状态”)。

化学平衡常数

【指导阅读】教材P48有关内容，找出关键词：（一定温度、无论起始浓度如何、）

【板书】 一

化学平衡常数

1 概念：对某一可逆反应，在一定温度下，无论反应物的起始浓度如何，反应达到平衡状态后，反应物与生成物浓度系数次方的比是一个常数，称为化学平衡常数，用K表示。

2 表达式：对反应m A + n B ≒

p C + q D ，平衡常数K = c(C)pc(D)q【指导阅读】教材P49——交流与讨论：表2—9 （小结书写K的注意事项）c(A)mc(B)n

【板书】 3 平衡常数K的书写注意事项：

①

固体、纯液体和水(浓度为常数100%)不必写出；

②常数K为比值（数值）无单位；

③常数K的表达式与方程式的书写方式有关；

【课堂练习】

请写出下列可逆反应的平衡常数表达式。

（1）N2 + 3H2

≒ 2NH3

（2）2NH3

≒ N2 + 3H2

（3）2N2 + 6H2

≒ 4NH3

（4）Fe3O4(s) + 4H2(g) ≒ 3Fe(s) + 4H2O(g) 【板书】 4 平衡常数K的意义：

说明在该温度下反应进行的程度（即反应的限度）：

K值越大，反应进行越完全（即程度越大）；

K值越小，反应进行越不完全（即程度越小）；

（反应的平衡常数K≥105，认为正反应进行得较完全；K≤10难进行）

（K表示反应进行的程度，不表示反应的快慢；即速率大，K值不一定大）

【指导阅读】教材P49——交流与讨论：表2—8 （小结常数K的使用条件）

【板书】 5 影响平衡常数K的因素：

只与温度T有关（与c、P、催化剂等无关）。因此在使用常数K时应注明温度；

（对吸热反应：温度T与K成正比；对放热反应，温度T与K成反比）

【检测练习】

1某温度下，反应mA(g)+nB(g)≒pC(g)+qD(g)的平衡常数为Ｋ，下列说法正确的是：

Ａ.Ｋ越大，达到平衡时，反应进行的程度越大

Ｂ.Ｋ越小，达到平衡时，反应物的转化率越大

Ｃ.Ｋ随反应物浓度改变而改变．

Ｄ.Ｋ随温度改变而改变．

【板书】 二

平衡常数的应用——判断反应进行的方向。

例题5：在一定体积的密闭容器中，进行如下化学反应：CO2(g)+H2(g)≒CO(g)+H2O(g)，其平衡常数K与温度t的关系如下表：

T K 700 0.6 800 0.9 830 1.0 1000 1.7 1200 2.6 —5则认为这个反应的正反应很1、该反应的平衡常数表达式为：

2、某温度下，平衡浓度符合下式：c(CO2)·c(H2)= c(CO)·c(H2O)，试判断该温度为

?在此温度下，若该容器中含有1molCO2、

1.2molH2、

0.75molCO、

1.5molH2O，这状态是

否平衡状态？若不是，反应向哪个方向进行？

(830 ；不平衡，K'﹤K ,向正反应方向移动) 【小结】一定温度下，可逆反应m A + n B ≒

p C + q D的平衡常数为K，已知该反应在某一时刻的浓度记为c(X)，且计算：K'＝

则有：

K'＝K ，表示该时刻反应处于平衡状态；

K'﹤K ，表示该时刻反应在向正方向进行；

K'﹥K ，表示该时刻反应在向逆方向进行；

【检测练习】

6.已知可逆反应：M(g)＋N(g)

≒P(g)＋Q(g)

ΔH>0，请回答下列问题：

(1)在某温度下，反应物的起始浓度分别为c(M)＝1 mol·L1，c(N)＝2.4 mol·L1；达到－－c(C)pc(D)qc(A)mc(B)n平衡后，M的转化率为60%，此时N的转化率为________；

(2)若反应温度升高，M的转化率________(填“增大”、“减小”或“不变”)；

(3)若反应温度不变，反应物的起始浓度分别为c(M)＝4 mol·L1，c(N)＝a mol·L1；达到平衡－－后，c(P)＝2 mol·L1，a＝________；

－(4)若反应温度不变，反应物的起始浓度为c(M)＝c(N)＝b

mol·L1，达到平衡后，M的转化率－为________。

7.将0.23 mol SO2和0.11 mol氧气放入容积为1 L的密闭容器中，发生反应2SO2＋O2

≒

2SO3，在一定温度下，反应达到平衡，得到0.12 mol SO3，则反应的平衡常数K＝

。若温度不变，再加入0.50 mol氧气后重新达到平衡，则SO2的平衡浓度

(填“增大”“不变”或“减小”)，氧气的转化率

(填“升高”“不变”或“降低”)，SO3的体积分数

(填“增大”“不变”或“减小”)。

8.现有一定温度下的密闭容器中存在如下反应：2SO2+O2

≒2SO3

；已知C(SO2)始=0.4mol/L，C(O2)始=1mol/L，经测定该反应在该温度下的平衡常数K≈19，试判断：当SO2转化率为50％时，该反应是否达到平衡状态，若未达到，向哪个方向进行？（此时各物质的浓度分别为：0.2mol / L、0.9 mol / L、0.2 mol / L ，得K'=1.1

课堂小结：化学平衡状态如何判断，化学平衡常数计算与应用