化學(xué)：《化學(xué)反應(yīng)的方向和限度》（化學(xué)平衡常數(shù)）：課件三（25張PPT）（蘇教版選修4）

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歡迎進(jìn)入化學(xué)課堂 化學(xué)平衡常數(shù) 第二單元化學(xué)反應(yīng)的方向和限度 我們知道 在一定條件下的可逆反應(yīng)存在化學(xué)平衡狀態(tài) 那么 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 平衡體系中各物質(zhì)的濃度之間是否有一定的關(guān)系 請大家完成P44頁的問題解決 計(jì)算一定條件下 不同起始濃度的二氧化氮或四氧化二氮進(jìn)行反應(yīng) 達(dá)到平衡后各物質(zhì)平衡濃度之間的關(guān)系 通過計(jì)算同學(xué)們是否發(fā)現(xiàn)什么規(guī)律 其中濃度的指數(shù)與化學(xué)方程式有何關(guān)系 如果反應(yīng)物或生成物不止一種 情況又如何呢 如在一定條件下 可逆反應(yīng)H2 I2 g 2HI 起始以及平衡時(shí)各物質(zhì)的濃度如下表所示 他們的濃度間存在何種關(guān)系 討論 小結(jié) 是一個(gè)定值 即 一定溫度下 生成物濃度的系數(shù)次方的乘積與反應(yīng)物濃度系數(shù)次方的乘積之比為一常數(shù) 問題 請大家閱讀教科書P45頁關(guān)于平衡常數(shù)的定義 并找出其中的關(guān)鍵詞 化學(xué)平衡常數(shù) K 其中c為各組分的平衡濃度 溫度一定 K為定值 1 K的表達(dá)式 大量實(shí)驗(yàn)事實(shí)表明 對下列可逆反應(yīng) aA bBcC dD在一定溫度下 無論反應(yīng)物的起始濃度如何 反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)后 將各物質(zhì)的物質(zhì)的量濃度滿足下面關(guān)系 N2 3H22NH3 2NH3N2 3H2 根據(jù)平衡常數(shù)的定義 請大家寫出下列可逆反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式 化學(xué)平衡常數(shù) 分析表2 8中的數(shù)據(jù) 你能得出什么結(jié)論 化學(xué)平衡常數(shù) 2 使用平衡常數(shù)應(yīng)注意的問題 化學(xué)平衡常數(shù) 1 必須指明溫度 反應(yīng)必須達(dá)到平衡狀態(tài) 2 平衡常數(shù)表示反應(yīng)進(jìn)行的程度 不表示反應(yīng)的快慢 即速率大 K值不一定大 3 在進(jìn)行K值的計(jì)算時(shí) 固體不作考慮 表達(dá)式中不需表達(dá) 如 一定溫度下 2 使用平衡常數(shù)應(yīng)注意的問題 4 在進(jìn)行K值的計(jì)算時(shí) 稀溶液中的H2O的濃度可不表達(dá) 一定溫度下 化學(xué)平衡常數(shù) 5 平衡常數(shù)的表達(dá)式與方程式的書寫方式有關(guān) K1 1 K2 K32 2 使用平衡常數(shù)應(yīng)注意的問題 例如 在某溫度下 N2 3H22NH3 2NH3N2 3H2 化學(xué)平衡常數(shù) 6 利用K值可判斷某狀態(tài)是否處于平衡狀態(tài) 2 使用平衡常數(shù)應(yīng)注意的問題 K K v正 v逆 反應(yīng)向正方向進(jìn)行 K K v正 v逆 反應(yīng)處于平衡狀態(tài) K K v正 v逆 反應(yīng)向逆方向進(jìn)行 則 如某溫度下 可逆反應(yīng)mA g nB g pC g qD g 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)系如下 化學(xué)平衡常數(shù) 1 必須指明溫度 反應(yīng)必須達(dá)到平衡狀態(tài) 2 平衡常數(shù)表示反應(yīng)進(jìn)行的程度 不表示反應(yīng)的快慢 即速率大 K值不一定大 3 在進(jìn)行K值的計(jì)算時(shí) 固體不作考慮 表達(dá)式中不需表達(dá) 4 在進(jìn)行K值的計(jì)算時(shí) 稀溶液中的H2O的濃度可不表達(dá) 5 平衡常數(shù)的表達(dá)式與方程式的書寫方式有關(guān) 6 利用K值可判斷某狀態(tài)是否處于平衡狀態(tài) 小結(jié) 2 使用平衡常數(shù)應(yīng)注意的問題 通過討論我們知道了化學(xué)平衡常數(shù)的定義和表達(dá)式的書寫 大家是否產(chǎn)生疑問 提出化學(xué)平衡常數(shù)的概念有什么意義 對我們研究化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的程度有什么幫助呢 分析教科書P45頁表2 7 你能找出規(guī)律嗎 化學(xué)平衡常數(shù) K值的大小 表示在一定溫度下 反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)該反應(yīng)進(jìn)行的程度 反應(yīng)的限度 1 K值越大 表明反應(yīng)進(jìn)行的程度越大 反之則越小 2 K值與濃度無關(guān) 隨溫度變化而變化 2 平衡常數(shù)的意義 化學(xué)平衡常數(shù) aA bBcC dD 如果給出一定溫度時(shí)的某個(gè)可逆反應(yīng)的平衡常數(shù) 能否通過其他一些數(shù)據(jù)的測定 判斷該反應(yīng)的某狀態(tài)是否處于平衡狀態(tài)呢 討論 小結(jié) 我們可以通過測出某一時(shí)刻體系中各物質(zhì)的濃度 然后假設(shè)反應(yīng)已經(jīng)達(dá)到平衡 計(jì)算出平衡常數(shù) 與給定的平衡常數(shù)比較 如果相等 則假設(shè)成立 也就是說反應(yīng)已達(dá)到平衡 如果不相等 則沒有達(dá)到平衡 化學(xué)平衡常數(shù) 平衡轉(zhuǎn)化率 100 該反應(yīng)物的起始濃度 該反應(yīng)物的平衡濃度 該反應(yīng)物的起始濃度 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 除了化學(xué)平衡常數(shù)外 還有沒有其他方法能用來表示化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的限度呢 平衡轉(zhuǎn)化率的意義 能表示在一定溫度和一定起始濃度下反應(yīng)進(jìn)行的限度 例1 某溫度下 向10L真空容器中注入1 00molH2 g 和1 00molI2 g 反應(yīng)平衡后I2 g 的濃度為0 0200mol L 1 試求該溫度下H2 g I2 g 2HI g 的平衡常數(shù) 平衡常數(shù)和轉(zhuǎn)化率的計(jì)算 解 據(jù)題意可知 起始時(shí)c H2 c I2 0 100mol L 1 平衡時(shí)c H2 c I2 0 0200mol L 1 生成的c HI 0 160mol L 1 H2 g I2 g 2HI g 起始時(shí)各物質(zhì)的濃度 mol L 1 0 1000 1000 變化的各物質(zhì)的濃度 mol L 1 平衡時(shí)各物質(zhì)的濃度 mol L 1 0 08000 08000 160 0 02000 02000 160 K 0 160 2 0 0200 2 64 0 c2 HI c H2 c I2 答 平衡常數(shù)為64 0 平衡常數(shù)和轉(zhuǎn)化率的計(jì)算 例2 在一密閉容器中 CO與H2O混合加熱到800 達(dá)到下列平衡 CO g H2O g CO2 g H2 g K 1 00若反應(yīng)開始時(shí)CO和H2O的濃度分別為0 200mol L 1和1 00mol L 1 求達(dá)到平衡時(shí)CO轉(zhuǎn)化為CO2轉(zhuǎn)化率是多少 平衡常數(shù)和轉(zhuǎn)化率的計(jì)算 c 平 mol L 10 200 x1 00 xxx 解得 x 0 166 解 設(shè)平衡時(shí)CO2和H2的濃度為xmol L 1 K x2 0 200 x 1 00 x CO g H2O g CO2 g H2 g c 始 mol L 10 2001 0000 c 變 mol L 1xxxx 1 00 c CO2 c H2 c CO c H2O 平衡常數(shù)和轉(zhuǎn)化率的計(jì)算 答 平衡時(shí)CO轉(zhuǎn)化為CO2轉(zhuǎn)化率是83 0 平衡常數(shù)和轉(zhuǎn)化率的計(jì)算 例3 850K時(shí) 在一密閉容器中充入一定量的SO2和O2 當(dāng)反應(yīng)達(dá)到平衡后測得 SO2 O2和SO3的濃度分別為6 0 10 3mol L 1 8 0 10 3mol L 1和4 4 10 2mol L 1 計(jì)算 1 該溫度下反應(yīng)的平衡常數(shù) 2 達(dá)平衡狀態(tài)時(shí) SO2的轉(zhuǎn)化率 2SO2 O22SO3 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 高爐煉鐵中發(fā)生的基本反應(yīng)如下 FeO s CO g Fe s CO2 g Q 其平衡常數(shù)可表達(dá)為 K c CO2 c CO 已知1100 K 0 263 1 若要使反應(yīng)向右進(jìn)行 高爐內(nèi)CO2和CO的體積比值 平衡常數(shù)K值 填 增大 減小 或 不變 2 1100 時(shí) 測得高爐中c CO2 0 025mol L 1 c CO 0 1mol L 1 在這種情況下該反應(yīng)是否處于平衡狀態(tài) 填 是 或 否 此時(shí)化學(xué)反應(yīng)速率是V正 V逆 填 大于 小于 或 等于 其原因是 減小 不變 否 大于 c CO2 c CO 0 25 0 263 說明不是平衡狀態(tài) 且向正反應(yīng)方向進(jìn)行 再見 同學(xué)們 來學(xué)校和回家的路上要注意安全 同學(xué)們 來學(xué)校和回家的路上要注意安全