2018年高中化學(xué) 第2章 化學(xué)反應(yīng)的方向、限度與速率 2.2.1 化學(xué)平衡常數(shù)課件18 魯科版選修4.ppt

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1、第2章 化學(xué)反應(yīng)的方向、限度與速率,第2節(jié) 化學(xué)反應(yīng)的限度 化學(xué)平衡常數(shù),已知合成氨反應(yīng): 在298K時(shí):H=92.2kJmol1 S= 198.2JK 1 mol1 請(qǐng)根據(jù)反應(yīng)的焓變和熵變分析298K時(shí)合成氨反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行。,知識(shí)回顧,根據(jù)判據(jù)計(jì)算： H TS = 92.2kJmol1 298K(198.2103kJK 1 mol1 ) =33.1 kJmol1 0 該反應(yīng)常溫下能自發(fā)進(jìn)行，這是否就足夠了呢？,該反應(yīng)在一定條件下是不可能進(jìn)行完全的，即存在一定的限度，而反應(yīng)的限度的大小對(duì)于生產(chǎn)和生活實(shí)際有著直接影響。因此僅研究化學(xué)反應(yīng)的方向是不夠的，還需要關(guān)注化學(xué)反應(yīng)的限度問題。什么是化學(xué)反

2、應(yīng)的限度？,如何判斷一個(gè)反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)？,在一定溫度下，可逆反應(yīng)： A(g)+3B(g) 2C(g)達(dá)到平衡的標(biāo)志是( ) A.A生成的速率與C分解的速率相等 B.A、B、C的濃度不再變化 C.單位時(shí)間生成n molA同時(shí)消耗3n molB D.A、B、C的分子數(shù)之比為1：3：2,BC,如何定量描述一個(gè)化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的程度？,54.5,54.6,54.4,54.2,根據(jù)表中的數(shù)據(jù)計(jì)算出平衡時(shí) 的值，并分析其中規(guī)律。,I2(g) + H2(g) 2HI(g) 698.6K,54.3,通過分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)得出： 對(duì)于反應(yīng) (1)溫度恒定時(shí)（ 698.6K），達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài) 為一常數(shù)（54）； (

3、2)這個(gè)常數(shù)與反應(yīng)的起始濃度大小無關(guān)； (3)這個(gè)常數(shù)與正向建立還是逆向建立平衡無關(guān)即與平衡建立的過程無關(guān)。,I2(g) + H2(g) 2HI(g),由1、2、3組所給的初始濃度數(shù)據(jù)判斷剛開始時(shí)化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的方向？由4、5兩組所給的初始濃度數(shù)據(jù)判斷剛開始時(shí)化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的方向？由此你能否得出該常數(shù)與化學(xué)反應(yīng)方向的關(guān)系？,測(cè)量獲得反應(yīng)H2(g)I2(g) 2HI (g) ，在798.6K時(shí)各物質(zhì)的初始濃度和平衡濃度，結(jié)果如下表,8.298,8.306,8.271,通過分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)得出： (1)溫度恒定時(shí)，達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài) 為一常數(shù)； (2)這個(gè)常數(shù)與反應(yīng)的起始濃度大小無關(guān)； (3)這個(gè)常數(shù)與正向

4、建立還是逆向建立平衡無關(guān)即與平衡建立的過程無關(guān)。 (4) 溫度不同，平衡時(shí)常數(shù)大小不同。,規(guī)律小結(jié)(課本P42第一段),1.化學(xué)平衡常數(shù),K =,化學(xué)平衡常數(shù)表達(dá)式,單位：（molL-1）（c+d）-（a+b）,寫出下表中各反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式及單位。,molL-1,(molL-1)2,2.平衡常數(shù)的有關(guān)規(guī)律,1固體，純液體不帶入平衡常數(shù)表達(dá)式當(dāng)中。 2 同一個(gè)可逆反應(yīng)，平衡常數(shù)的表達(dá)式不是唯一的，它與化學(xué)方程式的書寫方式有關(guān)。每個(gè)化學(xué)方程式都有自己的平衡常數(shù)表達(dá)式及相應(yīng)的平衡常數(shù)。 3 平衡常數(shù)的單位與化學(xué)方程式表示形式相對(duì)應(yīng)。,a. N2 (g) + 3 H2 (g) 2NH3 (g) K

5、1 b. 1/2N2 (g) + 3/2 H2 (g) NH3 (g) K2,結(jié)論： K2 = K11/2 4.相同反應(yīng)，化學(xué)計(jì)量數(shù)變?yōu)樵磻?yīng)的 n倍，則平衡常數(shù)為原平衡常數(shù)的 n次方,反應(yīng)1和反應(yīng)2同一反應(yīng)化學(xué)方程式系數(shù)不同， 其平衡常數(shù)間關(guān)系？,a. N2 (g) + 3 H2 (g) 2NH3 (g) K1 b. 2NH3 (g) N2 (g) + H2 (g) K2,結(jié)論： K2 = 1 / K1 5.相同反應(yīng)，正反應(yīng)平衡常數(shù)與逆反應(yīng)平衡常數(shù)互為倒數(shù)。,反應(yīng)2和反應(yīng)3為可逆反應(yīng)，其平衡常數(shù)間關(guān)系？,已知K1、K2,求K. 2NO (g) + O2 (g) 2NO2 (g) K1 2NO

6、2 (g) N2O4 (g) .K2 2NO (g) +O2(g) N2O4 (g) . K,結(jié)論：K = K1 K2 6.若干方程式相加(減)，則總反應(yīng)的平衡常數(shù)等于各步平衡常數(shù)之乘積(商),高爐煉鐵中發(fā)生的基本反應(yīng)如下： FeO(s)+CO(g) Fe(s)+CO2(g)(正反應(yīng)為吸熱)， 已知1100 時(shí)，該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)為0.263。若在1100時(shí)，測(cè)得高爐中C(CO2)=0.025 mol/L C(CO)=0.1 mol/L，在這種情況下該反應(yīng) 1）是否處于平衡狀態(tài) (填“是”或“否”)， 2）反應(yīng)此時(shí)向 進(jìn)行（填“正”或者“逆”）此時(shí)化學(xué)反應(yīng)速率是 V正 V逆 (填“大于”、“

7、小于”或“等于”)。,否,大于,正,3.化學(xué)平衡常數(shù)的應(yīng)用,aA+bB cC+dD,K =,Q =,濃度商,當(dāng)QK時(shí)，,反應(yīng)會(huì)逆向進(jìn)行達(dá)到平衡。,反應(yīng)為平衡狀態(tài)。,反應(yīng)要正向進(jìn)行達(dá)到平衡。,在某溫度下，某時(shí)刻反應(yīng)是否達(dá)平衡，可用該時(shí)刻濃度商Q與K比較大小來判斷。,當(dāng)Q = K時(shí)，,當(dāng)Q K時(shí)，,對(duì)于反應(yīng)：2A (g) B (g) 若A起始濃度為1 mol/L, T1溫度達(dá)到平衡時(shí)，A=0.5mol/L ; T2溫度達(dá)到平衡時(shí)，A=0.1mol/L ，計(jì)算KT1 KT2。,結(jié)論：K值越大，說明反應(yīng)進(jìn)行得越完全，反應(yīng)物消耗率越高，生成物生成率越高。 一般K105認(rèn)為反應(yīng)進(jìn)行完全。,3.平衡常數(shù)的應(yīng)用：,