第二单元 化学反应的方向和限度课堂实录【3】

教

学

设

计

方

案

案例名称

科目

课时

化学

一课时

化学平衡常数及其应用

教学对象

高三学生

授课老师

郭玉明

一、

教学内容分析

化学平衡常数及其应用是中学化学的一个重要的知识点，教学过程中的一个难点，也是高考的热点题型，考题的主要考点为：一是化学平衡常数表达式的书写；二是化学平衡常数的意义；三是影响化学平衡常数的因素；四是化学平衡常数的应用。

二、考纲要求

理解化学平衡常数的含义,能够利用化学平衡常数计算反应物的转化率。

三、教学目标：

（1）以典型例题为例，引导学生掌握化学平衡常数的含义,能够利用化学平衡常数计算反应物的转化率。

（2）培养学生的分析能力和综合应用能力。

（3）通过复习，培养学生学科核心素养，激发学生探索精神和创新意识，培养学生实事求是的科学态度，体验个人及学科价值。

四、

教学重点、难点

化学平衡常数的含义,化学平衡常数的综合应用

五、教学过程

[分析]2018年高考化学考纲要求，考查要点。

知识点归纳一.平衡常数表达式书写及求值

例1.(2017·黑龙江哈尔滨模拟)在t ℃下，某反应达到平衡，平衡常数K＝c（NO）·c（SO3）。恒容时，温度升高，NO浓度减小。下列说法正确的是(

) c（NO2）·c（SO2）A. 该反应正反应的焓变为正值

B. 恒温下扩大容器体积，反应体系的颜色加深

C. 升高温度，逆反应速率减小

D. 该反应化学方程式为NO2＋SO2例2:(2017年海南卷节选) （2）已知：①2NaOH(s)+CO2(g)

＋SO3

Na2CO3(s)+H2O(g) ΔH1=−127.4 kJ·mol−1

②NaOH(s)+CO2(g)反应2 NaHCO3 (s)

NaHCO3(s) ΔH1=−131.5 kJ·mol−

1 Na2CO3(s)+ H2O(g) +CO2(g)的ΔH=_______ kJ·mol−1，该

反应的平衡常数表达式K=________。

例3.【2014年山东高考】

研究氮氧化物与悬浮在大气中海盐粒子的相互作用时,涉及如下反应: 2NO2(g)+NaCl(s)2NO(g)+Cl2(g)NaNO3(s)+ClNO(g) K1 ΔH1<0 (Ⅰ) 2ClNO(g) K2

ΔH2<0 (Ⅱ) 2NaNO3(s)+2NO(g)+Cl2(g)的平衡常数K=

(用K1、K24NO2(g)+2NaCl(s)表示)。

知识点归纳二：化学平衡常数的意义

（思考）随着经济的发展和人们生活水平的提高，汽车的数量越来越多，排放的尾气污染成为备受关注的环境问题。避免汽车尾气中有害的NO、CO气体对大气的污染，目前最有效的方法是给汽车安装尾气净化的催化转化装置，发生反应为：2NO+ 2CO N2 + 2CO2 研究表明该反应在很大温度范围内（如 20℃~600℃），平衡常数K值都很大，并且是一个自发反应。请思考：

该反应的K值很大，但是在实际应用中为什么还要使用高效催化剂？

例4.根据下表提供的数据，回答：

1.

同温同浓度下，NaF、NaClO 、NaHCO3溶液的pH值大小关系？

2.

ClO-、CO32-、F-结合H+ 的能力大小关系？

例5. （2017 全国Ⅲ卷13）．在湿法炼锌的电解循环溶液中，较高浓度的Cl会腐蚀阳极板而增大电解能耗。可向溶液中同时加入Cu和CuSO4，生成CuCl沉淀从而除去Cl。根据溶液中平衡时相关离子浓度的关系图，下列说法错误的是

A．KSP(CuCl)的数量级为107

B．除Cl反应为Cu+Cu2++2Cl=2CuCl C．加入Cu越多，Cu+浓度越高，除Cl效果越好

D．2Cu+=Cu2++Cu平衡常数很大，反应趋于完全

知识点归纳三：影响化学平衡常数的外界因素

例6.在一定体积的密闭容器中,进行化学反应CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g),其化学平衡常数K和温度T的关系如表: T/℃

K

回答下列问题: (1)该反应的化学平衡常数表达式K= 。

(2)该反应为

(填“吸热”或“放热”)反应。

(3)某温度下,各物质的平衡浓度符合下式:3c(CO2)·c(H2)=5c(CO)·c(H2O), 试判断此时的温度为

。

(4)若830 ℃时,向容器中充入1 mol CO、5 mol H2O,反应达到平衡后,其化

学平衡常数K

(填“大于”“小于”或“等于”)1.0。

(5)若1 200 ℃时,在某时刻平衡体系中CO2、H2、CO、H2O的浓度分别为2 mol·L-1、2 mol·L-1、4 mol·L-1、4 mol·L-1,则此时上述反应的平衡移动方向为

(填“正反应方向”“逆反应方向”或“不移动”)。

知识点归纳四：化学平衡常数的应用

应用1. 判断化学反应的热效应

例7.(2016河南模拟)已知,相关数据见下表: 700 0.6 800 0.9 830 1.0 1 000 1.7 1 200 2.6

编号

Ⅰ

Ⅱ

Ⅲ

化学方程式

Fe(s)+CO2(g)CO(g)+H2O(g)Fe(s)+H2O(g)FeO(s)+CO(g) CO2(g)+H2(g) FeO(s)+H2(g) 平衡

常数

K1

K2

K3

979 K 1.47 1.62 a 温度

1 173 K 2.15 b 1.68 根据以上信息判断,下列结论错误的是( ) A.a>b B.增大压强,平衡状态Ⅱ不移动

C.升高温度平衡状态Ⅲ向正反应方向移动

D.反应Ⅱ、Ⅲ均为放热反应

应用2. 判断化学平衡移动的方向

例6（5）

应用3.利用化学平衡常数计算平衡浓度、转化率、体积分数等。

例8.（2017全国Ⅰ卷28题节选）

（3）H2S与CO2在高温下发生反应：H2S(g)+CO2(g)COS(g) +H2O(g)。在610 k时，将0.10 mol CO2与0.40 mol H2S充入2.5 L的空钢瓶中，反应平衡后水的物质的量分数为0.02。

①H2S的平衡转化率1=_______%，反应平衡常数K=________。

②在620 K重复试验，平衡后水的物质的量分数为0.03，H2S的转化率2_____1，该反应的

H_____0。（填“>”“<”或“=”）

注意：

例9：【2016武汉 28节选】

（4）在容积固定的密闭容器中，起始时充入0.2 mol SO2和0.1 mol O2反应体系起始总压强0.1 MPa。反应在一定的温度下达到平衡时SO2的转化率为90℅。该反应的压强平衡常数Kp＝ (用平衡分压代替平衡浓度计算，分压＝总压×物质的量分数)。

[小结]

化学平衡常数的应用

[作业]

《导与练》化学平衡常数应用练习