1、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考点一化学平衡常数1.化学平衡常数化学平衡常数(1)含义在一定温度下,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,简称平衡常数,用符号K表示。(2)表达式对于一般的可逆反应mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g),平衡常数的表达式:K=。(3)意义a.K值越大,说明正反应能够进行的程度越大,反应物的转化率越大;反之,K值越小,转化得越不完全,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。(C)(D)()(B)pqmncccAc2.化学平衡常数的应用化学平衡常数的应用(1
2、)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:K值正反应进行的程度平衡时生成物浓度平衡时反应物浓度反应物转化率越大越大越大越小越高越小越小越小越大越低(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=,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,则正反应为吸热反应;若K值减小,则正反(C)(D)(A)(B)pqmncccc应为放热反应。1.判断正误判断正误,正确的画正确的画“”,错误的画错误的画“”。(1)C(s)+H2O(g)CO(
3、g)+H2(g)的平衡常数表达式为K=()(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()22(CO)(H)(C)(H)ccccO答案答案(1)(2)(3)(4)(5)2.【多维思考】对于N2+3H22NH3K1NH3N2+H2K2试分别写出平衡常数表达式,并判断其关系。1232答案答案K1=K2=K1=23322(H)(N)(H)cNcc 1322223(N)(H)(NH)ccc221K1.已知下列反应的平衡常数:H2(g)+S(s)H2S(g)K1;S(s)+
4、O2(g)SO2(g)K2,则反应H2(g)+SO2(g)O2(g)+H2S(g)的平衡常数是()A.K1+K2B.K1-K2C.K1K2D.12KK题组一化学平衡常数及影响因素题组一化学平衡常数及影响因素答案答案D反应的平衡常数K1=,反应的平衡常数K2=,反应的平衡常数K3=,故K3=K1/K2。22(H)(H)cSc22(SO)(O)cc2222(H)(O)(H)(SO)cSccc2.(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值一定变化答案
5、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)K1H10()2NO(g)+Cl2(g)2ClNO(g)K2H2K,反应未达平衡状态,向逆反应方向进行。22(H)(H)ccO5.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:(1)该反应的H(选填“”“=”或“”)0。(2)500时,若CO和H2O的起始浓度均为0.060molL-1,则在该条件下,CO的最大转化率为。温度/400500830平衡常数K1091答案
6、答案(1)(2)75%解析解析(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,反应逆向进行,正反应为放热反应,H0。(2)500时,K=9。假设平衡时,CO的转化浓度为xmolL-1,则有CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)0.0600.06000 xxxx0.060-x0.060-xxx根据平衡常数的表达式,则=9,x=0.0451(mol L)起始浓度1(mol L)转化浓度1(mol L)平衡浓度22(0.060)xx故CO的转化率为100%=75%。思维建模思维建模 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)起
7、始量(mol/L)ab00变化量(mol/L)mxnxpxqx平衡量(mol/L)a-mxb-nxpxqx对于反应物:平衡时的相关量=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)110.045mol L0.060mol L(2)应用平衡常数:K=。转化率=100%,如(A)平=100%。百分含量:(A)=100%。平衡前后的压强之比:=。平均摩尔质量:=gmol-1。pqmn()()()()pxqxamxbnx某反应物转化的量某反应物起始的量mxa()()amxamxbnxpxqx()()pp平始()()amxbnxpxq
8、xabM(A)(B)()()a Mb Mamxbnxpxqx 考点二化学反应方向的判断考点二化学反应方向的判断1.自发过程自发过程(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化学反应方向的判据1.判断正误判断正误,正确的画正确的画“”,错误的画错误的画“”。(1)放热过程均可以自发进行,吸热过程均不能自发进行()(2)CaCO3CaO+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)H0时,反应能自发进行()答案答案(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)
9、2N2O(g)H=+163kJmol-1B.Ag(s)+Cl2(g)AgCl(s)H=-127kJmol-1C.HgO(s)Hg(l)+O2(g)H=+91kJmol-1D.H2O2(l)O2(g)+H2O(l)H=-98kJmol-1121212答案答案DA项,该反应H0、S0,在任何温度下都不能自发进行;B项,该反应H0、S0、S0,在低温下不能自发进行;D项,该反应H0,在任何温度下都能自发进行。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H、S应为()A.H0B.H0、S0、S0D.H0、S0答案答案 C由H-TS0时反应能自发进
10、行推知:H0,反应在任何温度下都能自发进行;H0、S0、S0,反应在较高温度下能自发进行;H0、S0,反应在较低温度下能自发进行。2.有A、B、C、D四个反应:(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:温度高于时可自发进行的反应是。温度低于时可自发进行的反应是。反应ABCDH/(kJmol-1)+10.5+1.80-126-11.7S/(Jmol-1K-1)30.0-113.084.0-105.0答案答案(1)C(2)B(3)77A-161.6D解析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
11、。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H-TS=0计算出来。HSH-TS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;高温为负低温时不能自发进行;高温时能自发进行-低温为负;高温为正低温时能自发进行;高温时不能自发进行思维建模思维建模焓变、熵变和温度对化学反应方向的影响考点三化学平衡的图像考点三化学平衡的图像1.常见化学平衡图像类型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
12、量数关系。该反应的化学方程式为2A3B+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)。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()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
13、所示):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.解题思路解题思路3.化学平衡图像题解题技巧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。题组与化学平衡有关的图像题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
14、的图像,其中图像和实验结论表达均正确的是()A.是其他条件一定时,反应速率随温度变化的图像,正反应Hp2答案答案 C根据图像知,升高温度,平衡向正反应方向移动,正反应H0,A项错误;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;使用催化剂,反应速率增大,先达到平衡,C项正确;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。2.800时,在密闭容器内发生反应2NO(g)+O2(g)2NO2(g)Hp2,对于题给反应,增大压强,平衡向正反应方向移动,
15、平衡时NO2体积分数增大,A项错误;正反应放热,升温使平衡向逆反应方向移动,反应物的转化率减小,B项错误;容器容积不变,向平衡体系中充入O2,正反应速率瞬时增大,后逐渐减小,逆反应速率瞬时不变,后逐渐增大,平衡向正反应方向移动,正、逆反应速率相等时,达到新的平衡状态,C项正确;加入催化剂,反应速率增大,达到平衡所需时间缩短,D项错误。3.(2016四川理综,6,6分)一定条件下,CH4与H2O(g)发生反应:CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)。设起始=Z,在恒压下,平衡时CH4的体积分数(CH4)与Z和T(温度)的关系如图所示。下列说法正确的是()A.该反应的焓变H024(H)(CH)nOnB.图中Z的大小为a3bC.图中X点对应的平衡混合物中=3D.温度不变时,图中X点对应的平衡在加压后(CH4)减小24(H)(CH)nOn答案答案AA项,根据图像可知,温度升高,(CH4)减小,说明平衡右移,则正反应是吸热反应,该反应的焓变H0,故正确;B项,温度一定时,Z增大,平衡右移,(CH4)减小,则a33,故错误;D项,加压后X点对应的平衡左移,(CH4)增大,故错误。24(H)(CH)nOn24(H)(CH)nOn
