全国版2019版高考化学一轮复习第7章化学反应速率和化学平衡第3节化学平衡常数化学反应进行的方向学案.doc

1、【 精 品教育资源文库 】 第 3 节 化学平衡常数 化学反应进行的方向 考试说明 1了解化学平衡常数的含义，能利用化学平衡常数进行相关计算。 2了解利用焓变、熵变判断化学反应进行的方向。 命题规律 本节内容是历届各地高考的必考点。在高考中的考点主要有两个：一是化学平衡常数的计算及利用化学平衡常数进行化学平衡移动方向的判断和反应是放热还是吸热以及温度对平衡常数的影响等；二是焓变、熵变与化学反应方向的关系，这个知识点在高考中考查的不多。 考点 1 化学平衡常数及其应用 1化学平衡常数 (1)概念 在一定 温度 下，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

2、一个常数，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)，在一定温度下达到平衡时： K cp?C? cq?D?cm?A? cn?B?(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 )。 (3)意义 K值越大，反应物的转化率 越高 ，正反应进行的程度 越大 ，一般来说， K10 5认为反应进行的较完全。 K只受 温度 影响，与反应物或生成物的浓度变化无关，与压强变化、是否使用催化剂无关。 化学平衡常数是指某一具体反应方程式的平衡常数。 2平衡转化率 平衡转化率是指平衡时已转化了的某反应物的量与转化前该反应物的量之比，用来表示反应限度

3、。对于反应： aA(g) bB(g) cC(g) dD(g)，反应物 A的转化率可以表示为 (A) A的初始浓度 A的平衡浓度A的初始浓度 100% 。 (1)计算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。 (2)不能把反应体系中固体、纯液体及稀溶液中水的浓度写入平衡常数表达式中。 【 精 品教育资源文库 】 如 CaCO3(s) CaO(s) CO2(g) K c(CO2) Cr2O27 (aq) H2O(l) 2CrO24 (aq) 2H (aq) K c2?CrO24 ? c2?H ?c?Cr2O27 ? 但非水溶液中发生的反应，若有水参加或生成，则此时水的

4、浓度不可视为常数，应写入平衡常数表达式中。 如 C2H5OH(l) CH3COOH(l) CH3COOC2H5(l) H2O(l) K c?CH3COOC2H5? c?H2O?c?C2H5OH? c?CH3COOH?。 (3)对于给定的化学反应， K只与温度有关，温度改变，平衡常数发生变化 【基础辨析】 判断正误，正确的画 “” ，错误的画 “” 。 (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)恒温、恒容条件下，发生反应 2SO2(g) O2(g) 2SO3(g)达到平衡，向容器中再充入 1 mol S

5、O2，平衡正向移动，化学平衡常数增大。 () (3)化学平衡 常数只受温度影响，与反应物或生成物的浓度变化无关；温度越高，化学平衡常数越大。 () (4)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增大。 () (5)改变条件，平衡右移，则反应物的转化率一定增大。 () 题组一 化学平衡常数及其影响因素 1在一个容积为 2 L 的密闭容器中，加入 0.8 mol A2气体和 0.6 mol B2气体，一定条件下发生反应： A2(g) B2(g) 2AB(g) Hb B增大压强，平衡状态 不移动 C升高温度平衡状态 向正反应方向移动 D反应 、 均为放热反应 答案 C 解析 由

6、 ，得 K3 K1 K2，则 a2.38 ， b0.78 ， ab， A正确； 是等体积反应，增大压强，平衡不移动， B 正确；由 a 2.38， b 0.78，可知，随温度升高 K2、 K3均减小，故反应 、 均为放热反应；升温时平衡 向逆反应方向移动， C错误、 D正确。 题组二 化学平衡常数的应用 3已知在 25 时，下列反应的平衡常数如下： N 2(g) O2(g) 2NO(g) K1 110 30 2H 2(g) O2(g) 2H2O(g) K2 210 81 【 精 品教育资源文库 】 2CO 2(g) 2CO(g) O2(g) K3 410 92 下列说法正确的是 ( ) A

7、NO分解反应： NO(g) 12N2(g) 12O2(g)的平衡常数为 110 30 B根据 K2的值可以判断常温下 H2和 O2很容易反应生成 H2O C常温下， NO、 H2O、 CO2三种物质分解放出 O2的倾向顺序为 NOH2OCO2 D温度升高，上述三个反应的平衡常数均增大 答案 C 解析 A项， NO(g) 12N2(g) 12O2(g)的平衡常数为 (1/K1) 12 1015，错误； B项， H2和 O2之间的反应需要点燃才能进行，错误； C 项，常温下， NO、 H2O、 CO2三种物质分解放出O2的平衡常数依次为 110 30、 510 82、 410 92，平衡常数越大，

8、则反应进行的程度越大，正确； D项，反应 为放热反应，升高温度平衡逆向移动，平衡常数减小，错误。 4 N2O5是一种新型硝化剂，一定温度下发生反应 2N2O5(g) 4NO2(g) O2(g) H0，T1温度下的部分实验数据为： t/s 0 500 1000 1500 c(N2O5)/(molL 1) 5.00 3.52 2.50 2.50 下列说法不正确的是 ( ) A 500 s内， N2O5的分解速率为 2.9610 3 molL 1s 1 B T1温度下的平衡常数为 K1 125,1000 s时 N2O5的转化率为 50% C其他条件不变时， T2温度下反应到 1000 s 时测得 N

9、2O5(g)浓度为 2.98 molL 1，则有 T1T2，则有 K1K2 答案 C 解析 500 s 内 c(N2O5)由 5.00 molL 1 降低到 3.52 molL 1，则 v(N2O5)?5.00 3.52? molL 1500 s 2.9610 3 molL 1s 1， A正确。 1000 s时， c(N2O5) 2.50 molL 1 ，则 c(NO2) 5 molL 1 ， c(O2) 1.25 molL 1 ， 此 时 N2O5 的 转 化 率 为?5.00 2.50? molL 15.00 molL 1 50%；化学平衡常数 K1c4?NO2? c?O2?c2?N2O5

10、? 5.0041.252.502 125， B正确。T2温度下反应到 1000 s时测得 N2O5(g)浓度为 2.98 molL 12.50 molL 1，说明反应速率减小，故有 T1T2， C错误。该反应为吸热反应，升高温度，平衡正向移动，平衡常数增大，由于 T1T2，则有 K1K2， D正确。 【 精 品教育资源文库 】 与化学方程式相对应的平衡常数表达式的书写 对于同一可逆反应，正反应的平衡常数等于逆反应的平衡常数的倒数，即： K 正 1K逆。若化学方程式中的化学计量数等倍扩大或缩 小，尽管是同一反应，平衡常数也会发生改变。两反应加和，得到的新反应，其化学平衡常数是两反应平衡常数的乘

11、积；两反应相减，得到的新反应，其化学平衡常数是两反应平衡常数相除得到的商。 如： N2 3H2 2NH3， K a，则有 2NH3 N2 3H2， K 1a； 12N2 32H2 NH3， K a。考点 2 有关化学平衡的计算 “ 三段式法 ” 是有效解答化学平衡计算题的 “ 万能钥匙 ” 。解题时，要注意条理清楚地列出起始量、转化量、平衡量， 按题目要求进行计算，同时还要注意单位的统一。 1解题步骤 (1)写出涉及的可逆反应的 化学方程式 。 (2)找出起始量、 转化量 和 平衡量 中哪些是已知量，哪些是未知量，按 “ 三段式 ” 列出。 (3)根据问题建立相应的 关系式 进行计算。 2计算

12、模式 对于反应： mA(g) nB(g) pC(g) qD(g)，令 A、 B起始物质的量 (mol)分别为 a、 b，达到平衡后， A的消耗量为 mx，容器容积为 V L。 mA(g) nB(g) pC(g) qD(g) 起始 (mol) a b 0 0 转化 (mol) mx nx px qx 平衡 (mol) a mx b nx px qx 则有： 平衡常数： K ? ?pxV p ? ?qxV q?a mxVm?b nxVn。 A的平衡浓度： c(A)平 a mxV molL 1。 A 的转化率： (A) 平 mxa100% ， (A)(B) mxa nxb mbna。 A 的体积分数

13、： (A) a mxa b ?p q m n?x100% 。 平衡与起始压强之比： p平p始 a b ?p q m n?xa b 。 混合气体的平均密度 混 a M?A? b M?B?V gL 1。 【 精 品教育资源文库 】 混合气体的平均摩尔质量 M a M?A? b M?B?a b ?p q m n?x gmol 1。 (1)计算平衡常数时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可用各物质平衡的物质的量 )；平衡常数的单位是一个复合单位，可写，也可不写。 (2)转化率有平衡转化率和非平衡转化率之分。 1向一体积不变的密闭容器中加入 2 mol A、 0.6 mol C和一

14、定量的 B三种气体，在一定条件下 发生反应，各物质浓度随时间变化的情况如图甲所示。图乙为 t2 时刻后改变反应条件，该平衡体系中反应速率随时间变化的情况，且四个阶段都各改变一种不同的条件。已知图乙中 t3 t4阶段为使用催化剂；图甲中 t0 t1阶段 c(B)未画出。 下列说法不正确的是 ( ) A该反应为吸热反应 B B在 t0 t1阶段的转化率为 60% C t4 t5阶段改变的条件为减小压强 D t1时该反应的化学平衡常数 K 2732 答案 B 解析 在图乙中 t3 t4阶段为使用催化剂； t4 t5阶段正、逆反应速率均减小， 但平衡不移动，这说明此阶段是减小压强，平衡不移动，说明反应

15、前后体积不变， C 正确；根据图甲可知， A是反应物，平衡时消耗 A 0.2 molL 1， C是生成物，平衡时 C增加了 0.3 molL 1，因此 B 是反应物，该反应的化学方程式可表示为 2A B 3C。 t5 t6阶段正、逆反应速率均增大，平衡向正反应方向移动，因此改变的条件是升高温度，故该反应是吸热反应，A 正确； B 的平衡浓度是 0.4 molL 1，消耗了 0.1 molL 1，因此 B 在 t0 t1阶段的转化率为 20%， B 错误； t1时，达平衡时 A、 B、 C 的浓 度分别是 0.8 molL 1、 0.4 molL 1、0.6 molL 1，故平衡常数 K 0.630.40.8 2