《化学反应的限度》第一二课时(上课用)

第二节化学反应的限度

第一课时复习可逆反应想一想

可逆反应进行到一定程度就会达到平衡状态，你知道这时平衡体系中反应物和生成物各占多少吗？反应到底进行到什么程度？

为更准确的了解可逆反应的进程，定量的描述化学反应的限度，我们将学习一个新的概念——

化学平衡常数序号起始时浓度mol/L698.6K平衡时浓度mol/L698.6K平衡时c0(H2)c0(I2)c0(HI)[H2][I2][HI]10.010670.0119600.0018310.0031290.0176720.011350.00904400.0035600.0012500.0155930.011340.00751000.0045650.00073780.013544000.010690.0011410.0011410.008410I2(g)+H2(g)2HI(g)54.554.654.454.3根据表中的数据计算出平衡时的值，并分析其中规律。符号表示?交流·研讨730.6K换一个温度下（730.6K）规律小结通过分析实验数据得出：(1)温度相同时，达到化学平衡状态为一常数；(2)这个常数与反应的起始浓度大小无关，只与温度T有关；(3)这个常数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。一、化学平衡常数K=定义：在一定温度时，当一个可逆反应达到平衡状态时，生成物平衡浓度的幂之积与反应物平衡浓度的幂之积的比值是一个常数，这个常数称为化学平衡常数,简称平衡常数。aA+bBcC+dD练习：试写出下列反应的浓度平衡常数的数学表达式：

2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)催化剂书写平衡常数关系式规则一

如果反应中有固体和溶剂参加，它们的浓度不应写在平衡关系式中，因为它们的浓度是固定不变的，化学平衡关系式中只包括气态物质和溶液中各溶质的浓度。

如:CaCO3(s)

CaO(s)+CO2(g)

K=[CO2]学海无涯

平衡常数K的意义平衡常数的大小反映了化学反应可能进行的程度，平衡常数的数值越大，说明反应进行得越完全。一般说来，如果一个反应的平衡常数大于105，通常认为反应可以进行得较完全；相反，如果一个反应的平衡常数小于10－5，则认为这个反应很难进行。书P43写出下表中各反应的平衡常数表达式。反应K单位11/2N2(g)+3/2H2(g)NH3(g)(mol·L－1)－12N2(g)+3H2(g)2NH3(g)(mol·L－1)－232NH3(g)N2(g)+3H2(g)(mol·L－1)24NH3·H2O(aq)NH4+(aq)+OH－(aq)5FeO(s)+CO(g)Fe(s)+CO2(g)6AgCl(s)Ag+(aq)+Cl－(aq)书山有路mol·L－11(mol·L－1)2我思故我在对于一个反应，其平衡常数的表达式是唯一的吗？平衡常数的表达式与哪些因素有关？对于一个反应，其正反应和逆反应的平衡常数之间有什么关系？书写平衡常数关系式的规则二同一个可逆反应，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。书写方式不同，各反应物、生成物的化学计量数不同，平衡常数表达式就不同。每个化学方程式都有自己的平衡常数关系式及相应的平衡常数。对于同一个反应，正反应和逆反应的平衡常数互为倒数。平衡常数的单位与化学方程式表示形式相对应。总结：★多重平衡规则

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)例1:2NO(g)+O2(g)2NO2

K12NO2(g)N2O4

K22NO(g)+O2(g)N2O4(g)K

K=K1K2化学平衡常数的重要应用

aA+bBcC+dD=KQ=浓度商当Q＞K时，反应会逆向进行达到平衡。当Q=K时，反应为平衡状态，平衡不移动。当Q＜K时，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，可用该时刻浓度商Q与K比较大小来判断。“大逆小正”走近高考例1、(2006上海,25)(1)化学平衡常数K表示可逆反应的进行程度,K值越大,表示＿＿＿＿＿＿

,K值大小与温度的关系是温度升高,K值＿＿＿＿＿＿＿＿。(填“一定增大”“一定减小”或“可能增大也可能减小”)。

(后略)

化学反应进行的程度越大可能增大也可能减小例2、(2007上海，25)

一定条件下,在体积为3L的密闭容器中,一氧化碳与氢气反应生成甲醇(催化剂为Cu2O/ZnO)：

CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g)(1)反应达到平衡时,平衡常数表达式K=＿＿＿＿＿,升高温度,K值＿＿＿(填“增大”“减小”或“不变”)。（后略）300℃500℃otBtA时间(min)nAnB甲醇的物质的量(mol)减小例3、(2007山东,28)

二氧化硫和氮的氧化物是常用的化工原料,但也是大气的主要污染物。综合治理其污染是环境化学当前的重要研究内容这一。

(1)硫酸生产中,SO2催化氧化生成SO3:2SO2(g)+O2(g）2SO3(g)

某温度下，SO2的平衡转化率(α)与体系总压强(p)的关系如图所示。α0.850.800.100.50p/MPaAB根据图示回答下列问题:①将2.0molSO2和1.0molO2置于10L密闭容器中,反应达平衡后体系总压强为0.10MPa.该反应的平衡常数等于＿＿＿＿②平衡状态由A变到B时,平衡常数K(A)＿＿K(B)(填“>”“<”或“=”)=800作业：

导与学本节夯实双基（一）第2节化学反应的限度

(二)

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。表达式：反应物A的平衡转化率：二、平衡转化率

定义：平衡时已转化了的某反应物的量与转化前该反应物的量之比。

对于可逆反应达到平衡后各物质的浓度变化关系，在计算中注意：（2）生成物：平衡浓度=初始浓度+转化浓度生成物D:[D]=c0(D)+△c(D)（3）各组分的转化浓度之比等于它们在化学方程式中相应的化学计量数之比。△c(A):△c(D)=a:d（1）反应物：平衡浓度=初始浓度-转化浓度；反应物A:[A]=c0(A)-△c(A)与平衡常数有关的计算(1)已知初始浓度和平衡浓度，求平衡常数和平衡转化率。

例1：对于反应2SO2(g)+O2(g)2SO3(g),是硫酸制造工业的基本反应。将0.050mol的SO2(g)和0.030molO2(g)注入一体积为1L的密闭容器，并置于某较高温度下的恒温环境中，达到平衡状态后，测得容器中有0.044mol的SO3(g)。试求在该温度下：（1）此反应的平衡常数。（2）求SO2(g)和O2(g)的平衡转化率。注：温度一定时，对于一个化学反应，平衡常数虽然一定，但不同的反应物的平衡转化率可能不同。不能脱离具体的反应物谈平衡转化率。练习1.在密闭容器中，将NO2加热到某温度时，可进行如下反应：2NO22NO+O2，在平衡时各物质的浓度分别是：[NO2]=0.06mol/L,[NO]=0.24mol/L,[O2]=0.12mol/L.试求：（1）该温度下反应的平衡常数。（2）开始时NO2的浓度。（3）NO2的转化率。（1）

1.92mol/L（2）

0.3mol/L（3）

80%（2）已知平衡常数和初始浓度，求平衡浓度及转化率。例2、在1200℃时测得下列反应达平衡时,k=2.25.CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)。若反应从CO2(g)和H2(g)开始，且CO2(g)和H2(g)的初始浓度均为0.0100mol/L。试计算各物质的平衡浓度及CO2(g)和H2(g)平衡转化率。练习2:在2L的容器中充入1molCO和1molH2O(g),发生反应：CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)800℃时反应达平衡,若k=1.求：（1）CO的平衡浓度和转化率。（1）

0.25mol/L、50%（2）若温度不变，上容器中充入的是1molCO和2molH2O(g)，CO和H2O(g)的平衡浓度和转化率各是多少。（3）若温度不变，上容器中充入的是1molCO和4molH2O(g)，CO和H2O(g)的平衡浓度和转化率是多少。（4）若温度不变，要使CO的转化率达到90%，在题干的条件下还要充入H2O(g)物质的量为多少。CO:1/6mol/L、66.7%H2O:2/3、33.3%CO:0.1mol/L、80%H2O:1.6、20%（4）

8.9mol交流·研讨P46表2-2-2【结论】提高某种反应物的浓度，可以提高另一种反应物的转化率，但却降低了该种反应物的转化率。实际中可以增大某种便宜的反应物的量从而达到提高较贵的反应物的转化率，获得更多产物的目的。作业：（1）书P52第三、六题交！（2）导与学知识链接

c(B)、［B］都可以表示物质B的物质的量浓度。我们用c(B)表示反应体系中物质B任意状态时的浓度，用c0(B)表示物质B的初始浓度，用［B］表示物质B在化学平衡状态时的浓度。第二节化学反应的限度

第三课时平衡常数K的意义及应用1、根据K的大小判断反应进行的程度。

K值越大，反应越完全；

K值越小，反应越不完全

2、判断反应是否达到平衡或反应进行的方向

。

Q=K处于平衡状态V正=V逆

Q>K反应向逆向进行V正<V逆

Q<K

反应向正向进行V正>V逆

“大正小逆”1、化学平衡的概念

在一定条件下的可逆反应里，正反应和逆反应速率相等，反应混合物中各组分的浓度保持不变的状态。它的建立与反应途径无关，从正反应或逆反应开始都可以建立平衡状态。2、化学平衡特征（“五个字”）动：

V正=V逆≠0，动态平衡定：各组分浓度一定或物质的量一定（不是相等）变：外界条件改变，平衡被破坏，平衡将发生移动而建立新的平衡。逆：指可逆反应。等：V正=V逆

三、化学反应平衡状态

２.化学平衡特点：1、直接：①V正=V逆→化学键断裂=化学键生成②各组分浓度保持不变→质量分数不变

2、间接：（相关物理量恒定不变）①压强②体系颜色③混合气体的平均分子量④密度…………（1）逆（2）等（3）动(4)定

(5)变讨论：怎样判断一个可逆反应是否达到平衡状态？B练习１、下列说法中可以充分说明反应:P(气)+Q(气)R(气)+S(气),在恒温下已达平衡状态的是（）反应容器内压强不随时间变化

P和S的生成速率相等反应容器内P、Q、R、S四者共存反应容器内总物质的量不随时间变化练习２、下列说法可以证明反应N2+3H22NH3

已达平衡状态的是()A.1个N≡N键断裂的同时,有3个H－H键形成B.1个N≡N键断裂的同时,有3个H－H键断裂C.1个N≡N键断裂的同时,有6个N－H键断裂D.1个N≡N键断裂的同时,有6个N－H键形成AC4、平衡移动平衡移动原因：反应条件改变引起结果：速率、各组分含量与原平衡比较均发生变化

V(正）＞V（逆）向正反应方向移动方向V(正）＝V（逆）原平衡不移动

V(正）＜V（逆）向逆反应方向移动讨论：怎样判断一个可逆反应改变条件时平衡是否发生移动和平衡移动方向？影响移动因素温度：升高(或降低)温度，平衡向吸热

(或放热)方向移动浓度:增大反应物浓度或减小生成物浓度，平衡向正反应方向移动压强：增大(或减小)压强，平衡向气体体积缩小(或扩大)的方向移动催化剂：对化学平衡状态无影响4、影响化学平衡的因素P51改变温度，升温有利于平衡向吸热方向移动降温有利于平衡向放热方向移动改变浓度，若Q<K，平衡正向移动；若Q>K，平衡逆向移动改变压强，若Q<K，平衡正向移动；若Q>K，平衡逆向移动

催化剂，平衡不移动

勒夏特列原理：如果改变影响平衡的一个条件（如浓度、压强或温度等），平衡就向能够减弱这种改变的方向移动。练习：对于固定体积的密闭容器中进行的反应：N2+3H22NH3，温度不变时：①若容器体积不变，通入N2，则平衡

移动；通入惰性气体（指不与混合体系中物质反应的气体），则平衡

移动。②若容器中气体的压强保持不变，则通入惰性气体时，平衡

移动。

如②中反应改为H2+I22HI,则上述结论又该如何？向右不向左不移动例1.在恒温时，一固定容积的密闭容器内发生如下反应：2NO2(g)N2O4(g)达到平衡时，再向容器内通入一定量的NO2(g)，重新达到平衡后，与第一次平衡时相比，NO2的浓度（）

A.不变B.增大

C.减小D.无法判断B例2.在恒温时，一固定容积的密闭容器内发生如下反应：2NO2(g)N2O4(g)达到平衡时，再向容器内通入一定量的NO2(g)，重新达到平衡后，与第一次平衡时相比，NO2的体积分数（）

A.不变B.增大

C.减小D.无法判断C例3.恒温恒压下，在容积可变的密闭容器内发生如下反应：2NO2(g)N2O4(g)达到平衡时，再向容器内通入一定量的NO2(g)，重新达到平衡后，与第一次平衡时相比，NO2的体积分数（）

A.不变B.增大

C.减小D.无法判断A作业：（1）练习册P34~39等效平衡的情况：1，等温等容时，2等温等容时，3、等温等压时