高二化学下学期第2章第2节化学反应的限度 北师大版.ppt

第2节化学的限度,大亚湾澳头中学聂思良,联想质疑,我们已经学习过许多可逆反应，如这些反应在一定条件下不可能进行完全，即存在一定的限度，为什么？如何定量地描述化学反应的限度呢？,在一定条件下，可逆反应进行一段时间后，一定会达到化学平衡状态，反应体系的组成不再随时间而变化，即反应达到一定限度。,可用化学平衡常数来定量地描述化学反应的限度,一、化学平衡常数,【交流研讨】反应在698.6K时各物质的初始浓度和平衡浓度的测量结果如下表所示：,54.50,54.61,54.43,54.21,54.32,一、化学平衡常数（续1）,分析计算数据，得出规律：1、化学平衡常数（1）定义：,在一定温度下，可逆反应无论从正反应开始，还是从逆反应开始，或从正逆反应同时开始，最后都能达到平衡，这时各生成物浓度方次积与反应物浓度方次积的比值是一个常数。这个常数叫该反应的化学平衡常数（平衡常数），符号：K,（1）不管、的初始浓度多少，只要温度不变，达平衡时，为常数。,（2）研究其他平衡体系也有相似的结论。,一、化学平衡常数（续2）,（2）数学表达式：对于一般可逆反应：温度一定时，则有为常数。【注意】,对于在溶液中进行的反应，溶剂的浓度是一常数，此常数归并到平衡常数中去。故在K的表达式中不出现溶剂的浓度项。如，,当反应中有固体物质时，固体物质的浓度看作常数，在K的表达式中不出现固体的浓度。如，,一、化学平衡常数（续3）,【注意】,如果产物和反应物均为气体，即使改变各组分的初始分压，当反应：达到平衡时为常数，以Kp表示。,浓度平衡常数(Kc)：各物质平衡浓度计算得的平衡常数。,压强平衡常数(Kp)：各物质平衡分压计算得的平衡常数。,Kc与Kp都称为化学平衡常数。,一、化学平衡常数（续4）,【注意】,平衡常数的表达式与化学方程式的书写方式有关。同一个化学反应，化学方程式的书写方式不同，平衡常数不同。如，,一个化学反应的某一浓度平衡常数或压强平衡常数表达式与该反应的化学方程式的一种表示形式相对应，因此不能笼统地说某一反应的平衡常数的数值是多少。且平衡常数的单位也与化学方程式的表示形式一一对应。,对于给定的化学反应，正，逆反应的平衡常数互为倒数。,一、化学平衡常数（续5）,【交流研讨】写出各反应的平衡常数表达式及对应单位。,1,一、化学平衡常数（续6）,(2)平衡常数K值的意义：,K值的大小表示可逆反应的进行程度。K值大，反应进行程度大，反应物的转化率在，反之亦然。一般：当K=左右，认为反应进行得较“完全”。当K=左右，认为这个反应很难进行。如，,一、化学平衡常数（续7）,(3)应用：(4)影响K值大小的因素：,借助平衡常数，可以判别一个化学反应是否达化学平衡状态。对于可逆反应：在一定温度下的任意时刻，生成物和反应物的浓度有如下关系：Qc叫做反应的浓度商,=Kc，反应达平衡状态，V(正)=V(逆)QcV(逆)Kc,反应向逆反应方向进行，V(正)V(逆)，正反应占优，平衡正向移动。,V(正)V(逆)，逆反应占优，平衡逆向移动。,V(正)、V(逆)改变倍数相等，平衡不移动。,2、影响化学平衡移动的因素,（1）温度活动探究分别将两只充有二氧化氮的密闭烧瓶浸入盛有冷水和热水的烧杯中，持续一段时间到颜色不再变化时止，观察现象，分析原因。【规律】,气体颜色变浅,气体颜色变深,二氧化氮浓度减少，平衡右移。,二氧化氮浓度增大，平衡左移。,升高温度，化学平衡向吸热反应方向移动；降低温度，化学平衡向放热反应移动。,2、影响化学平衡移动的因素（续1）,（2）浓度活动探究阅读课本P53的（活动、探究）内容，填表：【规律】【应用】,两溶液等体积混合后，溶液呈血红色，加入KSCN溶液红色加深。,两溶液等体积混合后，溶液呈血红色，加入氯化铁溶液红色加深。,增大硫氰酸根浓度，平衡正向移动。,增大铁离子浓度，平衡正向移动。,温度一定时，增大反应物浓度或减少生成物的浓度，则QcKc，平衡逆向移动。,2、影响化学平衡移动的因素（续2）,【应用】,化工生产中，常通过增大某一廉价、易得反应物的浓度来提高另一贵重的反应物的转化率。生产过程中常将产物及时从体系中移走，使化学平衡不断向右移动。,例如1，在硫酸工业里，常用过量的空气使二氧化硫充分氧化，以生成更多的三氧化硫。,例如2，合成氨工业里，及时从平衡体系中移走氨，从而使平衡不断向右移动。,2、影响化学平衡移动的因素（续3）,（3）压强【交流研讨】填表：气态物质系数的改变量：Vg=气态产物系数和减去气态反应物系数和。,0,-2(0),2、影响化学平衡移动的因素（续4）,（3）压强【结论】【说明】,在其他条件不变情况下，增大压强，平衡向气体体积减少的方向移动；减少压强，平衡向气体体积增大的方向移动。,只涉及固体或液体的反应，改变压强，平衡不会移动。,对于Vg=0的化学平衡，改变压强，平衡不会移动。,2、影响化学平衡移动的因素（续5）,（3）压强【说明】,例如，,恒温、恒容的密闭容器中，已达平衡的气体反应，若向该容器中充入一种不与体系中各物质发生反应的气体(如希有气体)，化学平衡不移动。(原因：尽管容器内总压强增大了，但原平衡体系中各物质的分压不变),2、影响化学平衡移动的因素（续6）,（3）压强【说明】,恒温、恒压体积可变的密闭容器中，向已达平衡的气体反应中充入一种不与体系中各物质发生反应的气体，化学平衡会向气体体积增大的方向移动(相当于减少压强对平衡移动的影响。)(原因：尽管此时体系的总压不变，但原来平衡体系中各物质的分压都减少。),若把气体分压当成T一定时的浓度，浓度对化学平衡的影响规律同样适用于压强的影响。,2、影响化学平衡移动的因素（续7）,（3）压强【说明】,溶液稀释或浓缩与气体减压或增压的化学平衡移动规律相似。,、化学平衡移动规律总结,【分述】,温度：升温，化学平衡向吸热方向移动；降温，化学平衡向放热方向移动。,浓度：增大反应物或减少生成物的浓度（cKc）,化学平衡正向移动；增大生成物或减少反应物的浓度（cKc），化学平衡逆向移动。,压强：增大体系的压强，平衡向气体体积减少的方向移动；减少体系的压强，平衡向气体体积增大的方向移动。,催化剂：使用催化剂能同等程度地增加正、逆反应速率，因此它对化学平衡的移动没有影响。,、化学平衡移动规律总结（续1）,【总述】说明：,如果改变影响平衡的一个条件（如、等），平衡就向能够减弱这种改变的方向移动，这个原理叫平衡移动原理（勒夏特列原理）。,适用范围：所有的动态平衡封闭体系（电离平衡，水解平衡，溶解平衡等），只改变其中一个条件（如、等）时，平衡移动才适用。,优缺点：该原理可用来判断平衡移动的方向，但不能判断建立新平衡所需要的时间，以及在平衡建立过程中各物质间的数量关系等。,平衡移动原理有分述和总述之分，但其涵义完全相同。,例题讲解,、将mol二氧化硫和1mol氧气充入一容积固定密闭容器中，在一定条件下发生反应：，下列哪些量不再变化时，并不能说明化学反应已达平衡状态（）、混合气体的密度、混合气体的压强、混合气体的总物质的量、混合气体的平均相对分子质量,例题讲解,、在密闭容器中进行下列反应达到平衡后，改变下列条件，则指定物质的浓度及平衡如何变化：(1)增加，平衡，c(CO);(2)减少密闭容器体积，保持温度不变，则平衡，；(3)通入，保持密闭容器体