高考化学大一轮复习讲义(知识梳理+基础验收+明确考向)第七章 第三节 化学平衡常数化学反应进行的方向

第三节化学平衡常数化学反应进行的方向

1.理解化学平衡常数的含义，能够利用化学平衡常数进行简单的计算。(高频)

2.了解化学反应速率和化学平衡的调控在生活、生产和科学研究领域中的重要作用。(中频)

3.了解化学反应进行方向的判断方法。

化学平衡常数

以m A(g)＋n B(g)p C(g)＋q D(g)为例

1．表达式：K＝c p（C）·c q（D）c（A）·c（B）

。

2．影响因素

K仅与温度有关，与反应物或生成物的浓度无关。3．意义

4．注意事项

(1)反应物或生成物中有固体和液态水存在时，由于其浓度可看做“常数”而不代入公式。

(2)化学平衡常数是指某一具体反应方程式的平衡常数。若反应方向改变，则平衡常数改变。若方程式中各物质的化学计量数等倍扩大或缩小，尽管是同一反应，平衡常数也会改变，但意义不变。

化学反应进行的方向

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自动进行的过程。

(2)特点：

①体系趋向于从高能状态转变为低能状态(体系对外部做功或释放热量)。

②在密闭条件下，体系有从有序转变为无序的倾向性(无序体系更加稳定)。

2．化学反应方向的判据

3．复合判据——自由能ΔG断据

ΔG＝ΔH－TΔS

(1)当ΔH<0，ΔS>0时反应自发进行。

(2)当ΔH>0，ΔS<0时反应不自发进行。

(3)当ΔH>0，ΔS>0时，高温下可能自发进行。

(4)当ΔH<0，ΔS<0时，低温下可能自发进行。

1．易误诊断(正确的打“√”，错误的打“×”)。

(1)C(s)＋H2O(g)CO(g)＋H2(g)的平衡常数表达式为K＝c（CO）·c（H2）

()

c（C）·c（H2O）

(2)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()

(3)化学平衡移动，化学平衡常数一定改变()

(4)对某一可逆反应，升高温度则化学平衡常数一定变大()

(5)增大反应物的浓度，平衡正向移动，化学平衡常数增大()

(6)化学平衡常数和转化率都能体现反应进行的程度()

(7)焓变和熵变都可以独立的作为判断化学反应进行的方向的判据()

(8)ΔH<0的反应一定能自发进行()

(9)相同温度下，可逆反应的两方向平衡常数互为倒数()

【答案】(1)×(2)√(3)×(4)×(5)×(6)√(7)×(8)×(9)√

2．(选修4P32T2，改编)已知反应A(g)＋3B(g)2C(g)在一定温度下达到平衡，各物质的平衡浓度分别为c(A)＝2.0 mol/L、c(B)＝2.0 mol/L、c(C)＝1.0 mol/L。

则(1)该反应的平衡常数表达式为________。

(2)该反应的平衡常数的值为________。

(3)若某时刻各物质的浓度分别为c(A)＝3.0 mol/L，c(B)＝2.0 mol/L，c(C)＝2.0 mol/L，则该时刻v正_____v逆(填“＞”、“＝”或“＜”)。

【答案】(1)K＝c2（C）

c（A）·c3（B）(2)

1

16(3)＜

3．在一定温度下将3 mol CO2和2 mol H2混合于2 L的密闭容器中，发生如

下反应：CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g)。

(1)该反应的化学平衡常数表达式K＝___________________。

(2)已知在700 ℃时，该反应的平衡常数K1＝0.6，则该温度下反应CO(g)＋

H2O(g)CO2(g)＋H2(g)的平衡常数K2＝________，反应1

2CO2(g)＋

1

2

H2(g)1

2CO(g)＋

1

2H2O(g)的平衡常数K3＝________。

(3)已知在1 000 ℃时，该反应的平衡常数K4＝1.0，则该反应为________反应(填“吸热”或“放热”)。

【答案】(1)c（CO）·c（H2O）

c（H2）·c（CO2）

(2)1.670.77

(3)吸热

平衡常数的一个表达式

m A(g)＋n B(g) p C(g)＋q D(g)

K ＝c p （C ）·c q （D ）c m （A ）·c n （B ）

影响K 的一个因素：温度

用K 与Q c 判断反应方向3个方面

⎩⎨⎧Q c ＝K 体系处于平衡状态，v

正＝v 逆Q c v

逆Q c >K 反应逆向进行，v 正

判断反应进行方向的三个判据

(1)ΔH <0 (2)ΔS >0 (3)ΔG <0

化学平衡常数的应用与计算

1.化学平衡常数的应用

(1)判断反应进行的程度：化学平衡常数能够表示可逆反应进行的程度。一个反应的K 值越大，表明平衡时生成物的浓度越大，反应物的浓度越小，反应物的转化率也越大。一般地说，当K >105时，就认为反应基本进行完全了，当K <10－5时，认为反应很难进行。

(2)判断化学反应进行的方向：对于化学反应a A(g)＋b B(g)

c C(g)＋

d D(g)的任意状态，浓度商：Q c ＝c c （C ）·c d （D ）c a （A ）·c b （B ），有： ⎩⎨⎧Q c v （逆）

Q c ＝K ：反应处于化学平衡状态，v （正）＝v （逆）Q c >K ：反应向逆反应方向进行，v （正）

(3)判断反应的热效应：

2．有关计算

(1)利用平衡浓度计算平衡常数K ；

(2)利用K 计算平衡浓度和转化率；

(3)利用K 判断某一时刻是否为平衡状态或v 正、v 逆的大小关系等。

化学平衡常数理解应注意的问题

(1)与化学方程式书写形式的关系：