新课标高考化学一轮复习专题四基本理论第22讲化学平衡常数化学反应进行的方向讲解课件

(用K1、K2表示),该反应的ΔH=
(用ΔH1、ΔH2表示)。
答案
K12 K2
2ΔH1-ΔH2
解析 (Ⅰ)×2-(Ⅱ)可得4NO2(g)+2NaCl(s) 2NaNO3(s)+2NO(g)+Cl2
(g),由平衡常数的定义可知,K= K12 。 K2
题组二 平衡常数的应用
4.在1 000 K时,已知反应Ni(s)+H2O(g) NiO(s)+H2(g)的平衡常数K= 0.005 9。当水蒸气和氢气的物质的量浓度相等时,此反应 ( ) A.已达平衡状态
(H )
2
)
K1=
1
K
2 2
题组一 化学平衡常数及影响因素
1.已知下列反应的平衡常数:①H2(g)+S(s) H2S(g) K1;②S(s)+O2(g) SO2(g) K2,则反应③H2(g)+SO2(g) O2(g)+H2S(g)的平衡常数是
( )
A.K1+K2 B.K1-K2
C.K1×K2
K值
越大 越小
正反应进行 平衡时生成 平衡时反应 反应物 的程度 物浓度 物浓度 转化率 越大 越大 越小 越高 越小 越小 越大 越低
(2)判断正在进行的可逆反应的反应方向以及反应是否达到平衡
对于可逆反应:mA(g)+nB(g)
pC(g)+qD(g),若浓度商Qc=
(2)CaCO3 CaO+CO2↑是一个熵增的过程 ( )
(3)焓变是影响反应是否具有自发性的唯一因素 ( ) (4)ΔH<0、ΔS>0时,反应能自发进行 ( )
答案 (1)✕ (2)√ (3)✕ (4)√
2.分析下列反应,在任何温度下均能自发进行的是 ( ) A.2N2(g)+O2(g) 2N2O(g) ΔH=+163 kJ·mol-1
2.有A、B、C、D四个反应:
反应
A
B
C
ΔH/(kJ·mol-1) +10.5 +1.80
-126
ΔS/(J·mol-1·K-1) 30.0
-113.0
84.0
D -11.7 -105.0
(1)在任何温度下都能自发进行的反应是
。
(2)在任何温度下都不能自发进行的反应是
。
(3)在余下的反应中:①温度高于
ab
⑤平均摩尔质量: M= g·am Mol-(1A。) b M (B)
(a mx) (b nx) px qx
考点二 化学反应方向的判断
1.自发过程 (1)含义 在一定条件下,不需要借助外力作用就能进行的过程。
(2)特点
2.化学反应方向的判据
1.判断正误,正确的画“√”,错误的画“✕”。 (1)放热过程均可以自发进行,吸热过程均不能自发进行( )
答案 D 若平衡移动不是由温度变化引起的,则K值不变,D项错误。
3.研究氮氧化物与悬浮在大气中海盐粒子的相互作用时,涉及如下反应:
2NO2(g)+NaCl(s) NaNO3(s)+ClNO(g) K1 ΔH1<0 (Ⅰ)
2NO(g)+Cl2(g) 2ClNO(g) K2 ΔH2<0 (Ⅱ)
4NO2(g)+2NaCl(s) 2NaNO3(s)+2NO(g)+Cl2(g)的平衡常数K=
℃时可自发进行的反应是
。
②温度低于
℃时可自发进行的反应是
。
答案 (1)C (2)B (3)①77 A ②-161.6 D
解析 放热的熵增反应在任何温度下都能自发进行,吸热的熵减反应在 任何温度下都不能自发进行。放热的熵减反应在低温下能自发进行,吸 热的熵增反应在高温下可以自发进行,具体温度可以根据ΔH-TΔS=0计 算出来。
B.未达平衡状态,反应正向进行
C.未达平衡状态,反应逆向进行
D.无法确定
答案
C
Qc=
c(H2 ) c(H2O)
=1,1
000
K时,K=0.005
9,故Qc>K,反应未达平衡状
态,向逆反应方向进行。
5.已知反应CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g)的平衡常数K与温度的关系 如下表:
c p (C) cq (D)
式:K=⑦ cm (A) cn (B) 。
(3)意义 a.K值越大,说明正反应能够进行的程度⑧ 越大 ,反应物的转化率⑨
越大 ;反之,K值越小,转化得越⑩ 不完全 ,转化率就 越小 。 b.K只受 温度 的影响,与反应物或生成物的 浓度 无关。
2.化学平衡常数的应用 (1)判断、比较可逆反应进行的程度 一般来说,一定温度下的一个具体的可逆反应:
答案 (1)✕ (2)✕ (3)✕ (4)√ (5)✕
2.【多维思考】
对于N2+3H2 2NH3 K1
NH3 12 N2+ 32 H2 K2
试分别写出平衡常数表达式,并判断其关系。
答案
K1=
c(
c2 N2
(NH3 ) ) c3(H
2
)
1
3
K2=
c
2
(
N2 ) c 2 c(NH3
题组 与化学平衡有关的图像题 1.下面是某化学研究小组探究外界条件对化学反应速率和化学平衡影 响时所画的图像,其中图像和实验结论表达均正确的是 ( )
A.①是其他条件一定时,反应速率随温度变化的图像,正反应ΔH<0 B.②是在平衡体系的溶液中溶解少量KCl晶体后化学反应速率随时间 变化的图像 C.③是在有、无催化剂存在下建立平衡过程的图像,a表示使用催化剂 时的曲线 D.④是一定条件下,向含有一定量A的容器中逐渐加入B时的图像,压强 p1>p2
化学
课标版
第22讲 化学平衡常数 化学反应进行的方向
考点一 化学平衡常数
1.化学平衡常数 (1)含义 在一定① 温度 下,当一个可逆反应达到② 化学平衡 时,生成物 ③ 浓度幂之积 与反应物④ 浓度幂之积 的比值是一个常数,简称 ⑤ 平衡常数 ,用符号⑥ K 表示。 (2)表达式 对于一般的可逆反应mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g),平衡常数的表达
起始量(mol/L) a
b
00
变化量(mol/L) mx
nx
px qx
平衡量(mol/L)相关量=起始量-变化量,n(平)=n(始)-n(变)
对于生成物:
平衡时的相关量=起始量+变化量,n(平)=n(始)+n(变)
(2)应用
①平衡常数:K= 。( px)p (qx)q (a mx)m (b nx)n
cp cm
(C) cq (D) (A) cn (B)
,
则将浓度商和平衡常数作比较可得可逆反应所处的状态。
(3)判断可逆反应的反应热 升高温度,若K值增大,则正反应为
应为 放热 反应。
吸热 反应;若K值减小,则正反
1.判断正误,正确的画“√”,错误的画“✕”。
(1)C(s)+H2O(g) ()
②转化率= 某某反反×应应1物物00转起%化始,如的的α(量量A)平= ×100%。
mx a
③百分含量:φ(A)= ×100%a 。mx
(a mx) (b nx) px qx
④平衡前后的压强之比: p(平= ) (。a mx) (b nx) px qx
p(始)
1.常见化学平衡图像类型 (1)物质的量(或浓度)-时间图像 此类图像要注意各曲线的折点(达平衡)对应时刻相同,各物质的物质的 量(或浓度)变化的比例符合化学方程式中的化学计量数关系。
该反应的化学方程式为2A 3B+C。 (2)含量-时间-温度(压强)图像 常见的形式有下图所示的几种(C%指某生成物百分含量,B%指某反应 物百分含量),这种图像的折点对应的横坐标表示达到平衡的时刻,曲线 的斜率反映了反应速率的大小,可以确定T(p)的高低(大小)。
CO(g)+H2(g)的平衡常数表达式为K=
c(CO) c(H2 ) c(C) c(H2O)
(2)增大反应物浓度,平衡正向移动,平衡常数增大 ( )
(3)升高温度,平衡常数增大 ( )
(4)平衡常数发生变化,化学平衡一定发生移动 ( )
(5)化学平衡发生移动,平衡常数一定发生变化 ( )
答案 C 根据图像①知,升高温度,平衡向正反应方向移动,正反应 ΔH>0,A项错误;②反应实质是Fe3++3SCN- Fe(SCN)3,K+和Cl-不参加 化学反应,KCl浓度增大不影响化学平衡,B项错误;③使用催化剂,反应 速率增大,先达到平衡,C项正确;④该反应为反应前后气体的物质的量 不变的化学反应,改变压强不影响平衡状态,即不影响A的转化率,且不 断加入B,A的转化率增大,D项错误。
x
(mol L1)
根据平衡常数的表达式,则 x2 =9,x=0.045 (0.060 x)2
故CO的转化率为 00..0064×05mm10ooll0%LL=11 75%。
思维建模 化学平衡的一般计算模式——“三段式”法
(1)模式
mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g)
温度/℃
400
500
830
平衡常数K 10
9
1
(1)该反应的ΔH
(选填“>”“=”或“<”)0。
(2)500 ℃时,若CO和H2O的起始浓度均为0.060 mol·L-1,则在该条件下,
CO的最大转化率为
。
答案 (1)< (2)75%
解析 (1)由表格中数据可知,温度越高,平衡常数K越小,说明温度升高,
1.某反应2AB(g) C(g)+3D(g)在高温时能自发进行,其逆反应在低温 时能自发进行,则该反应的ΔH、ΔS应为 ( ) A.ΔH<0、ΔS>0 B.ΔH<0、ΔS<0 C.ΔH>0、ΔS>0 D.ΔH>0、ΔS<0 答案 C 由ΔH-TΔS<0时反应能自发进行推知:ΔH<0、ΔS>0,反应在 任何温度下都能自发进行;ΔH>0、ΔS<0,反应在任何温度下都不能自发 进行;ΔH>0、ΔS>0,反应在较高温度下能自发进行;ΔH<0、ΔS<0,反应 在较低温度下能自发进行。
此类图像斜率大的反应快,先达到平衡(先拐先平)。 (3)速率-压强图像 曲线的意义是外界条件(如压强等)对正、逆反应速率影响的变化趋势 及变化幅度。图中交点是平衡状态,压强增大后正反应速率增大得快, 平衡正向移动。
(4)恒压(温)线 该类图像的纵坐标为反应物的转化率(α)或物质的平衡浓度(c),横坐标 为温度(T)或压强(p),常见类型有(如下图所示):
B.Ag(s)+ 12 Cl2(g) AgCl(s) ΔH=-127 kJ·mol-1 C.HgO(s) Hg(l)+ 12 O2(g) ΔH=+91 kJ·mol-1 D.H2O2(l) 1 O2(g)+H2O(l) ΔH=-98 kJ·mol-1
2
答案 D A项,该反应ΔH>0、ΔS<0,在任何温度下都不能自发进行;B 项,该反应ΔH<0、ΔS<0,在高温下不能自发进行;C项,该反应ΔH>0、 ΔS>0,在低温下不能自发进行;D项,该反应ΔH<0、ΔS>0,在任何温度下 都能自发进行。
思维建模 焓变、熵变和温度对化学反应方向的影响
ΔH ΔS
ΔH-TΔS
反应情况
-
+
永远是负值 在任何温度下均能自发进行
+-
永远是正值 在任何温度下均不能自发进行
+ + 低温为正;高温为 低温时不能自发进行;高温时
负
能
自发进行
-
- 低温为负;高温为 低温时能自发进行;高温时不
正
能
自发进行
考点三 化学平衡的图像
反应逆向进行,正反应为放热反应,ΔH<0。
(2)500 ℃时,K=9。
假设平衡时,CO的转化浓度为x mol·L-1,则有
CO(g)+ H2O(g) CO2(g)+H2(g)
起始浓度
(mol L1)
0.060 0.060
00
转化浓度
x
x
(mol L1)
xx
平衡浓度 0.060-x 0.060-x x
解决这类图像题,采用“定一议二”法,即把自变量(温度、压强)之一设 为恒量,讨论另外两个量的关系。
2.解题思路
3.化学平衡图像题解题技巧 (1)先拐先平数值大:在含量(转化率)-时间曲线中,先出现拐点的先达到 平衡,表示温度较高、有催化剂、压强较大等。 (2)定一议二:当图像中有三个量时,先确定一个量不变,再讨论另外两个 量的关系,有时还需要作辅助线。 (3)三步分析法:一看反应速率是增大还是减小;二看v正、v逆的相对大小; 三看化学平衡移动的方向。
D.K 1
K2
答案
D
反应①的平衡常数K1=
c(H2 S ) c(H2 )
,反应②的平衡常数K2=
c(SO2 ) c(O2 )
,
反应③的平衡常数K3=
c(H2 c(H2
S) c(O ) c(SO
2 2
) )
,故K3=K1/K2。
2.(2014上海单科,14,3分)只改变一个影响因素,平衡常数K与化学平衡 移动的关系叙述错误的是 ( ) A.K值不变,平衡可能移动 B.K值变化,平衡一定移动 C.平衡移动,K值可能不变 D.平衡移动,K值一定变化