高中化学 第二章 化学反应的方向、限度与速率 2.2 化学反应的限度教学课件 鲁科版选修4.ppt

第2节化学反应的限度 化学反应中 反应物能全部转化为生成物吗 举例说明 有些化学反应能进行完全 如镁的燃烧 钠与水的反应 有些化学反应不能进行完全 如合成氨 二氧化硫的催化氧化等 定义 在相同条件下同时向正 反两个方向进行的反应称可逆反应 1 不能进行到底 有一定限度 2 正反两个方向的反应在同时进行 3 一定条件下 正逆反应达平衡 化学反应限度决定原料利用率和产品的产率 因此 研究可逆反应 提高化学反应的限度具有重要意义 人们利用可逆反应进行化工生产时要同时考虑两个因素 54 50 54 61 54 43 54 16 54 32 问题 请分析计算所得数据 寻找其中的规律 不管h2 i2和hi的初始浓度是多大 只要保持反应体系的温度不变 达到化学平衡状态后 就为常数 我们通常把这个常数称为化学平衡常数 在一定温度下 某个可逆反应达到平衡时 产物浓度系数次方的乘积与反应物浓度系数次方的乘积之比是一个常数 这个常数称为化学平衡常数 k 对于任一可逆反应 aa g bb g cc g dd g 试写出其化学平衡常数的表达式 注意 对于纯固体和纯液体参加的反应 不列入平衡常数表达式中 表达式中只包括气态物质和溶液中各溶质的浓度 1 写出反应 2so2 g o2 g 2so3 g 的化学平衡常数表达式 2 写出反应 feo s co g fe s co2 g 的化学平衡常数表达式 问题 通过上面的练习 你在书写平衡表达式时有了哪些发现 1 平衡常数的表达式与反应方程式的书写方式有关 1 与物质的系数有关 2 正 逆反应的平衡常数互为倒数k正 1 k逆 2 平衡常数k有单位 且k的单位与反应式的书写也有关系 3 有纯固体或纯液体参与的化学反应 它们的浓度视为常数 不列入平衡常数的表达式 只有溶液和气体的浓度列入表达式 注意 k的值与反应物的起始浓度无关 只随温度变化而变化 在2000k时 反应co g 1 2o2 g co2 g 的平衡常数为k1 则相同温度下反应2co2 g 2co g o2 g 的平衡常数k2为 a 1 k1b k12c 1 k12d k1 1 2 c 1 在相同的温度下 已知反应 n2 g o2 g 2no g 平衡常数k 3 84 10 31 2so2 g o2 g 2so3平衡常数k 3 1 1026 mol l 1 则在该温度下 两个化学反应的反应程度之间的关系为 a b c d 不能确定 b 1 判断反应进行的程度 估计反应的可能性 k值越大 反应越完全 k值越小 反应越不完全 2 判断反应进行的方向 判断反应是否达到平衡状态 化学反应任意时刻 产物浓度系数次方的乘积与反应物浓度系数次方的乘积之比称为浓度商 用符号qc表示 如何利用q和k的相对大小判断反应是否达到平衡或反应进行的方向 1 根据k的大小判断反应进行的程度 2 判断反应是否达到平衡或反应进行的方向 q k处于平衡状态v正 v逆q k反应向逆向进行v正v逆 某温度下so3的转化反应的 45 89 下面三个混合体系中各物质的浓度 mol l 如下表 试判断各体系是否达到平衡状态 298k时 某密闭容器中反应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 测得反应进行的某一时刻 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 no 1 10 15mol l 逆 qc k 张同学是高二化学兴趣小组的成员 在学习化学平衡常数之后他仿照课本中的表格在实验室进行化学平衡常数的探究 测量了一组初始浓度和平衡浓度 数据如下 张同学发现对应平衡常数的数值不一样了 你能帮他找出其中的原因吗 h2 g i2 g 2hi g 温度改变 平衡常数也发生改变 用平衡常数来表示反应的限度有时不够直观 常用平衡转化率 来表示反应限度 表达式 反应物a的平衡转化率 二 平衡转化率 定义 平衡时已转化了的某反应物的量与转化前该反应物的量之比 例 反应co h2o h2 co2在773k时平衡常数k 9 如反应开始c h2o c co 0 020mol l 1求co的转化率 解 co h2o h2 co2初始0 020 0200变化xxxx平衡0 02 x0 02 xxxk x 0 02 x 2 9x 0 02 x 3解得x 0 015mol l 1转化率 0 015 0 020 100 75 1 已知初始浓度和平衡浓度求平衡常数和平衡转化率 注 温度一定时 对于一个化学反应 平衡常数虽然一定 但不同的反应物的平衡转化率可能不同 不能脱离具体的反应物谈平衡转化率 1 1 92 2 0 3mol l 3 80 2 已知平衡转化率和初始浓度求平衡常数 1 1 2 61 3 1 0 025mol l 50 co 1 6mol l 66 7 h2o 2 3 33 3 co 0 1mol l 80 h2o 1 6 20 4 8 9mol 3 已知平衡常数和初始浓度求平衡浓度及转化率 练吧 1 在某温度下 可逆反应 ma g nb g pc g qd g 的平衡常数为 下列说法正确的是 越大 达到平衡时 反应进行的程度越大 越小 达到平衡时 反应物的转化率越大 随反应物浓度改变而改变 随温度改变而改变 2 在一定体积密闭容器中 进行如下反应 co2 g h2 g co g h2o g 其平衡常数 和温度t的关系如下 1 k的表达式为 2 该反应为反应 吸热 或 放热 吸热 3 能判断该反应是否达到化学平衡状态的依据 容器中压强不变 混合气体中 浓度不变 v h2 正 v h2o 逆d c co2 c co 4 若c co2 c h2 c co c h2o 此时温度为 bc 830 c 温度对化学平衡的影响 2no2 g n2o4 g h 57 2kj mol 1红棕色无色 降温 颜色变浅 升温 颜色变深 减小 增大 正向 逆向 三 反应条件对化学平衡的影响 升高温度 平衡向吸热方向移动 降低温度 平衡向放热方向移动 交流研讨 温度对化学平衡的影响是否改变平衡常数 交流研讨 温度对化学平衡的影响是通过改变平衡常数实现的 在一定体积的密闭容器中 反应co2 g h2 g co g h2o g 的化学平衡常数和温度的关系如下表 回答下列问题 1 该反应的化学平衡常数表达式k 2 该反应的正反应为反应 填 吸热 或 放热 3 某温度下 平衡浓度符合下式 c co2 c h2 c co c h2o 可判断此时的温度为 吸热 830 迁移应用 请根据反应fe3 aq 3scn aq fe scn 3 aq 的平衡常数k与浓度商q 的关系 讨论改变反应物或生成物浓度对化学平衡的影响 q k 正向 q k 逆向 交流研讨 改变浓度 若qk 平衡逆向移动 移动方向由q和k的相对大小来判定 请根据提供的试剂和仪器 按照设计的实验方案证明上述预测 试剂 0 01mol lfecl3溶液 0 03mol lkscn溶液 1mol lfecl3溶液 1mol lkscn溶液仪器 胶头滴管 点滴板等 溶液呈血红色后加深 溶液呈血红色后加深 fe3 aq 3scn aq fe scn 3 aq 平衡正向移动 平衡正向移动 总结 影响化学平衡的因素 升高温度 平衡向 方向移动 降低温度 平衡向 方向移动 改变浓度 若qk 平衡 移动 改变压强 若qk 平衡 移动 催化剂 平衡不移动 吸热 放热 正向 逆向 正向 逆向 改变压强实质是同时改变了平衡体系中各组分的浓度 例1 在一定条件下 反应2no o22no2达到平衡的标志是 a no o2 no2分子数目比是2 1 2b 反应混合物中各组分物质的浓度相等c 混合气体的颜色不再变化d 混合气体的平均相对分子质量不变 cd 平衡体系中各组分的浓度 或物质的量 不再改变 例2 已知反应mx g ny g qz g hq 在恒容密闭容器中反应达到平衡时 下列说法正确的是 a 通入稀有气体使压强增大 平衡将正向移动b x的正反应速率是y的逆反应速率的m n倍c 降低温度 混合气体的平均相对分子质量变小d 增加x的物质的量 y的转化率降低 b 1 关节炎病因是在关节滑液中形成尿酸钠晶体 尤其在寒冷季节易诱发关节疼痛 其化学机理为 hur h2our h3o 尿酸尿酸根离子 ur aq na aq naur s 下列对反应 叙述中正确的是 a 正反应的 h 0b 正反应的 h 0c 升高温度 平衡正向移动d 降低温度 平衡正向移动 练习 bd 2 反应2a g b g 2c g h 0 下列反应有利于生成c的是 a 低温 低压b 低温 高压c 高温 高压d 高温 低压 c 练习 3 某温度下 体积一定的密闭容器中进行如下可逆反应 x g y g z g w s h 0 下列叙述正确的是 a 加入少量w 逆反应速率增大b 当容器中气体压强不变时 反应达到平衡c 升高温度 平衡逆向移动d 平衡后加入x 上述反应的 h增大 b 练习 练习 4 铬酸钾 k2cro4 与重铬酸钾 k2cr2o7 有如下转化 2cro42 2h cr2o72 h2o黄色橙红色已知重铬酸钾的稀溶液呈橙红色 1 向重铬酸钾的稀溶液中加入naoh 溶液呈 色 2 向 1 的溶液中再加入过量的h2so4 溶液呈 色 3 向重铬酸钾的稀溶液中加入ba no3 2溶液 bacro4为黄色沉淀 则平衡向 移动 填 左 或 右 黄 橙红 左 5 在一定条件下 反应h2 g br2 g 2hbr g 的 h 0 达到化学平衡状态且其它条件不变时 1 如果升高温度 平衡混合物的颜色 2 如果在体积固定的容器中加入一定量的氢气 化学平衡 移动 br2 g 的平衡转化率 变大 变小或不变 变深 正向 变大 练习 精题点拨 在一定条件下 反应co no2co2 no达到平衡后 降低温度 混合气体的颜色变浅 下列判断正确的是 a 正反应为吸热反应b 正反应为放热反应c co的平衡转化率降低d 各物质的浓度不变 b a 达到平衡后 若使用催化剂 c的质量分数增大b 平衡后 若升高温度 则平衡向逆反应方向移动c 平衡后 增大a的量 有利于平衡正向移动d 化学方程式中一定有n p q 可逆反应ma s nb g pc g qd g 反应中 当其它条件不变时 c的质量分数与温度 t 和压强 p 的关系如上图 根据图中曲线分析 判断下列叙述中正确的是 b 2so2 g o2 g 2so3 g h 197 8kj