第二章限度速率.doc

化学平衡常数【学习目标】：1、化学平衡常数的概念2、运用化学平衡常数对化学反应进行的程度判断3、运用化学平衡常数进行计算，转化率的计算4、正确理解浓度、温度对化学平衡的影响，并能利用勒夏特列原理加以解释。一、化学平衡常数1、定义： 。这个常数就是该反应的化学平衡常数（简称平衡常数）2、表达式：对于一般的可逆反应，mA（g）+ nB（g）pC（g）+ qD（g）当在一定温度下达到平衡时，K= 3、平衡常数的意义：（1）平衡常数的大小反映了化学反应进行的 （也叫 ）。K值越大，表示反应进行得 ，反应物转化率 ；K值越小，表示反应进行得 ，反应物转化率 。（2）判断正在进行的可逆是否平衡及反应向何方向进行：对于可逆反应：mA(g)+ nB(g)pC(g)+ qD(g)，在一定的温度下的任意时刻，反应物的浓度和生成物的浓度有如下关系：Qc=Cp(C)Cq(D)/Cm(A)Cn(B)，叫该反应的浓度商。QcK ，反应向 进行QcK ，反应处于平衡状态QcK ，反应向 进行（3）利用可判断反应的热效应若升高温度，值增大，则正反应为 反应(填“吸热”或“放热”)。若升高温度，值减小，则正反应为 反应(填“吸热”或“放热”)。二、使用平衡常数应注意的几个问题：、化学平衡常数只与 有关，与反应物或生成物的浓度无关。2、在平衡常数表达式中：水(液态)的浓度、固体物质的浓度不写 C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)，K= Fe(s)+CO(g)Fe(s)+CO2(g)，K= 3、化学平衡常数表达式与化学方程式的书写有关例如：N2(g)+3H2(g)2NH3(g)的平衡常数为K1，1/2N2(g)+3/2H2(g)NH3(g)的平衡常数为K2，NH3(g)1/2N2(g)+3/2H2(g)的平衡常数为K3；写出K1和K2的关系式： 。 写出K2和K3的关系式： 。 写出K1和K3的关系式： 。三、某个指定反应物的转化率转化率越大，反应越完全！四、有关化学平衡常数的计算：【探究一】：温度对化学平衡的影响 结论： 【探究二】：探究浓度变化对化学平衡的影响 结论： 【探究三】探究压强对化学平衡的影响 结论： 【练习】：1、现有一定温度下的密闭容器中存在如下反应：CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)，知CO和H2O的起始浓度均为2mol/L经测定该反应在该温度下的平衡常数K=2.60，试判断，（1）当CO转化率为50时，该反应是否达到平衡状态，若未达到，哪个方向进行？（2）达平衡状态时，CO的转化率应为多少？（3）当CO的起始浓度仍为2mol/L，H2O的起始浓度为6mol/L时，CO的转化率为多少？(答案:（1）不平衡,反应向正方向进行,（2）61.7% （3）86.5%)2、在一定体积的密闭容器中，进行如下反应：CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)，其化学平衡常数K和温度t的关系如下表所示：t70080083010001200K0.60.91.01.72.6回答下列问题：该反应化学平衡常数的表达式：K= c(CO)c(H2O)/c(CO2)c(H2) ；该反应为 吸热 （填“吸热”或“放热”）反应；下列说法中能说明该反应达平衡状态的是 B A、容器中压强不变 B、混合气体中c(CO)不变C、混合气体的密度不变 D、c(CO) = c(CO2)E、化学平衡常数K不变 F、单位时间内生成CO的分子数与生成H2O的分子数相等某温度下，各物质的平衡浓度符合下式：c(CO2)c(H2)=c(CO)c(H2O)，试判此时的温度为 830 。 化学反应的限度 【学习目标】1.理解可逆反应、化学平衡的含义、掌握化学平衡与化学反应速率的关系。2.理解化学平衡移动，掌握外界条件对化学平衡的影响。【学习过程】探究一：可逆反应：w.w.w.g.k.x.x.c.o.m根据课本图226所示，SO2和O2反应生成SO3的反应方程式表示为，在反应体系中存在的分子有。可逆反应：。在可逆反应方程式中用号表示。通常把叫正反应，把叫逆反应。试写出常见的可逆反应方程式：、。练习：判断下列反应是否为可逆反应？2H2+O22H2O2H2O2H2+O2N2+3H22NH32NH3N2+3H2SO2+H2OH2SO3H2SO3SO2+H2O由此可知，判断可逆反应必须在下，才能同时向和两个方向进行。探究二：化学反应的限度化学平衡的建立在反应2SO2+O2 2SO3中SO2和O2的起始浓度分别为2molL1、1molL1，此时正反应速率v正，逆反应速率v逆为。反应过程中，反应物浓度，正反应速率，生成物浓度，逆反应速率。最终在时刻t时反应物浓度不再。生成物浓度不再。正反应速率和逆反应速率。反应是否停止？，在下图中画出速率时间图：总结：1.化学平衡：_。2.化学平衡的特征：逆：即化学平衡的研究对象是动：即化学平衡是二种，即v正，v逆0，反应并未。w.w.w.g.k.x.x.c.o.m等：即v正v逆，同一物质的消耗速率与生成速率，用不同物质表示的速率不一定，但速率之比等于。定：在达化学平衡的混合体系中，各组成成分的含量，不随时间的改变而改变。变：化学平衡是在下的平衡，当外界条件改变时，化学平衡会发生。【典题解悟】例1 一定条件下，向一带活塞的密闭容器中充入2mol SO2和1molO2，发生下列反应：2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g)达到平衡后改变下述条件，SO3气体平衡浓度不改变的是A 保持温度和容器体积不变，充入1mol SO2(g)B 保持温度和容器内压强不变，充入1mol SO3(g)C 保持温度和容器内压强不变，充入1mol O2(g)D 保持温度和容器内压强不变，充入1mol Ar(g)答案：B例2 在一定温度不同压强（p1p2）下，可逆反应2X(g) 2Y(g)Z(g)中，生成物Z在反应混合物中的体积分数（）与反应时间（t）的关系有以下图示，正确的是P1P2BP1P2CP1P2AP1P2Dtttt答案：B【当堂检测】1. 在一密闭容器中充入一定量的H2和N2发生反应N2+3H2 2NH3 ，经测定3秒末的氢气的反应速率为0.3molL1S1，则6秒末NH3的浓度为 （ ）A1.2mol/LB大于1.2mol/LC小于1.2mol/LD不能确定2. 有如下反应：mA(g) nB(g)Q当加压后，反应速率如图所示，推断系数m和n 关系是 （ ）AmnBmnCm=nD无法确定3. 一定温度下，向一个容积为2L的事先装入催化剂的真空密闭容器中通入1mol氮气和3mol氢气，3min后测得容器内的压强是起始时压强的0.9倍，在此时间内，用氢气的量的变化来表示该反应的平均速率为（ ）A0.2molL-1min-1B0.6molL-1min-1C0.1molL-1min-1 D0.3molL-1min-14. 在a、b两个相同的容器中，分别加入相同量的A和B，发生可逆反应：A(g)+2B(g) 3C(g)(正反应为放热反应)，两容器中C的体积分数与时间的关系如图所示，则a、b两曲线不同的可能原因是 （ ）Aa的温度高于bBa使用了催化剂，而b未用Ca的压强大于bDa的温度低于b5. 可逆反应mX(g)+nY(g) pZ(g),在不同的温度（T1、T2）和不同的压强（P1、P2）下，产物Z的物质的量(n)与时间(t)的关系如图所示，则下列判断正确的是 （ ）Am+npC增大压强平衡向正反应方向移动D升高温度平衡向正反应方向移动6. 将固体NH4I置于密闭容器中，在某温度下发生下列反应：NH4I（s） NH3(g)+HI(g)。当达到平衡时，c(H2)=0.5molL1，c(HI)=3molL1，则NH3的浓度为 （ ）A3.5molL1B4molL1 C4.5molL1D5molL1 7. 二氧化氮存在下列平衡：2NO2 N2O4 在测定NO2的相对分子质量时，下列条件中较为适宜的是 A.温度130、压强3.03105Pa B.温度 25、压强1.01105Pa C.温度130、压强5.05104Pa D.温度 0、压强5.05104Pa8. 在一定体积的密闭容器中放入3L 气体R和5L气体Q，在一定条件下发生反应 2R(g)+5Q(g) 4X(g)+nY(g) 反应完全后，容器温度不变，混合气体压强是原来的87.5%，则化学方程式中的n值是 A.2 B.3 C.4 D.5 9. 某容积可变的密闭容器中放入一定量的A和B的混合气体, 在一定条件下发生反应:A(气)+2B(气)=2C(气).若维持温度和压强不变,当达到平衡时, 容器的体积为V,此时C气体的体积占40%,则下列推断正确的是 A.原混合气体的体积为1.1V B.原混合气体体积为1.2V C.反应达到平衡时,气体A消耗了0.2V D.反应达到平衡时,气体B消耗了0.2V 10. 将2mol H2O和2molCO置于1L容器中，在一定条件下，加热至高温，发生如下可逆反应： 2H2O（g） 2H2+O2 2CO+O2 2CO2 （1）当上述系统达到平衡时，欲求混合气体的平衡组成，则至少还需要知道两种气体的平衡浓度，但这两种气体不能同时是_和_，或_和_。（填它们的分子式）（2）若平衡时O2和CO2的物质的量分别为n（O2）平=a mol，n（CO2）平=b mol。试求：n（H2O）平=_ _。（用含a b的代数式表示）参考答案1.C 2.B 3.C 4.BC 5.BC 6.B 7.C8.A 9.BC 10.（1）H2O H2， CO CO2 （2）(22ab) mol化学反应速率学习目标1、能够运用反应速率的定义式进行简单计算2、解释温度、浓度、压强、催化剂对化学反应速率的影响3、了解活化能、化学反应速率常数的基本涵义4、认识催化剂在生产、生活和科学领域中的重大作用一、化学反应速率1、化学反应有快慢之别2、化学反应速率.基本概念 化学反应速率是 。对于体积不变的化学反应体系，通常用 。即vct .表示方法 对任意一个化学反应：mA+nBpY+qZ,反应体系中各物质的浓度分别表示为c(A)、c(B)、c(Y)、和c(Z),则反应速率分别表示为：v(A) ，v(B) , v(Y) , v(Z) 。 关于反应速率的几点说明： 某一段时间内的化学反应速率，实际上是指这一段时间内反应的 ，而不是指某一时刻的 。 化学反应速率是标量，无论是反应物还是生成物，其化学反应速率值都取 。 在一定温度下，固体或纯净液体物质，单位体积内的物质的量保持不变，即物质的量浓度为常数,因此,它们的化学反应速率不适合用单位时间内物质的量浓度变化来表示,但可以用单位时间内的物质的量的变化来表示. 由于一个化学反应里各物质之间化学计量数不一定相同,所以在同一个化学反应里,用不同物质来表示的化学反应速率不一定相同二、影响化学反应速率的因素1、影响化学反应速率的因素有 两个方面，内因是指 ，外因是指 ，如 等。2、外界条件对化学反应速率的影响浓度：对气体或溶液中发生的化学反应，在其他条件不变时，增大反应物浓度，可以 反应速率，而与反应物 无关。 说明：反应速率常数表示 的化学反应速率。通常，反应速率常数越大，反应进行的越快。 反应速率常数与 无关，但受 等因素的影响。总反应的化学反应速率与参与反应的物质的浓度的关系式是 的结果，不能 直接写出。对于很多反应，这种关系式中浓度的方次与 并无确定的关系。压强：对有气体参加的化学反应，若其他条件不变，增大压强，反应速率 ，减小压强，反应速率 。说明： 若参加反应的物质为固体、液体或溶液，由于压强的变化对它们的浓度几乎无影响，可以认为 。改变压强的涵义，一般是指：a.气体物质的量不变，改变 ，比如像SO2(g)+2H2S(g)=3S(s)+2H2O(l)，多种反应物都为气体的反应，改变容器的容积后，各种气体的压强、浓度同时并同倍数的变化。b.气体的容器容积不变， 。比如像 SO2(g)+2H2S(g)=3S(s)+2H2O(l)的反应，气体的容器容积不变，充入SO2气体，p(SO2)、c(S02)都增大；充入O2气体，p(O2)、c(02)都增大；同时充入SO2和O2气体，p(SO2)、p(O2)、与c(S02)、c(02)都增大。温度：当其他条件不变时，升高温度可以 反应速率；降低温度可以 反应速率。 说明：温度对反应速率的影响规律，对吸热反应、放热反应都适用，且不受反应物状态的限制。催化剂：决定化学反应速率的主要因素是反应活化能的大小。催化剂改变反应速率的原因与浓度、温度对反应速率的影响是不同的。不论浓度还是温度都不能改变反应的 ，而催化剂则能参与反应，改变 ，降低 ，也就等于提高了活化分子的百分数，从而提高了 频率，加快了反应速率。 说明：催化剂具有 : 某催化剂对某一反应可能具有很强的催化活性，但对其他反应就不一定具有催化作用。 催化剂只有在 才能最大限度地显示其催化作用，不同的催化剂对温度的要求不一定相同。 催化剂中毒：催化剂的催化活性往往因接触少量杂质而 ，这种现象叫做催化剂中毒。工业上为了防止催化剂中毒而把原料进行净化处理以除去使催化剂中毒的物质。催化剂不能改变化学 ，不能改变平衡转化率。三、其他因素对化学反应速率的影响 例如，通过光辐照、放射线辐照、超声波、电弧、强磁场、高速研磨等等，知识点小结【课堂练习】1aX(g)bY(g) cZ(g)dW(g)在一定体积的密闭容器中反应5 min达到平衡时，X减少n molL1，Y减少 molL1，Z增加 molL1。若将体系压强增大，W的百分含量不发生变化。则化学方程式中各物质的化学计量数之比abcd应为 ()A3121 B1322C1312 D31222反应4A(s)3B(g)=2C(g)D(g)，经过2 min，B的浓度减少0.6 molL1，对此反应速率的表示正确的是 ()A用A表示的反应速率为0.4 molL1min1B分别用B、C、D表示的反应速率数值之比为321C在2 min末的反应速率，用B表示是0.3 molL1min1D在这2 min内用B表示的反应速率减小，用C表示的反应速率逐渐增大3已知4NH35O24NO6H2O，若反应速率分别用v(NH3)、v(O2)、v(NO)、v(H2O)表示，则正确的关系式是 ()A4v(NH3)5v(O2) B5v(O2)6v(H2O)C2v(NH3)3v(H2O) D4v(O2)5v(NO)4将4 mol A气体和2 mol B气体在2 L的容器中混合并在一定条件下发生如下反应：2A(g)B(g)2C(g)，若经2 s后测得C浓度为0.6 molL1，现有下列几种说法：用物质A表示的反应的平均速率为0.3 molL1s1用物