2017化学一轮复习第7章化学反应速率和化学平衡第3讲化学平衡常数化学反应进行的方向课件新人教版

第七章化学反应速率和化学平衡第三讲化学平衡常数化学反应进行的方向[考纲要求]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。考点一化学平衡常数知识梳理1．概念在一定温度下，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。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＝___________。平衡浓度系数次幂的乘积浓度系数次幂的乘积KcpC·cqDcmA·cnB3．意义(1)K值越大，正反应进行的程度________，反应物的转化率________；K值越小，正反应进行的程度________，反应物的转化率________。(2)化学平衡常数是指某一具体反应方程式的平衡常数。①若反应方向改变，则平衡常数改变。②若方程式中各物质的计量数改变，则平衡常数改变。4．影响因素K只受________影响，与反应物或生成物的浓度变化无关。越大越大越小越小温度判断正误，正确的划“√”，错误的划“×”(1)平衡常数表达式中，可以是物质的任意浓度()(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()思考辨析×××√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，则平衡常数会减小题组训练解析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A2．已知反应①CO(g)＋CuO(s)CO2(g)＋Cu(s)和反应②H2(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③CO(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＝K1K2C．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浓度一定减小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项错误；由于反应③＝反应①－反应②，因此平衡常数K＝K1K2，B项正确；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ΔH0，C项错误；由于反应③为反应前后气体分子数不变，故在怛温恒容下，增大压强，如充入惰性气体，则平衡不移动，H2的浓度不变，D项错误。答案B3．某温度下，某反应达平衡时平衡常数K＝cCO·cH2OcCO2·cH2。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CO＋H2OCO2＋H2解析由化学平衡常数的表达式可知该反应的方程式为CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g)，温度升高，H2的浓度减小，说明平衡正向移动，正反应为吸热反应，ΔH＞0，A项正确、D项错误；恒温恒容下，因该反应为等体积反应，故增大压强对该反应的平衡无影响，H2的浓度不变，B项错误；升高温度，正、逆反应速率都增大，C项错误。答案A4．在体积为1L的密闭容器中，进行如下化学反应：CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g)，化学平衡常数K与温度T的关系如下表：T/℃70080085010001200K0.60.91.01.72.6回答下列问题：(1)升高温度，化学平衡向________________(填“正反应”或“逆反应”)方向移动。正反应(2)能判断该反应达到化学平衡状态的依据是________________(填选项字母)。A．c(CO2)＝c(CO)B．K不变C．容器中的压强不变D．v正(H2)＝v正(CO2)E．c(H2)保持不变(3)若某温度下，平衡浓度符合下列关系：c(CO2)·c(H2)＝c(CO)·c(H2O)，此时的温度为________________；在此温度下，若该容器中含有1molCO2、1.2molH2、0.75molCO、1.5molH2O，则此时反应所处的状态为___________________(填“向正反应方向进行中”“向逆反应方向进行中”或“平衡状态”)。E850℃向正反应方向进行中解析(1)由表格数据可得，随着温度升高，平衡常数增大，说明化学平衡向正反应方向移动；(2)A项，达到平衡时c(CO2)不一定等于c(CO)，反之相等时也不一定处于平衡状态；B项，温度不变K不变，不正确；C项，此反应不论是否平衡，压强均不改变，故不正确；D项，v正(CO2)与v正(H2)表示的反应方向一致，故不能判断是否达到平衡；E项，达到平衡时，各种反应物、生成物的浓度保持不变。(3)由c(CO2)·c(H2)＝c(CO)·c(H2O)，则计算出K＝1.0，即此时温度为850℃。此时cCO·cH2OcCO2·cH2＝0.75×1.51×1.2＝0.941.0，故反应向正反应方向进行中。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：ccC·cdDcaA·cbB＝Q，称为浓度商。QK反应向正反应方向进行，v正v逆＝K反应处于化学平衡状态，v正＝v逆K反应向逆反应方向进行，v正v逆1．分析三个量即起始量、变化量、平衡量。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。考点二有关化学平衡的计算知识梳理3．计算方法：三段式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。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平(A)＝a－mxV(mol·L－1)。(3)α(A)平＝mxa×100%，αα(B)＝mxanxb＝mbna。(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)。题组训练1．(2015·天津卷)某温度下，在2L的密闭容器中，加入1molX(g)和2molY(g)发生反应：X(g)＋mY(g)3Z(g)平衡时，X、Y、Z的体积分数分别为30%、60%、10%。在此平衡体系中加入1molZ(g)，再次达到平衡后，X、Y、Z的体积分数不变。下列叙述不正确的是()A．m＝2B．两次平衡的平衡常数相同C．X与Y的平衡转化率之比为D．第二次平衡时，Z的浓度为0.4mol·L－1解析运用三段式求算m。设转化的X的物质的量为n。X(g)＋mY(g)3Z(g)起始(mol)120转化(mol)nmn3n平衡(mol)(1－n)(2－mn)3n据：(1－n)∶(2－mn)∶3n＝30%∶60%∶10%求得：n＝0.1，m＝2。由m＝2知，A项正确；由第二次平衡时，X、Y、Z的体积分数不变可知两次平衡所处温度相同，则B项正确；由m和n的数值及起始量可计算出X、Y二者的平衡转化率都为10%，C项正确；第二次平衡时，c(Z)＝4mol×10%2L＝0.2mol·L－1，D项错误。答案D2．(2015·重庆卷)羰基硫(COS)可作为一种粮食熏蒸剂，能防止某些昆虫、线虫和真菌的危害。在恒容密闭容器中，将CO和H2S混合加热并达到下列平衡：CO(g)＋H2S(g)COS(g)＋H2(g)K＝0.1反应前CO物质的量为10mol，平衡后CO物质的量为8mol。下列说法正确的是()A．升高温度，H2S浓度增加，表明该反应是吸热反应B．通入CO后，正反应速率逐渐增大C．反应前H2S物质的量为7molD．CO的平衡转化率为80%解析升高温度，H2S浓度增加，说明平衡向左移动，则正反应为放热反应，A项错误；通入CO，在恒容密闭容器中相当于增大反应物浓度，故正反应速率瞬间增大，然后又逐渐减小，B项错误；设反应前H2S的物质的量为xmol，则根据方程式得：K＝2×28×x－2＝0.1，解之得x＝7，故C项正确；α(CO)＝2mol10mol×100%＝20%，D项错误。答案C3．(2014·四川理综)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：起始时物质的量/mol平衡时物质的量/mol实验编号温度/℃n(X)n(Y)n(M)①7000.400.100.090②8000.100.400.080③8000.200.30a④9000.100.15b下列说法正确的是()A．实验①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)＝1.0×10－2mol/(L·min)B．实验②中，该反应的平衡常数K＝2.0C．实验③中，达到平衡时，X的转化率为60%D．实验④中，达到平衡时，b0.060解析①中5min时生成M0.050mol，则生成N也是0.050mol，v(N)＝0.050mol10L5min＝1.0×10－3mol·(L·min)－1，A项错误；②中平衡时n(M)＝0.080mol，则生成N0.080mol，消耗X、Y的物质的量分别为0.080mol，因此平衡时容器中有X0.020mol、有Y0.32mol，其平衡常数K＝0.080mol10L×0.080mol10L0.020mol10L×0.32mol10L＝1.0，B项错误；③中反应温度与②相同，则平衡常数也相同，K＝1.0。则有a10×a100.20－a10×0.30－a10＝1.0，a＝0.12，即参加反应的X的物质的量为0.12mol，其转化率为0.12mol0.20mol×100%＝60%，C项正确；①的平衡常数为0.09010×0.090100.40－0.09010×0.10－0.09010＝81311.0，所以该反应的正反应为放热反应，若④的反应在800℃时进行，则有b10×b100.10－b10×0.15－b10＝1.0，b＝0.060，升高温度，平衡向逆反应方向移动，因此在900℃反应进行至平衡时b0.060，D项错误。答案C4．(2015·黄山模拟)已知可逆反应：M(g)＋N(g)P(g)＋Q(g)ΔH0，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)＝1mol·L－1，c(N)＝2.4mol·L－1；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