2024届一轮复习人教版 第七章 第三节 化学平衡常数及计算 化学反应进行的方向 课件（61张）

第三节化学平衡常数及计算化学反应进行的方向课标要求核心素养1.能用ΔH－TΔS说明化学反应的方向。2.了解化学平衡常数(K)的含义，能利用化学平衡常数进行相关计算。1.宏观辨识与微观探析：了解平衡图像及应用。了解反应的自发性和熵的定义及应用。2.变化观念与平衡思想：初步了解焓变和熵变对化学反应方向的影响，能用焓变和熵变说明化学反应进行的方向。3.证据推理与模型认知：准确把握平衡的基本特征，根据平衡常数的定义准确书写平衡常数表达式。[目标导航][自主测评]1.易错易混辨析(正确的画“√”，错误的画“×”)。(1)同种物质气态时熵值最大。()(2)－10℃的水结成冰，可用熵变的判据来解释反应的自发性。()(3)对于某一可逆反应，升高温度则化学平衡常数一定变大。()(4)平衡常数发生变化，化学平衡必定发生移动。()(5)反应A(g)＋3B(g)2C(g)达到平衡后，温度不变，增大压强，平衡正向移动，平衡常数增大。()答案：(1)√(2)×(3)×错因：应该用焓变来解释。错因：升高温度，吸热方向的化学平衡常数增大，放热方向的化学平衡常数减小。

(4)√(5)×错因：化学平衡常数只受温度影响。A.3.2B.0.2C.

1180D.

445答案：Bt/min215080100120160220∞c/(mol·L－1)0.0240.0500.0710.0810.0900.1040.1160.132()

的反应如下：HOCH2CH2CH2COOH＋H2O

随着反应的进行，测得γ-丁内酯的浓度随时间的变化如下表所示。在25℃时，溶液中γ­羟基丁酸的初始浓度为0.180mol·L－1，答案：(1)7×10

请填写下列空白。

(1)在50～80min内，以γ-丁内酯的浓度变化表示的反应速率

(2)在120min时，γ-羟基丁酸的转化率为________。

(3)在25℃时，该反应的平衡常数为K＝________。

(4)为提高平衡时γ-羟基丁酸的转化率，除适当控制反应温度外，还可采取的措施是______________________________。－4(2)50%(3)2.75(4)将γ-丁内酯移走为______mol·L－1·min－1。考点一化学平衡常数1.浓度商和化学平衡常数(固体或液体纯物质一般不列入浓度商和平衡常数)(1)对于一般的可逆反应：mA(g)＋mB(g)pC(g)＋qD(g)，浓度商(2)当该反应在一定温度下达到化学平衡时，c(A)、c(B)、c(C)数，简称____________。

2.化学平衡常数的影响因素

(1)化学平衡常数是表明化学反应限度的一个特征值，通常情况下只受温度影响。

(2)当反应中有关物质的浓度商等于平衡常数时，表明反应达到限度，即达到化学平衡状态。平衡常数3.化学平衡常数表达式(1)表达式：对于反应mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)，K＝________________。CO(g)＋H2(g)的平衡常数

(2)应用示例：①C(s)＋H2O(g)表达式K＝____________。c(CO)·c(H2)

c(H2O)

cp(C)·cq(D)cm(A)·cn(B)②Fe3+(aq)＋3H2O(l)Fe(OH)3(s)＋3H+(aq)的平衡常数表达式K＝____________。

4.化学平衡常数的意义 通常，K越大，说明平衡体系中生成物所占的比例______，正反应进行的程度______，即该反应进行得越完全，平衡时反应物的转化率______。越大越大越大考点二化学反应进行的方向1.自发反应在一定条件下无需外界帮助就能自发进行的反应称为自发反应。注意：自发反应是化学反应，水蒸气冷凝得到液态水属于自发过程，但不是自发反应。2.熵和熵变(1)熵是衡量一个体系混乱程度的物理量。用符号S表示。(2)熵变是反应前后体系熵的变化，用ΔS表示，化学反应的ΔS越大，越有利于反应自发进行。3.判断化学反应进行的方向<>>＝<

对于一个特定的气相反应，熵变的大小取决于反应前后的气体物质的化学计量数大小；若反应后气体的化学计量数变大，则ΔS＞0，反之，则ΔS＜0。[方法技巧]根据自由能“ΔG＝ΔH－TΔS”判断反应进行的方向考点三有关化学平衡的计算——“三段式法”

“三段式法”是有效解答化学平衡计算题的“万能钥匙”。解题时，要注意准确地列出起始量、转化量、平衡量，按题目要求进行计算，同时还要注意单位的统一。(1)分析三个量：起始量、转化量、平衡量。(2)明确三个关系①对于同一反应物，起始量－转化量＝平衡量。②对于同一生成物，起始量＋转化量＝平衡量。③各物质的转化量之比等于各物质的化学计量数之比。(3)计算模式对以下反应：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

mol，容器容积为VL。mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)起始/mol变化/mol

amx

bnx

0px0

qx平衡/mola－mxb－nxpxqx考向1化学平衡常数及应用选项ABCDc(I2)/mmol·L－11.000.220.440.11c(H2)/mmol·L－11.000.220.440.44c(HI)/mmol·L－11.001.564.001.56

解析：题目中缺少平衡时c(H2)，无法直接计算K，则不能通过Q与K的关系判断反应进行方向，但可比较四个选项中Q的大小关系，Q越大，越可能逆向进行。将四组数据分别代入Q＝

c2(HI)c(H2)·c(I2)进行计算：Q(A)＝1，Q(B)≈50.28，Q(C)≈82.64，Q(D)≈50.28，Q(C)的值最大，反应逆向进行的可能性最大。

答案：C

2.(2022年山东实验中学检测)O3

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。常温常压下发生的反应如下：①O3O2＋[O]ΔH>0，平衡常数为K1；②[O]＋O32O2ΔH<0，平衡常数为K2；总反应：2O33O2ΔH<0，平衡常数为K。下列叙述正确的是()A.降低温度，总反应K减小C.适当升温，可提高消毒效率B.K＝K1＋K2

D.压强增大，K2减小

答案：C[方法技巧]化学平衡常数的应用(1)判断可逆反应进行的程度K值大，说明反应进行的程度大，反应物的转化率高；K值小，说明反应进行的程度小，反应物的转化率低。K<10－510－5～105>105反应程度很难进行反应可逆反应接近完全(2)判断化学反应进行的方向或平衡移动的方向根据浓度商(Q)与平衡常数(K)的大小判断平衡移动的方向：(3)判断可逆反应的热效应考向2化学平衡常数和平衡转化率的计算

3.(2021年山东卷节选)2-甲氧基-2-甲基丁烷(TAME)常用作汽油原添加剂。在催化剂作用下，可通过甲醇与烯烃的液相反应制得，体系中同时存在如下反应：

回答下列问题：A.<－1B.－1～0C.0～1D.>1

(2)为研究上述反应体系的平衡关系，向某反应容器中加入1.0molTAME，控制温度为353K，测得TAME的平衡转化率为α。已知反应Ⅲ的平衡常数Kx3＝9.0，则平衡体系中B的物质的量为________mol，反应Ⅰ的平衡常数Kx1＝________。同温同压下，再向该容器中注入惰性溶剂四氢呋喃稀释，反应Ⅰ的化学平衡将________(填“正向移动”“逆向移动”或“不移动”)；平衡时，A与CH3OH物质的量浓度之比c(A)∶c(CH3OH)＝________。向该容器中注入惰性溶剂四氢呋喃稀释，反应Ⅰ的化学平衡将向着分子数增大的方向移动，即逆向移动。平衡时，TAME的转化率变大，但是平衡常数不变，A与CH3OH的物质的量浓度之比不变，c(A)∶c(CH3OH)＝0.1α∶α＝1∶10。

4.(2021年广东卷节选)我国力争于2030年前做到碳达峰，2060年前实现碳中和。CH4

与CO2

重整是CO2

利用的研究热点之一。该重整反应体系主要涉及以下反应：a)CH4(g)＋CO2(g)b)CO2(g)＋H2(g)

2CO(g)＋2H2(g)ΔH1CO(g)＋H2O(g)ΔH2c)CH4(g)d)2CO(g)C(s)＋2H2(g)ΔH3

CO2(g)＋C(s)ΔH4e)CO(g)＋H2(g)H2O(g)＋C(s)ΔH5[方法技巧]

“四步法”突破压强平衡常数(Kp)的计算考向3化学反应方向的判断5.已知吸热反应2CO(g)===2C(s)＋O2(g)，设ΔH和ΔS不随温度而变化，下列说法正确的是( A.低温下能自发进行

)B.高温下能自发进行

C.任何温度下都能自发进行D.任何温度下都不能自发进行

解析：已知反应

2CO(g)===2C(s)＋O2(g)的ΔH＞0、ΔS＜0，所以ΔG＝ΔH－TΔS＞0，该反应在任何温度下都不能自发进行，D正确。

答案：D

相关化学键的键能数据 在一定温度下，利用催化剂将NH3

分解为N2

和H2。回答下列问题：化学键N≡NH—HN—H键能E/(kJ·mol－1)946.0436.0390.8

答案：(1)任何温度下都能自发进行，因为ΔH<0、ΔS>0 (2)①＋90.8②CD

解析：(2)①ΔH＝反应物键能总和－生成物键能总和，根据热化学方程式以及表格中数据可得ΔH＝390.8kJ·mol－1×3×2－(946.0kJ·mol－1＋436.0kJ·mol－1×3)＝＋90.8kJ·mol－1。②若反应能自发进行，则ΔG＝ΔH－TΔS<0，代入数据，ΔG＝ΔH－TΔS＝90.8×103J·mol－1－T×198.9J·mol－1·K－1<0，则T>456.5K，转化成摄氏温度，则T>183.5℃，故选C、D。1.(2022年江苏卷)用尿素水解生成的NH3

催化还原NO，是柴油机车辆尾气净化的主要方法。反应为4NH3(g)＋O2(g)＋4NO(g)4N2(g)＋6H2O(g)，下列说法正确的是()

A.上述反应ΔS<0

C.上述反应中消耗1molNH3，转移电子的数目为2×6.02×1023

D.实际应用中，加入尿素的量越多，柴油机车辆排放的尾气对空气的污染程度越小答案：B

①影响更大一些，即CO2

选择性增大，同时CO的选择性减小，根据CO的选择性的定义可知，③代表CO2

的选择性，①代表CO的选择性，②代表H2

的产率，A错误；升高温度，平衡时CO的选择性减小，B错误；两种物质参加反应，增大一种物质的浓度，会降低该物质的平衡转化率，C错误；加入CaO(s)与水反应放热，对反应①影响较大，可以增大H2

的产率，或者选用对反应①影响较大的高效催化剂，也可以增大H2的产率，D正确。

答