思考化学反应中

1、思考：思考：化学反应中，反应物能全部转化学反应中，反应物能全部转 化为生成物吗？举例说明。化为生成物吗？举例说明。有些化学反应能进行完全，如镁的燃有些化学反应能进行完全，如镁的燃烧，钠与水的反应；有些化学反不能烧，钠与水的反应；有些化学反不能进行完全，如合成氨，二氧化硫的催进行完全，如合成氨，二氧化硫的催化氧化等。化氧化等。1 1、可逆反应、可逆反应定义：在相同条件下同时向正、反两定义：在相同条件下同时向正、反两个方向进行的反应称可逆反应。个方向进行的反应称可逆反应。2SO2+O2 2SO33H2+N2 2NH3交流交流 研研讨讨下列说法是否正确：下列说法是否正确：1 1、氢气在氧气中燃烧生成

2、水，水在电解时、氢气在氧气中燃烧生成水，水在电解时生成氢气和氧气，生成氢气和氧气，H H2 2+O+O2 2=H=H2 2O O是可逆反应。是可逆反应。2 2、硫酸铜晶体加热变成白色粉末，冷却又、硫酸铜晶体加热变成白色粉末，冷却又变成蓝色，所以无水硫酸铜结合结晶水的反变成蓝色，所以无水硫酸铜结合结晶水的反应是可逆反应。应是可逆反应。3 3、氯化铵加热变成氨气和氯化氢气体，两、氯化铵加热变成氨气和氯化氢气体，两种气体又自发变成氯化铵，氯化铵的分解是种气体又自发变成氯化铵，氯化铵的分解是可逆反应。可逆反应。1 1、可逆反应、可逆反应可逆反应的特点：可逆反应的特点：（1 1）不能进行到底，有一定限度

3、）不能进行到底，有一定限度（2 2）正反两个方向的反应在同时进行）正反两个方向的反应在同时进行（3 3）一定条件下，正逆反应达平衡）一定条件下，正逆反应达平衡1 1、可逆反应、可逆反应人们利用人们利用可逆反应可逆反应进行化工生产时要进行化工生产时要同时考虑两个因素：同时考虑两个因素：反应进行的速和反应进行的限度反应进行的速和反应进行的限度。化学反应限度决定原料利用率和产品化学反应限度决定原料利用率和产品的产率的产率，因此，研究可逆反应，提高，因此，研究可逆反应，提高化学反应的限度具有重要意义。化学反应的限度具有重要意义。1 1、可逆反应、可逆反应例例1 1：在：在1 1升容器内，发生升容器内，

4、发生2SO2+O2 2SO32体积体积SO21体积体积O2500，101KPa,V2O55min后后SO26O23SO39110min 后后如前如前几小时后几小时后如前如前？反应停止了吗反应停止了吗反应开始反应开始V正正 V逆逆到一定时间到一定时间V V正正V V逆逆00反应过程中反应过程中V正正减小减小, V逆逆增大增大1 1、可逆反应、可逆反应在反应过程中的速率变化在反应过程中的速率变化2 2、化学平衡、化学平衡定义：定义：在在一定条件下一定条件下可逆反应可逆反应进行到一定程进行到一定程度时，度时，正反应速率和逆反应速率相等正反应速率和逆反应速率相等，反应反应物和生成物的浓度不再发生变化物

5、和生成物的浓度不再发生变化，这种状态，这种状态称为化学平衡状态，简称化学平衡。称为化学平衡状态，简称化学平衡。要点：对象要点：对象可逆反应可逆反应 条件条件一定条件下，一定条件下，V正正=V逆逆 特征特征各成份的浓度不再变化各成份的浓度不再变化特点特点动动化学平衡是一种动态平衡化学平衡是一种动态平衡 V V正正V V逆逆00； 定定反应混合物中各组成的浓度反应混合物中各组成的浓度 保持不变；保持不变； 变变当外界条件（当外界条件（C C、P P、T T）改变）改变 时，时，V V正正VV逆逆 ，平衡发生改变，平衡发生改变 2 2、化学平衡、化学平衡 同一种物质：该物质的生成速率等于它的消耗速率

6、。 不同的物质：速率之比等于方程式中各物质的计量数之比，但必须是不同方向的速率。化学平衡状态的标志:（1）等速标志，正 = 逆 （本质特征）各组成成分的质量、物质的量、分子数、体积（气体）、物质的量浓度均保持不变。 各组成成分的质量分数、物质的量分数、气体的体积分数均保持不变。 若反应前后的物质都是气体，且总体积不等，则气体的总物质的量、总压强（恒温、恒容）、平均摩尔质量、混合气体的密度（恒温、恒压）均保持不变。 反应物的转化率、产物的产率保持不变。重要题型判断可逆反应达到平衡状态？能够说明N2 + 3H2 2NH3反应在密闭容器中已达到平衡状态的是容器内N2、H2、NH3三者共存 容器内N2

7、、H2、NH3三者浓度相等 容器内N2、H2、NH3的浓度 比恰为1:3:2 某时间内断裂3molH-H键的同时，断裂6molN-H键容器内质量不随时间的变化 而变化t min内生成1molNH3同时消耗0.5molN2t min内，生成1molN2同时消耗3molH2容器内压强不随时间的变化 而变化容器内密度不再发生变化容器内的平均摩尔质量不再 发生变化判断化学平衡状态的方法等效平衡只改变起始时加入物质的物质的量，如果根据反应方程式中的计量数换算成等号同一边的物质的物质的量，只要对应物质的物质的量相等就可达到同一平衡状态。 规律 在恒温恒容(T,V)下，若反应前后气体物质的总体积不相等：此时

8、，混合物中各物质的质量（物质的量）百分含量与已知的平衡状态相同，物质的量、浓度、甚至总压强、总物质的量也相同。 只改变起始时加入物质的物质的量，如根据可逆反应方程式的计量数换算成等号同一边的物质的物质的量，对应物质的物质的量之比相等，各组分的百分含量与已知的平衡状态相同。在恒温恒容(T,V)下，若反应前后气体物质的总体积相等：只改变起始时加入物质的物质的量，如根据可逆反应方程式的计量数换算成等号同一边的物质的物质的量，对应物质的物质的量之比相等，各组分的百分含量与已知的平衡状态相同。在恒温恒压(T,P)下：1、当可逆反应可逆反应2SO2+O2 2SO3达平衡时, 通入18O2, 再次平衡时,

9、18O存在于（ ） A.SO3 O2 B.SO2 SO3 C. SO2 O2 D.SO2 O2 SO3D2、在密闭容器中进行如下反应X2(g)+Y2 (g) 2Z(g) 已知X2Y2Z的起始浓度分别为0.1mol/L0.3mol/L0.2mol/L。 在一定的条件下，当达到平衡时，各物质的浓度有可能是A.Z为为0.3mol/L B.Y2为为0.35mol/LC.X2为为0.2mol/L D.Z为为0.4mol/L答:AB3、N2+3H2 2NH3反应达到平衡时，下反应达到平衡时，下列说法正确的是（列说法正确的是（ ） A、N2和和H2不再化合了不再化合了 B、N2、H2、NH3的浓度相等的浓度

10、相等 C、平衡建立前体系的总质量在不断变化、平衡建立前体系的总质量在不断变化而平衡建立后体系的总质量就不再变了而平衡建立后体系的总质量就不再变了 D、N2、H2、NH3的浓度保持不变的浓度保持不变D4 4、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

11、之比为的分子数之比为1 1：3 3：2 2BC5、 可逆反应N23H2 2NH3的正、逆反应速率可用各反应物或生成物浓度的变化来表示。下列各关系中能说明反应已达到平衡状态的是（ ）A.3v正（N2）v正（H2） B.v正 （N2） v逆（NH3）C.2v正（H2）3v逆（NH3） D.v正（N2）3v逆（H2）CBV L P%V LP%V L恒容恒容恒压恒压加加压压甲甲乙乙起始状态 平衡状态 反应过程分析：A、B、C、F、ID、GE、HA4molA+1molB B2molA+2molBC4molA+2molB D3molC+1molD E2molA+1molB+3molC+1molD F3mo

12、lC+1molD+1molB G1molA+0.5molB+1.5molC+0.5molD H. 3molC+2molD I4molC+1molD 2 L2 L1 L 4molA+2molB 平衡状态1 平衡状态2加压8、在一个固定体积的密闭容器中,保持一定温度,进行以下反应：H2 (g) +Br2 (g) 2HBr (g),已知加入1mol H2和2mol Br2时，达到平衡后生成a mol HBr(见下表“已知”项)。在同温同压下,且保持平衡时各组成成分的百分含量不变,对下列编号和的状态,填写表中的空白:00.52a2 L 2 L1 L 1 L1 L已知已知甲甲乙乙丙丙(1)起始状态 平衡

13、状态 加加压压 K实验测得，同一反应（如：实验测得，同一反应（如：aA+bB cC+dD）在）在某温某温度下达到的化学平衡状态度下达到的化学平衡状态，平衡体系中各物质的浓度满平衡体系中各物质的浓度满足下面关系：足下面关系：其中其中c为各组分的平衡浓度为各组分的平衡浓度，温度一定，温度一定，K为定值。为定值。)()()()(BcAcDcCcKbadc结论：一定温度下，生成物浓度的系数次方的乘积与反应物结论：一定温度下，生成物浓度的系数次方的乘积与反应物浓度系数次方的乘积之比为一常数浓度系数次方的乘积之比为一常数K值的大小，表示在一定温度下，反应达到平衡时值的大小，表示在一定温度下，反应达到平衡时

14、该反应进行的程度（反应的限度）。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；反之则值越大，反应程度增大，转化率越高；反之则转化率越低。转化率越低。（2）K值与浓度无关，随温度变化而变化值与浓度无关，随温度变化而变化反反应应物物的的起起始始浓浓度度应应物物的的平平衡衡浓浓度度反反应应物物的的起起始始浓浓度度反反转转化化率率100)( )()()()(BcAcDcCcKbadc（1）必须指明温度，反应必须达到平衡状态）必须指明温度，反应必须达到平衡状态（2）平衡常数表示反应进行的程度，不表示反）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，应的快慢，即速率

15、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，表达值的计算时，固体不作考虑，表达 式中不需表达式中不需表达Fe3O4(s) + 4H2(g) 高温高温3Fe(s) + 4H2O(g) 如：如：)H(c)OH(cK2424一定温度下一定温度下（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的浓的浓 度可不表达度可不表达Cr2O72- + H2O 2CrO42- + 2H+如：如：)OCr(c)H(c)CrO(cK2722242一定温度下一定温度下（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 2NH32

16、NH3 N2+3H21/2N2+3/2H2 NH3)H(c)N( c)NH(cK232321)NH(c)H(c)N(cK322322)H(c)N(c)NH( cK/22322133K1 = 1/K2 = K32某温度下某温度下（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如某温度下，可逆反应如某温度下，可逆反应mA(g) + nB(g) pC(g) + qD(g)平衡常数为平衡常数为K，若某时刻时，反应物和生成物的浓度关系如下：，若某时刻时，反应物和生成物的浓度关系如下：)B(c)A(c)D(c)C(cKnmqp KK ，V正正V逆，反应向正方向进行逆，反应向正

17、方向进行KK ，V正正V逆，反应处于平衡状态逆，反应处于平衡状态KK ，V正正V逆，反应向逆方向进行逆，反应向逆方向进行则：则：平衡转化率平衡转化率= = 平衡时已转化了的某反应物的量平衡时已转化了的某反应物的量 转化前该反应物的量转化前该反应物的量100%例题： 一氧化碳变换反应CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g)在773K时,平衡常数Kc=9，如反应开始时CO和H2O的浓度都是0.020 molL，计算在这条件下，CO的转化率最大是多少？c(始) : 0.020 0.020 0 0c(平) : 0.020-x 0.20-x x x 解得:x=0.015 (molL-1 )解：

18、设平衡时CO2和H2的浓度为x molLCO(g) + H2O(g) CO2(g) + H2(g) K = = 9x2(0.020-x)2答: 该反应在所给条件下的最大转化率是75%。转化率 = 100 = 75 % 0.0150.020例：高炉炼铁中发生的基本反应如下例：高炉炼铁中发生的基本反应如下: FeO(s)+CO(g) Fe(s)+CO2(g)Q。其平衡常数可表。其平衡常数可表达为达为: K=c(CO2)/c(CO)，已知，已知1100，K=0.263 (1)若平衡向右进行，高炉内若平衡向右进行，高炉内CO2和和CO的体积比值的体积比值_，平衡常数，平衡常数K值值_(填填“增大增大”“”“减小减小”或或“不变不变”) (2)1100时，测得高炉中时，测得高炉中c(CO2)=0.025mol/L，c(CO)=0.1mol/L，在这种情况下该反应是否处于平衡状，在这种情况下该反应是否处于平衡状态态_(填填“是是”或或“否否”)，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”)，其原因是，其原因是 。增大增大增大增大否否大于大于c(CO2