《高考化學一輪復習 第24講 化學平衡常數(shù) 化學反應的方向課件》由會員分享，可在線閱讀，更多相關《高考化學一輪復習 第24講 化學平衡常數(shù) 化學反應的方向課件（38頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

1、第24講化學平衡常數(shù) 化學反應的方向一、化學平衡常數(shù)和與化學平衡有關的計算一、化學平衡常數(shù)和與化學平衡有關的計算1.化學平衡常數(shù)化學平衡常數(shù)(1)概念在一定溫度溫度下,當一個可逆反應達到平衡狀態(tài)平衡狀態(tài)時,生成物濃度冪之積與反應物濃度冪濃度冪之積的比值是一個常數(shù),這個常數(shù)叫做該反應的化學平衡常數(shù)(簡稱平衡常數(shù)),用符號K表示。(2)表達式對于可逆反應mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(s),K=。(C)(A)(B)pmnccc教材研讀教材研讀(3)影響因素K只受溫度溫度的影響,與反應物和生成物的濃度無關。(4)意義K越大,正反應進行的程度越大,反應物的轉(zhuǎn)化率也越大;K越小,正反應進行的程度

2、越小,反應物的轉(zhuǎn)化率也越小。2.轉(zhuǎn)化率轉(zhuǎn)化率(1)表達式對于化學反應:aA(g)+bB(g)cC(g)+dD(g),反應物A的轉(zhuǎn)化率為:(A)= 100%。(A)(A)(A)ccc起始平衡起始(2)規(guī)律1)同一反應的不同反應物的轉(zhuǎn)化率可能不同,當按照化學計量數(shù)之化學計量數(shù)之比比投入反應物時,反應物的轉(zhuǎn)化率相同。2)相同條件下,增大某一反應物的濃度,可增大增大另一反應物的轉(zhuǎn)化率,而增大濃度的反應物的轉(zhuǎn)化率會減小減小。自測自測1判斷正誤,正確的劃“”,錯誤的劃“”。(1)平衡常數(shù)表達式中物質(zhì)的濃度,可以是任意時刻的濃度()(2)催化劑能改變化學反應速率,也能改變平衡常數(shù)()(3)平衡常數(shù)發(fā)生變化,

3、化學平衡不一定發(fā)生移動()(4)化學平衡發(fā)生移動,平衡常數(shù)不一定發(fā)生變化()(5)對于反應C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g),其平衡常數(shù)K= ()22(CO)(H )(C)(H)ccccO(6)H2(g)+I2(g)2HI(g)的平衡常數(shù)為K1,HI(g)H2(g)+I2(g)的平衡常數(shù)為K2,則K1K2=1()(7)化學平衡常數(shù)越大,說明正反應進行的程度越大,即該反應進行得越完全,反應物的轉(zhuǎn)化率越大;化學平衡常數(shù)越小,說明正反應進行的程度越小,即該反應進行得越不完全,反應物的轉(zhuǎn)化率就越小()(8)化學平衡常數(shù)只受溫度影響,與反應物或生成物的濃度變化無關;溫度越高,化學平衡常數(shù)越大(

4、)1212自測自測2若反應N2+3H22NH3的化學平衡常數(shù)K1=a,則反應2NH3N2+3H2的化學平衡常數(shù)K2和反應N2+H2NH3的化學平衡常數(shù)K3分別為多少?1232答案答案K2=,K3=。1aa二、化學反應方向的判據(jù)二、化學反應方向的判據(jù)1.自發(fā)過程自發(fā)過程(1)含義在一定條件下,不用借助外力就可以自動進行的過程。(2)特點2.化學反應方向的判據(jù)化學反應方向的判據(jù)自測自測3判斷正誤,正確的劃“”,錯誤的劃“”。(1)放熱過程有自發(fā)進行的傾向,但并不一定能自發(fā)進行;吸熱過程沒有自發(fā)進行的傾向,但在一定條件下也可自發(fā)進行()(2)反應能否自發(fā)進行需綜合考慮焓變和熵變對反應的影響()(3)

5、Na與H2O的反應是熵增的放熱反應,該反應能自發(fā)進行()自測自測4下列說法正確的是()A.自發(fā)反應的熵一定增大,非自發(fā)反應的熵一定減小B.凡是放熱反應都是自發(fā)的,吸熱反應都是非自發(fā)的C.反應2Mg(s)+CO2(g)C(s)+2MgO(s)能自發(fā)進行,則該反應的H0D.常溫下,反應C(s)+CO2(g)2CO(g)不能自發(fā)進行,則該反應的H0D答案答案D反應的自發(fā)性是由熵變和焓變共同決定的,若H0,則一定能自發(fā)進行;若H0、S0,則一定不能自發(fā)進行;若H0、S0、S0,則反應能否自發(fā)進行和溫度有關。考點突破考點突破考點一化學平衡常數(shù)及其應用考點一化學平衡常數(shù)及其應用考點二化學平衡的計算方法考點

6、二化學平衡的計算方法“三段式三段式”法法1.平衡常數(shù)的書寫要求平衡常數(shù)的書寫要求(1)如果有固體或純液體參加反應,它們的濃度不出現(xiàn)在平衡常數(shù)表達式中。(2)平衡常數(shù)表達式的書寫對于一個可逆反應,平衡常數(shù)表達式不是唯一的,它與化學方程式的書寫有關。化學方程式的書寫不同,各反應物、生成物的化學計量數(shù)不同,平衡常數(shù)表達式就不同,但意義不變,如H2(g)+I2(g)2HI(g)的平衡常數(shù)K1=,而H2(g)+I2(g)HI(g)的平衡常數(shù)K2=。222()(H )(I )cHIcc 12121/21/222(HI)(H )(I )ccc 考點一化學平衡常數(shù)及其應用考點一化學平衡常數(shù)及其應用注意注意稀溶

7、液中進行的反應,如有水參加或生成,由于水的濃度視為常數(shù)而不出現(xiàn)在平衡常數(shù)表達式中。非水溶液中進行的反應,若有水生成,則水應出現(xiàn)在平衡常數(shù)表達式中。2.影響平衡常數(shù)的因素影響平衡常數(shù)的因素K只受溫度影響,當溫度不變時,K值不變;溫度升高時,對于H0的反應,K值變大。如果由于濃度、壓強的改變而引起化學平衡的移動,但溫度恒定,則K值一定不變。3.化學平衡常數(shù)的應用化學平衡常數(shù)的應用(1)判斷可逆反應進行程度的大小(2)判斷可逆反應是否平衡及不平衡時反應進行的方向?qū)τ诳赡娣磻猰A(g)+nB(g)pC(g)+qD(g),在一定溫度下的任意時刻:Qc=(3)判斷反應的熱效應(C)(D)(A)(B)pqm

8、nccccccc,QKQKQK反應向正反應方向進行反應處于平衡狀態(tài)反應向逆反應方向進行熱效應的判斷(4)計算反應物的轉(zhuǎn)化率依據(jù)起始濃度(或平衡濃度)和平衡常數(shù)可以計算平衡濃度(或起始濃度),從而計算反應物的轉(zhuǎn)化率。KKKK值增大正反應為吸熱反應升高溫度值減小正反應為放熱反應值增大正反應為放熱反應降低溫度值減小正反應為吸熱反應典例典例1(2017北京朝陽二模,12)汽車發(fā)動機中生成NO的反應為:N2(g)+O2(g)2NO(g),t時,K=0.09。t下在甲、乙、丙三個恒容密閉容器中通入N2(g)和O2(g)模擬反應,起始濃度如下表所示。起始濃度甲乙丙c(N2)/molL-10.460.460.

9、92c(O2)/molL-10.460.230.92下列判斷的是()A.起始時,反應速率:丙甲乙B.平衡時,c(NO):甲=丙乙C.平衡時,N2的轉(zhuǎn)化率:甲乙D.平衡時,甲中c(N2)=0.4molL-1不正確B答案答案BA項,其他條件相同時,濃度越大,反應速率越快,所以起始時,反應速率為丙甲乙;B項,甲和丙容器中的平衡為等效平衡,達到平衡時丙中NO的濃度應該為甲中的2倍;C項,甲容器相當于在乙容器的基礎上通入O2,化學平衡向正反應方向移動,N2的轉(zhuǎn)化率增大;D項,利用化學平衡常數(shù)可計算出甲容器中達到平衡時,氮氣的濃度減小了0.06molL-1,所以平衡時,甲中氮氣的濃度為0.4molL-1。

10、1-1反應物和生成物均為氣態(tài)的平衡體系,平衡常數(shù)表達式為K=,有關該平衡體系的說法不正確的是()A.升高溫度,該反應的平衡常數(shù)K的變化無法判斷B.增大壓強,W的質(zhì)量分數(shù)減小C.該反應的化學方程式為3Z(g)+2W(g)X(g)+2Y(g)D.增大X氣體濃度,平衡向正反應方向移動232(X)( )( )()cc Yc Zc WD答案答案DA項,由于不能確定該反應是吸熱反應還是放熱反應,故升高溫度,無法判斷化學平衡常數(shù)的變化;B項,增大壓強,平衡向正反應方向移動,W的質(zhì)量分數(shù)減小;C項,根據(jù)平衡常數(shù)表達式及所有反應物和生成物均為氣態(tài)可知,該反應的化學方程式為3Z(g)+2W(g)X(g)+2Y(g

11、);D項,增大X的濃度,平衡向逆反應方向移動。1-2在一定體積的密閉容器中,進行如下化學反應:CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g),其化學平衡常數(shù)K和溫度t的關系如下表:回答下列問題:(1)該反應的化學平衡常數(shù)表達式為K=。(2)該反應為反應(填“吸熱”或“放熱”)。(3)某溫度下,各物質(zhì)的平衡濃度符合下式:3c(CO2)c(H2)=5c(CO)c(H2O),試判斷此時的溫度為。(4)若830時,向容器中充入1molCO、5molH2O,反應達到平衡后,其化學平衡常數(shù)K1.0(填“大于”“小于”或“等于”)。t/70080083010001200K0.60.91.01.72.6(5

12、)830時,容器中的反應已達到平衡。在其他條件不變的情況下,擴大容器的體積,平衡移動(填“向正反應方向”“向逆反應方向”或“不”)。(6)若1200時,在某時刻體系中CO2、H2、CO、H2O的濃度分別為2molL-1、2molL-1、4molL-1、4molL-1,則此時上述反應的平衡移動方向為(填“正反應方向”“逆反應方向”或“不移動”)。答案答案(1)(2)吸熱(3)700(4)等于(5)不(6)逆反應方向解析解析(1)根據(jù)反應方程式CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)可知該反應的平衡常數(shù)表達式為K=。(2)根據(jù)表格中的數(shù)據(jù)可知,隨著溫度的升高,平衡常數(shù)逐漸增大,則正反應為吸

13、熱反應。(3)K=0.6,所以對應的溫度為700。(4)化學平衡常數(shù)只與溫度有關,所以830時的平衡常數(shù)是1.0。(5)該反應為氣體體積不變的反應,減小壓強,平衡不移動。222(CO)(H)(CO )(H )ccOcc222(CO)(H)(CO )(H )ccOcc222(CO)(H)(CO )(H )ccOcc(6)Qc=4,而此溫度下的平衡常數(shù)為2.6,所以平衡向逆反應方向移動。222(CO)(H)(CO )(H )ccOcc1.基本步驟基本步驟寫出有關化學平衡的化學反應方程式。確定反應物或生成物的起始加入量。確定反應過程中各物質(zhì)的變化量。確定平衡量。列比例式求解。2.計算模式計算模式反應

14、:mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g),令A、B起始物質(zhì)的量分別為amol、bmol,達到平衡后,A的消耗量為mxmol,容器容積為VL?？键c二化學平衡的計算方法考點二化學平衡的計算方法“三段式三段式”法法起始(mol)ab00變化(mol)mxnxpxqx平衡(mol)a-mxb-nxpxqx則有:(1)平衡常數(shù)K=。(2)反應物:n(平)=n(始)-n(變);生成物:n(平)=n(始)+n(變)。(3)平衡時A的物質(zhì)的量濃度:c平(A)=molL-1。(4)A的轉(zhuǎn)化率:(A)=100%,A、B的轉(zhuǎn)化率之比為(A) (B)=。()()()()pqmnpxqxVVamxbnxVVamx

15、Vmxamxanxb mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)(5)平衡時A的體積分數(shù):(A)=100%。(6)平衡時和開始時的壓強比:=。(7)混合氣體的密度:(混)=gL-1。(8)混合氣體的平均摩爾質(zhì)量:=gmol-1。()amxabpqmn x()()pp平始()abpqmn xabrr( )( )a MAb MBV Mrr( )( )()a MAb MBabpqmn x 典例典例2在容積可變的密閉容器中,2molN2和8molH2在一定條件下發(fā)生反應,達到平衡時,H2的轉(zhuǎn)化率為25%,則平衡時氮氣的體積分數(shù)接近于()A.5%B.10%C.15%D.20%C答案答案C由題給數(shù)據(jù)知:

16、參加反應的H2的物質(zhì)的量為:8mol25%=2mol。N2+3H22NH3始態(tài):2mol8mol0變化量:mol2molmol平衡態(tài):mol6molmol平衡時N2的體積分數(shù)為:100%15%,故C正確。234343434344633molmolmolmol2-1已知可逆反應:M(g)+N(g)P(g)+Q(g)H0,請回答下列問題:(1)在某溫度下,反應物的起始濃度分別為c(M)=1molL-1,c(N)=2.4molL-1;達到平衡后,M的轉(zhuǎn)化率為60%,此時N的轉(zhuǎn)化率為。(2)若反應溫度升高,M的轉(zhuǎn)化率(填“增大”“減小”或“不變”)。(3)若反應溫度不變,反應物的起始濃度分別為c(M)

17、=4molL-1,c(N)=amolL-1,達到平衡后,c(P)=2molL-1,則a=。(4)若反應溫度不變,反應物的起始濃度為c(M)=c(N)=bmolL-1,達到平衡后,M的轉(zhuǎn)化率為。答案答案(1)25%(2)增大(3)6(4)41%解析解析(1)M(g)+N(g)P(g)+Q(g)始態(tài)/molL-112.400變化/molL-1160%160%因此N的轉(zhuǎn)化率為100%=25%。(2)H0說明該反應為吸熱反應,升高溫度,平衡右移,M的轉(zhuǎn)化率增大。(3)根據(jù)(1)可求出各物質(zhì)的平衡濃度:c(M)=0.4molL-1,c(N)=1.8molL-1,c(P)=0.6molL-1,c(Q)=0

18、.6molL-1,因此化學平衡常數(shù)K=。反應達到平衡后:c(P)=2molL-1,c(Q)=2molL-1,c(M)=2molL-1,c(N)=(a-111mol L60%2.4mol L(P)(Q)(M)(N)cccc0.6 0.60.4 1.8122)molL-1,K=,解得a=6。(4)設M的轉(zhuǎn)化率為x,則達到平衡后各物質(zhì)的平衡濃度分別為:c(M)=b(1-x)molL-1,c(N)=b(1-x)molL-1,c(P)=bxmolL-1,c(Q)=bxmolL-1,K=,解得x41%。(P)(Q)(M)(N)cccc2 22 (2)a12(P)(Q)(M)(N)cccc(1)(1)bx

19、bxbxbx122-2SO2常用于制硫酸,其中一步重要的反應為2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)H0。若向一個2L的密閉容器中充入0.4molSO2、0.2molO2和0.4molSO3,發(fā)生上述反應。請回答下列問題:(1)當反應達到平衡時,各物質(zhì)的濃度可能是(填序號)。A.c(SO2)=0.3mol/L、c(O2)=0.15mol/LB.c(SO3)=0.4mol/LC.c(O2)=0.2mol/L或c(SO2)=0.4mol/LD.c(SO3)=0.3mol/L(2)任選上述一種可能的情況,計算其平衡常數(shù):。(3)某溫度時,將4molSO2和2molO2通入2L密閉容器中,10min

20、時反應達到平衡,SO2的轉(zhuǎn)化率為80%,則010min內(nèi)的平均反應速率v(O2)=,該溫度下反應2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)的平衡常數(shù)K=。答案答案(1)AD(2)(或180)(3)0.08mol/(Lmin)80解析解析(1)2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)起始濃度(mol/L)0.20.10.2正向進行到底(mol/L)000.4逆向進行到底(mol/L)0.40.20由此可知,A、D項可能。(2)2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)起始濃度(mol/L)0.20.10.2轉(zhuǎn)化濃度(mol/L)0.10.050.1平衡濃度(mol/L)0.30.150.12027則K1=,同理可得出(1)中選項D的K2=180。(3)v(SO2)=0.16mol/(Lmin),則v(O2)=0.08mol/(Lmin)。2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)起始濃度(mol/L)210轉(zhuǎn)化濃度(mol/L)1.60.81.6平衡濃度(mol/L)0.40.21.6則K=80。220.10.30.152027220.30.10.053.2mol2L 10min221.60.40.2