高中化學(xué) 2.2《化學(xué)反應(yīng)的限度》1同課異構(gòu)課件 魯科版選修4.ppt

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第2章化學(xué)反應(yīng)的方向 限度與速率 第2節(jié)化學(xué)反應(yīng)的限度 化學(xué)反應(yīng)中 反應(yīng)物能全部轉(zhuǎn)化為生成物嗎 舉例說明 有些化學(xué)反應(yīng)能進(jìn)行完全 如鎂的燃燒 鈉與水的反應(yīng) 有些化學(xué)反應(yīng)不能進(jìn)行完全 如合成氨 二氧化硫的催化氧化等 定義 在相同條件下同時(shí)向正 反兩個(gè)方向進(jìn)行的反應(yīng)稱可逆反應(yīng) 1 不能進(jìn)行到底 有一定限度 2 正反兩個(gè)方向的反應(yīng)在同時(shí)進(jìn)行 3 一定條件下 正逆反應(yīng)達(dá)平衡 化學(xué)反應(yīng)限度決定原料利用率和產(chǎn)品的產(chǎn)率 因此 研究可逆反應(yīng) 提高化學(xué)反應(yīng)的限度具有重要意義 人們利用可逆反應(yīng)進(jìn)行化工生產(chǎn)時(shí)要同時(shí)考慮兩個(gè)因素 54 50 54 61 54 43 54 16 54 32 問題 請分析計(jì)算所得數(shù)據(jù) 尋找其中的規(guī)律 不管H2 I2和HI的初始濃度是多大 只要保持反應(yīng)體系的溫度不變 達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)后 就為常數(shù) 我們通常把這個(gè)常數(shù)稱為化學(xué)平衡常數(shù) 在一定溫度下 某個(gè)可逆反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí) 產(chǎn)物濃度系數(shù)次方的乘積與反應(yīng)物濃度系數(shù)次方的乘積之比是一個(gè)常數(shù) 這個(gè)常數(shù)稱為化學(xué)平衡常數(shù) K 對于任一可逆反應(yīng) aA g bB g cC g dD g 試寫出其化學(xué)平衡常數(shù)的表達(dá)式 注意 對于純固體和純液體參加的反應(yīng) 不列入平衡常數(shù)表達(dá)式中 表達(dá)式中只包括氣態(tài)物質(zhì)和溶液中各溶質(zhì)的濃度 1 寫出反應(yīng) 2SO2 g O2 g 2SO3 g 的化學(xué)平衡常數(shù)表達(dá)式 2 寫出反應(yīng) FeO s CO g Fe s CO2 g 的化學(xué)平衡常數(shù)表達(dá)式 問題 通過上面的練習(xí) 你在書寫平衡表達(dá)式時(shí)有了哪些發(fā)現(xiàn) 1 平衡常數(shù)的表達(dá)式與反應(yīng)方程式的書寫方式有關(guān) 1 與物質(zhì)的系數(shù)有關(guān) 2 正 逆反應(yīng)的平衡常數(shù)互為倒數(shù)K正 1 K逆 2 平衡常數(shù)K有單位 且K的單位與反應(yīng)式的書寫也有關(guān)系 3 有純固體或純液體參與的化學(xué)反應(yīng) 它們的濃度視為常數(shù) 不列入平衡常數(shù)的表達(dá)式 只有溶液和氣體的濃度列入表達(dá)式 注意 K的值與反應(yīng)物的起始濃度無關(guān) 只隨溫度變化而變化 在2000K時(shí) 反應(yīng)CO g 1 2O2 g CO2 g 的平衡常數(shù)為K1 則相同溫度下反應(yīng)2CO2 g 2CO g O2 g 的平衡常數(shù)K2為 A 1 K1B K12C 1 K12D K1 1 2 C 1 在相同的溫度下 已知反應(yīng) N2 g O2 g 2NO g 平衡常數(shù)K 3 84 10 31 2SO2 g O2 g 2SO3平衡常數(shù)K 3 1 1026 mol L 1 則在該溫度下 兩個(gè)化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)程度之間的關(guān)系為 A B C D 不能確定 B 1 判斷反應(yīng)進(jìn)行的程度 估計(jì)反應(yīng)的可能性 K值越大 反應(yīng)越完全 K值越小 反應(yīng)越不完全 2 判斷反應(yīng)進(jìn)行的方向 判斷反應(yīng)是否達(dá)到平衡狀態(tài) 化學(xué)反應(yīng)任意時(shí)刻 產(chǎn)物濃度系數(shù)次方的乘積與反應(yīng)物濃度系數(shù)次方的乘積之比稱為濃度商 用符號(hào)Qc表示 如何利用Q和K的相對大小判斷反應(yīng)是否達(dá)到平衡或反應(yīng)進(jìn)行的方向 1 根據(jù)K的大小判斷反應(yīng)進(jìn)行的程度 2 判斷反應(yīng)是否達(dá)到平衡或反應(yīng)進(jìn)行的方向 Q K處于平衡狀態(tài)V正 V逆Q K反應(yīng)向逆向進(jìn)行V正V逆 某溫度下SO3的轉(zhuǎn)化反應(yīng)的 45 89 下面三個(gè)混合體系中各物質(zhì)的濃度 mol L 如下表 試判斷各體系是否達(dá)到平衡狀態(tài) 298K時(shí) 某密閉容器中反應(yīng)N2 g O2 g 2NO g 達(dá)到平衡 寫出該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式 若298K時(shí) K 1 10 30 測得平衡時(shí)N2與O2的濃度均為1mol L 試求NO的平衡濃度 保持溫度不變 測得反應(yīng)進(jìn)行的某一時(shí)刻 N2 O2 NO濃度分別為10mol L 10mol L 1 10 5mol L 此時(shí)該反應(yīng)是否達(dá)到平衡狀態(tài) 若要達(dá)到平衡 反應(yīng)應(yīng)向方向進(jìn)行 為什么 NO 1 10 15mol L 逆 QC K 張同學(xué)是高二化學(xué)興趣小組的成員 在學(xué)習(xí)化學(xué)平衡常數(shù)之后他仿照課本中的表格在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行化學(xué)平衡常數(shù)的探究 測量了一組初始濃度和平衡濃度 數(shù)據(jù)如下 張同學(xué)發(fā)現(xiàn)對應(yīng)平衡常數(shù)的數(shù)值不一樣了 你能幫他找出其中的原因嗎 H2 g I2 g 2HI g 溫度改變 平衡常數(shù)也發(fā)生改變 用平衡常數(shù)來表示反應(yīng)的限度有時(shí)不夠直觀 常用平衡轉(zhuǎn)化率 來表示反應(yīng)限度 表達(dá)式 反應(yīng)物A的平衡轉(zhuǎn)化率 二 平衡轉(zhuǎn)化率 定義 平衡時(shí)已轉(zhuǎn)化了的某反應(yīng)物的量與轉(zhuǎn)化前該反應(yīng)物的量之比 例 反應(yīng)CO H2O H2 CO2在773K時(shí)平衡常數(shù)K 9 如反應(yīng)開始C H2O C CO 0 020mol L 1求CO的轉(zhuǎn)化率 解 CO H2O H2 CO2初始0 020 0200變化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轉(zhuǎn)化率 0 015 0 020 100 75 1 已知初始濃度和平衡濃度求平衡常數(shù)和平衡轉(zhuǎn)化率 注 溫度一定時(shí) 對于一個(gè)化學(xué)反應(yīng) 平衡常數(shù)雖然一定 但不同的反應(yīng)物的平衡轉(zhuǎn)化率可能不同 不能脫離具體的反應(yīng)物談平衡轉(zhuǎn)化率 1 1 92 2 0 3mol L 3 80 2 已知平衡轉(zhuǎn)化率和初始濃度求平衡常數(shù) 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 已知平衡常數(shù)和初始濃度求平衡濃度及轉(zhuǎn)化率 練吧 1 在某溫度下 可逆反應(yīng) mA g nB g pC g qD g 的平衡常數(shù)為 下列說法正確的是 越大 達(dá)到平衡時(shí) 反應(yīng)進(jìn)行的程度越大 越小 達(dá)到平衡時(shí) 反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率越大 隨反應(yīng)物濃度改變而改變 隨溫度改變而改變 2 在一定體積密閉容器中 進(jìn)行如下反應(yīng) CO2 g H2 g CO g H2O g 其平衡常數(shù) 和溫度t的關(guān)系如下 1 k的表達(dá)式為 2 該反應(yīng)為反應(yīng) 吸熱 或 放熱 吸熱 3 能判斷該反應(yīng)是否達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)的依據(jù) 容器中壓強(qiáng)不變 混合氣體中 濃度不變 v H2 正 v H2O 逆D c CO2 c CO 4 若c CO2 c H2 c CO c H2O 此時(shí)溫度為 BC 830 C 溫度對化學(xué)平衡的影響 2NO2 g N2O4 g H 57 2kJ mol 1紅棕色無色 降溫 顏色變淺 升溫 顏色變深 減小 增大 正向 逆向 三 反應(yīng)條件對化學(xué)平衡的影響 升高溫度 平衡向吸熱方向移動(dòng) 降低溫度 平衡向放熱方向移動(dòng) 交流研討 溫度對化學(xué)平衡的影響是否改變平衡常數(shù) 交流研討 溫度對化學(xué)平衡的影響是通過改變平衡常數(shù)實(shí)現(xiàn)的 在一定體積的密閉容器中 反應(yīng)CO2 g H2 g CO g H2O g 的化學(xué)平衡常數(shù)和溫度的關(guān)系如下表 回答下列問題 1 該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)表達(dá)式K 2 該反應(yīng)的正反應(yīng)為反應(yīng) 填 吸熱 或 放熱 3 某溫度下 平衡濃度符合下式 c CO2 c H2 c CO c H2O 可判斷此時(shí)的溫度為 吸熱 830 遷移應(yīng)用 請根據(jù)反應(yīng)Fe3 aq 3SCN aq Fe SCN 3 aq 的平衡常數(shù)K與濃度商Q 的關(guān)系 討論改變反應(yīng)物或生成物濃度對化學(xué)平衡的影響 Q K 正向 Q K 逆向 交流研討 改變濃度 若QK 平衡逆向移動(dòng) 移動(dòng)方向由Q和K的相對大小來判定 請根據(jù)提供的試劑和儀器 按照設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)方案證明上述預(yù)測 試劑 0 01mol LFeCl3溶液 0 03mol LKSCN溶液 1mol LFeCl3溶液 1mol LKSCN溶液儀器 膠頭滴管 點(diǎn)滴板等 溶液呈血紅色后加深 溶液呈血紅色后加深 平衡正向移動(dòng) 平衡正向移動(dòng) 總結(jié) 影響化學(xué)平衡的因素 升高溫度 平衡向 方向移動(dòng) 降低溫度 平衡向 方向移動(dòng) 改變濃度 若QK 平衡 移動(dòng) 改變壓強(qiáng) 若QK 平衡 移動(dòng) 催化劑 平衡不移動(dòng) 吸熱 放熱 正向 逆向 正向 逆向 改變壓強(qiáng)實(shí)質(zhì)是同時(shí)改變了平衡體系中各組分的濃度 例1 在一定條件下 反應(yīng)2NO O22NO2達(dá)到平衡的標(biāo)志是 A NO O2 NO2分子數(shù)目比是2 1 2B 反應(yīng)混合物中各組分物質(zhì)的濃度相等C 混合氣體的顏色不再變化D 混合氣體的平均相對分子質(zhì)量不變 CD 平衡體系中各組分的濃度 或物質(zhì)的量 不再改變 例2 已知反應(yīng)mX g nY g qZ g Hq 在恒容密閉容器中反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí) 下列說法正確的是 A 通入稀有氣體使壓強(qiáng)增大 平衡將正向移動(dòng)B X的正反應(yīng)速率是Y的逆反應(yīng)速率的m n倍C 降低溫度 混合氣體的平均相對分子質(zhì)量變小D 增加X的物質(zhì)的量 Y的轉(zhuǎn)化率降低 B 1 關(guān)節(jié)炎病因是在關(guān)節(jié)滑液中形成尿酸鈉晶體 尤其在寒冷季節(jié)易誘發(fā)關(guān)節(jié)疼痛 其化學(xué)機(jī)理為 HUr H2OUr H3O 尿酸尿酸根離子 Ur aq Na aq NaUr s 下列對反應(yīng) 敘述中正確的是 A 正反應(yīng)的 H 0B 正反應(yīng)的 H 0C 升高溫度 平衡正向移動(dòng)D 降低溫度 平衡正向移動(dòng) 練習(xí) BD 2 反應(yīng)2A g B g 2C g H 0 下列反應(yīng)有利于生成C的是 A 低溫 低壓B 低溫 高壓C 高溫 高壓D 高溫 低壓 C 練習(xí) 3 某溫度下 體積一定的密閉容器中進(jìn)行如下可逆反應(yīng) X g Y g Z g W s H 0 下列敘述正確的是 A 加入少量W 逆反應(yīng)速率增大B 當(dāng)容器中氣體壓強(qiáng)不變時(shí) 反應(yīng)達(dá)到平衡C 升高溫度 平衡逆向移動(dòng)D 平衡后加入X 上述反應(yīng)的 H增大 B 練習(xí) 練習(xí) 4 鉻酸鉀 K2CrO4 與重鉻酸鉀 K2Cr2O7 有如下轉(zhuǎn)化 2CrO42 2H Cr2O72 H2O黃色橙紅色已知重鉻酸鉀的稀溶液呈橙紅色 1 向重鉻酸鉀的稀溶液中加入NaOH 溶液呈 色 2 向 1 的溶液中再加入過量的H2SO4 溶液呈 色 3 向重鉻酸鉀的稀溶液中加入Ba NO3 2溶液 BaCrO4為黃色沉淀 則平衡向 移動(dòng) 填 左 或 右 黃 橙紅 左 5 在一定條件下 反應(yīng)H2 g Br2 g 2HBr g 的 H 0 達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)且其它條件不變時(shí) 1 如果升高溫度 平衡混合物的顏色 2 如果在體積固定的容器中加入一定量的氫氣 化學(xué)平衡 移動(dòng) Br2 g 的平衡轉(zhuǎn)化率 變大 變小或不變 變深 正向 變大 練習(xí) 精題點(diǎn)撥 在一定條件下 反應(yīng)CO NO2CO2 NO達(dá)到平衡后 降低溫度 混合氣體的顏色變淺 下列判斷正確的是 A 正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)B 正反應(yīng)為放熱反應(yīng)C CO的平衡轉(zhuǎn)化率降低D 各物質(zhì)的濃度不變 B A 達(dá)到平衡后 若使用催化劑 C的質(zhì)量分?jǐn)?shù)增大B 平衡后 若升高溫度 則平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)C 平衡后 增大A的量 有利于平衡正向移動(dòng)D 化學(xué)方程式中一定有n p q 可逆反應(yīng)mA s nB g pC g qD g 反應(yīng)中 當(dāng)其它條件不變時(shí) C的質(zhì)量分?jǐn)?shù)與溫度 T 和壓強(qiáng) P 的關(guān)系如上圖 根據(jù)圖中曲線分析 判斷下列敘述中正確的是 B 2SO2 g O2 g 2SO3 g H 197 8kJ mol是硫酸制造工業(yè)的基本反應(yīng) 在生產(chǎn)中通常采用通入過量的空氣的方法 為什么 提高O2在原料氣中的比例 使SO2的平衡轉(zhuǎn)化率提高 從而降低生產(chǎn)成本 原平衡狀態(tài) 新平衡狀態(tài) 平衡移動(dòng) 借助Q與K的相對大小進(jìn)行判斷 升高溫度 平衡向吸熱方向移動(dòng) 降低溫度 平衡向放熱方向移動(dòng) 溫度 溫度對化學(xué)平衡的影響是通過改變平衡常數(shù)來實(shí)現(xiàn)的 若Q K 平衡逆向移動(dòng) 若Q K 平衡正向移動(dòng) 小結(jié) 改變濃度 或壓強(qiáng) 化學(xué)平衡常數(shù)和平衡轉(zhuǎn)化率aA bBcC dD Qc Kc處于平衡狀態(tài)