1、化学反应的限度第2课时 教学目标模型认知：知道平衡转化率的概念，掌握计算公式；构建平衡转化率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。 教学重难点平衡转化率的计算 教学过程【导入新课】对于一般的可逆反应，mA(g)nB(g)pC(g)qD(g)，平衡常数的表达式为：K。化学平衡常数与反应可能进行程度的关系：平衡常数越大，说明反应进行得越完全。但是用平衡常数表示反应限度有时候还是不够直观。【讲授新课】一、平衡转化率的概念及表达式1.定义平衡转化率是指平衡时已转化的某反应物的物质的量占反应前该反应物的物质的量百分数。2.定义式对于反应：aAbBcCdD，反应物A的转化率可以
2、表示为(A)100%。3.常用公式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。如，对反应aA(g)bB(g)cC(g)dD(g)，B的平衡转化率(B)100%。4.平衡转化率的意义平衡常数和平衡转化率都可以表示可逆反应的限度，平衡转化率能更直观反映某一反应物转化的程度。1对于一定温度下A、B、C三个密闭容器中发生反应：H2(g)CO2(g)H2O(g)CO(g)初始浓度/molL1平衡浓度/molL1平衡转化率/%H2CO2H2CO2H2CO2A0.100.100.0400.0406060B0.120.100.0550.0355465C0.100.200.0220.12278
3、39(1)反应物的初始浓度及相应平衡转化率，完成上表。(2)比较A、B两容器中的初始浓度及平衡转化率，可得出的结论是：增大H2的浓度，可提高CO2的平衡转化率，但本身的平衡转化率降低。(3)比较A、C两容器中的初始浓度及平衡转化率，可得出的结论是：增大CO2的浓度，可提高H2的平衡转化率，但本身的平衡转化率降低。2一定温度下，用4 mol SO2与2 mol O2进行反应：2SO2(g)O2(g)2SO3(g)H196.640 kJmol1，当达到平衡时放出314.624 kJ热量，计算该温度下SO2的平衡转化率。答案根据放出314.624 kJ的热量可知参加反应的SO2的物质的量为23.2
4、mol，则SO2的平衡转化率为100%80%。(1)在一定温度下，一个具体的化学反应，只有一个平衡常数，但不同反应物的平衡转化率可能不同。(2)多种反应物参加反应时，可通过增加一种反应物的浓度来提高另一种反应物的平衡转化率，而本身的平衡转化率会降低。二、平衡转化率与化学平衡常数的计算1.计算模型(三段式法)mA(g)nB(g)pC(g)qD(g)初始量 a b 0 0变化量 mx nx px qx平衡量 amx bnx px qx(1)对于反应物：平衡量初始量变化量。(2)对于生成物：平衡量初始量变化量。2.计算思路(1)设未知数：具体题目要具体分析，灵活设立，一般设某物质的转化量为x。(2)
5、列出三个量：用含x的式子表示平衡体系中各物质的初始量、变化量、平衡量。(3)列式计算：根据平衡时含x的相应关系列式求解。3.四个基本关系(1)各物质的物质的量浓度变化之比物质的量变化之比化学计量数之比。(2)反应物的转化率100%100%。(3)生成物的产率100%。(4)平衡时各组分的体积分数该组分的物质的量分数100%。1反应SO2(g)NO2(g)SO3(g)NO(g)，若在一定温度下，将物质的量浓度均为2 molL1的SO2(g)和NO2(g)注入一密闭容器中，当达到平衡状态时，测得容器中SO2(g)的转化率为50%，计算：(1)在该温度下，此反应的平衡常数。(2)若相同条件下，SO2
6、(g)的初始浓度增大到3 molL1，NO2(g)的初始浓度仍为2 molL1，则SO2(g)、NO2(g)的转化率变为多少？答案(1)当达到平衡状态时，测得容器中SO2(g)的转化率为50%，所以SO2(g)的变化浓度为1 molL1。SO2(g)NO2(g)SO3(g)NO(g)起始浓度(molL1) 2 2 0 0变化浓度(molL1) 1 1 1 1平衡浓度(molL1) 1 1 1 1反应平衡常数K1。(2)相同温度下，若SO2(g)的初始浓度增大到3 molL1，NO2(g)的初始浓度仍为2 molL1，设SO2(g)的变化浓度为x molL1，则SO2(g)NO2(g)SO3(g
7、)NO(g)起始浓度(molL1) 3 2 0 0变化浓度(molL1) x x x x平衡浓度(molL1) 3x 2x x x平衡常数K1，解得x1.2，则SO2(g)的转化率为1.2 molL13 molL1 100%40%，NO2(g)的转化率为1.2 molL12 molL1100%60%。2在一定温度下，将H2和I2各0.1 mol的气态混合物充入1 L密闭容器中，发生反应：H2(g)I2(g)2HI(g)，经测定该温度下反应的平衡常数K0.25，通过计算判断：(1)当H2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？(2)达到化学平衡状态时，I2的转化率为多
8、少？答案(1)当H2转化率为50%时，H2(g)I2(g)2HI(g)起始(molL1) 0.1 0.1 0转化(molL1) 0.05 0.05 0.1平衡(molL1) 0.05 0.05 0.1Q40.25，未达到平衡，向逆反应方向进行。(2) H2(g)I2(g)2HI(g)起始(molL1) 0.1 0.1 0转化(molL1) x x 2x平衡(molL1) 0.1x 0.1x 2x根据温度不变K不变，0.25，x0.02，I2的转化率为：100%20%。【课堂小结】【课堂检测】1某温度下，将0.10 mol H2(g)和0.10 mol I2(g)充入10 L的密闭容器中，充分反
9、应，达到平衡后，测得c平(H2)0.008 0 molL1，则反应H2(g)I2(g)2HI(g)的平衡常数K为()A1.0 B0.75 C0.5 D0.25答案D解析根据题意知：H2(g)I2(g)2HI(g)起始量/molL1 0.010 0.010 0变化量/molL1 0.002 0 0.002 0 0.004 0平衡量/molL1 0.008 0 0.008 0 0.004 0K0.25。2在恒容密闭容器中，CO与H2发生反应CO(g)2H2(g)CH3OH(g)H0，达到平衡后，若只改变某一条件，下列示意图正确的是()答案B解析平衡常数只与温度有关。3在一定温度下的密闭容器中，加入
10、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K1B平衡常数与反应温度无关CCO的平衡转化率为50%D平衡时n(H2O)0.5 mol答案B解析CO(g)H2O(g)CO2(g)H2(g)起始/mol 1 1 0 0转化/mol 0.5 0.5 0.5 0.5平衡/mol 0.5 0.5 0.5 0.5由化学方程式及以上数据判断可得A、C、D项正确。平衡常数与反应温度有关，B项错误。4H2S与CO2在高温下发生反应：H2S(g)CO2(g)COS(g)H2O
11、(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。(1)H2S的平衡转化率1_%，反应平衡常数K_。(2)在620 K时重复实验，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“”“(3)B解析对于反应 H2S(g)CO2(g)COS(g)H2O(g)初始/mol 0.40 0.10 0 0转化/mol x x x x平衡/mol 0.40x 0.10x x x反应平衡后水的物质的量分数为0.02，则0.02，x0.01。(1)H2S的平衡转化率1100%2.5%。钢瓶的体积为2.5 L，则平衡时各物质的浓度分别为c平(H2S)0.156 molL1，c平(CO2)0.036 molL1，c平(COS)c平(H2O)0.004 molL1，则K0.002 85。(2)根据题目提供的数据可知温度由610 K升高到620 K时，化学反应达到平衡后水的物质的量分数由0.02变为0.03，所以H2S的转化率增大，21；根据题意可知：升高温度，化学平衡向正反应方向移动，所以该反应的正反应为吸热反应，故H0。(3)增大CO2的浓度，平衡正向移动，使更多的H2S反应，所以H2S转化率增大，故B正确。 8 / 8
