高中化學 第2章 化學反應的方向、限度與速率 第2節 1 化學平衡常數課件11 魯科版選修4-魯科版高中選修4化學課件_第1頁
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文檔簡介

1、20182018考試大綱考試大綱要求要求1 1、了解化學平衡常數的含義,能夠利用化學、了解化學平衡常數的含義,能夠利用化學 平衡常數進行相關的計算。平衡常數進行相關的計算。2 2、了解弱電解質在水溶液中的電離平衡。、了解弱電解質在水溶液中的電離平衡。 了解水的電離及離子積常數了解水的電離及離子積常數3 3、了解難溶電解質的沉淀溶解平衡。、了解難溶電解質的沉淀溶解平衡。 了解溶度積的含義及其表達式,了解溶度積的含義及其表達式, 能進行相關的計算。能進行相關的計算。 本課教學目標本課教學目標1 1、理解化學平衡常數、理解化學平衡常數K K、電離平衡常數、電離平衡常數( (K Ka a、K Kb b

2、 、K Kw w) )、溶度積常數、溶度積常數K Kspsp的含義,的含義,會書寫相應的表達式。會書寫相應的表達式。2 2、知道平衡常數的應用、知道平衡常數的應用課堂活動課堂活動1 1完成活動導學案中的完成活動導學案中的1-41-4題。題。思考在相同溫度下,對于同一個可逆反思考在相同溫度下,對于同一個可逆反應,若書寫方式不一樣,平衡常數表達應,若書寫方式不一樣,平衡常數表達式是否一樣?以合成氨反應為例進行說式是否一樣?以合成氨反應為例進行說明。明。基礎回顧基礎回顧1 1、對于可逆反應:、對于可逆反應:a a A(g)+ A(g)+ b b B(g) B(g) c c C(g)+C(g)+d d

3、 D(g)D(g),其中,其中a a、b b、c c、d d分別表示化學方程式中各反應分別表示化學方程式中各反應物和生成物的化學計量數。當在一定溫度下達到化學物和生成物的化學計量數。當在一定溫度下達到化學平 衡 時 , 這 個 反 應 的 平 衡 常 數 表 達 式平 衡 時 , 這 個 反 應 的 平 衡 常 數 表 達 式為:為: 。 K K = =cc(C) cd(D)ca(A) cb(B)Ksp = c(Fe3+) c3(OH-)K Ka a = =c(CH3COO-) c(H+) c(CH3COOH)4 4、Fe(OH)Fe(OH)3 3(s) Fe(s) Fe3+3+( (aqaq

4、)+)+ 3OH3OH- -( (aqaq), ), 溶度積常溶度積常數數 。2 2、如、如CHCH3 3COOH CHCOOH CH3 3COOCOO- -+ H+ H+ +,電離平衡常數,電離平衡常數 3 3、K Kw w 的數學表達式是的數學表達式是K Kw w= = c(H+)c(OH-) 知識梳理一知識梳理一平衡常數表達式平衡常數表達式固體、純液體的濃度可視為固體、純液體的濃度可視為1 1。各物質平衡時濃度的化學計量數各物質平衡時濃度的化學計量數次方。次方。在相同溫度下,對于同一個可逆反應,若在相同溫度下,對于同一個可逆反應,若書寫方式不一樣,平衡常數表達式是否一樣?書寫方式不一樣,

5、平衡常數表達式是否一樣?以合成氨反應為例進行說明。以合成氨反應為例進行說明?;瘜W方程式化學方程式平衡常數表達式平衡常數表達式2 2 + 3H+ 3H2 2 2 2H H3 3K1= 2 2 + H+ H2 2 NH NH3 3K2=2 2H H3 3 2 2 + 3H+ 3H2 2K3=K1 、K2 、K3間的相互關系為間的相互關系為 K1= K22= 1/K3課堂活動課堂活動2 2完成活動導學案中的第完成活動導學案中的第5 5題。題。思考平衡常數的影響因素?思考平衡常數的影響因素?基礎回顧基礎回顧5 5、汽車尾氣凈化中的一個反應如下:、汽車尾氣凈化中的一個反應如下:NO(g) + CO(g)

6、 NNO(g) + CO(g) N2 2(g) + CO(g) + CO2 2(g) (g) H H373.4 kJ373.4 kJmolmol-1-1在恒容的密閉容器中,反應達到平衡后,改變某一條在恒容的密閉容器中,反應達到平衡后,改變某一條件,下列示意圖正確的是:件,下列示意圖正確的是:C由由K K隨溫度的變化可推斷正反應是吸熱反應還隨溫度的變化可推斷正反應是吸熱反應還是放熱反應。是放熱反應。若正反應是吸熱反應若正反應是吸熱反應, ,升高溫度,升高溫度,K K ;若正反應是放熱反應若正反應是放熱反應, ,升高溫度,升高溫度,K K 。 增大增大減小減小2 2、外因:只受溫度的影響、外因:只

7、受溫度的影響知識梳理二知識梳理二 平衡常數的影響因素平衡常數的影響因素1 1、內因:物質本身起決定作用、內因:物質本身起決定作用課堂活動課堂活動3 3分析活動導學案中表分析活動導學案中表1 1、表、表2 2、表、表3 3的數據。的數據。總結平衡常數表示的意義??偨Y平衡常數表示的意義。化學方程式化學方程式平衡常數平衡常數K KF F2 2+H+H2 2 2HF 2HF6.56.5 10109595Cl Cl2 2+H+H2 2 2HCl 2HCl2.572.57 10103333BrBr2 2+H+H2 2 2HBr 2HBr1.911.91 10101919I I2 2+H+H2 2 2HI

8、2HI8.678.67 10102 2案例分析案例分析1鹵化氫生成反應的平衡常數鹵化氫生成反應的平衡常數(25)(25) 知識梳理三知識梳理三平衡常數平衡常數的意義的意義1 1、平衡常數、平衡常數K K的大小能說明反應進行的程度(也叫反的大小能說明反應進行的程度(也叫反應的限度)。應的限度)。K K值越大,表明反應進行得越值越大,表明反應進行得越完全完全 ;K K值值越小,表示反應進行得越越小,表示反應進行得越不完全不完全 。表1案例分析案例分析2表表2 常見難溶電解質的溶度積常數和溶解度常見難溶電解質的溶度積常數和溶解度(25)(25)難溶物難溶物Ksp溶解度溶解度/g難溶物難溶物Ksp溶解

9、度溶解度/gAgCl1.810-101.510-4CaCO3 35.010-97.110-4AgBr5.410-138.410-6Ag2CO38.18.11010-12-123.23.21010-3-3AgI8.510-172.110-7Fe(OH)32.610-393.010-9 知識梳理三知識梳理三平衡常數平衡常數Ksp的意義的意義2 2、難溶電解質的、難溶電解質的K Kspsp的大小反映了難溶電解質在水中的溶解的大小反映了難溶電解質在水中的溶解能力。能力。一定溫度下一定溫度下, ,只有物質組成相只有物質組成相似的兩種難溶電解質似的兩種難溶電解質, , K Kspsp大大, ,物質的溶解度

10、才大。物質的溶解度才大。表表3 3 是幾種常見弱酸的電離平衡常數(是幾種常見弱酸的電離平衡常數(2525)案例分析案例分析 3 3、弱酸、弱堿的電離常數能夠反映弱酸、弱堿、弱酸、弱堿的電離常數能夠反映弱酸、弱堿酸堿性的相對強弱。電離常數越大,弱酸酸堿性的相對強弱。電離常數越大,弱酸( (堿堿) )的的酸酸( (堿堿) )性越性越強強, 反之反之, ,則越則越弱弱 。 知識梳理三知識梳理三平衡常數平衡常數Ka的意義的意義課堂活動課堂活動4 4完成活動導學案中的完成活動導學案中的6-86-8題。題。總結平衡常數的應用??偨Y平衡常數的應用。 6 6、已知:、已知:2525時時 H H2 2COCO3

11、 3 HCO HCO3 3- - + H + H+ + K Ka1a1=4.3=4.31010-7-7 HCO HCO3 3- - CO CO3 32-2- + H + H+ + K Ka2a2=5.6=5.61010-11-11 HClO ClO HClO ClO- - + H + H+ + K Ka a=2.95=2.951010-8-8 (1) (1)若把若把H2CO3、HCO3-、HClO都看作是酸,其中酸性都看作是酸,其中酸性最強的是最強的是_,最弱的是,最弱的是_ 。 Cl +H O+2CO2- = 2HCO- + Cl- + ClO-2Cl +H O+CO2- = CO + 2C

12、l- + 2HClOH COHCO- (2)(2)請根據以上碳酸和次氯酸的電離平衡常數,寫出在下請根據以上碳酸和次氯酸的電離平衡常數,寫出在下列條件下所發生反應的離子方程式:列條件下所發生反應的離子方程式:將少量的氯氣通到過量的碳酸鈉溶液中將少量的氯氣通到過量的碳酸鈉溶液中 在過量的氯水中滴入少量的碳酸鈉溶液在過量的氯水中滴入少量的碳酸鈉溶液 利用利用K Ka a值的相對大小可用以強酸制弱酸值的相對大小可用以強酸制弱酸如某溫度下,若如某溫度下,若A A、B B兩種酸的電離平衡常數分別為兩種酸的電離平衡常數分別為K Ka1a1、K Ka2a2,若若K Ka1a1K Ka2a2,則由,則由A A酸

13、可制得酸可制得B B酸;酸;若若K Ka1a1K Ka2a2,則由,則由B B酸可制得酸可制得A A酸;酸;平衡常數應用一平衡常數應用一同理:同理:利用利用K Kb b值的相對大小可用以強堿制弱堿值的相對大小可用以強堿制弱堿 在一定溫度下,溴化鈣、溴化銀、硝酸鈣和在一定溫度下,溴化鈣、溴化銀、硝酸鈣和 硝酸銀在水和液氨中的溶解度若測定為下表所列硝酸銀在水和液氨中的溶解度若測定為下表所列 各值(各值(g g):): 寫出上述四種化合物在水溶液和液氨溶液中相互發生寫出上述四種化合物在水溶液和液氨溶液中相互發生反應的化學方程式。反應的化學方程式。 變式訓練水溶液中:水溶液中:2AgNO2AgNO3

14、3 + CaBr + CaBr2 2=2AgBr + Ca(NO=2AgBr + Ca(NO3 3) )2 2拓展:拓展:利用溶解度的相對大小可用以沉淀的生成、轉化。利用溶解度的相對大小可用以沉淀的生成、轉化。液氨中:液氨中: 2AgBr + Ca(NO2AgBr + Ca(NO3 3) )2 2 =AgNO =AgNO3 3 + CaBr + CaBr2 27 7、在一定溫度下,反應、在一定溫度下,反應 H H2 2(g)+ X(g)+ X2 2(g) HX(g)(g) HX(g)的平衡常數為的平衡常數為1010。若。若將將1.0mol1.0mol的的HX(g)HX(g)通入體積為通入體積為

15、1.0L1.0L的密閉容器中,的密閉容器中,在該溫度時在該溫度時HX(g)HX(g)的最大分解率接近于的最大分解率接近于 A. 5% B. 17% C. 25% D.33%A. 5% B. 17% C. 25% D.33%B平衡常數應用二平衡常數應用二 分解率分解率( 轉化率轉化率)的計算的計算8 8:水煤氣(主要成分:水煤氣(主要成分:COCO、H H2 2)是重要燃料和化工原料,可用)是重要燃料和化工原料,可用水蒸氣通過熾熱的炭層制得。水蒸氣通過熾熱的炭層制得。 某溫度下,四個容器中均進行著某溫度下,四個容器中均進行著上述反應,各容器中炭足量,其他物質的物質的量濃度上述反應,各容器中炭足量

16、,其他物質的物質的量濃度( (單位:單位:mol/L)mol/L)及正逆反應速率關系如下表所示。及正逆反應速率關系如下表所示。容器編號容器編號c(H2 2O)c(CO)c(H2 2)v正正與與v逆逆關系關系0.060.600.10v正正v逆逆0.060.500.40?0.120.400.10?0.120.30?v正正v逆逆1)1)請根據上表數據計算出該溫度下該反應的平衡常數的數值。請根據上表數據計算出該溫度下該反應的平衡常數的數值。2)2)填寫表中相應的空格填寫表中相應的空格K=1V V正正v v逆逆0.40V V正正v v逆逆 利用利用K K值可判斷平衡移動方向值可判斷平衡移動方向如某溫度下

17、,可逆反應如某溫度下,可逆反應 m mA(g) + A(g) + n nB(g) pC(g) + B(g) pC(g) + q qD(g)D(g)平衡常數為平衡常數為K K,若,若某時刻某時刻時,反應物和生成物的濃度時,反應物和生成物的濃度關系如下:關系如下:)()()()(BcAcDcCcQnmqp QK ,V正正 V逆逆,反應向,反應向 進行進行QK ,V正正 V逆逆,反應處于,反應處于 狀態狀態QK ,V正正 V逆逆,反應向,反應向 進行進行則:則:正方向正方向逆方向逆方向平衡平衡平衡常數應用三平衡常數應用三平衡常數平衡常數 表達式表達式影響因素影響因素概念概念 意義意義表明反應表明反應

18、進行程度進行程度化學平衡常數化學平衡常數判斷反應判斷反應進行方向進行方向計算反應物計算反應物轉化率轉化率應用應用電離平衡常數電離平衡常數溶溶 度度 積積 常常 數數課堂小結D課堂反饋課堂反饋1 1、化學平衡常數、化學平衡常數( (K K) )、電離平衡常數、電離平衡常數( (K Ka a或或K Kb b) )、溶度、溶度積常數積常數( (K Kspsp) )是判斷物質性質或變化的重要參數,下是判斷物質性質或變化的重要參數,下列關于這些常數的計算或運用正確的是列關于這些常數的計算或運用正確的是 A.A.化學平衡常數的大小與溫度、濃度、壓強、催化學平衡常數的大小與溫度、濃度、壓強、催化劑有關化劑有

19、關 B.B.某亞硫酸溶液某亞硫酸溶液p p4.34.3,則其一級電離平衡常,則其一級電離平衡常數數K K1 1=1.0=1.01010-8.60-8.60 C. C.K Ka a(HCN)(HCN) K Ka a(CH(CH3 3COOH),COOH),說明同濃度時氫氰酸說明同濃度時氫氰酸的酸性比醋酸強的酸性比醋酸強 D.D.K Kspsp( AgI)( AgI) K Kspsp(AgCl),(AgCl),向向AgClAgCl懸濁液中加入懸濁液中加入 I I溶液會出現黃色沉淀溶液會出現黃色沉淀 2 2、 在一定條件下,在一定條件下,NaNa2 2COCO3 3溶液存在水解平衡:溶液存在水解平衡

20、:下列說法正確的是下列說法正確的是 稀釋溶液,水解平衡常數增大稀釋溶液,水解平衡常數增大 通入通入COCO2 2,平衡朝正反應方向移動,平衡朝正反應方向移動 C. C. 升高溫度,升高溫度, 減小減小 D. D. 加入加入NaOHNaOH固體,溶液固體,溶液pHpH減小減小CO32- + H2OHCO3- + OH-323()()c HCOc COB課堂反饋課堂反饋3 3、已知:、已知:2525C C時,時, , 。下列說法正確的是下列說法正確的是A A2525C C時,飽和時,飽和Mg(OH)Mg(OH)2 2溶液與飽和溶液與飽和MgFMgF2 2溶液相比,溶液相比,前者的前者的c(Mgc(

21、Mg2+2+) )大大B B2525C C時,在時,在Mg(OH)Mg(OH)2 2的懸濁液加入少量的的懸濁液加入少量的NHNH4 4ClCl固體,固體, c(Mgc(Mg2+2+) )增大增大C C2525C C時,時, Mg(OH)Mg(OH)2 2固體在固體在20ml0.01mol20ml0.01molL L-1-1氨水氨水中的中的K Kspsp比在比在20mL0.01mol20mL0.01molL L-1-1 NH NH4 4ClCl溶液中的小溶液中的小D D2525C C時,在時,在Mg(OH)Mg(OH)2 2的懸濁液加入的懸濁液加入NaFNaF溶液后,溶液后, Mg(OH)Mg(OH)2 2不可能轉化成為不可能轉化成為MgFMgF2 2課堂反饋課堂反饋-122() 5.61 10spKMg OH1127.42 10spKMgF4 4、已知同溫下、已知同溫下K Kspsp:Zn(OH)Zn(OH)2 2ZnS MgCOZnS MgCO3 3 Mg(OH)Mg(OH)2 2 就溶解或電離出就溶解或電離出S S2-2-的能力而言:的能力而言:FeSFeSH H2 2S SCuSCuS則以下離子方程式錯誤的是則以下離子方程式錯誤的是( )A A、MgMg2+2+2HCO+2HCO3 3- -+2Ca+2Ca2+2+4OH+4OH- -= Mg(OH)= Mg(OH)2

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