2024年高考化学一轮复习第7章化学反应速率与化学平衡第3讲化学平衡常数、化学反应的方向与调控
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气体体积增大的反应。
2.恒温线(或恒压线)图像
控制变量,讨论条件对化学平衡的影响
已知不同温度下的转化率—压强图像或不同压强下的转化率—温度图像,
推断反应的热效应或反应前后气体物质间化学计量数的关系。以反应
aA(g)+bB(g)
cC(g)中反应物A的转化率(αA)为例说明。
解答这类图像题时应注意以下两点:
第七章
第3讲 化学平衡常数 化学反应的方向与调控
内
容
索
引
01
强基础 增分策略
02
增素能 精准突破
03
研专项 前沿命题
04
明考向 真题演练
【课程标准】
1.认识化学平衡常数是表征反应限度的物理量,知道化学平衡常数的含义。
2.能书写平衡常数达式,能进行平衡常数、转化率的简单计算,能利用平
衡常数和浓度商的关系判断化学反应是否达到平衡及平衡移动的方向。
3.知道化学反应是有方向的,知道化学反应的方向与反应的焓变和熵变有
关。
4.认识化学反应速率和化学平衡的综合调控在生产、生活和科学研究中
的重要作用。知道催化剂可以改变反应历程,对调控化学反应速率具有重
要意义。
5.针对典型的案例,能从限度、速率等角度对化学反应和化工生产条件进
行综合分析。
强基础 增分策略
图像中的极值点未必是平衡点,但极值点之后为平衡移动趋势图
对于化学反应mA(g)+nB(g)
pC(g)+qD(g),下图中M点前,表示化学反应
从反应物开始,则v(正)>v(逆);M点为刚达到的平衡点。M点后为平衡受温
度的影响情况,即升温时A%增大(C%减小),平衡逆向移动,ΔH
< 0。
(2)平衡图像外点的意义
(2)通过分析相同压强下不同温度时反应物A的转化率的大小来判断平衡
移动的方向,从而确定反应的热效应。如在甲图中作横坐标的垂直线可看
出,温度越高,αA越小,则平衡向逆反应方向移动,正反应为放热反应;乙中任
取一条压强曲线,也能分析出正反应为放热反应。
3.几种特殊图像
(1)同一时间段内,不同温度(或压强)图像
(1)图①表示p2>p1,正反应为气体体积增大的反应。(
(2)图②表示随温度升高,吸热反应的平衡常数变化。(
√ )
×
)
(3)若图③中p2>p1,则对应可逆反应的正反应为吸热、气体体积减小的反
应。(
×
)
三、化学反应的方向 化学反应的调控
(A)· (B)
Q<K,反应向
Q=K,反应处于
Q>K,反应向
cC(g)+dD(g)的任意状态,浓度商
。
正
反应方向进行,v(正)
平衡
逆
状态,v(正)
=
反应方向进行,v(正)
>
v(逆)。
v(逆)。
<
v(逆)。
(2)利用K可判断反应的热效应
温度变化导致K变化,平衡发生移动;其他条件改变,K不变
(1)“定一议一”原则:可通过分析相同温度下不同压强时反应物A的转化率
大小来判断平衡移动的方向,从而确定反应方程式中反应物与生成物气体
物质间的化学计量数的大小关系。如图甲中任取一条温度曲线研究可知,
压强增大,αA增大,平衡向正反应方向移动,正反应为气体体积减小的反应;
乙中任取横坐标一点作横坐标的垂直线,也能得出相应的结论。
增大。(
×
)
(6)反应A(g)+3B(g)
动,平衡常数K增大。(
2C(g)达平衡后,温度不变,增大压强,平衡正向移
×
)
应用提升 (1)计算平衡常数时代入的必须是各物质的平衡浓度(对于反应
前后气体总体积不变的反应,也可以用各物质平衡时的物质的量)。
(2)平衡常数只受温度影响,但是平衡常数的大小,还与方程式的书写形式
一、化学平衡常数
1.表达式
固体或纯液体浓度不变,不能写入平衡常数表达式
对于一般的可逆反应mA(g)+nB(g)
平衡时:平衡常数 K=
(C)· (D)
(A)· (B)
pC(g)+qD(g),在一定温度下达到
。
2.意义及影响因素
平衡常数大小只能说明反应趋势,不能说明反应进行的快慢
(3)计算转化率:利用平衡常数计算转化率的主要途径是利用温度不变时,
平衡常数不变列方程求解。
(4)计算相关反应的平衡常数。若只是反应方向改变,则平衡常数变为其倒
数;若只是方程式中各物质的化学计量数等倍扩大(变为原来n倍)或缩小程
1
1
度相同(变为原来的 ),则相应的平衡常数也会变为原来的n次幂或 次幂。
有关。
二、化学反应速率和化学平衡图像
1.转化率(或百分含量)—时间—温度(或压强)图像
先拐先平,条件强
已知不同温度或压强下,反应物的转化率α(或百分含量)与时间的关系曲线,
可推断温度的高低、反应的热效应、压强的大小及气体物质间的化学计
量数的关系等。下面以反应aA(g)+bB(g)
为例说明。
cC(g)中反应物的转化率(αA)
对横坐标作垂线,交点为平衡移动的方向
对于化学反应mA(g)+nB(g)
pC(g)+qD(g),下图中L曲线上所有的点都是
平衡点
。
左上方E点时A%大于此压强时平衡体系中的A%,E点必须向正反应方向移
动才能达到平衡状态,所以,E点v(正)
v(逆)。
>
v(逆);同理,右下方F点v(正)
<
易错辨析 判断正误:正确的画“√”,错误的画“×”。
大
正反应进行的程度越
意义 K值越大
反应物的转化率越
K
影响
内因
因素 外因
>105 时,反应可接近完全
反应物本身的性质
温度升高
大
ΔH<0,K值
减小
ΔH>0,K值
增大
3.应用
(1)利用化学平衡常数,判断反应是否达到平衡状态,以及平衡向哪个方向
进行。
对于化学反应aA(g)+bB(g)
Q=
(C)· (D)
易错辨析 判断正误:正确的画“√”,错误的画“×”。
(1)平衡常数发生变化,化学平衡必定发生移动。(
√
)
(2)平衡常数和转化率都能体现可逆反应进行的程度。(
√ )
(3)其他条件不变,使用不同催化剂,反应的平衡常数不变。(
√ )
(4)对某一可逆反应,升高温度则化学平衡常数一定变大。(
×
)
(5)改变条件,使反应物的平衡转化率都增大,该可逆反应的平衡常数一定
①图甲中,T2>T1,升高温度,αA降低,平衡逆向移动,则正反应为
放热
反
应。
②图乙中,p1>p2,增大压强,αA升高,平衡正向移动,则正反应为
气体体积减小
的反应。
③图丙中,a表示使用了
催化剂
或
增大压强
(反应前后气体分子数
相等的可逆反应)。
注意:若纵坐标表示A的百分含量,则甲中正反应为吸热反应,乙中正反应为
2.恒温线(或恒压线)图像
控制变量,讨论条件对化学平衡的影响
已知不同温度下的转化率—压强图像或不同压强下的转化率—温度图像,
推断反应的热效应或反应前后气体物质间化学计量数的关系。以反应
aA(g)+bB(g)
cC(g)中反应物A的转化率(αA)为例说明。
解答这类图像题时应注意以下两点:
第七章
第3讲 化学平衡常数 化学反应的方向与调控
内
容
索
引
01
强基础 增分策略
02
增素能 精准突破
03
研专项 前沿命题
04
明考向 真题演练
【课程标准】
1.认识化学平衡常数是表征反应限度的物理量,知道化学平衡常数的含义。
2.能书写平衡常数达式,能进行平衡常数、转化率的简单计算,能利用平
衡常数和浓度商的关系判断化学反应是否达到平衡及平衡移动的方向。
3.知道化学反应是有方向的,知道化学反应的方向与反应的焓变和熵变有
关。
4.认识化学反应速率和化学平衡的综合调控在生产、生活和科学研究中
的重要作用。知道催化剂可以改变反应历程,对调控化学反应速率具有重
要意义。
5.针对典型的案例,能从限度、速率等角度对化学反应和化工生产条件进
行综合分析。
强基础 增分策略
图像中的极值点未必是平衡点,但极值点之后为平衡移动趋势图
对于化学反应mA(g)+nB(g)
pC(g)+qD(g),下图中M点前,表示化学反应
从反应物开始,则v(正)>v(逆);M点为刚达到的平衡点。M点后为平衡受温
度的影响情况,即升温时A%增大(C%减小),平衡逆向移动,ΔH
< 0。
(2)平衡图像外点的意义
(2)通过分析相同压强下不同温度时反应物A的转化率的大小来判断平衡
移动的方向,从而确定反应的热效应。如在甲图中作横坐标的垂直线可看
出,温度越高,αA越小,则平衡向逆反应方向移动,正反应为放热反应;乙中任
取一条压强曲线,也能分析出正反应为放热反应。
3.几种特殊图像
(1)同一时间段内,不同温度(或压强)图像
(1)图①表示p2>p1,正反应为气体体积增大的反应。(
(2)图②表示随温度升高,吸热反应的平衡常数变化。(
√ )
×
)
(3)若图③中p2>p1,则对应可逆反应的正反应为吸热、气体体积减小的反
应。(
×
)
三、化学反应的方向 化学反应的调控
(A)· (B)
Q<K,反应向
Q=K,反应处于
Q>K,反应向
cC(g)+dD(g)的任意状态,浓度商
。
正
反应方向进行,v(正)
平衡
逆
状态,v(正)
=
反应方向进行,v(正)
>
v(逆)。
v(逆)。
<
v(逆)。
(2)利用K可判断反应的热效应
温度变化导致K变化,平衡发生移动;其他条件改变,K不变
(1)“定一议一”原则:可通过分析相同温度下不同压强时反应物A的转化率
大小来判断平衡移动的方向,从而确定反应方程式中反应物与生成物气体
物质间的化学计量数的大小关系。如图甲中任取一条温度曲线研究可知,
压强增大,αA增大,平衡向正反应方向移动,正反应为气体体积减小的反应;
乙中任取横坐标一点作横坐标的垂直线,也能得出相应的结论。
增大。(
×
)
(6)反应A(g)+3B(g)
动,平衡常数K增大。(
2C(g)达平衡后,温度不变,增大压强,平衡正向移
×
)
应用提升 (1)计算平衡常数时代入的必须是各物质的平衡浓度(对于反应
前后气体总体积不变的反应,也可以用各物质平衡时的物质的量)。
(2)平衡常数只受温度影响,但是平衡常数的大小,还与方程式的书写形式
一、化学平衡常数
1.表达式
固体或纯液体浓度不变,不能写入平衡常数表达式
对于一般的可逆反应mA(g)+nB(g)
平衡时:平衡常数 K=
(C)· (D)
(A)· (B)
pC(g)+qD(g),在一定温度下达到
。
2.意义及影响因素
平衡常数大小只能说明反应趋势,不能说明反应进行的快慢
(3)计算转化率:利用平衡常数计算转化率的主要途径是利用温度不变时,
平衡常数不变列方程求解。
(4)计算相关反应的平衡常数。若只是反应方向改变,则平衡常数变为其倒
数;若只是方程式中各物质的化学计量数等倍扩大(变为原来n倍)或缩小程
1
1
度相同(变为原来的 ),则相应的平衡常数也会变为原来的n次幂或 次幂。
有关。
二、化学反应速率和化学平衡图像
1.转化率(或百分含量)—时间—温度(或压强)图像
先拐先平,条件强
已知不同温度或压强下,反应物的转化率α(或百分含量)与时间的关系曲线,
可推断温度的高低、反应的热效应、压强的大小及气体物质间的化学计
量数的关系等。下面以反应aA(g)+bB(g)
为例说明。
cC(g)中反应物的转化率(αA)
对横坐标作垂线,交点为平衡移动的方向
对于化学反应mA(g)+nB(g)
pC(g)+qD(g),下图中L曲线上所有的点都是
平衡点
。
左上方E点时A%大于此压强时平衡体系中的A%,E点必须向正反应方向移
动才能达到平衡状态,所以,E点v(正)
v(逆)。
>
v(逆);同理,右下方F点v(正)
<
易错辨析 判断正误:正确的画“√”,错误的画“×”。
大
正反应进行的程度越
意义 K值越大
反应物的转化率越
K
影响
内因
因素 外因
>105 时,反应可接近完全
反应物本身的性质
温度升高
大
ΔH<0,K值
减小
ΔH>0,K值
增大
3.应用
(1)利用化学平衡常数,判断反应是否达到平衡状态,以及平衡向哪个方向
进行。
对于化学反应aA(g)+bB(g)
Q=
(C)· (D)
易错辨析 判断正误:正确的画“√”,错误的画“×”。
(1)平衡常数发生变化,化学平衡必定发生移动。(
√
)
(2)平衡常数和转化率都能体现可逆反应进行的程度。(
√ )
(3)其他条件不变,使用不同催化剂,反应的平衡常数不变。(
√ )
(4)对某一可逆反应,升高温度则化学平衡常数一定变大。(
×
)
(5)改变条件,使反应物的平衡转化率都增大,该可逆反应的平衡常数一定
①图甲中,T2>T1,升高温度,αA降低,平衡逆向移动,则正反应为
放热
反
应。
②图乙中,p1>p2,增大压强,αA升高,平衡正向移动,则正反应为
气体体积减小
的反应。
③图丙中,a表示使用了
催化剂
或
增大压强
(反应前后气体分子数
相等的可逆反应)。
注意:若纵坐标表示A的百分含量,则甲中正反应为吸热反应,乙中正反应为