化學(xué)反應(yīng)的方向和限度

第二單元化學(xué)反應(yīng)的方向和限度思考：１．一個化學(xué)平衡狀態(tài)具有哪些特征？２．化學(xué)平衡狀態(tài)的標(biāo)志怎樣判斷？某可逆反應(yīng)過程容器的壓強(qiáng)不變，能否根據(jù)這一特征判斷該反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)，為什么？1.2.3化學(xué)平衡狀態(tài)化學(xué)平衡狀態(tài)定義:

指在一定條件下的可逆反應(yīng)里，正反應(yīng)和逆反應(yīng)的速率相等，反應(yīng)混合物中各組分的濃度保持不變的狀態(tài)。特征

逆：可逆反應(yīng)等：正反應(yīng)和逆反應(yīng)速率相等

動：動態(tài)平衡定：各組分的濃度或其百分含量為定值

變：條件變化，化學(xué)平衡狀態(tài)亦發(fā)生變化試一試1.可逆反應(yīng)H2+I22HI,在體積不變的密閉容器反應(yīng),達(dá)到平衡狀態(tài)的標(biāo)志是:①單位時間生成nmo氫氣的同時生成2nmol碘化氫②混合氣體的顏色不再改變③混合氣體的密度不再改變④混合氣體的壓強(qiáng)不再改變⑤混合氣體的平均相對分子質(zhì)量不再改變⑥單位時間生成1摩爾的氫氣同時消耗2摩爾的碘化氫⑦混合氣體總物質(zhì)的量不再改變2.可逆反應(yīng)２Ａ（g）＋Ｂ（g）Ｃ（Ｓ）＋２Ｃ（g）在某固定容積的密閉容器中達(dá)到化學(xué)平衡的標(biāo)志是：①單位時間生成nmolＡ的同時生成nmolＣ②單位時間生成２nmolＡ的同時消耗nmolＢ③混合氣體的密度不再改變④混合氣體的壓強(qiáng)不再改變⑤混合氣體的平均相對分子質(zhì)量不再改變⑥Ａ的濃度不再改變⑦Ｂ的轉(zhuǎn)化率不再改變

②③④⑤⑥⑦1.2.4化學(xué)平衡常數(shù)溫度(K）

序號

初始濃度（

10-3mol/L-1

）平衡濃度（

10-3mol/L-1

）c(H2)c(I2)

c(HI)

[H2][I2][HI]698.6

①

10.67711.69501.8313.12917.67②11.3549.04403.5601.25015.59③

0010.691.1411.1418.410798.6

④

11.359.0404.5601.9508.590⑤

0016.553.3903.3909.770⑥

0012.582.5802.5807.420

[HI][H2][I2]

[HI]2[H2][I2]活動探究:已知反應(yīng)H2(g)＋I(xiàn)2(g)2HI(g)，△Ｈ<0?，F(xiàn)在698.6K和798.6K時分別用不同起始濃度的H2、I2(g)、HI進(jìn)行反應(yīng)，平衡后得到以下實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。3084.235036459.5966.037850.1491114.7254.492854.606754.30608.28838.3013化學(xué)平衡常數(shù)(K)K的表達(dá)式

在一定溫度下，對于任何可逆反應(yīng)：aA（g）+bB（g）

cC（g）+dD（g），[B]表示物質(zhì)B在化學(xué)平衡時的濃度2.K的影響因素對同一化學(xué)反應(yīng)方程式K與溫度有關(guān)，與反應(yīng)物濃度無關(guān)[C]c[D]dK=[A]a[B]b化學(xué)反應(yīng)K表達(dá)式12345632N2(g)+H2(g)NH3(g)N2(g)+3H2(g)2NH3(g)2NH3(g)N2(g)+3H2(g)FeO(s)+CO(g)Fe(s)+CO2(g)Br2(aq)+H2OH+(aq)+Br-(aq)+HBrO(aq)AgCl(s)Ag+(aq)+Cl-(aq)試一試書寫K應(yīng)注意的事項(xiàng)：（1）反應(yīng)方程式的書寫不同，平衡常數(shù)值不同。如：273k時，反應(yīng)N2O4(g)=2NO2(g)

的平衡常數(shù)=0.36,則反應(yīng)2NO2(g)=N2O4(g)=1/0.36=2.78反應(yīng)NO2(g)=0.5N2O4(g)=(1/0.36)0.5=1.7（2）純液體、純固體參加反應(yīng)時，其濃度（或分壓）可認(rèn)為是常數(shù)，均不寫進(jìn)平衡常數(shù)表達(dá)式中。Fe3O4(s)+4H2(g)=3Fe(s)+4H2O(g)（3）K與溫度有關(guān)，但與反應(yīng)物濃度無關(guān)。

K還取決于反應(yīng)物本性。

298K時，向某密閉容器中充入N2、O2發(fā)生反應(yīng)N2(g)+O2(g)2NO(g)達(dá)到平衡。①寫出該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式

；②若298K時，K=1×10-30，測得平衡時N2與O2的濃度均為1mol/L，試求NO的平衡濃度；

③保持溫度不變，測得某一時刻，N2、O2、NO濃度分別為10mol/L、10mol/L、1×10-5mol/L，此時該反應(yīng)是否達(dá)到平衡狀態(tài)？若要達(dá)到平衡，反應(yīng)應(yīng)向

方向進(jìn)行，為什么？由②的計(jì)算結(jié)果，你推測該反應(yīng)進(jìn)行的程度如何？

假設(shè)此溫度下K=1×1030,則NO的平衡濃度為多大？此時反應(yīng)進(jìn)行的程度又如何？

利用Q（濃度商）和K的相對大小判斷反應(yīng)是否達(dá)到平衡或反應(yīng)進(jìn)行的方向[C]c[D]dK=[A]a[B]bcc(C)

cd(D)Q=ca(A)

cb(B)任意狀態(tài)3.K的意義1、根據(jù)K的大小判斷反應(yīng)進(jìn)行的程度。2、判斷反應(yīng)是否達(dá)到平衡或反應(yīng)進(jìn)行的方向

。

Q=K處于平衡狀態(tài)

V正=V逆

Q>K反應(yīng)向逆向進(jìn)行V正<V逆

Q<K

反應(yīng)向正向進(jìn)行V正>V逆

化學(xué)反應(yīng)K反應(yīng)程度2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g)(570K)約為1059moL·L-1正反應(yīng)可接近完全PCl3(g)

+Cl2(g)PCl5(g)(470K)約為1moL·L-1正、逆反應(yīng)相當(dāng)2HCl(g)H2(g)+Cl2(g)(300k)10－17正反應(yīng)幾乎不發(fā)生二、平衡轉(zhuǎn)化率a(A)=———————————x100%

A的初始濃度—A的平衡濃度A的初始濃度=————————x100%

C0(A)—[A]C0(A)aA+bBcC+dD

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