二單元化學(xué)反應(yīng)的方向和限度

1、第二單元 化學(xué)反應(yīng)的方向和限度專題二 化學(xué)反應(yīng)速率與化學(xué)平衡普陀三中高二化學(xué)普陀三中高二化學(xué) 楊鄧娟楊鄧娟 2 0 1 3 年年 9 月月你知道嗎你知道嗎? 二氧化氮、四氧化二氮的相互轉(zhuǎn)二氧化氮、四氧化二氮的相互轉(zhuǎn)化是一個(gè)可逆反應(yīng)：化是一個(gè)可逆反應(yīng)：如果用不同起始濃度的如果用不同起始濃度的no2或或n2o4進(jìn)行反應(yīng)，平衡進(jìn)行反應(yīng)，平衡后得到以下實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。后得到以下實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。交流與討論交流與討論2no2(g) n2o4(g)起始濃度起始濃度/mol/moll l-1-1平衡濃度平衡濃度/mol/moll l-1-1平衡濃度關(guān)系平衡濃度關(guān)系c(no2)c(n2o4)c(no2)c(n2o4)2.0

2、010-206.3210-36.8410-33.0010-208.0010-31.1010-202.0010-29.4610-31.5210-200.1002.2810-28.8610-2c(n2o4)c(no2)c(n2o4)c (no2)2 請根據(jù)表中的已知數(shù)據(jù)填寫空格，并總結(jié)歸納平請根據(jù)表中的已知數(shù)據(jù)填寫空格，并總結(jié)歸納平衡時(shí)反應(yīng)物和生成物的物質(zhì)的量濃度之間的關(guān)系。衡時(shí)反應(yīng)物和生成物的物質(zhì)的量濃度之間的關(guān)系。概念概念 在在一定溫度一定溫度下，某個(gè)可逆反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，下，某個(gè)可逆反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，生成物濃度系數(shù)之冪的積與反應(yīng)物濃度系數(shù)之生成物濃度系數(shù)之冪的積與反應(yīng)物濃度系數(shù)之冪的積比值是一個(gè)

3、常數(shù)，所得的常數(shù)為冪的積比值是一個(gè)常數(shù)，所得的常數(shù)為化學(xué)平化學(xué)平衡常數(shù)衡常數(shù)，簡稱為，簡稱為平衡常數(shù)平衡常數(shù)，用，用k表示。表示。表達(dá)式表達(dá)式ma(g) +nb(g) pc(g)+qd(g) k = c (c) c (d)p qc (a) c (b)m n其中其中c為各物質(zhì)的平衡為各物質(zhì)的平衡時(shí)的物質(zhì)的量濃度時(shí)的物質(zhì)的量濃度 閱讀分析教材中的表閱讀分析教材中的表2-8和表和表2-9，總結(jié)可逆反應(yīng)平衡常數(shù)的使用條件和書寫平衡常數(shù)總結(jié)可逆反應(yīng)平衡常數(shù)的使用條件和書寫平衡常數(shù)表達(dá)式的注意事項(xiàng)。表達(dá)式的注意事項(xiàng)。交流與討論交流與討論2no2(g) n2o4(g)表表2-8 的平衡常數(shù)與溫度的關(guān)系的平衡

4、常數(shù)與溫度的關(guān)系t/k373473573673773k3.351091.001072.451051.881042.99103表表2-9 部分可逆反應(yīng)的平衡常數(shù)部分可逆反應(yīng)的平衡常數(shù) 化化 學(xué)學(xué) 方方 程程 式式平衡常數(shù)表達(dá)式平衡常數(shù)表達(dá)式2no2(g) n2o4(g) no2(g) 1/2n2o4(g)2fe3+fe 3fe2+ br2+ h2o h+br-+hbroc(n2o4)c (no2)2k=c (n2o4)c(no2)k=12k=c (fe3+)2c (fe2+)3c(br2)k=c(hbro)c(h+) c(br-).（1）必須指明溫度，反應(yīng)必須達(dá)到平衡狀態(tài)。）必須指明溫度，反應(yīng)必

5、須達(dá)到平衡狀態(tài)。（2）平衡常數(shù)表示反應(yīng)進(jìn)行的程度，不表示）平衡常數(shù)表示反應(yīng)進(jìn)行的程度，不表示反應(yīng)的快慢，即速率大，反應(yīng)的快慢，即速率大，k值不一定大。值不一定大。（3）在進(jìn)行）在進(jìn)行k值的計(jì)算時(shí)，固體不作考慮，表值的計(jì)算時(shí)，固體不作考慮，表達(dá)式中不需表達(dá)。達(dá)式中不需表達(dá)。如：如：fe3o4(s) + 4h2(g) 3fe(s) + 4h2o(g) 高溫高溫一定溫度下，一定溫度下，k=c4(h2o)c4(h2)（4）在進(jìn)行）在進(jìn)行k值的計(jì)算時(shí)，稀溶液中的值的計(jì)算時(shí)，稀溶液中的h2o的的濃度可不表達(dá)。濃度可不表達(dá)。如：如：cr2o72- +h2o 2cro42-+2h+一定溫度下，一定溫度下，k=

6、c2(cro42-)c2(h+)c (cr2o72-)（5）平衡常數(shù)的表達(dá)式與方程式的書寫有關(guān)。）平衡常數(shù)的表達(dá)式與方程式的書寫有關(guān)。n2 + 3h2 2nh3在某溫度下：在某溫度下： k1=c(n2)c3(h2)c2(nh3)2nh3 n2 + 3h2 k2=c(n2)c3(h2)c2(nh3)1/2n2 + 3/2h2 nh3 k3=c (n2)c (h2)c (nh3)1 2 3 2 k1 = 1/k2 = k32（6）利用）利用k值可判斷某狀態(tài)是否處于平衡狀態(tài)值可判斷某狀態(tài)是否處于平衡狀態(tài)某溫度下，可逆反應(yīng)某溫度下，可逆反應(yīng)ma(g)+nb(g) pc(g)+qd(g) 平衡常數(shù)為平衡

7、常數(shù)為k，若某時(shí)刻時(shí)，反應(yīng)物和生成物的濃度關(guān)，若某時(shí)刻時(shí)，反應(yīng)物和生成物的濃度關(guān)系如下：系如下：如果如果 k = c (c) c (d)p qc (a) c (b)m nkk ，k k ，k k ，v正正v逆，反應(yīng)處于平衡狀態(tài)。逆，反應(yīng)處于平衡狀態(tài)。v正正 v逆，反應(yīng)向正方向進(jìn)行。逆，反應(yīng)向正方向進(jìn)行。 k值的大小，表示在一定溫度下，反應(yīng)達(dá)到值的大小，表示在一定溫度下，反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)該反應(yīng)進(jìn)行的程度（反應(yīng)的限度）。平衡時(shí)該反應(yīng)進(jìn)行的程度（反應(yīng)的限度）。（1）k值越大，反應(yīng)程度增大，轉(zhuǎn)化率越高；值越大，反應(yīng)程度增大，轉(zhuǎn)化率越高；反之則轉(zhuǎn)化率越低。反之則轉(zhuǎn)化率越低。（2）k值與濃度無關(guān)，隨溫度變化

8、而變化。值與濃度無關(guān)，隨溫度變化而變化。轉(zhuǎn)化率轉(zhuǎn)化率()= 100%該反應(yīng)物的起始濃度該反應(yīng)物的起始濃度 該反應(yīng)物的平衡濃度該反應(yīng)物的平衡濃度該反應(yīng)物的起始濃度該反應(yīng)物的起始濃度該反應(yīng)物的變化濃度該反應(yīng)物的變化濃度= 100%該反應(yīng)物的起始濃度該反應(yīng)物的起始濃度該反應(yīng)物的變化的物質(zhì)的量該反應(yīng)物的變化的物質(zhì)的量= 100%該反應(yīng)物的起始的物質(zhì)的量該反應(yīng)物的起始的物質(zhì)的量1、基本模式、基本模式“三段式三段式”轉(zhuǎn)化轉(zhuǎn)化 mx nx px qx 一定時(shí)間后一定時(shí)間后 a - mx b - nx px qx m a + n b p c + q d起始起始 a b 0 02、基本關(guān)系、基本關(guān)系生成物：平衡

9、濃度起始濃度轉(zhuǎn)化濃度生成物：平衡濃度起始濃度轉(zhuǎn)化濃度 反應(yīng)物：平衡濃度起始濃度轉(zhuǎn)化濃度反應(yīng)物：平衡濃度起始濃度轉(zhuǎn)化濃度 轉(zhuǎn)化率轉(zhuǎn)化率該反應(yīng)物的變化濃度該反應(yīng)物的變化濃度= 100%該反應(yīng)物的起始濃度該反應(yīng)物的起始濃度例題分析例題分析在一定溫度下，容積為在一定溫度下，容積為20l的容器中充入的容器中充入2molso2和和1molo2發(fā)生反應(yīng)：發(fā)生反應(yīng)： ，達(dá)到，達(dá)到平衡時(shí)，容器內(nèi)氣體壓強(qiáng)為開始時(shí)的平衡時(shí)，容器內(nèi)氣體壓強(qiáng)為開始時(shí)的70%。試求：。試求：so2的轉(zhuǎn)化率；的轉(zhuǎn)化率； 平衡時(shí)的平衡時(shí)的o2濃度；濃度； so3的體積分?jǐn)?shù)；的體積分?jǐn)?shù)； 混合氣體的平均相對分子量；混合氣體的平均相對分子量；

10、平衡時(shí)混合氣體的密度。平衡時(shí)混合氣體的密度。2so2+o2 2so3催化劑催化劑加熱加熱90%0.005mol/l85.7%76.28g/l例題分析例題分析 1 mol x氣體跟氣體跟a moly氣體在體積可變的密閉容器氣體在體積可變的密閉容器中發(fā)生如下反應(yīng)：中發(fā)生如下反應(yīng)：x(g) a y(g) b z(g)，反，反應(yīng)達(dá)到平衡后，測得應(yīng)達(dá)到平衡后，測得x的轉(zhuǎn)化率為的轉(zhuǎn)化率為50%。而且，。而且，在同溫同壓下還測得反應(yīng)前混合氣體的密度是反在同溫同壓下還測得反應(yīng)前混合氣體的密度是反應(yīng)后混合氣體密度應(yīng)后混合氣體密度3/4 ，試求，試求a、b的關(guān)系。的關(guān)系。2b a = 1例題分析例題分析 1體積體

11、積so2和和3體積氧氣混合后在體積氧氣混合后在450以上通過以上通過v2o5催化劑發(fā)生反應(yīng)。若同溫同壓下測得反應(yīng)前催化劑發(fā)生反應(yīng)。若同溫同壓下測得反應(yīng)前后混合氣體的密度比為后混合氣體的密度比為0.9:1，計(jì)算，計(jì)算so2的轉(zhuǎn)化率。的轉(zhuǎn)化率。 80%例題分析例題分析 在一定條件下，可逆反應(yīng)在一定條件下，可逆反應(yīng)a2(g)+b2(g) 2c(g) 達(dá)平衡時(shí)，各物質(zhì)的平衡濃度分別為達(dá)平衡時(shí)，各物質(zhì)的平衡濃度分別為c(a2) =0.5mol/l，c(b2) = 0.1mol/l，c(c) = 1.6mol/l。若用若用a、b、c分別表示分別表示a2、b2、c的起始濃度，則：的起始濃度，則：（1）a、b

12、應(yīng)滿足的關(guān)系為應(yīng)滿足的關(guān)系為 ；（2）a、b的取值范圍的取值范圍 。 a=b+0.40.4mol/la1.3mol/l0mol/lb0.9mol/l例題分析例題分析將固體將固體nh4i置于密閉容器中，在某溫度下發(fā)生下置于密閉容器中，在某溫度下發(fā)生下列反應(yīng)：列反應(yīng)：nh4i(s) nh3(g)+hi(g) 2hi(g) h2(g)+i2(g) 當(dāng)反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，當(dāng)反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，c(h2)=0.5mol/l，c(hi)=4mol/l，則，則nh3的濃度為的濃度為多少？多少？5mol/l1、在某溫度下，可逆反應(yīng)：、在某溫度下，可逆反應(yīng)：ma(g)+nb(g) pc(g) +qd(g)的平衡常數(shù)為，

13、下列說法正確的是（的平衡常數(shù)為，下列說法正確的是（ ）、越大，達(dá)到平衡時(shí)，反應(yīng)進(jìn)行的程度越大、越大，達(dá)到平衡時(shí)，反應(yīng)進(jìn)行的程度越大、越小，達(dá)到平衡時(shí)，反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率越大、越小，達(dá)到平衡時(shí)，反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率越大、隨反應(yīng)物濃度改變而改變、隨反應(yīng)物濃度改變而改變、隨溫度改變而改變、隨溫度改變而改變ad2、某溫度下，向、某溫度下，向10l真空容器中注入真空容器中注入1.00 mol h2(g) 和和1.00 mol i2(g)，反應(yīng)平衡后，反應(yīng)平衡后i2(g)的濃度為的濃度為0.0200 moll-1試求該溫度下試求該溫度下 h2(g)+i2(g) 2hi(g)的平衡常數(shù)。的平衡常數(shù)。平衡常數(shù)為平衡常數(shù)

14、為64.03、在一定溫度和壓強(qiáng)下，將平均分子相對質(zhì)量為、在一定溫度和壓強(qiáng)下，將平均分子相對質(zhì)量為8.5的的n2和和h2的混合氣體，充入密閉容器中反應(yīng)，達(dá)到平的混合氣體，充入密閉容器中反應(yīng)，達(dá)到平衡后，混合氣體的平均分子量為衡后，混合氣體的平均分子量為10.0，則，則n2的轉(zhuǎn)化率的轉(zhuǎn)化率為為_。 4、在一定條件下發(fā)生反應(yīng)：、在一定條件下發(fā)生反應(yīng)：3a(g)+2b(g) xc(g)+2d(g)，在，在 2l 的密閉容器中，把的密閉容器中，把 4mola 和和 2molb 混合，混合，2min后達(dá)到平衡時(shí)生成后達(dá)到平衡時(shí)生成 1.6molc,又測得又測得反應(yīng)速率反應(yīng)速率 v(d)= 0.2mol(l

15、min)-1，下列說法正確的是，下列說法正確的是（ ）a、b 的轉(zhuǎn)化率是的轉(zhuǎn)化率是20% b、 x= 4c、a 的平衡濃度是的平衡濃度是 1.4moll-1 d、平衡時(shí)氣體壓強(qiáng)是原來的、平衡時(shí)氣體壓強(qiáng)是原來的 0.94倍倍5、一定條件下，在、一定條件下，在2so2+o22so3的化學(xué)平衡體系中的化學(xué)平衡體系中,各物質(zhì)的濃度分別是各物質(zhì)的濃度分別是2.0mol/l、0.8mol/l、2.4mol/l，則氧氣在反應(yīng)起始時(shí)的濃度可能是（則氧氣在反應(yīng)起始時(shí)的濃度可能是（ ）a、0.82mol/l b、02mol/l c、00.8mol/l d、無法確定、無法確定6、在密閉容器中進(jìn)行如下反應(yīng)：、在密閉容

16、器中進(jìn)行如下反應(yīng)：x2(g)+y2(g) 2z2(g)，已知，已知x2、y2、z2的起始濃度的起始濃度0.1mol/l、0.3mol/l、0.2mol/l在一定條件下達(dá)到達(dá)平在一定條件下達(dá)到達(dá)平衡后衡后,各物質(zhì)的濃度可能為（各物質(zhì)的濃度可能為（ ） a、z2為為0.3 mol/l b、y2為為0.35mol/l c、x2為為0.2mol/l d、z2為為0.4mol/l7、一定條件下、一定條件下,在容積為在容積為2l的密閉容器里加入一定物質(zhì)的密閉容器里加入一定物質(zhì)的量的量a,發(fā)生如下反應(yīng)并建立平衡發(fā)生如下反應(yīng)并建立平衡:a(g) 2b(g) , 2b(g) c(g) + 2d(g) 測得平衡時(shí)各物質(zhì)的量濃度是測得平衡時(shí)各物質(zhì)的量濃度是: c(a)=0.3mol/l, c(b)=0.2mol/l,