高中化学第2章化学反应的方向、限度与速率第2节化学反应的限度（第2课时）课件鲁科版选修4.ppt

1、第2课时平衡转化率,第2章 第2节,学习目标定位 1.知道平衡转化率的含义。 2.学会平衡浓度的求算。 3.能根据化学平衡计算的方法思路，进行平衡常数、平衡 转化率的计算。,一平衡转化率的概念及计算,达标检测提升技能,二平衡转化率的影响因素,内容索引,一平衡转化率的概念及计算,新知导学,1.平衡转化率的概念：平衡时_了的某反应物的量(物质的量或浓度)与_该反应物的量之比。平衡转化率可描述化学反应的限度。 2.平衡转化率计算公式 对反应aA(g)bB(g)cC(g)dD(g) A的平衡转化率(A) 100% B的平衡转化率(B) 100%,转化前,已转化,3.在某温度下，将H2和I2各0.10

2、mol的气体混合物充入10 L 的密闭容器中，充分反应，达到下列平衡：H2(g)I2(g)2HI(g)，K0.25。则氢气的转化率是_。,20%,答案,解析,设氢气的转化率为x。 H2(g) I2(g) 2HI(g) 起始浓度(molL1) 0.01 0.01 0 转化浓度(molL1) 0.01x 0.01x 0.02x 平衡浓度(molL1) 0.010.01x 0.010.01x 0.02x K 0.25 解得x20%。,4.在容积可变的密闭容器中，2 mol N2和8 mol H2在一定条件下发生反应，达到平衡时，H2的转化率为25%，则平衡时氮气的体积分数是_。,答案,解析,N2(g

3、)3H2(g)2NH3(g) 起始物质的量(mol) 2 8 0 转化物质的量(mol) 2 平衡物质的量(mol) 6 所以平衡时氮气的体积分数 15.4%。,15.4%,化学平衡的计算模式及解题思路 (1)计算模式 mA(g)nB(g)pC(g)qD(g) 起始量 a b 0 0 变化量 mx nx px qx 平衡量 amx bnx px qx 对于反应物：平衡量起始量变化量 对于生成物：平衡量起始量变化量,(2)基本解题思路 设未知数：具体题目要具体分析，灵活设立，一般设某物质的转化量为x。 确定三个量：根据反应物、生成物及变化量三者的关系，代入未知数确定平衡体系中各物质的起始量、变化

4、量、平衡量，并按(1)中“模式”列表。 解答题设问题：明确“始”“变”“平”三个量的具体数值，再根据相应关系求反应物转化率、平衡时某成分的浓度、平衡常数、平均相对分子质量等，给出题目答案。,1.反应SO2(g)NO2(g)SO3(g)NO(g)，若在一定温度下，将物质的量浓度均为2 molL1的SO2(g)和NO2(g)注入一密闭容器中，当达到平衡状态时，测得容器中SO2(g)的转化率为50%，试求在该温度下： (1)此反应的平衡常数。,活学活用,答案,解析,1,本题是已知初始浓度和平衡转化率，求平衡常数和平衡浓度。 设平衡时SO2的浓度为x molL1 SO2(g)NO2(g)SO3(g)N

5、O(g) 起始浓度 (molL1) 2 2 0 0 平衡浓度 (molL1) x x 2x 2x 由题意可知 100%50%，x1，,(2)在上述温度下，若SO2(g)的初始浓度增大到3 molL1，NO2(g)的初始浓度仍为2 molL1，试求达到化学平衡时各物质的浓度。,答案,解析,SO3NO1.2 molL1，SO21.8 molL1，NO20.8 molL1,设达平衡时NO的浓度为y molL1 SO2(g)NO2(g)SO3(g)NO(g) 起始浓度(molL1) 3 2 0 0 平衡浓度(molL1) 3y 2y y y 因为温度不变，平衡常数不变，K1 则 1，y1.2 平衡浓度

6、：SO23 molL11.2 molL11.8 molL1 NO22 molL11.2 molL10.8 molL1 SO3NO1.2 molL1。,二平衡转化率的影响因素,1.在1 200 时测得反应CO2(g)H2(g)CO(g)H2O(g)达平衡时，K2.25。试计算CO2(g)和H2(g)的初始浓度分别为下列三种情况下的CO2、H2的平衡转化率，填写下表：,新知导学,60%,60%,54%,65%,66%,53%,2.分析上表计算结果，可得出的结论是 (1)同一化学反应，不同物质的起始物质的量之比等于化学计量数之比时，其转化率_。 (2)增大H2的浓度，CO2转化率的变化是_，H2转化

7、率的变化是_。 (3)减小H2的浓度，CO2转化率的变化是_，H2转化率的变化是_。,增大,相等,减小,减小,增大,平衡常数与平衡转化率 (1)平衡常数和平衡转化率都能_表示化学反应的限度。平衡常数只与_有关，而平衡转化率的影响因素有_等。 (2)对某一个具体反应，在温度一定时，只有一个化学平衡常数；但不同反应物的平衡转化率可能不同。故必须指明是哪一反应物的平衡转化率。 (3)反应物的转化率与浓度的关系 对于多种物质参加的反应，如aA(g)bB(g)cC(g)dD(g)，增大A(g)的浓度，B(g)的转化率一定增大，A(g)的转化率一定减小。,温度,定量,温度、浓度、压强,对于分解反应，要具体

8、分析反应前后各物质的化学计量数的关系，对于反应前后化学计量数的和不变的反应，如2HI(g)I2(g)H2(g)，不论如何改变HI的浓度，HI的转化率都不变，对于反应前后化学计量数的和不相等的反应，如2NH3(g)N2(g)3H2(g)，增加氨的浓度，氨的转化率减小。 对任意化学反应aA(g)bB(g)cC(g)dD(g) 若A、B的起始浓度之比为ab，则(A)(B)。,在相同的温度下建立平衡时，有关A、B转化率的说法正确的是 A的转化率为甲乙丙丁 B的转化率为丁乙丙甲 A. B. C. D.,解析,2.相同体积的四个密闭容器中，进行同样的四个可逆反应，2A(g)B(g)3C(g)2D(g)。起

9、始时各容器中所装A、B的物质的量如下表：,活学活用,答案,根据转化率的变化规律：丁中A的转化率最大，甲中A的转化率最小，丙容器比乙容器所含物质的量大，相当于丙中的压强大于乙中的压强，因该反应是一个气体体积增大的反应，所以乙中A的转化率大于丙中A的转化率，即丁乙丙甲； B的转化率用同样的方法确定为甲乙丙丁。,3.在一定条件下，向两个体积固定的密闭容器中分别充入一定量的PCl5(g)和NO2(g)，两个容器中的反应PCl5(g)PCl3(g)Cl2(g)和2NO2(g)N2O4(g)均达到平衡，PCl5和NO2的转化率均为a%。保持温度、容积不变，向两个容器中分别再充入1 mol PCl5(g)和

10、1 mol NO2(g)，又达到平衡，PCl5和NO2的转化率分别为b%和c%。下列关系中正确的是 A.bac B.cab C.abc D.abc,答案,解析,反应PCl5(g)PCl3(g)Cl2(g)达到平衡后又充入PCl5，平衡向右移动，但压强的增大有利于向逆反应方向进行，所以PCl5的转化率降低； 反应2NO2(g)N2O4(g)达到平衡后又充入NO2，c(NO2)的增大和压强的增大都有利于向正反应方向进行，故NO2的转化率增大。故选B。,达标检测提升技能,1.实验室用4 mol SO2与2 mol O2进行下列反应： 2SO2(g)O2(g)2SO3(g)H196.64 kJ mol

11、1，当放出314.624 kJ热量时，SO2的转化率为 A.40% B.50% C.80% D.90%,答案,解析,1,2,3,4,根据放出314.624 kJ的热量可知参加反应的SO2的物质的量为 23.2 mol，故SO2的转化率为 100%80%。,1,2,3,4,2.已知t 时，反应FeO(s)CO(g)Fe(s)CO2(g)的平衡常数K0.25。 (1)t 时，反应达到平衡时n(CO)n(CO2)_。,答案,解析,1,2,3,4,n(CO)n(CO2)1/K 4。,4,(2)若在1 L密闭容器中加入0.02 mol FeO(s)，并通入x mol CO，t 时反应达到平衡。此时FeO

12、(s)转化率为50%，则x_。,答案,解析,1,2,3,0.05,FeO(s)CO(g) Fe(s) CO2(g) 起始(mol) 0.02 x 0 0 转化(mol) 0.01 0.01 0.01 0.01 平衡(mol) 0.01 x0.01 0.01 0.01 所以x0.05 mol。,4,某温度下，SO2的平衡转化率()与体系总压强(p)的关系如图所示。根据图示回答下列问题： (1)将2.0 mol SO2和1.0 mol O2置于10 L的密闭容器中，反应达平衡后，体系总压强为0.10 MPa。该反应的平衡常数等于_。,3.二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

13、。综合治理其污染是环境化学当前的重要研究内容之一。硫酸生产中，SO2催化氧化生成SO3：2SO2(g)O2(g) 2SO3(g),答案,解析,1,2,3,800 mol1L,4,从图示可知，当p0.10MPa时，0.8。转化的SO2为80%2.0 mol10 L0.16 molL1。 2SO2(g)O2(g) 2SO3(g) 起始浓度(molL1) 0.2 0.1 0 转化浓度(molL1) 0.16 0.08 0.16 平衡浓度(molL1) 0.04 0.02 0.16,1,2,3,4,(2)平衡状态由A变到B时，平衡常数K(A)_(填“”“”或“”)K(B)。,答案,解析,平衡状态由A变到B时，温度不变，平衡常数不变，故K(A)K(B)。,1,2,3,4,4.将等物质的量的CH4和H2O(g)充入1 L恒容密闭容器，发生反应：CH4(g)H2O(g)CO(g)3H2(g)。 某温度下反应达到平衡，平衡常数K27 mol2L2，此时测得CO的物质的量为0.10 mol，求CH4的平衡转化率(计算结果保留两位有效数字)。,答案,解析,1,2,3,91%,4,设CH4和H2O(g)的起始物质的量