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课件网) 第2章 化学反应的方向、限度与速率 第2节 化学反应的限度 第1课时 化学平衡常数 联想 质疑 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： N2+3H2 2NH3 该反应在一定条件下不可能进行完全，即存在一定的限度。反应限度对人类的生产活动和日常生活有着重要影响。因此，对化学反应来说，仅研究化学反应的方向是远远不够的，还需要关注化学反应的限度问题。那么，怎样才能定量地描述化学反应的限度呢？ 联想 质疑 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。此时，平衡混合物的组成不再随时间的延续而变化，反应达到一定的限度。在研究了大量实验的基础上，人们发现可以用化学平衡常数来定量描述化学反应的限度。 那么什么是化学平衡常数？该如何表示？如何计算？怎么用它来比较反应的限度大小呢？ 交流 研讨 表中所列为测量反应I2(g) +H2(g) 2HI(g)在698.6K时各物质的初始浓度和平衡浓度所获得的数据。 初始浓度×10-2 mol/L 平衡浓度×10-2 mol/L c始(H2) c始(I2) c始(HI) c平(H2) c平(I2) c平(HI) 1.067 1.196 0 0.183 0.313 1.767 1.135 0.904 0 0.356 0.125 1.559 1.134 0.751 0 0.457 0.074 1.354 0 0 1.069 0.114 0.114 0.841 0 0 0.449 0.048 0.048 0.353 c平2(HI) c平(H2)c平(I2) 交流 研讨 问题1：根据表中数据计算平衡时 的值，并分析其中规律。 c平2(HI) c平(H2)c平(I2) 初始浓度×10-2 mol/L 平衡浓度×10-2 mol/L c始(H2) c始(I2) c始(HI) c平(H2) c平(I2) c平(HI) 1.067 1.196 0 0.183 0.313 1.767 1.135 0.904 0 0.356 0.125 1.559 1.134 0.751 0 0.457 0.074 1.354 0 0 1.069 0.114 0.114 0.841 0 0 0.449 0.048 0.048 0.353 c平2(HI) c平(H2)c平(I2) 54.5 54.6 54.4 54.3 54.3 交流 研讨 问题2：分析计算所得数据，寻找其中的规律。 (1)相同温度，达到化学平衡状态时 的数值相同吗？ c平2(HI) c平(H2)c平(I2) 相同，是个常数。 (2)这个常数与反应的起始浓度大小有关吗？ 无关。 (3)这个常数与正向建立还是逆向建立平衡有关系吗？ 无关。即与平衡建立的过程无关。 化学平衡常数 一定温度下，当可逆反应aA(g)+bB(g) cC(g)+dD(g)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。 K = 意义：反映了化学反应可能进行的程度，平衡常数的数值越大，说明反应进行得越完全。 K＞105或106时 ，反应进行的较完全； K<10-5或10-6时，反应很难正向进行。 交流 研讨 写出下表中各反应的平衡常数表达式和单位。 反应 K 单位 ① 1/2N2(g)+3/2H2 (g) NH3(g) (mol·L-1)-1 ② N2(g)+3H2 (g) 2NH3 (g) (mol·L-1)-2 ③ 2NH3(g) N2(g)+3H2 (g) (mol·L-1)2 c平(NH3) c平(N2)1/2c平(H2)3/2 c平(NH3)2 c平(N2)c平(H2)3 c平(N2)c平(H2)3 c平(NH3)2 交流 研讨 问题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？ 不唯一。化学平衡常数的表达式取决于化学方程式的系数，对于确定反应还与温度有关。 问题2：对于一可逆反应，其正反应和逆反应的K有什么关系？ 互为倒数，单位不同。 问题3：如果浓度的单位是mol L-1，将浓度单位代入化学平衡常数表达式，可得到K的单位。由上述结果分析K的单位与反应的化学方程式存在什么关系？ K的单位与化学方程式的书写方式相对应。 反应 K 单位 NH3 H2O(aq) NH4+(aq)+OH—(aq) mol·L-1 FeO(s)+CO(g) Fe(s)+CO2(g) 1 AgCI(s) Ag+(aq)+CI—(aq) (mol·L-1)2 巩固练习 写出下表中各反应的平衡常数表达式和单位。 c平(NH4+)c平(OH—) c平(NH3 H2O) c平(CO2) c平(CO ... ...
