“化学平衡常数”应用的教学体会

“化学平衡常数”应用的教学体会（精选8篇）

篇1：“化学平衡常数”应用的教学体会

化学平衡常数教学反思

郁南西江中学朱桂兰

本节课的课堂教学的实践，我认为基本达到了我的预设目标，尤其是在有争议的浓度商这个概念要不要讲的问题，有的教师认为这内容超纲，不应讲，但我认为这节课我想给予学生的就是平衡定量观的理念，所以我认为浓度商的概念应传授给学生，让学生真真意义上理解借助化学平衡常数，我们可以定量表示化学反应进行的程度及判断平衡移动的方向。如何帮助学生跨过这个“坎儿”，在教学过程中，我通过例题的分析让学生了解到，平衡时生成物指数幂的乘积除以反应物浓度指数幂的乘积，所得的比值是平衡常数，任意状态时的比值，我们称之为浓度商，若Q=K，此时处于平衡状态，若Q≠K此时处于非平衡状态，通过平衡移动重新建立新的平衡，平衡向什么方向移动呢？借助平衡常数，我们可以判断，若Q＝K可逆反应达到平衡，Q＜K平衡向正向进行，Q＞K平衡向逆向进行，从视频课例我观察到学生的表情是理解、接受的，而且，我们将平衡上升到一个新的理念的高度，学生的表情是豁然开然的，较为顺利的接受了此知识。达到了我的预设目标。

本节课不足之处：在激发学生的问题意识方面显然没有达到预设目标，尤其是对化学平衡常数与化学反应速度之间有没有联系？没有很好的激发学生问题意识，如能充分利用书本表3.3，讨论“25℃时合成氨的反应平衡常数是5×108，450℃合成氨的反应平衡常数是0.152，为什么我们不采用25℃的条件而采用450℃的反应温度？”若设计此问题，就能与学生认知发生冲突，可以激发学生较强的问题意识。

篇2：“化学平衡常数”应用的教学体会

庄河高中—赵会胜

本节课是一节有关平衡常数计算的课型，我发现在近几年的高考中，各省市有一些题型是有关平衡常数的计算题型。都是比较基础和简单的计算或者原理应用题型，唯独在计算的环节出现了得分少，空题不做的现象，体现了学生对计算题不愿意做，或者第一思想就是放弃的潜意识。所以，我准备了这个课型，让学生切身体会一下，实际的算一算，是不是高考的平衡常数计算真的那么难算。看到一大串的科学计数法数字是不是还会头疼，无从下手。

首先，我引用了2012年辽宁理综化学卷的一道平衡常数的计算题，很简单，学生们算的也都正确。从而，使学生重拾信心，为下面的学习奠定了基础。我把平衡常数的计算分为几部分，有关化学反应的平衡常数，有关电离平衡常数，有关溶解平衡常数的计算都容纳进去了，但选题都是比较基本的历年高考真题，让他们体会到高考的平衡常数计算就是这样的，没什么可怕的。

其次，我的授课方法基本都是让学生亲自上黑板前去板书计算，然后，大家去评论点评正确和错误的地方，解释不好地方才是教师点拨。及时总结计算方法规律，和每种题型用到的原理，让学生从表征的计算形式，提炼内在的计算方法，从而，让学生真正的会学习，会解决以前解决不好的题型。

最后，我说一下缺点和不足。上课的过程中，还是有些题没给学生足够的时间去练习，导致过程简单，步骤遗漏。对稍有难度的题型，没让学生解释的更充分。其实，学生们的思考方式才是他们之间最愿

篇3：“化学平衡常数”应用的教学体会

例如有些学生不太理解“浓度越小, 弱电解质的电离程度越大”, 其实这个问题就可以通过平衡常数K与Qc的关系解决。

若有浓度为0.01mol/L的醋酸溶液1L, CH3COOH达电离平衡时,

现加水稀释至体积为2L, 此刻CH3COOH、CH3COO-、H+的浓度均减小为原来的一半, 则:

所以, Qc

由以上例题可知, 平衡常数的应用是非常重要的。通过化学平衡常数不仅可以直接判定一个反应进行的程度, 也可以间接通过平衡常数判定可逆反应进行的方向或移动的方向, 还可以用于热效应的判定。现总结如下:

1. 判断方向

(1) 起始反应的方向。在一定条件下, 可逆反应中各组分的浓度已知, 可逆反应将向什么方向进行?这样的问题我们可以用化学平衡常数K就能轻松解决。

方法:将所给各组分的浓度代入平衡常数表达式中而得到Qc, 若Qc>K, 则表明加入的物质中生成物浓度大了, 而反应物浓度小了, 平衡将逆向进行;若Qc

例如吸热反应N2 (g) +O2 (g) ⇌2NO (g) , 在2 000℃时, K=6.2×10-4。2 000℃时, 向10L密闭容器中放入2.94×10-3mol NO, 2.50×10-1mol N2和4.00×10-2mol O2, 通过计算回答: (1) 此反应的初始状态是否为化学平衡状态? (2) 若非化学平衡状态, 反应将向哪个方向进行以达到化学平衡状态?

解析:由题信息我们可以很容易计算出N2、O2、NO的浓度分别为2.94×10-4mol/L、2.50×10-2mol/L、4.00×10-3mol/L, 再通过计算Qc=8.60×10-4>K, 所以该反应未达平衡, 反应将逆向进行。

(2) 平衡移动的方向。如果可逆反应改变反应物和生成物浓度时, 平衡将向什么反向移动?方法与 (1) 中一样, 仍用Qc与K的关系。

例如800℃时, 化学平衡CO (g) +H2O (g) 葑CO2 (g) +H2 (g) 的平衡常数K为1, 若达到平衡后其他条件不变, 将C (H2O) 增大到原来的2倍, 同时将C (CO2) 增大到原来的3倍, 化学平衡将向什么方向移动?我们可将所改变的浓度代入到平衡常数表达式而得到Qc, 很显然Qc>K, 因此平衡将向逆反应方向移动。

2. 判断反应热效应

平衡常数K值的大小只与外界的温度有关。温度发生变化, 平衡常数也随着改变。若温度升高, K值变大, 则正反应为吸热反应;若温度升高, K值减小, 则正反应为放热反应。

3. 判定转化率

一定温度下, K值越大, 反应进行得越完全, 反应物转化率就越高, 反之就越低。所以, 我们可利用K的大小判定反应物转化率的大小。

例如27℃时, 反应 (1) :N2 (g) +O2 (g) 葑2NO (g) , K=3.84×10-31, 反应 (2) :2SO2 (g) +O2 (g) 葑2SO3 (g) , K=3.10×1025, 判断这两个反应进行的程度?

篇4：化学平衡常数及其应用

1. 如果反应中有固体和纯液体参加，它们的浓度不应写在平衡关系式中，因为它们的浓度是固定不变的，化学平衡关系式中只包括气态物质或溶液中各溶质的浓度。如：

2. 多重平衡规则：若干方程式相加（减），则总反应的平衡常数等于分步平衡常数之乘积（商）。如：

2NO（g）+O2（g）?2NO2 K1

2NO2（g）?N2O4 K2

2NO（g）+O2（g）?N2O4（g） K=K1·K2

例1 下列平衡常数表达式书写错误的是（ ）

A. [H2O（l）?H+（aq）+OH-（aq） Kw=c（H+）·c（OH-）]

B. [NH3·H2O（aq）?NH4+（aq）+OH-（aq）]

[Kb=c（NH4+）·c（OH）-c（NH3·H2O）]

C. [Cu（OH）2（s）?Cu2+（aq）+2OH-（aq）]

[Ksp=c（Cu2+）·c2（OH-）]

D. [3Fe（s）+4H2O（g）?Fe3O4（s）+4H2（g）]

[K=c（Fe3O4）·c（H2）c（Fe）·c（H2O）]

解析 以上四个表达式是高中化学中四个重要的平衡常数，即水的离子积常数，弱酸弱碱电离平衡常数、溶度积常数和化学平衡常数，应注意：①固体和纯液体的浓度视为常数，通常不计入平衡常数的表达式中。②以方程式中的计量数为幂，用生成物的浓度幂之积比反应物浓度幂之积，所以D项中的Fe3O4和Fe的浓度不必计入，H2和H2O的浓度都为四次方。

答案 D

例2 某温度下，H2（g）+CO2（g）?H2O（g）+CO（g）的平衡常数[K=94]。该温度下在甲、乙、丙三个恒容密闭容器中，投入H2（g）和CO2（g），其起始浓度如下表所示。

[起始浓度＼&甲＼&乙＼&丙＼&c（H2）/mol·L-1＼&0.010＼&0.020＼&0.020＼&c（CO2）/mol·L-1＼&0.010＼&0.010＼&0.020＼&]

下列判断不正确的是（ ）

A. 平衡时，乙中CO2的转化率大于60%

B. 平衡时，甲中和丙中H2的转化率均是60%

C. 平衡时，丙中c（CO2）是甲中的2倍，是0.012 mol·L-1

D. 反应开始时，丙中的反应速率最快，甲中的反应速率最慢

解析 本题考查化学平衡常数及转化率的计算。设平衡时甲中CO2的转化浓度为[x]，则平衡时H2、CO2、H2O、CO的浓度分别为0.01-x、0.01-x、x、x，根据平衡常数[K=x×x（0.01-x）×（0.01-x）=94]，解得[x]=0.006，则甲中CO2的转化率为[0.0060.01]×100%=60%。而相对于甲来说，乙增加了c（H2），因此CO2的转化率增大，A项正确。设平衡时丙中CO2的转化浓度为[y]，则平衡时H2、CO2、H2O、CO的浓度分别为0.02-y、0.02-y、y、y，根据平衡常数[K=y×y（0.02-y）×（0.02-y）=94]，解得[x]=0.012，则丙中CO2的转化率为[0.0120.02]×100%=60%，B项正确。平衡时甲中c（CO2）=0.01-0.006=0.004 mol·L-1，丙中c（CO2）=0.02-0.012=0.008 mol·L-1，C项错误。反应开始时，丙中反应物浓度最大，反应速率最快；甲中反应物浓度最小，反应速率最慢，D项正确。

答案 C

二、化学平衡常数的意义与应用

1. 平衡常数的数值大小可以判断反应进行的程度，估计反应的可能性，因为平衡状态是反应进行的最大限度。

K值越大，表示反应进行的程度越大，反应物的转化率越大；K值越小，表示反应进行的程度越小，反应物的转化率越小。

如：N2（g）+O2（g）?2NO（g） Kc=1×10-30（298K）

这意味着298K时，N2和O2基本上没有进行反应，反之，NO的分解在该温度下将几乎完全进行，平衡时NO实际上全部分解为N2和O2。

2. 利用K值判断反应的热效应。

如：对于反应mA（g）+nB（g）?pC（g）+qD（g）随温度的升高其反应的平衡常数有以下变化，请判断Ⅰ和Ⅱ两种情况哪种是吸热，哪种是放热？

[Ⅰ][Ⅱ][温度][平衡常数][O]

结论：吸热反应，随温度升高平衡常数增大；放热反应，随温度升高平衡常数减小。

3. 对于可逆反应，在一定温度的任意时刻，反应物的浓度和生成物的浓度有如下关系：mA（g）+nB（g）?pC（g）+qD（g）。[cp（C）?cq（D）cm（A）?cn（B）=Qc]叫作该反应的浓度商。

（1）QC

（2）QC=K：平衡不移动；

（3）QC>K：反应向逆方向进行。

例3 下列叙述中，不正确的是（ ）

A. 任何化学平衡，只要温度改变，平衡一定发生移动

B. 催化剂不影响化学平衡状态

C. 有气体参加和生成的化学变化，改变压强，平衡一定会移动

D. 把5 mol·L-1的稀醋酸加水稀释一倍，平衡向电离方向移动。

解析 平衡常数只受温度变化的影响，正反应为吸热反应： 升温→K值增大，降温→K值减小。正反应为放热反应：升温→K值减小，降温→K值增大。当温度改变时K改变，而Qc不变，K不再等于Qc，所以平衡一定发生移动，A项正确。催化剂只改变反应速率，既不改变K值，也不改变浓度，K值依然等于Qc的值，所以平衡不移动，B项正确。若缩小体积压强增大一倍，平衡常数K值不变，各气体浓度均变为原来的两倍。对于反应[N2+3H2?2NH3]，此时[Qc′=22·c2（NH3）2·c（N2）·23·c3（H2）=14Qc]，[Qc′]不再等于K，平衡发生移动。对于反应[2HI?H2+I2（g）]，此时[Qc′=2c（H2）·2c（I2）22·c2（HI）=Qc]，[Qc′]依然等于K，平衡不发生移动，C项错误。醋酸稀释时温度不变，Ka值不变，稀释后各组分浓度均变为原浓度的[12]，则此时[Qc′=12c（H+）·12c（CH3COO-）12c（CH3COOH）=12Qc]。[Qc′

点拨 平衡常数数值的大小，只能大致告诉我们一个可逆反应的正方向反应所进行的最大程度，并不能预示反应达到平衡所需要的时间。如：2SO2（g）+O2?2SO3（g）。298K时Kp很大，但由于速度太慢，常温时，几乎不发生反应。

篇5：化学平衡常数教学反思

一、教学设计反思

在教学中，通过演示实验、图像和大量生动形象的事例，引导学生分析影响化学平衡移动的因素。其中浓度对化学平衡的影响学习难度较大，因此重难点知识要自然合理穿插引入，设置难易适当的问题，尽量做到内容简单化，达到浅显易懂的教学效果。教师通过化学平衡常数概念、意义的讲解，引导学生从平衡常数角度分析外界条件如何影响化学平衡，并能利用平衡常数来判断反应进行的方向。

二、教学过程反思

教学过程中，首先是从化学平衡的概念和特征的复习引入到化学平衡的移动，通过演示实验与图像分析把化学平衡移动的实质清晰地呈现出来，而且可以分不同情况加以分析，从本质上剖析和认识勒夏特列原理。其次，通过学生十分熟悉的合成氨反应为引子，引导学生思考如何定量描述反应的限度，自然地进入化学平衡常数概念、意义的学习，引导学生从平衡常数角度分析温度为什么能影响化学平衡，归纳总结温度对化学平衡的影响；然后让学生理性分析预测浓度对化学平衡的影响，提高学生的科学学习方法与能力。教学中，为了加深学生对概念和理论的理解，教师先通过编设习题引导学生自我练习，让学生对概念产生感性认识，再提出有梯度的问题引导学生思考外界条件是如何影响化学平衡的。在此基础上，教师点出外界条件改变引起的化学平衡的移动还有两种情况：一种是平衡常数改变；另一种是平衡常数不变。最后，教师通过对几个高考图像的讲解指导学生加深理论知识的理解。

三、教学效果反思

篇6：“化学平衡常数”应用的教学体会

对化学平衡状态的比较能够考查学生思维的抽象性、深刻性和灵活性,是高中化学教与学的难点。等效平衡思想是解决该类问题的核心,但是现有的化学教材、课程标准以及考试说明均未明确提出等效平衡的思想。针对这部分内容的教学,教师往往直接给出相应条件下的结论让学生去识记,然后反复做题加以强化。[1]关于等效平衡的讨论,储开桂提出指导学生构建“中间体模型”[2],王锐提出分类讨论两类等效平衡的问题[3],但是都没有讨论为什么这样做或这样操作的支撑(原因)是什么,结论给得有些突兀,不利于学生合作、探究,形成深层次的思维。

本文拟从教材例题出发,挖掘新的教学资源,依托平衡常数讨论相关结论,从建立平衡的条件、气体充入量等方面设计驱动性的问题,使抽象的问题显性化,使复杂的问题拆分化(形成一系列“子问题”),让学生在问题解决中自主发现、自然生成,形成等效平衡思想,提高学生解决问题的能力。

二、问题的解决

(一)认识等效平衡

问题情境:在一密闭容器中,CO和H2O混合加热到800℃达到下列平衡:CO(g)+H2O(g)H2(g)+CO2(g) K=1.00。[4]该温度下,在一组容积均为1 L的恒容密闭容器中,分别投入原料建立平衡,投入原料的物质的量具体情况见表1。

问题1:结合投料1~5的具体数据,利用平衡常数K计算并比较该反应达平衡时各组分的物质的量或浓度,你能发现什么规律?

设计意图:问题处理定量化。学生已学过平衡常数及其应用,通过比较计算结果能够发现:同一可逆反应,在一定外界条件下,平衡的建立与途径无关(反应无论从正反应开始,还是从逆反应开始,或是正逆反应同时进行都可)。譬如,投料1、2、3达到相同的平衡状态(即相同组分的物质的量、物质的量浓度等物理量均相同),投料4、5也能达到相同的平衡状态。

问题2:在数轴上将投料1表示为初始状态A点,B、D两点分别对应投料2和投料3,若该反应为不可逆反应,随着反应的进行,在某时刻A点的组成能否转化至B、D两点对应的物料组成?若该反应为可逆反应时,结合问题1的结论易知投料2、3与投料1(分别对应B点、D点、A点)均能达到同一平衡点C对应的组成(相同平衡状态),思考投料2、3的物料组成如何转化可以与投料1的物料组成建立关系?(具体见图1)

设计意图:将知识内隐的规律通过图像直观展示,有助于学生理解B点、D点均可由A点转化而来,平衡点C是由A点转化过程中的一个特殊点。引导学生按照方程式的计量系数通过极限转化将B、D的组成转换至反应物CO、H2O,再与A点组成比较,得出若可逆反应的投料1、2、3符合“物料相当”(即元素守恒),就能达到同一平衡状态或等同平衡(相同组分的物质的量、物质的量浓度、体积分数均相同)。

问题3:结合问题2易知可逆反应的投料1、2、3对应的A、B、D三点均可渐变至同一平衡点C,若对任意可逆反应a A(g)+b B(g)葑c C(g)在等温等容(或等温等压)下建立平衡,投料一、二最终达到同一平衡状态,推导两种投料需符合的一般关系?

设计意图:将结论进行推广,使学生理解一定条件下的可逆反应,以不同投料达到同一平衡状态需符合的一般要求,为接下来的讨论作铺垫。

问题4:由问题3的结论易知投料4、5也能达到同一平衡状态。利用平衡常数K计算投料4达到平衡时,各组分的百分含量(物质的量分数或体积分数),并与投料3对应的平衡比较相同组分的百分含量有何特点?

设计意图:运用K计算,让学生对等效平衡产生感性认识,深入理解等效平衡是根据平衡常数K讨论得来的一类特殊的化学平衡,顺势引出等效平衡的概念———同一条件下,同一可逆反应在不同投料下达到平衡,相同组分的百分含量相同。至此完成等效平衡第一层次理解。提请注意,上述讨论的等同平衡也属于等效平衡。

(二)探究等效平衡

问题5:同一可逆反应a A(g)+b B(g)葑c C(g)在什么前提下K值才有关联?在两个密闭容器中的反应物(或生成物)投料的物质的量的极值相同,若两个容器的体积不等,两容器中一定能建立等效平衡吗?由此思考等效平衡的讨论需要考虑哪些相关因素?

设计意图:通过问题5探讨,等效平衡是根据平衡常数K讨论得来的一类特殊的化学平衡,同一可逆反应只有在温度不变时,K才有关联,得出讨论等效平衡的前提:一是温度恒定;二是对两种投料所处的容器特征加以限定(一般分为等容和等压两种情况)。

问题6:温度一定,在两个等容密闭容器中进行投料1、4的反应,当投料1、4的反应物(或生成物)的物质的量的极值比例相同,若改变(增大或缩小)容器的体积,能否使投料1、4的起始浓度相同?结合K值分析,若投料1、4起始浓度相同时,各组分的平衡浓度有何规律?然后采取相反操作(“加压”或“减压”)恢复恒容(原先体积),结合浓度商Q与K比较,分析新平衡各组分的浓度、百分含量的特点,判断还能构成等效平衡吗?

设计意图:引出等温等容时等效平衡讨论的一种重要的思维模型(图2)构建假想中间态(俗称“分离压缩”),联系K值解析等效平衡的思维过程,让学生知道改变容器体积的理由(与参照体系构建相同起始浓度,结合定温时K为定值,则两种投料的平衡浓度必定相同,百分含量自然相同),再压缩得到题设条件下的平衡。(平衡建立与途径无关)

问题情境:等温下,在一组等容密闭容器中投入原料发生N2(g)+3H2(g)葑2NH3(g),具体投料情况见表2。

问题7:结合问题6的思维模型,初始投料2、3符合“物料相当”,和初始投料1符合“物料成比例”,利用上述模型分析,达到新平衡时,各组分的百分含量是否相同,几种投料能达到等效平衡吗?初始投料2、3与上面的再投料1、2、3达到新平衡的百分含量是否相同,几种投料能达到等效平衡吗?

设计意图:全面讨论等温等容条件下的等效平衡,由一般的等体积反应自然过渡到不等体积反应讨论,能引起学生的认知冲突,并在问题解决过程中进一步强化思维模型的运用。

问题情境:等温下,在一组等容密闭容器中投入原料发生N2(g)+3H2(g)2NH3(g),具体投料情况见表2。

问题8:分析平衡时再投料1、2、3的ν(正)、ν(逆)如何变化,平衡如何移动,达到新平衡时,利用上述模型分析,各组分的百分含量是否相同?N2的转化率如何变化,N2和NH3的物质的量范围?

设计意图:通过问题讨论,让学生熟练掌握极值转化、构建假想中间态进行等效平衡的判断。利用Q与K的关系判断平衡移动的方向,利用等效平衡原理解决不同投料达到平衡的最终结果,澄清了学生的认知误区:平衡正向移动,转化率一定增大;投料从不同方向投入,难以判断平衡体系各组分关系,顺利突破教与学的难点。

问题9:等温下可逆反应a A(g)+b B(g)cC(g)在相同的恒容密闭容器中,投入原料一、二最终建立等效平衡。请分两种情况讨论:若a+b=c,推导两种投料需符合的关系?若a+b≠c,推导两种投料需符合的关系?

设计意图:总结等温等容条件下,建立等效平衡的条件:反应前后气体体积不变的反应,只要反应物(或生成物)的物质的量的极值成比例;反应前后气体体积改变的反应,反应物(或生成物)的物质的量的极值需完全相等。

问题10:等温等压下可逆反应a A(g)+b B(g)c C(g)在上述投料一、二情况下达到平衡,投料一、二极值转化后符合物料成比例。讨论若a+b=c,投料一、二最终能否达到等效平衡?若a+b≠c,投料一、二最终能否达到等效平衡?说明理由。

设计意图:等温等压下,联系温度一定,K值一定,若起始浓度相同,由K决定的平衡浓度相同,达到等效平衡。总结等温等压下,建立等效平衡的条件:投料极值转化后对应项比例相同,与具体反应的气体系数无关。至此完成等效平衡第二层次理解。

(三)运用等效平衡

问题情境:在温度、容积相同的3个密闭容器中,按不同方式投入反应物发生N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH=-92.4 k J·molˉ1,保持恒温、恒容,测得反应达到平衡时的有关数据如表3。

问题12:试比较1甲、乙、丙三个容器中平衡常数的大小关系;2甲、乙、丙三个容器中N2的百分含量的大小关系;3甲、乙、丙三个容器中压强的大小关系;4甲、乙两个容器中α1+α2与1的大小关系;5a+0.5c与92.4的大小关系;6乙、丙平衡速率的大小比较;72c1与c3的大小关系;8乙、丙两个容器中NH3的转化率的大小关系。

问题13:将问题12题设条件“恒温恒容”改为“恒温恒压”,回答1~8。

设计意图:将等效平衡原理作为认识工具,在解决问题中不断深化对核心概念原理本质的认识,形成等效平衡的思想和方法。

三、教学思考与体会

(一)通过 K 值相关计算引入等效平衡

化学上某些问题在定性层面上很难说清楚,即使你给学生重复讲解多次,学生还是不得要领,不能有效运用。如果让学生亲自算一算,教师对数据适当点拨,即使抽象的概念、原理也会变得直观,有利于理解概念、原理。

(二)通过问题驱动探究等效平衡

“驱动性问题”是问题解决教学的核心策略。[5]在对教学内容和学生已有知识分析的基础上,还需思考以下问题:怎样联系核心概念K构建等效平衡思想;怎样理解等效操作变换的支撑;怎样才能有意识去运用思维模型。为此,需要设计一组驱动性问题,前面问题解决后,改变研究的前提,譬如从物料相当→物料成比例,从等体积反应→不等体积反应,从恒温恒容→恒温恒压,从单一研究百分含量→物质的量、浓度、压强、转化率、反应热等多方面进行研究,前置问题的解决需为后续问题提供方法经验,激发解决后续问题的求知欲,达到多角度、全方位研究等效平衡。

(三)通过理论分析建立等效平衡的思维、方法模型

等效平衡的计算,理论分析解决了概念、原理的来龙去脉,在此基础上建立思维、方法模型显得水到渠成。以直观的模型比较气体反应平衡状态,可以提高学生的学习效率,降低其解决化学问题的难度。[6]从K值不变→“变容”构造相同起始浓度→组分百分含量相同(假想等效平衡态)→“变容”恢复题设容器体积→完成化学平衡状态比较。

化学平衡状态比较类问题的解决需熟练掌握等效平衡思想,它能综合考查学生运用核心概念、原理的能力。这部分内容的教学起点高、难度大、综合性强。实践证明,如在平时教学中多加思考、精心设计,注重培养学生学科思想,理清学生思路,必能达到良好的教学效果。

参考文献

[1]韩丹丹,靳莹,张晓莹﹒用数学模型法分析等效平衡[J]﹒化学教学,2012(1):70﹒

[2]储开桂﹒例析“中间体模型法”在等效平衡解析中的应用[J]﹒化学教学,2012(1):67-69﹒

[3]王锐﹒中学化学等效平衡解析[J]﹒安庆师范学院学报,2014(2):136-138﹒

[4]王祖浩﹒化学反应原理(苏教版)[M]﹒南京:江苏教育出版社,2009:50﹒

[5]胡久华,郇乐﹒促进学生认识发展的驱动性问题链的设计[J]﹒教育科学研究,2012(9):50-55﹒

篇7：对化学平衡常数单位含义的探讨

在中学教材中,化学平衡常数是不带单位的。在2012年海南卷中也没带单位, 但在2014年的全国Ⅱ卷中却带了单位,到底带不带单位成了学生学习中的疑点,要解决这个问题,就需搞清楚化学平衡常数单位的含义。

化学平衡常数用符号K表示,它有两种:标准平衡常数和非标准平衡常数。根据平衡时生成物对反应物的压力商或浓度商表示的平衡常数是经验平衡常数(Kp或Kc),或称为非标准平衡常数;用标准热力学函数算得的平衡常数是标准平衡常数,记作K,又称之为热力学平衡常数。本文从质量作用定律和热力学基本方程式两个方面阐明了化学平衡常数有无单位。

1.由质量作用定律导出的化学平衡常数

在温度T时, 对于任意的气相可逆反应(均视为理想气体),a A(g)+b B(g)葑g G(g)+d D(g)达平衡时,由质量作用定律推得其反应的化学平衡常数可表示为下式:

式中Vi为反应方程式中的计量系数 (对生成物Vi取正值,对反应物Vi取负值);Pi为反应体系中某气体组分的平衡分压(绝对压力),单位以前曾采用atm、mm Hg、1N/m2,现在采用SI制bar或Pa(k Pa)。从式(1)可以看出,由于反应前后气体物质的量的变化Δv=(g +d)-(a +b)一般不等于零(即Δv≠0),所以理想气体的平衡压力(绝对压力)是有单位的,故得到的化学平衡常数Kp也是有单位的,其单位为[ 压力单位]△V,它可以看作是以绝对压力表示的化学平衡常数(称为经验平衡常数或非标准平衡常数)。

2.热力学基本方程式导出的化学平衡常数

某一反应在温度T时,任意状态的Gibbs变,ΔGT和标准状态的Gibbs函数变之间的关系,可用等温方程式表述,如,对于任意的气相可逆反应(均视为理想气体),

a A(g)+b B(g)葑g G(g)+d D(g),等温式可写作

其中P/Pθ叫作相对压力,它

是无单位的。过去是将标态压力定为1atm,现在将标态压力 定为bar,(1bar=1×105Pa=100k Pa),即r,理想气体压力p也以bar计,那么相对压力在数值上等于理想气体的压力p,而其物理意义就是相对于标准状态的压力 (若理想气体的压力p单位不为bar或atm,而为Pa或mm Hg ,则P/Pθ式中压力比值与理想气体的压力是不相等的)。但是它并不能真正代表理想气体的压力(因压力是有单位的,而相对压力是无单位的)。若体系处于平衡状态,则反应的ΔGT= 0。(2)式体系中各气态物质的分压均成为平衡时的分压,此时生成物相对压力次方的乘积比上反应物相对压力次方的乘积就为一常数,此常数就是化学平衡常数,表示为:

则(2)式就变为:-ΔGθT=2.303RTlg KθP或

因此由热力学基本方程导出的化学平衡常数,是相比于标准态的“相对值”,是一个无单位的相对值,我们可以把它理解为以相对压力表示的化学平衡常数(我们称之为标准平衡常数)。

篇8：化学平衡常数浅述

新课改以来, 全国各省高考试题表明, 关于化学平常数的考察, 除教材难度的考点外, 还存在教材没有明确强调的考点, 现对“化学平衡常数”进行全面的介绍。

对于一般的可逆反应:aA+bBgG+hH, 在一定温度下, 达到平衡时, 体系中物质的浓度间有如下关系:

[G] g [H] h /[A] a [B] b =K (K称为该反应的化学平衡常数)

平衡常数能表明化学反应进行的程度。一般来说, K>10 7 , 可视为正向反应进行完全, 而K<10 -7时, 视为反应不能进行, 当10 -7 <K<10 7时, 视为反应可逆。K值的大小仅与温度有关, 与浓度无关。

1.平衡常数的书写规则

①如果有固体和纯液体参加反应, 它们的浓度不写在平衡常数表达式中, 因为它们的浓度是固定不变的, 平衡常数的表达式中只包括气态物质和溶液中各溶质的浓度。

如:CaCO3 (s) CaO (s) +CO2 (g) Kc=[CO2]

CO2 (g) +H2 (g) H2O (1) +CO (g) Kc=[CO]/[CO2][H2]

②稀溶液中进行的反应, 如有水参加, 水的浓度不写在平衡关系式中。

但是, 非水溶液中的反应, 如果反应式中有水 (即:有水参加或有水生成) , 此时水的浓度不可视为常数, 必须写入平衡关系式中。如:C2H5OH+CH2COOHCH3COOC2H5+H2O, 有:

Kc=[CH3COOC2H5][H2O]/[C2H5OH][CH3COOH]

③同一化学反应, 可以用不同的化学方程式表示, 每个化学方程式都有自己的平衡常数关系式及相应的平衡常数。如: 373K时, N2O4和NO2的平衡体系:

④对于气体反应, 写平衡常数关系式时, 除可以用平衡时的物质的量浓度表示外, 也可用平衡时各气体的分压表示。如:

可以写出两个平衡常数关系式:

Kc是以物质的量的浓度表示的平衡常数, 其关系式中的[NH3] [N2][H2]是各物质的平衡浓度。Kp是以各物质的分压表示的平衡常数, 关系式中的PNH3 、PN2 、PH2 是各物质的平衡分压。

2.平衡常数的意义

平衡常数的大小能表示可逆反应进行的程度。各个化学反应的平衡常数的大小相差很大, 平衡常数越大, 表示生成物平衡浓度越大, 反应物平衡浓度越小, 也就是反应进行得越彻底。例如:27℃时, 反应N2+O22NO的K=3.84×10 -31 , 反应2SO2 +O22SO3的K=3.10×10 25 。这说明上述两个反应达到平衡后, 前者反应的程度甚小, 几乎可以认为没有发生反应;后者基本上趋于完全反应, 转化率特别高。

利用平衡常数还可以判断可逆反应进行的方向。

对于可逆反应:aA+bBpC+qD, 若给定A、B、C和D的浓度, 则可利用平衡常数K判断反应进行的方向。其方法为:把这些物质的浓度代入平衡常数表达式中进行计算, 把计算结果与平衡常数进行比较:

当[C] p [D] q /[A] a [B] b =K时, 此反应处于平衡状态;

当[C] p [D] q /[A] a [B] b <K时, 此反应就向正反应方向进行;

当[C] p [D] q /[A] a [B] b >K时, 此反应就向逆反应方向进行。

3.平衡常数的单位

平衡常数有单位, 由于意义不大, 通常不写。有的反应平衡常数单位是1, 有的不是1。如:

H2+I22HI平衡常数单位是1

N2O4 (g) 2NO2 (g) 平衡常数单位是mol/L

N2 (g) +3H2 (g) 2NH3 (g) 平衡常数单位是L 2 /mol 2

[例1]有一密闭抽成真空的容器内, 放有无水FeSO4与0.095 mol硫黄, 通入纯氧, 把体系加热, 使它们发生化学反应。在恒定101325Pa及927K下长时间保持平衡, 经分析该条件下平衡气相含氧0.005mol, 残渣中并未发现残存的硫, 试通过计算说明该条件下残渣是什么。

已知此条件下:

[分析]通入纯氧反应后, 无残存硫, 说明全部被氧化为SO2 和SO3, 若假定第一个反应不发生, 则SO2、SO3和O2的分压必须满足第二个平衡。因为NO2已知, 故可由Kp值求出Pso2和Pso3, 然后求出第一个反应的Qp, 并与Kp比较, 从而判断假设是否正确, 分析如下:

若生成SO3为xmol, 则SO2为: (0.095-x) mol。有:

所以, 此时FeSO4 (s) 不可能发生分解, 残渣为无水FeSO4。

[练习 ]平衡常数Kc的数值大小 , 是衡量化学反应进行程度的标志。在25℃时, 下列反应的平衡常数如下:

(1) 常温下 , NO分解产生O2反应的平衡常数的表达式为K=_____。

(2) 常温下, 水分解产生O2, 此时平衡常数值约为K=_____。

(3) 常温下, NO、H2O、CO2三种化合物分解放出氧气的倾向大小顺序为%%。

(4) 北京市政府要求全市对所有尾气处理装置完成改装, 以求基本上除去氮氧化物、一氧化碳污染气体的排放, 而改装后的尾气处理装置主要是加入有效催化剂, 请你根据以上有关数据分析仅使用催化剂除污染气体的可能性。

参考答案:

(4) NO、CO与O2反应进行的程度很大, 使用合适的催化剂加快反应速率, 在水蒸气存在下生成HNO3和CO2, 则基本上可以除去污染气体。

摘要：化学平衡常数是对化学平衡进行定量研究的最重要参数。新课改以来, 全国各省高考试题表明, 对于化学平常数的考察, 除教材难度的考点外, 还存在教材没有明确强调的考点, 如何应对化学平衡常数全方位、多角度的考察?化学平衡常数包含了哪些要点?怎样求化学平衡常数?怎样用化学平衡常数?用化学平衡常数可以求什么内容?作什么判断?本文就对“化学平衡常数”进行全面的介绍。

关键词：化学平衡常数,规则,意义,单位

参考文献

[1]教育部考试中心编.2013年普通高等学校招生全国统一考试大纲 (理科·课程实验标准版) .高等教育出版社.

[2]总主编王祖浩.主编邓立新.化学竞赛教程.华东师范大学出版社.