化學(xué)反應(yīng)的限度

第1課時

第2節(jié)化學(xué)反應(yīng)的限度在容積不變密閉容器中，對于合成氨反應(yīng)達(dá)到平衡的標(biāo)志是（）（1)ν(N2)∶ν(H2)=1∶3（2)ν(N2)∶ν(NH3)=1∶2（3)ν(NH3)=2ν(N2)（4)ν(NH3)分解=ν(NH3)合成（5)C(NH3)=2C(N2)（6)壓強(qiáng)不變（7)每消耗nmolN2的同時生成2nmolNH3

（8)密度不變（9)混合氣體中氮?dú)獾捏w積百分含量不變（4)（6)（9)

判斷化學(xué)反應(yīng)達(dá)到平衡的標(biāo)志（逆等動定變）（1）V(正)=V(逆)①正逆反應(yīng)的描述：同一物質(zhì)消耗和生成，反應(yīng)物和生成物消耗或生成②速率相等：同一物質(zhì)速率的數(shù)值相等，不同物質(zhì)速率的數(shù)值與系數(shù)成正比即相等（2）混合氣體中各組分的體積百分含量不變（或某物質(zhì)的物質(zhì)的量不變）（3）反應(yīng)前后氣體的體積不等時，壓強(qiáng)不變或平均分子量不變（4）同種物質(zhì)化學(xué)鍵的斷裂與化學(xué)鍵的形成的物質(zhì)的量相等，體系中含有色物質(zhì)時，顏色不隨時間的變化而變化若以化學(xué)鍵或濃度表示，則必須對應(yīng)反應(yīng)物和生成物且要按反應(yīng)方程式系數(shù)關(guān)系成比例。

1909年7月2日，哈伯在實(shí)驗(yàn)室采用６００℃、

２００個大氣壓和用金屬鐵作催化劑的條件下，人工固氮成功，但平衡后氨的體積分?jǐn)?shù)只有６％，也就是說即使在上述苛刻的反應(yīng)條件下，當(dāng)反應(yīng)達(dá)到平衡時參加反應(yīng)的N2和H2的量或生成的NH3的量仍然很低，因?yàn)榉磻?yīng)達(dá)到了一定的限度。合成氨反應(yīng)在常溫下雖能自發(fā)進(jìn)行，但反應(yīng)的限度卻不大。在工業(yè)生產(chǎn)中，研究一個反應(yīng)的限度對指導(dǎo)工業(yè)生產(chǎn)有著十分重要的實(shí)際意義。[問題]

化學(xué)反應(yīng)的限度能否用具體“數(shù)值”來描述？我們能控制和改變反應(yīng)限度嗎？

引入[歷史回眸]初始濃度/mol·L-1平衡濃度/mol·L-1C0(H2)C0(I2)C0(HI)[H2][I2][HI]①0.010670.0119600.0018310.0031290.01767②0.011340.00751000.0045650.00073780.01354③000.010690.0011410.0011410.008410初始濃度/mol·L-1平衡濃度/mol·L-1C0(H2)C0(I2)C0(HI)[H2][I2][HI]④0.012280.00996400.0038410.0015240.01687⑤000.012870.0014330.0014330.01⑥000.037770.0042130.0042130.02934698.6K748.6K

[HI]2[H2]

[I2]54.5054.3254.4348.6248.7148.80

[HI]2[H2]

[I2]_________________[交流·研討]已知反應(yīng)H2(g)＋I(xiàn)2(g)

2HI(g)，△Ｈ<0。在698.6K和748.6K時分別用不同起始濃度的H2、I2(g)、HI進(jìn)行反應(yīng)，達(dá)到平衡后得到以下實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)

【問題探究1】①698.6K時,可逆反應(yīng)H2（g）+I2（g）2HI（g）在3種不同情況下分別達(dá)到限度時的共同特征是什么?748.6K時呢？②你發(fā)現(xiàn)表達(dá)式與方程式H2（g）+I2（g）2HI（g）的關(guān)系了嗎？若對一般的化學(xué)反應(yīng)aA（g）+bB（g）cC（g）+d（g），該表達(dá)式如何表示？化學(xué)平衡常數(shù)概念建立

第2節(jié)化學(xué)反應(yīng)的限度一.化學(xué)平衡常數(shù)（K）K=[C]c[D]d[A]a[B]b1.表達(dá)式：一定溫度下，反應(yīng)aA+bBcC+dD達(dá)到平衡時，為常數(shù)化學(xué)平衡常數(shù)概念建立——定量標(biāo)度化學(xué)反應(yīng)限度對于一給定的化學(xué)反應(yīng)方程式，溫度一定時，K為常數(shù)。[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-]

反應(yīng)K單位11/2N2(g)＋3/2H2(g)NH3(g)

(mol/L)—12N2（g）＋3H2(g)2NH3(g)

32NH3(g)N2(g)＋3H2(g)

(mol/L)24

5FeO(s)＋CO(g)Fe(s)＋CO2(g)

6AgCl(s)Ag＋(aq)＋Cl—(aq)

mol·L-11(mol·L-1)2問題探究2：填寫各反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式，思考以下問題：NH3·H2O(aq)NH4＋(aq)＋OH—(aq)(mol/L)—27H2O(l)H+(aq)+OH-(aq)[H+][OH-](mol/L)2【問題探究2】①對于同一個反應(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)？②分析平衡常數(shù)的單位與反應(yīng)的化學(xué)方程式之間有什么關(guān)系？③對于同一個反應(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？[小結(jié)]使用平衡常數(shù)應(yīng)注意：純固體或純液體不列入平衡常數(shù)的表達(dá)式表達(dá)式和單位都與化學(xué)方程式的書寫方式有關(guān)互逆的兩個反應(yīng)其平衡常數(shù)互為倒數(shù)化學(xué)平衡常數(shù)表達(dá)式[問題探究3]觀察[交流·研討]中數(shù)據(jù)，用“改變”或“不變”回答：①同一反應(yīng)，溫度改變，K（）②同一反應(yīng)，反應(yīng)物的起始濃度改變，K（），平衡狀態(tài)（）請思考：K隨哪些因素的改變而改變？怎樣描述K與平衡狀態(tài)的關(guān)系？影響平衡常數(shù)因素[小結(jié)]2.影響化學(xué)平衡常數(shù)的因素①溫度②化學(xué)方程式的書寫形式

(溫度一定時，K只有一個，而平衡狀態(tài)有若干個)

【鞏固練習(xí)】1.T0C時，反應(yīng)M2N的平衡常數(shù)K＝1①寫出該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)表達(dá)式②該溫度下,反應(yīng)在一定條件下分別達(dá)到表中不同的平衡狀態(tài),請?zhí)顚懴卤碇锌杖钡臄?shù)據(jù)影響平衡常數(shù)因素平衡狀態(tài)序號平衡濃度（mol·L-1化學(xué)平衡常數(shù)的值(K)[M][N]①4②3③【鞏固練習(xí)】2.吸熱反應(yīng)N2(g)+O2(g)2NO(g)，常溫時K=1×10-30,1800℃時，K=6.0×10-4(1)常溫下,測得平衡時N2與O2的濃度均為1mol·L-1，試求

NO的平衡濃度；(2)1800℃時,測得平衡時N2與O2的濃度均為1mol·L-1，試求NO的平衡濃度；(3)1800℃下,測得密閉容器中某一時刻N(yùn)2、O2和NO的濃度分別為2.5mol·L-1、0.4mol·L-1

、0.03mol·L-1

，則：①此時可逆反應(yīng)是否達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)？②若未達(dá)到，反應(yīng)應(yīng)向哪個方向進(jìn)行才能達(dá)到平衡狀態(tài)？影響平衡常數(shù)因素

平衡常數(shù)的意義和應(yīng)用[合作探究]①請歸納如何利用Q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？②常溫下能否利用題2中的化學(xué)反應(yīng)實(shí)現(xiàn)“固氮”?

對照(1)和(2)的結(jié)果,思考K值的大小意味著什么?[小結(jié)]3.平衡常數(shù)的意義

(1)aA+bBcC+dDK=[C]c[D]d[A]a[B]bQ=ca(A)cb(B)cc(C)cd(D)

平衡態(tài)任意態(tài)當(dāng)Q=K時反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)當(dāng)Q>K時當(dāng)Q<K時平衡逆向移動平衡正向移動(2)K與反應(yīng)限度課本P42二、平衡轉(zhuǎn)化率aA+bBcC+dDα(A)=A的初始濃度—A的平衡濃度A的初始濃度×100%=c0(A)—[A]c0(A)×100%1.定義平衡轉(zhuǎn)化率[自學(xué)指導(dǎo)]2.有關(guān)平衡轉(zhuǎn)化率的計算：a.要求平衡常數(shù)和平衡轉(zhuǎn)化率，分別需知道哪些量？

b.解決本題的關(guān)鍵是什么？

c.你能找出解決這類題的一般思路嗎？平衡轉(zhuǎn)化率[例題]800℃時，反應(yīng)CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)從CO(g)和H2O(g)開始，c0(CO)=2mol?L－1

,c0(H2O)=3mol?L－1

。達(dá)到平衡后，[CO2]=1.2mol?L－1

，求反應(yīng)的平衡常數(shù)和CO的平衡轉(zhuǎn)化率。CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)初始濃度(mol?L－1)

平衡濃度(mol?L－1)

2300

0.81.81.21.2K=[CO2][H2][CO][H2O]=1.2mol?L－1×1.2mol?L－10.8mol?L－1×1.8mol?L－1=1轉(zhuǎn)化濃度(mol?L－1)

1.21.21.21.2α(CO)=c0(CO)—[CO]/c0(CO)=（2mol?L－1

—0.8

mol?L－1）/2

mol?L－1

=60%【小結(jié)】一般思路——“列三行”法

a.寫出化學(xué)方程式

b.分別將初始濃度、變化濃度、平衡濃度表示出來

c.根據(jù)公式列出方程，解方程平衡常數(shù)與平衡轉(zhuǎn)化率的關(guān)系

一個已標(biāo)明化學(xué)方程式的化學(xué)反應(yīng)，在溫度一定時平衡常數(shù)只有一個，但不同反應(yīng)物的平衡轉(zhuǎn)化率可能不同。因?yàn)槌藴囟韧?，平衡轉(zhuǎn)化率還要受自身初始濃度、其他反應(yīng)物濃度等諸多因素的影響.平衡轉(zhuǎn)化率[鞏固提升]在[歷史回眸]材料中,如果哈伯在實(shí)驗(yàn)時，在其密閉反應(yīng)器中加入1molN2和1molH2，反應(yīng)達(dá)到了一定的限度,哈伯測得平衡后氨的體積分?jǐn)?shù)為6%.通過本節(jié)課的學(xué)習(xí):(1)你能說出哪些定量描述該反應(yīng)限度的方法?(2)試用其中一種方法表示該限度?(學(xué)生分組求)化學(xué)平衡常數(shù)平衡轉(zhuǎn)化率

定量描述外界條件對化學(xué)平衡的影響化學(xué)反應(yīng)的限度