第23讲化学平衡常数化学反应方向-2024-2025学年高考化学一轮复习课件

合集下载
  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
cpC·cqD 对于反应 mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g),K=cmA·cnB(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,固体和纯液体 的浓度视为常数,通常不计入平衡常数表达式中)。
[名师提醒] (1)当水以水蒸气形式存在时,应计入平衡常数表达式中。 (2)在非水反应体系中,产物出现水,应计入平衡常数表达式中。 实例:
ccC·cdD caA·cbB=Q,称为浓度商。
<K 反应向 正
反应方向进行,v正
>
v逆
Q>=KK
反应处于化学平衡状态,v正 = 反应向 逆 反应方向进行,v正
v逆
<
v逆
(3)化学平衡常数与反应热的关系
1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)。 (1)对于 N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)达到平衡,在温度不变、容积不变的密闭容器 中充入 N2,化学平衡常数不变。 ( √ ) (2)对某一可逆反应,升高温度则化学平衡常数一定变大。 ( × ) (3)平衡常数发生变化,化学平衡必定发生移动达到新的平衡。 ( √ ) (4)可根据 K 随温度的变化情况判断反应的热效应。 ( √ ) (5)催化剂能改变平衡常数的大小。 ( × ) (6)平衡右移,则反应物的转化率一定增大。 ( × ) (7)反应 A(g)+3B(g) 2C(g),达平衡后,温度不变,增大压强,平衡正向移动, 平衡常数 K 值增大。 ( × ) (8)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 值也增大 2 倍。
2α+-2bα·32α++2αb3 为 a,CO2(g)的物质的量为 b mol,则反应Ⅰ的平衡常数 Kx= 1-α 1-α-b[写出含
2+2α·2+2α xpC·xqD
有 a、b 的计算式;对于反应 mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g),Kx=xmA·xnB,x 为 物质的量分数]。其他条件为不变,H2O(g)起始量增加到 5 mol,达平衡时,α=0.90, b=0.65,平衡体系中 H2(g)的物质的量分数为 43% (结果保留两位有效数字)。
B.反应①②③的反应热满足关系:ΔH2-ΔH1=ΔH3
C.反应①②③的平衡常数满足关系:K1+K3=K2
D.要使反应③在一定条件下建立的平衡向正反应方向移动,可采取升温措施
[解析] 由表格数据可知,升高温度时 K1 增大、K2 减小,则 ΔH1>0,ΔH2<0,A
错误;由盖斯定律可知,②-①得到③,则 ΔH2-ΔH1=ΔH3,B 正确;结合②-①
3.(2022 河北化学)氢能是极具发展潜力的清洁能源,以氢燃料为代表的燃料电 池有良好的应用前景。工业上常用甲烷水蒸气重整制备氢气,体系中发生如下反应。
Ⅰ CH4(g)+H2O(g) CO(g)+3H2(g) Ⅱ CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g) 恒温恒压条件下,1 mol CH4(g)和 1 mol H2O (g)反应达平衡时,CH4(g)的转化率
同温同体积条件下,气体的压强之比等于气体的物质的量之比,则平衡体系的总压为 0.2
MPa×1.3=0.26 MPa,反应Ⅰ:C(s)+H2O(g)
0.1 0.5 1.3×1.3 CO(g)+H2(g)的平衡常数 Kp= 0.5 ×
1.3
0.1 p 总=1.3×0.26 MPa=0.02 MPa。
5.(2021 全国乙卷)一氯化碘(ICl)是一种卤素互化物,具有强氧化性,可与金属 直接反应,也可用作有机合成中的碘化剂。回答下列问题:
(1)历史上海藻提碘中得到一种红棕色液体,由于性质相似,Liebig 误认为是 ICl, 从而错过了一种新元素的发现,该元素是 溴(或 Br) 。
(2)氯铂酸钡(BaPtCl6)固体加热时部分分解为 BaCl2、Pt 和 Cl2,376.8 ℃时平衡常 数 K′p=1.0×104 Pa2,在一硬质玻璃烧瓶中加入过量 BaPtCl6,抽真空后,通过一支 管通入碘蒸气(然后将支管封闭),在 376.8 ℃,碘蒸气初始压强为 20.0 kPa。376.8 ℃ 平衡时,测得烧瓶中压强为 32.5 kPa,则 pICl= 24.8 kPa,反应 2ICl(g) Cl2(g)
K2
K2
得到③可知,K1=K3,C 错误;由K1随温度升高而减小可知,反应③为放热反应,则
要使反应③的平衡向正反应方向移动,可采取降温措施,D 错误。
2.(2022 江苏化学)用尿素水解生成的 NH3 催化还原 NO,是柴油机车辆尾气净 化的主要方法。反应为 4NH3(g)+O2(g)+4NO(g) 4N2(g)+6H2O(g),下列说法正确 的是( B )
( ×)
2.书写下列化学平衡的平衡常数表达式。
(1)Cl2+H2O HCl+HClO
cHCl·cHClO K= cCl2
cCO·cH2
(2)C(s)+H2O(g) CO(g)+H2(g) K= cH2O
(3)CH3COOH+C2H5OH CH3COOC2H5+H2O
cCH3COOC2H5·cH2O K=cCH3COOH·cC2H5OH
b
b
CO2(g)+H2 (g)
b
b
平衡量时 n 总=(1-α)mol+(1-α-b)mol+(α-b)mol+(3α+b)mol+b mol =(2
xCO·x3H2 2α+-2bα·32α++2αb3 +2α)mol,则反应Ⅰ的 Kx=xCH4·xH2O= 1-α 1-α-b。
2+2α·2+2α
当加入 1 mol CH4(g)、5 mol H2O(g),列式计算:
5.化学平衡常数的三种应用
(1)利用化学平衡常数判断化学反应可能进行的程度,K 值越大,反应进行的程度
越大,同等条件下反应物的转化率越大。
(2) 利 用 化 学 平 衡 常 数 判 断 化 学 平 衡 移 动 的 方 向 , 对 于 可 逆 反 应 aA(g) +
bB(g) cC(g)+dD(g),在一定温度下的任意时刻,反应物与生成物浓度有如下关系:
100×7.6×103
+I2(g)的平衡常数 K= 24.8×1032 (列出计算式即可)。
(3)McMorris 测定和计算了在 136~180 ℃范围内下列反应的平衡常数 Kp:
2NO(g)+2ICl(g) 2NOCl(g)+I2(g) Kp1
2NOCl(g) 2NO(g)+Cl2(g) Kp2
Ⅰ.C(s)+H2O(g) CO(g)+H2(g) ΔH1=+131.4 kJ·mol-1 Ⅱ.CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g) ΔH2=-41.1 kJ·mol-1 反应平衡时,H2O(g)的转化率为 50%,CO 的物质的量为 0.1 mol。此时,整个 体系 吸收 (填“吸收”或“放出”)热量 31.2 kJ,反应Ⅰ的平衡常数 Kp=0.02 MPa (以分压表示,分压=总压×物质的量分数)。
CH4(g)+H2O(g)
CO(g) + 3H2(g) Δn
初始量
mol
1
5
0
0
转化量 mol
0.9 0.9
0.9
2.7 1.8
平衡量 mol
1-0.9 5-0.9-0.65 0.9-0.65 2.7+0.65
CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g)
转化量/mol 0.65 0.65
0.65 0.65
A.上述反应 ΔS<0 c4N2·c6H2O
B.上述反应平衡常数 K=c4NH3·cO2·c4NO C.上述反应中消耗 1 mol NH3,转移电子的数目为 2×6.02×1023 D.实际应用中,加入尿素的量越多,柴油机车辆排放的尾气对空气污染程度越 小
[解析] 由方程式可知,该反应是一个气体分子数增大的反应,即熵增的反应, c4N2·c6H2O
(4)CO23-+H2O HCO3-+OH-
cOH-·cHCO-3 K= cCO23-
(5)CaCO3(s) CaO(s)+CO2(g)
K=c(CO2)
题组一 化学平衡常数表达式及影响因素和相关计算
1.(2023 河北武邑中学调研)下列三个化学反应的平衡常数(K1、K2、K3)与温度的 关系分别如表所示。则下列说法正确的是( B )
反应 ΔS>0,故 A 错误;由方程式可知,反应平衡常数 K=c4NH3·cO2·c4NO,故 B 正确;由方程式可知,反应每消耗 4 mol 氨气,反应转移 12 mol 电子,则反应中消
1 耗 1 mol 氨气转移电子的数目为 3 mol×4×4×6.02×1023=3×6.02×1023,故 C 错误; 实际应用中,加入尿素的量越多,尿素水解生成的氨气过量,柴油机车辆排放的氨气 对空气污染程度增大,故 D 错误。
3.35 mol 平 衡 时 n 总 = (1 + 5 + 1.8)mol = 7.8 mol , H2(g) 的 物 质 的 量 分 数 为 7.8 mol
×100%≈43%。
4.(2022 湖南化学)2021 年我国制氢量位居世界第一,煤的气化是一种重要的制 氢途径。回答下列问题:
在一定温度下,向体积固定的密闭容器中加入足量的 C(s)和 1 mol H2O(g),起始 压强为 0.2 MPa 时,发生下列反应生成水煤气:
[解析] 当加入 1 mol CH4 (g)、1 mol H2O (g),列式计算:
CH4 (g)+H2O (g) CO (g)+3H2 (g) Δn
初始量/mol 1
1
0
0
转化量/mol α
α
α


平衡量/mol 1-α 1-α-b α-b 3α+b
转化量/mol
CO (g)+H2O (g)
化学方程式
平衡常数
关系式
N2(gg)+2H2(g) NH3(g)
2NH3(g) N2(g)+3H2(g)
c2NH3
K1= cN2·c3H2
K2= K1
cNH3
1
3
1
K2= c2N2·c2H2 K3= K1
cN2·c3H2
K3= c2NH3
3.意义 (1)K 值越大,反应进行的程度越大,反应物的转化率 越大 ,一般来说,K≥105 认为反应进行得较完全。 (2)K 值的大小只能预示某可逆反应向某方向进行的最大限度,但不能预示反应达 到平衡所需要的时间。 4.影响因素 一个可逆反应的 K 仅受 温度 影响,与反应物或生成物的浓度变化、催化剂等无 关。
化学反应
平衡
温度
常数 973 K 1 173 K
①Fe(s)+CO2(g) FeO(s)+CO(g) ΔH1 K1 1.47 2.15
②Fe(s)+H2O(g) FeO(s)+H2(g) ΔH2 K2 2.38 1.67
③CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g) ΔH3 K3


A.ΔH1<0,ΔH2>0
第七章 化学反应速率和化学平衡
第23讲 化学平衡常数 化学反应方向
导航 目录
考点 1 考点 2 考点 3 限时跟踪检测(二十三)
知识网络
考点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,称为化学平衡常数,用符号 K 表示。 2.表达式
1
1
得到 lg Kp1~T和 lg Kp2~T均为线性关系,如图所示:
①由图可知,NOCl 分解为 NO 和 Cl2 反应的 ΔH 大于 (填“大于”或“小于”)0。 ②反应 2ICl(g) Cl2(g)+I2(g)的 K= Kp1·Kp2 (用 Kp1、Kp2 表示);该反应的 ΔH 大于 (填“大于”或“小于”)0,写出推理过程
[解析] 反应平衡时,H2O(g)的转化率为 50%,则水的变化量为 0.5 mol,水的平衡量也 是 0.5 mol,由于 CO 的物质的量为 0.1 mol,则根据 O 原子守恒可知 CO2 的物质的量为 0.2 mol, 生成 0.2 mol CO2 时消耗了 0.2 mol CO,故反应Ⅰ实际生成了 0.3 mol CO。根据相关反应的 热化学方程式可知,生成 0.3 mol CO 要吸收热量 39.42 kJ,生成 0.2 mol CO2 要放出热量 8.22 kJ,因此整个体系吸收热量 39.42 kJ-8.22 kJ=31.2 kJ;由 H 原子守恒可知,平衡时 H2 的 物质的量为 0.5 mol,CO 的物质的量为 0.1 mol,CO2 的物质的量为 0.2 mol,水的物质的量 为 0.5 mol,则平衡时气体的总物质的量为 0.5 mol+0.1 mol+0.2 mol+0.5 mol=1.3 mol,在
相关文档
最新文档