福建省三明市泰宁县高中化学 化学平衡常数与化学反应的方向知识要点复习学案 新人教版选修4.doc

化学平衡常数与化学反应的方向一、化学平衡常数1.化学平衡常数（1）定义：在一定温度下，达到平衡的可逆反应，其平衡常数用生成物平衡浓度(气体平衡分压)的方次之积与反应物平衡浓度(气体平衡分压)的方次之积的比值来表示，这时的平衡常数称为浓度平衡常数(压强平衡常数)（2）表达式用kc(kp)表示。对:aa(g)+bb(g)cc(g)+dd(g), （3）影响因素：.平衡常数k与温度有关，与浓度和压强无关。（4）.平衡常数的意义：k的大小，可推断反应进行的程度。k越大，表示反应进行的程度越大，反应物的转化率越大；k越小，表示反应进行的程度越小，反应物的转化率越小.平衡常数表达式表明在一定温度条件下达成平衡的条件。在某温度下，某时刻反应是否达平衡，可用该时刻产物的浓度商qc与kc比较大小来判断。当qckc，(正)(逆),未达平衡，反应逆向进行；当qc(逆),未达平衡，反应正向进行；当qc=kc，(正)=(逆),达到平衡，平衡不移动。平衡常数数值的大小，只能大致告诉我们一个可逆反应的正向反应所进行的最大程度，并不能预示反应达到平衡所需要的时间。如2so2(g)+o22so3(g) 298k时kp3.61024很大，但由于速度太慢，常温时，几乎不发生反应。二、化学反应进行的方向。1自发过程含义：在一定条件下，不需要借助外力作用就能自发进行的过程。2、化学反应方向进行的判据（1）焓判据放热过程中体系能量降低，h0，具有自发进行的倾向，但有些吸热反应也可以自发进行，故只用焓变判断反应的方向不全面。（2）熵判据熵：量度体系混乱（或有序）的程度的物理量，符号s（同一物质，三种状态下熵值：气态液态固态）熵增原理：在与外界隔离的体系中，自发过程将导致体系的熵增大。即熵变（s）大于零。熵判据体系的混乱度增大（既熵增），s0，反应有自发进行的倾向，但有些熵减反应也可以自发进行，故只用熵变判断反应的方向也不全面。（3）复合判据自由能判据符号：g，单位：kjmol1 公式：g=hts 应用：g0 能自发进行g0 平衡状态g0 不能自发进行具体的的几种情况：焓变（h）熵变反应的自发性00任何温度都能自发进行00较低温度下能自发进行00高温下能自发进行00任何温度都不能自发进行注：过程的自发性只能用于判断反应进行的方向，不能确定过程是否一定会发生和过程发生的速率。【热点难点全析】考点一化学平衡常数应用1应用(1)判断、比较可逆反应进行程度的大小。k值越大，反应进行的程度越大；k值越小，反应进行的程度越小。(2)判断可逆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)，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：浓度商qq(3)判断可逆反应的反应热若升高温度，k值增大，则正反应为吸热反应；若升高温度，k值减小，则正反应为放热反应。(4)计算反应物或生成物的平衡浓度及反应物的转化率。2相关计算(1)步骤写出有关化学平衡的方程式。确定各物质的起始浓度、转化浓度、平衡浓度。根据已知条件建立等式关系进行解答。(2)模式如ma(g)nb(g)pc(g)qd(g)，令a、b起始物质的量浓度分别为a mol/l、b mol/l，达到平衡后消耗a的物质的量浓度mx mol/l。ma(g)nb(g)pc(g)qd(g)起始(mol/l)ab00变化(mol/l)mxnxpxqx平衡(mol/l)amxbnxpxqxk。(3)说明反应物：c平c始c变；生成物：c平c始c变。各物质的转化浓度之比等于化学方程式中化学计量数之比。转化率100%。【另】平衡常数的其他应用(1)利用化学平衡常数可以判断反应进行的程度。一般k105时认为该反应基本进行完全；k10-5一般认为该反应难以进行；而k在10-5105之间的反应被认为是典型的可逆反应。(2)利用平衡常数可以判断达到平衡后的瞬间改变体系内各物质的物质的量和容器的体积而造成的平衡移动的方向。如某温度下，在一容积可变的容器中，反应2a(g)+b(g)2c(g)达到平衡时，a、b、c的物质的量分别为4 mol、2 mol、4 mol。保持温度和压强不变，对平衡混合物中三者的物质的量作均减半或均加倍处理,平衡移动方向的判断可以利用等效平衡的知识，还可以利用k与qc的关系来判断。设未改变前容器的体积为v，则此时k 。若都减半，瞬间容器的体积减半，设此时的体积为v1，v1=v/2，此时qc 因为v1=v/2，所以qc=k，平衡不发生移动。同理可得都加倍时，平衡也不移动。【典例1】关于化学平衡常数k的叙述正确的是( )a.k越大，表示化学反应速率越大b.对任一可逆反应，温度升高，则k值增大c.对任一可逆反应，k越大，表示反应物的转化率越大d.加入催化剂或增大反应物的浓度时，k值就增大【解析】选c。k值大，反应速率不一定大，对于放热反应，温度越低k值越大，反应速率越小，a错；对于正反应为放热反应的可逆反应，升高温度，k值减小，b错；k值越大，表示反应正向进行的程度越大，反应物的转化率越大，c对；催化剂及反应物的浓度对平衡常数没有影响，d错。考点二化学平衡的计算1.解题步骤(1)写出涉及到的可逆反应方程式。(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.模式（三段式）令a、b起始物质的量浓度分别为a mol/l、b mol/l，达到平衡后消耗a的物质的量浓度为mx mol/l。ma(g)+nb(g) pc(g)+qd(g) 起始量 a b 0 0转化量 mx nx px qx 平衡量 amx bnx p x qx (1)求平衡常数(2)求转化率（3）对于反应物： n（平）= n（始）n（变）对于生成物： n（平）= n（始）+ n（变）各物质的转化量之比等于化学方程式中化学计量数之比。【提醒】(1)采用“三段式”解题时，要注意单位问题，可以先在起始、变化和平衡后面标出单位，也可以在计算过程中每个数值的后面书写单位，但是不能漏掉单位。(2)计算转化率时,根据题目已知信息，只要转化量和起始量物理量相同即可，不一定要使用转化浓度除以起始浓度计算。【典例2】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)2d(g)，反应一段时间后达到平衡，测得生成1.6 mol c，则下列说法正确的是()a该反应的化学平衡常数表达式是kb此时，b的平衡转化率是40%c增大该体系的压强，平衡向右移动，化学平衡常数增大d增加b，平衡向右移动，b的平衡转化率增大解析化学平衡常数的表达式中不能出