《2019版高考化学一轮复习 第24讲 化学平衡常数 化学反应的方向课件真题考点解析》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2019版高考化学一轮复习 第24讲 化学平衡常数 化学反应的方向课件真题考点解析（38页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第24讲 化学平衡常数 化学反应的方向 一 化学平衡常数和与化学平衡有关的计算 1 化学平衡常数 1 概念 在一定 温度 下 当一个可逆反应达到 平衡状态 时 生成物 浓度幂之积与反应物 浓度幂 之积的比值是一个常数 这个常数叫 做该反应的化学平衡常数 简称平衡常数 用符号K表示 2 表达式 对于可逆反应mA g nB g pC g qD s K 教材研读 3 影响因素 K只受 温度 的影响 与反应物和生成物的浓度无关 4 意义 K越大 正反应进行的程度越大 反应物的转化率也越大 K越小 正反应 进行的程度越小 反应物的转化率也越小 2 转化率 1 表达式 对于化学反应 aA g bB g c
2、C g dD g 反应物A的转化率为 A 100 2 规律 1 同一反应的不同反应物的转化率可能不同 当按照 化学计量数之 比 投入反应物时 反应物的转化率相同 2 相同条件下 增大某一反应物的浓度 可 增大 另一反应物的转 化率 而增大浓度的反应物的转化率会 减小 自测1 判断正误 正确的划 错误的划 1 平衡常数表达式中物质的浓度 可以是任意时刻的浓度 2 催化剂能改变化学反应速率 也能改变平衡常数 3 平衡常数发生变化 化学平衡不一定发生移动 4 化学平衡发生移动 平衡常数不一定发生变化 5 对于反应C s H2O g CO g H2 g 其平衡常数K 6 H2 g I2 g 2HI g
3、 的平衡常数为K1 HI g H2 g I2 g 的平 衡常数为K2 则K1 K2 1 7 化学平衡常数越大 说明正反应进行的程度越大 即该反应进行得越 完全 反应物的转化率越大 化学平衡常数越小 说明正反应进行的程度 越小 即该反应进行得越不完全 反应物的转化率就越小 8 化学平衡常数只受温度影响 与反应物或生成物的浓度变化无关 温 度越高 化学平衡常数越大 自测2 若反应 N2 3H2 2NH3的化学平衡常数K1 a 则反应 2NH3 N2 3H2的化学平衡常数K2和反应 N2 H2 NH3的化学平衡 常数K3分别为多少 答案 K2 K3 二 化学反应方向的判据 1 自发过程 1 含义 在
4、一定条件下 不用借助外力就可以自动进行的过程 2 特点 2 化学反应方向的判据 自测3 判断正误 正确的划 错误的划 1 放热过程有自发进行的倾向 但并不一定能自发进行 吸热过程没有 自发进行的倾向 但在一定条件下也可自发进行 2 反应能否自发进行需综合考虑焓变和熵变对反应的影响 3 Na与H2O的反应是熵增的放热反应 该反应能自发进行 自测4 下列说法正确的是 A 自发反应的熵一定增大 非自发反应的熵一定减小 B 凡是放热反应都是自发的 吸热反应都是非自发的 C 反应2Mg s CO2 g C s 2MgO s 能自发进行 则该反应的 H 0 D 常温下 反应C s CO2 g 2CO g
5、不能自发进行 则该反应的 H 0 D 答案 D 反应的自发性是由熵变和焓变共同决定的 若 H0 则一定能自发进行 若 H 0 S 0 则一定不能自发进行 若 H 0 S 0 S 0 则反应能否自发进行和温度有关 考点突破 考点一 化学平衡常数及其应用 考点二 化学平衡的计算方法 三段式 法 1 平衡常数的书写要求 1 如果有固体或纯液体参加反应 它们的浓度不出现在平衡常数表达 式中 2 平衡常数表达式的书写 对于一个可逆反应 平衡常数表达式不是唯一的 它与化学方程式的书 写有关 化学方程式的书写不同 各反应物 生成物的化学计量数不 同 平衡常数表达式就不同 但意义不变 如H2 g I2 g 2
6、HI g 的平衡 常数K1 而 H2 g I2 g HI g 的平衡常数K2 考点一 化学平衡常数及其应用 注意 稀溶液中进行的反应 如有水参加或生成 由于水的浓度视为 常数而不出现在平衡常数表达式中 非水溶液中进行的反应 若有水生成 则水应出现在平衡常数表达式 中 2 影响平衡常数的因素 K只受温度影响 当温度不变时 K值不变 温度升高时 对于 H 0的反应 K值变大 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 3 化学平衡常数的应用 1 判断可逆反应进行程度的大小 2 判断可逆反应是否平衡及不平衡时反应进行的方向 对于可逆反应mA g nB g pC g q
7、D g 在一定温度下的任意时 刻 Qc 3 判断反应的热效应 热效应 的判断 4 计算反应物的转化率 依据起始浓度 或平衡浓度 和平衡常数可以计算平衡浓度 或起始浓 度 从而计算反应物的转化率 典例1 2017北京朝阳二模 12 汽车发动机中生成NO的反应为 N2 g O2 g 2NO g t 时 K 0 09 t 下在甲 乙 丙三个恒容密闭容 器中通入N2 g 和O2 g 模拟反应 起始浓度如下表所示 起始浓度甲乙丙 c N2 mol L 10 460 460 92 c O2 mol L 10 460 230 92 下列判断 的是 A 起始时 反应速率 丙 甲 乙 B 平衡时 c NO 甲
8、丙 乙 C 平衡时 N2的转化率 甲 乙 D 平衡时 甲中c N2 0 4 mol L 1 B 答案 B A项 其他条件相同时 浓度越大 反应速率越快 所以起始时 反应速率为丙 甲 乙 B项 甲和丙容器中的平衡为等效平衡 达到平衡 时丙中NO的浓度应该为甲中的2倍 C项 甲容器相当于在乙容器的基础 上通入O2 化学平衡向正反应方向移动 N2的转化率增大 D项 利用化学 平衡常数可计算出甲容器中达到平衡时 氮气的浓度减小了0 06 mol L 1 所以平衡时 甲中氮气的浓度为0 4 mol L 1 1 1 反应物和生成物均为气态的平衡体系 平衡常数表达式为K 有关该平衡体系的说法不正确的是 A
9、升高温度 该反应的平衡常数K的变化无法判断 B 增大压强 W的质量分数减小 C 该反应的化学方程式为3Z g 2W g X g 2Y g D 增大X气体浓度 平衡向正反应方向移动 D 答案 D A项 由于不能确定该反应是吸热反应还是放热反应 故升高 温度 无法判断化学平衡常数的变化 B项 增大压强 平衡向正反应方向 移动 W的质量分数减小 C项 根据平衡常数表达式及所有反应物和生 成物均为气态可知 该反应的化学方程式为3Z g 2W g X g 2Y g D项 增大X的浓度 平衡向逆反应方向移动 1 2 在一定体积的密闭容器中 进行如下化学反应 CO2 g H2 g CO g H2O g 其化
10、学平衡常数K和温度t的关系如下表 回答下列问题 1 该反应的化学平衡常数表达式为K 2 该反应为 反应 填 吸热 或 放热 3 某温度下 各物质的平衡浓度符合下式 3c CO2 c H2 5c CO c H2O 试判断此时的温度为 4 若830 时 向容器中充入1 mol CO 5 mol H2O 反应达到平衡后 其 化学平衡常数K 1 0 填 大于 小于 或 等于 t 7008008301 0001 200 K0 60 91 01 72 6 5 830 时 容器中的反应已达到平衡 在其他条件不变的情况下 扩 大容器的体积 平衡 移动 填 向正反应方向 向逆反应方 向 或 不 6 若1 200
11、 时 在某时刻体系中CO2 H2 CO H2O的浓度分别为2 mol L 1 2 mol L 1 4 mol L 1 4 mol L 1 则此时上述反应的平衡移动方 向为 填 正反应方向 逆反应方向 或 不移动 答案 1 2 吸热 3 700 4 等于 5 不 6 逆反应方向 解析 1 根据反应方程式CO2 g H2 g CO g H2O g 可知该反 应的平衡常数表达式为K 2 根据表格中的数据可知 随着温度的升高 平衡常数逐渐增大 则正反 应为吸热反应 3 K 0 6 所以对应的温度为700 4 化学平衡常数只与温度有关 所以830 时的平衡常数是1 0 5 该反应为气体体积不变的反应 减
12、小压强 平衡不移动 6 Qc 4 而此温度下的平衡常数为2 6 所以平衡向逆反应 方向移动 1 基本步骤 写出有关化学平衡的化学反应方程式 确定反应物或生成物的起始加入量 确定反应过程中各物质的变化量 确定平衡量 列比例式求解 2 计算模式 反应 mA g nB g pC g qD g 令A B起始物质的量分别为a mol b mol 达到平衡后 A的消耗量为mx mol 容器容积为V L 考点二 化学平衡的计算方法 三段式 法 起始 mol a b 0 0 变化 mol mx nx px qx 平衡 mol a mx b nx px qx 则有 1 平衡常数K 2 反应物 n 平 n 始 n
13、 变 生成物 n 平 n 始 n 变 3 平衡时A的物质的量浓度 c平 A mol L 1 4 A的转化率 A 100 A B的转化率之比为 A B mA g nB g pC g qD g 5 平衡时A的体积分数 A 100 6 平衡时和开始时的压强比 7 混合气体的密度 混 g L 1 8 混合气体的平均摩尔质量 g mol 1 典例2 在容积可变的密闭容器中 2 mol N2和8 mol H2在一定条件下发 生反应 达到平衡时 H2的转化率为25 则平衡时氮气的体积分数接近 于 A 5 B 10 C 15 D 20 C 答案 C 由题给数据知 参加反应的H2的物质的量为 8 mol 25
14、2 mol N2 3H2 2NH3 始态 2 mol 8 mol 0 变化量 mol 2 mol mol 平衡态 mol 6 mol mol 平衡时N2的体积分数为 100 15 故C正确 2 1 已知可逆反应 M g N g P g Q g H 0 请回答下列问 题 1 在某温度下 反应物的起始浓度分别为c M 1 mol L 1 c N 2 4 mol L 1 达到平衡后 M的转化率为60 此时N的转化率为 2 若反应温度升高 M的转化率 填 增大 减小 或 不 变 3 若反应温度不变 反应物的起始浓度分别为c M 4 mol L 1 c N a mol L 1 达到平衡后 c P 2 m
15、ol L 1 则a 4 若反应温度不变 反应物的起始浓度为c M c N b mol L 1 达到平衡 后 M的转化率为 答案 1 25 2 增大 3 6 4 41 解析 1 M g N g P g Q g 始态 mol L 1 1 2 4 0 0 变化 mol L 1 1 60 1 60 因此N的转化率为 100 25 2 H 0说明该反应为吸热反应 升高温度 平衡右移 M的转化率增大 3 根据 1 可求出各物质的平衡浓度 c M 0 4 mol L 1 c N 1 8 mol L 1 c P 0 6 mol L 1 c Q 0 6 mol L 1 因此化学平衡常数K 反应达到平衡后 c P
16、 2 mol L 1 c Q 2 mol L 1 c M 2 mol L 1 c N a 2 mol L 1 K 解得a 6 4 设M的转化率为x 则达到平衡后各物质的平衡浓度分别为 c M b 1 x mol L 1 c N b 1 x mol L 1 c P bx mol L 1 c Q bx mol L 1 K 解得x 41 2 2 SO2常用于制硫酸 其中一步重要的反应为2SO2 g O2 g 2SO3 g H 0 若向一个2 L的密闭容器中充入0 4 mol SO2 0 2 mol O2和 0 4 mol SO3 发生上述反应 请回答下列问题 1 当反应达到平衡时 各物质的浓度可能是 填序号 A c SO2 0 3 mol L c O2 0 15 mol L B c SO3 0 4 mol L C c O2 0 2 mol L或c SO2 0 4 mol L D c SO3 0 3 mol L 2 任选上述一种可能的情况 计算其平衡常数 3 某温度时 将4 mol SO2和2 mol O2通入2 L密闭容器中 10 min时反应 达到平衡 SO2的转化率为80 则0 10 m
