（全国通用版）2019版高考化学大一轮复习 第29讲 化学平衡常数及化学反应进行的方向优选学案.doc

第29讲化学平衡常数及化学反应进行的方向考纲要求考情分析命题趋势1.了解化学平衡常数的含义，能利用化学平衡常数进行相关计算。2.了解化学反应的方向与化学反应的焓变与熵变的关系。3.掌握化学反应在一定条件下能否自发进行的判断依据，能够利用化学反应的焓变和熵变判断化学反应的方向。4.能正确计算化学反应的转化率。2017，全国卷，28t2016，全国卷甲，26t2016，全国卷乙，27t2016，全国卷丙，27t2016，天津卷，10t预计2019年高考将重点考查化学平衡常数及转化率的计算，化工生产中适宜温度、压强及酸碱度的选择。复习备考时，应特别关注：化学平衡常数及转化率的计算，化学平衡图像的分析，化学平衡的思想和勒夏特列原理在其他平衡体系中的应用等。分值：510分考点一化学平衡常数及应用(见学用讲义p147)1概念在一定_温度_下，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，用符号k表示。2表达式对于一般的可逆反应：ma(g)nb(g)pc(g)qd(g)，在一定温度下达到平衡时：k(固体和纯液体的浓度视为常数，不计入平衡常数表达式中)。3意义(1)k值越大，反应物的转化率_越高_，正反应进行的程度_越大_。(2)k只受_温度_影响，与反应物或生成物的浓度变化无关，与压强变化无关。(3)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计量数等倍数扩大或缩小，尽管是同一反应，平衡常数也会改变，但意义不变。1判断正误，正确的划“”，错误的划“”。(1)对某一可逆反应，升高温度则化学平衡常数一定变大。()(2)平衡常数发生变化，化学平衡必定发生移动达到新的平衡。()(3)改变条件，使反应物的平衡转化率都增大，该可逆反应的平衡常数一定增大。()(4)其他条件不变，当增加一种反应物的用量时，自身的平衡转化率降低，而其他反应物的转化率升高。 ()2已知在600 时，以下三个反应的平衡常数：反应：co(g)cuo(s)co2(g)cu(s)k1反应：h2(g)cuo(s)cu(s)h2o(g)k2反应：co(g)h2o(g)co2(g)h2(g)k3(1)反应的平衡常数表达式为k1，反应2co(g)2cuo(s)2co2(g)2cu(s)的平衡常数k4与k1的关系是_k4k_。(2)反应的k2值随着温度升高而增大，则反应的反应热h_0。(3)反应的k3值与k1、k2的关系是k3。(4)若其他条件不变，向反应所在的密闭容器中充入h2o(g)，则平衡将向_正反应方向_移动，该反应的平衡常数_不变_(填“变大”“变小”或“不变”)。一化学平衡常数的应用1利用k可以推测可逆反应进行的程度。k的大小表示可逆反应进行的程度，k越大说明反应进行的程度越大，反应物的转化率越大。k越小说明反应进行的程度越小，反应物的转化率越小。2借助平衡常数，可以判断一个化学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：qcqc3利用k可判断反应的热效应。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计算平衡体系中的相关“量”。根据相同温度下，同一反应的平衡常数不变，计算反应物或生成物的浓度、转化率等。例1(2018银川模拟)已知，相关数据见下表：编号化学方程式平衡常数温度979 k1 173 kfe(s)co2(g)feo(s)co(g)k11.472.15co(g)h2o(g)co2(g)h2(g)k21.62bfe(s)h2o(g)feo(s)h2(g)k3a1.68根据以上信息判断，下列结论错误的是(c)aabb增大压强，平衡状态不移动c升高温度平衡状态向正反应方向移动d反应、均为放热反应解析 由，得k3k1k2，则a2.38，b0.78，ab，a项正确；是等体积反应，增大压强，平衡不移动，b项正确；由a2.38，b0.78可知，随温度升高k2、k3均减小，故反应、均为放热反应，d项正确；升温时平衡向逆反应方向移动，c项错误。二化学平衡计算的一般思路和方法化学平衡的计算一般涉及各组分的物质的量、浓度、转化率、百分含量、气体混合物的密度、平均摩尔质量、压强等。通常的思路是写出平衡式，列出相关量(起始量、变化量、平衡量)，确定各量之间的关系。列出比例式或等式或依据平衡常数求解，这种思路和方法通常称为“三段式法”。如以下反应：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(mol)为mx，容器容积为v l。ma(g)nb(g)pc(g)qd(g)起始n a b 0 0变化n mx nx px qx平衡n amxbnxpxqx则有：1k。2对于反应物：n(平)n(始)n(变)；对于生成物：n(平)n(始)n(变)。3c(a)平。4a的转化率(a)100%或等于消耗的质量(浓度)与起始质量(浓度)之比。(a)(b)。5a的体积(物质的量)分数：(a)100%。6.。例2在10 l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(c)a实验中，若5 min时测得n(m)0.050 mol，则0至5 min时间内，用n表示的平均反应速率v(n)1.0102 mol/(lmin)b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解析 该反应是气体分子数相等的反应，由实验数据知：温度升高，m的产率减小，所以该反应的正反应是放热反应。实验中，05 min内，v(n)v(m)1103 mol/(lmin)，a项错误；实验中，达到平衡时，c(x)(0.10.08) mol/10 l0.002 mol/l，c(y)(0.40.08)mol/10 l0.032 mol/l，c(m)c(n)0.08 mol/10 l0.008 mol/l，k1，b项错误；实验温度与实验相同，所以平衡常数相同，k1，解得a0.12，所以反应转化的x也是0.12 mol，x的平衡转化率为100%60%，c项正确；实验中反应物起始浓度均为实验的一半，两实验中反应物比值相等，因该反应是气体分子数不变的反应，所以若在恒温恒容条件下两实验所达平衡是等效的，即实验在800 达平衡时，n(m)0.06 mol，现在温度是900 ，因该反应的正反应是放热反应，所以升高温度，平衡逆向移动，故b”“_s(l)_s(s)；c反应前无气体，反应后有气体产生的过程；d反应前后都有气体，但气体的物质的量增加的反应。熵判据：体系的混乱度_增大_，s0，反应有自发进行的倾向。但有些熵减的过程也能自发进行，故只用熵变来判断反应方向也不全面。(3)复合判据在温度、压强一定的条件下，化学反应方向是反应的焓变和熵变共同影响的结果，反应方向的复合判据为ghts。当ghts1判断正误，正确的划“”，错误的划“”。(1)h0的反应在温度低时不能自发进行。()(2)nh4hco3(g)=nh3(g)h2o(g)co2(g)h185.57 kjmol1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。()(3)一定温度下，反应mgcl2(l)mg(l)cl2(g)的h0、s0。()(4)反应nh3(g)hcl(g)=nh4cl(s)在室温下可自发进行，则该反应的h0c加热0.1 moll1 na2co3溶液，co的水解程度和溶液的ph均增大d对于乙酸与乙醇的酯化反应(h0)，加入少量浓硫酸并加热，该反应的反应速率和平衡常数均增大答题送检来自阅卷名师报告错误致错原因扣分b此反应的s0为自发反应4解析 在海轮外壳附着一些铜，形成铁铜原电池，铁比铜活泼，铁被腐蚀，a项错误；题中已知的反应是一个熵减的反应，若常温下能自发进行，则需要h0，b项错误；碳酸钠水解吸热，加热促进水解，氢氧根离子浓度增大，碱性增强，c项正确；因为此反应放热，加热平衡逆向移动，平衡常数减小，d项错误。答案 c1下列说法不正确的是(c)ana与h2o的反应是熵增的放热反应，该反应能自发进行b饱和na2so4溶液或浓硝酸均可使蛋白质溶液产生沉淀，但原理不同cfecl3和mno2均可加快h2o2分解，同等条件下二者对h2o2分解速率的改变相同dmg(oh)2固体在溶液中存在平衡：mg(oh)2(s)mg2(aq)2oh(aq)，该固体可溶于nh4cl溶液1判断正误，正确的划“”，错误的划“”。(1)(2017江苏卷)反应n2(g)3h2(g)2nh3(g)的h0，h_k2(填“”“”或“”)。由co合成甲醇时，co在250 、300 、350 下达到平衡时转化率与压强的关系曲线如图乙所示，则曲线c所表示的温度为_350_。实际生产条件控制在250 、1.3104 kpa左右，选择此压强的理由是_250 时，1.3104 kpa下co的转化率已经很高，如果增大压强，co的转化率提高不多，而生产成本增加很多，得不偿失_。以下有关该反应的说法正确的是_ad_(填字母)。a恒温、恒容条件下，若容器内的压强不发生变化，则可逆反应达到平衡b一定条件下，h2的消耗速率是co的消耗速率的2倍时，可逆反应达到平衡c使用合适的催化剂能缩短达到平衡的时间并提高ch3oh的产率d某温度下，将2 mol co和6 mol h2充入2 l密闭容器中，充分反应，达到平衡后，测得c(co)0.2 moll1，则co的转化率为80%(2)一定温度下，向2 l固定体积的密闭容器中加入1 mol ch3oh(g)，发生反应：ch3oh(g)co(g)2h2(g)。h2的物质的量随时间变化的曲线如图丙所示。02 min内的平均反应速率v(ch3oh)_0.125 moll1min1_。该温度下，反应co(g)2h2(g)ch3oh(g)的平衡常数k_4_。相同温度下，若开始时加入ch3oh(g)的物质的量是原来的2倍，则_d_(填字母)是原来的2倍。a平衡常数bch3oh的平衡浓度c达到平衡的时间d平衡时气体的密度解析 (1)由图可知，t2t1，升高温度，co的转化率降低，说明正反应为放热反应，升高温度时k减小，所以k1k2。相同压强下，曲线c对应的转化率最低，则其对应的温度最高，所以曲线c所表示的温度为350 。(2)02 min内n(h2)的改变量为1.0 mol，浓度的变化量为0.5 moll1，则v(h2)0.25 moll1min1，v(ch3oh)0.125 moll1min1；各物质的平衡浓度分别为c(h2)0.5 moll1，c(co)0.25 moll1，c(ch3oh)0.25 moll1，则反应ch3oh(g)co(g)2h2(g)的平衡常数k10.25，所以反应co(g)2h2(g)ch3oh(g)的平衡常数k1/k11/0.254。2以焦炭为原料的制氨流程示意如下：焦炭氨气.“精制”过程是将含有少量co、co2、o2和h2s等杂质的原料气体通入含有氨水的醋酸二氨亚铜化学式为cu(nh3)2ac溶液中，以获得纯净的原料气。其中，吸收co的反应为cocu(nh3)2acnh3h2ocu(nh3)3coach2oh0。(1)为提高co的吸收率，可采取的一项措施是_降低温度、增大压强(或其他合理答案)_。(2)除去氧气时，氧气将cu(nh3)2ac氧化为cu(nh3)4ac2，则反应中还原剂与氧化剂的物质的量之比是_41_。.“造气”过程中，焦炭与水蒸气在反应体系中将发生如下四个反应：c(s)2h2o(g)=co2(g)2h2(g)h190.2 kj/molc(s)h2o(g)=co(g)h2(g)h2131.4 kj/molco(g)h2o(g)=co2(g)h2(g)h3c(s)2h2(g)=ch4(g)h4该体系中，一些物质的平衡组成与温度的关系图如下图所示。(3)由图可知，若采用焦炭与水蒸气反应来获得优质的水煤气，工业生产中应尽量使焦炭和水蒸气在_高温_(填“高温”“低温”或“常温”)条件下进行。(4)h3_41.2 kj/mol_。(5)下表为碳与氢气合成甲烷的相关数据：温度/6008001 000平衡常数3.21001461.0102 0701.01020 000h4_”“”或“”)。预测1 000 ，焦炭与水蒸气反应体系中甲烷的含量_a_(填字母)。a几乎为0b与co浓度相当c无法确定解析 (1)吸收co的反应是气体体积减小的放热反应，要提高co的吸收率，就要使平衡正向移动，因此可以采取加压或降温的方法。(2)1价铜转化为2价铜，每1 mol cu失去1 mol e，而1 mol o2可以得到4 mol e，根据电子守恒可知，还原剂cu(1价)和氧化剂o2的物质的量之比为41。(3)由图可知，温度越高，co和h2的含量越高，因此工业生产水煤气