2.2化學(xué)反應(yīng)的限度課件高二上學(xué)期化學(xué)選擇性必修1

2.2化學(xué)反應(yīng)的限度問題?引入怎樣才能定量地描述化學(xué)反應(yīng)的限度呢？可逆反應(yīng)

N2(g)+3H2(g)2NH3(g)高溫、高壓催化劑一、化學(xué)平衡常數(shù)研究表明，可逆反應(yīng)在適當(dāng)條件下進(jìn)行一段時(shí)間后一定會(huì)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)。此時(shí)，平衡混合物的組成不再隨時(shí)間的延續(xù)而變化，反應(yīng)達(dá)到一定的限度。在研究了大量實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，人們發(fā)現(xiàn)可以用化學(xué)平衡常數(shù)來定量描述化學(xué)反應(yīng)的限度。那么什么是化學(xué)平衡常數(shù)？該如何表示？如何計(jì)算？怎么用它來比較反應(yīng)的限度大小呢？一、化學(xué)平衡常數(shù)表中所列為測(cè)量反應(yīng)I2(g)+H2(g)?2HI(g)在698.6K時(shí)各物質(zhì)的初始濃度和平衡濃度所獲得的數(shù)據(jù)。初始濃度×10-2

mol·L-1平衡濃度×10-2mol·L-1c始(H2)c始(I2)c始(HI)c平(H2)c平(I2)c平(HI)1.0671.19600.1830.3131.7671.1350.90400.3560.1251.5591.1340.75100.4570.0741.354001.0690.1140.1140.841000.4490.0480.0480.35354.554.654.254.454.1c平(HI)c平(H2)·c平(I2)2c平(HI)c平(H2)·c平(I2)2問題1：根據(jù)表中數(shù)據(jù)計(jì)算平衡時(shí)

的值，并分析其中規(guī)律。一、化學(xué)平衡常數(shù)問題2：分析計(jì)算所得數(shù)據(jù)，尋找其中的規(guī)律。相同，是個(gè)常數(shù)。(2)這個(gè)常數(shù)與反應(yīng)的起始濃度大小有關(guān)嗎？無關(guān)(3)這個(gè)常數(shù)與正向建立還是逆向建立平衡有關(guān)系嗎？無關(guān)。即與平衡建立的過程無關(guān)。c平(HI)c平(H2)·c平(I2)2(1)相同溫度，達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)時(shí)的數(shù)值相同嗎？一、化學(xué)平衡常數(shù)2．表達(dá)式對(duì)于一般的可逆反應(yīng)，mA(g)＋nB(g)

pC(g)＋qD(g)，當(dāng)在一定溫度下達(dá)到平衡時(shí)，K＝_____________。1．概念在一定溫度下，當(dāng)一個(gè)可逆反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡時(shí)，生成物濃度冪之積與反應(yīng)物濃度冪之積的比值是一個(gè)常數(shù)(簡(jiǎn)稱平衡常數(shù))，用符號(hào)K表示。濃度單位為mol·L-1，K單位為(mol·L-1)

ncp(C)·cq(D)cm(A)·cn(B)平平平平一、化學(xué)平衡常數(shù)3．意義平衡常數(shù)的大小定量反映了化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的程度(也叫反應(yīng)的限度)。K數(shù)值越大，說明反應(yīng)進(jìn)行得越完全。(2)外因：在化學(xué)方程式一定的情況下，K只受溫度影響。減小增大4．影響因素(1)內(nèi)因：不同的化學(xué)反應(yīng)及方程式的書寫形式是決定K的主要因素

。①放熱反應(yīng)，溫度升高，K值

；②吸熱反應(yīng)，溫度升高，K值

。K＞105或106時(shí)，反應(yīng)進(jìn)行的較完全；K<10-5或10-6時(shí)，反應(yīng)很難正向進(jìn)行。一、化學(xué)平衡常數(shù)化學(xué)方程式K表達(dá)式單位①2NO2

N2O4②NO2

N2O4③2Fe3＋＋Fe

3Fe2＋④Br2＋H2O

H＋＋Br－＋HBrO寫出下表中各反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式(mol·L-1)-1(mol·L-1)(mol·L-1)2

平平

平平

平平

平平平平一、化學(xué)平衡常數(shù)問題1：對(duì)于一個(gè)反應(yīng)，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)？不唯一。K的表達(dá)式取決于化學(xué)方程式的系數(shù)，對(duì)于確定反應(yīng)還與溫度有關(guān)。問題2：對(duì)于一可逆反應(yīng)，其正反應(yīng)和逆反應(yīng)的K有什么關(guān)系？互為倒數(shù)，單位不同。問題3：將濃度單位mol·L-1代入化學(xué)平衡常數(shù)表達(dá)式，可得到K的單位。

由上述結(jié)果分析K的單位與反應(yīng)的化學(xué)方程式存在什么關(guān)系？K的單位與化學(xué)方程式的書寫方式相對(duì)應(yīng)。一、化學(xué)平衡常數(shù)1、純液體（如水）和固體不出現(xiàn)在K表達(dá)式中2、

K與化學(xué)方程式書寫形式有關(guān)3、同一化學(xué)反應(yīng)，正、逆反應(yīng)的K

互為倒數(shù)歸納總結(jié)4、多重平衡規(guī)則：方程式呈相加(或相減)關(guān)系，則K呈現(xiàn)相乘(或相除)K3=K1

K22NO(g)+O2(g)2NO2(g)

K12NO2(g)

N2O4(g)

K22NO(g)+O2(g)

N2O4(g)

K3一、化學(xué)平衡常數(shù)可逆反應(yīng)mA(g)+nB(g)?pC(g)+qD(g)，

任意狀態(tài)時(shí)：濃度商Q=Q與

K

的關(guān)系？Q=K平衡狀態(tài)改變Q或K平衡破壞Q≠K建立新平衡Q=KQ<K

反應(yīng)狀態(tài)

。Q>K

反應(yīng)狀態(tài)

。反應(yīng)正向進(jìn)行反應(yīng)逆向進(jìn)行一、化學(xué)平衡常數(shù)在一定體積的密閉容器中，進(jìn)行如下反應(yīng)：CO2(g)+H2(g)?CO(g)+H2O(g)，其化學(xué)平衡常數(shù)K和溫度t的關(guān)系如下表：分析該反應(yīng)為

反應(yīng)(“吸或放熱”)t℃70080083010001200K0.60.91.01.72.6升高溫度，K值增大，平衡正向；吸熱升高溫度，反應(yīng)向吸熱方向進(jìn)行。問題?進(jìn)階可逆反應(yīng)

N2(g)+3H2(g)2NH3(g)高溫、高壓催化劑在實(shí)際應(yīng)用中常用：平衡轉(zhuǎn)化率α二、平衡轉(zhuǎn)化率

※對(duì)于溶液體系和恒容的氣態(tài)反應(yīng)體系，可以用物質(zhì)的量濃度進(jìn)行計(jì)算。c0(A)—初始時(shí)A的物質(zhì)的量濃度

c平(A)—平衡時(shí)A的物質(zhì)的量濃度二、平衡轉(zhuǎn)化率1、化學(xué)反應(yīng)2SO2(g)+O2(g)?2SO3(g)是硫酸制造工業(yè)的基本反應(yīng)。將0.050molSO2(g)和0.030molO2(g)注入體積為1.0L的密閉反應(yīng)器，并置于某較高溫度下的恒溫環(huán)境中，達(dá)到化學(xué)平衡后，測(cè)得有0.044molSO3(g)，求該溫度下反應(yīng)的平衡常數(shù)及SO2、O2的平衡轉(zhuǎn)化率。

2SO2(g)+O2(g)?2SO3(g)

初始濃度/(mol·L－1)0.050

0.0300轉(zhuǎn)化濃度/(mol·L－1)

平衡濃度/(mol·L－1)

0.044

0.044

0.022

0.044

0.006

0.008

三段式法

二、平衡轉(zhuǎn)化率設(shè)平衡時(shí)生成的H2O(g)的濃度為x。

H2(g)+CO2(g)?H2O(g)

+CO(g)初始濃度/(mol·L－1)0.0100

0.010000

轉(zhuǎn)化濃度/(mol·L－1)x

x

xx平衡濃度/(mol·L－1)0.0100-x

0.0100-x

xx

解得x1=0.0060mol·L-1，

x2=0.0300mol·L-1x2＞c始(H2)不合理，舍去2.1200℃時(shí)測(cè)得反應(yīng)H2(g)+CO2(g)?H2O(g)+CO(g)的平衡常數(shù)K為2.25。若反應(yīng)從H2(g)和CO2(g)開始，且H2(g)和CO2(g)的初始濃度均為0.0100mol·L-1時(shí)，計(jì)算各物質(zhì)的平衡濃度及H2和CO2的平衡轉(zhuǎn)化率。二、平衡轉(zhuǎn)化率2.1200℃時(shí)測(cè)得反應(yīng)H2(g)+CO2(g)?H2O(g)+CO(g)的平衡常數(shù)K為2.25。若反應(yīng)從H2(g)和CO2(g)開始，且H2(g)和CO2(g)的初始濃度均為0.0100mol·L-1時(shí)，計(jì)算各物質(zhì)的平衡濃度及H2和CO2的平衡轉(zhuǎn)化率。則：c平(H2)=c平(CO2)=0.0100mol·L-1-x

=0.0100mol·L-1-0.0060mol·L-1

=0.0040mol·L-1c平(H2O)=c平(CO)=x=0.0060mol·L-1平衡濃度的求算

解題思路為：

①設(shè)反應(yīng)物轉(zhuǎn)化的量為x；

②用含x的式子表示出各物質(zhì)的平衡濃度；