全国通用版2019版高考化学大一轮复习第29讲化学平衡常数及化学反应进行的方向优选学案.doc

1、【 精品教育资源文库 】 第 29讲 化学平衡常数及化学反应进行的方向 考纲要求 考情分析 命题趋势 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.了解化学反应的方向与化学反应的焓变与熵变的关系。 3.掌握化学反应在一定条件下能否自发进行的判断依据，能够利用化学反应的焓变和熵变判断化学反应的方向。 4.能正确计算化学反应的转化率。 2017，全国卷 ， 28T 2016，全国卷甲， 26T 2016，全国卷乙， 27T 2016，全国卷丙， 27T 2016，天津卷， 10T 预计 2019 年高考将重点考查化学平衡常数 及转化率的计算，化工生产中适宜温度、压强及酸碱度的

2、选择。复习备考时，应特别关注：化学平衡常数及转化率的计算，化学平衡图像的分析，化学平衡的思想和勒夏特列原理在其他平衡体系中的应用等。 分值： 5 10 分 考点一 化学平衡常数及应用 (见学用讲义 P147) 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，不计入平衡常数表达式中 )。 3意义 (1)K值越

3、大，反应物的转化率 _越高 _，正反应进行的程度 _越大 _。 (2)K只受 _温度 _影响，与反应物或生成物的浓度变化无关，与压强变化无关。 (3)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计量数等倍数扩大或缩小，尽管是同一反应，平衡常数也会改变，但意义不变。 1判断正误，正确的 划 “” ，错误的划 “” 。 【 精品教育资源文库 】 (1)对某一可逆反应，升高温度则化学平衡常数一定变大。 ( ) (2)平衡常数发生变化，化学平衡必定发生移动达到新的平衡。 ( ) (3)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

4、增大。( ) (4)其他条件不变，当增加一种反应物的用量时，自身的平衡转化率降低，而其他反应物的转化率升高。 ( ) 2已知在 600 时，以下三个反应的平衡常数： 反应 ： CO(g) CuO(s) CO2(g) Cu(s) K1 反应 ： H2(g) CuO(s) Cu(s) H2O(g) K2 反应 ： CO(g) H2O(g) CO2(g) H2(g) K3 (1)反应 的平衡常数表达式为 K1 c?CO2?c?CO? ，反应 2CO(g) 2CuO(s) 2CO2(g)2Cu(s)的平衡常数 K4与 K1的关系是 _K4 K21_。 (2)反应 的 K2值随着温度升高而增大，则反应

5、的反应热 H_0。 (3)反应 的 K3值与 K1、 K2的关系是 K3 K1K2。 (4)若其他条件不变，向 反应 所在的密闭容器中充入 H2O(g)，则平衡将向 _正反应方向 _移动，该反应的平衡常数 _不变 _(填 “ 变大 ”“ 变小 ” 或 “ 不变 ”) 。 一 化学平衡常数的应用 1利用 K可以推测可逆反应进行的程度。 K 的大小表示可逆反应进行的程度， K 越大说明反应进行的程度越大，反应物的转化率越大。 K越小说明反应进行的程度越小，反应物的转化率越小。 2借助平衡常数，可以判断一个化学反应是否达到化学平衡状态。 对于可逆反应 aA(g) bB(g) cC(g) dD(g)，

6、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： Qc cc?C? cd?D?ca?A? cb?B? Qc? v逆 K 反应处于化学平衡状态， v正 v逆K 反应向逆反应方向进行， v正 b， A项正确； 是等体积反应，增大压强，平衡不移动， B 项正确；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， D 项正确；升温时平衡 向逆反应方向移动， C 项错误。 二 化学平衡计算的一般思路和方法 化学平衡的计算一般涉及各组分的物质的量、浓度、转化率、百分含量、气体混合物的密度、平均摩尔质量、压强等。通常的思路是写出平衡式，列出相关量 (起始

7、量、变化量、平衡量 )，确定各量之间的关系。 列出比例式或等式或依据平衡常数求解，这种思路和方法通常称为 “ 三段式法 ” 。 如以下反应： 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 (mol)为 mx，容器容积为 V L。 mA(g) nB(g) pC(g) qD(g) 起始 n a b 0 0 变化 n mx nx px qx 平衡 n a mx b nx px qx 【 精品教育资源文库 】 则有： 1 K cp?C? cq?D?cm?A? cn?B?。 2对于反应物： n(平 ) n(始 ) n(变

8、)； 对于生成物： n(平 ) n(始 ) n(变 )。 3 c(A)平 n?A?平V a mxV 。 4 A的转化率 (A) mxa100% 或等于消耗的质量 (浓度 )与起始质量 (浓度 )之比 。 (A) (B) mxa nxb mbna。 5 A的体积 (物质的量 )分数： (A) n?A?平n总 a mxa b ?p q m n?x100% 。 6.p?平 ?p?始 ? n?平 ?n?始 ? a b ?p q m n?xa b 。 例 2在 10 L恒容密闭容器中充入 X(g)和 Y(g)，发生反应 X(g) Y(g) M(g) N(g)，所得实验数据如下表： 实验编号 温度/ 起始

9、时物质的量 /mol 平衡时物质的量/mol n(X) n(Y) n(M) 700 0.40 0.10 0.090 800 0.10 0.40 0.080 800 0.20 0.30 a 900 0.10 0.15 b 下列说法正确的是 ( C ) A实验 中，若 5 min 时测得 n(M) 0.050 mol，则 0 至 5 min 时间内，用 N 表示的平均反应速率 v(N) 1.010 2 mol/(Lmin) B实验 中，该反应的平衡常数 K 2.0 C实验 中，达到平衡时， X的转化率为 60% D实验 中，达到平衡时， b0.060 解析 该反应是气体分子数相等的反应，由实验 数

10、据知：温度升高， M的产率减小，【 精品教育资源文库 】 所以该反应的正反应是放热反应。实验 中， 0 5 min 内， v(N) v(M)0.05 mol10 L5 min 110 3 mol/(Lmin) ， A项错误；实验 中，达到平衡时， c(X) (0.1 0.08) mol/10 L 0.002 mol/L， c(Y) (0.4 0.08)mol/10 L 0.032 mol/L， c(M) c(N) 0.08 mol/10 L 0.008 mol/L， K 0.00820.0020.032 1， B项错误；实验 温度与实验 相同，所以平衡常数相同 ， Ka10a10?0.2 a

11、?10 ?0.3 a?10 1，解得 a 0.12，所以反应转化的 X也是 0.12 mol， X的平衡转化率为 0.120.2100% 60%， C 项正确；实验 中反应物起始浓度均为实验 的一半，两实验中反应物比值相等，因该反应是气体分子数不变的反应，所以若在恒温恒容条件下两实验所达平衡是等效的，即实验 在 800 达平衡时， n(M) 0.06 mol，现在温度是 900 ，因该反应的正反应是放热反应， 所以升高温度，平衡逆向移动，故 b”“_S(l)_S(s)； c反应前无气体，反应后有气体产生的过程； d反应前后都有气体，但气体的物质的量增加的反应。 熵判据：体系的混乱度 _增大 _

12、， S0，反应有自发进行的倾向。但有些熵减的过程也能自发进行，故只用熵变来判断反应方向也不全面。 (3)复合判据 在温度、压强一定的条件下，化学反应方向是反应的焓变和熵变共同影响的结果，反应方向的复合判据为 G H T S。 当 G H T S? 0时，反应 不能 自发进行【 精品教育资源文库 】 1判断正误，正确的划 “” ，错误的划 “” 。 (1) H0的反应在温度低时不能自发进行。 ( ) (2)NH4HCO3(g)=NH3(g) H2O(g) CO2(g) H 185.57 kJmol 1 能自发进行，原因是体系有自发地向混乱度增加的方向转变的倾向。 ( ) (3)一定温度下，反应

13、 MgCl2(l) Mg(l) Cl2(g)的 H0、 S0。 ( ) (4)反应 NH3(g) HCl(g)=NH4Cl(s)在室温下可自发进行，则该反应的 H0。 ( ) (5)因为焓变和熵变都与反应的自发性有关，因此焓变或熵变均可以单独作为反应自发性的判据。 ( ) 2下列反应中，熵显著增加的反应是 ( B ) A CO(g) 2H2(g)=CH3OH(g) B CaCO3 2HCl=CaCl2 H2O CO2 C C(s) O2(g)=CO2(g) D 2Hg(l) O2(g)=2HgO(s) 焓变、熵变和温度对化学反应方向的影响 H S G H T S 反应情况 永远是负值 在任何温

14、度下过程均自发进行 永远是正值 在任何温度下过程均非自发进行 低温为正，高温为负 低温时非自发，高温时自发 低温为负，高温为正 低温时自发，高温时非自发 例 1已知碳酸钙的分解 CaCO3(s)=CaO(s) CO2(g)仅在高温下自发进行；氯酸钾的分解 2KClO3(s)=2KCl(s) 3O2(g)在任何温度下都自发进行。下面有几组焓变数据，其中可能正确的是 ( B ) A H1 178.32 kJmol 1 H2 78.3 kJmol 1 B H1 178.32 kJmol 1 H2 78.3 kJmol 1 C H1 178.32 kJmol 1 H2 78.3 kJmol 1 D H1 178.32 kJmol 1 H2 78.3 kJmol 1