《化學(xué)反應(yīng)的限度》第一二課時(shí)(上課用)

第二節(jié)化學(xué)反應(yīng)的限度

第一課時(shí)復(fù)習(xí)可逆反應(yīng)想一想

可逆反應(yīng)進(jìn)行到一定程度就會(huì)達(dá)到平衡狀態(tài)，你知道這時(shí)平衡體系中反應(yīng)物和生成物各占多少嗎？反應(yīng)到底進(jìn)行到什么程度？

為更準(zhǔn)確的了解可逆反應(yīng)的進(jìn)程，定量的描述化學(xué)反應(yīng)的限度，我們將學(xué)習(xí)一個(gè)新的概念——

化學(xué)平衡常數(shù)序號(hào)起始時(shí)濃度mol/L698.6K平衡時(shí)濃度mol/L698.6K平衡時(shí)c0(H2)c0(I2)c0(HI)[H2][I2][HI]10.010670.0119600.0018310.0031290.0176720.011350.00904400.0035600.0012500.0155930.011340.00751000.0045650.00073780.013544000.010690.0011410.0011410.008410I2(g)+H2(g)2HI(g)54.554.654.454.3根據(jù)表中的數(shù)據(jù)計(jì)算出平衡時(shí)的值，并分析其中規(guī)律。符號(hào)表示?交流·研討730.6K換一個(gè)溫度下（730.6K）規(guī)律小結(jié)通過(guò)分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)得出：(1)溫度相同時(shí)，達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)為一常數(shù)；(2)這個(gè)常數(shù)與反應(yīng)的起始濃度大小無(wú)關(guān)，只與溫度T有關(guān)；(3)這個(gè)常數(shù)與正向建立還是逆向建立平衡無(wú)關(guān)即與平衡建立的過(guò)程無(wú)關(guān)。一、化學(xué)平衡常數(shù)K=定義：在一定溫度時(shí)，當(dāng)一個(gè)可逆反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)，生成物平衡濃度的冪之積與反應(yīng)物平衡濃度的冪之積的比值是一個(gè)常數(shù)，這個(gè)常數(shù)稱為化學(xué)平衡常數(shù),簡(jiǎn)稱平衡常數(shù)。aA+bBcC+dD練習(xí)：試寫(xiě)出下列反應(yīng)的濃度平衡常數(shù)的數(shù)學(xué)表達(dá)式：

2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)催化劑書(shū)寫(xiě)平衡常數(shù)關(guān)系式規(guī)則一

如果反應(yīng)中有固體和溶劑參加，它們的濃度不應(yīng)寫(xiě)在平衡關(guān)系式中，因?yàn)樗鼈兊臐舛仁枪潭ú蛔兊模瘜W(xué)平衡關(guān)系式中只包括氣態(tài)物質(zhì)和溶液中各溶質(zhì)的濃度。

如:CaCO3(s)

CaO(s)+CO2(g)

K=[CO2]學(xué)海無(wú)涯

平衡常數(shù)K的意義平衡常數(shù)的大小反映了化學(xué)反應(yīng)可能進(jìn)行的程度，平衡常數(shù)的數(shù)值越大，說(shuō)明反應(yīng)進(jìn)行得越完全。一般說(shuō)來(lái)，如果一個(gè)反應(yīng)的平衡常數(shù)大于105，通常認(rèn)為反應(yīng)可以進(jìn)行得較完全；相反，如果一個(gè)反應(yīng)的平衡常數(shù)小于10－5，則認(rèn)為這個(gè)反應(yīng)很難進(jìn)行。書(shū)P43寫(xiě)出下表中各反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式。反應(yīng)K單位11/2N2(g)+3/2H2(g)NH3(g)(mol·L－1)－12N2(g)+3H2(g)2NH3(g)(mol·L－1)－232NH3(g)N2(g)+3H2(g)(mol·L－1)24NH3·H2O(aq)NH4+(aq)+OH－(aq)5FeO(s)+CO(g)Fe(s)+CO2(g)6AgCl(s)Ag+(aq)+Cl－(aq)書(shū)山有路mol·L－11(mol·L－1)2我思故我在對(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)？對(duì)于一個(gè)反應(yīng)，其正反應(yīng)和逆反應(yīng)的平衡常數(shù)之間有什么關(guān)系？書(shū)寫(xiě)平衡常數(shù)關(guān)系式的規(guī)則二同一個(gè)可逆反應(yīng)，平衡常數(shù)的表達(dá)式不是唯一的，它與化學(xué)方程式的書(shū)寫(xiě)方式有關(guān)。書(shū)寫(xiě)方式不同，各反應(yīng)物、生成物的化學(xué)計(jì)量數(shù)不同，平衡常數(shù)表達(dá)式就不同。每個(gè)化學(xué)方程式都有自己的平衡常數(shù)關(guān)系式及相應(yīng)的平衡常數(shù)。對(duì)于同一個(gè)反應(yīng)，正反應(yīng)和逆反應(yīng)的平衡常數(shù)互為倒數(shù)。平衡常數(shù)的單位與化學(xué)方程式表示形式相對(duì)應(yīng)?？偨Y(jié)：★多重平衡規(guī)則

若干方程式相加(減)，則總反應(yīng)的平衡常數(shù)等于分步平衡常數(shù)之乘積(商)例1:2NO(g)+O2(g)2NO2

K12NO2(g)N2O4

K22NO(g)+O2(g)N2O4(g)K

K=K1K2化學(xué)平衡常數(shù)的重要應(yīng)用

aA+bBcC+dD=KQ=濃度商當(dāng)Q＞K時(shí)，反應(yīng)會(huì)逆向進(jìn)行達(dá)到平衡。當(dāng)Q=K時(shí)，反應(yīng)為平衡狀態(tài)，平衡不移動(dòng)。當(dāng)Q＜K時(shí)，反應(yīng)要正向進(jìn)行達(dá)到平衡。

在某溫度下，某時(shí)刻反應(yīng)是否達(dá)平衡，可用該時(shí)刻濃度商Q與K比較大小來(lái)判斷?！按竽嫘≌弊呓呖祭?、(2006上海,25)(1)化學(xué)平衡常數(shù)K表示可逆反應(yīng)的進(jìn)行程度,K值越大,表示＿＿＿＿＿＿

,K值大小與溫度的關(guān)系是溫度升高,K值＿＿＿＿＿＿＿＿。(填“一定增大”“一定減小”或“可能增大也可能減小”)。

(后略)

化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的程度越大可能增大也可能減小例2、(2007上海，25)

一定條件下,在體積為3L的密閉容器中,一氧化碳與氫氣反應(yīng)生成甲醇(催化劑為Cu2O/ZnO)：

CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g)(1)反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí),平衡常數(shù)表達(dá)式K=＿＿＿＿＿,升高溫度,K值＿＿＿(填“增大”“減小”或“不變”)。（后略）300℃500℃otBtA時(shí)間(min)nAnB甲醇的物質(zhì)的量(mol)減小例3、(2007山東,28)

二氧化硫和氮的氧化物是常用的化工原料,但也是大氣的主要污染物。綜合治理其污染是環(huán)境化學(xué)當(dāng)前的重要研究?jī)?nèi)容這一。

(1)硫酸生產(chǎn)中,SO2催化氧化生成SO3:2SO2(g)+O2(g）2SO3(g)

某溫度下，SO2的平衡轉(zhuǎn)化率(α)與體系總壓強(qiáng)(p)的關(guān)系如圖所示。α0.850.800.100.50p/MPaAB根據(jù)圖示回答下列問(wèn)題:①將2.0molSO2和1.0molO2置于10L密閉容器中,反應(yīng)達(dá)平衡后體系總壓強(qiáng)為0.10MPa.該反應(yīng)的平衡常數(shù)等于＿＿＿＿②平衡狀態(tài)由A變到B時(shí),平衡常數(shù)K(A)＿＿K(B)(填“>”“<”或“=”)=800作業(yè)：

導(dǎo)與學(xué)本節(jié)夯實(shí)雙基（一）第2節(jié)化學(xué)反應(yīng)的限度

(二)

用平衡常數(shù)來(lái)表示反應(yīng)的限度有時(shí)不夠直觀，常用平衡轉(zhuǎn)化率α來(lái)表示反應(yīng)限度。表達(dá)式：反應(yīng)物A的平衡轉(zhuǎn)化率：二、平衡轉(zhuǎn)化率

定義：平衡時(shí)已轉(zhuǎn)化了的某反應(yīng)物的量與轉(zhuǎn)化前該反應(yīng)物的量之比。

對(duì)于可逆反應(yīng)達(dá)到平衡后各物質(zhì)的濃度變化關(guān)系，在計(jì)算中注意：（2）生成物：平衡濃度=初始濃度+轉(zhuǎn)化濃度生成物D:[D]=c0(D)+△c(D)（3）各組分的轉(zhuǎn)化濃度之比等于它們?cè)诨瘜W(xué)方程式中相應(yīng)的化學(xué)計(jì)量數(shù)之比?！鱟(A):△c(D)=a:d（1）反應(yīng)物：平衡濃度=初始濃度-轉(zhuǎn)化濃度；反應(yīng)物A:[A]=c0(A)-△c(A)與平衡常數(shù)有關(guān)的計(jì)算(1)已知初始濃度和平衡濃度，求平衡常數(shù)和平衡轉(zhuǎn)化率。

例1：對(duì)于反應(yīng)2SO2(g)+O2(g)2SO3(g),是硫酸制造工業(yè)的基本反應(yīng)。將0.050mol的SO2(g)和0.030molO2(g)注入一體積為1L的密閉容器，并置于某較高溫度下的恒溫環(huán)境中，達(dá)到平衡狀態(tài)后，測(cè)得容器中有0.044mol的SO3(g)。試求在該溫度下：（1）此反應(yīng)的平衡常數(shù)。（2）求SO2(g)和O2(g)的平衡轉(zhuǎn)化率。注：溫度一定時(shí)，對(duì)于一個(gè)化學(xué)反應(yīng)，平衡常數(shù)雖然一定，但不同的反應(yīng)物的平衡轉(zhuǎn)化率可能不同。不能脫離具體的反應(yīng)物談平衡轉(zhuǎn)化率。練習(xí)1.在密閉容器中，將NO2加熱到某溫度時(shí)，可進(jìn)行如下反應(yīng)：2NO22NO+O2，在平衡時(shí)各物質(zhì)的濃度分別是：[NO2]=0.06mol/L,[NO]=0.24mol/L,[O2]=0.12mol/L.試求：（1）該溫度下反應(yīng)的平衡常數(shù)。（2）開(kāi)始時(shí)NO2的濃度。（3）NO2的轉(zhuǎn)化率。（1）

1.92mol/L（2）

0.3mol/L（3）

80%（2）已知平衡常數(shù)和初始濃度，求平衡濃度及轉(zhuǎn)化率。例2、在1200℃時(shí)測(cè)得下列反應(yīng)達(dá)平衡時(shí),k=2.25.CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)。若反應(yīng)從CO2(g)和H2(g)開(kāi)始，且CO2(g)和H2(g)的初始濃度均為0.0100mol/L。試計(jì)算各物質(zhì)的平衡濃度及CO2(g)和H2(g)平衡轉(zhuǎn)化率。練習(xí)2:在2L的容器中充入1molCO和1molH2O(g),發(fā)生反應(yīng)：CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)800℃時(shí)反應(yīng)達(dá)平衡,若k=1.求：（1）CO的平衡濃度和轉(zhuǎn)化率。（1）

0.25mol/L、50%（2）若溫度不變，上容器中充入的是1molCO和2molH2O(g)，CO和H2O(g)的平衡濃度和轉(zhuǎn)化率各是多少。（3）若溫度不變，上容器中充入的是1molCO和4molH2O(g)，CO和H2O(g)的平衡濃度和轉(zhuǎn)化率是多少。（4）若溫度不變，要使CO的轉(zhuǎn)化率達(dá)到90%，在題干的條件下還要充入H2O(g)物質(zhì)的量為多少。CO:1/6mol/L、66.7%H2O:2/3、33.3%CO:0.1mol/L、80%H2O:1.6、20%（4）

8.9mol交流·研討P46表2-2-2【結(jié)論】提高某種反應(yīng)物的濃度，可以提高另一種反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率，但卻降低了該種反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率。實(shí)際中可以增大某種便宜的反應(yīng)物的量從而達(dá)到提高較貴的反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率，獲得更多產(chǎn)物的目的。作業(yè)：（1）書(shū)P52第三、六題交?。?）導(dǎo)與學(xué)知識(shí)鏈接

c(B)、［B］都可以表示物質(zhì)B的物質(zhì)的量濃度。我們用c(B)表示反應(yīng)體系中物質(zhì)B任意狀態(tài)時(shí)的濃度，用c0(B)表示物質(zhì)B的初始濃度，用［B］表示物質(zhì)B在化學(xué)平衡狀態(tài)時(shí)的濃度。第二節(jié)化學(xué)反應(yīng)的限度

第三課時(shí)平衡常數(shù)K的意義及應(yīng)用1、根據(jù)K的大小判斷反應(yīng)進(jìn)行的程度。

K值越大，反應(yīng)越完全；

K值越小，反應(yīng)越不完全

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

“大正小逆”1、化學(xué)平衡的概念

在一定條件下的可逆反應(yīng)里，正反應(yīng)和逆反應(yīng)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)。它的建立與反應(yīng)途徑無(wú)關(guān)，從正反應(yīng)或逆反應(yīng)開(kāi)始都可以建立平衡狀態(tài)。2、化學(xué)平衡特征（“五個(gè)字”）動(dòng)：

V正=V逆≠0，動(dòng)態(tài)平衡定：各組分濃度一定或物質(zhì)的量一定（不是相等）變：外界條件改變，平衡被破壞，平衡將發(fā)生移動(dòng)而建立新的平衡。逆：指可逆反應(yīng)。等：V正=V逆

三、化學(xué)反應(yīng)平衡狀態(tài)

２.化學(xué)平衡特點(diǎn)：1、直接：①V正=V逆→化學(xué)鍵斷裂=化學(xué)鍵生成②各組分濃度保持不變→質(zhì)量分?jǐn)?shù)不變

2、間接：（相關(guān)物理量恒定不變）①壓強(qiáng)②體系顏色③混合氣體的平均分子量④密度…………（1）逆（2）等（3）動(dòng)(4)定

(5)變討論：怎樣判斷一個(gè)可逆反應(yīng)是否達(dá)到平衡狀態(tài)？B練習(xí)１、下列說(shuō)法中可以充分說(shuō)明反應(yīng):P(氣)+Q(氣)R(氣)+S(氣),在恒溫下已達(dá)平衡狀態(tài)的是（）反應(yīng)容器內(nèi)壓強(qiáng)不隨時(shí)間變化

P和S的生成速率相等反應(yīng)容器內(nèi)P、Q、R、S四者共存反應(yīng)容器內(nèi)總物質(zhì)的量不隨時(shí)間變化練習(xí)２、下列說(shuō)法可以證明反應(yīng)N2+3H22NH3

已達(dá)平衡狀態(tài)的是()A.1個(gè)N≡N鍵斷裂的同時(shí),有3個(gè)H－H鍵形成B.1個(gè)N≡N鍵斷裂的同時(shí),有3個(gè)H－H鍵斷裂C.1個(gè)N≡N鍵斷裂的同時(shí),有6個(gè)N－H鍵斷裂D.1個(gè)N≡N鍵斷裂的同時(shí),有6個(gè)N－H鍵形成AC4、平衡移動(dòng)平衡移動(dòng)原因：反應(yīng)條件改變引起結(jié)果：速率、各組分含量與原平衡比較均發(fā)生變化

V(正）＞V（逆）向正反應(yīng)方向移動(dòng)方向V(正）＝V（逆）原平衡不移動(dòng)

V(正）＜V（逆）向逆反應(yīng)方向移動(dòng)討論：怎樣判斷一個(gè)可逆反應(yīng)改變條件時(shí)平衡是否發(fā)生移動(dòng)和平衡移動(dòng)方向？影響移動(dòng)因素溫度：升高(或降低)溫度，平衡向吸熱

(或放熱)方向移動(dòng)濃度:增大反應(yīng)物濃度或減小生成物濃度，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)壓強(qiáng)：增大(或減小)壓強(qiáng)，平衡向氣體體積縮小(或擴(kuò)大)的方向移動(dòng)催化劑：對(duì)化學(xué)平衡狀態(tài)無(wú)影響4、影響化學(xué)平衡的因素P51改變溫度，升溫有利于平衡向吸熱方向移動(dòng)降溫有利于平衡向放熱方向移動(dòng)改變濃度，若Q<K，平衡正向移動(dòng)；若Q>K，平衡逆向移動(dòng)改變壓強(qiáng)，若Q<K，平衡正向移動(dòng)；若Q>K，平衡逆向移動(dòng)

催化劑，平衡不移動(dòng)

勒夏特列原理：如果改變影響平衡的一個(gè)條件（如濃度、壓強(qiáng)或溫度等），平衡就向能夠減弱這種改變的方向移動(dòng)。練習(xí)：對(duì)于固定體積的密閉容器中進(jìn)行的反應(yīng)：N2+3H22NH3，溫度不變時(shí)：①若容器體積不變，通入N2，則平衡

移動(dòng)；通入惰性氣體（指不與混合體系中物質(zhì)反應(yīng)的氣體），則平衡

移動(dòng)。②若容器中氣體的壓強(qiáng)保持不變，則通入惰性氣體時(shí)，平衡

移動(dòng)。

如②中反應(yīng)改為H2+I22HI,則上述結(jié)論又該如何？向右不向左不移動(dòng)例1.在恒溫時(shí)，一固定容積的密閉容器內(nèi)發(fā)生如下反應(yīng)：2NO2(g)N2O4(g)達(dá)到平衡時(shí)，再向容器內(nèi)通入一定量的NO2(g)，重新達(dá)到平衡后，與第一次平衡時(shí)相比，NO2的濃度（）

A.不變B.增大

C.減小D.無(wú)法判斷B例2.在恒溫時(shí)，一固定容積的密閉容器內(nèi)發(fā)生如下反應(yīng)：2NO2(g)N2O4(g)達(dá)到平衡時(shí)，再向容器內(nèi)通入一定量的NO2(g)，重新達(dá)到平衡后，與第一次平衡時(shí)相比，NO2的體積分?jǐn)?shù)（）

A.不變B.增大

C.減小D.無(wú)法判斷C例3.恒溫恒壓下，在容積可變的密閉容器內(nèi)發(fā)生如下反應(yīng)：2NO2(g)N2O4(g)達(dá)到平衡時(shí)，再向容器內(nèi)通入一定量的NO2(g)，重新達(dá)到平衡后，與第一次平衡時(shí)相比，NO2的體積分?jǐn)?shù)（）

A.不變B.增大

C.減小D.無(wú)法判斷A作業(yè)：（1）練習(xí)冊(cè)P34~39等效平衡的情況：1，等溫等容時(shí)，2等溫等容時(shí)，3、等溫等壓時(shí)