#化学22《化学反应的限度》学案1鲁科版选修4.docx
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#化学22《化学反应的限度》学案1鲁科版选修4
第二节化学反应的限度（第1课时）
【学习目标】
1.了解化学平衡常数的定义，能
正确书写给定反应的平衡常数表达式，并能进行相应的简单计算；
2.理
解化学平衡常数的使用及意义
【知识回顾】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，既能向方向又能向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
（1）同一条件下，同时进行
（2）反应物不能完全转化为生成物。
⑶使用“
”
2.化学平衡状态：
（1）定义：
就是指在一定条件下的反应里，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
化学平衡状态的特征：
逆等动定变同
一、化学平衡常数
【活动探究】已知反应H2（g）＋I2（g）
2HI（g），△Ｈ<0。
在698.6K时分别用不同起始浓度的H2、I2（g）、HI进行反应，平衡后得到以下实验数据。
1、请计算填写表中空格。
见课本42页。
2、讨论：
分析上述数据，你能得出什么结论？
结论：
不管H2,I2和HI的初始浓度是多大，只要保持反应体系的温度不变，达到化学平衡
状态后，就为常数。
通常此常数称为，符号为
【试一试】①对于任意可逆反应：
aA（g）+bB（g）
cC（g）+dD（g），写出其化学平衡常数的表达式。
2写出反应：
2SO2（g）+O2（g）
2SO3（g）的化学平衡常数表达式，并判断K的单位。
1、 对于一般的反应aA+bB
cC+dD
当温度一定，达到化学平衡时，其平衡常数表达式：
注意：
①平衡常数表达式中不包括体和浓度项（因为它们的浓度为常数），只包括气态物质和溶液中各溶质的浓度。
②对于确定的反应，K只随温度变，不因浓度压强而变。
先填完课本43页“交流研讨”表格，再做以下填空
①对于同一化学反应，因为不同，各反应物、生成物的系数不同，平衡常数的表达式就不同。
②对于一个反应，正、逆反应的平衡常数之间关系是互为
③平衡常数的单位也与相对应。
练习在2000K时,反应CO（g）+1/2O2（g）
CO2（g）的平衡常数为K,则相同温度下反应2CO2（g）
2CO（g）+O2（g）的平衡常数为（）
A、1/KB、K2C、（1/K）2D、（K）-1/2
2、平衡常数的使用
⑴判断反应可能进行的程度，估计反应的可能性。
K越，说明反应进行的越
⑵判断反应进行的方向、反应是否达到平衡状态
浓度商：
对化学反应aA+bB
cC+dD的任意状态称为浓度商。
符号
QK时，反应已达平衡，QK时，反应逆向进行，QK时，反应正向进行
练习：
已知800°C时，化学反应CO（g）+H2O（g）
CO2（g）+H2（g）,K=1
试推导在下列浓度下反应进行的方向
序号
CO（mol./L）
H2O（mol./L）
CO2（mol./L）
H2（mol./L）
反应进行方向
1
0.3
0.5
0.4
0.4
2
1.0
0.3
0.5
0.6
3
0.8
1.6
0.7
1.7
【巩固练习】
1.298K时，向某密闭容器中充入N2、O2，发生反应N2（g）+O2（g）
2NO（g）达到平衡。
①写出该反应的平衡常数表达式 ；
②若298K时，K=1×10-30，测得平衡时N2与O2的浓度均为1mol/L，试求NO的平衡浓度；
③保持温度不变，测得反应进行的某一时刻，N2、O2、NO浓度分别为10mol/L、10mol/L、1×10-5mol/L，此时该反应是否达到平衡状态？
若要达到平衡，反应应向 方向进行。
2、恒温下，在容积为2L的恒容密闭容器A中通入1molN2与1molH2的混合气体，发生如下反应：
N2（g）+3H2（g）
2NH3（g），△Ｈ＜0，一段时间后，达到平衡，若平衡时氨气的物质的量为0.4mol。
（1）此温度时该反应的K值为____ 。
（2）若在此温度下，向另一容积为1L的恒容容器B中按物质的量分别为2mol、1mol、1mol充入N2、H2、NH3，此时,该反应是否处于平衡状态______（填“是”或“否”），此时若没有达平衡，反应向 方向进行。
第二节化学反应的限度（第2课时）
【学习目标】
1、理解平衡转化率的涵义
2、能够进行平衡转化率的计算。
二、平衡转化率（α）
1、表达式：
对于化学反应aA+bB
cC+dD，反应物A的平衡转化率可表示为：
α（A）=
2、平衡转化率的有关计算
关于平衡常数和平衡转化率的计算主要有以下三种类型
（1）已知初始浓度和平衡浓度求平衡常数和平衡转化率
例1：
对于反应2SO2（g）+O2（g）
2SO3（g）,若在一定温度下，将0.1mol的SO2（g）和0.06molO2（g）注入一体积为2L的密闭容器中，当达到平衡状态时，测得容器中有0.088mol的SO3（g）试求在该温度下
（1）此反应的平衡常数。
（2）求SO2（g）和O2（g）的平衡转化率
解：
由例1可知，一个已标明化学方程式的化学反应，在温度一定时虽然只有一个平衡常数，但是不同反应物的平衡转化率可能不同。
因此，脱离具体的反应物谈化学平衡转化率是没有意义的。
【练习】
1.在密闭容器中，将NO2加热到某温度时，可进行如下反应：
2NO2
2NO+O2，在平衡时各物质的浓度分别是：
[NO2]=0.06mol/L,[NO]=0.24mol/L,
[O2]=0.12mol/L.试求：
（1）该温度下反应的平衡常数。
（2）开始时NO2的浓度。
（3）NO2的转化率。
2.在某温度下，已知反应H2（g）＋I2（g）
2HI（g）。
将H2（g）和I2（g）各0.1mol混合物充入10L的密闭容器中，充分反应达到平衡时，测得[H2]=0.0080mol/L，
求：
（1）反应的平衡常数
（2）其它条件不变，充入的H2（g）和I2（g）各0.2mol,求达平衡时各物质的平衡浓度。
（2）已知平衡转化率和初始浓度求平衡常数
例2:
反应SO2（g）+NO2（g）
SO3（g）+NO（g）,若在一定温度下，将物质的量浓度均为2mol/L的SO2（g）和NO2（g）注入一密闭容器中，当达到平衡状态时，测得容器中SO2（g）
的转化率为50%，试求：
在该温度下。
（1）此反应的平衡常数。
（2）若SO2（g）的初始浓度增大到3mol/L,NO2（g）的
初始浓度仍为2mol/L，
则SO2（g）、NO2（g）的转化率变为多少？
解：
（3）已知平衡常数和初始浓度求平衡浓度及转化率。
例3.在1200℃时测得下列反应达平衡时,k=2.25.CO2（g）+H2（g）
CO（g）+H2O（g）。
若反应从CO2（g）和H2（g）开始，且CO2（g）和H2（g）的初始浓度分别为A、B、C三种情况。
。
C0（CO2）mol/L
C0（H2）mol/L
A
0.0100
0.0100
B
0.0100
0.0120
C
0.0100
0.0080
试计算A情况下各物质的平衡浓度及CO2（g）和H2（g）平衡转化率
解：
将A、B、C组数据计算各物质的平衡浓度和平衡转化率（α）结果分析比较，得出什么结论？
（见课本46页表格）
化学平衡常数与转化率的区别和联系
由化学平衡常数K可以推断反应进行的，K越大，说明反应进行的越，反应物的转化率也越，但K只与有关；转化率也可以表示某一可逆反应进行的，α越大，反应进行的越，但是α与反应物的起始浓度等因素有关，转化率变化了，K变化。
【练习】3、在2L的容器中充入1molCO和1molH2O（g）,发生反应：
CO（g）+H2O（g）
CO2（g）+H2（g）800℃时反应达平衡,若k=1.求：
（1）CO的平衡浓度和转化率。
（2）温度不变，该容器中充入1molCO+2molH2O（g），CO和H2O（g）的平衡浓度和转化率是多少？
（3）温度不变，该容器中充入1molCO+4molH2O（g），CO和H2O（g）的平衡浓度和转化率是多少？
（4）温度不变，要使CO的转化率达到90%，在题干条件下还要充入H2O（g）物质的量为多少？
解：
第二节化学反应的限度（第3课时）
【学习目标】通过实验探究温度、浓度和压强对化学平衡的影响，并能用相关理论加以解释。
化学平衡是有条件的平衡。
因为温度、
浓度和压强的变化而使可逆反应
由一个平衡状态变为另一个平衡状态的过程，称为
三、反应条件对化学平衡的影响
1、温度的影响
【活动探究】已知2NO2（g）
N2O4（g）△H=_57.2kJ·mol-1
（）色（）色
分别将盛有NO2的烧瓶放在空气、冷水和热水中，持续一段时间直到颜色不再发生变化为止。
请观察实验现象，填写下表。
序号
实验内容
实验现象
实验结论
（平衡移动方向）
温度变化
混合气体颜色
c（NO2）
1
将充有NO2的烧瓶放入冷水中
2
将充有NO2的烧瓶放入热水中
【概括整合】从实验事实可以看出，降低温度，平衡向生成的方向即热的方向移动；升高温度，平衡向生成的方向
即热的方向移动。
改变温度，平衡常数发生改变，温度对化学平衡的影响是通过改变平衡常数来实现的。
可以利用温度对化学平衡的影响来判断某反应是吸热反应还是放热反应。
练习1、化学反应2A+B
2C达到平衡后升高温度，C增加，关于此反应说法正确的是
A、放热反应B、没有显著热量变化
C、吸热反应D、原平衡没有移动
2、在体积一定的密闭容器中，进行化学反应CO2（g）+H2（g）
CO（g）+H2O（g）,其化学平衡常数和温度的关系如下表：
t/℃
700
800
830
1000
1200
K
0.6
0.9
1.0
1.7
2.6
回答：
（1）该反应的化学平衡常数表达式K=
（2）该反应为反应（填“吸热”或“放热”）.
（3）某温度下,平衡浓度符合下式：
c（CO2）c（H2）=c（CO）c（H2O），则此时的温度为℃；
（4）若c（CO2）c（H2）2、浓度的影响
【交流研讨】请根据反应Fe3++3SCN-
Fe（SCN）3的化学平衡常数表达式K与浓度商Q的关系,讨论分别增大反应物和增大生成物浓度对化学平衡的影响。
改变浓度
Q、K关系
平衡移动方向
增大反应物浓度
增大c（FeCl3）或c（KSCN）
增大生成物浓度
增大c（Fe（SCN）3）
【理论预测】增大反应物浓度或减少生成物浓度，化学平衡向移动，
减少反应物浓度或增大生成物浓度，化学平衡向移动。
编号
实验内容
实验现象
实验结论
1
分别取两滴0.01mol·L-1FeCl3与0.03mol·L-1KSCN混合
2
向1中再加少量1mol·L-1KSC
N溶液
3
向1中再加少量1mol·L-1FeCl3溶液
【概括整合】若增大反应物的浓度或减小生成物的浓度，Q减少反应物浓度或增大生成物浓度，Q>K，平衡向移动。
（填正、逆）
改变浓度，化学平衡发生移动，K有变化吗？
α有变化吗？
3、压强的影响
假设下列表中的各反应已经达到平衡状态，若保持温度不变，将容器体积压缩为原来的一半（体系压强增至2倍），试分析化学平衡将如何移动（⊿Vg：
反应前后气态物质系数的变量）
编号
反应
△νg
K
V=1/2V0（P=2P0）
各气体的浓度变化
浓度商
（Q）
Q与K’
的关系
平衡移动
的方向
A
N2（g）+O2（g）
2NO（g）
C=2C0
B
N2（g）+3H2（g）
2NH3（g）
C
N2O4（g）
2NO2（g）
同样的思路考虑体积增加到原来的两倍时分析化学平衡
将如何移动。
课本49页讨论内容，2NO2（g）
N2O4（g）；△H＜0
实验条件
现象（颜色深浅变化）
现象变化的原因
增大压强
红棕色
先变后变最终比原来
减小压强
红棕色
先变后变最终比原来
【小结】增大压强，平衡向的方向移动
；
减小压强，平衡向的方向移动。
特例：
改变压强，化学平衡不移动。
（对于反应前后气体体积不变的反应）
思考：
向2NO2（g）
N2O4（g）平衡体系中加入惰性气体也能使总压增大，这种改变是否能引起平衡的移动？
练习：
密闭容器中的反应N2（g）+3H2（g）
2NH3（g），△H＜0若仅改变影响平衡的一个条件，完成下表
条件改变
升温
降温
增加c（N2）
减小c（N2）
加压
减压
平衡移动方向
化学平衡移动规律：
在封闭体系中，如果仅改变平衡体系的一个条件（如温度、浓度、压强），平衡将向能够
这种改变的方向移动。
第二节化学反应的限度（第4课时）巩固练习
1.关于C（s）+H2O（g）
CO（g）+H2（g）的平衡常数（K）书写形式，正确的是
2.．关于平衡常数,下列说法不正确的是
A.平衡常数不随反应物或生成物的浓度的改变而改变
B.平衡常数随温度的改变而改变
C.K值越大,反应进行的程度越大
D.温度越高,K值越大
3.在一定条件下,反应CO+NO2
CO2+NO达到平衡后，降低温度，混和气体的颜色变浅。
下列判断正确的是
A.正反应为吸热反应B.正反应为放热反应
C.CO的平衡转化率降低D.各物质的浓度不变
4.对于任意一个化学平衡体系，采取下列措施，一定会使平衡发生移动的是
A.加入一种反应物B.增大体系的压强
C.升高温度D.扩大容器体积
5.在注射器内充入NO2，平衡后在恒温下进行压缩，当体积减小1/4时，则
A体系颜色比原来深B.体系颜色比原来浅
C.体系颜色不变D.注射器内压强不变
6.有一处于平衡状态的反应A（g）+3B（g）
2C（g）△H<0,为了使平衡向生成C的方向
移动，应选择的条件是
①升高温度②降低温度③ 增大压强④降低压强⑤加入催化剂⑥分离出C
A①③⑤B②③⑤C②③⑥D②④⑥
7.在体积相同的A和B两个带活塞的玻璃容器中，分别充入1/4容积颜色相同的NO2
（存在2NO2
N2O4平衡）和Br2蒸汽，然后将活塞同时向外拉出到1/2处（快速），过一会儿将看到
A.A中的颜色比B中浅B.A中的颜色比B中深
C.A和B的颜色深浅相同D.A和B的颜色都比开始时浅
8.一定量的混合气体，在密闭容器中发生如下反应：
xA（g）+yB（g）
zC（g）,达到平衡后测得A气体的浓度为0.5mol·L-1，当恒温下将密闭容器的容积扩大到2倍再达到平衡后，测得A的浓度为0.3mol·L-1,则下列叙述正确的是
A.平衡向正反应方向移动B.x+y=z
C.C的体积分数降低D.B的转化率提高
9.将H2（g）和Br2（g）充入恒容密闭容器，恒温下发生反应H2（g）+Br2（g）
2HBr（g）
平衡时Br2（g）的转化率为a；若初始条件相同，绝热下进行上述反应，平衡时Br2（g）的转化率为b。
a与b的关系是
A.a＞bB.a=bC.a＜bD.无法确定
10.将固体NH4I置于密闭容器中，在一定温度下发生下列反应：
①NH4I（s）
NH3（g）+HI（g）②2HI（g）
H2（g）+I2（g）
达到平衡时，c（H2）=0.5mol·L-1，c（HI）=4mol·L-1，则此温度下反映①的平衡常数为
A.9B.16C.20D.25
11.已知：
4NH3（g）+5O2（g）=4NO（g）+
6H2O（g）.△H=-1025KJ/mol该反应是一个可逆反应。
若反应物起始物质的量相同，下列关于该反应的示意图不正确的是
12．高温下，某反应达到平衡，平衡常数K＝
。
恒容时，温度升高，
H2浓度减小。
下列说法正确的是
A．该反应是焓变为正值
B．恒温恒容下，增大压强，H2浓度一定减小
C．升高温度，逆反应速率减小
D．该反应化学方程式为CO＋H2OCO2＋H2
13.（双选）关节炎病因是在关节滑液中形成尿酸钠晶体，尤其在寒冷季节易诱发关节疼痛。
其化学机理为：
①HUr+H2O
Ur-+H3O+②Ur-（aq）+Na+（aq）
NaUr（s）
尿酸尿酸根离子
下列对反应②叙述中正确的是
A．正反应的△H>0B．正反应的△H<0
C．升高温度平衡正向移动D．降低温度平衡正向移动
14.在一定条件下，反应H2（g）+Br2（g）
2HBr（g）的△H
<0，达到化学平衡状态且其他条件不变时：
（1）如果升高温度,平衡混合物的颜色；
（2）体积固定，容器中加入一定量的氢气，化学平衡移动，αBr2（g）（变大、变小）
15.铬酸钾（K2CrO4）与重铬酸钾（K2Cr2O7）有如下转化:
已知重铬酸钾的稀溶液呈橙红色。
2CrO42-+2H+
Cr2O72-+H2O
黄色橙红色
（1）向重铬酸钾的稀溶液中加入NaOH，溶液呈色；
（2）向
（1）的溶液中再加入过量的H2SO4，溶液呈色；
（3）向重铬酸钾的稀溶液中加入Ba（NO3）2溶液（BaCrO4为黄色沉淀）,平衡向移动（左，右）
化学反应的限度巩固练习答案
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
答案
C
D
B
C
A
C
B
C
A
C
C
A
BD
14、
（1）变深
（2）正向变大
15、
（1）黄
（2）橙红（3）左
化学反应的限度第二课时活页例题及练习答案
例1
（1）K=6.7×103（（mol/L）-1
（2）α（SO2）=88％α（O2）=73.3％
练习1
（1）K=1.92（mol/L）
（2）开始时NO2浓度0.3mol/L（3）α（NO2）=80％
练习2
（1）K=0.25
（2）新平衡时〔H2〕=0.016mol/L〔I2〕=0.016mol/L〔HI〕=0.008mol/L
例2
（1）K=1
（2）α（SO2）=40％α（NO2）=88％
例3A情况下达平衡时，〔H2〕=〔CO2〕=0.004mol/L,〔CO〕=〔H2O〕=0.006mol/L
α（H2）=α（CO2）=60％
练习3
（1）〔CO〕=0.25mol/Lα（CO）=50％
（2）α（CO）=66.7％α（H2O）=33.3％
（3）α（CO）=80％α（H2O）=20％
（4）α（CO）=90％时，H2O的初始浓度为4.5mol/L，即初始时要加9molH2O，也就是在题干条件下还要充入H2O（g）8mol.
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