《2019高考化學大一輪復習 第七章 化學反應速率和化學平衡 第26講 化學平衡常數 化學反應進行的方向課件 魯科版.ppt》由會員分享，可在線閱讀，更多相關《2019高考化學大一輪復習 第七章 化學反應速率和化學平衡 第26講 化學平衡常數 化學反應進行的方向課件 魯科版.ppt（63頁珍藏版）》請在裝配圖網上搜索。

第26講化學平衡常數化學反應進行的方向 1 理解化學平衡常數的含義并能進行簡單計算 2 了解化學反應的方向與化學反應的焓變與熵變的關系 3 掌握化學反應在一定條件下能否自發(fā)進行的判斷依據 能夠利用化學反應的焓變和熵變判斷化學反應的方向 考點一 考點二 探究高考 提升考能 考點三 微課26 考點一化學平衡常數 返回 返回 1 判斷正誤 正確的打 錯誤的打 1 平衡常數表達式中 可以是物質的任一時刻的濃度 2 化學平衡移動 化學平衡常數一定改變 3 對某一可逆反應 升高溫度則化學平衡常數一定變大 4 反應A g 3B g 2C g 達平衡后 溫度不變 增大壓強 平衡正向移動 平衡常數K值增大 5 化學平衡常數和轉化率都能體現(xiàn)反應進行的程度 6 其他條件不變 使用不同催化劑 反應的平衡常數不變 題目 1 2 3 2 書寫下列化學平衡的平衡常數表達式 1 Cl2 H2O HCl HClO 2 C s H2O g CO g H2 g 3 CH3COOH C2H5OH CH3COOC2H5 H2O 4 CO32 H2O HCO3 OH 5 CaCO3 s CaO s CO2 g 返回 題目 1 2 3 返回 題目 1 2 3 解析 D 題組一推導平衡常數之間的關系1 已知下列反應在某溫度下的平衡常數 H2 g S s H2S g K1S s O2 g SO2 g K2在該溫度下反應H2 g SO2 g O2 g H2S g 的平衡常數為 A K1 K2B K1 K2C K1 K2D K1 K2 題目 1 2 3 4 5 返回 2 研究氮氧化物與懸浮在大氣中海鹽粒子的相互作用時 涉及如下反應 2NO2 g NaCl s NaNO3 s ClNO g K12NO g Cl2 g 2ClNO g K2則4NO2 g 2NaCl s 2NaNO3 s 2NO g Cl2 g 的平衡常數K 用K1 K2表示 解析 題目 1 2 3 4 5 返回 題組二速率常數與平衡常數的關系3 無色氣體N2O4是一種強氧化劑 為重要的火箭推進劑之一 N2O4與NO2轉換的熱化學方程式為N2O4 g 2NO2 g H 24 4kJ mol 上述反應中 正反應速率v正 k正 p N2O4 逆反應速率v逆 k逆 p2 NO2 其中k正 k逆為速率常數 則Kp為 以k正 k逆表示 若將一定量N2O4投入真空容器中恒溫恒壓分解 溫度298K 壓強100kPa 已知該條件下k正 4 8 104s 1 當N2O4分解10 時 v正 kPa s 1 K正 k逆 3 9 106 題目 1 2 3 4 5 返回 解析 上述反應中 正反應速率v正 k正 p N2O4 逆反應速率v逆 k逆 p2 NO2 其中k正 k逆為速率常數 平衡時 v正 v逆 k正 p N2O4 k逆 p2 NO2 Kp為 若將一定量N2O4投入真空容器中恒溫恒壓分解 溫度298K 壓強100kPa 已知該條件下k正 4 8 104s 1 當N2O4分解10 時 v正 4 8 104s 1 100kPa 3 9 106kPa s 題目 1 2 3 4 5 返回 吸熱 題目 1 2 3 4 5 返回 3 某溫度下 各物質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K 填 大于 小于 或 等于 1 0 5 830 時 容器中的化學反應已達到平衡 在其他條件不變的情況下 擴大容器的體積 平衡 填 向正反應方向 向逆反應方向 或 不 移動 700 等于 不 題目 1 2 3 4 5 返回 測得二氧化碳的物質的量濃度隨溫度的變化關系如下圖所示 圖中A表示CO2的平衡濃度與溫度的關系曲線 B表示不同溫度下反應經過相同時間時CO2的物質的量濃度的變化曲線 請按要求回答下列問題 題目 1 2 3 4 5 返回 1 該反應正反應為 填 吸 或 放 熱反應 溫度為T5 時 該反應耗時40s達到平衡 則T5 時 該反應的平衡常數數值為 2 如果該反應的平衡常數K值變大 該反應 選填字母 a 一定向逆反應方向移動b 在平衡移動時正反應速率先增大后減小c 一定向正反應方向移動d 在平衡移動時逆反應速率先減小后增大 吸 0 2 bc 題目 1 2 3 4 5 返回 3 請說明隨溫度的升高 曲線B向曲線A逼近的原因 4 保持溫度 體積不變 充入CO2氣體 則CaCO3的質量 CaO的質量 CO2的濃度 填 增大 減小 或 不變 5 在T5 下 維持溫度和容器體積不變 向上述平衡體系中再充入0 5molN2 則最后平衡時容器中的CaCO3的質量為 g 隨著溫度升高 反應速率加快 達到平衡所需要的時間變短 增大 減小 不變 10 題目 1 2 3 4 5 返回 考點二化學平衡的計算 三段式 法 返回 依據知識梳理中的三段式 填空 1 c平 A mol L 1 2 A 平 100 3 A 100 4 5 混 g L 1 6 g mol 1 返回 題組一化學平衡常數的計算1 加熱N2O5 依次發(fā)生分解反應為 N2O5 g N2O3 g O2 g N2O3 g N2O g O2 g 在2L密閉容器中充入8molN2O5 加熱到t 達到平衡狀態(tài)后O2為9mol N2O3為3 4mol 則t 時反應 的平衡常數為 A 10 7B 8 5C 9 6D 10 2 B 解析 題設中有兩個反應 可理解為先發(fā)生反應 其中生成的N2O3有一部分再發(fā)生分解反應 且在兩個反應中都有O2生成 再由已知條件列方程組求解 題目 1 2 3 返回 設反應 中生成N2O3物質的量濃度為x 反應 中生成N2O物質的量濃度為y 則 起始濃度 mol L 400轉化濃度 mol L xxx N2O3 g N2O g O2 g N2O5 g N2O3 g O2 g 起始濃度 mol L x00轉化濃度 mol L yyy平衡濃度 mol L x yyy 題目 1 2 3 返回 N2O5的平衡濃度為4mol L 3 1mol L 0 9mol LN2O的平衡濃度為1 4mol L則反應 平衡常數K 1 7 4 5 0 9 8 5 答案 B 解得x 3 1mol L y 1 4mol L N2O3的平衡濃度為x y 1 7mol L 題目 1 2 3 返回 題組二有關轉化率的計算及判斷2 已知可逆反應 M g N g P g Q g H 0 1 在某溫度下 反應物的起始濃度分別為 c M 1mol L 1 c N 2 4mol L 1 達到平衡后 M的轉化率為60 此時N的轉化率為 2 若反應溫度升高 M的轉化率 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 4mol L 1 c N amol L 1 達到平衡后 c P 2mol L 1 a 4 若反應溫度不變 反應物的起始濃度為 c M c N bmol L 1 達到平衡后 M的轉化率為 題目 1 2 3 返回 2 由于該反應的 H 0 即正反應為吸熱反應 因此升高溫度 平衡右移 M的轉化率增大 因此N的轉化率為 100 25 1 M g N g P g Q g 始態(tài)1mol L2 4mol L00變化量1mol L 60 1mol L 60 題目 1 2 3 返回 3 根據 1 可求出各平衡濃度 c M 0 4mol L c N 1 8mol L c P 0 6mol L c Q 0 6mol L 由于溫度不變 因此K不變 達到平衡后 c P 2mol L c Q 2mol L c M 2mol L c N a 2 mol L 因此化學平衡常數K 解得a 6 題目 1 2 3 返回 4 設M的轉化率為x 則達到平衡后各物質的平衡濃度分別為 c M b 1 x mol L c N b 1 x mol L c P bxmol L c Q bxmol L 答案 1 25 2 增大 3 6 4 41 題目 1 2 3 返回 題組三壓強平衡常數的相關計算3 汽車尾氣是造成霧霾天氣的重要原因之一 尾氣中的主要污染物為CxHy NO CO SO2及固體顆粒物等 研究汽車尾氣的成分及其發(fā)生的反應 可以為更好的治理汽車尾氣提供技術支持 請回答下列問題 活性炭也可用于處理汽車尾氣中的NO 在1L恒容密閉容器中加入0 1000molNO和2 030mol固體活性炭 生成A B兩種氣體 在不同溫度下測得平衡體系中各物質的物質的量以及容器內壓強如下表 題目 1 2 3 返回 根據上表數據 寫出容器中發(fā)生反應的化學方程式 判斷p 用 或 填空 3 93Pa 計算反應體系在200 時的平衡常數Kp 用平衡分壓代替平衡濃度計算 分壓 總壓 體積分數 C 2NON2 CO2 題目 1 2 3 返回 壓強平衡常數 Kp 1 含義 在化學平衡體系中 各氣體物質的分壓替代濃度 計算的平衡常數叫壓強平衡常數 單位與表達式有關 2 計算技巧 第一步 根據 三段式 法計算平衡體系中各物質的物質的量或物質的量濃度 第二步 計算各氣體組分的物質的量分數或體積分數 第三步 根據分壓計算分式求出各氣體物質的分壓 某氣體的分壓 氣體總壓強 該氣體的體積分數 或物質的量分數 第四步 根據平衡常數計算公式代入計算 例如 N2 g 3H2 g 2NH3 g 壓強平衡常數表達式為Kp 題目 1 2 3 返回 考點三化學反應進行的方向 返回 題目 1 2 返回 答案 不一定 化學反應進行的方向的判據指出的僅僅是在一定條件下化學反應自發(fā)進行的趨勢 并不能說明在該條件下反應一定能實際發(fā)生 還要考慮化學反應的快慢等問題 2 能自發(fā)進行的反應一定能實際發(fā)生嗎 題目 1 2 返回 1 下列反應中 熵顯著增加的反應是 A CO g 2H2 g CH3OH g B CaCO3 2HCl CaCl2 H2O CO2 C C s O2 g CO2 g D 2Hg l O2 g 2HgO s B 返回 1 2 3 題目 2 下列反應在任何溫度下均能自發(fā)進行的是 A 2N2 g O2 g 2N2O g H 163kJ mol 1B Ag s Cl2 g AgCl s H 127kJ mol 1C HgO s Hg l O2 g H 91kJ mol 1D H2O2 l O2 g H2O l H 98kJ mol 1 解析 當 H0 反應在任何溫度下均有 H T S0 不符合要求 B項中的 S0 符合要求 D 返回 1 2 3 題目 3 2016 河南新鄉(xiāng)期中 灰錫結構松散 不能用于制造器皿 而白錫結構堅固 可以用于制造器皿 已知在0 100kPa條件下 白錫轉化為灰錫的 H 2 18kJ mol 1 S 6 61J mol 1 K 1 現(xiàn)把由白錫制成的器皿在0 100kPa的室內存放 它會不會變成灰錫而不能繼續(xù)使用 A 會B 不會C 不能確定D 升高溫度才會 A 解析 在0 100kPa條件下 白錫轉化為灰錫的 G H T S 2 18kJ mol 1 273K 6 61 10 3kJ mol 1 K 1 0 375kJ mol 1 0 因此在該條件下白錫會變?yōu)榛义a 返回 1 2 3 題目 微課26 速率 平衡 原理在物質制備中的應用 返回 在2017最新考試大綱中明確提出 了解化學反應速率和化學平衡的調控在生活 生產和科學研究領域中的重要作用 所以在全國新課標卷以及各省市高考卷中均有所涉及 且具有一定的難度 屬于難點拉分型題目 做該類題目應注意以下兩個方面 1 化工生產適宜條件選擇的一般原則 1 從化學反應速率分析 既不能過快 又不能太慢 2 從化學平衡移動分析 既要注意外界條件對速率和平衡影響的一致性 又要注意二者影響的矛盾性 3 從原料的利用率分析 增加易得廉價原料 提高難得高價原料的利用率 從而降低生產成本 4 從實際生產能力分析 如設備承受高溫 高壓能力等 5 注意催化劑的活性對溫度的限制 要點 1 2 3 返回 2 平衡類問題需綜合考慮的幾個方面 1 原料的來源 除雜 尤其考慮雜質對平衡的影響 2 原料的循環(huán)利用 3 產物的污染處理 4 產物的酸堿性對反應的影響 5 氣體產物的壓強對平衡造成的影響 6 改變外界條件對多平衡體系的影響 要點 1 2 3 返回 3 化工生產中反應條件的選擇方法 以合成氨為例 1 反應原理 N2 g 3H2 g 2NH3 g H 92 4kJ mol 1 2 反應特點 反應為可逆反應 正反應為放熱反應 反應物 生成物均為氣態(tài) 且正反應為氣體物質的量減小的反應 要點 1 2 3 返回 3 反應條件的選擇 4 原料氣的充分利用合成氨反應的轉化率較低 從原料充分利用的角度分析 工業(yè)生產中可采用循環(huán)操作的方法可提高原料的利用率 要點 1 2 3 返回 1 合成氨工業(yè)中 原料氣 N2 H2及少量CO NH3的混合氣 在進入合成塔前常用醋酸二氨合銅 溶液來吸收原料氣中的CO 其反應是Cu NH3 2Ac CO NH3Cu NH3 3Ac CO H 0 1 必須除去原料氣中CO的原因是 2 醋酸二氨合銅 吸收CO的生產適宜條件應是 3 吸收CO后的醋酸二氨合銅溶液經過適當處理又可再生 恢復其吸收CO的能力以供循環(huán)使用 醋酸二氨合銅溶液再生的生產適宜條件應是 防止CO使催化劑中毒 低溫 高壓 高溫 低壓 題目 1 2 3 返回 解析 合成氨的流程中的除雜 是為了除去能使催化劑中毒的物質 題中指出 在合成氨的過程中必須除去CO 因此CO是屬于使催化劑中毒的物質 從吸收CO的化學方程式可得 吸收CO的反應是正反應為氣體體積縮小的放熱反應 因此為了使CO盡最大可能地被吸收 應采取高壓 低溫的辦法使平衡正向移動 要使醋酸二氨合銅 溶液再生 即使平衡逆向移動 故必須采取低壓 高溫的辦法 題目 1 2 3 返回 題目 1 2 3 返回 摻入水蒸氣能提高乙苯的平衡轉化率 解釋說明該事實 控制反應溫度為600 的理由是 2 某研究機構用CO2代替水蒸氣開發(fā)了綠色化學合成工藝 乙苯 二氧化碳耦合催化脫氫制苯乙烯 保持常壓和原料氣比例不變 與摻水蒸氣工藝相比 在相同的生產效率下 可降低操作溫度 該工藝中還能夠發(fā)生反應 CO2 H2 CO H2O CO2 C 2CO 新工藝的特點有 填編號 CO2與H2反應 使乙苯脫氫反應的化學平衡右移 不用高溫水蒸氣 可降低能量消耗 有利于減少積炭 有利于CO2資源利用 題目 1 2 3 返回 解析 1 因為該容器內保持恒壓 摻入水蒸氣 相當于增大了容器的體積 而該反應的正反應是氣體化學計量數增大的反應 化學平衡向右移動 提高了乙苯的平衡轉化率 從圖象可知 600 時 乙苯的轉化率和苯乙烯的選擇性均較高 如果溫度過低 反應速率慢且轉化率低 如果溫度過高 選擇性下降 且高溫還可能使催化劑失去活性 同時還會消耗更多的能量 2 中二氧化碳與氫氣反應 可以促使平衡向右移動 所以正確 中不需要提供產生水蒸氣的能量 降低能耗 所以正確 中因為二氧化碳可以與碳反應生成一氧化碳 因此可以減少積炭 所以正確 中由于該反應消耗二氧化碳 因此有利于二氧化碳資源的利用 所以正確 題目 1 2 3 返回 答案 1 正反應方向氣體分子數增加 加入水蒸氣稀釋 相當于起減壓的效果 600 乙苯的轉化率和苯乙烯的選擇性均較高 溫度過低 反應速率慢 轉化率低 溫度過高 選擇性下降 高溫還可能使催化劑失活且能耗大 2 題目 1 2 3 返回 3 化學反應原理在科研和生產中有廣泛應用 1 利用 化學蒸氣轉移法 制備TaS2晶體 發(fā)生如下反應 TaS2 s 2I2 g TaI4 g S2 g H 0 如圖所示 反應 在石英真空管中進行 先在溫度為T2的一端放入未提純的TaS2粉末和少量I2 g 一段時間后 在溫度為T1的一端得到了純凈 TaS2晶體 則溫度T1 T2 填 或 上述反應體系中循環(huán)使用的物質是 I2 題目 1 2 3 返回 在1 3 104kPa下 CO的轉化率已較高 再增大壓強CO轉化率提高不大 同時生產成本增加 得不償失 題目 1 2 3 返回 返回 1 2017 天津理綜 6 常壓下羰基化法精煉鎳的原理為 Ni s 4CO g Ni CO 4 g 230 時 該反應的平衡常數K 2 10 5 已知 Ni CO 4的沸點為42 2 固體雜質不參與反應 第一階段 將粗鎳與CO反應轉化成氣態(tài)Ni CO 4 第二階段 將第一階段反應后的氣體分離出來 加熱至230 制得高純鎳下列判斷正確的是 A 增加c CO 平衡向正向移動 反應的平衡常數增大B 第一階段 在30 和50 兩者之間選擇反應溫度 選50 C 第二階段 Ni CO 4分解率較低D 該反應達到平衡時 v生成 Ni CO 4 4v生成 CO B 題目 1 2 3 4 返回 解析 增加c CO 平衡正向移動 但由于反應溫度不變 故平衡常數不變 A錯 第一階段的目的是得到氣態(tài)Ni CO 4 因為Ni CO 4的沸點為42 2 故反應溫度選擇50 B正確 根據題給平衡常數知230 時反應Ni CO 4 g Ni s 4CO g 的平衡常數為5 104 故第二階段Ni CO 4分解率較高 C錯 反應達到平衡時 4v生成 Ni CO 4 v生成 CO D錯 題目 1 2 3 4 返回 2 2016 全國卷 27 2 元素鉻 Cr 在溶液中主要以Cr3 藍紫色 Cr OH 4 綠色 Cr2O72 橙紅色 CrO42 黃色 等形式存在 Cr OH 3為難溶于水的灰藍色固體 回答下列問題 CrO42 和Cr2O72 在溶液中可相互轉化 室溫下 初始濃度為1 0mol L 1的Na2CrO4溶液中c Cr2O72 隨c H 的變化如圖所示 題目 1 2 3 4 返回 1 用離子方程式表示Na2CrO4溶液中的轉化反應 2 由圖可知 溶液酸性增大 CrO42 的平衡轉化率 填 增大 減小 或 不變 根據A點數據 計算出該轉化反應的平衡常數為 3 升高溫度 溶液中CrO42 的平衡轉化率減小 則該反應的 H 0 填 大于 小于 或 等于 題目 1 2 3 4 返回 解析 題目 1 2 3 4 返回 題目 1 2 3 4 返回 1 隨著吸收反應的進行 吸收劑溶液的pH逐漸 填 大 不變 或 減小 2 由實驗結果可知 脫硫反應速率 脫硝反應速率 填 大于 或 小于 原因是除了SO2和NO在煙氣中的初始濃度不同 還可能是 題目 1 2 3 4 返回 3 在不同溫度下 NaClO2溶液脫硫 脫硝的反應中SO2和NO的平衡分壓pe 如圖所示 由圖分析可知 反應溫度升高 脫硫 脫硝反應的平衡常數均 填 增大 不變 或 減小 反應ClO2 2SO32 2SO42 Cl 的平衡常數K表達式為 題目 1 2 3 4 返回 1 脫硝反應消耗OH 故隨著吸收反應的進行 吸收劑溶液的pH逐漸減小 2 根據題中表格數據發(fā)現(xiàn) 反應一段時間后溶液中SO42 的濃度最大 說明脫硫反應速率大于脫硝反應速率 原因除了SO2和NO在煙氣中的初始濃度不同 還可能是NO溶解度較低或脫硝反應活化能較高 3 由圖分析可知 溫度升高 SO2或NO平衡分壓的負對數均減小 說明升高溫度 平衡逆向移動 因此脫硫 脫硝反應的平衡常數均減小 根據反應 解析 可寫出平衡常數表達式為 題目 1 2 3 4 返回 答案 1 減小 2 大于NO溶解度較低 或脫硝反應活化能較高 3 減小 K 題目 1 2 3 4 返回 4 2015 全國卷 28 4 Bodensteins研究了下列反應 2HI g H2 g I2 g 在716K時 氣體混合物中碘化氫的物質的量分數x HI 與反應時間t的關系如下表 題目 1 2 3 4 返回 1 根據上述實驗結果 該反應的平衡常數K的計算式為 2 上述反應中 正反應速率為v正 k正x2 HI 逆反應速率為v逆 k逆x H2 x I2 其中k正 k逆為速率常數 則k逆為 以K和k正表示 若k正 0 0027min 1 在t 40min時 v正 min 1 題目 1 2 3 4 返回 3 由上述實驗數據計算得到v正 x HI 和v逆 x H2 的關系可用下圖表示 當升高到某一溫度時 反應重新達到平衡 相應的點分別為 填字母 題目 1 2 3 4 返回 題目 1 2 3 4 返回 題目 1 2 3 4 返回 返回 本講結束 謝謝