内容正文:
第二章 化学反应速率与化学平衡
化学平衡
授课年级:高二
学习目标
认识可逆反应及其特点
掌握化学平衡状态的定义和建立过程
理解化学平衡的“动、定、变”三大特征
平衡美
新课讲授
回顾与思考
可逆反应
不可逆反应
特点:单向进行,进行彻底
可逆反应
特点:双向进行,反应物与生成物共存
大多数化学反应都是可逆的!
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可逆反应
一、可逆反应
(一)概念
条件下能同时向 方向进行的反应。
(二)表示
约定用 “ ” 表示,
N2+ 3H2 2NH3
把向右进行的反应叫 ,向左进行的反应叫 。
(三)特征
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可逆反应
二、化学平衡
(一)建立平衡
把1 mol N2和3mol H2(g)加入溶剂为1L的密闭容器里
物质浓度 反应速率
C(N2) C(H2) C(NH3) V(正) V(逆)
开始时 1 3 0 最大 0
进行中 减小 减小 增大 减小 增大
平衡时 不变 相等
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可逆反应
二、化学平衡
(一)建立平衡
反应物
生成物
c/(mol·L-1)
时间
正反应速率
逆反应速率
反应平衡
速率
时间
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二、化学平衡
(一)建立平衡
正反应速率
逆反应速率
反应平衡
速率
时间
t₀开始时:只加反应物,v正最大,v逆为0
t₀-t₁过程中:反应物浓度减小 →v正逐渐减小
生成物浓度增大 →v逆从0开始逐渐增大
t₁时刻时:v正 = v逆≠ 0
反应物和生成物浓度不再改变
标志:化学平衡状态达成!
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可逆反应
二、化学平衡
(二)平衡定义
在一定条件下的 中,当正、逆反应速率 ,反应体系中各组分 保持不变的状态。
(三)平衡特征
记忆口诀:
“逆、等、动、定、变”
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二、化学平衡
(四)平衡判断
平衡吗
xA(g)+yB(g) zC(g)
x+y≠z
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平衡吗
在一定温度下,可逆反应A(g)+3B(g) 2C(g)达到平衡的标志是( )
A、C的生成速率与C分解的速率相等
B、A、B、C的浓度相等
C、A、B、C的分子数比为1:3:2
D、单位时间生成n mol A,同时生成2n mol C
E、单位时间生成n molA,同时生成3n molB
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平衡吗
在某密闭容器中进行的可逆反应: ,已知起始时X2、Y2、Z各物质浓度分别为0.1mol/L、0.3mol/L、0.2mol/L,反应在一定条件下进行到某种程度时,下列各物质的浓度不可能的是( )
A.c(Z)=0.3mol/L
B.c(Y2)=0.35mol/L
C.c(Y2)=0.2mol/L
D.c(Z)=0.4mol/L
CD
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平衡吗
三、化学平衡常数
阅读P33表2-1,讨论平衡体系中反应物、生成物的浓度之间有什么关系?
什么是浓度熵?什么是化学平衡常数?两者有什么不同?
化学平衡常数与反应进行程度的关系?
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平衡吗
三、化学平衡常数
(一)定义
一定温度下,当一个可逆反应达到平衡状态时,生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比值是一个常数(K)。
(二)K的含义和特点
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平衡吗
三、化学平衡常数
(三)表示(K)
mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g)
1、K的表达式与化学方程式书写形式有关
①2SO2+O2 2SO3
②SO2+ O2 SO3
2、同一化学反应,正、逆反应K互为倒数
①H2+I2 2HI
②2HI H2+I2
3、纯液体(如水)和固体不出现在K表达式中
①CaCO3(s) CaO(s)+CO2(g)
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平衡吗
三、化学平衡常数
(三)表示(K)
mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g)
4、多重平衡规则:方程式相加K相乘(相减相除)
①2NO(g) + O2(g) 2NO2(g) K1=
②2NO2(g) N2O4 (g) K2=
③2NO(g) + O2(g) N2O4 (g) K 3=
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平衡吗
四、化学平衡常数的应用
(一)判断某时刻反应进行的方向
mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g)
平衡
任意时刻
= Qc
Qc叫做浓度商
1、QC=K ,反应处于 状态
2、QC<K ,反应向 进行
3、QC>K ,反应向 进行
正方向
逆方向
平衡
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平衡吗
四、化学平衡常数的应用
(二)判断反应程度
1、K值越大,程度越大,转化率越高
2、一般,K≥105,反应较完全,正反应很难进行
已知CO (g) + H2O (g) CO2 (g) + H2 (g) 达平衡后K=2.60,
CO (g)和H2O (g)的起始浓度都为 2.0 mol/L,计算达平衡后CO的转化率 。
Lavf58.20.100
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