2014高考化学一轮复习第7章第2讲.ppt

考基梳理 助学提升考点通解 能力对接考向集训 名师揭秘 第二讲 化学反应进行的方向和化学 平衡状态 考基梳理 助学提升考点通解 能力对接考向集训 名师揭秘 1了解化学反应的可逆性。 2了解化学平衡建立的过程。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。 考基梳理 助学提升考点通解 能力对接考向集训 名师揭秘 1化学平衡的建立过程。 2化学平衡状态的多角度判断。 3化学平衡常数的计算及其注意事项。 考基梳理 助学提升考点通解 能力对接考向集训 名师揭秘 一、化学反应应的方向 1 自发发反应应：在一定条件下就能自发进行的反应称为自发反应。 2 判断化学反应应方向的依据 (1)焓变与反应方向 研究表明，对于化学反应而言，绝大多数都能自发进行，且反应放出的热量 ，体系能量得也，反应越；有少数 吸热反应也能自发进行。可见，是制约化学反应能否自发进行的因素之一。 无需外界帮助 放热反应 越多降低 越多完全 反应的焓变 考基梳理 助学提升考点通解 能力对接考向集训 名师揭秘 (2)熵变与反应方向 熵和熵变的含义 a熵的含义：熵是衡量一个体系的物理量。用符号表示。 同一条件下，不同物质有不同的熵值，同一物质在不同状态下熵值也不同，一般规律是 S(g)S(l)S(s)。 b熵变的含义：熵变是反应前后体系，用表示，化学反应的 S越大，越有利于反应 。 混乱度 S 熵的变化 S 自发进行 考基梳理 助学提升考点通解 能力对接考向集训 名师揭秘 研究表明，除了热效应外，影响化学反应能否自发进行的另一个因素是体系的 。大多数自发反应有趋向于体系度增大的倾向。 (3)综合判断反应方向的依据 H TS0，反应。 混乱度 混乱 能自发进行 达到平衡状态 不能自发进行 考基梳理 助学提升考点通解 能力对接考向集训 名师揭秘 能自发进行的反应一定能实际发生吗？ 提示 不一定，化学反应应方向的判据指出的仅仅仅仅 是在 一定条件下化学反应应自发进发进 行的趋势趋势 ，并不能说说明在该该条 件下反应应一定能实际发实际发 生，还还要考虑虑化学反应应的快慢问题问题 。 考基梳理 助学提升考点通解 能力对接考向集训 名师揭秘 二、化学平衡状态态 1 可逆反应应 (1)概念： 条件下，既能向正反应方向进行，同时又能向逆反应方向进行的 反应。 (2)表示：采用“”表示。 (3)特点：任一时刻反应物与生成物 存在；任一组分的转化率 100%。 在相同 同时 小于 考基梳理 助学提升考点通解 能力对接考向集训 名师揭秘 2 化学平衡状态态 (1)定义：在一定条件下可逆反应进行到一定程度时， 和 相等，反应体系中所有参加反应的物质的保持不变的状态。 (2)特征 正反应速率逆反应速率 质量和浓度 考基梳理 助学提升考点通解 能力对接考向集训 名师揭秘 温度 化学平衡 浓度幂之积 浓度幂之积 注意：纯纯固体和纯纯液体的浓浓度视为视为 常数，通常不计计 入平衡常数表达式中。 (3)意义：平衡常数的大小反映了化学反应可能进行的程度，K ，说明反应可以进行得越完全。 越大 考基梳理 助学提升考点通解 能力对接考向集训 名师揭秘 考基梳理 助学提升考点通解 能力对接考向集训 名师揭秘 (1)对于给定反应，正逆反应的化学平衡常数一样吗？是什么关系？ 提示 正逆反应应的化学平衡常数不一样样，互为为倒数关 系。 (2)如何由化学平衡常数判断一个化学反应是否达到化学平衡状态？ 考基梳理 助学提升考点通解 能力对接考向集训 名师揭秘 考基梳理 助学提升考点通解 能力对接考向集训 名师揭秘 两种倾倾向 自发过发过 程的两种倾倾向 1 体系趋趋向于高能状态转变为态转变为 低能状态态(体系对对外部做 功或释释放热热量)。 2在密闭闭条件下，体系有从有序转变为转变为 无序的倾倾向性 (无序体系更加稳稳定)。 三个规规律 1 放热热且熵熵增加的反应应一定能自发进发进 行。 2吸热热且熵熵减少的反应应一定不能自发进发进 行。 3焓变焓变 和熵变熵变 的作用相反且相差不大时时，温度有可能 对对反应应方向起决定性作用。 考基梳理 助学提升考点通解 能力对接考向集训 名师揭秘 四个注意 使用化学平衡常数应应注意的问题问题 ： 1 化学平衡常数K值值的大小是可逆反应进应进 行程度的标标志 ，它能够够表示可逆反应进应进 行的完全程度。一个反应应的K值值越 大，表明平衡时时生成物的浓浓度越大，反应应物的浓浓度越小， 反应应物的转转化率也越大。可以说说，化学平衡常数是在一定温 度下一个反应应本身固有的内在性质质的定量体现现。 2化学平衡常数只与温度有关，与反应应物或生成物的 浓浓度无关。 考基梳理 助学提升考点通解 能力对接考向集训 名师揭秘 3反应应物或生成物中有固体和纯纯液体存在时时，其浓浓度 可看作“1”，而不计计入平衡常数表达式中。 4化学平衡常数是指某一具体反应应的平衡常数。若反 应应方向改变变，则则平衡常数改变变；若化学方程式中各物质质的 化学计计量数等倍扩扩大或缩缩小，尽管是同一反应应，平衡常数 也会改变变。 考基梳理 助学提升考点通解 能力对接考向集训 名师揭秘 三种应应用 化学平衡常数的三种应应用 1 化学平衡常数数值值的大小是可逆反应进应进 行程度的标标 志。 2可以利用平衡常数的值值作标标准判断： (1)正在进进行的可逆反应应是否平衡。 (2)化学平衡移动动的方向。 3利用K可判断反应应的热热效应应 若升高温度，K值值增大，则则正反应为应为 吸热热反应应； 若升高温度，K值值减小，则则正反应为应为 放热热反应应。 考基梳理 助学提升考点通解 能力对接考向集训 名师揭秘 我的警示 从反应应速率的角度来判断反应应是否达到平衡时时， 速率必须须是一正一逆(不能同是v正或v逆)，且反应应速率之比等 于化学计计量数之比。 问题问题 征解 H TS判据是否适合于任何条件下的反应？ 提示 HTS判据只能用于温度和压压强一定的 条件下的反应应，不能用于其他条件下(如温度、体积积一定)的 反应应。 考基梳理 助学提升考点通解 能力对接考向集训 名师揭秘 必考点55 化学平衡状态态的多角度判断 1 化学平衡状态态的标标志 (1)v(正 )v(逆 )反应体系中同一物质的消耗速率和生成速率相等。 (2)平衡混合物中各组成成分的含量保持不变各组分的物质的量浓度、质量分数、物质的量分数 、体积分数(有气体参加的可逆反应)、反应物的转化率等保持不变。 考基梳理 助学提升考点通解 能力对接考向集训 名师揭秘 2 实实例分析 例举反应mA(g) nB(g)pC(g) qD(g) 是否平衡 状态 混合体系中 各成分的量 各物质的物质的量或各物质的物质的量分数一定是 各物质的质量或各物质的质量分数一定是 各气体的体积或体积分数一定是 总体积、总压强、总物质的量、总浓度一定 不一定 考基梳理 助学提升考点通解 能力对接考向集训 名师揭秘 例举反应mA(g) nB(g)pC(g) qD(g) 是否平衡 状态 正反应速率 与逆反应速 率的关系 在单位时间内消耗了m mol A，同时生成m mol A，即v(正 )v(逆 ) 是 在单位时间内消耗了n mol B，同时消耗了p mol C，即v(正 )v(逆 ) 是 v(A)v(B)v(C)v(D) mnpq，v(正 )不一定等于v(逆 )不一定 在单位时间内生成n mol B，同时消耗q mol D，均指v(逆 )，v(正 ) 不一定等于v(逆 ) 不一定 考基梳理 助学提升考点通解 能力对接考向集训 名师揭秘 压强 若 m np q，总压强一定(其他条件不变)是 若 m n p q，总压强一定(其他条件不变)不一定 混合气体平均相对分子质量 () 一定，m np q是 一定，m n p q不一定 温度任何化学反应都伴随着能量变化，当体系温度一定(其他条件不变)是 体系的 密度() 密度一定不一定 考基梳理 助学提升考点通解 能力对接考向集训 名师揭秘 【典例1】 一定温度下，下列叙述不能作为可逆反应A(g) 3B(g) 2C(g)达到平衡状态标志的是 ( )。 C的生成速率与C的消耗速率相等 单位时间内生成a mol A，同时生成3a mol B A、 B、 C的浓度不再变化 C的物质的量不再变化 混合气体的总压强不再变化 混合气 体的总物质的量不再变化 单位时间消耗a mol A，同时生成3a mol B A、 B、 C的分 子数之比为132 A B C D 考基梳理 助学提升考点通解 能力对接考向集训 名师揭秘 解析 关于平衡状态态的判断，一定要根据实际实际 反应应 分析选项选项 ，判断是否达到平衡状态态，只有在平衡状态态下具 备备的性质质才能作为为“标标志”。本题题中的反应应是一个反应应前后 气体物质质的量不等的可逆反应应。在反应过应过 程中的任意时时 刻都符合。可能是平衡状态态，也可能不是平衡状态态。 答案 A 考基梳理 助学提升考点通解 能力对接考向集训 名师揭秘 可逆反应应达到平衡状态态有两个核心的判断依据：正反 应应速率和逆反应应速率相等。反应应混合物中各组组成成分的 百分含量保持不变变。只要抓住这这两个特征就可确定反应应是否 达到平衡状态态，对对于随反应应的发发生而发发生变变化的物理量如 果不变变了，即说说明可逆反应应达到了平衡状态态。判断化学反 应应是否达到平衡状态态，关键键是看给给定的条件能否推出参与 反应应的任一物质质的物质质的量不再发发生变变化。 考基梳理 助学提升考点通解 能力对接考向集训 名师揭秘 单位时间内生成n mol O2的同时生成2n mol NO2 单位时间内生成n mol O2的同时生成2n mol NO 用 NO2、 NO、 O2的物质的量浓度变化表示的反应速率 的比为221的状态 混合气体的颜色不再改变的状态 混合气体的密度不再改变的状态 混合气体 的平均相对分子质量不再改变的状态 混合气体的压强不再改变的状态 A B C D 考基梳理 助学提升考点通解 能力对接考向集训 名师揭秘 解析 本题题不仅仅考查查了化学平衡的直接标标志，也考 查查了化学平衡的间间接标标志。该该反应为应为 反应应前后气体体积发积发 生变变化的反应应，恒容条件下，反应应无论论是否平衡，单单位时时 间间内生成n mol O2的同时时都会生成2n mol NO，故 不正确 。当单单位时间时间 内生成n mol O2的同时时生成2n mol NO2，表 明了v(正)v(逆)，故 正确。无论论反应应是否平衡，用NO2、NO 、O2的物质质的量浓浓度变变化表示的反应应速率的比均为为221 ，故 不正确。混合气体的颜颜色不再改变变，说说明NO2的浓浓度 不变变，即达到平衡状态态，故 正确。 考基梳理 助学提升考点通解 能力对接考向集训 名师揭秘 答案 A 考基梳理 助学提升考点通解 能力对接考向集训 名师揭秘 必考点56 化学平衡状态态的计计算 1 思维维模式 考基梳理 助学提升考点通解 能力对接考向集训 名师揭秘 考基梳理 助学提升考点通解 能力对接考向集训 名师揭秘 考基梳理 助学提升考点通解 能力对接考向集训 名师揭秘 温度K1K2 973 K1.472.38 1 173 K2.151.67 考基梳理 助学提升考点通解 能力对接考向集训 名师揭秘 (3)根据反应与 ，可推导出K1、 K2与 K3之间的关系式。据此关系式及表中数据，也能推 断出反应是吸热反应还是放热反应。欲使反应在一定条件下建立的平衡向正反应方向移动，可采用的措施有 _(填序号)。 A缩小反应容器容积 B扩大反应容器容积 C降低温度 D升高温度 E使用合适的催化剂 F设法减少CO的量 考基梳理 助学提升考点通解 能力对接考向集训 名师揭秘 考基梳理 助学提升考点通解 能力对接考向集训 名师揭秘 考基梳理 助学提升考点通解 能力对接考向集训 名师揭秘 1 K仅仅是温度的函数，常应应用它考查查平衡时时物质质的物 质质的量浓浓度和转转化率。 2凡是气体的压强变化、密度变化均必须转化为物质的量的变化或气体的体积变化才能进行相关计算。 3在进行有关计算时常用“三段式”法。即先列出反应物、生成物的初始量、转化量、平衡量，再根据相关 关系列方程式求解。 考基梳理 助学提升考点通解 能力对接考向集训 名师揭秘 【应用2】 (2013珠海模拟拟)在 25 时，密闭容器中X、 Y、 Z三种气体的初始浓度和平衡浓 度如下表： 下列说法错误的是(双选选) ( )。 A反应达到平衡时，X的转化率为50% B反应可表示为X 3Y2Z，其平衡常数为40 C增大压强使平衡向生成Z的方向移动，平衡常数增大 D改变温度可以改变此反应的平衡常数 物质XYZ 初始浓度/(molL 1)0.10.20 平衡浓度/(molL 1)0.050.050.1 考基梳理 助学提升考点通解 能力对接考向集训 名师揭秘 答案 BC 考基梳理 助学提升考点通解 能力对接考向集训 名师揭秘 Hold住考向 名师揭秘 高考对化学平衡状态的考查，往往通过化学平衡的特征及化学平衡常数的计算和理解进行。化学平衡常数是新 出现的高考热点，必须理解透彻。关注化学平衡的现象和实质。 考向1化学平衡状态的判断 5年 4考 考向2化学平衡常数与计算 5年 5考 考基梳理 助学提升考点通解 能力对接考向集训 名师揭秘 1 (2012山东东，29节选节选 )偏二甲肼与N2O4是常用的火箭推进剂，二者发生如下化 学反应： (CH3)2NNH2(l) 2N2O4(l)=2CO2(g) 3N2(g) 4H2O(g)() (1)火箭残骸中常现红棕色气体，原因为：N2O4(g)2NO2(g)()，当温度升 高时，气体颜色变深，则反应()为 _(填 “吸热”或 “放热”)反应。 (2)一定温度下，反应()的焓变为H。现将1 mol N2O4充入一恒压密闭容器中，下 列示意图正确且能说明反应达到平衡状态的是_。 考基梳理 助学提升考点通解 能力对接考向集训 名师揭秘 若在相同温度下，上述反应改在体积为1 L的恒容密闭容器中进行，平衡常数_(填 “ 增大”“不变”或 “减小”)，反应3 s后 NO2的物质的量为0.6 mol，则0 3 s内的平均反应速率 v(N2O4) _ molL 1s 1。 考基梳理 助学提升考点通解 能力对接考向集训 名师揭秘 答案 (1)吸热 (2)ad 不变 0.1 考基梳理 助学提升考点通解 能力对接考向集训 名师揭秘 考基梳理 助学提升考点通解 能力对接考向集训 名师揭秘 完成下列填空： (1)在一定温度下进行上述反应，若反应容器的容积为2 L， 3 min后达到平衡，测得固体的质量 增加了2.80 g，则H2的平均反应速率为_molL 1min 1；该反应的平衡常数表 达式K _。 (2)一定条件下，在密闭恒容的容器中，能表示上述反应达到化学平衡状态的是_。 a 3v逆(N2)v正(H2) bv正(HCl) 4v正(SiCl4) c混合气体密度保持不变 d c(N2)c(H2)c(HCl) 136 考基梳理 助学提升考点通解 能力对接考向集训 名师揭秘 (2)a项项，表示v正v逆，故正确；b项项，均为为v正，故错错 误误；c项项，由于容器密闭闭恒容，且该该反应应前后气体的物质质的 量发发生改变变，当混合气体的密度不变时变时 ，则则各气体的物质质 的量不再变变化，说说明反应应已经经达到平衡状态态，故正确；d项项 ，当各物质质的物质质的量浓浓度比等于化学计计量数之比时时，不 能表示反应应已达到平衡状态态，故错误错误 。 考基梳理 助学提升考点通解 能力对接考向集训 名师揭秘 考基梳理 助学提升考点通解 能力对接考向集训 名师揭秘 考基梳理 助学提升考点通解 能力对接考向集训 名师揭秘 考基梳理 助学提升考点通解 能力对接考向集训 名师揭秘 1 (2012江苏单苏单 科，14)温度为T时，向2.0 L恒容密闭容器中充入1.0 mol PCl5，反应PCl5(g)=PCl3(g) Cl2(g)经过一段时间后达到平衡。反应过程中测 定的部分数据见下表： t/s050150250350 n(PCl3)/mol00.160.190.200.20 考基梳理 助学提升考点通解 能力对接考向集训 名师揭秘 下列说法正确的是( )。 A反应在前50 s的平均速率v(PCl3) 0.003 2 molL 1s 1 B保持其他条件不变，升高温度，平衡时c(PCl3) 0.11 molL 1，则反应的Hv(逆 ) D相同温度下，起始时向容器中充入2.0 mol PCl3和 2.0 mol Cl2，达到平衡时，PCl3的转化率小于80% 考基梳理 助学提升考点通解 能力对接考向集训 名师揭秘 考基梳理 助学提升考点通解 能力对接考向集训 名师揭秘 答案 C 考基梳理 助学提升考点通解 能力对接考向集训 名师揭秘 考基梳理 助学提升考点通解 能力对接考向集训 名师揭秘 答案 (1) (2)91%(或 0.91) 考基梳理 助学提升考点通解 能力对接考向集训 名师揭秘 1 含义义 在一定条件下(恒温恒容或恒温恒压)，对同一可逆反应体系，起始时加入物质的物质的量不同，而达到化 学平衡时，同种物质的百分含量相同。 2 原理 同一可逆反应，当外界条件一定时，反应无论从正反应开始，还是从逆反应开始，最后都能达到平衡状态 。其中平衡混合物中各物质的含量相同。 由于化学平衡状态与条件有关，而与建立平衡的途径无关。因而，同一可逆反应，从不同的状态开始，只 要达到平衡时条件(温度、浓度、压强等)完全相同，则可形成等效平衡。 考基梳理 助学提升考点通解 能力对接考向集训 名师揭秘 考基梳理 助学提升考点通解 能力对接考向集训 名师揭秘 ABCD等效说明 2 mol1 mol00 互为等效平衡。表现在达到平衡后各 物质的物质的量、质量、体积、物质的量浓 度、组分百分含量(物质的量分数、质量分 数、体积分数)相同 4 mol2 mol00 1 mol 0.5 mol 1.5 mol 0.5 mol 01 mol3 mol1 mol 003 mol1 mol 考基梳理 助学提升考点通解 能力对接考向集训 名师揭秘 考基梳理 助学提升考点通解 能力对接考向集训 名师揭秘 ABCD等效说明 2 mol1 mol00互为等效平衡。表现在达到 平衡后组分百分含量(物质的量分数、 质量分数、体积分数)相同 4 mol2 mol00 1 mol0.5 mol1.5 mol 0.5 mol 01 mol3 mol1 mol 003 mol1 mol 考基梳理 助学提升考点通解 能力对接考向集训 名师揭秘 考基梳理 助学提升考点通解 能力对接考向集训 名师揭秘 ABCD等效说明 2 mol1 mol00 互为等效平衡。表现在 达到平衡后各物质的物质的量浓 度、组分百分含量(物质的量分数 、质量分数、体积分数)相同 4 mol2 mol00 1 mol0.5 mol 1.5 mol 0.5 mol 01 mol3 mol1 mol 003 mol1 mol 考基梳理 助学提升考点通解 能力对接考向集训 名师揭秘 考基梳理 助学提升考点通解 能力对接考向集训 名师揭秘 (1)达到平衡时，C在混合气体中的体积分数是_(用字母a表示)。 (2)在相同的实验条件下，若加入2 mol A和 6 mol B，达到平衡后，C的物质的量为 _mol(用字母a表示)，此时C在反应混合气体中的质量分数_(填 “增大 ”“减小”或 “不变”)。 (3)在相同实验条件下，若改为加入2 mol A和 8 mol B，若要求平衡后C在反应混合气 体中质量分数不变，则还应加入C_mol。 考基梳理 助学提升考点通解 能力对接考向集训 名师揭秘 考基梳理 助学提升考点通解 能力对接考向集训 名师揭秘 (1)相同温度下，在乙中加入4 mol N2、 6 mol H