高中化學(xué) 第2章 化學(xué)反應(yīng)的方向、限度與速率 第2節(jié) 1 化學(xué)平衡常數(shù)課件13 魯科版選修4-魯科版高中選修4化學(xué)課件

1、第第2章章 化學(xué)反應(yīng)的方向、限度與速率化學(xué)反應(yīng)的方向、限度與速率第第2節(jié)節(jié) 化學(xué)反應(yīng)的限度化學(xué)反應(yīng)的限度化學(xué)平衡常數(shù)化學(xué)平衡常數(shù) 已知合成氨反應(yīng)已知合成氨反應(yīng): 在在298K時時:H=92.2kJmol1 S= 198.2JK 1 mol1 請根據(jù)反應(yīng)的焓變和熵變分請根據(jù)反應(yīng)的焓變和熵變分析析298K時合成氨反應(yīng)能否自發(fā)時合成氨反應(yīng)能否自發(fā)進行。進行。知識回顧知識回顧根據(jù)判據(jù)計算：根據(jù)判據(jù)計算： = 92.2kJmol1 298K(198.2103kJK 1 mol1 ) =33.1 kJmol1 0該反應(yīng)常溫下能自發(fā)進行，這是否就足夠了呢？該反應(yīng)常溫下能自發(fā)進行，這是否就足夠了呢？N2 +

2、3 H2 2NH3 + Q 該反應(yīng)在一定條件下是不可能進行完全的，即存該反應(yīng)在一定條件下是不可能進行完全的，即存在一定的限度，而反應(yīng)的限度的大小對于生產(chǎn)和生活在一定的限度，而反應(yīng)的限度的大小對于生產(chǎn)和生活實際有著直接影響。因此僅研究化學(xué)反應(yīng)的方向是不實際有著直接影響。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)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)反應(yīng)的限度？反應(yīng)的限度？ 如何判斷一個反應(yīng)達到化學(xué)平衡狀態(tài)？如何判斷一個反應(yīng)達到化學(xué)平衡狀態(tài)？ 在一定溫度下，可逆反應(yīng)：在一定溫度下，可逆反應(yīng)：A(g)+3B(g) 2C(g)A(g)+3B(g) 2C(g)達到

3、平衡的達到平衡的標志是標志是( )( )A.AA.A生成的速率與生成的速率與C C分解的速率相等分解的速率相等B.AB.A、B B、C C的濃度不再變化的濃度不再變化C.C.單位時間生成單位時間生成n molA同時消耗同時消耗3n molBD.AD.A、B B、C C的分子數(shù)之比為的分子數(shù)之比為1 1：3 3：2 2BC 如何定量描述一個化學(xué)反應(yīng)進行的程度？如何定量描述一個化學(xué)反應(yīng)進行的程度？序序號號起始時濃度起始時濃度molmolL L-1-1平衡時濃度平衡時濃度molmolL L-1-1平衡時平衡時c0 (H2)c0(I2)c0 (HI)H2I2HI10.010670.0119600.00

4、18310.0031290.0176720.011350.00904400.0035600.0012500.0155930.011340.00751000.0045650.00073780.013544000.0044890.00047980.00047980.0035315000.10690.0011410.0011410.00841054.554.6 54.454.2根據(jù)表中的數(shù)據(jù)計算出平衡時根據(jù)表中的數(shù)據(jù)計算出平衡時 的值，并分析其中規(guī)律。的值，并分析其中規(guī)律。I2(g) + H2(g) 2HI(g) 698.6KC(B)表示任意表示任意狀態(tài)時的濃度狀態(tài)時的濃度 B 表示平衡表示平衡狀態(tài)

5、時的濃度狀態(tài)時的濃度222IHHI222IHHI54.3通過分析實驗數(shù)據(jù)得出：通過分析實驗數(shù)據(jù)得出：對于反應(yīng)對于反應(yīng)(1)(1)溫度恒定時（溫度恒定時（ 698.6K），達到化學(xué)平衡狀，達到化學(xué)平衡狀態(tài)態(tài) 為一為一常數(shù)（常數(shù)（5454）； (2)(2)這個常數(shù)與反應(yīng)的這個常數(shù)與反應(yīng)的起始濃度起始濃度大小大小無關(guān)無關(guān)；(3)(3)這個常數(shù)與這個常數(shù)與正向正向建立還是建立還是逆向逆向建立平衡無建立平衡無關(guān)即與平衡建立的關(guān)即與平衡建立的過程過程無關(guān)。無關(guān)。222IHHII2(g) + H2(g) 2HI(g) 由由1、2、3組所給的初始濃度數(shù)據(jù)判斷剛開始時化學(xué)組所給的初始濃度數(shù)據(jù)判斷剛開始時化學(xué)反應(yīng)

6、進行的方向？由反應(yīng)進行的方向？由4、5兩組所給的初始濃度數(shù)據(jù)判斷兩組所給的初始濃度數(shù)據(jù)判斷剛開始時化學(xué)反應(yīng)進行的方向？由此你能否得出該常數(shù)剛開始時化學(xué)反應(yīng)進行的方向？由此你能否得出該常數(shù)與化學(xué)反應(yīng)方向的關(guān)系？與化學(xué)反應(yīng)方向的關(guān)系？溫度溫度（K）序序號號初始濃度（初始濃度（mol/L）平衡濃度（平衡濃度（mol/L）C0(H2)C0(I2)C0(HI)H2I2HI798.60.0113500.00904000.0045600.0019500.008590000.016550.0033900.0033900.009770000.012580.0025800.0025800.007420222IHH

7、I 測量獲得反應(yīng)測量獲得反應(yīng)H2(g)I2(g) 2HI (g) ，在，在798.6K時各物質(zhì)時各物質(zhì)的初始濃度和平衡濃度，結(jié)果如下表的初始濃度和平衡濃度，結(jié)果如下表8.2988.3068.271通過分析實驗數(shù)據(jù)得出：通過分析實驗數(shù)據(jù)得出：(1)(1)溫度恒定時，達到化學(xué)平衡狀態(tài)溫度恒定時，達到化學(xué)平衡狀態(tài) 為一為一常數(shù)常數(shù)； (2)(2)這個常數(shù)與反應(yīng)的這個常數(shù)與反應(yīng)的起始濃度起始濃度大小大小無關(guān)無關(guān)；(3)(3)這個常數(shù)與這個常數(shù)與正向正向建立還是建立還是逆向逆向建立平衡無建立平衡無關(guān)即與平衡建立的關(guān)即與平衡建立的過程過程無關(guān)。無關(guān)。 (4) 溫度不同，平衡時常數(shù)大小不同。溫度不同，平衡時

8、常數(shù)大小不同。 222IHHI規(guī)律小結(jié)規(guī)律小結(jié)(課本課本P42第一段第一段)1.化學(xué)平衡常數(shù)化學(xué)平衡常數(shù)K =化學(xué)平衡常數(shù)表達式化學(xué)平衡常數(shù)表達式單位：單位：（molL-1）（c+d）-（a+b）反應(yīng)反應(yīng)K單位單位1 1/2N2(g)+3/2H2(g) NH3(g)(molL1)12 N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)(molL1) -23 2NH3(g) N2(g)+3H2(g) (molL1) 24NH3H2O(aq) NH4+(aq)+OH-(aq)5 FeO(s)+CO(g) Fe(s)+CO2(g)6 AgCl(s) Ag+(aq)+Cl (aq) 2321223HNNH 32

9、223HNNH23223NHHNOHNHOHNH234COCO2ClAg 寫出下表中各反應(yīng)的平衡常數(shù)表達式及寫出下表中各反應(yīng)的平衡常數(shù)表達式及單位。單位。molL-1(molL-1)22.平衡常數(shù)的有關(guān)規(guī)律平衡常數(shù)的有關(guān)規(guī)律 1固體，純液體不帶入平衡常數(shù)表達式當中。固體，純液體不帶入平衡常數(shù)表達式當中。 2 同一個可逆反應(yīng)，平衡常數(shù)的表達式不是同一個可逆反應(yīng)，平衡常數(shù)的表達式不是唯一的，它與化學(xué)方程式的書寫方式有關(guān)。唯一的，它與化學(xué)方程式的書寫方式有關(guān)。每個化學(xué)方程式都有自己的平衡常數(shù)表達式每個化學(xué)方程式都有自己的平衡常數(shù)表達式及相應(yīng)的平衡常數(shù)。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

10、式表示形式相平衡常數(shù)的單位與化學(xué)方程式表示形式相對應(yīng)。對應(yīng)。a. N2 (g) + 3 H2 (g) 2NH3 (g) K1 b. 1/2N2 (g) + 3/2 H2 (g) NH3 (g) K2結(jié)論：結(jié)論： K2 = K11/2 4.相同反應(yīng)，化學(xué)計量數(shù)變?yōu)樵磻?yīng)的相同反應(yīng)，化學(xué)計量數(shù)變?yōu)樵磻?yīng)的 n倍，倍，則平衡常數(shù)為原平衡常數(shù)的則平衡常數(shù)為原平衡常數(shù)的 n次方次方反應(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：結(jié)論： K2 = 1 / K1 5

11、.相同反應(yīng)，正反應(yīng)平衡常數(shù)與逆反應(yīng)平衡相同反應(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)。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？ 已知已知K K1 1、K K2 2, ,求求K. K. 2NO (g) + O2 (g) 2NO2 (g) K1 2NO2 (g) N2O4 (g) .K2 2NO (g) +O2(g) N2O4 (g) . K結(jié)論：結(jié)論：K = K1 K2 6.若干方程式相加若干方程式相加(減減)，則總反應(yīng)的平衡常，則總反應(yīng)的平衡常數(shù)等于數(shù)等于各各步平衡常數(shù)之乘積步平衡常數(shù)之乘積(商商) 高爐煉鐵中發(fā)生的基本反應(yīng)如下：高爐煉鐵中發(fā)生的基本反應(yīng)如下：FeO(s)

12、+CO(g) Fe(s)+CO2(g)(正反應(yīng)為吸正反應(yīng)為吸熱熱)，已知已知1100 時，該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)為時，該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)為0.263。若在。若在1100時，測得高爐中時，測得高爐中C(CO2)=0.025 mol/L C(CO)=0.1 mol/L，在這，在這種情況下該反應(yīng)種情況下該反應(yīng)1）是否處于平衡狀態(tài)）是否處于平衡狀態(tài) (填填“是是”或或“否否”)，2）反應(yīng)此時向）反應(yīng)此時向 進行（填進行（填“正正”或者或者“逆逆”）此時化學(xué)反應(yīng)速率是此時化學(xué)反應(yīng)速率是 V正正 V逆逆 (填填“大于大于”、“小于小于”或或“等于等于”)。 否大于正3.化學(xué)平衡常數(shù)的應(yīng)用化學(xué)平衡常數(shù)的應(yīng)用n aA+bB cC+dD badcBADCK = BcAcDcCccbadQ =濃度商濃度商當當QK時，時， 反應(yīng)會逆向進行達到平衡。反應(yīng)會逆向進行達到平衡。 反應(yīng)為平衡狀態(tài)。反應(yīng)為平衡狀態(tài)。 反應(yīng)要正向進行達到平衡。反應(yīng)要正向進行達到平衡。 在某溫度下，某時刻反應(yīng)是否達平衡，在某溫度下，某時刻反應(yīng)是否達平衡，可用該時刻濃度商可用該時刻濃度商QQ與與K K比較大小來判斷。比較大小來判斷。當當Q = K時，時，當當Q K時，時， 對于反應(yīng)：對于反應(yīng)：2A (g) B (g)若若A起始濃度為起