1、.1第二單元第二單元 化學(xué)反應(yīng)的方向和限度化學(xué)反應(yīng)的方向和限度.2n我們知道，化學(xué)平衡狀態(tài)是可逆反應(yīng)在我們知道，化學(xué)平衡狀態(tài)是可逆反應(yīng)在一定條件下反應(yīng)達(dá)到的最大限度。那么，一定條件下反應(yīng)達(dá)到的最大限度。那么，當(dāng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)是，究竟有多少反當(dāng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)是，究竟有多少反應(yīng)物轉(zhuǎn)化成了生成物，平衡體系中各物應(yīng)物轉(zhuǎn)化成了生成物，平衡體系中各物質(zhì)的濃度之間是否有一定的關(guān)系？請(qǐng)大質(zhì)的濃度之間是否有一定的關(guān)系？請(qǐng)大家完成家完成 P48頁(yè)的問(wèn)題解決。頁(yè)的問(wèn)題解決。c (N2O4) c2(NO2)是一個(gè)定值是一個(gè)定值.3化學(xué)平衡狀態(tài)時(shí)各反應(yīng)物和生成物的濃度間的定量關(guān)系化學(xué)平衡狀態(tài)時(shí)各反應(yīng)物和生成物的濃度

2、間的定量關(guān)系2NO2(g) N2O4(g)表表2-6 NO2(g)N2O4(g)平衡體系中各物質(zhì)的物質(zhì)的量濃度（平衡體系中各物質(zhì)的物質(zhì)的量濃度（25）起始濃度起始濃度(mol/L)平衡濃度平衡濃度(mol/L)平衡濃度關(guān)系平衡濃度關(guān)系c (NO2)c (N2O4)c (NO2)c (N2O4)2.0010-206.3210-36.8410-33.0010-208.0010-31.1010-202.0010-29.4610-31.5210-200.1002.2810-28.8610-2c (N2O4)c (NO2)c (N2O4)c (NO2)21.081.381.721021.711021.6

3、11.701023.891.701021.填寫(xiě)下表中的空格填寫(xiě)下表中的空格2.分析表中數(shù)據(jù)，總結(jié)歸納化學(xué)平衡狀態(tài)時(shí)各反應(yīng)物分析表中數(shù)據(jù)，總結(jié)歸納化學(xué)平衡狀態(tài)時(shí)各反應(yīng)物和生成物的濃度間的定量關(guān)系和生成物的濃度間的定量關(guān)系.42NO2(g) N2O4(g)c (N2O4) c2(NO2)平衡時(shí)物質(zhì)的濃度代入平衡時(shí)物質(zhì)的濃度代入是一個(gè)定值是一個(gè)定值n如果反應(yīng)物或生成物不止一種，情況又如果反應(yīng)物或生成物不止一種，情況又如何呢？如何呢？ 如在一定條件下，可逆反應(yīng)如在一定條件下，可逆反應(yīng) H2 + I2(g) 2HI，起始以及平衡時(shí)，起始以及平衡時(shí)各物質(zhì)的濃度如下表所示。他們的濃度間各物質(zhì)的濃度如下表所示

4、。他們的濃度間存在何種關(guān)系？存在何種關(guān)系？.5序序號(hào)號(hào)起始時(shí)濃度起始時(shí)濃度mol/L698.6K平衡時(shí)濃度平衡時(shí)濃度mol/L698.6K平衡時(shí)平衡時(shí)c0 (H2)c0(I2)c0 (HI)H2I2HI10.010670.0119600.0018310.0031250.0176720.011350.00904400.003560.001250.0155930.011340.00751000.004570.000740.013544000.010690.001140.001140.00841222IHHII2(g) + H2(g) 2HI(g)54.5754.6254.2154.42根據(jù)表中的數(shù)

5、據(jù)計(jì)算出根據(jù)表中的數(shù)據(jù)計(jì)算出該溫度該溫度下，平衡時(shí)下，平衡時(shí) 的值，并分析的值，并分析其中規(guī)律。其中規(guī)律。222IHHI.6 c 2(HI)c(H2) c(I2)是一個(gè)定值。是一個(gè)定值。問(wèn)題：?jiǎn)栴}：請(qǐng)大家閱讀教科書(shū)請(qǐng)大家閱讀教科書(shū)P48頁(yè)關(guān)于平衡常數(shù)的頁(yè)關(guān)于平衡常數(shù)的定義，并找出其中的關(guān)鍵詞。定義，并找出其中的關(guān)鍵詞。I2(g) + H2(g) 2HI(g)即：即：在一定溫度下，可逆反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，生成物濃在一定溫度下，可逆反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，生成物濃度冪之積與反應(yīng)物濃度冪之積的比值是一個(gè)常數(shù)度冪之積與反應(yīng)物濃度冪之積的比值是一個(gè)常數(shù).7其中其中c為各組分的為各組分的平衡濃度平衡濃度，溫度一定，溫

6、度一定，K為定值為定值。)()()()(BcAcDcCcKbadc 大量實(shí)驗(yàn)事實(shí)表明，對(duì)下列可逆反應(yīng)：大量實(shí)驗(yàn)事實(shí)表明，對(duì)下列可逆反應(yīng)： aA + bB cC + dD在在一定溫度一定溫度下，無(wú)論反應(yīng)物的起始濃度如何，反應(yīng)下，無(wú)論反應(yīng)物的起始濃度如何，反應(yīng)達(dá)達(dá)到到平衡狀態(tài)平衡狀態(tài)后，將后，將各物質(zhì)各物質(zhì)的的物質(zhì)的量濃度物質(zhì)的量濃度滿足下滿足下面關(guān)系：面關(guān)系：.8n分析分析教科書(shū)教科書(shū)P49表表2-8、 2-9中的數(shù)據(jù)，你能中的數(shù)據(jù)，你能得出什么結(jié)論？得出什么結(jié)論？（1） K與溫度有關(guān)與溫度有關(guān)，對(duì)于一個(gè)具體的可逆反應(yīng)，一定溫，對(duì)于一個(gè)具體的可逆反應(yīng)，一定溫度下，度下， K一定。（必須指明溫度）

7、一定。（必須指明溫度）(2) 化學(xué)平衡常數(shù)表達(dá)式化學(xué)平衡常數(shù)表達(dá)式與化學(xué)方程式的書(shū)寫(xiě)有關(guān)與化學(xué)方程式的書(shū)寫(xiě)有關(guān)。同。同一個(gè)化學(xué)反應(yīng)，由于書(shū)寫(xiě)的方式不同，各反應(yīng)物和生成一個(gè)化學(xué)反應(yīng)，由于書(shū)寫(xiě)的方式不同，各反應(yīng)物和生成物的化學(xué)計(jì)量數(shù)不同，平衡常數(shù)就不同。物的化學(xué)計(jì)量數(shù)不同，平衡常數(shù)就不同。（3）化學(xué)平衡常數(shù)表達(dá)式中）化學(xué)平衡常數(shù)表達(dá)式中固體固體和稀溶液中的和稀溶液中的H2O的濃度，的濃度，不需表達(dá)不需表達(dá) .9Cr2O72- + H2O 2CrO42- + 2H+Fe3O4(s) + 4H2(g) 高溫高溫3Fe(s) + 4H2O(g) n根據(jù)平衡常數(shù)的定義，請(qǐng)大家寫(xiě)出下列可逆反應(yīng)根據(jù)平衡常數(shù)的

8、定義，請(qǐng)大家寫(xiě)出下列可逆反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式。的平衡常數(shù)表達(dá)式。)H(c)OH(cK2424)()()(2722242OCrcHcCrOcK.10)H(c)N( c)NH(cK232321)NH(c)H(c)N(cK322322)H(c)N(c)NH(cK/22322133N2+3H2 2NH32NH3 N2+ 3H2 N2 + H2 NH31232n根據(jù)平衡常數(shù)的定義，請(qǐng)大家寫(xiě)出下列可逆反應(yīng)根據(jù)平衡常數(shù)的定義，請(qǐng)大家寫(xiě)出下列可逆反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式。的平衡常數(shù)表達(dá)式。請(qǐng)寫(xiě)出上述請(qǐng)寫(xiě)出上述K1、K2、K3的關(guān)系的關(guān)系K1 = 1/K2 = K32.11)()()()(BcAcDcCcKbadc

9、aA + bB cC + dD(1)(1)平衡常數(shù)平衡常數(shù)K K值的大小，可推斷反應(yīng)進(jìn)行的程度。值的大小，可推斷反應(yīng)進(jìn)行的程度。 K K 值越大，表示反應(yīng)進(jìn)行的程度越大，反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化值越大，表示反應(yīng)進(jìn)行的程度越大，反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率越大；率越大；反之反之，K K 值越小，表示反應(yīng)進(jìn)行的程度越小，值越小，表示反應(yīng)進(jìn)行的程度越小，反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率越小。反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率越小。一般來(lái)說(shuō)，反應(yīng)的平衡常數(shù)一般來(lái)說(shuō)，反應(yīng)的平衡常數(shù)K10K105 5，認(rèn)為正反應(yīng)進(jìn)行，認(rèn)為正反應(yīng)進(jìn)行得較完全；得較完全；K 10K 10-5-5則認(rèn)為這個(gè)反應(yīng)的正反應(yīng)很難進(jìn)則認(rèn)為這個(gè)反應(yīng)的正反應(yīng)很難進(jìn)行行( (逆反應(yīng)較完全）。逆反應(yīng)較完全

10、）。n提出化學(xué)平衡常數(shù)的有什么意義？對(duì)我們提出化學(xué)平衡常數(shù)的有什么意義？對(duì)我們研究化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的程度有什么幫助呢？研究化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的程度有什么幫助呢？n分析教科書(shū)分析教科書(shū)P48頁(yè)表頁(yè)表2-7，你能找出規(guī)律嗎？，你能找出規(guī)律嗎？.12注意：注意： K K大致告訴我們一個(gè)可逆反應(yīng)進(jìn)行的程度，大致告訴我們一個(gè)可逆反應(yīng)進(jìn)行的程度，但但不能預(yù)示反應(yīng)達(dá)到平衡所需要的時(shí)間。不能預(yù)示反應(yīng)達(dá)到平衡所需要的時(shí)間。如：如：2SO2(g)+O2=2SO3(g)298K時(shí)，時(shí)，K很大，但由于速度太慢，常很大，但由于速度太慢，常溫時(shí)，幾乎不發(fā)生反應(yīng)。溫時(shí)，幾乎不發(fā)生反應(yīng)。.13(2)(2)平衡常數(shù)平衡常數(shù)K K與溫度有

11、關(guān)，與濃度無(wú)關(guān)，由與溫度有關(guān)，與濃度無(wú)關(guān)，由K K隨隨溫度的變化可推斷正反應(yīng)是吸熱反應(yīng)還是放熱。溫度的變化可推斷正反應(yīng)是吸熱反應(yīng)還是放熱。例如：不同溫度時(shí)，反應(yīng)例如：不同溫度時(shí)，反應(yīng):H2(g)+I2(g) 2HI(g),的濃度平衡常數(shù)與溫度的關(guān)系如下：的濃度平衡常數(shù)與溫度的關(guān)系如下：溫度溫度623K698K763K平衡常數(shù)平衡常數(shù)66 .954.445.9若升高溫度若升高溫度,K 減小減小,說(shuō)明正反應(yīng)是放熱反應(yīng)說(shuō)明正反應(yīng)是放熱反應(yīng); 若升高溫度若升高溫度,K 增大增大,說(shuō)明正反應(yīng)是吸熱反應(yīng)說(shuō)明正反應(yīng)是吸熱反應(yīng).14某某溫度下溫度下可逆反應(yīng)可逆反應(yīng): mA(g)+nB (g) pC(g)+qD

12、(g)平衡常數(shù)為平衡常數(shù)為K，若某時(shí)刻時(shí)，反應(yīng)物和生成物的濃度關(guān)，若某時(shí)刻時(shí)，反應(yīng)物和生成物的濃度關(guān)系如下：系如下： QC K， 未達(dá)平衡，逆向進(jìn)行。未達(dá)平衡，逆向進(jìn)行。 QC = K, 達(dá)平衡，平衡不移動(dòng)。達(dá)平衡，平衡不移動(dòng)。 QC K, 未達(dá)平衡，正向移動(dòng)。未達(dá)平衡，正向移動(dòng)。)()()()(BcAcDcCcQnmqpC)()()()(BcAcDcCcQnmqpC（3 3）利用）利用K K 值可判斷某狀態(tài)是否處于平衡狀態(tài)值可判斷某狀態(tài)是否處于平衡狀態(tài).15二、平衡轉(zhuǎn)化率二、平衡轉(zhuǎn)化率100% =該反應(yīng)物的該反應(yīng)物的起始濃度起始濃度該反應(yīng)物的該反應(yīng)物的平衡濃度平衡濃度該反應(yīng)物的起始濃度該反應(yīng)

13、物的起始濃度 可逆反應(yīng)在一定條件下達(dá)到平衡時(shí)，可逆反應(yīng)在一定條件下達(dá)到平衡時(shí)，某一反應(yīng)物的平衡轉(zhuǎn)化率為：某一反應(yīng)物的平衡轉(zhuǎn)化率為：n除了化學(xué)平衡常數(shù)外，還可以用除了化學(xué)平衡常數(shù)外，還可以用反應(yīng)物的反應(yīng)物的平衡轉(zhuǎn)化率平衡轉(zhuǎn)化率表示化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的限度表示化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的限度閱讀閱讀P49.16作業(yè)： 教材P51 5 練習(xí)冊(cè)P30 3、6-8 練習(xí)冊(cè) P31-32 2.17（一）將起始濃度（一）將起始濃度,變化濃度變化濃度,平衡濃度表示清楚平衡濃度表示清楚 2、生成物：平衡濃度、生成物：平衡濃度=起始濃度起始濃度+轉(zhuǎn)化濃度轉(zhuǎn)化濃度（三）各物質(zhì)的（三）各物質(zhì)的轉(zhuǎn)化量轉(zhuǎn)化量之比等于它們?cè)诨瘜W(xué)方程式中之比等

14、于它們?cè)诨瘜W(xué)方程式中相應(yīng)的化學(xué)計(jì)量數(shù)之比。相應(yīng)的化學(xué)計(jì)量數(shù)之比。c(A):c(D)=a:d（二）（二）1、反應(yīng)物：平衡濃度、反應(yīng)物：平衡濃度=起始濃度起始濃度-轉(zhuǎn)化濃度；轉(zhuǎn)化濃度； 對(duì)于反應(yīng)對(duì)于反應(yīng): aA + bB cC + dD三、平衡常數(shù)和轉(zhuǎn)化率的計(jì)算三、平衡常數(shù)和轉(zhuǎn)化率的計(jì)算.18解：據(jù)題意可知，起始時(shí)解：據(jù)題意可知，起始時(shí)c(H2)=c(I2)=0.100molL-1 平衡時(shí)平衡時(shí)c(I2)=0.0200molL-1H2(g) + I2(g) 2HI(g)起始時(shí)各物質(zhì)的濃度起始時(shí)各物質(zhì)的濃度/molL-10.100 0.100 0變化的各物質(zhì)的濃度變化的各物質(zhì)的濃度/molL-1平衡

15、時(shí)各物質(zhì)的濃度平衡時(shí)各物質(zhì)的濃度/molL-10.0800 0.160 0.0200 0.160 K =(0.160)2(0.0200)2= 64.0 c2(HI) c(H2) c(I2)=答：平衡常數(shù)為答：平衡常數(shù)為64.0。 平衡常數(shù)和轉(zhuǎn)化率的計(jì)算平衡常數(shù)和轉(zhuǎn)化率的計(jì)算 0.0800 0.0200【例1】-P49.19 c(平平)/molL-1 0.200 x 0.200 x x x 解得: x = 0.100解：設(shè)平衡時(shí)解：設(shè)平衡時(shí)CO轉(zhuǎn)化濃度為轉(zhuǎn)化濃度為x molL-1K =x2(0.200 x)(02.00 x)CO(g) + H2O(g) CO2(g) + H2(g)c(始始) /

16、molL-1 0.200 0.200 0 0c(變變)/molL-1 x x x x= 1.00c(CO2) c(H2) c(CO) c(H2O)=平衡常數(shù)和轉(zhuǎn)化率的計(jì)算平衡常數(shù)和轉(zhuǎn)化率的計(jì)算【例2】-P50已知：起始時(shí)已知：起始時(shí)c(CO)=0.200molL-1c(H2O)=0.0200molL-1800該反應(yīng)該反應(yīng)K=1.00.20答:平衡時(shí)平衡時(shí)CO轉(zhuǎn)化為轉(zhuǎn)化為CO2轉(zhuǎn)化率轉(zhuǎn)化率是50% 。 = 100%= 50% 0.1000.200平衡常數(shù)和轉(zhuǎn)化率的計(jì)算平衡常數(shù)和轉(zhuǎn)化率的計(jì)算.21【補(bǔ)例【補(bǔ)例2】在一密閉容器中，在一密閉容器中，CO和和H2O混合加熱到混合加熱到800達(dá)達(dá)到下列平衡

17、：到下列平衡：CO(g)H2O (g) CO2 (g)+ H2 (g) K=1.00若反應(yīng)開(kāi)始時(shí)若反應(yīng)開(kāi)始時(shí)CO和和H2O的濃度分別為的濃度分別為0.200mol/L和和1.00 mol/L 。求反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)。求反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)CO轉(zhuǎn)化為轉(zhuǎn)化為CO2的轉(zhuǎn)化率。的轉(zhuǎn)化率。CO(g)H2O (g) CO2 (g)+ H2 (g)解：解：各物質(zhì)的起始濃度各物質(zhì)的起始濃度(mol/L)0.2001.000 0各物質(zhì)的平衡濃度各物質(zhì)的平衡濃度(mol/L)1.00-x0.200-xx x1.00答：答：平衡時(shí)平衡時(shí)CO轉(zhuǎn)化為轉(zhuǎn)化為CO2的轉(zhuǎn)化率為的轉(zhuǎn)化率為83.0%設(shè)達(dá)到平衡時(shí)被轉(zhuǎn)化的設(shè)達(dá)到平衡時(shí)被轉(zhuǎn)化

18、的CO的濃度為的濃度為x mol/LK c(CO2) c (CO) c (H2O) c(H2)x2(0.200-x)(1.00-x)解方程得解方程得 x x0.1660.166CO轉(zhuǎn)化為轉(zhuǎn)化為CO2的轉(zhuǎn)化率為的轉(zhuǎn)化率為0.1660.1660.2000.200100%83.0%.22某容器充入氮?dú)夂蜌錃獍l(fā)生反應(yīng)某容器充入氮?dú)夂蜌錃獍l(fā)生反應(yīng)N2+3H2 2NH3，在某溫度，在某溫度下各物質(zhì)的平衡濃度下各物質(zhì)的平衡濃度:C(N2)=3molL-1,C(H2)=9molL-1,C(NH3) =4molL-1求該反應(yīng)的平衡常數(shù)和求該反應(yīng)的平衡常數(shù)和N2、H2的初始濃度。的初始濃度。 = 42 393 =

19、0.0073解：解：N2 (g) + 3H2 (g) 2NH3 (g)起始濃度起始濃度(mol/l)變變化濃度化濃度(mol/l)平平衡濃度衡濃度(mol/l) a b0 2 6 4 3 9 4由題意可知：由題意可知： K = c(NH3)2 c(N2) c(H2)3 a=3mol/L+2mol/L=5mol/Lb=9mol/L+6mol/L=15mol/L【例3】平衡常數(shù)和轉(zhuǎn)化率的計(jì)算平衡常數(shù)和轉(zhuǎn)化率的計(jì)算.231、850K時(shí)，在一密閉容器中充入一定量的時(shí)，在一密閉容器中充入一定量的SO2和和O2，當(dāng)反應(yīng)達(dá)到平衡后測(cè)得：當(dāng)反應(yīng)達(dá)到平衡后測(cè)得：SO2、O2和和SO3的濃度分別的濃度分別為為6.

20、010-3 molL-1 、8.010-3 molL-1 和和 4.410-2 molL-1。計(jì)算：。計(jì)算：（1）該溫度下反應(yīng)）該溫度下反應(yīng) 的平的平衡常數(shù)。衡常數(shù)。（2）達(dá)平衡狀態(tài)時(shí)，）達(dá)平衡狀態(tài)時(shí)， SO2的轉(zhuǎn)化率。的轉(zhuǎn)化率。2SO2+O2 2SO3平衡常數(shù)和轉(zhuǎn)化率的計(jì)算平衡常數(shù)和轉(zhuǎn)化率的計(jì)算.242.在一定溫度下，向容積不變的密閉容器中通入在一定溫度下，向容積不變的密閉容器中通入8 mol SO2和和4 molO2后，容器中的壓強(qiáng)為后，容器中的壓強(qiáng)為3.03105 Pa，經(jīng)一段時(shí)間后，反應(yīng)達(dá)到平衡，測(cè)得容器中的，經(jīng)一段時(shí)間后，反應(yīng)達(dá)到平衡，測(cè)得容器中的壓強(qiáng)為壓強(qiáng)為2.22105Pa，試計(jì)

21、算平衡時(shí)，試計(jì)算平衡時(shí)SO2的物質(zhì)的量的物質(zhì)的量和轉(zhuǎn)化率。和轉(zhuǎn)化率。 1.6mol，80%.253、已知一氧化碳與水蒸氣的反應(yīng)為、已知一氧化碳與水蒸氣的反應(yīng)為CO + H2O(g) CO2 + H2催化劑催化劑高溫高溫在在773K時(shí)的平衡常數(shù)是時(shí)的平衡常數(shù)是9。如果反應(yīng)開(kāi)始時(shí)，一氧化碳和水。如果反應(yīng)開(kāi)始時(shí)，一氧化碳和水蒸氣的濃度都是蒸氣的濃度都是0.01mol/L，計(jì)算一氧化碳在此反應(yīng)條件下，計(jì)算一氧化碳在此反應(yīng)條件下的轉(zhuǎn)化率。的轉(zhuǎn)化率。4、現(xiàn)有一定溫度下的密閉容器中存在如下反應(yīng)：、現(xiàn)有一定溫度下的密閉容器中存在如下反應(yīng)：2SO2+O2 2SO3已知已知C(SO2)始始=0.4mol/L，C(O2)始始=1m