第二節(jié)化學反應的限度

第一課時復習可逆反應想一想

可逆反應進行到一定程度就會達到平衡狀態(tài)，你知道這時平衡體系中反應物和生成物各占多少嗎？反應到底進行到什么程度？

為更準確的了解可逆反應的進程，定量的描述化學反應的限度，我們將學習一個新的概念——

化學平衡常數(shù)序號起始時濃度mol/L698.6K平衡時濃度mol/L698.6K平衡時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)計算出平衡時的值，并分析其中規(guī)律。符號表示?交流·研討730.6K換一個溫度下（730.6K）規(guī)律小結(jié)通過分析實驗數(shù)據(jù)得出：(1)溫度相同時，達到化學平衡狀態(tài)為一常數(shù)；(2)這個常數(shù)與反應的起始濃度大小無關，只與溫度T有關；(3)這個常數(shù)與正向建立還是逆向建立平衡無關即與平衡建立的過程無關。一、化學平衡常數(shù)K=定義：在一定溫度時，當一個可逆反應達到平衡狀態(tài)時，生成物平衡濃度的冪之積與反應物平衡濃度的冪之積的比值是一個常數(shù)，這個常數(shù)稱為化學平衡常數(shù),簡稱平衡常數(shù)。aA+bBcC+dD練習：試寫出下列反應的濃度平衡常數(shù)的數(shù)學表達式：

2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)催化劑書寫平衡常數(shù)關系式規(guī)則一

如果反應中有固體和溶劑參加，它們的濃度不應寫在平衡關系式中，因為它們的濃度是固定不變的，化學平衡關系式中只包括氣態(tài)物質(zhì)和溶液中各溶質(zhì)的濃度。

如:CaCO3(s)

CaO(s)+CO2(g)

K=[CO2]學海無涯

平衡常數(shù)K的意義平衡常數(shù)的大小反映了化學反應可能進行的程度，平衡常數(shù)的數(shù)值越大，說明反應進行得越完全。一般說來，如果一個反應的平衡常數(shù)大于105，通常認為反應可以進行得較完全；相反，如果一個反應的平衡常數(shù)小于10－5，則認為這個反應很難進行。書P43寫出下表中各反應的平衡常數(shù)表達式。反應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)書山有路mol·L－11(mol·L－1)2我思故我在對于一個反應，其平衡常數(shù)的表達式是唯一的嗎？平衡常數(shù)的表達式與哪些因素有關？對于一個反應，其正反應和逆反應的平衡常數(shù)之間有什么關系？書寫平衡常數(shù)關系式的規(guī)則二同一個可逆反應，平衡常數(shù)的表達式不是唯一的，它與化學方程式的書寫方式有關。書寫方式不同，各反應物、生成物的化學計量數(shù)不同，平衡常數(shù)表達式就不同。每個化學方程式都有自己的平衡常數(shù)關系式及相應的平衡常數(shù)。對于同一個反應，正反應和逆反應的平衡常數(shù)互為倒數(shù)。平衡常數(shù)的單位與化學方程式表示形式相對應?？偨Y(jié)：★多重平衡規(guī)則

若干方程式相加(減)，則總反應的平衡常數(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化學平衡常數(shù)的重要應用

aA+bBcC+dD=KQ=濃度商當Q＞K時，反應會逆向進行達到平衡。當Q=K時，反應為平衡狀態(tài)，平衡不移動。當Q＜K時，反應要正向進行達到平衡。

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

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

(后略)

化學反應進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生成甲醇(催化劑為Cu2O/ZnO)：

CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g)(1)反應達到平衡時,平衡常數(shù)表達式K=＿＿＿＿＿,升高溫度,K值＿＿＿(填“增大”“減小”或“不變”)。（后略）300℃500℃otBtA時間(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)境化學當前的重要研究內(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(p)的關系如圖所示。α0.850.800.100.50p/MPaAB根據(jù)圖示回答下列問題:①將2.0molSO2和1.0molO2置于10L密閉容器中,反應達平衡后體系總壓強為0.10MPa.該反應的平衡常數(shù)等于＿＿＿＿②平衡狀態(tài)由A變到B時,平衡常數(shù)K(A)＿＿K(B)(填“>”“<”或“=”)=800作業(yè)：

導與學本節(jié)夯實雙基（一）第2節(jié)化學反應的限度

(二)

用平衡常數(shù)來表示反應的限度有時不夠直觀，常用平衡轉(zhuǎn)化率α來表示反應限度。表達式：反應物A的平衡轉(zhuǎn)化率：二、平衡轉(zhuǎn)化率

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

對于可逆反應達到平衡后各物質(zhì)的濃度變化關系，在計算中注意：（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在化學方程式中相應的化學計量數(shù)之比。△c(A):△c(D)=a:d（1）反應物：平衡濃度=初始濃度-轉(zhuǎn)化濃度；反應物A:[A]=c0(A)-△c(A)與平衡常數(shù)有關的計算(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：對于反應2SO2(g)+O2(g)2SO3(g),是硫酸制造工業(yè)的基本反應。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，達到平衡狀態(tài)后，測得容器中有0.044mol的SO3(g)。試求在該溫度下：（1）此反應的平衡常數(shù)。（2）求SO2(g)和O2(g)的平衡轉(zhuǎn)化率。注：溫度一定時，對于一個化學反應，平衡常數(shù)雖然一定，但不同的反應物的平衡轉(zhuǎn)化率可能不同。不能脫離具體的反應物談平衡轉(zhuǎn)化率。練習1.在密閉容器中，將NO2加熱到某溫度時，可進行如下反應：2NO22NO+O2，在平衡時各物質(zhì)的濃度分別是：[NO2]=0.06mol/L,[NO]=0.24mol/L,[O2]=0.12mol/L.試求：（1）該溫度下反應的平衡常數(shù)。（2）開始時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℃時測得下列反應達平衡時,k=2.25.CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)。若反應從CO2(g)和H2(g)開始，且CO2(g)和H2(g)的初始濃度均為0.0100mol/L。試計算各物質(zhì)的平衡濃度及CO2(g)和H2(g)平衡轉(zhuǎn)化率。練習2:在2L的容器中充入1molCO和1molH2O(g),發(fā)生反應：CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)800℃時反應達平衡,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】提高某種反應物的濃度，可以提高另一種反應物的轉(zhuǎn)化率，但卻降低了該種反應物的轉(zhuǎn)化率。實際中可以增大某種便宜的反應物的量從而達到提高較貴的反應物的轉(zhuǎn)化率，獲得更多產(chǎn)物的目的。作業(yè)：（1）書P52第三、六題交?。?）導與學知識鏈接

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)表示反應體系中物質(zhì)B任意狀態(tài)時的濃度，用c0(B)表示物質(zhì)B的初始濃度，用［B］表示物質(zhì)B在化學平衡狀態(tài)時的濃度。第二節(jié)化學反應的限度

第三課時平衡常數(shù)K的意義及應用1、根據(jù)K的大小判斷反應進行的程度。

K值越大，反應越完全；

K值越小，反應越不完全

2、判斷反應是否達到平衡或反應進行的方向

。

Q=K處于平衡狀態(tài)V正=V逆

Q>K反應向逆向進行V正<V逆

Q<K

反應向正向進行V正>V逆

“大正小逆”1、化學平衡的概念

在一定條件下的可逆反應里，正反應和逆反應速率相等，反應混合物中各組分的濃度保持不變的狀態(tài)。它的建立與反應途徑無關，從正反應或逆反應開始都可以建立平衡狀態(tài)。2、化學平衡特征（“五個字”）動：

V正=V逆≠0，動態(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)生移動而建立新的平衡。逆：指可逆反應。等：V正=V逆

三、化學反應平衡狀態(tài)

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

2、間接：（相關物理量恒定不變）①壓強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(4)定

(5)變討論：怎樣判斷一個可逆反應是否達到平衡狀態(tài)？B練習１、下列說法中可以充分說明反應:P(氣)+Q(氣)R(氣)+S(氣),在恒溫下已達平衡狀態(tài)的是（）反應容器內(nèi)壓強不隨時間變化

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

已達平衡狀態(tài)的是()A.1個N≡N鍵斷裂的同時,有3個H－H鍵形成B.1個N≡N鍵斷裂的同時,有3個H－H鍵斷裂C.1個N≡N鍵斷裂的同時,有6個N－H鍵斷裂D.1個N≡N鍵斷裂的同時,有6個N－H鍵形成AC4、平衡移動平衡移動原因：反應條件改變引起結(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）向正反應方向移動方向V(正）＝V（逆）原平衡不移動

V(正）＜V（逆）向逆反應方向移動討論：怎樣判斷一個可逆反應改變條件時平衡是否發(fā)生移動和平衡移動方向？影響移動因素溫度：升高(或降低)溫度，平衡向吸熱

(或放熱)方向移動濃度:增大反應物濃度或減小生成物濃度，平衡向正反應方向移動壓強：增大(或減小)壓強，平衡向氣體體積縮小(或擴大)的方向移動催化劑：對化學平衡狀態(tài)無影響4、影響化學平衡的因素P51改變溫度，升溫有利于平衡向吸熱方向移動降溫有利于平衡向放熱方向移動改變濃度，若Q<K，平衡正向移動；若Q>K，平衡逆向移動改變壓強，若Q<K，平衡正向移動；若Q>K，平衡逆向移動

催化劑，平衡不移動

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

移動；通入惰性氣體（指不與混合體系中物質(zhì)反應的氣體），則平衡

移動。②若容器中氣體的壓強保持不變，則通入惰性氣體時，平衡

移動。

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

A.不變B.增大

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

A.不變B.增大

C.減小D.無法判斷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：2NO2(g)N2O4(g)達到平衡時，再向容器內(nèi)通入一定量的NO2(g)，重新達到平衡后，與第一次平衡時相比，NO2的體積分數(shù)（）

A.不變B.增大

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