苏教版高二化学《化学反应的限度》

专题2第二单元化学反应的限度1、什么是可逆反应？2复习思考：

（1）定义：在同一反应条件下，既可以向正反应方向进行，同时又可以向逆反应方向进行的反应。

大部分化学反应都是可逆反应。2、氯水为什么是黄绿色的，其中含有哪些微粒？3复习思考：Cl2+H2OHCl+HClO3、点燃氢气和氧气的混合物可剧烈地化合生成水，电解水时又可生成氢气和氧气，这是不是一个可逆反应？为什么？4复习思考：

（2）可逆反应的特点：

①正反应和逆反应发生的条件相同；②反应物、生成物共同存在；③可逆反应有一定的限度。

可逆反应的情况P43交流与讨论时间速率O··正反应逆反应O时间浓度··生成物反应物

当反应到一定时间，会达到这种状态：此时正反应速率和逆反应速率相等，反应物和生成物的浓度不再发生变化。这种状态就叫做化学平衡状态。2、化学平衡状态（1）化学平衡状态的建立：可逆反应在一定条件下进行到一定程度时,正反应速率和逆反应的速率相等，反应物和生成物的浓度不再发生变化，反应达到化学平衡状态。前提条件：可逆反应（2）化学平衡的特征：“动”、“等”、“定”、“变”①“动”：化学平衡是一个动态平衡；②“等”：平衡时正反应和逆反应的速率相等且大于0；③“定”：平衡时反应物和生成物的浓度保持不变；④“变”：改变外界条件时，平衡会发生移动。（旧的平衡将被破坏，并在新的条件下建立新的平衡。）

②③为可逆反应达到平衡的标志。①速率：v正=v逆（即任何一种物质的生成速率等于其消耗速率）②各成分的含量保持不变以xA(g)+yB(g)zC(g)为例，分析化学反应达到平衡状态的标志：下列哪些事实能够说明N2+3H22NH3反应在密闭容器中已达到平衡状态？①容器内N2、H2、NH3三者共存②容器内N2、H2、NH3三者浓度相等③容器内N2、H2、NH3的浓度比恰为1:3:2思考下列哪些事实能够说明N2+3H22NH3反应在密闭容器中已达到平衡状态？XXX⑥某时间内断裂3molH-H键的同时，断裂6molN-H键⑦容器内质量不随时间的变化而变化④tmin内生成1molNH3同时消耗0.5molN2⑤tmin内，生成1molN2同时消耗3molH2N2+3H22NH3√X√X⑧容器内压强不随时间的变化而变化⑨容器内密度不再发生变化⑩容器内的平均摩尔质量不再发生变化N2+3H22NH3√√√1．在一定温度下，反应A2(g)＋B2(g)2AB(g)达到平衡状态的标志是（）

A．单位时间生成nmolA2同时生成nmolAB B．容器内的总压强不随时间变化

C．单位时间生成2nmolAB同时生成nmolB2

D．单位时间生成nmolA2同时生成nmolB22．对于一定条件下的可逆反应N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)，能说明反应已达到平衡状态的是（）

A．体积分数NH3%＝N2%B．c(NH3)保持不变C．反应体系的压强不变D．c(NH3)∶c(N2)∶c(H2)=2∶1∶3CBC我们知道，在一定条件下的可逆反应存在化学平衡状态。那么，当达到化学平衡状态是，究竟有多少反应物转化成了生成物，平衡体系中各物质的浓度之间是否有一定的关系？请大家完成P44页的问题解决。总结归纳平衡时反应物与生成物的物质的量浓度之间的关系。通过计算同学们是否发现什么规律？其中浓度的指数与化学方程式有何关系？

反应物与生成物浓度的系数次方的比值是一个定值。

如果反应物或生成物不止一种，情况又如何呢？如在一定条件下，可逆反应H2+I2(g)2HI，起始以及平衡时各物质的浓度如下表所示。他们的浓度间存在何种关系？

讨论、小结：是一个定值。即：一定温度下，生成物浓度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。c2(HI)c(H2)·c(I2)化学平衡常数——K其中c为各组分的平衡浓度，温度一定，K为定值。1.K的表达式

大量实验事实表明，对下列可逆反应：

aA+bBcC+dD在一定温度下，无论反应物的起始浓度如何，反应达到平衡状态后，将各物质的物质的量浓度代入下式，得到的结果是一个定值：单位？根据平衡常数的定义，请同学们写出下列反应的平衡常数的表达式。课堂练兵与表2-9中的以上反应的表达式对比，你能得出什么结论？2NO2N2O4NO21/2N2O42Fe3++Fe3

Fe2+Br2+

H2OH++Br-+HBrO（2）平衡常数的表达式与方程式的书写方式有关K1

=1/K2

=K322.使用平衡常数应注意的问题例如，在某温度下：N2+3H22NH32NH3N2+3H2N2+H2NH31232（1）固体、纯液体浓度视为定值，其浓度不需列入表达式中分析表2-8的数据，你能得出什么结论？化学平衡常数2.使用平衡常数应注意的问题(3)平衡常数随反应温度的变化二变化，在使用时应注明温度。（4）各物质浓度均指平衡时浓度。（5）利用K值可判断某状态是否处于平衡状态2.使用平衡常数应注意的问题v正＞

v逆，反应向正方向进行

v正＝v逆，反应处于平衡状态v正＜v逆，反应向逆方向进行则：如某温度下，可逆反应mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)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：浓度商Qc＝

K

Qc

＜

K

Qc

＞K

Cr2O72-+H2O

2CrO42-+2H+Fe3O4(s)+4H2(g)

高温3Fe(s)+4H2O(g)N2+3H22NH32NH3N2+3H2N2+H2NH31232根据平衡常数的定义，请大家写出下列可逆反应的平衡常数表达式。化学平衡常数K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）。（1）K值越大，表明反应进行的程度越大；反之则越小。3.平衡常数的意义aA+bBcC+dD（2）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，K值不一定大观察表2-7，思考在25℃，哪种卤化氢生成反应进行的程度大？如果给出一定温度时的某个可逆反应的平衡常数，能否通过其他一些数据的测定，判断该反应的某状态是否处于平衡状态呢？讨论、小结：

我们可以通过测出某一时刻体系中各物质的浓度，然后假设反应已经达到平衡，计算出平衡常数，与给定的平衡常数比较。如果相等，则假设成立，也就是说反应已达到平衡；如果不相等，则没有达到平衡。化学平衡常数平衡转化率×100%

=该反应物的起始浓度－该反应物的平衡浓度该反应物的起始浓度

可逆反应在一定条件下达到平衡时，某一反应物的平衡转化率为：除了化学平衡常数外，还有没有其他方法能用来表示化学反应进行的限度呢？平衡转化率的意义：能表示在一定温度和一定起始浓度下反应进行的限度。【例1】某温度下，向10L真空容器中注入1.00molH2(g)和1.00molI2(g)，反应平衡后I2(g)的浓度为0.0200mol·L-1。试求该温度下H2(g)+I2(g)2HI(g)的平衡常数。平衡常数和转化率的计算解：据题意可知，起始时c(H2)=c(I2)=0.100mol·L-1，平衡时c(H2)=c(I2)=0.0200mol·L-1，生成的c(HI)=0.160mol·L-1H2(g)+I2(g)2HI(g)起始时各物质的浓度/mol·L-10.1000.1000变化的各物质的浓度/mol·L-1平衡时各物质的浓度/mol·L-10.08000.08000.1600.02000.02000.160K=(0.160)2(0.0200)2=64.0

c2(HI)c(H2)·c(I2)=答：平衡常数为64.0。平衡常数和转化率的计算【例2】在一密闭容器中，CO与H2O混合加热到800℃达到下列平衡：CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g)K=1.00若反应开始时CO和H2O的浓度分别为0.200mol·L-1和1.00mol·L-1，求达到平衡时CO转化为CO2转化率是多少？平衡常数和转化率的计算c(平)/mol·L-10.200－x1.00－xxx

解得:x=0.166解：设平衡时CO2和H2的浓度为xmol·L-1K=x2(0.200－x)(1.00－x)CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)c(始)/mol·L-10.2001.0000c(变)/mol·L-1

xxxx=1.00c(CO2)·c(H2)c(CO)·c(H2O)=平衡常数和转化率的计算答:平衡时CO转化为CO2转化率是83.0%。

=

×100%=83.0%

0.1660.200

【例3】850K时，在一密闭容器中充入一定量的SO2和O2，当反应达到平衡后测得：SO2、O2和SO3的浓度分别为6.0×10-3mol·L-1、8.0×10-3mol·L-1和4.4×10-2mol·L-1。计算：（1）该温度下反应