二单元化学反应的方向和限度

1、第二单元 化学反应的方向和限度专题二 化学反应速率与化学平衡普陀三中高二化学普陀三中高二化学 杨邓娟杨邓娟 2 0 1 3 年年 9 月月你知道吗你知道吗? 二氧化氮、四氧化二氮的相互转二氧化氮、四氧化二氮的相互转化是一个可逆反应：化是一个可逆反应：如果用不同起始浓度的如果用不同起始浓度的no2或或n2o4进行反应，平衡进行反应，平衡后得到以下实验数据。后得到以下实验数据。交流与讨论交流与讨论2no2(g) n2o4(g)起始浓度起始浓度/mol/moll l-1-1平衡浓度平衡浓度/mol/moll l-1-1平衡浓度关系平衡浓度关系c(no2)c(n2o4)c(no2)c(n2o4)2.0

2、010-206.3210-36.8410-33.0010-208.0010-31.1010-202.0010-29.4610-31.5210-200.1002.2810-28.8610-2c(n2o4)c(no2)c(n2o4)c (no2)2 请根据表中的已知数据填写空格，并总结归纳平请根据表中的已知数据填写空格，并总结归纳平衡时反应物和生成物的物质的量浓度之间的关系。衡时反应物和生成物的物质的量浓度之间的关系。概念概念 在在一定温度一定温度下，某个可逆反应达到平衡时，下，某个可逆反应达到平衡时，生成物浓度系数之幂的积与反应物浓度系数之生成物浓度系数之幂的积与反应物浓度系数之幂的积比值是一个

3、常数，所得的常数为幂的积比值是一个常数，所得的常数为化学平化学平衡常数衡常数，简称为，简称为平衡常数平衡常数，用，用k表示。表示。表达式表达式ma(g) +nb(g) pc(g)+qd(g) k = c (c) c (d)p qc (a) c (b)m n其中其中c为各物质的平衡为各物质的平衡时的物质的量浓度时的物质的量浓度 阅读分析教材中的表阅读分析教材中的表2-8和表和表2-9，总结可逆反应平衡常数的使用条件和书写平衡常数总结可逆反应平衡常数的使用条件和书写平衡常数表达式的注意事项。表达式的注意事项。交流与讨论交流与讨论2no2(g) n2o4(g)表表2-8 的平衡常数与温度的关系的平衡

4、常数与温度的关系t/k373473573673773k3.351091.001072.451051.881042.99103表表2-9 部分可逆反应的平衡常数部分可逆反应的平衡常数 化化 学学 方方 程程 式式平衡常数表达式平衡常数表达式2no2(g) n2o4(g) no2(g) 1/2n2o4(g)2fe3+fe 3fe2+ br2+ h2o h+br-+hbroc(n2o4)c (no2)2k=c (n2o4)c(no2)k=12k=c (fe3+)2c (fe2+)3c(br2)k=c(hbro)c(h+) c(br-).（1）必须指明温度，反应必须达到平衡状态。）必须指明温度，反应必

5、须达到平衡状态。（2）平衡常数表示反应进行的程度，不表示）平衡常数表示反应进行的程度，不表示反应的快慢，即速率大，反应的快慢，即速率大，k值不一定大。值不一定大。（3）在进行）在进行k值的计算时，固体不作考虑，表值的计算时，固体不作考虑，表达式中不需表达。达式中不需表达。如：如：fe3o4(s) + 4h2(g) 3fe(s) + 4h2o(g) 高温高温一定温度下，一定温度下，k=c4(h2o)c4(h2)（4）在进行）在进行k值的计算时，稀溶液中的值的计算时，稀溶液中的h2o的的浓度可不表达。浓度可不表达。如：如：cr2o72- +h2o 2cro42-+2h+一定温度下，一定温度下，k=

6、c2(cro42-)c2(h+)c (cr2o72-)（5）平衡常数的表达式与方程式的书写有关。）平衡常数的表达式与方程式的书写有关。n2 + 3h2 2nh3在某温度下：在某温度下： k1=c(n2)c3(h2)c2(nh3)2nh3 n2 + 3h2 k2=c(n2)c3(h2)c2(nh3)1/2n2 + 3/2h2 nh3 k3=c (n2)c (h2)c (nh3)1 2 3 2 k1 = 1/k2 = k32（6）利用）利用k值可判断某状态是否处于平衡状态值可判断某状态是否处于平衡状态某温度下，可逆反应某温度下，可逆反应ma(g)+nb(g) pc(g)+qd(g) 平衡常数为平衡

7、常数为k，若某时刻时，反应物和生成物的浓度关，若某时刻时，反应物和生成物的浓度关系如下：系如下：如果如果 k = c (c) c (d)p qc (a) c (b)m nkk ，k k ，k k ，v正正v逆，反应处于平衡状态。逆，反应处于平衡状态。v正正 v逆，反应向正方向进行。逆，反应向正方向进行。 k值的大小，表示在一定温度下，反应达到值的大小，表示在一定温度下，反应达到平衡时该反应进行的程度（反应的限度）。平衡时该反应进行的程度（反应的限度）。（1）k值越大，反应程度增大，转化率越高；值越大，反应程度增大，转化率越高；反之则转化率越低。反之则转化率越低。（2）k值与浓度无关，随温度变化

8、而变化。值与浓度无关，随温度变化而变化。转化率转化率()= 100%该反应物的起始浓度该反应物的起始浓度 该反应物的平衡浓度该反应物的平衡浓度该反应物的起始浓度该反应物的起始浓度该反应物的变化浓度该反应物的变化浓度= 100%该反应物的起始浓度该反应物的起始浓度该反应物的变化的物质的量该反应物的变化的物质的量= 100%该反应物的起始的物质的量该反应物的起始的物质的量1、基本模式、基本模式“三段式三段式”转化转化 mx nx px qx 一定时间后一定时间后 a - mx b - nx px qx m a + n b p c + q d起始起始 a b 0 02、基本关系、基本关系生成物：平衡

9、浓度起始浓度转化浓度生成物：平衡浓度起始浓度转化浓度 反应物：平衡浓度起始浓度转化浓度反应物：平衡浓度起始浓度转化浓度 转化率转化率该反应物的变化浓度该反应物的变化浓度= 100%该反应物的起始浓度该反应物的起始浓度例题分析例题分析在一定温度下，容积为在一定温度下，容积为20l的容器中充入的容器中充入2molso2和和1molo2发生反应：发生反应： ，达到，达到平衡时，容器内气体压强为开始时的平衡时，容器内气体压强为开始时的70%。试求：。试求：so2的转化率；的转化率； 平衡时的平衡时的o2浓度；浓度； so3的体积分数；的体积分数； 混合气体的平均相对分子量；混合气体的平均相对分子量；

10、平衡时混合气体的密度。平衡时混合气体的密度。2so2+o2 2so3催化剂催化剂加热加热90%0.005mol/l85.7%76.28g/l例题分析例题分析 1 mol x气体跟气体跟a moly气体在体积可变的密闭容器气体在体积可变的密闭容器中发生如下反应：中发生如下反应：x(g) a y(g) b z(g)，反，反应达到平衡后，测得应达到平衡后，测得x的转化率为的转化率为50%。而且，。而且，在同温同压下还测得反应前混合气体的密度是反在同温同压下还测得反应前混合气体的密度是反应后混合气体密度应后混合气体密度3/4 ，试求，试求a、b的关系。的关系。2b a = 1例题分析例题分析 1体积体

11、积so2和和3体积氧气混合后在体积氧气混合后在450以上通过以上通过v2o5催化剂发生反应。若同温同压下测得反应前催化剂发生反应。若同温同压下测得反应前后混合气体的密度比为后混合气体的密度比为0.9:1，计算，计算so2的转化率。的转化率。 80%例题分析例题分析 在一定条件下，可逆反应在一定条件下，可逆反应a2(g)+b2(g) 2c(g) 达平衡时，各物质的平衡浓度分别为达平衡时，各物质的平衡浓度分别为c(a2) =0.5mol/l，c(b2) = 0.1mol/l，c(c) = 1.6mol/l。若用若用a、b、c分别表示分别表示a2、b2、c的起始浓度，则：的起始浓度，则：（1）a、b

12、应满足的关系为应满足的关系为 ；（2）a、b的取值范围的取值范围 。 a=b+0.40.4mol/la1.3mol/l0mol/lb0.9mol/l例题分析例题分析将固体将固体nh4i置于密闭容器中，在某温度下发生下置于密闭容器中，在某温度下发生下列反应：列反应：nh4i(s) nh3(g)+hi(g) 2hi(g) h2(g)+i2(g) 当反应达到平衡时，当反应达到平衡时，c(h2)=0.5mol/l，c(hi)=4mol/l，则，则nh3的浓度为的浓度为多少？多少？5mol/l1、在某温度下，可逆反应：、在某温度下，可逆反应：ma(g)+nb(g) pc(g) +qd(g)的平衡常数为，

13、下列说法正确的是（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、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、随反应物浓度改变而改变、随温度改变而改变、随温度改变而改变ad2、某温度下，向、某温度下，向10l真空容器中注入真空容器中注入1.00 mol h2(g) 和和1.00 mol i2(g)，反应平衡后，反应平衡后i2(g)的浓度为的浓度为0.0200 moll-1试求该温度下试求该温度下 h2(g)+i2(g) 2hi(g)的平衡常数。的平衡常数。平衡常数为平衡常数

14、为64.03、在一定温度和压强下，将平均分子相对质量为、在一定温度和压强下，将平均分子相对质量为8.5的的n2和和h2的混合气体，充入密闭容器中反应，达到平的混合气体，充入密闭容器中反应，达到平衡后，混合气体的平均分子量为衡后，混合气体的平均分子量为10.0，则，则n2的转化率的转化率为为_。 4、在一定条件下发生反应：、在一定条件下发生反应：3a(g)+2b(g) xc(g)+2d(g)，在，在 2l 的密闭容器中，把的密闭容器中，把 4mola 和和 2molb 混合，混合，2min后达到平衡时生成后达到平衡时生成 1.6molc,又测得又测得反应速率反应速率 v(d)= 0.2mol(l

15、min)-1，下列说法正确的是，下列说法正确的是（ ）a、b 的转化率是的转化率是20% b、 x= 4c、a 的平衡浓度是的平衡浓度是 1.4moll-1 d、平衡时气体压强是原来的、平衡时气体压强是原来的 0.94倍倍5、一定条件下，在、一定条件下，在2so2+o22so3的化学平衡体系中的化学平衡体系中,各物质的浓度分别是各物质的浓度分别是2.0mol/l、0.8mol/l、2.4mol/l，则氧气在反应起始时的浓度可能是（则氧气在反应起始时的浓度可能是（ ）a、0.82mol/l b、02mol/l c、00.8mol/l d、无法确定、无法确定6、在密闭容器中进行如下反应：、在密闭容

16、器中进行如下反应：x2(g)+y2(g) 2z2(g)，已知，已知x2、y2、z2的起始浓度的起始浓度0.1mol/l、0.3mol/l、0.2mol/l在一定条件下达到达平在一定条件下达到达平衡后衡后,各物质的浓度可能为（各物质的浓度可能为（ ） a、z2为为0.3 mol/l b、y2为为0.35mol/l c、x2为为0.2mol/l d、z2为为0.4mol/l7、一定条件下、一定条件下,在容积为在容积为2l的密闭容器里加入一定物质的密闭容器里加入一定物质的量的量a,发生如下反应并建立平衡发生如下反应并建立平衡:a(g) 2b(g) , 2b(g) c(g) + 2d(g) 测得平衡时各物质的量浓度是测得平衡时各物质的量浓度是: c(a)=0.3mol/l, c(b)=0.2mol/l,