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1、1第第 3 3 讲讲 化学平衡常数化学平衡常数 化学反应进行的方向化学反应进行的方向【2019备考】最新考纲：1.了解化学平衡常数的含义，能利用化学平衡常数进行相关计算。2.能正确计算化学反应的转化率。考点一考点一 化学平衡常数化学平衡常数 转化率转化率(频数： 难度：)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化学平衡时，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，用符号K表示。(2)表达式：对于反应mA(g)nB(g)pC(g)qD(g)，K。cp（C）cq（D） cm（A）cn（B）(3)意义及影响因素K值越大，反应物的转化率越大，正反应进行的程度越大。K只受温度
2、影响，与反应物或生成物的浓度变化无关。化学平衡常数是指某一具体反应的平衡常数。(4)应用判断可逆反应进行的程度。利用化学平衡常数，判断反应是否达到平衡或向何方向进行。对于化学反应aA(g)bB(g)cC(g)dD(g)的任意状态，浓度商：Qc。cc（C）cd（D） ca（A）cb（B）QK，反应向正反应方向进行；QK，反应处于平衡状态；QK，反应向逆反应方向进行。2利用K可判断反应的热效应：若升高温度，K值增大，则正反应为吸热反应；若升高温度，K值减小，则正反应为放热反应。计算化学平衡常数利用的是物质的平衡浓度，而不是任意时刻浓度，也不能用物质的量。催化剂能加快化学反应速率，但对化学平衡无影响
3、，也不会改变平衡常数的大小。2平衡转化率对于上例反应中 A(g)的平衡转化率可表示为：(A)100%c0(A)代表 A 的初始浓度，c平(A)代表 A 的平衡浓度。c0（A）c平（A） c0（A）1(RJ 选修 4P322 改编)已知反应 A(g)3B(g)3C(g)在一定温度下达到平衡，该反应的平衡常数表达式为_。若各物质的平衡浓度分别为c(A)2.0 molL1、c(B)2.0 molL1、c(C)1.0 molL1，则K_。答案 K 0.062 5c3（C） c（A）c3（B）2教材知识拓展一定温度下，分析下列三个反应的平衡常数的关系N2(g)3H2(g)2NH3(g) K1 N2(g)
4、 H2(g)NH3(g) K21 23 22NH3(g)N2(g)3H2(g) K3(1)K1和K2，K1_。(2)K1和K3，K1_。解析 化学反应方向改变或化学计量数改变，化学平衡常数均发生改变。答案 (1)K (2)2 21 K33(溯源题)2017课标全国，28(3)近期发现，H2S 是继 NO、CO 之后第三个生命体系气体信号分子，它具有参与调解神经信号传递、舒张血管减轻高血压的功能。回答下列问题：H2S 与 CO2在高温下发生反应：H2S(g)CO2(g)COS(g)H2O(g)。在 610 K 时，将 0.10 mol CO2与 0.40 mol H2S 充入 2.5 L 的空钢
5、瓶中，反应平衡后水的物质的量分数为 0.02。3(1)H2S 的平衡转化率1_%，反应平衡常数K_。(2)在 620 K 重复试验，平衡后水的物质的量分数为 0.03，H2S 的转化率2_1，该反应的 H_0。(填“” “ (3)B探源：本考题源于教材 RJ 选修 4 P29“例 1”及拓展，对化学平衡常数的理解及运用进行了考查。题组一 化学平衡常数的理解及表示方法1(2018邢台期末联考)只改变一个影响化学平衡的因素，平衡常数K与化学平衡移动的关系叙述不正确的是( )AK值不变，平衡可能移动B平衡向右移动时，K值不一定变化CK值有变化，平衡一定移动D相同条件下，同一个反应的方程式的化学计量数
6、增大 2 倍，K值也增大两倍4解析 因改变压强或浓度引起化学平衡移动时，K值不变，K只与温度有关，A 项和 B 项均正确；K值只与温度有关，K值发生了变化，说明体系的温度改变，则平衡一定移动，C 项正确；相同条件下，同一个反应的方程式的化学计量数增大 2 倍，K值应该变为K(原)2，D 项错误。答案 D2(2018潍坊质检)某温度下，在一个 2 L 的密闭容器中，加入 4 mol X 和 2 mol Y 进行如下反应：3X(g)2Y(g)4Z(s)2W(g)，反应一段时间后达到平衡，测得生成 1.6 mol Z，则下列说法正确的是( )A该反应的化学平衡常数表达式是Kc4（Z）c2（W） c3
7、（X）c2（Y）B此时，Y 的平衡转化率是 40%C增大该体系的压强，化学平衡常数增大D增加 Y，Y 的平衡转化率增大解析 化学平衡常数的表达式中不能出现固体或纯液体物质，而物质 Z 是固体，A 错误；根据化学方程式可知，平衡时减少的 Y 的物质的量是 1.6 mol 0.8 mol，所以 Y 的转1 2化率为100%40%，B 正确；平衡常数只与温度有关，增大压强时平衡常数不变，0.8 mol 2 molC 错误；增加 Y 后平衡右移，X 的转化率增大，而 Y 的转化率减小，D 错误。答案 B3无色气体 N2O4是一种强氧化剂，为重要的火箭推进剂之一。N2O4与 NO2转换的热化学方程式为：
8、N2O4(g)2NO2(g) H24.4 kJ/mol。(1)平衡常数K可用反应体系中气体物质的分压表示，即K表达式中用平衡分压代替平衡浓度，分压总压物质的量分数例如：p(NO2)p总x(NO2)。写出上述反应平衡常数Kp的表达式_(用p总、各气体物质的量分数x表示)；影响Kp的因素为_。(2)上述反应中，正反应速率v正k正p(N2O4)，逆反应速率v逆k逆p2(NO2)，其中k正、k逆为速率常数，则Kp为_(以k正、k逆表示)。解析 (1)Kp，与化学平衡常数K一样，影响Kp的p总x（NO2）2 p总x（N2O4）p总x2（NO2） x（N2O4）因素为温度。(2)Kp，达到平衡时，v正v逆
9、，即k正p(N2O4)k逆p2(NO2)，p2（NO2） p（N2O4），故Kp。p2（NO2） p（N2O4）k正 k逆k正 k逆5答案 (1)(其他合理答案亦可) 温度p总x2（NO2） x（N2O4）(2)k正 k逆题组二 化学平衡常数及转化率的求算4(2018安徽省“江淮十校”高三第一次联考)300 时，将气体 X 和气体 Y 各 0.16 mol 充入 10 L 恒容密闭容器中，发生反应：X(g)Y(g)2Z(g) H0 的反应任何温度下都能自发进行；H0，S0，S0 时，高温下反应能自发进行。说明：对于一个特定的气相反应，熵变的大小取决于反应前后的气体物质的化学计量数大小。1教材基
10、础判断正误(1)放热过程均可以自发进行，吸热过程均不能自发进行( )(2)CaCO3CaOCO2是一个熵增的过程( )=高温(3)焓变是影响反应是否具有自发性的唯一因素( )(4)H0、S0 时，反应一定能自发进行( )(5)吸热且熵增加的反应，当温度升高时，反应一定能自发进行( )(6)10 的水结成冰，可用熵变的判据来解释反应的自发性( )(7)(2015天津高考)Na 与 H2O 的反应是熵增的放热反应，该反应能自发进行( )(8)(2014天津高考)某吸热反应能自发进行，因此该反应是熵增反应( )(9)(2014江苏高考)2NO(g)2CO(g)=N2(g)2CO2(g)在常温下能自发
11、进行，则该反应的H0( )(10)(2013江苏高考)反应 NH3(g)HCl(g)=NH4Cl(s)在室温下可自发进行，则该反应的H0( )(11)(2012江苏高考)CaCO3(s)=CaO(s)CO2(g)室温下不能自发进行，说明该反应的H0( )(12)(2011江苏高考)一定温度下，反应 MgCl2(l)=Mg(l)Cl2(g)的 H0、S0( )答案 (1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) (8) (9) (10) (11) (12)2(RJ 选修 4P361 改编)下列过程的熵变的判断不正确的是( )A溶解少量食盐于水中，S0B纯碳和氧气反应生成 CO(g)，S0
12、CH2O(g)变成液态水，S0DCaCO3(s)加热分解为 CaO(s)和 CO2(g)，S0答案 C12题组 焓变、熵变与化学反应方向的判断1反应 2AB(g)=C(g)3D(g)在高温时能自发进行，反应后体系中物质的总能量升高，则该反应的 H、S应为( )AH0BH0，S0DH0，S0。反应后体系中物质的总能量升高，说明正反应是吸热反应，H0。答案 C2下列说法中，正确的是( )A反应产物的总能量大于反应物的总能量时，H0B已知反应 H2(g)I2(g)2HI(g)平衡常数为K，则 2H2(g)2I2(g)4HI(g)的平衡常数为 2KCH0、S0 的反应在温度低时不能自发进行D在其他外界
13、条件不变的情况下，使用催化剂，不能改变化学反应进行的方向解析 H生成物能量和反应物能量和，当反应产物的总能量大于反应物的总能量时，H0，A 错误；因为相同温度下，化学计量数变为原来的n倍，则化学平衡常数为原来的n次方，所以反应 2H2(g)2I2(g)4HI(g)的平衡常数为K2，B 错误；根据GHTS判断，对于 H0、S0 的反应在温度低时 G0，反应能自发进行，C 错误；催化剂只改变反应速率，不改变化学反应进行的方向，D 正确。答案 D3(1)汽车燃油不完全燃烧时产生 CO，有人设想按下列反应除去 CO：2CO(g)=2C(s)O2(g)已知该反应的 H0，简述该设想能否实现的依据：_。(
14、2)超音速飞机在平流层飞行时，尾气中的 NO 会破坏臭氧层。科学家正在研究利用催化技术将尾气中的 NO 和 CO 转化成 CO2和 N2，化学方程式如下：2NO2CO2CO2N2。反应能够自发进行，则反应的 H_0(填“” “0，不能实现。(2)该反应为熵减反应，能自发进行说明 HKNC生成乙烯的速率：v(N)一定大于v(M)D当温度高于 250 ，升高温度，催化剂的催化效率降低解析 升高温度 CO2的平衡转化率降低，说明平衡逆向移动，则逆反应为吸热反应，A 正确；该反应的正反应是放热反应，升温平衡常数减小，B 正确；化学反应速率随温度的升高而加快，催化剂在 250 时催化活性最高，温度继续升
15、高，其催化效率降低，所以v(N)有可能小于v(M)，C 错误，D 正确。答案 C10(2018山东潍坊统考)温度为T0时，在容积固定的密闭容器中发生反应：X(g)Y(g)Z(g)(未配平)，4 min 时达到平衡，各物质浓度随时间变化的关系如图 a 所示。其他条件相同，温度分别为T1、T2时发生反应，Z 的浓度随时间变化的关系如图 b 所示。下列叙述正确的是( )A发生反应时，各物质的反应速率大小关系为v(X)v(Y)2v(Z)B图 a 中反应达到平衡时，Y 的转化率为 37.5%CT0时，该反应的平衡常数为 33.3D该反应正反应的反应热 H0解析 根据题图 a 可知，04 min 时，X、Y 的浓度分别减少 0.25 molL
