化学平衡常数的妙用
石家庄市鹿泉区第一中学
化学平衡常数统领化学平衡移动的结果分析,堪称化学平衡的精灵,是高考试题的宠儿。纵观各地高考试题,放在一起,经过排序之后,发现很美妙的一件事情,平衡常数的不同层面像一首美妙的歌曲呈现在考试题中。
教师活动 学生活动 目的
教师提前将习题印刷出来。
一、序曲----化学平衡常数的常规考查
1、前奏---化学平衡常数的常规计算
教室巡视,发现错误解法,让学生将错误解法展示到黑板上。同时找一名书写规范的学生展示到前面黑板。
例1.(2014•重庆理综化学卷,T11节选)氢能是最重要的新能源。储氢作为氢能利用的关键技术,是当前关注的热点之一。储氢可借助有机物,如利用环已烷和苯之间的可逆反应来实现脱氢和加氢。
(g) (g)+3H2(g)
在某温度下,向恒容容器中加入环己烷,其起始浓度为amol•L-1,平衡时苯的浓度为bmol•L-1,该反应的平衡常数K= 1、 全体学生解题,学生的错误让学生展示在黑板上。
2、 面对正确和错误的展示,让错误的学生讲述解法,其他学生挑错和点评。
解析:利用三段式解题
(g) (g)+3H2(g)
起始(mol/L) a 0 0
转化(mol/L) b b 3b
平衡(mol/L) a-b b 3b
化学平衡常数K= = mol3/L3;
学生错误 忽略了H2前的化学计量数是3 学情分析:此题是一道基础试题,60%的学生可以顺利解出,一部分学困生做题速度较慢,面对陌生信息不知如何下手?
操作目的:
1、巩固复习平衡常数的表达式。
2、在黑板上充分展示错误解法,给中等学生挑错和点评的机会。
教室巡视,寻找错误解法,将错误展示到黑板上,同时找一名书写规范的学生将思维过程展示到前面黑板。
2、小插曲---固体物质在平衡常数表达式中处理的技巧
例2.(2014•福建理综化学卷,T24节选)铁及其化合物与生产、生活关系密切。
已知t℃时,反应FeO(s)+CO(g) Fe(s)+CO2(g)的平衡常数K=0.25。
①t℃时,反应达到平衡时n(CO):n(CO2)= 。
②若在1 L密闭容器中加入0.02 mol FeO(s),并通入xmolCO,t℃时反应达到平衡。此时FeO(s)转化率为50%,则x= 。
全体学生解题,教师巡视时,将学生的错误让学生展示在黑板上。
正确解析:根据反应FeO(s)+CO(g) Fe(s)+CO2(g),平衡常数K为0.25,因为固体的浓度为1,则k=c(CO2)/c(CO)=0.25,体积相同,所以反应达到平衡时n(CO):n(CO2)=4:1,若在1 L密闭容器中加入0.02 mol FeO(s),并通入xmolCO,t℃时反应达到平衡。此时FeO(s)转化率为率为50%,
FeO(s)+CO(g) Fe(s)+CO2(g)
起始 0.02 x 0 0
变化 0.01 0.01 0.01 0.01
平衡时 0.01 x-0.01 0.01 0.01
因为温度不变,所以平衡常数K=0.25得:0.01/(x-0.01)=0.25 解得x=0.05
学生错误:k= c(CO2)c(Fe)/c(CO)c(FeO)=0.25,因c(Fe)与c(FeO)不知如何处理,导致此题不会解。 学情分析:此题涉及到平衡常数表达式中固体物质的处理技巧,难度增加,50%的学生会出现错误解法。
操作目的:
1、考查当物质为固体或纯液体时,平衡常数如何表达。
2、此题的第二问,利用逆向思维给平衡常数,求物质的量。
3、一般情况下,平衡常数的表达式中将固体或纯液体看做1,而此问恰恰给出FeO(s)转化率为50%,给学生解题造成困惑。