高中化学 第2章 化学反应的方向、限度与速率 2.2 化学反应限度课件1 鲁科版选修4.ppt

第2节化学反应的限度 就是在一定条件下的可逆反应里 当正反应速率与逆反应速率相等时 反应混合物中各组分的浓度或含量保持不变的状态 化学平衡状态是一定条件下的可逆反应进行到的最大限度 知识回顾 化学平衡状态 例一定温度下在容积恒定的密闭容 器中 进行如下可逆反应 a s 2b g c g d g 下列 叙述能表明该反应已达到平衡状态的是 a 混合气体的密度不再变化时 容器内气体的压强不再 变化时 b物质的量 浓度不再变化时 当v正 b 2v逆 c 时 a b c d 只有 解析 由于a是固体 混合气体的密度不再发生变化 说明混合气体总质量保持不变 反应达到化学平衡 由于该可逆反应反应前后气体分子总数保持不变 压强不变无法判断反应是否处于化学平衡 v正 v逆表明该可逆反应达到化学平衡态 可以判断该反应处于化学平衡状态 动 化学平衡是一种动态平衡 定 反应混合物中各组成的浓度保持不变 变 当外界条件 c p t 改变时 v正 v逆 平衡发生改变 化学平衡的特征 等 v正 v逆 0 标志 如何定量描述化学反应的限度 活动探究 已知反应h2 g i2 g 2hi g 0 现在698 6k和798 6k时分别用不同起始浓度的h2 i2 g hi进行反应 平衡后得到以下实验数据 c b 表示反应体系中物质b任意状态时的浓度 c0 b 表示物质b的初始浓度 b 表示物质b在化学平衡时的浓度 活动探究 已知反应h2 g i2 g 2hi g 0 现在698 6k和798 6k时分别用不同起始浓度的h2 i2 g hi进行反应 平衡后得到以下实验数据 3084 2 3503 6459 5 966 037 850 149 1114 72 54 4928 54 6067 54 3060 8 2883 8 3013 8 2627 nh3 n2 1 2 h2 3 2 nh3 2 n2 h2 3 n2 h2 3 nh3 2 nh4 aq oh aq nh3 h2o aq co2 g co g ag aq cl aq mol l 1 1 mol l 1 2 mol l 1 2 mol l 1 mol l 1 2 1 试一试 2 使用平衡常数时应该注意 1 对于给定的可逆反应 化学平衡常数是一个只与温度有关的常数 与各物质起始的量无关 2 表达式中各物质的浓度均为平衡时的物质的量浓度 3 对于有纯固体或溶剂参加的反应 它们的浓度一般不列入平衡常数的表达式中 4 平衡常数的表达式与化学方程式的书写方式有关 且单位与化学方程式的表示形式一一对应 5 对于给定的某可逆反应 其正 逆反应的平衡常数互为倒数 3 平衡常数的意义 1 对于同类型反应 平衡常数的大小反映了化学反应可能进行的程度 即反应限度 平衡常数的数值越大 说明反应进行得越完全 2 借助平衡常数 可以判断一定条件下的某可逆反应是否达到平衡状态 对于化学反应aa bbcc dd的任意状态 cc c cd d ca a cb b 称为浓度商 q 若q k 则说明该反应已经达到平衡状态 v正 v逆 若q k 则说明该反应没有达到平衡状态 即 若q k 反应正向进行 v正 v逆 若q k 反应逆向进行 v正 v逆 如果反应的平衡常数的数值在105左右 通常认为反应可进行得比较完全 相反 如果一个反应的平衡常数数值在10 5左右 则认为这个反应很难进行 小资料 例题298k时 向某密闭容器中充入n2 o2发生反应n2 g o2 g 2no g 达到平衡 写出该反应的平衡常数表达式 若298k时 k 1 10 30 测得平衡时n2与o2的浓度均为1mol l 试求no的平衡浓度 保持温度不变 测得某一时刻 n2 o2 no浓度分别为10mol l 10mol l 1 10 5mol l 此时该反应是否达到平衡状态 若要达到平衡 反应应向方向进行 为什么 由 的计算结果 你推测该反应进行的程度如何 若假设此温度下k 1 1030 则no的平衡浓度为多大 此时反应进行的程度又如何 k no 2 n2 o2 1 10 15mol l 1 逆 q 1 10 12 k 巩固练习 1 恒温下 在容积为2l的恒容密闭容器a中通入1moln2与1molh2的混合气体 发生如下反应 n2 g 3h2 g 2nh3 g 0 一段时间后 达到平衡 若平衡时氨气的物质的量为0 4mol 1 计算此温度时该反应的k值为 2 若在此温度下 向另一容积为1l的恒容容器b中按物质的量分别为2mol 1mol 1mol充入n2 h2 nh3 此时 该反应是否处于平衡状态 填 是 或 否 此时 反应向方向进行 3 若降低a容器的温度 该反应k值 填 增大 减小 或 不变 12 5 否 正 增大 2 在一定体积的密闭容器中 进行如下反应 co h2o g co2 h2 h 0 其化学平衡常数k与温度t的关系如下表 写出反应的平衡常数表达式 某温度下 平衡浓度符合下式 co2 h2 co h2o 试判断此时的温度为 若维持此温度不变 测得密闭容器中h2o g co2 h2的平衡浓度分别为1 8mol l 1 2mol l 1 2mol l 则co平衡浓度为 k co2 h2 co h2o 830k 0 8mol l 化学反应2so2 g o2 g 2so3 g 是工业制造硫酸的基本反应 将0 050molso2 g 和0 030molo2 g 注入体积为1 0l的密闭反应器 并置于温度为850k的恒温环境中 达到化学平衡后 测得反应器中有0 044molso3 g 求850k时该反应的平衡常数 例题 解 依题意可得2so2 g o2 g 2so3 g 初始浓度 mol l 10 0500 0300平衡浓度 mol l 10 050 0 044 0 0060 030 0 022 0 0080 044k so3 2 so2 2 o2 0 044mol l 1 2 0 006mol l 1 2 0 008mol l 1 6 7 103mol 1 l答 850k时该反应的平衡常数为6 7 103mol 1 l 有关化学平衡计算的思路 平衡浓度的求算是一个关键环节 一般的思路是 1 设反应物的转化量为x 2 根据方程式中的系数关系用含x的式子表示出各物质的平衡浓度 3 通过平衡常数表达式列出方程式 4 求解所列的方程式 格式 一般采用对应化学方程式罗列三项式 起始浓度 量 转化浓度 量 平衡浓度 量 或者罗列二项式 起始浓度 量 和平衡浓度 量 注意 1 计算时要写出原始公式 2 计算时数据要带入单位 1200 时测得反应h2 g co2 g h2o g co g 的平衡常数k为2 25 若反应从h2 g 和co2 g 开始 且h2 g 和co2 g 的初始浓度为0 0100mol l 1时 计算各物质的平衡浓度 迁移应用 思路分析 已知条件 平衡常数k为2 25 h2 g 和co2 g 的初始浓度为0 0100mol l 1问题 各物质的平衡浓度 依据 1 化学方程式中的变化量h2 g co2 g h2o g co g 起始浓度 已知 变化浓度 起始浓度 平衡浓度 且与系数成正比平衡浓度 未知 2 根据平衡常数与平衡浓度的关系 化学方程式中变化的量与系数之间的关系建立等式 解 设平衡时生成的h2o g 的浓度为x 依题意可得h2 g co2 g h2o g co g 初始浓度0 0100mol l 10 0100mol l 10mol l 10mol l 1平衡浓度0 0100mol l 1 x0 0100mol l 1 xxxk h2