2.2化学反应的限度课件高二上学期化学选择性必修1

2.2化学反应的限度问题•引入怎样才能定量地描述化学反应的限度呢？可逆反应

N2(g)+3H2(g)2NH3(g)高温、高压催化剂一、化学平衡常数研究表明，可逆反应在适当条件下进行一段时间后一定会达到化学平衡状态。此时，平衡混合物的组成不再随时间的延续而变化，反应达到一定的限度。在研究了大量实验的基础上，人们发现可以用化学平衡常数来定量描述化学反应的限度。那么什么是化学平衡常数？该如何表示？如何计算？怎么用它来比较反应的限度大小呢？一、化学平衡常数表中所列为测量反应I2(g)+H2(g)⇌2HI(g)在698.6K时各物质的初始浓度和平衡浓度所获得的数据。初始浓度×10-2

mol·L-1平衡浓度×10-2mol·L-1c始(H2)c始(I2)c始(HI)c平(H2)c平(I2)c平(HI)1.0671.19600.1830.3131.7671.1350.90400.3560.1251.5591.1340.75100.4570.0741.354001.0690.1140.1140.841000.4490.0480.0480.35354.554.654.254.454.1c平(HI)c平(H2)·c平(I2)2c平(HI)c平(H2)·c平(I2)2问题1：根据表中数据计算平衡时

的值，并分析其中规律。一、化学平衡常数问题2：分析计算所得数据，寻找其中的规律。相同，是个常数。(2)这个常数与反应的起始浓度大小有关吗？无关(3)这个常数与正向建立还是逆向建立平衡有关系吗？无关。即与平衡建立的过程无关。c平(HI)c平(H2)·c平(I2)2(1)相同温度，达到化学平衡状态时的数值相同吗？一、化学平衡常数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＝_____________。1．概念在一定温度下，当一个可逆反应达到化学平衡时，生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比值是一个常数(简称平衡常数)，用符号K表示。浓度单位为mol·L-1，K单位为(mol·L-1)

ncp(C)·cq(D)cm(A)·cn(B)平平平平一、化学平衡常数3．意义平衡常数的大小定量反映了化学反应进行的程度(也叫反应的限度)。K数值越大，说明反应进行得越完全。(2)外因：在化学方程式一定的情况下，K只受温度影响。减小增大4．影响因素(1)内因：不同的化学反应及方程式的书写形式是决定K的主要因素

。①放热反应，温度升高，K值

；②吸热反应，温度升高，K值

。K＞105或106时，反应进行的较完全；K<10-5或10-6时，反应很难正向进行。一、化学平衡常数化学方程式K表达式单位①2NO2

N2O4②NO2

N2O4③2Fe3＋＋Fe

3Fe2＋④Br2＋H2O

H＋＋Br－＋HBrO写出下表中各反应的平衡常数表达式(mol·L-1)-1(mol·L-1)(mol·L-1)2

平平

平平

平平

平平平平一、化学平衡常数问题1：对于一个反应，其平衡常数的表达式是唯一的吗？

平衡常数的表达式与哪些因素有关？不唯一。K的表达式取决于化学方程式的系数，对于确定反应还与温度有关。问题2：对于一可逆反应，其正反应和逆反应的K有什么关系？互为倒数，单位不同。问题3：将浓度单位mol·L-1代入化学平衡常数表达式，可得到K的单位。

由上述结果分析K的单位与反应的化学方程式存在什么关系？K的单位与化学方程式的书写方式相对应。一、化学平衡常数1、纯液体（如水）和固体不出现在K表达式中2、

K与化学方程式书写形式有关3、同一化学反应，正、逆反应的K

互为倒数归纳总结4、多重平衡规则：方程式呈相加(或相减)关系，则K呈现相乘(或相除)K3=K1

K22NO(g)+O2(g)2NO2(g)

K12NO2(g)

N2O4(g)

K22NO(g)+O2(g)

N2O4(g)

K3一、化学平衡常数可逆反应mA(g)+nB(g)⇌pC(g)+qD(g)，

任意状态时：浓度商Q=Q与

K

的关系？Q=K平衡状态改变Q或K平衡破坏Q≠K建立新平衡Q=KQ<K

反应状态

。Q>K

反应状态

。反应正向进行反应逆向进行一、化学平衡常数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：分析该反应为

反应(“吸或放热”)t℃70080083010001200K0.60.91.01.72.6升高温度，K值增大，平衡正向；吸热升高温度，反应向吸热方向进行。问题•进阶可逆反应

N2(g)+3H2(g)2NH3(g)高温、高压催化剂在实际应用中常用：平衡转化率α二、平衡转化率

※对于溶液体系和恒容的气态反应体系，可以用物质的量浓度进行计算。c0(A)—初始时A的物质的量浓度

c平(A)—平衡时A的物质的量浓度二、平衡转化率1、化学反应2SO2(g)+O2(g)⇌2SO3(g)是硫酸制造工业的基本反应。将0.050molSO2(g)和0.030molO2(g)注入体积为1.0L的密闭反应器，并置于某较高温度下的恒温环境中，达到化学平衡后，测得有0.044molSO3(g)，求该温度下反应的平衡常数及SO2、O2的平衡转化率。

2SO2(g)+O2(g)⇌2SO3(g)

初始浓度/(mol·L－1)0.050

0.0300转化浓度/(mol·L－1)

平衡浓度/(mol·L－1)

0.044

0.044

0.022

0.044

0.006

0.008

三段式法

二、平衡转化率设平衡时生成的H2O(g)的浓度为x。

H2(g)+CO2(g)⇌H2O(g)

+CO(g)初始浓度/(mol·L－1)0.0100

0.010000

转化浓度/(mol·L－1)x

x

xx平衡浓度/(mol·L－1)0.0100-x

0.0100-x

xx

解得x1=0.0060mol·L-1，

x2=0.0300mol·L-1x2＞c始(H2)不合理，舍去2.1200℃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)的初始浓度均为0.0100mol·L-1时，计算各物质的平衡浓度及H2和CO2的平衡转化率。二、平衡转化率2.1200℃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)的初始浓度均为0.0100mol·L-1时，计算各物质的平衡浓度及H2和CO2的平衡转化率。则：c平(H2)=c平(CO2)=0.0100mol·L-1-x

=0.0100mol·L-1-0.0060mol·L-1

=0.0040mol·L-1c平(H2O)=c平(CO)=x=0.0060mol·L-1平衡浓度的求算

解题思路为：

①设反应物转化的量为x；

②用含x的式子表示出各物质的平衡浓度；