高中化学 第2章 化学反应的方向、限度与速率 第2节 1 化学平衡常数课件13 鲁科版选修4-鲁科版高中选修4化学课件

1、第第2章章 化学反应的方向、限度与速率化学反应的方向、限度与速率第第2节节 化学反应的限度化学反应的限度化学平衡常数化学平衡常数 已知合成氨反应已知合成氨反应: 在在298K时时:H=92.2kJmol1 S= 198.2JK 1 mol1 请根据反应的焓变和熵变分请根据反应的焓变和熵变分析析298K时合成氨反应能否自发时合成氨反应能否自发进行。进行。知识回顾知识回顾根据判据计算：根据判据计算： = 92.2kJmol1 298K(198.2103kJK 1 mol1 ) =33.1 kJmol1 0该反应常温下能自发进行，这是否就足够了呢？该反应常温下能自发进行，这是否就足够了呢？N2 +

2、3 H2 2NH3 + Q 该反应在一定条件下是不可能进行完全的，即存该反应在一定条件下是不可能进行完全的，即存在一定的限度，而反应的限度的大小对于生产和生活在一定的限度，而反应的限度的大小对于生产和生活实际有着直接影响。因此仅研究化学反应的方向是不实际有着直接影响。因此仅研究化学反应的方向是不够的，还需要关注化学反应的限度问题。什么是化学够的，还需要关注化学反应的限度问题。什么是化学反应的限度？反应的限度？ 如何判断一个反应达到化学平衡状态？如何判断一个反应达到化学平衡状态？ 在一定温度下，可逆反应：在一定温度下，可逆反应：A(g)+3B(g) 2C(g)A(g)+3B(g) 2C(g)达到

3、平衡的达到平衡的标志是标志是( )( )A.AA.A生成的速率与生成的速率与C C分解的速率相等分解的速率相等B.AB.A、B B、C C的浓度不再变化的浓度不再变化C.C.单位时间生成单位时间生成n molA同时消耗同时消耗3n molBD.AD.A、B B、C C的分子数之比为的分子数之比为1 1：3 3：2 2BC 如何定量描述一个化学反应进行的程度？如何定量描述一个化学反应进行的程度？序序号号起始时浓度起始时浓度molmolL L-1-1平衡时浓度平衡时浓度molmolL L-1-1平衡时平衡时c0 (H2)c0(I2)c0 (HI)H2I2HI10.010670.0119600.00

4、18310.0031290.0176720.011350.00904400.0035600.0012500.0155930.011340.00751000.0045650.00073780.013544000.0044890.00047980.00047980.0035315000.10690.0011410.0011410.00841054.554.6 54.454.2根据表中的数据计算出平衡时根据表中的数据计算出平衡时 的值，并分析其中规律。的值，并分析其中规律。I2(g) + H2(g) 2HI(g) 698.6KC(B)表示任意表示任意状态时的浓度状态时的浓度 B 表示平衡表示平衡状态

5、时的浓度状态时的浓度222IHHI222IHHI54.3通过分析实验数据得出：通过分析实验数据得出：对于反应对于反应(1)(1)温度恒定时（温度恒定时（ 698.6K），达到化学平衡状，达到化学平衡状态态 为一为一常数（常数（5454）； (2)(2)这个常数与反应的这个常数与反应的起始浓度起始浓度大小大小无关无关；(3)(3)这个常数与这个常数与正向正向建立还是建立还是逆向逆向建立平衡无建立平衡无关即与平衡建立的关即与平衡建立的过程过程无关。无关。222IHHII2(g) + H2(g) 2HI(g) 由由1、2、3组所给的初始浓度数据判断刚开始时化学组所给的初始浓度数据判断刚开始时化学反应

6、进行的方向？由反应进行的方向？由4、5两组所给的初始浓度数据判断两组所给的初始浓度数据判断刚开始时化学反应进行的方向？由此你能否得出该常数刚开始时化学反应进行的方向？由此你能否得出该常数与化学反应方向的关系？与化学反应方向的关系？温度温度（K）序序号号初始浓度（初始浓度（mol/L）平衡浓度（平衡浓度（mol/L）C0(H2)C0(I2)C0(HI)H2I2HI798.60.0113500.00904000.0045600.0019500.008590000.016550.0033900.0033900.009770000.012580.0025800.0025800.007420222IHH

7、I 测量获得反应测量获得反应H2(g)I2(g) 2HI (g) ，在，在798.6K时各物质时各物质的初始浓度和平衡浓度，结果如下表的初始浓度和平衡浓度，结果如下表8.2988.3068.271通过分析实验数据得出：通过分析实验数据得出：(1)(1)温度恒定时，达到化学平衡状态温度恒定时，达到化学平衡状态 为一为一常数常数； (2)(2)这个常数与反应的这个常数与反应的起始浓度起始浓度大小大小无关无关；(3)(3)这个常数与这个常数与正向正向建立还是建立还是逆向逆向建立平衡无建立平衡无关即与平衡建立的关即与平衡建立的过程过程无关。无关。 (4) 温度不同，平衡时常数大小不同。温度不同，平衡时

8、常数大小不同。 222IHHI规律小结规律小结(课本课本P42第一段第一段)1.化学平衡常数化学平衡常数K =化学平衡常数表达式化学平衡常数表达式单位：单位：（molL-1）（c+d）-（a+b）反应反应K单位单位1 1/2N2(g)+3/2H2(g) NH3(g)(molL1)12 N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)(molL1) -23 2NH3(g) N2(g)+3H2(g) (molL1) 24NH3H2O(aq) NH4+(aq)+OH-(aq)5 FeO(s)+CO(g) Fe(s)+CO2(g)6 AgCl(s) Ag+(aq)+Cl (aq) 2321223HNNH 32

9、223HNNH23223NHHNOHNHOHNH234COCO2ClAg 写出下表中各反应的平衡常数表达式及写出下表中各反应的平衡常数表达式及单位。单位。molL-1(molL-1)22.平衡常数的有关规律平衡常数的有关规律 1固体，纯液体不带入平衡常数表达式当中。固体，纯液体不带入平衡常数表达式当中。 2 同一个可逆反应，平衡常数的表达式不是同一个可逆反应，平衡常数的表达式不是唯一的，它与化学方程式的书写方式有关。唯一的，它与化学方程式的书写方式有关。每个化学方程式都有自己的平衡常数表达式每个化学方程式都有自己的平衡常数表达式及相应的平衡常数。及相应的平衡常数。 3 平衡常数的单位与化学方程

10、式表示形式相平衡常数的单位与化学方程式表示形式相对应。对应。a. N2 (g) + 3 H2 (g) 2NH3 (g) K1 b. 1/2N2 (g) + 3/2 H2 (g) NH3 (g) K2结论：结论： K2 = K11/2 4.相同反应，化学计量数变为原反应的相同反应，化学计量数变为原反应的 n倍，倍，则平衡常数为原平衡常数的则平衡常数为原平衡常数的 n次方次方反应1和反应2同一反应化学方程式系数不同，其平衡常数间关系？a. N2 (g) + 3 H2 (g) 2NH3 (g) K1 b. 2NH3 (g) N2 (g) + H2 (g) K2结论：结论： K2 = 1 / K1 5

11、.相同反应，正反应平衡常数与逆反应平衡相同反应，正反应平衡常数与逆反应平衡常数互为倒数。常数互为倒数。 反应2和反应3为可逆反应，其平衡常数间关系？ 已知已知K K1 1、K K2 2, ,求求K. K. 2NO (g) + O2 (g) 2NO2 (g) K1 2NO2 (g) N2O4 (g) .K2 2NO (g) +O2(g) N2O4 (g) . K结论：结论：K = K1 K2 6.若干方程式相加若干方程式相加(减减)，则总反应的平衡常，则总反应的平衡常数等于数等于各各步平衡常数之乘积步平衡常数之乘积(商商) 高炉炼铁中发生的基本反应如下：高炉炼铁中发生的基本反应如下：FeO(s)

12、+CO(g) Fe(s)+CO2(g)(正反应为吸正反应为吸热热)，已知已知1100 时，该反应的化学平衡常数为时，该反应的化学平衡常数为0.263。若在。若在1100时，测得高炉中时，测得高炉中C(CO2)=0.025 mol/L C(CO)=0.1 mol/L，在这，在这种情况下该反应种情况下该反应1）是否处于平衡状态）是否处于平衡状态 (填填“是是”或或“否否”)，2）反应此时向）反应此时向 进行（填进行（填“正正”或者或者“逆逆”）此时化学反应速率是此时化学反应速率是 V正正 V逆逆 (填填“大于大于”、“小于小于”或或“等于等于”)。 否大于正3.化学平衡常数的应用化学平衡常数的应用n aA+bB cC+dD badcBADCK = BcAcDcCccbadQ =浓度商浓度商当当QK时，时， 反应会逆向进行达到平衡。反应会逆向进行达到平衡。 反应为平衡状态。反应为平衡状态。 反应要正向进行达到平衡。反应要正向进行达到平衡。 在某温度下，某时刻反应是否达平衡，在某温度下，某时刻反应是否达平衡，可用该时刻浓度商可用该时刻浓度商QQ与与K K比较大小来判断。比较大小来判断。当当Q = K时，时，当当Q K时，时， 对于反应：对于反应：2A (g) B (g)若若A起始浓度为起