2019届高考化学一轮复习讲义化学平衡常数与平衡图像.docx

化学平衡常数与平衡图像李仕才 授课主题化学平衡常数、转化率及反应方向的判断教学目的能够写出化学平衡常数的表达式；可以计算出物质的平衡转化率；教学重难点判断反应是否达到平衡状态；反应物平衡转化率的变化判断；焓变、熵变及化学反应方向的关系教学内容本节知识点讲解1化学平衡常数（1）定义在一定温度下，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，这个常数就是该反应的化学平衡常数（简称平衡常数），用K表示。（2）表达式对于一般的可逆反应：mA(g)nB(g)pC(g)qD(g)，K=。（3）应用判断反应进行的限度K值大，说明反应进行的程度大，反应物的转化率高。K值小，说明反应进行的程度小，反应物的转化率低。K105反应程度很难进行反应可逆反应可接近完全判断反应是否达到平衡状态化学反应aA(g)+bB(g)cC(g)+dD(g)在任意状态时，浓度商均为Qc=。QcK时，反应向逆反应方向进行；Qc=K时，反应处于平衡状态；Qcp+q反应物A和B的转化率均增大m+nn+p反应物A的转化率增大mS(l)S(s)。b熵变的含义熵变是反应前后体系熵的变化，用S表示，化学反应的S越大，越有利于反应自发进行。（3）综合判断反应方向的依据HTS0，反应不能自发进行。例题解析考向一 化学平衡常数及影响因素典例1 在一定条件下，已达平衡的可逆反应：2A(g)+B(g)2C(g)，下列说法中正确的是A平衡时，此反应的平衡常数K与各物质的浓度有如下关系：K= B改变条件后，该反应的平衡常数K一定不变C如果改变压强并加入催化剂，平衡常数会随之变化D若平衡时增加A和B的浓度，则平衡常数会减小巩固练习1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)K1 H10()2NO(g)+Cl2(g)2ClNO(g)K2H2”“25% Cb重难点考向一：焓变、熵变及化学反应方向的关系典例1：下列反应中，一定不能自发进行的是()A2KClO3(s)=2KCl(s)3O2(g)H78.03 kJ/molS1 110 J/(molK)BCO(g)=C(石墨，s)1/2O2(g)H110.5 kJ/molS89.36 C4Fe(OH)2(s)2H2O(l)O2(g)=4Fe(OH)3(s)HS280.1 DNH4HCO3(s)CH3COOH(aq)=CO2(g)CH3COONH4(aq)H2O(l)H37.301 kJ/molS184.05 J/(molK)归纳总结：焓变、熵变和温度对化学反应方向的影响HSHTS反应情况永远是负值在任何温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1下列说法错误的是A某吸热反应能自发进行，因此该反应是熵增反应B2NO（g）2CO（g）=N2（g）2CO2（g）在常温下能自发进行，则该反应的H0C反应NH3（g）HCl（g）=NH4Cl（s）在室温下可自发进行，则该反应的H0本知识点小结化学平衡图象题的解题方法化学平衡图象类试题是高考的热点题型，该类试题经常涉及到的图象类型有物质的量(浓度)、速率时间图象，含量时间温度(压强)图象，恒温、恒压曲线等，图象中蕴含着丰富的信息量，具有简明、直观、形象的特点，命题形式灵活，难度不大，解题的关键是根据反应特点，明确反应条件，认真分析图象充分挖掘蕴含的信息，紧扣化学原理，找准切入点解决问题。该类题型在选择题和简答题中都有涉及，能够很好地考查学生分析问题和解决问题的能力，在复习备考中应引起足够的重视。1常见的化学平衡图象以可逆反应aA(g)bB(g)cC(g) HQ kJmol1（1）含量时间温度(或压强)图：(曲线a用催化剂，b不用催化剂或化学计量数abc时曲线a的压强大于b的压强)(T2T1，H0) (T1T2，Hp2，abc) (p1p2，abc，则p1 p2p3，HT2，则H0，abc)（3）速率时间图象根据vt图象，可以很快地判断出反应进行的方向，根据v正、v逆的变化情况，可以推断出外界条件的改变情况。以合成氨反应为例：N2(g)3H2(g)2NH3(g) Hv(逆)的点是3，v(正)T1，正反应是放热反应。图B表示p1c。等效平衡1含义（1）化学平衡状态与建立平衡的条件有关，与建立平衡的途径无关。（2）对于同一可逆反应，在一定条件(恒温恒容或恒温恒压)下，无论是从正反应(反应物)、逆反应(生成物)或从中间状态(既有反应物、也有生成物)开始，只要建立平衡后，平衡混合物中各组分的比例相同，或各组分在混合物中的百分含量相等，这样的化学平衡互称为等效平衡。（3）注意只是组分的百分含量相同，包括体积百分含量、物质的量百分含量或质量百分含量，而各组分的浓度不一定相等。2审题方法（1）注意反应特点：反应前后气体的物质的量是否发生变化。（2）分清平衡建立的条件：是恒温恒压还是恒温恒容。3理解等效平衡的意义（1）对于反应前后气体物质的量有变化的反应，如2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)等温等压、等温等容下建立平衡如下图：容易得出A与C等效，A与D不等效。因为CD是对反应前后气体体积有变化的反应加压，平衡发生了移动。结论：对于反应前后气体物质的量有变化的反应，恒温恒压时只要起始加入的物质按方程式化学计量数转化到方程式一侧，比例相同就可建立等效平衡；而恒温恒容时，则需起始加入的物质按方程式化学计量数转化到方程式一侧，完全相同才能建立等效平衡，因为反应物物质的量的变化会引起平衡的移动。（2）对于反应前后气体物质的量没有变化的反应，如：H2(g)+I2(g)2HI(g)等温等压、等温等容下建立平衡如下图：容易得出A与C等效，A与D等效。因为CD平衡不发生移动。对反应前后气体体积不变的反应加压，平衡不移动。结论：对于反应前后气体物质的量不变的反应，无论是恒温恒压还是恒温恒容，只要加入的物质按方程式化学计量数转化到方程式一侧，比例相同就可建立等效平衡。当堂检测 1、常温下,将一定量的氨基甲酸铵置于密闭真空容器中(固体体积忽略不计)发生反应：H2NCOONH4(s)2NH3(g)+CO2(g)H,达到平衡时测得c(CO2)=amolL-1。温度不变,达到平衡后压缩容器体积至原来的一半,达到新平衡时测得c(NH3)=xmolL-1。下列说法正确的是（）A.混合气体的平均相对分子质量不再变化时表明达到平衡状态B.达到新平衡时，H为原来的2倍C.上述反应达到新平衡状态时x=2aD.上述反应体系中，压缩容器体积过程中n(H2NCOONH4)不变2、NOx是大气污染物之一，主要来源于工业烟气及汽车尾气等。除去NOx的方法统称为脱硝，一般有干法脱硝选择性催化剂法(SCR)、湿法脱硝等。请完成下列问题：(1)汽车发动机工作时会引发反应N2(g)+O2(g)2NO(g)。2000K时，向固定容积的密闭容器中充入等物质的量的N2、O2发生上述反应，各组分体积分数()的变化如图1所示。N2的平衡转化率为。(2)在密闭、固定容积的容器中，一定最NO发生分解的过程中，NO的转化率随时间变化关系如图2所示。反应2NO(g)N2(g)+O2(g) H0(填“”或“”“0，制取合成光气的原料气CO。在体积可变的恒压(p总)密闭容器中充入1 mol CO2 与足量的碳发生上述反应，在平衡时体系中气体体积分数与温度的关系如图1所示：T 时，在容器中若充入稀有气体，v正_v逆（填“”“”“”“”或“=”)。当容器内气体密度恒定时，该反应_（填“一定”“可能”或“没有”）达到平衡状态；在1 000时，反应达到平衡，适当增加Fe2O3的量，CO的转化率_（填“增大”“减小”或“不变”）。3、“低碳经济”备受关注，CO2的捕集、利用与封存成为科学家研究的重要课题。研究CO2与CH4，反应使之转化为CO和H2，对减缓燃料危机、减小温室效应具有重要的意义。（1）CH4的电子式为 。（2）已知：2CO(g)+O2(g)2CO2(g) H=566 kJmol12H2(g)+O2(g)2H2O(g) H=484 kJmol1CH4(g)+2O2(g)CO2(g)+2H2O(g) H=890 kJmol1则：CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g) H =_。（3）在恒容密闭容器中通入物质的量均为n mol的CH4与CO2，在一定条件下发生反应CH4(g)+CO2(g) 2CO(g)+2H2(g)，测得CH4的平衡转化率与温度及压强的关系如图中曲线所示：下列事实能说明该反应一定达到平衡的是 。aCO2的浓度不再发生变化bv正(CH4)=2v逆(CO)c混合气体的平均相对分子质量不发生变化dCO与H2的物质的量比为11据图可知，p1、p 2、p 3、p 4由大到小的顺序为 ，理由是 。在压强为p 4、950 的条件下，X点平衡常数Kp= （用含p 4的代数式表示，其中用平衡分压代替平衡浓度计算，分压=总压物质的量分数）。（4）为了探究反应：CO2(g)+CH4