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化学选择性必修1第二单元 化学反应的方向与限度教课课件ppt
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这是一份化学选择性必修1第二单元 化学反应的方向与限度教课课件ppt，共25页。PPT课件主要包含了学习目标，一化学平衡状态，三化学平衡常数等内容，欢迎下载使用。
1．理解可逆反应与不可逆反应的概念，学会判断反应的不可逆性及可逆性大小。2．能描述化学平衡建立的过程。3．掌握化学平衡状态的特征，并能判断在一定条件下，可逆反应已达到平衡状态。4．理解化学平衡常数的含义，能够利用化学平衡常数进行简单的计算。
【例1】 在密闭容器中进行N2＋3H2 2NH3反应，起始时N2和H2分别为10 ml 和30 ml，当达到平衡时，N2的转化率为30%。若以NH3作为起始反应物，反应条件与上述反应相同时，要使其反应达到平衡时各组成成分的物质的量分数与前者相同，则NH3的起始物质的量和它的转化率正确的是( )A．40 ml,35% B．20 ml,30%C．20 ml,70% D．10 ml,50%
根据题意：可推算出反应达到平衡时各组成成分的物质的量。 N2＋ 3H2 2NH3起始量10 ml 30 ml 0变化量10×30%＝3 ml 9 ml 6 ml平衡量7 ml 21 ml 6 ml从逆向思维考虑，若正反应进行到底，可求得生成NH3 20 ml，此NH3的物质的量就是从逆向进行上述反应时，NH3的起始反应量。
在同温和同一容器中进行逆向反应达到平衡时，各组成成分的物质的量与上述反应相同。 N2 ＋ 3H2 2NH3起始量0 0 20 ml平衡量7 ml 21 ml 20－14＝6 ml可见NH3起始量20 ml NH3的转化率 ×100%＝70%。 [答案] C
1.直接判断法(1)正反应速率＝逆反应速率＞0。(2)同一物质的消耗速率与生成速率相等。(3)各组分的浓度保持不变。2．间接判断法(1)各组分的百分含量保持不变。(2)各组分的物质的量保持不变。(3)各气体的体积不随时间的改变而改变。
二 判断可逆反应是否达到平衡的方法
3．以反应mA(g)＋nB(g) pC(g)＋qD(g)为例来说明
注意：可逆反应达到平衡状态时有两个核心判断依据：(1)正反应速率和逆反应速率相等。(2)反应混合物中各组成成分的百分含量保持不变。依据其他有关的量判断可逆反应是否达到平衡状态时，最终都要回归到这两个核心依据上来。
【例2】 下列方法中可以证明2HI(g) H2(g)＋I2(g)已达平衡状态的是________。①单位时间内生成n ml H2的同时生成n ml HI②一个H—H键断裂的同时有两个H—I键断裂③百分组成 HI%＝I2%④反应速率ν(H2)＝ν(I2)＝ ν(HI)时⑤c(HI) ∶ c(H2) ∶ c(I2)＝2 ∶ 1 ∶ 1时⑥温度和体积一定时，某一生成物浓度不再变化
⑦温度和体积一定时容器内压强不再变化⑧条件一定，混合气体的平均相对分子质量不再变化⑨温度和体积一定时，混合气体的颜色不再变化⑩温度和压强一定时，混合气体的密度不再化变讨论：在上述⑥～⑩的说法中能说明2NO2 N2O4达到平衡状态的是________。
[解析] 化学平衡状态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。化学平衡状态的标志(1)微观标志：ν正＝ν逆≠0规律：①同一物质的生成速率等于消耗速率；②在方程式同一边的不同物质生成速率与消耗速率之比(或消耗速率与生成速率之比，前后比较项必须相反)等于方程式系数之比；③方程式两边的不同物质生成速率与生成速率之比(或消耗速率与消耗速率之比，前后比较必须相同)等于方程式系数之比。
(2)宏观标志、反应混合物中各组分百分含量一定。规律：①各组分的质量分数不变；②各气体组分的体积分数不变；③各组分的物质的量分数不变；④各组分的分子数之比不变；⑤各组分的物质的量浓度不变时一定平衡(变化时不一定)；⑥各组分的转化率或产率不变；⑦若某组分有色，体系的颜色不再改变时一定平衡(变化时不一定)。[答案] ②⑥⑨；⑥⑦⑧⑨⑩
说明：①对于一个可逆反应，浓度平衡常数的表达式不是唯一的，它与化学反应方程式的书写有关。化学反应方程式的书写不同，各反应物、生成物的化学计量数不同，平衡常数的表达式就不同。②对于有固体、水参加或生成的反应来说，固体、水的浓度视为常数，不应包含在化学平衡常数的表达式中。③K只受温度影响，当温度不变时，K值不变；温度升高时，对ΔH＜0的反应，K值变小；ΔH＞0的反应，K值增大。如果由于浓度、压强的改变而引起化学平衡的移动，但温度恒定，则K值一定不变。
例4 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)＝0.5 ml·L－1 c(HI)＝4 ml·L－1，则此温度下反应①的平衡常数为( )A．9 B．16 C．20 D．25
[解析] 由H2和HI的平衡浓度可推算出①反应生成的HI和NH3的浓度都为0.5×2＋4＝5 ml·L－1，由于NH3没有转化，其平衡浓度仍为5 ml·L－1，而HI的平衡浓度由题意可知为4 ml·L－1，则①的平衡常数K1＝[NH3]平·[HI]平＝5×4＝20，C正确。[答案] C
1．理解可逆反应与不可逆反应的概念，学会判断反应的不可逆性及可逆性大小。2．能描述化学平衡建立的过程。3．掌握化学平衡状态的特征，并能判断在一定条件下，可逆反应已达到平衡状态。4．理解化学平衡常数的含义，能够利用化学平衡常数进行简单的计算。
【例1】 在密闭容器中进行N2＋3H2 2NH3反应，起始时N2和H2分别为10 ml 和30 ml，当达到平衡时，N2的转化率为30%。若以NH3作为起始反应物，反应条件与上述反应相同时，要使其反应达到平衡时各组成成分的物质的量分数与前者相同，则NH3的起始物质的量和它的转化率正确的是( )A．40 ml,35% B．20 ml,30%C．20 ml,70% D．10 ml,50%
根据题意：可推算出反应达到平衡时各组成成分的物质的量。 N2＋ 3H2 2NH3起始量10 ml 30 ml 0变化量10×30%＝3 ml 9 ml 6 ml平衡量7 ml 21 ml 6 ml从逆向思维考虑，若正反应进行到底，可求得生成NH3 20 ml，此NH3的物质的量就是从逆向进行上述反应时，NH3的起始反应量。
在同温和同一容器中进行逆向反应达到平衡时，各组成成分的物质的量与上述反应相同。 N2 ＋ 3H2 2NH3起始量0 0 20 ml平衡量7 ml 21 ml 20－14＝6 ml可见NH3起始量20 ml NH3的转化率 ×100%＝70%。 [答案] C
1.直接判断法(1)正反应速率＝逆反应速率＞0。(2)同一物质的消耗速率与生成速率相等。(3)各组分的浓度保持不变。2．间接判断法(1)各组分的百分含量保持不变。(2)各组分的物质的量保持不变。(3)各气体的体积不随时间的改变而改变。
二 判断可逆反应是否达到平衡的方法
3．以反应mA(g)＋nB(g) pC(g)＋qD(g)为例来说明
注意：可逆反应达到平衡状态时有两个核心判断依据：(1)正反应速率和逆反应速率相等。(2)反应混合物中各组成成分的百分含量保持不变。依据其他有关的量判断可逆反应是否达到平衡状态时，最终都要回归到这两个核心依据上来。
【例2】 下列方法中可以证明2HI(g) H2(g)＋I2(g)已达平衡状态的是________。①单位时间内生成n ml H2的同时生成n ml HI②一个H—H键断裂的同时有两个H—I键断裂③百分组成 HI%＝I2%④反应速率ν(H2)＝ν(I2)＝ ν(HI)时⑤c(HI) ∶ c(H2) ∶ c(I2)＝2 ∶ 1 ∶ 1时⑥温度和体积一定时，某一生成物浓度不再变化
⑦温度和体积一定时容器内压强不再变化⑧条件一定，混合气体的平均相对分子质量不再变化⑨温度和体积一定时，混合气体的颜色不再变化⑩温度和压强一定时，混合气体的密度不再化变讨论：在上述⑥～⑩的说法中能说明2NO2 N2O4达到平衡状态的是________。
[解析] 化学平衡状态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。化学平衡状态的标志(1)微观标志：ν正＝ν逆≠0规律：①同一物质的生成速率等于消耗速率；②在方程式同一边的不同物质生成速率与消耗速率之比(或消耗速率与生成速率之比，前后比较项必须相反)等于方程式系数之比；③方程式两边的不同物质生成速率与生成速率之比(或消耗速率与消耗速率之比，前后比较必须相同)等于方程式系数之比。
(2)宏观标志、反应混合物中各组分百分含量一定。规律：①各组分的质量分数不变；②各气体组分的体积分数不变；③各组分的物质的量分数不变；④各组分的分子数之比不变；⑤各组分的物质的量浓度不变时一定平衡(变化时不一定)；⑥各组分的转化率或产率不变；⑦若某组分有色，体系的颜色不再改变时一定平衡(变化时不一定)。[答案] ②⑥⑨；⑥⑦⑧⑨⑩
说明：①对于一个可逆反应，浓度平衡常数的表达式不是唯一的，它与化学反应方程式的书写有关。化学反应方程式的书写不同，各反应物、生成物的化学计量数不同，平衡常数的表达式就不同。②对于有固体、水参加或生成的反应来说，固体、水的浓度视为常数，不应包含在化学平衡常数的表达式中。③K只受温度影响，当温度不变时，K值不变；温度升高时，对ΔH＜0的反应，K值变小；ΔH＞0的反应，K值增大。如果由于浓度、压强的改变而引起化学平衡的移动，但温度恒定，则K值一定不变。
例4 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)＝0.5 ml·L－1 c(HI)＝4 ml·L－1，则此温度下反应①的平衡常数为( )A．9 B．16 C．20 D．25
[解析] 由H2和HI的平衡浓度可推算出①反应生成的HI和NH3的浓度都为0.5×2＋4＝5 ml·L－1，由于NH3没有转化，其平衡浓度仍为5 ml·L－1，而HI的平衡浓度由题意可知为4 ml·L－1，则①的平衡常数K1＝[NH3]平·[HI]平＝5×4＝20，C正确。[答案] C
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