《高中化學（情景導入+課前導讀+知識解惑+課堂演練）第二章 第2節(jié) 化學反應的限度課件 魯科版選修4》由會員分享，可在線閱讀，更多相關《高中化學（情景導入+課前導讀+知識解惑+課堂演練）第二章 第2節(jié) 化學反應的限度課件 魯科版選修4（74頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

1、第第2 2節(jié)化學反應的限度節(jié)化學反應的限度 化學反應的方向、限度與速率在19世紀后期，人們發(fā)現(xiàn)煉鐵高爐所排出的高爐氣中含有相當量的CO。有人認為是CO與鐵礦石的接觸時間不長所造成的。于是英國鋼鐵企業(yè)主耗巨資造成了一座高大的煉鐵高爐，用以增加CO與鐵礦石的接觸時間，結果發(fā)現(xiàn)CO的含量仍然沒有減少，為什么？1在同一條件下既能發(fā)生_，同時又能發(fā)生_，這類反應屬于可逆反應。 2當可逆反應達到平衡狀態(tài)時，正反應速率_逆反應速率，但是正、逆反應都_，當外界條件不變時，反應物和生成物的含量_。向正反應方向進行的反應向逆反應方向進行的反應等于沒有停止保持不變3化學平衡常數(shù)的定義是在一定_下，當一個_達到_時，

2、生成物_冪之積與反應物_的冪之積的_是一個常數(shù)，這個常數(shù)就是該反應的化學平衡常數(shù)(簡稱平衡常數(shù))，用符號_表示。 對于化學反應：aAbBcCdD 如果反應物和生成物均為氣體，平衡常數(shù)的表達式為_。溫度化學反應平衡狀態(tài)物質的量濃度的物質的量濃度比值K說明：(1)K越大，說明平衡體系中_所占的比例越大，它的正向反應進行的程度越大，即該反應進行得越_，反應物_越_；反之，就越不完全，轉化率就越小。K只受_影響，與反應物或生成物的濃度變化無關。 (2)平衡常數(shù)表達式與_的書寫方式有關。對于同一化學反應，由于_不同，各_、生成物的_不同，平衡常數(shù)的表達式就不同。(1)產(chǎn)物徹底所占比例小溫度(2)化學反應

3、方程式書寫方式反應物化學計量數(shù)4除了化學平衡常數(shù)外，還可以運用_表示一定溫度下某反應的限度，可逆反應在一定條件下達到平衡時，某一反應物的平衡轉化率可表示為_。5化學平衡的移動：化學平衡研究的對象是可逆反應，化學平衡是有條件的動態(tài)平衡，在一定條件下才能保持平衡狀態(tài)。當影響化學平衡的條件(濃度、壓強、溫度)改變時，原平衡就會被破壞，反應混合物里_會隨之改變，引起v正v逆，然后在新條件下重新建立平衡。這種可逆反應中舊化學平衡的破壞、新化學平衡的建立過程叫做化學平衡的移動。平衡轉化率100%各組分的含量(1)化學平衡移動的原因：化學平衡移動的原因是反應條件的改變，移動的結果是正、逆反應速率發(fā)生變化，平

4、衡混合物中各組分的含量發(fā)生相應的變化。 (2)化學平衡移動的標志：從反應速率來看：如有v正v逆到v正v逆，再到v v 這樣的過程表明化學平衡發(fā)生了移動。從混合物組成來看：各組分的含量從保持一定狀態(tài)到條件改變時含量發(fā)生變化，最后在新條件下保持新的一定狀態(tài)，同樣表明化學平衡發(fā)生了移動。 (3)化學平衡移動的方向：若外界條件改變，引起v正v逆，此時正反應占優(yōu)勢，化學平衡向正反應方向(右)移動。若外界條件改變，引起v正v逆，此時逆反應占優(yōu)勢，化學平衡向逆反應方向(左)移動。若外界條件改變v正和v逆都發(fā)生變化，如果v正和v逆仍保持相等，化學平衡就沒有發(fā)生移動。6外界條件對化學平衡的影響 (1)溫度對化學

5、平衡的影響研究發(fā)現(xiàn)，升高溫度，化學平衡向_方向移動；降低溫度，化學平衡向_方向移動。(2)濃度對化學平衡的影響溫度一定時，增大反應物的濃度或減小生成物的濃度都可以使平衡向_移動；增大生成物的濃度或減小反應物的濃度，都可以使平衡向_移動。左吸熱放熱右(3)壓強對化學平衡的影響在一定溫度下，增大壓強，會使化學平衡向著氣態(tài)物質計量數(shù)_的方向移動；減小壓強，會使化學平衡向著氣態(tài)物質計量數(shù)_的方向移動。7勒夏特列原理：如果改變影響化學平衡的一個條件(如溫度、濃度或壓強)，平衡就向著能夠_這種改變的方向移動。減弱減小增大化學平衡狀態(tài)化學平衡狀態(tài)1可逆反應 (1)定義：在同一條件下，既能向正反應方向進行，又

6、能向逆反應方向進行的反應。 例如：在N2和H2的反應中，無論怎樣改變反應條件都不能使N2和H2完全轉化為NH3。這是因為在N2和H2生成NH3的同時，NH3也分解生成N2和H2。即：N23H2 2NH3高溫、高壓催化劑(2)注意： 可逆反應的前提：反應物和產(chǎn)物必須同時存在于同一反應體系中，而且在相同條件下，正逆反應都能自發(fā)進行。 表示方法：在可逆反應的化學方程式中，用“”號來表示。重要的可逆反應：鹽類水解、酯的水解等?？赡娣磻奶卣鳎弘y以進行到底，存在平衡狀態(tài)。2化學平衡狀態(tài)如圖： (1)定義：在一定條件下的可逆反應里，正反應速率和逆反應速率相等，反應混合物中各組分的濃度保持不變的狀態(tài)。(2)

7、注意： 前提是一定條件下的可逆反應。實質：“正逆反應速率相等”。 標志：反應混合物中各組分的濃度不隨時間變化，保持不變。 (3)特征： 逆：能建立化學平衡的反應一定是可逆反應。 動：化學平衡是一種動態(tài)平衡，v正v逆0。 定：條件不變時，各組分的濃度保持不變。 等：處于化學平衡狀態(tài)時，v正v逆。 變：條件改變時，化學平衡發(fā)生移動。 同：無論是從正反應開始還是從逆反應開始所建立的化學平衡，只要平衡時各物質的含量相同，所建立的平衡是等效的。 如：N2(g)3H2(g) 2NH3(g)，在溫度、體積一定時，以1 mol N2和3 mol H2開始建立的平衡狀態(tài)與2 mol NH3開始所建立的平衡狀態(tài)中

8、NH3的體積分數(shù)是相同的。 3可逆反應達到平衡狀態(tài)的標志(1)本質標志：同一物質的消耗速率與生成速率相等，即v正v逆，各組分的百分含量保持不變(不再隨時間而變化)。 (2)等價標志： 可逆反應的正、逆反應速率不再隨時間而發(fā)生變化且相等。 體系中各組分的含量即物質的量濃度、物質的量分數(shù)、體積分數(shù)、質量分數(shù)等保持不變(但不一定相等)。 對同一物質而言，單位時間內該物質所代表的正反應的轉化濃度和所代表的逆反應的轉化濃度相等的狀態(tài)(vB正vB逆)。 對不同物質而言，一種物質所代表的正反應速率和另一種物質所代表的逆反應速率的比值等于其化學反應方程式中的化學計量數(shù)(系數(shù))之比。(3)特殊標志： 對于aA(

9、g)bB(g)cC(g)dD(g)類型，反應物和生成物全部都是氣體且abcd的可逆反應，若反應混合物體系中混合氣體的平均相對分子質量、體系的總壓不再隨時間而改變，則反應達到平衡狀態(tài)。但對于abcd，由于 ，無論反應到達平衡狀態(tài)與否， 、p始終不變，因此無法用 、p來判斷反應是否處于平衡狀態(tài)。對于有氣體參加的反應，且反應中氣體反應物和氣體生成物的化學計量數(shù)之和不同的可逆反應(體系中可存在固、液態(tài)物質)，當恒溫恒壓時，若反應體系的體積不變，混合氣體的密度不變，則反應處于平衡狀態(tài)。 由于任何化學反應都伴有能量的變化，因此在其他條件不變的情況下，當總體系的溫度一定時，則反應達到平衡狀態(tài)。對于有有色物質

10、參加的可逆反應，如H2(g)I2(g)2HI(g)，若體系的顏色不變，則反應達到平衡狀態(tài)。化學平衡狀態(tài)的判斷方法具體總結如下：例舉反應mA(g)nB(g) pC(g)qD(g)混合物體系中各成分的含量各物質的物質的量或各物質的物質的量分數(shù)不隨時間改變平衡各物質的質量或各物質的質量分數(shù)不隨時間改變平衡各氣體的體積或體積分數(shù)不隨時間改變平衡總體積、總壓強、總物質的量不隨時間改變不一定平衡正、逆反應速率關系在單位時間內消耗了m mol A，同時生成了m mol A，即v正v逆平衡在單位時間內消耗了n mol B，同時消耗了p mol C，則v正v逆平衡v(A)v(B)v(C)v(D) mnpq，v正

11、不一定等于v逆不一定平衡在單位時間內生成了n mol B，同時消耗了q mol D，均指v逆不一定平衡壓強若mnpq，總壓強一定(其他條件一定)平衡若mnpq，總壓強一定(其他條件一定)不一定平衡混合氣體的平均相對分子質量( ) 一定時，只有當mnpq時平衡若mnpq，總壓強一定(其他條件一定)不一定平衡溫度任何化學反應都伴隨著能量變化，當體系溫度一定時(其他條件一定)平衡體系密度()密度一定不一定平衡其他體系顏色不再變化平衡 一定溫度下的密閉容器中，反應A2(g)B2(g)2AB(g)達到平衡的標志是()A單位時間內生成n mol A2的同時生成n mol ABB容器內的總壓強不隨時間的變化

12、而變化C單位時間內生成2n mol AB的同時生成n mol B2D單位時間內生成n mol A2的同時生成n mol B2解析：在一定條件下，判斷一個反應是否達到平衡，主要看正、逆反應速率是否相等，體系中各組分的濃度(或含量)是否保持不變。A項生成A2是逆反應，生成AB是正反應，但是v(正)v(逆)，沒有達到平衡。對于左右兩邊氣體的化學計量數(shù)相等的反應來說，B項壓強不隨時間的變化而變化，不能說明反應混合物中A2、B2和AB的濃度是否保持一定，v(正)是否等于v(逆)。該反應前后氣體總的物質的量保持不變，在其他條件一定時，反應從開始至反應達到平衡就一直保持不變，故壓強不變不能說明反應是否達到平

13、衡狀態(tài)。C項表明v(正)v(逆)，反應已達到平衡狀態(tài)。D項只說明了逆反應速率，沒有說明正反應速率，且不管平衡是否建立，只要反應在進行，生成A2和B2的物質的量之比始終為1 1。答案：C化學平衡常數(shù)化學平衡常數(shù)化學平衡常數(shù)的含義及表示方法(1)在一定的溫度下，當一個可逆反應達到化學平衡時，生成物濃度冪之積與反應物濃度冪之積的比值是一個常數(shù)，這個常數(shù)就是該反應的化學平衡常數(shù)(簡稱為平衡常數(shù))。(2)符號：K對于一般的可逆反應：aA(g)bB(g) cC(g)dD(g)，(純固體或溶劑參加的反應，它們不列入平衡常數(shù)的表達式中)(3)化學平衡常數(shù)的物理意義：平衡常數(shù)的大小反映了化學反應可能進行的程度(

14、即反應限度)；平衡常數(shù)的數(shù)值越大，說明反應可以進行得越完全。若K平數(shù)值在105左右，通常認為反應進行得較完全，若K平數(shù)值在105左右，則認為這個反應很難進行。(4)平衡常數(shù)是反應的特性常數(shù)。 K只受溫度影響，與反應物或生成物的濃度變化無關。對于可逆反應：H2(g)I2(g)2HI(g)，在698.6 K時，K 54.5。 從教材中的表中數(shù)據(jù)我們可以看出，平衡常數(shù)不隨物質的起始濃度而改變，僅取決于反應的本性。反應一定，溫度一定，平衡常數(shù)就是定值。在恒定的溫度下，可逆反應無論從正反應開始還是從逆反應開始，最后都能達到同一平衡狀態(tài)。因此我們說平衡常數(shù)是反應的特性常數(shù)。 (5)若用任意狀態(tài)的濃度冪之積

15、的比值(稱為濃度商，用Qc表示)與Kc相比較，可判斷可逆反應是否達到平衡狀態(tài)和反應進行的方向，即：Qc ，對于反應aAbB cCdD而言：QcKc，可逆反應向左進行； QcKc，可逆反應處于平衡狀態(tài)；Qcbc，A的轉化率增大。若abc，A的轉化率減小。(2)如果反應物不止一種，如aA(g)bB(g)cC(g)dD(g)。若只增加A的量，平衡向正反應方向移動，A的轉化率減小，B的轉化率增大。若按原比例同倍數(shù)增加反應物A和B的量，則平衡向正反應方向移動，而反應物轉化率與氣體反應物的化學計量數(shù)有關：若abcd，A、B的轉化率都不變；若abcd，A、B的轉化率都增大。 在密閉容器中，將2.0 mol

16、CO與10 mol H2O混合加熱到800，達到平衡：CO(g)H2O(g) CO2(g)H2(g)，且K1.0。求CO轉化為CO2的轉化率。 解析：設CO轉化為CO2的轉化率為。 CO(g) H2O(g) CO2(g)H2(g)初始狀態(tài)/mol 2.0 10 0 0已轉化/mol 2.0 2.0 2.0 2.0平衡狀態(tài)/mol 2.0(1) 102.0 2.0 2.0反應條件對化學平衡的影響規(guī)律反應條件對化學平衡的影響規(guī)律1濃度對化學平衡的影響 當其他條件保持不變時，增大反應物濃度或減小生成物濃度，平衡向正反應方向移動；減小反應物濃度或增大生成物濃度，平衡向逆反應方向移動。 注意：固體或純液

17、體，改變其用量化學平衡不移動。2壓強對化學平衡的影響(1)體積改變的反應增大壓強，平衡向氣體體積縮小的方向移動。減小壓強，平衡向氣體體積增大的方向移動。(2)體積不變的反應改變壓強，化學平衡不移動。注意：對于無氣體參加的可逆反應，改變壓強時化學平衡不移動。對于aA(g)bB(g) cC(g)且abc的可逆反應。對于aA(g)bB(g) cC(g)，且abc的可逆反應，如下圖：新(V正V逆)舊(V正V逆)新(V正V逆)0的反應4催化劑對化學平衡的影響 催化劑的作用：使用催化劑不影響化學平衡。由于使用催化劑對正反應速率與逆反應速率影響的程度是等同的，所以平衡不移動。但應注意：雖然催化劑不使化學平衡

18、移動，但使用催化劑可影響可逆反應達到平衡的時間。 對于任意化學反應： （雙選題） 對于密閉容器中進行的反應N23H22NH3，達到平衡時，如果溫度保持不變，增加N2的濃度() A正反應速率先增大B逆反應速率先減小C化學平衡常數(shù)增大D化學平衡常數(shù)不變 解析：在溫度和其他條件不變時，增大反應物的濃度，化學反應速率增大。增大N2的濃度，正反應速率加快，隨著反應的進行，NH3濃度逐漸增大，逆反應速率逐漸加快(如下圖所示)。故A選項正確，B選項錯誤。在溫度一定時，平衡常數(shù)K與濃度無關，故D選項正確，C選項錯誤。答案：AD 已知常溫下氣體NO2和氣體N2O4之間存在如下平衡： 2NO2 N2O4；H0(紅

19、棕色) (無色)如圖所示，燒杯甲中盛放100 mL 6 molL1的HCl溶液，燒杯乙中盛放100 mL冷水，現(xiàn)向燒杯甲的溶液中放入25 g NaOH固體，同時向燒杯乙中放入25 g NH4NO3固體，攪拌使之溶解。(1)A瓶中氣體的顏色：_，簡述理由：_。(2)B瓶中氣體的顏色：_，簡述理由：_答案：(1)變深NaOH溶解放熱，中和反應的發(fā)生也放熱，甲中溶液及A中氣體溫度升高，2NO2N2O4；H0，平衡向左移動，NO2濃度增大，顏色加深(2)變淺NH4NO3溶解吸熱，乙中溶液及B中氣體溫度降低，2NO2N2O4；H”、“1在一密閉容器中進行反應：2SO2(g)O2(g) 2SO3(g)。已

20、知反應過程中某一時刻SO2、O2、SO3的濃度分別為0.2 mol/L、0.1 mol/L、0.2 mol/L。當反應達到平衡時可能存在的數(shù)據(jù)是()ASO2為0.4 mol/L，O2為0.2 mol/LBSO2為0.25 mol/LCSO2、SO3均為0.15 mol/LDSO3為0.4 mol/L解析：A項數(shù)據(jù)表明，題中0.2 mol/L的SO3完全轉化成了SO2和O2，即平衡時，c(SO3)0，這是不可能的；B項說明在題給濃度的基礎上又有0.05 mol/L SO2和0.025 mol/L O2化合生成0.05 mol/L SO3，這是可能的；C項數(shù)據(jù)表明SO2、SO3的濃度都在原濃度基礎

21、上減少了0.05 mol/L，這也是不可能的；D項數(shù)據(jù)說明SO2完全轉化成了SO3，即平衡時c(SO2)0，c(O2)0，這也是不可能的。答案：B2(2011年惠州調研)一定條件下，在容積為10 L的密閉容器中，將1 mol X和1 mol Y進行如下反應：2X(g)Y(g) Z(g)，經(jīng)60 s達到平衡生成0.3 mol的Z，下列說法正確的是()A60 s時Z的平衡濃度為0.03 mol/L B將容器容積變?yōu)?0 L，Z的新平衡濃度將小于原平衡濃度的一半 C若溫度和體積不變，往容器內增加1 mol X，X的轉化率將增大 D若升高溫度，X的體積分數(shù)增大，則該反應的H 0 解析：60 s時Z的平衡濃度0.3 mol/10 L，A正確；將容器容積變?yōu)?0 L，濃度變?yōu)橐话?，同時相當于減壓，化學平衡向逆反應方向移動，故Z的新平衡濃度將小于原平衡濃度的一半，B也正確；若溫度和體積不變，往容器內增加1 mol X，Y的轉化率將增大，但X的轉化率將減小，C錯；升高溫度，X的體積分數(shù)增大，說明化學平衡向逆反應方向移動，則該反應為放熱反應，H0，D錯。答案：AB