1、 化学反应的限度（1）高二年级 化学 在工业生产和实验室中，人们会遇到各种各样的可逆反应，如合成氨的反应： 研究表明，可逆反应在适当条件下进行一段时间后一定会达到化学平衡状态。给定条件下，可逆反应达到化学平衡状态是反应所能达到的最大程度，即该反应的限度。N2(g) + 3H2(g) 2NH3(g) 高温、高压催化剂 如何定量地描述化学反应的限度呢？【联想质疑】 实验初始浓度/(molL1)平衡浓度/(molL1)CO2H2COH2OCO2H2CO H2O0.010.01000.00400.00400.00600.0060 0.010.02000.00220.01220.0078 0.00780
2、.010.010.00100.00410.00410.00690.0059000.02 0.020.00810.00810.01190.0119表中所列为测量反应 在1 473 K时各物质的初始浓度和平衡浓度所获得的数据。CO2(g)H2(g) CO(g)H2O(g)2.272.422.16c平(CO) c平(H2O)c平(CO2) c平(H2)1. 根据表中的实验数据计算平衡时的 值， 将计算结果填入表中。 c平(CO) c平(H2O)c平(CO2) c平(H2)【任务一】2.25实验初始浓度/(molL1)平衡浓度/(molL1)CO2H2COH2OCO2H2CO H2O0.010.010
3、00.00400.00400.00600.0060 0.010.02000.00220.01220.0078 0.00780.010.010.00100.00410.00410.00690.0059000.02 0.020.00810.00810.01190.01192.分析计算所得数据，寻找其中的规律。2.272.422.16c平(CO) c平(H2O)c平(CO2) c平(H2)2.25表中所列为测量反应 在1 473 K时各物质的初始浓度和平衡浓度所获得的数据。CO2(g)H2(g) CO(g)H2O(g)【任务一】（1）温度为 1 473 K，平衡时， 为常数；（2）该常数与反应的起始
4、浓度大小无关；（3）该常数与正向建立还是逆向建立平衡无关， 即与平衡建立的过程无关。通过分析上述反应的实验数据和计算结果，得出以下结论：1 473 K 时，密闭容器内发生如下反应： CO2(g)H2(g) CO(g)H2O(g)c平(CO) c平(H2O)c平(CO2) c平(H2)在698.6 K 时， 各物质的初始浓度和平衡浓度如下。【任务二】I2(g)H2(g) 2HI(g)实验初始浓度/(molL-1)平衡时浓度/(molL-1)c始(H2)c始(I2)c始(HI)c平(H2)c平(I2)c平(HI)0.010 67 0.011 9600.001 830.003 130.017 67
5、0.011 35 0.009 0400.003 560.001 250.015 59 0.011 34 0.007 5100.004 570.000 740.013 54000.004 490.000 480.000 480.003 53000.010 690.001 140.001 140.008 41c平(HI)c平(H2) c平(I2)验证你所获得的规律，你还能获得哪些结论。35034004153216471学生1：计算 的值。c平(HI)c平(H2) c平(I2)计算结果不是常数！3085实验初始浓度/(molL-1)平衡时浓度/(molL-1)c始(H2)c始(I2)c始(HI)c平
6、(H2)c平(I2)c平(HI)0.010 67 0.011 9600.001 830.003 130.017 67 0.011 35 0.009 0400.003 560.001 250.015 59 0.011 34 0.007 5100.004 570.000 740.013 54000.004 490.000 480.000 480.003 53000.010 690.001 140.001 140.008 41在698.6 K 时， 各物质的初始浓度和平衡浓度如下。I2(g)H2(g) 2HI(g)c平(HI)c平(H2) c平(I2)254.6154.2154.0854.42【任务
7、二】学生2：计算 的值。c平(HI)c平(H2) c平(I2)2计算结果近似相等。验证你所获得的规律，你还能获得哪些结论。54.51实验初始浓度/(molL-1)平衡浓度/(molL-1)SO2O2SO3SO2O2SO3T10.02000.010000.01440.00720.00560.03000.020000.01960.01480.0104T20.02000.010000.01600.00800.00400.08000.030000.05800.01900.0220c平(SO3)c平(SO2) c平(O2)22不同温度下， 各物质的初始浓度和平衡浓度如下。2SO2(g)O2(g) 2SO
8、3(g) 【任务二】19.3919.027.817.57温度一定时，计算结果为常数。温度不同，数值不同。验证你所获得的规律，你还能获得哪些结论。一、化学平衡常数 1.定义 在一定温度时，当一个可逆反应达到平衡状态时，生成物平衡浓度的幂之积与反应物平衡浓度的幂之积的比值是一个常数，这个常数称为化学平衡常数（简称平衡常数）。 在研究了大量实验的基础上，人们总结出可以用化学平衡常数来定量描述化学反应的限度。2. 表达式：对于可逆反应： a A(g)b B(g) c C(g)d D(g)Kcc平(C) c平(D)dac平(A) c平(B)b注：对于有纯固体或纯液体参与的反应，纯固体或纯液体不列入平衡常
9、数的表达式中。一、化学平衡常数3化学平衡常数的影响因素 一个反应的化学平衡常数的大小只与温度有关，与反应物或生成物的浓度无关。化学平衡常数只受温度的影响！1. 写出下表中各反应的平衡常数表达式，并写出后三个反应的K 的单位。【任务三】平衡常数表达式(mol L1)1(mol L1)2(mol L1)2 N2(g) H2(g) NH3(g) N2(g)3H2(g) 2NH3(g) 2NH3(g) N2(g)3H2(g)1232K1c (NH3)c (N2) c (H2)K2c2 (NH3)c(N2) c3 (H2)K3c2 (NH3)c(N2) c3 (H2)平衡常数表达式FeO(s)CO(g)
10、 Fe(s)CO2(g)AgCl (s) Ag+ (aq)Cl(aq) 1. 写出下表中各反应的平衡常数表达式，并写出后三个反应的K 的单位。【任务三】NH3 H2O (aq) NH (aq)OH(aq) +4K5c (CO)c (CO2 )K4c (NH3 H2O)c (NH ) c (OH)4+K6c (Ag+ ) c (Cl)(mol L1)2mol L112. 【任务三】在某温度下，合成氨反应在达平衡时，各物质的浓度分别是c平(N2)=0.04 moIL1，c平(H2)= 1.00 moIL1 c平( NH3) = 0.04 moIL1 ，求下列反应的K值。平衡常数表达式K值 N2(g
11、) H2(g) NH3(g) N2(g)3H2(g) 2NH3(g) 2NH3(g) N2(g)3H2(g)12320.040.225K1c (NH3)c (N2) c (H2)K2c2 (NH3)c(N2) c3 (H2)K3c2 (NH3)c(N2) c3 (H2)3. 结合以上分析，讨论下面的问题。【任务三】（1）对于一个反应，其平衡常数的表达式和平衡常数的数值是唯一的吗？ 平衡常数表达式与化学方程式的书写方式有关。K2K12K2 K31平衡常数表达式K值 N2(g) H2(g) NH3(g) N2(g)3H2(g) 2NH3(g) 2NH3(g) N2(g)3H2(g)12320.04
12、0.225K1c (NH3)c (N2) c (H2)K2c2 (NH3)c(N2) c3 (H2)K3c2 (NH3)c(N2) c3 (H2)【任务三】3. 结合以上分析，讨论下面的问题。（2）分析K 的单位与反应的化学方程式之间存在什么关系。【任务三】3. 结合以上分析，讨论下面的问题。（2）分析K 的单位与反应的化学方程式之间存在什么关系。 平衡常数的单位也与化学方程式的书写方式相对应。 谈谈你对化学反应限度的认识？【交流研讨】 化学反应限度用平衡常数K 表达。 影响化学平衡常数的因素为温度。压强、浓度不影响化学反应限度。 对于同一个反应，同一种书写方式：温度一定，采用不同的投料方式，
13、将达到不同的平衡状态，对应同一个K 值。 对于同一个反应，不同的书写方式：平衡常数的表达式不同，同一温度下，K 值不同。分析不同反应的K 值，你认为K 值大小与反应进行的程度存在怎样的关系？【任务四】化学反应K2NO(g) + 2CO(g) N2(g) + 2CO2(g) (570 K)约为1059 mol1 LPCl3(g) + Cl2(g) PCl5(g) (470 K) 约为1 mol1 L2HCl(g) H2(g) + Cl2(g) (300 K)1017 化学平衡常数可定量地衡量化学反应进行的程度。K 值越大，表示反应正向进行的程度越大。化学反应K反应程度2NO(g) + 2CO(g
14、) N2(g) + 2CO2(g) (570 K)约为1059 mol1 L正反应可接近完全PCl3(g) + Cl2(g) PCl5(g) (470 K) 约为1 mol1 L正、逆反应相当2HCl(g) H2(g) + Cl2(g) (300 K)1017正反应几乎不发生 如果反应的平衡常数的数值在105左右，通常认为反应可进行得比较完全，相反，如果一个反应的平衡常数数值在10-5左右，则认为这个反应很难进行。资料：4化学平衡常数的意义一、化学平衡常数（1）判断反应进行的程度：K 值越大，表示反应正向进行的程度越大。实验初始浓度 /(molL-1)平衡浓度 /(molL-1)CO2H2CO
15、H2OCO2H2CO H2O0.010.01000.0040.0040.0060.0060.0020.0080.0040.0090.0050.0020.0060.005CO2(g)H2(g) CO(g)H2O(g) 如果按和的起始浓度投料，对应的状态是平衡状态吗？如果不是，请分别判断反应将向哪个方向进行？【任务五】 1 473 K 时，密闭容器内发生如下反应：温度一定，K 为一常数平衡时：任意时刻：Q （浓度商）比较Q 与K的大小对于可逆反应： a A(g)b B(g) c C(g)d D(g)Kcc平(C) c平(D)dac平(A) c平(B)bcc (C) c (D)dac (A) c (
16、B)b温度一定，K 为一常数由得，2.25由得，2.25Q （浓度商）Q K化学平衡状态c平(CO) c平(H2O)c平(CO2) c平(H2)K c(CO) c(H2O)c(CO2) c(H2)c平(CO) c平(H2O)c平(CO2) c平(H2)K 由得，由得，c(CO) c(H2O)c(CO2) c(H2)3.0Q （浓度商）Q K逆向进行2.25温度一定，K 为一常数4化学平衡常数的意义一、化学平衡常数（2）判断可逆反应是否达到化学平衡状态Q 与 K QK QKQK 反应进行的方向正向平衡状态逆向（3）预测反应进行的方向化学平衡常数影响因素：温度课 堂 小 结化学反应限度意义通过Q 与K 的关系预测反应进行的方向判断反应进行的程度定量表征Kcc平(C) c平(D)dac平(A) c平(B)b符号表达：判断可逆反应是否达平衡
