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1、第二节化学反应的限度 可逆反应和化学平衡 1 可逆反应和不可逆反应 在同一条件下 既能向正反应方向又能向逆反应方向进行的反应称为可逆反应 如果反应只能向一个方向进行 则称不可逆反应 知识回顾 注意 1 同一条件下 同时进行 2 反应物不能完全转化为生成物 使用 2 化学平衡 1 定义 化学平衡状态 就是指在一定条件下的可逆反应里 正反应速率和逆反应速率相等 反应混合物中各组分的浓度保持不变的状态 强调三点 前提条件 可逆反应 实质 正 逆 标志 反应混合物中各组分的浓度保持不变的状态 动态平衡 正逆反应仍在进行 正反应速率 逆反应速率 可逆反应H2 I2 2HI 逆 等 动 定 反应混合物中各
2、组分的浓度保持不变 不一定相等 变 条件改变 原平衡被破坏 在新的条件下建立新的平衡 2 化学平衡状态的特征 同 对于一个特定的可逆反应如果条件相同 不管采取何种方式和途径进行最终能达到相同平衡状态 与反应途径无关 等效平衡 想一想 可逆反应进行到一定程度就会达到平衡状态 你知道这时平衡体系中反应物和生成物各占多少吗 反应到底进行到什么程度 为更准确的了解可逆反应的进程 定量的描述化学反应的限度 我们将学习一个新的概念 化学平衡常数 教学目标 1 了解化学平衡常数的涵义 2 通过对 化学平衡常数 问题的研讨 培养学生分析 处理实验数据的能力 以及从数据中获取信息 总结规律的能力 交流 研讨 实
3、验测得反应H2 g I2 g 2HI g 在698 6K时各物质的初始浓度和平衡浓度 问题1 请根据表中的实验数据计算平衡时的 HI 2 H2 I2 的值 将结果填入表中 问题2 请分析表一 表二中的数据 发现其中的规律呢 规律小结 通过分析实验数据得出 1 温度相同时 达到化学平衡状态为一常数 2 这个常数只与温度有关与反应的起始浓度大小无关 3 这个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 其它平衡体系的数据进行分析 都有类似的关系 在一定温度下 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
4、数 注 对于有纯固体或者纯液体参加的反应不列入平衡常数表达式中 平衡常数一般有浓度平衡常数KC和压强平衡常数Kp两种 拓展练习 1 对于一个反应 其平衡常数的表达式是唯一的吗 平衡常数的表达式与哪些因素有关 2 对于一个反应 正 逆反应的平衡常数之间有何关系 3 如果浓度的单位是mol L 将浓度单位代入平衡常数表达式 可得到K的单位 请写出上表中后三个反应的K的单位 并分析K的单位与反应的化学方程式之间有什么关系 思考 平衡常数表达式与化学方程式的书写方式有关 1 对于同一化学反应 由于书写方式不同 各反应物 生成物的系数不同 平衡常数的表达式就不同 2 对于给定的化学反应 正 逆反应的平衡
5、常数互为倒数 3 平衡常数的单位也与化学方程式的表示形式一一相对应 发现 平衡常数表达式书写的注意事项 在2000K时 反应CO g 1 2O2 g CO2 g 的平衡常数为K1 则相同温度下反应2CO2 g 2CO g O2 g 的平衡常数K2为 A 1 K1B K12C 1 K12D K1 1 2 C 巩固练习 平衡常数的应用 1 平衡常数K与温度有关 与浓度无关 由K随温度的变化可推断正反应是吸热反应还是放热 若正反应是吸热反应 升高温度 K增大 若正反应是放热反应 升高温度 K减少 根据平衡常数大小的变化趋势可以判断上述可逆反应的正方向是反应 放热 判断反应进行的程度 K 105时 基
6、本完全反应 K在10 5 105之间可逆反应 K 10 5时 很难反应 资料在线 K值越大 反应越完全 K值越小 反应越不完全 K的大小反映了化学反应所能进行的限度 交流 研讨 请通过以下各反应平衡常数的数值 讨论反应可能进行的程度 判断反应进行的方向 反应是否达到平衡状态 Q K时 反应已达平衡 Q K时 反应逆向进行Q K时 反应正向进行 对化学反应aA bB cC dD的任意状态 在温度一定时 Qc与 c相比较 可知反应进行的方向 具体方法如下 浓度商 练习 已知CO g H2O g CO2 g H28000C K 1试推导在下列浓度下反应进行的方向 向逆 平衡 向正 对于反应 CO g
7、 H2O g CO2 g H2 CO2 H2 Qc CO H2O 0 4mol L 1 0 4mol L 1Qc1 1 07 K向逆0 3mol L 1 0 5mol L 1 0 5mol L 1 0 6mol L 1Qc2 1 0 K平衡1 0mol L 1 0 3mol L 1 0 7mol L 1 1 7mol L 1Qc3 0 93 K向正0 8mol L 1 1 6mol L 1 练2 判断下列说法是否正确 2 任何可逆反应在一定温度下 不论参加反应的物质浓度如何不同 反应达到平衡时 各物质的平衡浓度相同 3 可逆反应达到平衡后 增加反应物浓度会引起KC改变 4 一个反应体系达到平衡时的条件是正逆反应速度相等 因为可逆反应就不可能完全反应 各物质的浓度不随时间而变不等于各物质的浓度相等 反应常数与温度有关 与浓度无关 这是化学平衡的条件 由平衡定律求平衡常数 根据物料平衡求初时浓度 答 该温度时合成氨反应的化学平衡常数是7 32 10 3 N2和H2的初时浓度分别为5mol L 1和15mol L 1
