《高中化學(xué) 2.2《化學(xué)反應(yīng)的限度》2同課異構(gòu)課件 魯科版選修4.ppt》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《高中化學(xué) 2.2《化學(xué)反應(yīng)的限度》2同課異構(gòu)課件 魯科版選修4.ppt（61頁珍藏版）》請?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

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 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 怎樣定量描述化學(xué)反應(yīng)的限度呢 化學(xué)反應(yīng)中反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率受到哪些因素的影響 什么叫化學(xué)平衡狀態(tài) 化學(xué)平衡有哪些特點(diǎn) 在研究了大量實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上 人們發(fā)現(xiàn)可以用化學(xué)平衡常數(shù)來定量描述化學(xué)反應(yīng)的限度 1 可逆反應(yīng) 定義 在相同條件下同時(shí)向正 反兩個(gè)方向進(jìn)行的反應(yīng)稱可逆反應(yīng) 交流 研討 下列說法是否正確 1 氫氣在氧氣中燃燒生成水 水在電解時(shí)生成氫氣和氧氣 H2 O2 H2O是可逆反應(yīng) 2 硫酸銅晶體加熱變成白色粉末 冷卻又變成藍(lán)色 所以無水硫酸銅結(jié)合結(jié)晶水的反應(yīng)是可逆反應(yīng) 3 氯化銨加熱變成氨氣和氯化氫氣體 兩種氣體又自發(fā)變成氯化銨 氯化銨的分解是可逆反應(yīng) 1 可逆反應(yīng) 可逆反應(yīng)的特點(diǎn) 1 不能進(jìn)行到底 有一定限度 2 正反兩個(gè)方向的反應(yīng)在同時(shí)進(jìn)行 3 一定條件下 正逆反應(yīng)達(dá)平衡 1 可逆反應(yīng) 人們利用可逆反應(yīng)進(jìn)行化工生產(chǎn)時(shí)要同時(shí)考慮兩個(gè)因素 反應(yīng)進(jìn)行的速率和反應(yīng)進(jìn)行的限度 化學(xué)反應(yīng)限度決定原料利用率和產(chǎn)品的產(chǎn)率 因此 研究可逆反應(yīng) 提高化學(xué)反應(yīng)的限度具有重要意義 2 化學(xué)平衡 定義 在一定條件下可逆反應(yīng)進(jìn)行到一定程度時(shí) 正反應(yīng)速率和逆反應(yīng)速率相等 反應(yīng)物和生成物的濃度不再發(fā)生變化 這種狀態(tài)稱為化學(xué)平衡狀態(tài) 簡稱化學(xué)平衡 要點(diǎn) 對象 可逆反應(yīng)條件 一定條件下 V正 V逆特征 各成份的濃度不再變化 特點(diǎn) 動 化學(xué)平衡是一種動態(tài)平衡V正 V逆 0 定 反應(yīng)混合物中各組成的濃度保持不變 變 當(dāng)外界條件 C P T 改變時(shí) V正 V逆 平衡發(fā)生改變 2 化學(xué)平衡 練習(xí) 1 N2 3H22NH3反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí) 下列說法正確的是 A N2和H2不再化合了B N2 H2 NH3的濃度相等C 平衡建立前體系的總質(zhì)量在不斷變化而平衡建立后體系的總質(zhì)量就不再變了D N2 H2 NH3的濃度保持不變 D 2 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nmolA同時(shí)消耗3nmolBD A B C的分子數(shù)之比為1 3 2 BC 3 在一定溫度下反應(yīng)A2 g B2 g 2AB g 達(dá)到平衡的標(biāo)志是 C A 單位時(shí)間生成1moLA2的同時(shí)生成1moL的B2 B 容器內(nèi)的總物質(zhì)的量不隨時(shí)間變化 C 單位時(shí)間生成2moLAB的同時(shí)生成1moL的B2 D 單位時(shí)間生成1moLA2的同時(shí)消耗2moL的2AB 交流 研討一 測量獲得反應(yīng)H2 g I2 g 2HI g 在698 6K或798 6K時(shí)各物質(zhì)的初始濃度和平衡濃度 結(jié)果如下表 54 50 54 43 54 16 54 33 8 298 8 306 8 271 1請根據(jù)表中的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)計(jì)算平衡時(shí)的值 將計(jì)算結(jié)果填入表中 54 62 交流 研討一 測量獲得反應(yīng)H2 g I2 g 2HI g 在698 6K或798 6K時(shí)各物質(zhì)的初始濃度和平衡濃度 結(jié)果如下表 54 50 54 43 54 16 54 33 8 298 8 306 8 271 請分析計(jì)算所得數(shù)據(jù) 尋找其中的規(guī)律 1 請分析計(jì)算所得的數(shù)據(jù) 回答在相同溫度下數(shù)據(jù)大小有何特點(diǎn) 2 該常數(shù)大小與反應(yīng)的初始濃度大小有無關(guān)系 54 62 交流 研討一 測量獲得反應(yīng)H2 g I2 g 2HI g 在698 6K或798 6K時(shí)各物質(zhì)的初始濃度和平衡濃度 結(jié)果如下表所示 2請分析計(jì)算所得數(shù)據(jù) 尋找其中的規(guī)律 3 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 54 50 54 62 54 43 54 16 54 33 交流 研討一 測量獲得反應(yīng)H2 g I2 g 2HI g 在698 6K或798 6K時(shí)各物質(zhì)的初始濃度和平衡濃度 結(jié)果如下表所示 2請分析計(jì)算所得數(shù)據(jù) 尋找其中的規(guī)律 4 由前5組平衡濃度的數(shù)據(jù)判斷建立的平衡狀態(tài)相同嗎 你能否得出該常數(shù)與建立的平衡狀態(tài)有無關(guān)系 由此你能得到什么結(jié)論 54 50 54 62 54 43 54 16 54 33 交流 研討一 測量獲得反應(yīng)H2 g I2 g 2HI g 在698 6K或798 6K時(shí)各物質(zhì)的初始濃度和平衡濃度 結(jié)果如下表 54 50 54 43 54 16 54 33 8 298 8 306 8 271 2請分析計(jì)算所得數(shù)據(jù) 尋找其中的規(guī)律 5 縱觀以上8組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù) 你還能得到什么結(jié)論 54 62 規(guī)律小結(jié) 通過分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)得出 1 溫度相同時(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 同一溫度下可以有多個(gè)平衡狀態(tài) 但平衡時(shí)只有一個(gè)常數(shù) 5 溫度不同 平衡時(shí)常數(shù)大小不同 不管H2I2和HI的初始濃度是多大 只要保持反應(yīng)體系的溫度不變 達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)后 總是一個(gè)常數(shù) 一 化學(xué)平衡常數(shù) K 1化學(xué)平衡常數(shù)表達(dá)式 含義 在一定溫度時(shí) 當(dāng)一個(gè)可逆反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí) 生成物平衡濃度系數(shù)次方之積與反應(yīng)物平衡濃度系數(shù)次方之積的比值是一個(gè)常數(shù) 這個(gè)常數(shù)稱為化學(xué)平衡常數(shù)簡稱平衡常數(shù) 單位 mol L 1 c d a b 如果反應(yīng)中有固體和純液體參加 它們的濃度不應(yīng)寫在平衡關(guān)系式中 因?yàn)樗鼈兊臐舛仁枪潭ú蛔兊?化學(xué)平衡關(guān)系式中只包括氣態(tài)物質(zhì)和溶液中各溶質(zhì)的濃度 如 CaCO3 s CaO s CO2 g K CO2 CO2 g H2 g CO g H2O l K CO CO2 H2 書寫平衡常數(shù)關(guān)系式的注意事項(xiàng) 鞏固練習(xí) 1請寫出下列反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式 2平衡常數(shù)K的意義平衡常數(shù)的大小反映了化學(xué)反應(yīng)可能進(jìn)行的程度 即反應(yīng)的限度 平衡常數(shù)的數(shù)值越大 說明反應(yīng)進(jìn)行得越完全 一般來說 如果一個(gè)反應(yīng)的平衡常數(shù)大于105 通常認(rèn)為反應(yīng)可進(jìn)行得比較完全 相反 如果一個(gè)反應(yīng)的平衡常數(shù)小于在10 5 則認(rèn)為這個(gè)反應(yīng)很難進(jìn)行 交流 研討二 寫出下表中各反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式 并討論下面的問題 1 對于一個(gè)反應(yīng) 其平衡常數(shù)的表達(dá)式是唯一的嗎 平衡常數(shù)的表達(dá)式與哪些因素有關(guān) 2 對于一個(gè)反應(yīng) 其正反應(yīng)和逆反應(yīng)的平衡常數(shù)之間有什么關(guān)系 3 我們將物質(zhì)的量濃度單位為mol L 1帶入化學(xué)平衡常數(shù)表達(dá)式 可得到K的單位 請寫出上表中三個(gè)反應(yīng)的K的單位 并由所得結(jié)果分析K的單位與反應(yīng)的化學(xué)方程式之間有什么關(guān)系 mol L 1 mol L 1 2 3 平衡常數(shù)的有關(guān)規(guī)律 1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) 書寫方式不同 各反應(yīng)物 生成物的系數(shù)不同 平衡常數(shù)表達(dá)式就不同 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) 2對于同一個(gè)反應(yīng) 正反應(yīng)和逆反應(yīng)的平衡常數(shù)互為倒數(shù) 3平衡常數(shù)的單位與化學(xué)方程式表示形式相對應(yīng) 4 化學(xué)平衡常數(shù)的應(yīng)用 aA bBcC dD K Q 濃度商 當(dāng)Q K時(shí) 反應(yīng)會逆向進(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) 對于可逆反應(yīng)達(dá)到平衡后各物質(zhì)的濃度變化關(guān)系 在計(jì)算中注意 2 生成物 平衡濃度 初始濃度 轉(zhuǎn)化濃度生成物D D c0 D c D 3 各物質(zhì)的轉(zhuǎn)化濃度之比等于它們在化學(xué)方程式中相應(yīng)的化學(xué)計(jì)量數(shù)之比 c A c D a d 1 反應(yīng)物 平衡濃度 初始濃度 轉(zhuǎn)化濃度 反應(yīng)物A A c0 A c A 5 與平衡常數(shù)有關(guān)的計(jì)算 例 合成氨的反應(yīng)N2 3H2 2NH3在某溫度下各物質(zhì)的平衡濃度是 N2 3mol L 1 H2 9mol L 1 NH3 4mol L 1求該反應(yīng)的平衡常數(shù)和N2 H2的初始濃度 解 求平衡常數(shù)KKc NH3 2 N2 H2 3 16 3 93 7 32 10 3 求N2 H2的初始濃度 N2 3H2 2NH3初始 mol L 1 變化 mol L 1 264平衡 mol L 1 394 3 2 9 6 0 0 675 1 在某溫度下 可逆反應(yīng) mA g nB g pC g qD g 的平衡常數(shù)為 下列說法正確的是 越大 達(dá)到平衡時(shí) 反應(yīng)進(jìn)行的程度越大 越小 達(dá)到平衡時(shí) 反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率越大 隨反應(yīng)物濃度改變而改變 隨溫度改變而改變 AD 用平衡常數(shù)來表示反應(yīng)的限度有時(shí)不夠直觀 常用平衡轉(zhuǎn)化率 來表示反應(yīng)限度 表達(dá)式 反應(yīng)物A的平衡轉(zhuǎn)化率 二 平衡轉(zhuǎn)化率 定義 平衡時(shí)已轉(zhuǎn)化了的某反應(yīng)物的量與轉(zhuǎn)化前該反應(yīng)物的量之比 例 反應(yīng)CO H2O H2 CO2在773K時(shí)平衡常數(shù)K 9 如反應(yīng)開始時(shí)C H2O C CO 0 020mol L 1求CO的轉(zhuǎn)化率 解 CO H2O H2 CO2初始0 020 0200變化xxxx平衡0 02 x0 02 xxxK x 0 02 x 2 9x 0 02 x 3解得x 0 015mol L 1轉(zhuǎn)化率 0 015 0 020 100 75 1 已知初始濃度和平衡濃度求平衡常數(shù)和平衡轉(zhuǎn)化率 注 溫度一定時(shí) 對于一個(gè)化學(xué)反應(yīng) 平衡常數(shù)雖然一定 但不同的反應(yīng)物的平衡轉(zhuǎn)化率可能不同 不能脫離具體的反應(yīng)物談平衡轉(zhuǎn)化率 1 1 92 2 0 3mol L 3 80 2 已知平衡轉(zhuǎn)化率和初始濃度求平衡常數(shù) 1 2 25 2 60 1 1 2 61 3 3 已知平衡常數(shù)和初始濃度求平衡濃度及轉(zhuǎn)化率 A 0 004 0 00660 2NO2 g N2O4 g H 57 2kJ mol 1紅棕色無色 溫度對化學(xué)平衡的影響 溫度對化學(xué)平衡的影響 2NO2 g N2O4 g 紅棕色 無色 H 57 2kJ mol 1 2NO2 g N2O4 g H 57 2kJ mol 1紅棕色無色 減小 正向 增大 逆向 溫度對化學(xué)平衡的影響 正向 正向 升高溫度 平衡向吸熱方向移動 降低溫度 平衡向放熱方向移動 交流研討 溫度對化學(xué)平衡的影響是通過改變平衡常數(shù)實(shí)現(xiàn)的 交流研討 在一定體積的密閉容器中 反應(yīng)CO2 g H2 g CO g H2O g 的化學(xué)平衡常數(shù)和溫度的關(guān)系如下表 回答下列問題 1 該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)表達(dá)式K 2 該反應(yīng)的正反應(yīng)為反應(yīng) 填 吸熱 或 放熱 3 某溫度下 平衡濃度符合下式 c CO2 c H2 c CO c H2O 可判斷此時(shí)的溫度為 吸熱 830 遷移應(yīng)用 正向 逆向 請根據(jù)反應(yīng)Fe3 aq 3SCN aq Fe SCN 3 aq 的平衡常數(shù)K與濃度商Q 的關(guān)系 討論改變反應(yīng)物或生成物濃度對化學(xué)平衡的影響 Q K Q K 交流研討 請根據(jù)提供的試劑和儀器 按照設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)方案證明上述預(yù)測 試劑 0 01mol L 1FeCl3溶液 0 03mol L 1KSCN溶液 1mol L 1FeCl3溶液 1mol L 1KSCN溶液儀器 膠頭滴管 點(diǎn)滴板等 溶液呈血紅色后加深 溶液呈血紅色后加深 正向移動 正向移動 改變濃度 若QK 平衡逆向移動 濃度對化學(xué)平衡的影響 Fe3 3SCN Fe SCN 3 2 濃度對化學(xué)平衡的影響 結(jié)論 其它條件不變的情況下 向正反應(yīng)方向移動 向逆反應(yīng)方向移動 向逆反應(yīng)方向移動 向正反應(yīng)方向移動 濃度對化學(xué)平衡影響的原因 改變了濃度商 Q 使Q K 進(jìn)而影響化學(xué)平衡 濃度對平衡影響的適用范圍 只適用于氣體或溶液 說明 改變純固體 純液體的量對化學(xué)平衡無影響 2SO2 g O2 g 2SO3 g H 197 8kJ mol 1是硫酸制造工業(yè)的基本反應(yīng) 在生產(chǎn)中通常采用通入過量的空氣的方法 為什么 提高O2在原料氣中的比例 使SO2的平衡轉(zhuǎn)化率提高 從而降低生產(chǎn)成本 原平衡狀態(tài) 新平衡狀態(tài) 平衡移動 濃度借助Q與K的相對大小進(jìn)行判斷 溫度溫度對化學(xué)平衡的影響是通過改變平衡常數(shù)來實(shí)現(xiàn)的 三支針筒中均抽入10mlNO2氣體 將針筒前端閉 原理 N2O42NO2 1 將第二支針筒活塞迅速推至5ml處 現(xiàn)象如下圖中abc所示 2 將第三支針筒活塞迅速拉至20ml處 現(xiàn)象如下圖中A1b1c1所示 請觀察針筒中氣體顏色變化 并嘗試用化學(xué)平衡移動的觀點(diǎn)進(jìn)行解釋 a1 b1 c1 觀察 思考 b c a 再如 向氣體體積縮小的方向移動 向氣體體積增大的方向移動 N2 氣 3H2 氣 2NH3 氣 4500C時(shí)N2與H2反應(yīng)合成NH3的數(shù)據(jù) 分析 B 減小壓強(qiáng) 會使化學(xué)平衡向著氣體體積增大的方向移動 3 壓強(qiáng)對化學(xué)平衡的影響 結(jié)論 在其它條件不變的情況下 對于反應(yīng)前后氣體體積改變的反應(yīng) A 增大壓強(qiáng) 會使化學(xué)平衡向著氣體體積縮小的方向移動 對于反應(yīng)前后氣體體積不變的反應(yīng) C 改變壓強(qiáng) 化學(xué)平衡不移動 早在1888年 法國科學(xué)家勒 夏特列就發(fā)現(xiàn)了這其中的規(guī)律 并總結(jié)出著名的勒 夏特列原理 也叫化學(xué)平衡移動原理 改變影響化學(xué)平衡的一個(gè)因素 平衡將向能夠減弱這種改變的方向移動 精題點(diǎn)撥 在一定條件下 反應(yīng)CO NO2CO2 NO達(dá)到平衡后 降低溫度 混合氣體的顏色變淺 下列判斷正確的是 A 正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)B 正反應(yīng)為放熱反應(yīng)C CO的平衡轉(zhuǎn)化率降低D 各物質(zhì)的濃度不變 B 2 已知化學(xué)反應(yīng)2A B g 2C 達(dá)到平衡 當(dāng)增大壓強(qiáng)時(shí) 平衡向逆反應(yīng)方向移動 則 A A是氣體 C是固體B A C均為氣體C A C均為固體D A是固體 C是氣體 1 某一化學(xué)反應(yīng) 反應(yīng)物和生成物都是氣體 改變下列條件一定能使化學(xué)平衡向正反應(yīng)方向移動的是 A 增大反應(yīng)物濃度B 減小反應(yīng)容器的體積C 增大生成物濃度D 升高反應(yīng)溫度 A D 3 關(guān)節(jié)炎病因是在關(guān)節(jié)滑液中形成尿酸鈉晶體 尤其在寒冷季節(jié)易誘發(fā)關(guān)節(jié)疼痛 其化學(xué)機(jī)理為 HUr H2OUr H3O 尿酸尿酸根離子 Ur aq Na aq NaUr s 下列對反應(yīng) 敘述中正確的是 A 正反應(yīng)的 H 0B 正反應(yīng)的 H 0C 升高溫度 平衡正向移動D 降低溫度 平衡正向移動 BD 4 在一定條件下 反應(yīng)H2 g Br2 g 2HBr g 的 H 0 達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)且其它條件不變時(shí) 1 如果升高溫度 平衡混合物的顏色 2 如果在體積固定的容器中加入一定量的氫氣 化學(xué)平衡移動 Br2 g 的平衡轉(zhuǎn)化率 變大 變小或不變 5 鉻酸鉀 K2CrO4 與重鉻酸鉀 K2Cr2O7 有如下轉(zhuǎn)化 2CrO42 2H Cr2O72 H2O黃色橙紅色已知重鉻酸鉀的稀溶液呈橙紅色 1 向重鉻酸鉀的稀溶液中加入NaOH 溶液呈色 2 向 1 的溶液中再加入過量的H2SO4 溶液呈色 3 向重鉻酸鉀的稀溶液中加入Ba NO3 2溶液 BaCrO4為黃色沉淀 則平衡向移動 填 左 或 右 變深 正向 變大 黃 橙紅 左