2.化學(xué)反應(yīng)的限度 化學(xué)平衡和化學(xué)平衡常數(shù)

第2節(jié)化學(xué)反響的限度第一課時(shí).可逆反響和化學(xué)平衡1.可逆反響和不可逆反響在同一條件下，既能向正反響方向又能向逆反響方向進(jìn)行的反響稱為可逆反響。如果反響只能向一個(gè)方向進(jìn)行，那么稱不可逆反響。反應(yīng)物產(chǎn)物可逆反應(yīng)

反應(yīng)物產(chǎn)物不可逆反應(yīng)知識(shí)回顧.〔1〕同一條件下，同時(shí)進(jìn)行；注意〔2〕反響物不能完全轉(zhuǎn)化為生成物。⑶使用“〞例如：2SO2+O22SO3催化劑△正向反響：反響物→生成物即SO2→SO3逆向反響：生成物→反響物即SO3→SO2.2、化學(xué)平衡：(1)、定義：化學(xué)平衡狀態(tài)，就是指在一定條件下的可逆反響里，正反響速率和逆反響速率相等，反響混合物中各組分的濃度保持不變的狀態(tài)。強(qiáng)調(diào)三點(diǎn)前提條件：可逆反響實(shí)質(zhì)：ν(正)=ν(逆)標(biāo)志：反響混合物中各組分的濃度保持不變的狀態(tài).動(dòng)態(tài)平衡〔正逆反響仍在進(jìn)行〕正反響速率=逆反響速率可逆反響H2+I2≒2HI①逆：②等：③動(dòng)：④定：反響混合物中各組分的濃度保持不變〔不一定相等〕⑤變：條件改變，原平衡被破壞，在新的條件下建立新的平衡。⑥同：對(duì)于一個(gè)特定的可逆反響如果條件相同，不管采取何種方式和途徑進(jìn)行最終能到達(dá)相同平衡狀態(tài),與反響途徑無(wú)關(guān)-等效平衡(2)、化學(xué)平衡狀態(tài)的特征.為了減輕汽車尾氣對(duì)城市空氣的污染，人們提出通過(guò)以下反響來(lái)處理汽車尾氣：2NO(g)+2CO(g)=N2(g)+2CO2(g)，上節(jié)課中我們已經(jīng)證明了該反響完全可以自發(fā)進(jìn)行，可是反響進(jìn)行的程度有多大呢？為了尋找定量描述化學(xué)反響限度的方法，人們對(duì)許多化學(xué)平衡體系的數(shù)據(jù)進(jìn)行了分析，終于發(fā)現(xiàn)：化學(xué)平衡常數(shù)可以表征化學(xué)反響限度的相對(duì)大小。.化學(xué)平衡與化學(xué)平衡常數(shù).

[HI]2/[H2][I2]初始濃度（mol/L）平衡濃度（mol/L）C0（H2）C0(I2)C0(HI)[H2][I2][HI]0.010670.0119600.0018310.0031290.017670.011350.00904400.0035600.0012500.015590.011340.00751000.0045650.00073780.01354000.0044890.00047980.00047980.003531000.010690.0011410.0011410.00841054.4978354.6175554.4324554.1595454.32762交流·研討問(wèn)題1：請(qǐng)根據(jù)表中的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)計(jì)算平衡時(shí)的[HI]2/[H2][I2]的值，將結(jié)果填入表中。實(shí)驗(yàn)測(cè)得反響H2〔g〕＋I(xiàn)2〔g〕2HI〔g〕在698.6K時(shí)各物質(zhì)的初始濃度和平衡濃度。問(wèn)題2︰請(qǐng)分析計(jì)算所得數(shù)據(jù)，尋找其中的規(guī)律。.不管H2,I2和HI的初始濃度是多大，只要保持反響體系的溫度不變，到達(dá)化學(xué)平衡狀態(tài)后，就為常數(shù)。思考發(fā)現(xiàn)————[HI]2[H2][I2]我們通常把這個(gè)常數(shù)稱為化學(xué)平衡常數(shù)在一定溫度下，某個(gè)可逆反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，產(chǎn)物濃度系數(shù)次方的乘積與反應(yīng)物濃度系數(shù)次方的乘積之比是一個(gè)常數(shù)。這個(gè)常數(shù)稱為化學(xué)平衡常數(shù).試一試1、寫(xiě)出反應(yīng)：2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)的化學(xué)平衡常數(shù)表達(dá)式，并判斷K的單位。2、對(duì)于任一可逆反應(yīng)：aA（g）+bB（g）

cC（g）+dD（g），試寫(xiě)出其化學(xué)平衡常數(shù)的表達(dá)式。.對(duì)于一般的反響aA+bBcC+dD當(dāng)溫度一定，到達(dá)化學(xué)平衡時(shí)，其平衡常數(shù)表達(dá)式：K=————[C]c[D]d[A]a[B]b注意：平衡常數(shù)表達(dá)式中不包括固體和純液體物質(zhì)的濃度項(xiàng)(因?yàn)樗鼈兊臐舛葹槌?shù))，只包括氣態(tài)物質(zhì)和溶液中各溶質(zhì)的濃度。一、化學(xué)平衡常數(shù).拓展練習(xí)1mol·L-1

[NH3][N2]1/2[H2]3/2

[NH3]2[N2][H2]3[N2][H2]3[NH3]2[NH4+][OH-][NH3·H2O][CO2][CO][Ag+][Cl-](mol·L-1)2

反應(yīng)K單位11/2N2(g)＋3/2H2(g)NH3(g)

(mol/L)—12N2（g）＋3H2(g)2NH3(g)

(mol/L)—232NH3(g)N2(g)＋3H2(g)

(mol/L)24NH3·H2O(aq)NH4＋(aq)＋OH—(aq)

5FeO(s)＋CO(g)Fe(s)＋CO2(g)

6AgCl(s)Ag＋(aq)＋Cl—(aq)

問(wèn)題：通過(guò)上面的練習(xí)，你在書(shū)寫(xiě)平衡表達(dá)式時(shí)有了哪些發(fā)現(xiàn)？.1、對(duì)于一個(gè)反響，其平衡常數(shù)的表達(dá)式是唯一的嗎？平衡常數(shù)的表達(dá)式與哪些因素有關(guān)？2、對(duì)于一個(gè)反響，正、逆反響的平衡常數(shù)之間有何關(guān)系？3、如果濃度的單位是mol/L，將濃度單位代入平衡常數(shù)表達(dá)式，可得到K的單位。請(qǐng)寫(xiě)出上表中后三個(gè)反響的K的單位，并分析K的單位與反響的化學(xué)方程式之間有什么關(guān)系？思考.平衡常數(shù)表達(dá)式與化學(xué)方程式的書(shū)寫(xiě)方式有關(guān)。1、對(duì)于同一化學(xué)反響，由于書(shū)寫(xiě)方式不同，各反響物、生成物的系數(shù)不同，平衡常數(shù)的表達(dá)式就不同。2、對(duì)于給定的化學(xué)反響，正、逆反響的平衡常數(shù)互為倒數(shù)。3、平衡常數(shù)的單位也與化學(xué)方程式的表示形式相對(duì)應(yīng)。發(fā)現(xiàn)二、平衡常數(shù)表達(dá)式書(shū)寫(xiě)的本卷須知.在2000K時(shí),反響CO(g)+1/2O2(g〕CO2〔g〕的平衡常數(shù)為K1,那么相同溫度下反響2CO2〔g〕2CO(g)+O2〔g〕的平衡常數(shù)K2為〔〕A、1/K1B、K12C、1/K12D、K1-1/2C穩(wěn)固練習(xí).平衡常數(shù)的應(yīng)用

⑴判斷反響可能進(jìn)行的程度，估計(jì)反響的可能性。K>105時(shí)，根本完全反響。K在10-5～105之間可逆反響。K<10-5時(shí)，很難反響。資料在線K值越大，反響越完全，K值越小，反響越不完全K的大小只能預(yù)示反響所能進(jìn)行的最大程度.交流·研討請(qǐng)通過(guò)以下各反響平衡常數(shù)的數(shù)值，討論反響可能進(jìn)行的程度：化學(xué)反應(yīng)K的數(shù)值反應(yīng)程度2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g)（570K）

約為10592HCl(g)H2(g)+Cl2(g)(300K)約為10－33PCl3(g)+Cl2(g)PCl5(g)(470K)約為１正反應(yīng)接近完全正逆反應(yīng)相當(dāng)正反應(yīng)幾乎不發(fā)生.⑵判斷反響進(jìn)行的方向、反響是否到達(dá)平衡狀態(tài)Q=K時(shí)，反響已達(dá)平衡；Q>K時(shí)，反響逆向進(jìn)行Q<K時(shí)，反響正向進(jìn)行；濃度商：對(duì)化學(xué)反響aA+bB≒cC+dD的任意狀態(tài)Q=————cC

(C)cd

(D)ca(A)cb(B)在溫度一定時(shí)，Qc與Ｋc相比較，可知反響進(jìn)行的方向．具體方法如下：.練習(xí)１：CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H28000C，K=1試推導(dǎo)在以下濃度下反響進(jìn)行的方向序號(hào)CO/mol.L-1H2O/mol.L-1CO2/mol.L-1H2/mol.L-1反應(yīng)進(jìn)行方向１0.30.50.40.4２1.00.30.50.6３0.81.60.71.7向逆平衡向正.對(duì)于反響：CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2

[CO2][H2]

Qc=.

[CO][H2O]

0.4mol.L-1×0.4mol.L-1

Qc1=

=1.07>K向逆

0.3mol.L-1×0.5mol.L-1

0.5mol.L-1×0.6mol.L-1

Qc2=

=1.0=K平衡

1.0mol.L-1×0.3mol.L-1

0.7mol.L-1×1.7mol.L-1

Qc3=

=0.93<K向正

0.8mol.L-1×1.6mol.L-1

.練2：判斷以下說(shuō)法是否正確：〔2〕任何可逆反響在一定溫度下，不管參加反響的物質(zhì)濃度如何不同，反響到達(dá)平衡時(shí)，各物質(zhì)的平衡濃度相同?！病场?〕可逆反響到達(dá)平衡后，增加反響物濃度會(huì)引起KC改變。〔〕〔4〕一個(gè)反響體系到達(dá)平衡時(shí)的條件是正逆反響速度相等?！病常?）根據(jù)反應(yīng)式2P+5Cl22PCl5

可知，如果2mol

的P

和5mol

的Cl2

混合，必然生成2mol

的PCl5

?！惨?yàn)榭赡娣错懢筒豢赡芡耆错??！掣魑镔|(zhì)的濃度不隨時(shí)間而變不等于各物質(zhì)的濃度相等〔反響常數(shù)與溫度有關(guān)，與濃度無(wú)關(guān)?！场策@是化學(xué)平衡的條件?！?Kc=————=——=7.32×10-3

[NH3]2[N2][H2]3423×93由平衡定律求平衡常數(shù)根據(jù)物料平衡求初時(shí)濃度答:該溫度時(shí)合成氨反響的化學(xué)平衡常數(shù)是7.32×10-3,N2和H2的初時(shí)濃度分別為5mol·L-1和15mol·L-1解：N2+3H22NH3

練習(xí)3：合成氨反應(yīng)N2+3H2