第7章 第3讲 化学平衡常数 化学反应进行的方向 打印.doc

此文档收集于网络，如有侵权，请 联系网站删除第3讲化学平衡常数化学反应进行的方向考点一化学平衡常数1概念：在一定温度下，当一个可逆反应达到化学平衡时，生成物 与反应物 的比值是一个常数，用符号 表示。2表达式：对于反应mA(g)nB(g)pC(g)qD(g)，K(固体和纯液体的浓度视为常数)。3意义：(1)K值越大，反应物的转化率越大，正反应进行的程度越大。(2)K只受 影响，与反应物或生成物的浓度变化无关。(3)化学平衡常数是指某一具体反应的平衡常数。深度思考1判断正误，正确的划“”，错误的划“”(1)平衡常数表达式中，可以是物质的任一浓度()(2)催化剂能改变化学反应速率，也能改变平衡常数()(3)平衡常数发生变化，化学平衡不一定发生移动()(4)化学平衡发生移动，平衡常数不一定发生变化()2对于N2(g)3H2(g)2NH3(g)K12NH3(g)N2(g)3H2(g)K2试分别写出平衡常数表达式，并判断其关系_。3化学平衡常数只受温度的影响，温度升高，化学平衡常数是增大还是减小？4对于一个可逆反应，化学计量数扩大或缩小，化学平衡常数表达式是否改变？是什么关系？转化率是否相同？试举例说明。题组一化学平衡常数及其影响因素1温度为T时，在体积为10L的真空容器中通入1.00mol氢气和1.00mol碘蒸气，20min后，反应达到平衡，此时测得碘蒸气的浓度为0.020molL1。涉及的反应可以用下面的两个化学方程式表示：H2(g)I2(g)2HI(g) 2H2(g)2I2(g)4HI(g)下列说法正确的是()A反应速率用HI表示时，v(HI)0.008molL1min1B两个化学方程式的意义相同，但其平衡常数表达式不同，不过计算所得数值相同C氢气在两个反应方程式中的转化率不同D第二个反应中，增大压强平衡向生成HI的方向移动2已知反应：CO(g)CuO(s)CO2(g)Cu(s)和反应：H2(g)CuO(s)Cu(s)H2O(g)在相同的某温度下的平衡常数分别为K1和K2，该温度下反应：CO(g)H2O(g)CO2(g)H2(g)的平衡常数为K。则下列说法正确的是()A反应的平衡常数K1B反应的平衡常数KC对于反应，恒容时，温度升高，H2浓度减小，则该反应的焓变为正值D对于反应，恒温恒容下，增大压强，H2浓度一定减小题组二化学平衡常数及其应用3某温度下，某反应达平衡时平衡常数K。恒容时，温度升高，H2的浓度减小。下列说法正确的是()A该反应的焓变为正值B恒温恒容下，增大压强，H2的浓度一定减小C升高温度，逆反应速率减小D该反应的化学方程式为COH2OCO2H2考点二有关化学平衡的计算三段式法：对以下反应：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的消耗量为mx，容器容积为VL。mA(g)nB(g)pC(g)qD(g)起始(mol) a b 0 0变化(mol) mx nx px qx平衡(mol) amx bnx px qx (1)K_(2)c平(A)_ (molL1)。(3)(A)平_100%，(A)(B)_。(4)(A)_100%。(5)_。(6)(混)_ (gL1)。(7)_ (gmol1)。题组一有关转化率的计算及判断1已知可逆反应：M(g)N(g)P(g)Q(g)H0，请回答下列问题：(1)在某温度下，反应物的起始浓度分别为c(M)1molL1，c(N)2.4molL1；达到平衡后，M的转化率为60%，此时N的转化率为_。(2)若反应温度升高，M的转化率_(填“增大”、“减小”或“不变”)。(3)若反应温度不变，反应物的起始浓度分别为c(M)4molL1，c(N)amolL1；达到平衡后，c(P)2molL1，a_。(4)若反应温度不变，反应物的起始浓度为c(M)c(N)bmolL1，达到平衡后，M的转化率为_。 题组二化学平衡常数、转化率的相互换算2SO2常用于制硫酸，其中一步重要的反应为2SO2(g)O2(g)2SO3(g)H0。若向一个2L的密闭容器中充入0.4molSO2、0.2molO2和0.4molSO3，发生上述反应。请回答下列问题：(1)当反应达到平衡时，各物质的浓度可能是_(填字母)。Ac(SO2)0.3molL1、c(O2)0.15molL1Bc(SO3)0.4molL1Cc(O2)0.2molL1、c(SO2)0.4molL1Dc(SO3)0.3molL1(2)任选上述一种可能的情况，计算达到平衡时的平衡常数为_。(3)某温度时，将4molSO2和2molO2通入2L密闭容器中，10min时反应达到平衡，SO2的转化率为80%，则010min内的平均反应速率v(O2)_，该温度下反应2SO2(g)O2(g)2SO3(g)的平衡常数K_。考点三化学反应进行的方向判断化学反应方向的依据(1)焓变与反应方向研究表明，对于化学反应而言，绝大多数_反应都能自发进行，且反应放出的热量_，体系能量_得也_，反应越_。可见，反应的_是制约化学反应能否自发进行的因素之一。(2)熵变与反应方向研究表明，除了热效应外，决定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混乱度_的倾向。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，规律：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_。(3)综合判断反应方向的依据HTS0，反应_能自发进行。深度思考1能自发进行的反应一定能实际发生吗？2判断正误，正确的划“”，错误的划“”(1)放热过程有自发进行的倾向性，但并不一定能自发进行，吸热过程没有自发进行的倾向性，但在一定条件下也可自发进行()(2)反应能否自发进行需综合考虑焓变和熵变对反应的影响()题组一焓变与自发反应1实验证明，多数能自发进行的反应都是放热反应。对此说法的理解正确的是()A所有的放热反应都是自发进行的B所有的自发反应都是放热的C焓变是影响反应是否具有自发性的一种重要因素D焓变是决定反应是否具有自发性的唯一判据题组二熵变与自发反应2下列过程属于熵增加的是()A一定条件下，水由气态变成液态B高温高压条件下使石墨转变成金刚石C4NO2(g)O2(g)=2N2O5 (g)D固态碘升华3下列反应中，熵显著增加的反应是()ACO(g)2H2(g)=CH3OH(g)BCaCO32HCl=CaCl2H2OCO2CC(s)O2(g)=CO2(g)D2Hg(l)O2(g)=2HgO(s) 探究高考明确考向全国卷、高考题调研1(2014新课标全国卷，26)在容积为1.00L的容器中，通入一定量的N2O4，发生反应N2O4(g)2NO2(g)，随温度升高，混合气体的颜色变深。回答下列问题：(1)反应的H_0(填“大于”或“小于”)；100时，体系中各物质浓度随时间变化如上图所示。在060s时段，反应速率v(N2O4)为_molL1s1；反应的平衡常数K1为_。(2)100时达平衡后，改变反应温度为T，c(N2O4)以0.0020molL1s1的平均速率降低，经10s又达到平衡。T_100(填“大于”或“小于”)，判断理由是_。列式计算温度T时反应的平衡常数K2_。(3)温度T时反应达平衡后，将反应容器的容积减少一半，平衡向_(填“正反应”或“逆反应”)方向移动，判断理由是_。 22014新课标全国卷，28(3)已知：C2H4(g)H2O(g)=C2H5OH(g)H45.5kJmol1。乙醇是重要的有机化工原料，可由乙烯气相直接水合法或间接水合法生产。下图为气相直接水合法中乙烯的平衡转化率与温度、压强的关系(其中nH2OnC2H411)。列式计算乙烯水合制乙醇反应在图中A点的平衡常数Kp_(用平衡分压代替平衡浓度计算，分压总压物质的量分数)。图中压强(p1、p2、p3、p4)的大小顺序为_，理由是_。气相直接水合法常用的工艺条件为磷酸/硅藻土为催化剂，反应温度290、压强6.9MPa，nH2OnC2H40.61，乙烯的转化率为5%，若要进一步提高乙烯转化率，除了可以适当改变反应温度和压强外，还可以采取的措施有_、_。 3(2013新课标全国卷，28)在1.0L密闭容器中放入0.10molA(g)，在一定温度进行如下反应：A(g)B(g)C(g)H85.1kJmol1反应时间(t)与容器内气体总压强(p)的数据见下表：时间t/h0124816202530总压强p/100kPa4.915.586.327.318.549.509.529.539.53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)0.10a0.0260.0065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12h时反应物的浓度c(A)为_molL1。 各省市高考题调研1(2014四川理综，7)在10L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/起始时物质的量/mol平衡时物质的量/moln(X)n(Y)n(M)7000.400.100.0908000.100.400.0808000.200.30a9000.100.15b下列说法正确的是()A实验中，若5min时测得n(M)0.050mol，则0至5min时间内，用N表示的平均反应速率v(N)1.0102molL1min1B实验中，该反应的平衡常数K2.0C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 22014北京理综，26(2)，2NO(g)O2(g)2NO2(g)。在其他条件相同时，分别测得NO的平衡转化率在不同压强(p1、p2)下随温度变化的曲线(如图)。比较p1、p2的大小关系：_。随温度升高，该反应平衡常数变化的趋势是_。 32014重庆理综，11(3)储氢还可借助有机物，如利用环己烷和苯之间的可逆反应来实现脱氢和加氢：(g)(g)3H2(g)。在某温度下，向恒容密闭容器中加入环己烷，其起始浓度为amolL1，平衡时苯的浓度为bmolL1，该反应的平衡常数K_。 42014山东理综，29(1)(2)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)K1H10()2NO(g)Cl2(g)2ClNO(g)K2H2”“0D反应2Mg(s)CO2(g)=C(s)2MgO(s)能自发进行，则该反应的H02最新“人工固氮”的研究报道：常温常压、光照条件下，N2在催化剂表面与水发生反应：2N2(g)6H2O(l)4NH3(g)3O2(g)H0，如果反应的平衡常数K值变大，则下列说法错误的是()A一定向正反应方向移动B在平衡移动时正反应速率先增大后减小C改变的外界条件是升温D在平衡移动时逆反应速率先减小后增大3在300mL的密闭容器中，放入镍粉并充入一定量的CO气体，一定条件下发生反应：Ni(s)4CO(g)Ni(CO)4(g)，已知该反应的平衡常数与温度的关系如下表：温度/2580230平衡常数510421.9105下列说法不正确的是()A上述生成Ni(CO)4的反应为放热反应B25时反应Ni(CO)4(g)Ni(s)4CO(g)的平衡常数为2105C在80时，测得某时刻Ni(CO)4、CO的浓度均为0.5molL1，则此时v正v逆D80达到平衡时，测得n(CO)0.3mol，则Ni(CO)4的平衡浓度为2molL14将2molX和2molY充入2L密闭容器中发生反应：X(g)3Y(g)2Z(g)aQ(g)。2min时达到平衡，生成0.8molZ，测得Q的浓度为0.4molL1，下列叙述错误的是()Aa的值为2B平衡时X的浓度为0.8molL1CY的转化率为60%D反应速率v(Y)0.2molL1min15.T时，在VL恒容密闭容器中加入足量的TaS2(s)和1molI2(g)，发生反应TaS2(s)2I2(g)TaI4(g)S2(g)H0。tmin时生成0.1molTaI4。下列说法中正确的是()A0tmin内，v(I2)molL1min1B若T时反应的平衡常数K1，则平衡时I2的转化率为C图中制备TaS2晶体过程中循环使用的物质是S2(g)D图中T1端得到纯净TaS2晶体，则温度T1T2 6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1.71.11.00.60.4830时，向一个2L的密闭容器中充入0.2mol的A和0.8mol的B，反应初始4s内A的平均反应速率v(A)0.005molL1s1。下列说法中正确的是()A4s时c(B)为0.76molL1B830达平衡时，A的转化率为80%C反应达平衡后，升高温度，平衡正向移动D1200时反应C(g)D(g)A(g)B(g)的平衡常数的值为0.4 7O3也是一种很好的消毒剂，具有高效、洁净、方便、经济等优点。O3可溶于水，在水中易分解，产生的O为游离氧原子，有很强的杀菌消毒能力。常温常压下发生反应如下：反应O3O2OH0平衡常数为K1；反应OO32O2H0平衡常数为K2；总反应：2O33O2H0平衡常数为K。下列叙述正确的是()A降低温度，K减小BKK1K2C适当升温，可提高消毒效率D压强增大，K2减小8一定条件下，反应：6H2(g)2CO2(g)C2H5OH(g)3H2O(g)的数据如下图所示。下列说法正确的是()A该反应的H0B达平衡时，v正(H2)v逆(CO2)Cb点对应的平衡常数K值大于c点Da点对应的H2的平衡转化率为90%9铁是最常见的金属之一，铁可以形成多种氧化物、氢氧化物和盐类。铁与二氧化碳、水在某一密闭体系中反应情况如下表所示：化学反应平衡常数温度973K1173K=Fe(s)CO2(g)FeO(s)CO(g)K11.472.15Fe(s)H2O(g)FeO(s)H2(g)K22.381.67CO(g)H2O(g)CO2(g)H2(g)K3？完成下列填空：(1)反应为_(填“吸热”或“放热”)反应。根据反应与可以推导出同温下K1、K2与K3之间的关系，则K3_(用K1、K2表示)。(2)973K时，若反应在一个容积为2L的反应容器内2min时达到平衡，有3mol电子发生转移，则在2min内v(CO2)_。若压缩容器的容积为原来的一半，平衡将_移动(填“向左”、“向右”或“不”)，CO2的浓度将_(填“增大”、“减小”或“不变”)。使该反应的平衡转化率及平衡常数都增大的措施有_。10已知：CO(g)H2O(g)CO2(g)H2(g)HQ，其平衡常数随温度变化如下表所示：温度/400500850平衡常数9.9491请回答下列问题：(1)上述反应的化学平衡常数表达式为_。该反应的Q_0(填“”或“”)。(2)850时在体积为10L的反应器中，通入一定量的CO和H2O(g)，发生上述反应，CO和H2O(g)的物质的量浓度变化如图所示，则04min时平均反应速率v(CO)_。(3)若在500时进行。且CO、H2O(g)的起始浓度均为0.020molL1，该条件下，CO的最大转化率为。(4)若在850时进行，设起始时CO和H2O(g)共为1mol，其中H2O(g)的体积分数为x，平衡时CO的转化率为y，试推导y随x变化的函数关系式为_。 11水煤气法制甲醇工艺流程框图如下已知：除去水蒸气后的水煤气含5559%的H2,1518%的CO,1113%的CO2，少量的H2S、CH4，除去H2S后，可采用催化或非催化转化技术，将CH4转化成CO，得到CO、CO2和H2的混合气体，是理想的合成甲醇原料气，即可进行甲醇合成。(1)制水煤气的主要化学反应方程式为C(s)H2O(g)高温,CO(g)H2(g)，此反应是吸热反应。此反应的化学平衡常数表达式为_；下列能提高碳的平衡转化率的措施是_。A加入C(s) B加入H2O(g)C升高温度 D增大压强(2)将CH4转化成CO，工业上常采用催化转化技术，其反应原理为CH4(g)O2(g)CO(g)2H2O(g)H519kJ。工业上要选择合适的催化剂，分别对X、Y、Z三种催化剂进行如下实验(其他条件相同)。X在T1时催化效率最高，能使正反应速率加快约3105倍；Y在T2时催化效率最高，能使正反应速率加快约3105倍；Z在T3时催化效率最高，能使逆反应速率加快约1106倍；已知：T1T2T3，根据上述信息，你认为在生产中应该选择的适宜催化剂是_(填“X”或“Y”或“Z”)，选择的理由是_。(3)合成气经压缩升温