化学反应的限度课件高二上学期化学选择性必修1

化学反应的限度第二章化学反应的方向、限度与速率第2课时第二节一、可逆反应在相同条件下能向正反应方向进行同时又能向逆反应方向进行的反应称为可逆反应。特点双同性共存性双向性反应物生成物正反应方向逆反应方向在相同条件下，正、逆反应同时进行反应物和生成物共同存在注：在可逆反应的化学方程式中用“”代替“”。二、化学平衡状态什么叫化学平衡？在一恒容的密闭容器中，通入2molSO2和1mol

O2，并加入适当催化剂发生反应，思考并回答下列问题：1、刚开始反应有什么特点？2SO2+O22SO3催化剂可逆反应2、反应进行后有什么特点？3、反应达到平衡有什么特点？1．化学平衡状态的建立二、化学平衡状态(1)开始c(SO2)、c(O2)最大，

c(SO3)＝02SO2+O2

2SO3

v(正)最大，v(逆)=0反应速率v(正)v(逆)t1时间（t）0反应速率v(正)v(逆)t1时间（t）0v(正)v(逆)(3)平衡(2)变化v(正)减小，v(逆)增大v(逆)≠0，v(正)＞v(逆)

v(正)=v(逆)

≠0c(SO2)、c(O2

)减小,c(SO3)增大2SO2+O2

2SO3

c(SO2)、c(O2

)不变,c(SO3)不变2SO2+O22SO3催化剂△反应速率t1时间（t）0反应物浓度最大，生成物浓度为0反应物浓度不变，生成物浓度不变反应物浓度减小，生成物浓度增大时间浓度0c(反)c(生)时间浓度0c(生)c(反)二、化学平衡状态t0在可逆反应中，当

v正

=

v逆

时，

c反

和

c生都不再改变，达到一种表面静止的状态；在化学上称之为化学平衡状态，简称化学平衡。平衡状态反应没有停止，即：

v正

=

v逆

≠0动态平衡从外表上看，反应好象“停止”

2．化学平衡状态的定义二、化学平衡状态(1)逆：研究对象是可逆反应(2)等：同一物质v正=v逆≠0(3)动：一种动态平衡；化学反应达到平衡时，反应并没有停止。(4)定：在平衡混合物中，各组成成分的含量保持不变(5)变：当外界条件发生改变，原来的化学平衡就会被破坏，并在新的条件下建立新的化学平衡。化学平衡的本质化学平衡的标志逆、等、动、定、变3．化学平衡状态的特征二、化学平衡状态4．化学平衡状态的判据直接依据（1）V正=V逆≠0（1）V生成（N2）=V消耗（N2）（2）单位时间内，消耗1molN2，同时生成1molN2a、用同一物质表示：V消耗=V生成例如，一定条件下，可逆反应N2＋3H22NH3，对该可逆反应，表示正、逆反应速率可以用N2或H2或NH3来表示：b、用不同物质表示：方向相反，各种量之比=系数之比（3）单位时间内，消耗3molH2，同时生成1molN2二、化学平衡状态根据各组分的量首先分析该量是“变量”还是“恒量”，如为“恒量”，即随反应的进行永远不变，则不能作为判断平衡状态的依据；如为“变量”，即该量随反应进行而改变，当其“不变”时，则为平衡状态。即：

变量不变—化学反应达到平衡状态压强、密度、平均相对分子质量、总物质的量、百分含量、温度、颜色等（2）各组分的浓度（或百分含量）不再变化间接依据4．化学平衡状态的判据变量不变则平衡间接依据二、化学平衡状态4．化学平衡状态的判据以m

A(g)+n

B(g)p

C(g)+q

D(g)为例①混合物体系中各成分的含量各物质的物质的量或物质的量分数一定时各物质的质量或质量分数一定时各气体的体积或体积分数一定时一定是化学平衡状态一定一定总体积、总压强、总物质的量一定时不一定

②体系总压强PV=nRT间接依据二、化学平衡状态4．化学平衡状态的判据以m

A(g)+n

B(g)p

C(g)+q

D(g)为例恒温恒容下且

m＋n=p＋q时，总压强一定时不一定平衡恒温恒容下且

m＋n≠p＋q时，总压强一定时一定平衡PV=nRT例如：恒容、恒温条件下，C(s)+O2(g)CO2(g)

当体系总压强不变时，CO2(g)+C(s)2CO(g)当体系总压强不变时，2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)

当体系总压强不变时，H2(g)+I2(g)2HI(g)当体系总压强不变时，

②体系总压强间接依据二、化学平衡状态4．化学平衡状态的判据不一定平衡一定平衡不一定平衡一定平衡间接依据二、化学平衡状态4．化学平衡状态的判据③混合气体的平均相对分子质量()

一定，且m+n≠p+q时一定，且m+n=p+q

时一定平衡不一定平衡间接依据二、化学平衡状态4．化学平衡状态的判据例如：2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)，当平均相对分子质量不变时，

CO2(g)+C(s)2CO(g)当平均相对分子质量不变时，③混合气体的平均相对分子质量()一定平衡不一定平衡一定平衡H2(g)+I2(g)2HI(g)当平均相对分子质量不变时，间接依据二、化学平衡状态4．化学平衡状态的判据ρ=m总V容器④体系的密度(ρ)恒温恒容条件下，当密度一定时不一定平衡间接依据二、化学平衡状态4．化学平衡状态的判据⑤温度一定平衡在绝热体系中，当体系温度一定时⑥颜色一定平衡含有色物质的体系，当颜色不再变化时三、化学平衡常数化学平衡体系反应物浓度与生成物浓度关系457.6℃时反应体系H2(g)+I2(g)=2HI(g)中个物质的浓度起始时各物质的浓度/（mol·L）平衡时各物质的浓度/（mol·L）平衡时c(H2)c(I2)c(HI)c(H2)c(I2)c(HI)c2(HI)/c(H2)·c(I2)1.197×10-26.944×10-305.617×10-35.936×10-41.270×10-248.371.228×10-29.964×10-303.841×10-31.524×10-31.687×10-248.621.201×10-28.403×10-304.580×10-39.733×10-41.486×10-249.54001.520×10-21.696×10-31.696×10-31.181×10-248.49001.287×10-21.433×10-31.433×10-31.000×10-248.70003.777×10-24.213×10-34.213×10-32.934×10-248.50c2(HI)/c(H2)·c(I2)平均值48.70忽略试验误差，457.6℃达到平衡时可以视为常数三、化学平衡常数结论2：结论1：平衡常数和反应的起始浓度大小无关=常数平衡常数K与正向建立还是逆向建立平衡无关，即与平衡建立的过程无关结论3：温度一定，K值相同化学平衡常数(K)三、化学平衡常数1、概念：在一定温度下，当一个可逆反应达到化学平衡时，生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比值是一个常数，这个常数叫做该反应的化学平衡常数2、表达式：例mA+nB⇋pC+qDK=生成物浓度幂之积反应物浓度幂之积=cp(C)·cq(D)cm(A)·cn(B)3、单位：K的单位为(mol·L-1)

n；

n=(p+q)-(m+n)故化学平衡常数没有固定单位其中c为各组分的平衡时浓度;注意规范书写：c小写，位于左下角；圆点要实心且显眼。三、化学平衡常数(1)反应物或生成物中有固体或纯液体存在时,由于其浓度可看作“1”而不代入公式。书写化学平衡常数关系式注意事项(2)水的处理①稀溶液中进行的反应，如有水参加，水的浓度视为常数“1”而不代入公式②气态水或非水溶液中的反应，如有水生成或有水参加反应，此时水的浓度不可视为常数。Fe3O4(s)+4H2(g)

高温3Fe(s)+4H2O(g))H(c)OH(c2424K=K=)Cr2O72-(c)CrO42-(c2)H+(c2Cr2O72-(aq)+H2O(l）

2CrO42-(aq)+2H+(aq)C2H5OH+CH3COOH

CH3COOC2H5+H2OK=

三、化学平衡常数书写化学平衡常数关系式注意事项N2+3H22NH32NH3N2+3H2（3）某温度下1/2N2+3/2H2NH3方程式的系数扩大n倍，K变为Kn；正反应与逆反应的K，互为倒数三、化学平衡常数K、ΔH的相关转化1、(1)2NO(g)+O2(g)⇌2NO2

K1(2)2NO2(g)⇌N2O4

K2(3)2NO(g)+O2(g)⇌N2O4(g)K3K3=K1K2ΔH1、ΔH2、ΔH3三者关系为:K1、K2、K3三者关系为:ΔH3=ΔH1+ΔH2结论1：若干方程式相加(减)，则总反应的平衡常数等于分步平衡常数之乘积(商)K2=1/K1

ΔH1、ΔH2二者关系为:K1、K2二者关系为:ΔH2=-ΔH1结论2：同一化学反应，正、逆反应的平衡常数互为倒数2、(1)2NO(g)+O2(g)⇌2NO2(g)K1(2)2NO2(g)⇌2NO(g)+O2(g)K2三、化学平衡常数书写化学平衡常数关系式注意事项ΔH1、ΔH2二者关系K1、K2二者关系相反数倒数相加（减）相乘（除）倍数指数3、(1)1/2N2(g)＋3/2H2(g)⇌NH3(g)

K1(2)N2(g)＋3H2(g)⇌2NH3(g)

K2K2=K12

ΔH1、ΔH2二者关系为:K1、K2二者关系为:ΔH2=2ΔH1结论3：同一化学反应，化学计量数等倍扩大或缩小(n倍)，化学平衡常数成指数倍或开n次方三、化学平衡常数化学平衡常数的意义化学平衡常数是表明化学反应限度的一个特征值，通常情况下，只受温度影响K值越大，反应进行得越完全，反应物平衡转化率越高；K值越小，反应进行越不完全，反应物平衡转化率越低。一般来说，K>105时，反应就进行得基本完全若升高温度，K值增大，则正反应为吸热反应若升高温度，K值减小，则正反应为放热反应三、化学平衡常数对于一般的可逆反应：mA(g)+nB(g)⇌pC(g)+qD(g)在任意时刻时，称为浓度商Q＜K

，反应向正方向进行Q＝K，反应处于平衡状态Q＞K

，反应向逆方向进行三、化学平衡常数H2(g)

+I2(g)

⇌2HI(g)

开始（mol/L）

0.010

0.010

0变化（mol/L）

平衡（mol/L）

0.0080

0.0020

0.0020

K=C2(HI)C(H2).C(I2)=(0.0040)2(0.0080)2=0.25例.在某温度下,将H2和I2各的气态混合物充入10L密闭容器中,充分反

应,达到平衡后,测得c(H2(1)求反应的平衡常数.(2)在上述温度下,将H2和I2各的气态混合物充入该密闭容器中,试求达到

平衡时各物质的浓度.三、化学平衡常数(2)根据题意：c(H2，c(I2设H2的变化浓度为xmol•L-1

H2

+I2

⇌2HI始

0.020

0.020

0变

平

2xxx2xK只随温度发生变化，因此K=C2(HI)C(H2).C(I2)=(2x)2(0.020-x)2=0.25解得C(H2)=C(I2四、平衡转化率

用平衡常数来表示反应的限度有时不够直观，常用平衡转化率α来表示反应限度。对于可逆反应:mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)反应物A的平衡转化率（该条件最大转化率）可表示：课堂练习例题.现有一定温度下的密闭容器中存在如下反应：H2(g)

+I2(g)2HI(g)

已知c(H2)始，c(I2)始=1mol/L经测定该反应在该温度下的平衡常数K=64，试判断，达平衡状态时，H2的转化率应为多少？解：

设氢气的转化浓度为xmol/LH2+I22HI起始浓度/mol·L-10.410转化浓度/mol·L-1

xx2x平衡浓度/mol·L-10.4-x1-x

2x解得x=0.385mol/L，则氢气的转化率为影响化学平衡的因素第2课时第2课时FACTORSTHATAFFECTCHEMICALEQUILIBRIUM温故知新化学平衡状态有哪些特征？条件改变，平衡如何变化？是否像影响速率因素一样变化？逆等动定变温故知新影响化学反应速率的外界条件主要有哪些？化学反应速率浓度压强温度催化剂一、化学平衡的移动2.移动的原因：外界条件发生变化。V正=V逆≠0条件改变V正=V逆≠0′′一定时间V正≠V逆′′平衡1

不平衡平衡2概念：改变外界条件，破坏原有的平衡状态，建立起新的平衡状态的过程。破坏旧平衡建立新平衡一、化学平衡的移动3.平衡移动与反应速率的关系外界条件对化学平衡移动的影响是通过改变反应速率来实现的。条件改变时:(1)若v(正)

v(逆),平衡

移动;

(2)若v(正)>v(逆),平衡向

反应方向移动;

(3)若v(正)<v(逆),平衡向

反应方向移动。

=不正逆二、温度对化学平衡的影响把NO2和N2O4混合气体通入两只连通的烧瓶，然后用弹簧夹夹住乳胶管；把一只烧瓶浸泡在热水中，另一只浸泡在冰水中。观察颜色变化。

实验12NO2(g)

(红棕色)N2O4(g)ΔH=-56.9kJ·mol-1

(无色)

将NO2球浸泡在冰水和热水中

冰水中热水中现象

解释

升温→颜色变深→平衡向吸热方向移动。降温→颜色变浅→平衡向放热方向移动;红棕色变浅

其他条件不变时,升高温度平衡向着

的方向移动,降低温度平衡向着

的方向移动。

二、温度对化学平衡的影响吸热放热由于任何反应都伴随着能量(热能)变化，所以对于任一平衡反应，改变温度，平衡一定发生移动。升高温度，正逆反应速率都加快降低温度，正逆反应速率都减慢二、温度对化学平衡的影响0vV正V逆V正=V逆升高温度aA(g)+bB(g)cC(g)图象解释0vV正V逆V正=V逆降低温度ΔH>0V

正=V

逆V’正V’逆V

正=V

逆V’逆V’正二、温度对化学平衡的影响0vV正V逆V正=V逆升高温度aA(g)+bB(g)cC(g)图象解释0vV正V逆V正=V逆降低温度ΔH<0V

正=V

逆V’逆V’正V

正=V

逆V’正V’逆三、浓度对化学平衡的影响将上述溶液平均分装在a、b、c三支试管中,向b试管中加入少量铁粉,溶液红色

;向c试管中滴加4滴1mol·L-1KSCN溶液,溶液红色

。这些现象说明当向平衡混合物中加入铁粉或硫氰化钾溶液后,平衡混合物的

发生了变化。

变浅加深硫氰化铁

实验实验操作

向盛有5mL0.05mol·L-1FeCl3溶液的试管中加入5mL0.15mol·L-1KSCN溶液实验原理Fe3++3SCN-Fe(SCN)3(浅黄色)

(无色)

(红色)实验现象

溶液呈

色

红三、浓度对化学平衡的影响浓度的改变导致

的改变,但K

,使Q

K,从而导致平衡移动。浓度商不变≠在可逆反应达到平衡时,在其他条件不变的情况下:(1)c(反应物)增大或c(生成物)减小,平衡向

方向移动。

(2)c(反应物)减小或c(生成物)增大,平衡向

方向移动。

结论正反应逆反应理论解释三、浓度对化学平衡的影响0vtV(正)V(逆)V(正)=V(逆)V

(正)=V

(逆)V’(正)V’(逆)平衡状态2平衡状态10vtV(正)V(逆)V(正)=V(逆)V

(正)=V

(逆)V’(逆)V’(正)平衡状态1平衡状态2增大反应物浓度减小反应物浓度C反↑⇒瞬v正↑、v逆未变⇒v正＞v逆⇒正移C反↓⇒v正瞬↓、v逆未变⇒v正＜v逆⇒逆移三、浓度对化学平衡的影响0vtV(正)V(逆)V(正)=V(逆)V

(正)=V

(逆)V’(逆)V’(正)0vtV正V逆V正=V逆V

正=V

逆V’正V’逆增大C生，平衡逆移减小C生，平衡正移C生↑⇒v逆瞬↑、v正未变⇒v正＜v逆⇒逆移C生↓⇒v逆瞬↓、v正未变⇒v正＞v逆⇒正移三、浓度对化学平衡的影响①对平衡体系中的固态和纯液态物质，浓度可看作一个常数，增加或减小固态或液态纯净物的量并不影响ν正、ν逆的大小，所以化学平衡不移动。②“浓度对化学平衡移动的影响”中的“浓度”是指与反应有关的气体或溶液中实际参加反应的离子的浓度。如FeCl3溶液中滴加KSCN溶液，若增加Cl-或k+的浓度，对化学平衡无影响。③工业生产中，常通过适当增大成本较低的反应物的浓度来提高成本较高的反应物的转化率，以降低生产成本。注意四、压强对化学平衡的影响(1)若为反应前后气体体积不等的反应,如N2+3H22NH3:

增大压强后,平衡向气体计量数和

的方向移动;

减小压强后,平衡向气体计量数和

的方向移动。

减小增大(2)若为等体积反应,如H2+I22HI:改变压强后,平衡

。

不移动四、压强对化学平衡的影响0vV正V逆V正=V逆V

正=V

逆V’正V’逆增大压强aA(g)+bB(g)cC(g)（a+b>c）图象解释0vV正V逆V正=V逆V

正=V

逆V’逆V’正减小压强四、压强对化学平衡的影响0vV正V逆V正=V逆V

正=V

逆V’逆V’正增大压强aA(g)+bB(g)cC(g)（a+b<c）图象解释0vV正V逆V正=V逆V

正=V

逆V’正V’逆减小压强四、压强对化学平衡的影响0vV正V逆V正=V逆增大压强aA(g)+bB(g)cC(g)（a+b=c）图象解释