课堂新概念高考化学一轮复习 22化学平衡常数化学反应进行的方向讲义.doc

化学平衡常数 化学反应进行的方向1.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。(高频)2.了解化学反应速率和化学平衡的调控在生活、生产和科学研究领域中的重要作用。(中频)3.了解化学反应进行方向的判断方法。化学平衡常数以ma(g)nb(g)pc(g)qd(g)为例1表达式：k。2影响因素k仅与温度有关，与反应物或生成物的浓度无关。3意义4注意事项(1)反应物或生成物中有固体和液态水存在时，由于其浓度可看做“常数”而不代入公式。(2)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，平衡常数也会改变，但意义不变。化学反应进行的方向1自发过程(1)含义：在一定条件下，不需要借助外力作用就能自动进行的过程。(2)特点：体系趋向于从高能状态转变为低能状态(体系对外部做功或释放热量)。在密闭条件下，体系有从有序转变为无序的倾向性(无序体系更加稳定)。2化学反应方向的判据3复合判据自由能g断据ghts(1)当h0时反应自发进行。(2)当h0，s0，s0时，高温下可能自发进行。(4)当h0，s0时，低温下可能自发进行。1易误诊断(正确的打“”，错误的打“”)。(1)c(s)h2o(g)co(g)h2(g)的平衡常数表达式为k()(2)对于n2(g)3h2(g)2nh3(g)达到平衡，在温度不变、容积不变的密闭容器中充入n2，化学平衡常数不变()(3)化学平衡移动，化学平衡常数一定改变()(4)对某一可逆反应，升高温度则化学平衡常数一定变大()(5)增大反应物的浓度，平衡正向移动，化学平衡常数增大()(6)化学平衡常数和转化率都能体现反应进行的程度()(7)焓变和熵变都可以独立的作为判断化学反应进行的方向的判据()(8)h0的反应一定能自发进行()(9)相同温度下，可逆反应的两方向平衡常数互为倒数()【答案】(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)(8)(9)2(选修4p32t2，改编)已知反应a(g)3b(g)2c(g)在一定温度下达到平衡，各物质的平衡浓度分别为c(a)2.0 mol/l、c(b)2.0 mol/l、c(c)1.0 mol/l。则(1)该反应的平衡常数表达式为_。(2)该反应的平衡常数的值为_。(3)若某时刻各物质的浓度分别为c(a)3.0 mol/l，c(b)2.0 mol/l，c(c)2.0 mol/l，则该时刻v正_v逆(填“”、“”或“”)。【答案】(1)k(2)(3)3在一定温度下将3 mol co2和2 mol h2混合于2 l的密闭容器中，发生如下反应：co2(g)h2(g)co(g)h2o(g)。(1)该反应的化学平衡常数表达式k_。(2)已知在700 时，该反应的平衡常数k10.6，则该温度下反应co(g)h2o(g)co2(g)h2(g)的平衡常数k2_，反应co2(g)h2(g)co(g)h2o(g)的平衡常数k3_。(3)已知在1 000 时，该反应的平衡常数k41.0，则该反应为_反应(填“吸热”或“放热”)。【答案】(1)(2)1.670.77(3)吸热平衡常数的一个表达式ma(g)nb(g) pc(g)qd(g)k影响k的一个因素：温度用k与qc判断反应方向3个方面判断反应进行方向的三个判据(1)h0(3)g105时，就认为反应基本进行完全了，当kk，所以平衡向逆反应方向移动。【答案】(1)吸热(2)700 (3)不(4)逆反应方向考向3利用k计算其他物理量3(选修4p33t9，改编)已知一氧化碳与水蒸气的反应为：co(g)h2o(g)co2(g)h2(g)在427 时的平衡常数是9.0。如果反应开始时，一氧化碳和水蒸气的浓度都是0.01 mol/l，计算一氧化碳在此反应条件下的转化率_(写出解题步骤)。【解析】co(g)h2o(g)co2(g)h2(g)c(始)/mol/l 0.01 0.01 0 0c/mol/l x x x xc(平)/mol/l (0.01x) (0.01x) x xk9.0解之：x0.0075 mol/l，故：(co)100%75%。【答案】75%化学反应速率和化学平衡的综合计算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注意几个物理量的计算(1)算转化率用变化的物质的量(n)或浓度变化(c)计算。(2)算反应速率用变化的物质的量浓度除以时间计算。(3)算平衡常数用平衡浓度计算。(2012海南高考)已知a(g)b(g)c(g)d(g)反应的平衡常数和温度的关系如下：温度/70080083010001200平衡常数1.71.11.00.60.4回答下列问题：(1)该反应的平衡常数表达式k_，h_0(填“”、“”“”)。(2)830 时，向一个5 l的密闭容器中充入0.20 mol a和0.80 mol的b，如反应初始6 s内a的平均反应速率v(a)0.003 moll1s1，则6 s时c(a)_moll1，c的物质的量为_mol；若反应经一段时间后，达到平衡时a的转化率为_，如果这时向该密闭容器中再充入1 mol氩气，平衡时a的转化率为_。(3)判断该反应是否达到平衡的依据为_(填正确选项前的字母)。a压强不随时间改变b气体的密度不随时间改变cc(a)不随时间改变d单位时间里生成c和d的物质的量相等(4)1 200 时反应c(g)d(g)a(g)b(g)的平衡常数的值为_。【解析】(1)因平衡常数随温度的升高而降低，因而h0；(2)c(a，起)0.20 mol/5 l0.04 mol/l，由v(a)可得c(a)0.018 mol/l，c(a，末)c(a，起)c(a)0.022 mol/l；或直接写“三段式”可得计算所需数据；因体积没变，加入的氩气不引起各物质浓度变化，因而转化率不变；(3)a、b、d本来就是不会随反应变化的量，不能作为平衡的标志。【答案】(1)(2)0.0220.0980%80%(3)c(4)2.5考向1平衡状态各组分含量的计算4对于可逆反应a(g)2b(g)3c(g)d(s)，在1 l密闭容器中加入2 mol a和4 mol b，恒温恒容时达到化学平衡，a的物质的量为1 mol，则下列说法正确的是()a若起始加入6 mol c和4 mol d，则达到化学平衡时，各种气体的物质的量之比为121b若起始加入3 mol c和0.5 mol d，则达到化学平衡时，各种气体的物质的量分数之比为123c该可逆反应达平衡时，a、b的转化率相等d若向密闭容器中再加入10 g a气体，则容器中气体总质量也增加10 g【解析】先分析起始加入2 mol a和4 mol b时，平衡体系中a、b、c的物质的量。a(g)2b(g)3c(g)d(s)起始量2 mol4 mol 00转化量 1 mol 2 mol 3 mol 1 mol平衡量 1 mol 2 mol 3 mol 1 mol若投料6 mol c和4 mol d，由于d是固体，投料与原投料等效，各种气体的物质的量之比为123，a项错误；若通入3 mol c和0.5 mol d，投料相当于原投料的一半，平衡时3种气体的物质的量分别为0.5 mol、1 mol、1.5 mol，其中平衡体系中d完全转化为a、b，不符合反应特征，b项错误；由于该反应反应物的投料比等于化学计量系数比，所以反应物的转化率相等，c项正确；加入10 g a，由于平衡正向移动，生成固体d，气体总质量增加少于10 g，d项错误。【答案】c考向2与转化率有关的综合计算5某温度下，在一个2 l的密闭容器中加入4 mol a和2 mol b进行如下反应：3a(g)2b(g)4c(s)d(g)，反应2 min后达到平衡，测得生成1.6 mol c，下列说法正确的是()a前2 min d的平均反应速率为0.2 moll1min1b此时，b的平衡转化率是40%c增大该体系的压强，平衡不移动，化学平衡常数不变d增加b，平衡向右移动，b的平衡转化率增大【解析】生成1.6 mol c的同时消耗0.8 mol b、生成0.4 mol d，则前2 min，v(d)0.1 moll1min1，b的平衡转化率为100%40%，a错、b对；增大该体系的压强，平衡向正反应方向移动，但平衡常数不变，c错；增加b，平衡向右移动，a的平衡转化率增大但b的平衡转化率减小，d错。【答案】b化学反应方向的判断(1)对于h0，s0的吸热反应，高温下反应可自发进行。(2)对于h0，s0的放热反应，低温下反应可自发进行。(3)对h0，s0的吸热反应，任何条件下都不自发进行。(2011浙江高考节选)将一定量纯净的氨基甲酸铵固体置于特制的密闭真空容器中(假设容器体积不变，固体试样体积忽略不计)，在恒定温度下使其达到分解平衡：nh2coonh4(s)2nh3(g)co2(g)实验测得不同温度下的平衡数据列于下表：温度/15.020.025.030.035.0平衡总压强/kpa5.78.312.017.124.0平衡气体总浓度/moll12.41033.41034.81036.81039.4103(1)取一定量的氨基甲酸铵固体放在一个带活塞的密闭真空容器中，在25.0 下达到分解平衡。若在恒温下压缩容器体积，氨基甲酸铵固体的质量_(填“增加”、“减少”或“不变”)。(2)氨基甲酸铵分解反应的焓变h_0(填“”、“”或“”)，熵变s_0(填“”、“”或“”)。【解析】(1)恒温下压缩容器体积，气体压强增大，平衡逆向移动，氨基甲酸铵固体的质量增加。(2)由表中数据可知，升高温度平衡正向移动，说明正反应是吸热的，即焓变h0，由于气体的量增加，熵变s0。【答案】(1)增加(2)考向化学反应进行方向的判断的有关分析6下列说法正确的是_。ah0的反应在温度低时不能自发进行bnh4hco3(s)=nh3(g)h2o(g)co2(g)h185.57 kj/mol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c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d在其他外界条件不变的情况下，使用催化剂，可以改变化学反应进行的方向ecaco3(s)=cao(s)co2(g)室温下不能自发进行，说明该反应的h0f一定温度下，反应mgcl2(l)mg(l)cl2(g)的h0、s0【解析】h0，则g0，e错；mgcl(l)分解生成cl2(g)，s0，h0，f正确。【答案】bf化学平衡计算“三段式”答题模板(2013新课标全国卷)在1.0 l密闭容器中放入0.10 mol a(g)，在一定温度进行如下反应：a(g)b(g)c(g)h85.1 kjmol1反应时间(t)与容器内气体总压强(p)的数据见下表：时间t/h01248162025304.915.586.327.318.549.509.529.539.53回答下列问题：(1)欲提高a的平衡转化率，应采取的措施为_。(2)由总压强p和起始压强p0计算反应物a的转化率(a)的表达式为_，平衡时a的转化率为_，列式并计算反应的平衡常数k_。(3)由总压强p和起始压强p0表示反应体系的总物质的量n总和反应物a的物质的量n(a)，n总_mol，n(a)_mol。下表为反应物a浓度与反应时间的数据，计算：a_。反应时间t/h04816c(a)/(moll1)0.10a0.0260.006 5分析该反应中反应物的浓度c(a)变化与时间间隔(t)的规律，得出的结论是_，由此规律推出反应在12 h时反应物的浓度c(a)为_moll1。规范答案(1)升高温度、降低压强(2)(1)100%94.1% a(g) b(g)c(g)0.10 00 k 1.5 moll1(3)0.100.10(2)0.051达到平衡前每间隔4 h，c(a)减少约一半0.013答题模板如ma(g)nb(