第7章第3节化学平衡常数化学反应进行的方向

考点·核心突破第七章化学反应速率和化学平衡高考总复习·化学菜单第三节化学平衡常数化学反应进行的方向考点·核心突破第七章化学反应速率和化学平衡高考总复习·化学菜单考纲点击1.理解化学平衡常数的含义，能够利用化学平衡常数进行简单的计算。2.了解化学反应速率和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。考点·核心突破第七章化学反应速率和化学平衡高考总复习·化学菜单考点一化学平衡常数1．含义在一定温度下，当一个可逆反应达到__________时，生成物___________与反应物___________的比值是一个常数，用符号___表示。考点·核心突破化学平衡浓度幂之积浓度幂之积K考点·核心突破第七章化学反应速率和化学平衡高考总复习·化学菜单3．意义(1)K值越大，反应物的转化率_____，正反应进行的程度_____。(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。2．表达式对于反应mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)，K＝cpC·cqDcmA·cnB(固体和纯液体的浓度视为常数，通常不计入平衡常数表达式中)。越大越大温度考点·核心突破第七章化学反应速率和化学平衡高考总复习·化学菜单◎思维拓展1．对于给定反应，正逆反应的化学平衡常数一样吗？是什么关系？提示：正逆反应的化学平衡常数不一样，互为倒数关系。2．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少？提示：温度升高化学平衡常数的变化要视反应而定，若正反应是吸热反应，则温度升高K值增大，反之则减小。考点·核心突破第七章化学反应速率和化学平衡高考总复习·化学菜单3．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？试举例说明。提示：对于一个可逆反应，化学计量数不一样，化学平衡常数表达式也就不一样，但对应物质的转化率相同。例如：aA(g)＋bB(g)cC(g)K1＝ccCcaA·cbB。考点·核心突破第七章化学反应速率和化学平衡高考总复习·化学菜单题组一考查化学平衡常数的表达式及其影响因素1．在一定条件下，已达平衡的可逆反应：2A(g)＋B(g)2C(g)，下列说法中正确的是A．平衡时，此反应的平衡常数K与各物质的浓度有如下关系：K＝c2Cc2A·cBB．改变条件后，该反应的平衡常数K一定不变C．如果改变压强并加入催化剂，平衡常数会随之变化D．若平衡时增加A和B的浓度，则平衡常数会减小考点·核心突破第七章化学反应速率和化学平衡高考总复习·化学菜单解析K只随温度的改变而改变，除改变温度外，改变其他条件都不会引起平衡常数的改变。答案A考点·核心突破第七章化学反应速率和化学平衡高考总复习·化学菜单2．已知反应①：CO(g)＋CuO(s)CO2(g)＋Cu(s)和反应②：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③：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①的平衡常数K1＝cCO2·cCucCO·cCuOB．反应③的平衡常数K＝K1K2考点·核心突破第七章化学反应速率和化学平衡高考总复习·化学菜单C．对于反应③，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③，恒温恒容下，增大压强，H2浓度一定增大考点·核心突破第七章化学反应速率和化学平衡高考总复习·化学菜单解析在书写平衡常数表达式时，纯固体不能表示在平衡常数表达式中，A错误；由于反应③＝反应①－反应②，因此平衡常数K＝K1K2，B正确；反应③中，温度升高，H2浓度减小，则平衡左移，即逆反应为吸热反应，正反应为放热反应，因此ΔH＜0，C错误；对于反应③，在恒温恒容下，增大压强，如充入惰性气体，则平衡不移动，H2的浓度不变，D错误。答案B考点·核心突破第七章化学反应速率和化学平衡高考总复习·化学菜单题组二考查化学平衡常数的应用3．在一定体积的密闭容器中，进行如下化学反应：CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g)，其化学平衡常数K和温度t的关系如表：t℃70080083010001200K0.60.91.01.72.6考点·核心突破第七章化学反应速率和化学平衡高考总复习·化学菜单回答下列问题：(1)该反应的化学平衡常数表达式为K＝____________________________________。(2)该反应为________反应(填“吸热”或“放热”)。(3)某温度下，各物质的平衡浓度符合下式：3c(CO2)·c(H2)＝5c(CO)·c(H2O)，试判断此时的温度为____________________________________。(4)若830℃时，向容器中充入1molCO、5molH2O，反应达到平衡后，其化学平衡常数K________1.0(填“大于”、“小于”或“等于”)。考点·核心突破第七章化学反应速率和化学平衡高考总复习·化学菜单(5)830℃时，容器中的反应已达到平衡。在其他条件不变的情况下，扩大容器的体积。平衡________移动(填“向正反应方向”、“向逆反应方向”或“不”)。(6)若1200℃时，在某时刻平衡体系中CO2、H2、CO、H2O的浓度分别为2mol·L－1、2mol·L－1、4mol·L－1、4mol·L－1，则此时上述反应的平衡移动方向为________(填“正反应方向”、“逆反应方向”或“不移动”)。考点·核心突破第七章化学反应速率和化学平衡高考总复习·化学菜单解析(1)根据化学方程式CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g)可知，该反应的平衡常数表达式为K＝cCO·cH2OcCO2·cH2。(2)根据已知题干中的表格可知，随着温度的升高，平衡常数逐渐增大，说明正反应为吸热反应。考点·核心突破第七章化学反应速率和化学平衡高考总复习·化学菜单(3)某温度下，各物质的平衡浓度有如下关系3c(CO2)·c(H2)＝5c(CO)·c(H2O)，根据平衡常数表达式K＝cCO·cH2OcCO2·cH2可知，K＝3/5＝0.6，平衡常数只与温度有关，温度一定，平衡常数为定值，所以此时对应的温度为700℃。(4)化学平衡常数只与温度有关，与反应物和生成物的浓度无关，所以只要在830℃条件下，平衡常数的数值都为1.0。考点·核心突破第七章化学反应速率和化学平衡高考总复习·化学菜单(5)830℃达到平衡，扩大容器的体积的瞬间，反应物和生成物的浓度都减小相同的倍数，根据平衡常数表达式K＝cCO·cH2OcCO2·cH2可知，反应物和生成物同时改变相同的倍数，Qc＝K，平衡不发生移动。(6)1200℃时Qc＝cCO·cH2OcCO2·cH2，将各物质的浓度代入可得Qc＝4，而此温度下的平衡常数为2.6，即Qc＞K，所以平衡向逆反应方向移动。答案(1)cCO·cH2OcCO2·cH2(2)吸热(3)700℃(4)等于(5)不(6)逆反应方向考点·核心突破第七章化学反应速率和化学平衡高考总复习·化学菜单◎剖题探法化学平衡常数的“四应用”(1)判断、比较可逆反应进行的程度：一般来说，一定温度下的一个具体的可逆反应：K值正反应进行的程度平衡时生成物浓度平衡时反应物浓度反应物转化率越大越大越大越小越高越小越小越小越大越低考点·核心突破第七章化学反应速率和化学平衡高考总复习·化学菜单(2)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：mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)，若Qc＝cpC·cqDcmA·cnB，则将Qc和K作比较可判断可逆反应所处的状态。Qc＜K，反应向正反应方向进行Qc＝K，反应处于平衡状态Qc＞K，反应向逆反应方向进行考点·核心突破第七章化学反应速率和化学平衡高考总复习·化学菜单(3)判断可逆反应的反应热：升高温度，若K值增大，则正反应为吸热反应；若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。考点·核心突破第七章化学反应速率和化学平衡高考总复习·化学菜单考点二“三段式法”突破关于化学平衡的计算“三段式法”是有效解答化学平衡计算题的“万能钥匙”。解题时，要注意清楚条理地列出起始量、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．解题步骤(1)写出涉及的可逆反应的化学方程式。(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。考点·核心突破第七章化学反应速率和化学平衡高考总复习·化学菜单2．明确三个关系(1)对于同一反应物，起始量－变化量＝平衡量。(2)对于同一生成物，起始量＋变化量＝平衡量。(3)各转化量之比等于各反应物的化学计量数之比。3．具体方法化学平衡计算模式：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，容器容积为VL。考点·核心突破第七章化学反应速率和化学平衡高考总复习·化学菜单mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)起始(mol)ab00变化(mol)mxnxpxqx平衡(mol)a－mxb－nxpxqx则有：(1)K＝pxVp·qxVqa－mxVm·b－nxVn(2)c(A)＝a－mxV(mol·L－1)。(3)α(A)平＝mxa×100%，α(A)∶α(B)＝mxa∶nxb＝mbna。考点·核心突破第七章化学反应速率和化学平衡高考总复习·化学菜单(4)φ(A)＝a－mxa＋b＋p＋q－m－nx×100%(5)p平p始＝a＋b＋p＋q－m－nxa＋b(6)ρ(混)＝a·MA＋b·MBV(g·L－1)(7)M＝a·MA＋b·MBa＋b＋p＋q－m－nx(g·mol－1)考点·核心突破第七章化学反应速率和化学平衡高考总复习·化学菜单1．在容积可变的密闭容器中，2molN2和8molH2在一定条件下发生反应，达到平衡时，H2的转化率为25%，则平衡时氮气的体积分数接近于A．5%B．10%C．15%D．20%考点·核心突破第七章化学反应速率和化学平衡高考总复习·化学菜单解析N2＋3H22NH3起始/mol280转化/mol2/324/3平衡/mol4/364/3平衡时氮气的体积分数为4/34/3＋6＋4/3×100%≈15%。答案C考点·核心突破第七章化学反应速率和化学平衡高考总复习·化学菜单2．(2013·铜川模拟)在10L密闭容器中，1molA和3molB在一定条件下反应：A(g)＋xB(g)2C(g)，2min后反应达到平衡时，测得混合气体共3.4mol，生成0.4molC，则下列计算结果正确的是A．平衡时，物质的量之比n(A)∶n(B)∶n(C)＝2∶11∶4B．x值等于3C．A的转化率为20%D．B的平均反应速率为0.4mol·L－1·min－1考点·核心突破第七章化学反应速率和化学平衡高考总复习·化学菜单解析设转化的A的物质的量为a，则A(g)＋xB(g)2C(g)起始物质的量(mol)130转化物质的量(mol)axa2a平衡物质的量(mol)1－a3－xa2a2a＝0.4mol，a＝0.2mol。平衡时混合气体的总物质的量为3.4mol,1－a＋3－xa＋2a＝3.4mol，x＝4，B错；考点·核心突破第七章化学反应速率和化学平衡高考总复习·化学菜单平衡时A、B、C的物质的量分别为0.8mol、2.2mol、0.4mol，所以比值为4∶11∶2，A错；A的转化率为0.2mol/1mol×100%＝20%，C对；B的平均反应速率为0.8mol/(10L×2min)＝0.04mo