202X高考化學(xué)總復(fù)習(xí)第七單元第3講化學(xué)平衡常數(shù)化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的方向課件新人教版

1、第3講 化學(xué)平衡常數(shù) 化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的方向第七單元化學(xué)反應(yīng)速率 化學(xué)平衡目 錄CONTENTS磨劍：課前自學(xué)悟劍：課堂精講磨劍：課前自學(xué)悟劍：課堂精講磨劍：課前自學(xué)知識清單核心速記 目 錄一、化學(xué)平衡常數(shù)1.定義在一定溫度下,當(dāng)一個可逆反應(yīng)達(dá)到平衡時,生成物濃度冪之積與反應(yīng)物濃度冪之積的比值是一個常數(shù),該常數(shù)就是該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)。2.表達(dá)式對于可逆反應(yīng):mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g),化學(xué)平衡常數(shù)K= 。式中A、B、C、D的濃度均為平衡濃度。 如在一定溫度時,4 mol A在2 L的密閉容器中分解:A(g) 2B(g)+C(g),達(dá)到平衡時測得已有50%的A分解成B和C,此溫

2、度下,該反應(yīng)的平衡常數(shù)為。 4 43.意義(1)K值越大(一定溫度下),說明反應(yīng)進(jìn)行的程度 ,反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率也。 (2)一般認(rèn)為,K105時,反應(yīng)就基本進(jìn)行完全了。4.影響因素K值的大小與物質(zhì)的濃度、壓強(qiáng)等無關(guān),只隨變化而變化。微加注意1.化學(xué)平衡常數(shù)是指某一具體反應(yīng)化學(xué)方程式的平衡常數(shù),若化學(xué)方程式中各物質(zhì)的化學(xué)計量數(shù)等倍增大或減小,平衡常數(shù)也會改變。2.正、逆反應(yīng)的平衡常數(shù)互為倒數(shù)。3.反應(yīng)物或生成物中有固體和純液體存在時,因其濃度可看作“常數(shù)”而不代入公式,H2O的狀態(tài)不是液態(tài)而是氣態(tài)時,則需要代入平衡常數(shù)表達(dá)式。4.代入平衡常數(shù)表達(dá)式的是平衡濃度,而不是任意時刻的濃度,更不能將物質(zhì)的量

3、代入。越大越大越大越大溫度溫度二、化學(xué)反應(yīng)的方向1.自發(fā)反應(yīng)在給定的條件下,無須外界幫助,一經(jīng)引發(fā)即自發(fā)進(jìn)行的反應(yīng)。2.焓變與反應(yīng)方向多數(shù)能自發(fā)進(jìn)行的化學(xué)反應(yīng)是反應(yīng),但也有不少吸熱反應(yīng)能自發(fā)進(jìn)行。 3.熵變與反應(yīng)方向S為反應(yīng)產(chǎn)物總熵與反應(yīng)物總熵之差。熵有利于反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行,而有些熵減小的反應(yīng)在一定條件下也可以自發(fā)進(jìn)行。 放熱放熱增加增加微加注意1.自發(fā)反應(yīng)、非自發(fā)反應(yīng)是指該反應(yīng)過程中是否有自發(fā)進(jìn)行的傾向,而這個過程是否一定會發(fā)生則不能確定。如C的燃燒是一個自發(fā)反應(yīng),但需借助外界條件點燃才能發(fā)生。2.同一物質(zhì)在三態(tài)時的熵值大小順序一般為氣態(tài)液態(tài)固態(tài)。不能自發(fā)進(jìn)行不能自發(fā)進(jìn)行達(dá)到平衡狀態(tài)達(dá)到平衡狀態(tài)

4、能自發(fā)進(jìn)行能自發(fā)進(jìn)行悟劍：課堂精講真題體驗考點巧講 磨劍：課前自學(xué)悟劍：課堂精講目 錄11 化學(xué)平衡常數(shù)正誤判斷(正確的打“”,錯誤的打“”)。(1)平衡常數(shù)和轉(zhuǎn)化率都能體現(xiàn)可逆反應(yīng)進(jìn)行的程度。()(2)對某一可逆反應(yīng),升高溫度則化學(xué)平衡常數(shù)一定變大。()(3)其他條件不變,使用不同催化劑,反應(yīng)的平衡常數(shù)不變。()(4)平衡常數(shù)發(fā)生變化,化學(xué)平衡必定發(fā)生移動。()(5)反應(yīng)A(g)+3B(g) 2C(g)達(dá)到平衡后,溫度不變,增大壓強(qiáng),平衡正向移動,平衡常數(shù)增大。()(6)改變條件,使反應(yīng)物的平衡轉(zhuǎn)化率都增大,該可逆反應(yīng)的平衡常數(shù)一定增大。( )(7)一個可逆反應(yīng)的正反應(yīng)K正與逆反應(yīng)K逆相等。

5、()2.在密閉容器中進(jìn)行反應(yīng)2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g)(正反應(yīng)為放熱反應(yīng)),請按下表所示回答問題:(1)此反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式為K=。 (2)表中最大的平衡常數(shù)是。 (3)當(dāng)反應(yīng)在200 達(dá)到平衡時,若增加氧氣的量,則平衡(填“正向”“逆向”或“不”)移動,K1(填“增大”“減小”或“不變”)。 溫度/200300400平衡常數(shù)K1K2K3K K1 1正向正向不變不變一、應(yīng)用化學(xué)平衡常數(shù)時應(yīng)注意的四個問題1.化學(xué)平衡常數(shù)是在一定溫度下,一個反應(yīng)本身固有的內(nèi)在性質(zhì)的定量體現(xiàn)。2.化學(xué)平衡常數(shù)只與溫度有關(guān),與反應(yīng)物或生成物的濃度無關(guān)。3.反應(yīng)物或生成物中有固體和純液體存在時,其濃度

6、可看作一個常數(shù),而不計入平衡常數(shù)表達(dá)式中。4.化學(xué)平衡常數(shù)是指某一具體反應(yīng)的平衡常數(shù)。若反應(yīng)方向改變,則平衡常數(shù)改變;若化學(xué)方程式中各物質(zhì)的化學(xué)計量數(shù)等倍擴(kuò)大或縮小,盡管是同一反應(yīng),平衡常數(shù)也會改變。四、利用化學(xué)平衡常數(shù)判斷可逆反應(yīng)的熱效應(yīng)171.已知在600 時,有如下三個反應(yīng):反應(yīng):CO(g)+CuO(s) CO2(g)+Cu(s)K1反應(yīng):H2(g)+CuO(s) Cu(s)+H2O(g)K2反應(yīng):CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g)K3(1)反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式為,反應(yīng)2CO(g)+2CuO(s) 2CO2(g)+2Cu(s)的平衡常數(shù)K4與K1的關(guān)系為。 (2)反應(yīng)的K

7、值隨著溫度升高而增大,則反應(yīng)的反應(yīng)熱H(填“”)0。 (3)反應(yīng)的K3與K1、K2的關(guān)系是。 (4)若其他條件不變,向反應(yīng)所在的密閉容器(平衡體系)中充入H2O(g),則平衡向 移動,該反應(yīng)的平衡常數(shù)(填“變大”“變小”或“不變”)。 正反應(yīng)方向正反應(yīng)方向不變不變2.羰基硫(COS)可作為一種糧食熏蒸劑,能防止某些昆蟲、線蟲和真菌的危害。在恒容密閉容器中,將CO和H2S混合加熱并達(dá)到下列平衡:CO(g)+H2S(g) COS(g)+H2(g)K=0.1反應(yīng)前CO的物質(zhì)的量為10 mol,平衡后CO的物質(zhì)的量為8 mol。下列說法正確的是()。A.升高溫度,H2S的濃度增大,表明該反應(yīng)是吸熱反應(yīng)

8、B.通入CO后,正反應(yīng)速率逐漸增大C.反應(yīng)前H2S的物質(zhì)的量為7 molD.CO的平衡轉(zhuǎn)化率為80%C C3.高爐煉鐵時發(fā)生反應(yīng):FeO(s)+CO(g) Fe(s)+CO2(g)H0。(1)此反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式為K=。 (2)溫度降低,則平衡常數(shù)K值(填“增大”“減小”或“不變”)。 (3)已知1100 時,K=0.263,此時測得高爐中c(CO2)=0.025 molL-1,c(CO)=0.1 molL-1,在這種情況下,該反應(yīng)(填“是”或“不是”)處于化學(xué)平衡狀態(tài),此時正反應(yīng)速率(填“”“ 4.一定量的CO2與足量的C在恒壓密閉容器中發(fā)生反應(yīng):C(s)+CO2(g) 2CO(g)H=+

9、173 kJmol-1。若壓強(qiáng)為p kPa,平衡時體系中氣體體積分?jǐn)?shù)與溫度的關(guān)系如圖所示?；卮鹣铝袉栴}:(1)650 時CO2的平衡轉(zhuǎn)化率為。 (2)t1 時平衡常數(shù)Kp=(用平衡分壓代替平衡濃度計算,分壓=總壓物質(zhì)的量分?jǐn)?shù));該溫度下達(dá)平衡后若再充入等物質(zhì)的量的CO和CO2氣體,則平衡(填“正向”“逆向”或“不”)移動,原因是 。25%25%0.50.5p p不不Q Qp p= =K Kp p251.判斷正誤(正確的打“”,錯誤的打“”)。(1)H0的反應(yīng),一定是自發(fā)反應(yīng)。()(2)吸熱且熵增加的反應(yīng),當(dāng)溫度升高時,反應(yīng)一定能自發(fā)進(jìn)行。()(3)凡是放熱反應(yīng)都是自發(fā)的,吸熱反應(yīng)都是非自發(fā)的。

10、()(4)某吸熱反應(yīng)能自發(fā)進(jìn)行,因此該反應(yīng)是熵增加的反應(yīng)。()(5)反應(yīng)的自發(fā)性不僅能用于判斷過程的方向,還能確定過程是否一定能發(fā)生。() 化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的方向2.(1)H 和S 的作用相反,且相差不大時,對反應(yīng)的方向起決定性作用。當(dāng)H0,S0,S0時,下反應(yīng)能自發(fā)進(jìn)行。 (2)NH3(g)+HCl(g) NH4Cl(s)在室溫下可自發(fā)進(jìn)行的理由是 ,CaCO3(s) CaO(s)+CO2(g)在高溫下可自發(fā)進(jìn)行的理由是。 (3)已知汽車尾氣的凈化反應(yīng):2NO(g)+2CO(g) N2(g)+2CO2(g) H=-113.0 kJmol-1S=-145.3 Jmol-1K-1在298 K、101

11、 kPa下,假定反應(yīng)焓變與熵變不隨溫度變化,通過計算說明該反應(yīng)在室溫下能否自發(fā)進(jìn)行,并求此反應(yīng)能自發(fā)進(jìn)行的溫度范圍。溫度溫度低溫低溫高溫高溫H0H0S0室溫下能自發(fā)進(jìn)行室溫下能自發(fā)進(jìn)行; ;在小于在小于778 K778 K時反應(yīng)可自發(fā)進(jìn)行時反應(yīng)可自發(fā)進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的方向判據(jù)B B解析：根據(jù)G =H -TS,當(dāng)H0時,G 0,S 0,反應(yīng)一定不能自發(fā)進(jìn)行。2.下列有關(guān)化學(xué)反應(yīng)方向及其判據(jù)的說法中正確的是()。A.非自發(fā)反應(yīng)就是不可能發(fā)生的反應(yīng),自發(fā)反應(yīng)就是能較快進(jìn)行的反應(yīng) B.高溫、高壓下可以使石墨轉(zhuǎn)化為金剛石是自發(fā)的化學(xué)反應(yīng)C.由能量判據(jù)和熵判據(jù)組合而成的復(fù)合判據(jù)適合于所有的反應(yīng)D.反應(yīng)NH

12、3(g)+HCl(g) NH4Cl(s)在低溫下能自發(fā)進(jìn)行,說明該反應(yīng)的H0C C解析：A項,非自發(fā)反應(yīng)在一定條件下也能發(fā)生,自發(fā)反應(yīng)進(jìn)行的也不一定較快,錯誤;B項,石墨轉(zhuǎn)化為金剛石,H0,該反應(yīng)是非自發(fā)進(jìn)行的化學(xué)反應(yīng),錯誤;C項,能量判據(jù)和熵判據(jù)組合而成的復(fù)合判據(jù),只要G=H-TS0,反應(yīng)就不能自發(fā)進(jìn)行,正確;D項,反應(yīng)NH3(g)+HCl(g) NH4Cl(s)在低溫下能自發(fā)進(jìn)行,G=H-TS0,從化學(xué)方程式知TS0,說明H0,錯誤。3.下列說法正確的是()。A.反應(yīng)產(chǎn)物的總能量大于反應(yīng)物的總能量時,H0B.已知反應(yīng)H2(g)+I2(g) 2HI(g)的平衡常數(shù)為K,則2H2(g)+2I2

13、(g) 4HI(g) 的平衡常數(shù)為2KC.H0的反應(yīng)在低溫時不能自發(fā)進(jìn)行D.在其他外界條件不變的情況下,使用催化劑不能改變化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的方向D D解析：H=生成物能量和-反應(yīng)物能量和,當(dāng)反應(yīng)產(chǎn)物的總能量大于反應(yīng)物的總能量時,H0,A項錯誤;相同溫度下,化學(xué)計量數(shù)變?yōu)樵瓉淼膎倍,則化學(xué)平衡常數(shù)為原來的n次方,所以反應(yīng)2H2(g)+2I2(g) 4HI(g)的平衡常數(shù)為K2,B項錯誤;根據(jù)G=H-TS判斷,H0,則G0,反應(yīng)在低溫時也能自發(fā)進(jìn)行,C項錯誤;催化劑只改變反應(yīng)速率,不改變化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的方向,D項正確。1.(2018年江蘇,15)(雙選)一定溫度下,在三個容積相同的恒容密閉容器中按不同方

14、式投入反應(yīng)物,發(fā)生反應(yīng)2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g)(正反應(yīng)放熱),測得反應(yīng)的相關(guān)數(shù)據(jù)如下: 容器1容器2容器3反應(yīng)溫度T/K700700800反應(yīng)物投入量2 mol SO2 、1 mol O24 mol SO32 mol SO2 、1 mol O2平衡v正(SO2)/molL-1s-1v1v2v3平衡c(SO3)/molL-1c1c2c3平衡體系總壓強(qiáng)p/Pap1p2p3物質(zhì)的平衡轉(zhuǎn)化率1(SO2)2(SO3)3(SO2)平衡常數(shù)KK1K2K3下列說法正確的是()。A.v1v2,c2K3,p22p3C.v13(SO2) D.c22c3,2(SO3)+3(SO2)2c1,A項錯誤;

15、升高溫度,平衡逆向移動,平衡常數(shù)減小,則K1K3,根據(jù)A項分析,p22p1,而p1p3,所以p22p3,B項錯誤;溫度升高,反應(yīng)速率加快,v13(SO2),C項正確;根據(jù)A項分析,c22c1,升高溫度,平衡逆向移動,c1c3,則c22c3,又知1(SO2)3(SO2),而1(SO2)+2(SO3)1,所以2(SO3)+3(SO2)pb(CO2)pa(CO2)。5.(2018年全國卷,28節(jié)選)三氯氫硅(SiHCl3)是制備硅烷、多晶硅的重要原料。對于反應(yīng)2SiHCl3(g) SiH2Cl2(g)+SiCl4(g),采用大孔弱堿性陰離子交換樹脂催化劑,在323 K和343 K時SiHCl3的轉(zhuǎn)化

16、率隨時間變化的結(jié)果如圖所示。(1)343 K時反應(yīng)的平衡轉(zhuǎn)化率=%。平衡常數(shù)K343 K=(保留2位小數(shù))。22220.020.02 (2)在343 K下:要提高SiHCl3轉(zhuǎn)化率,可采取的措施是 ;要縮短反應(yīng)達(dá)到平衡的時間,可采取的措施有、 。 及時移去產(chǎn)物及時移去產(chǎn)物改進(jìn)催化劑改進(jìn)催化劑增大壓強(qiáng)增大壓強(qiáng)( (或增大反應(yīng)物濃度或增大反應(yīng)物濃度) )大于大于1.31.3解析:(1)溫度越高反應(yīng)速率越快,達(dá)到平衡所用時間就越少,所以曲線a代表343 K時的反應(yīng)。由圖知,溫度為343 K時,達(dá)平衡后反應(yīng)物SiHCl3(g)的轉(zhuǎn)化率為22%。設(shè)初始加入的反應(yīng)物SiHCl3(g)的濃度為1 molL-

17、1,則有 2SiHCl3(g) SiH2Cl2(g)+SiCl4(g)起始(molL-1): 1 0 0反應(yīng)(molL-1): 0.22 0.11 0.11平衡(molL-1): 0.78 0.11 0.11所以平衡常數(shù)K=0.1120.7820.02。(2)溫度不變,提高三氯氫硅轉(zhuǎn)化率的方法可以是將產(chǎn)物從體系中分離出來(反應(yīng)前后氣體分子數(shù)相等,壓強(qiáng)改變不影響平衡)。縮短達(dá)到平衡的時間,即加快反應(yīng)速率,所以可以采取的措施是增大壓強(qiáng)(增大反應(yīng)物濃度)、加入更高效的催化劑(改進(jìn)催化劑)。6.(2017年全國卷,28)H2S與CO2在高溫下發(fā)生反應(yīng):H2S(g)+CO2(g) COS(g)+H2O(g)。在610 K時,將 0.10 mol CO2與 0.40 mol H