2021年高考化学一轮复习全程考点透析13化学平衡常数化学反应进行的方向课件

1、考纲要求考纲要求:1.:1.了解化学平衡常数了解化学平衡常数( (k k) )的含义的含义, ,能利用化学平衡常能利用化学平衡常数进行相关计算。数进行相关计算。( (变化观念与平衡思想变化观念与平衡思想) )2.2.能正确计算化学反应的转化率能正确计算化学反应的转化率( () )。( (证据推理与模型认知证据推理与模型认知) )3.3.了解化学平衡的调控在生活、生产和科学研究领域中的重了解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。要作用。( (科学态度与社会责任科学态度与社会责任) )一、化学平衡常数一、化学平衡常数1.定义定义在一定温度下在一定温度下, ,当一个可逆反应达到当一个

2、可逆反应达到 时时, ,生成物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浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比值是一个常数, ,该常数该常数就是该反应的化学平衡常数，就是该反应的化学平衡常数，用符号用符号表示。表示。化学平衡化学平衡 k k 2.表达式表达式对于可逆反应对于可逆反应:ma(g)+nb(g) pc(g)+qd(g),化学平衡常数化学平衡常数k= 。式中。式中a、b、c、d的浓度均为平衡浓的浓度均为平衡浓度。度。 如在一定温度时如在一定温度时,4 mol a在在2 l的密闭容器中分解的密闭容器中分解:a(g) 2b(g)+c(g),达到平衡时测得已有达到平衡时测得已有50%的的a

3、分解成分解成b和和c,此温此温度下度下,该反应的平衡常数为该反应的平衡常数为。 3.意义及影响因素意义及影响因素:k值越大值越大,反应物的转化率越大反应物的转化率越大,正反应进行的程度正反应进行的程度 。 k只受只受影响影响,与反应物或生成物的浓度变化无关。与反应物或生成物的浓度变化无关。 化学平衡常数是指某一具体反应的平衡常数。化学平衡常数是指某一具体反应的平衡常数。4 4越大越大 温度温度 k正反应进行的正反应进行的程度程度平衡时生成物平衡时生成物浓度浓度平衡时反应物平衡时反应物浓度浓度反应物反应物转化率转化率越大越大_越小越小_越大越大越大越大越小越小越高越高越小越小越小越小越大越大越低

4、越低4.化学平衡常数的应用化学平衡常数的应用(1)判断、比较可逆反应进行的程判断、比较可逆反应进行的程度度一般来说，一定温度下的一个具体的可逆反应：一般来说，一定温度下的一个具体的可逆反应：(2)判断正在进行的可逆反应是否达到平衡或反应进行的判断正在进行的可逆反应是否达到平衡或反应进行的方向：对于可逆反应：方向：对于可逆反应：ma(g)nb(g)pc(g)qd(g)，若浓，若浓3.化学反应方向的判据化学反应方向的判据h0s0s”或或“”“a1;根据题意可知根据题意可知:升高温度升高温度,化学平衡向正反应方向移化学平衡向正反应方向移动动,根据平衡移动原理根据平衡移动原理:升高温度升高温度,化学平

5、衡向吸热反应方向移动化学平衡向吸热反应方向移动,所所以该反应的正反应为吸热反应以该反应的正反应为吸热反应,故故h0。(3)增大增大h2s的浓度的浓度,平衡平衡正向移动正向移动,根据勒夏特列原理分析根据勒夏特列原理分析,h2s的转化率应降低的转化率应降低,a错误错误;增增大大co2的浓度的浓度,平衡正向移动平衡正向移动,使更多的使更多的h2s反应反应,所以所以h2s转化率增转化率增大大,b正确正确;cos是生成物是生成物,增大生成物的浓度增大生成物的浓度,平衡逆向移动平衡逆向移动,h2s转转化率降低化率降低,c错误错误;n2是与反应体系无关的气体是与反应体系无关的气体,充入充入n2,不能使化学不

6、能使化学平衡发生移动平衡发生移动,所以对所以对h2s的转化率无影响的转化率无影响,d错误。错误。答案：答案：(1)2.52.8510-3 (2) (3)b 考点二考点二化学反应进行的方向化学反应进行的方向解析：解析：反应能自发进行的前提条件是反应的反应能自发进行的前提条件是反应的hts0，s0，即任何温度下，反应，即任何温度下，反应都不能自发进行；对于都不能自发进行；对于 b 项，项，h0，s0，在较低温度下，在较低温度下，hts0，s0，若使反应自发进行，即，若使反应自发进行，即hts0，必须升高温度，即，必须升高温度，即反应只有在较高温度时能自发进行；对于反应只有在较高温度时能自发进行；对

7、于 d 项，项，h0，在任何温度下，都有在任何温度下，都有hts0，即在任何温度下反应均能自，即在任何温度下反应均能自发进行。发进行。答案：答案：d3.(2018 年山东青岛模拟年山东青岛模拟)某反应某反应 2ab(g)c(g)3d(g)在高温时能自发进行，其逆反应在低温时能自发进行，则该反在高温时能自发进行，其逆反应在低温时能自发进行，则该反)。应的应的h、s 应为应为(a.h0b.h0、s0、s0d.h0、s0答案：答案：c4.(2018 年江苏南京模拟年江苏南京模拟)有有 a、b、c、d 四个反应：四个反应：(1)在任何温度下都能自发进行的反应是在任何温度下都能自发进行的反应是_。(2)

8、在任何温度下都不能自发进行的反应是在任何温度下都不能自发进行的反应是_。(3)在余下的反应中：在余下的反应中：温度高于温度高于_时可自发进行的反应是时可自发进行的反应是_。温度低于温度低于_时可自发进行的反应是时可自发进行的反应是_。答案：答案：(1)c (2)b (3)77 a161.6d反应反应abcdh/(kjmol1)10.51.8012611.7s/(jmol1k1)30.0113.084.0105.0“速率、平衡速率、平衡”原理在物质制备中的应用原理在物质制备中的应用在考试大纲中明确提出：了解化学反应速率和化学平衡的在考试大纲中明确提出：了解化学反应速率和化学平衡的调控在生活、生产

9、和科学研究领域中的重要作用。所以调控在生活、生产和科学研究领域中的重要作用。所以“化学化学反应速率反应速率”和和“化学平衡化学平衡”在全国新课标卷以及各省市高考卷在全国新课标卷以及各省市高考卷中均有所涉及，且具有一定的难度，属于难点拉分型题目，做中均有所涉及，且具有一定的难度，属于难点拉分型题目，做该类题目应注意以下两个方面：该类题目应注意以下两个方面：1.化工生产适宜条件选择的一般原则化工生产适宜条件选择的一般原则(1)从化学反应速率分析，既不能过快，又不能太慢。从化学反应速率分析，既不能过快，又不能太慢。(2)从化学平衡移动分析，既要注意外界条件对速率和平衡从化学平衡移动分析，既要注意外界

10、条件对速率和平衡影响的一致性，又要注意二者影响的矛盾性。影响的一致性，又要注意二者影响的矛盾性。(3)从原料的利用率分析，增加易得廉价原料，提高难得高从原料的利用率分析，增加易得廉价原料，提高难得高价原料的利用率，从而降低生产成本。价原料的利用率，从而降低生产成本。(4)从实际生产能力分析，如设备承受高温、高压能力等。从实际生产能力分析，如设备承受高温、高压能力等。(5)注意催化剂的活性对温度的限制。注意催化剂的活性对温度的限制。2.平衡类问题需综合考虑的几个方面平衡类问题需综合考虑的几个方面(1)原料的来源、除杂，尤其考虑杂质对平衡的影响。原料的来源、除杂，尤其考虑杂质对平衡的影响。(2)原

11、料的循环利用。原料的循环利用。(3)产物的污染处理。产物的污染处理。(4)产物的酸碱性对反应的影响。产物的酸碱性对反应的影响。(5)气体产物的压强对平衡造成的影响。气体产物的压强对平衡造成的影响。(6)改变外界条件对多平衡体系的影响。改变外界条件对多平衡体系的影响。3.化工生产中反应条件的选择方法化工生产中反应条件的选择方法(以合成氨为例以合成氨为例)(1)反应原理反应原理n2(g)3h2(g)2nh3(g)h92.4 kjmol1(2)反应特点：反应为可逆反应；正反应为放热反应；反应特点：反应为可逆反应；正反应为放热反应；反应物、生成物均为气态，且正反应为气体物质的量减小的反应物、生成物均为

12、气态，且正反应为气体物质的量减小的反应。反应。反应反应条件条件对速率对速率的影响的影响对平衡混合物中氨含对平衡混合物中氨含量的影响量的影响合成氨条件的选择合成氨条件的选择增大增大压强压强增大反增大反应速率应速率平衡正向移动，提高平衡正向移动，提高平衡混合物中氨的含平衡混合物中氨的含量量压强增大，有利于氨的合成，压强增大，有利于氨的合成，但需要动力大，对材料、设但需要动力大，对材料、设备的要求高。故采用备的要求高。故采用 1030mpa 的高压的高压升高升高温度温度增大反增大反应速率应速率平衡逆向移动，降低平衡逆向移动，降低平衡混合物中氨的含平衡混合物中氨的含量量温度要适宜，既要保证反应温度要适

13、宜，既要保证反应有较快的速率，又要使反应有较快的速率，又要使反应物的转化率不能太低。故采物的转化率不能太低。故采用用 400 500 左右的温左右的温度，并且在该温度下催化剂度，并且在该温度下催化剂的活性最大的活性最大使用使用催化剂催化剂增大反增大反应速率应速率没有影响没有影响工业上一般选用铁触媒作催工业上一般选用铁触媒作催化剂化剂(3)反应条件的选择反应条件的选择(4)原料气的充分利用原料气的充分利用合成氨反应的转化率较低，从原料充分利用的角度分析，合成氨反应的转化率较低，从原料充分利用的角度分析，工业生产中可采用循环操作的方法来提高原料的利用率。工业生产中可采用循环操作的方法来提高原料的利

14、用率。典例典例(2018 年山东济南模拟年山东济南模拟)合成氨工业中，原料气合成氨工业中，原料气(n2、h2 及少量及少量 co、nh3 的混合气的混合气)在进入合成塔前常用醋酸二氨合在进入合成塔前常用醋酸二氨合铜铜()溶液来吸收原料气中的溶液来吸收原料气中的 co，其反应是，其反应是 cu(nh3)2acconh3cu(nh3)3acco h0。(1)必须除去原料气中必须除去原料气中 co 的原因是的原因是_。(2) 醋酸二氨醋酸二氨 合合 铜铜 () 吸吸 收收 co 的的 生生 产产 适适 宜宜 条条 件件 应应 是是_。(3)吸收吸收 co 后的醋酸二氨合铜后的醋酸二氨合铜()溶液经过

15、适当处理又可溶液经过适当处理又可再生，恢复其吸收再生，恢复其吸收 co 的能力以供循环使用。醋酸二氨合铜的能力以供循环使用。醋酸二氨合铜()溶液再生的生产适宜条件应是溶液再生的生产适宜条件应是_。解析：解析：根据题意，在合成氨的过程中必须除去根据题意，在合成氨的过程中必须除去 co，因此，因此co 是属于使催化剂中毒的物质。从吸收是属于使催化剂中毒的物质。从吸收 co 的化学方程式可得：的化学方程式可得：吸收吸收 co 的反应是正反应为气体体积缩小的放热反应，因此为的反应是正反应为气体体积缩小的放热反应，因此为了使了使 co 最大可能地被吸收，应采取高压、低温的办法使平衡最大可能地被吸收，应采

16、取高压、低温的办法使平衡正向移正向移动；要使醋酸二氨合铜动；要使醋酸二氨合铜()溶液再生，应使平衡逆向移溶液再生，应使平衡逆向移动，故必须采取低压、高温的办法。动，故必须采取低压、高温的办法。答案：答案：(1)防止防止co使催化剂中毒使催化剂中毒(2)低温、高压低温、高压(3)高温、低压高温、低压演练演练工业生产以工业生产以 nh3 和和 co2 为原料合成尿素为原料合成尿素co(nh2)2，反应的化学方程式为：反应的化学方程式为：2nh3(g)co2(g)co(nh2)2(l)h2o(l)(1)在密闭容器中充入在密闭容器中充入 nh3 和和 co2 ，一定条件能自发进行，一定条件能自发进行的原因是的原因是_。(2)t1 时，在时，在 2 l 的密闭容器中充入的密闭容器中充入 nh3 和和 co2 模拟工业模拟工业生产，若原料气中的生产，若原料气中的nh3和和co2的物质的量之比的物质的量