2020届高考化学一轮总复习 第七章 第25讲 化学平衡常数 化学反应进行的方向课件

考点2考点1目录ONTENTSC微专题284微专题29第七章化学反应速率和化学平衡第25讲化学平衡常数化学反应进行的方向5[做真题•对接高考]课时作业【考纲要求】1.了解化学平衡常数的含义并能利用化学平衡常数进行相关计算。2.能正确计算化学反应的转化率()。3.了解化学反应的方向与化学反应的焓变与熵变的关系。α[知识梳理]抓基础夯实必备知识1．概念在一定温度下，当一个可逆反应达到化学平衡时，生成物与反应物的比值是一个常数，称为化学平衡常数，用符号K表示。2．表达式对于反应：mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)，K＝(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)。浓度幂之积浓度幂之积cpC·cqDcmA·cnB3．意义及影响因素(1)K值越大，反应物的转化率越大，正反应进行的程度越大。(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。温度4．应用(1)判断可逆反应进行的程度。(2)判断化学反应进行的方向对于可逆反应：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＝Qc，称为浓度商。QcK反应向反应方向进行，v正v逆＝K反应处于状态，v正v逆K反应向反应方向进行，v正v逆正化学平衡逆＝(3)判断可逆反应的热效应■多维思考·查漏补缺一、思维诊断——易错易混辨析(1)平衡常数表达式中，可以是物质的任一浓度。()(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。()(5)平衡常数和平衡转化率都能体现可逆反应进行的程度。()(6)化学平衡常数只受温度的影响，温度升高，化学平衡常数的变化取决于该反应的反应热。()答案：(1)×(2)×(3)×(4)√(5)√(6)√二、深度思考——提升思维能力1．书写下列化学平衡的平衡常数表达式。(1)Cl2＋H2OHCl＋HClO(2)C(s)＋H2O(g)CO(g)＋H2(g)(3)CH3COOH＋C2H5OHCH3COOC2H5＋H2O(4)CO2－3＋H2OHCO－3＋OH－(5)CaCO3(s)CaO(s)＋CO2(g)答案：(1)K＝cHCl·cHClOcCl2(2)K＝cCO·cH2cH2O(3)K＝cCH3COOC2H5·cH2OcCH3COOH·cC2H5OH(4)K＝cOH－·cHCO－3cCO2－3(5)K＝c(CO2)2．一定温度下，分析下列三个反应的平衡常数的关系①N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)K1②12N2(g)＋32H2(g)NH3(g)K2③2NH3(g)N2(g)＋3H2(g)K3(1)K1和K2，K1＝________。(2)K1和K3，K1＝________。答案：(1)K22(2)1K3[题组设计]练题组提高解题能力题组1推导化学平衡常数1．研究氮氧化物与悬浮在大气中海盐粒子的相互作用时，涉及如下反应：2NO2(g)＋NaCl(s)NaNO3(s)＋ClNO(g)K12NO(g)＋Cl2(g)2ClNO(g)K2则4NO2(g)＋2NaCl(s)2NaNO3(s)＋2NO(g)＋Cl2(g)的平衡常数K＝________(用K1、K2表示)。K1＝cClNOc2NO2，K2＝c2ClNOc2NO·cCl2，K＝cCl2·c2NOc4NO2，所以K＝K21K2K21K22．顺­1,2­二甲基环丙烷和反­1,2­二甲基环丙烷可发生如图所示的转化。该反应的速率方程可表示为v(正)＝k(正)·c(顺)和v(逆)＝k(逆)·c(反)，k(正)和k(逆)在一定温度时为常数，分别称作正、逆反应速率常数。回答下列问题：已知：t1温度下，k(正)＝0.006s－1，k(逆)＝0.002s－1，该温度下反应的平衡常数值K＝________。平衡时：v(正)＝v(逆)，即k(正)·c(顺)＝k(逆)·c(反)，整理得k正k逆＝c反c顺，因k＝c反c顺，所以k＝k正k逆＝0.006s－10.002s－1＝3。3题组2化学平衡常数的应用3．(2018·西安市铁一中学质检)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：反应①O3O2＋[O]ΔH0平衡常数为K1；反应②[O]＋O32O2ΔH0平衡常数为K2；总反应：2O33O2ΔH0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B．K＝K1＋K2C．适当升温，可提高消毒效率D．压强增大，K2减小解析：降温，总反应平衡向右移动，K增大，A项错误；K1＝cO2·c[O]cO3、K2＝c2O2c[O]·cO3、K＝c3O2c2O3＝K1·K2，B项错误；升高温度，反应①平衡向右移动，c([O])增大，可提高消毒效率，C项正确；对于给定的反应，平衡常数只与温度有关，D项错误。答案：C4．已知，相关数据见下表：平衡常数编号化学方程式平衡常数979K1173KⅠFe(s)＋CO2(g)FeO(s)＋CO(g)K11.472.15ⅡCO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)K21.62bⅢFe(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()A．abB．增大压强，平衡状态Ⅱ不移动C．升高温度平衡状态Ⅲ向正反应方向移动D．反应Ⅱ、Ⅲ均为放热反应解析：由Ⅰ＋Ⅱ＝Ⅲ，得K3＝K1·K2，则a2，b1，ab，A项正确；Ⅱ是等体积反应，增大压强，平衡不移动，B项正确；由a2，b1，可知随温度升高，K2、K3均减小，故反应Ⅱ、Ⅲ均为放热反应，D项正确；升温时反应Ⅱ、Ⅲ均向逆反应方向移动，C项不正确。答案：C5．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。(2)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”)。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)由c(CO2)·c(H2)＝c(CO)·c(H2O)，则计算出K＝1.0，即此时温度为850℃，此温度下Qc＝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。答案：(1)正反应(2)850℃向正反应方向进行中[知识梳理]抓基础夯实必备知识1．一个模式——“三段式”如mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)，令A、B起始物质的量浓度分别为amol·L－1、bmol·L－1，达到平衡后消耗A的物质的量浓度为mxmol·L－1。mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)c始/(mol·L－1)ab00c转/(mol·L－1)mxnxpxqxc平/(mol·L－1)a－mxb－nxpxqxK＝pxp·qxqa－mxm·b－nxn。2．明确三个量的关系(1)三个量：即起始量、变化量、平衡量(2)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．掌握四个公式(1)反应物的转化率＝n转化n起始×100%＝c转化c起始×100%。(2)生成物的产率：实际产量(指生成物)占理论产量的百分数。一般来讲，转化率越大，原料利用率越高，产率越大。产率＝实际产量理论产量×100%。(3)混合物组分的百分含量＝平衡量平衡时各物质的总量×100%。(4)某组分的体积分数＝某组分的物质的量混合气体总的物质的量×100%。[题组设计]练题组提高解题能力题组1化学平衡常数与转化率相结合的计算1．加热N2O5依次发生的分解反应为①N2O5N2O3＋O2，②N2O3N2O＋O2；在2L密闭容器中充入8molN2O5，加热到t℃，达到平衡状态后O2为9mol，N2O3为3.4mol，则t℃时反应①的平衡常数为()A．10.7B．8.5C．9.6D．10.2设平衡时N2O5的浓度减小x，则N2O5N2O3＋O2，N2O3N2O＋O2；开始/(mol/L)400x0x转化/(mol/L)xxx平衡/(mol/L)4－xxx1.74.5所以4.5－x＝x－1.7，所以x＝3.1mol/L，则t℃时反应①的平衡常数为1.7×4.5/(4－3.1)＝8.5，答案选B。B2．已知可逆反应：M(g)＋N(g)P(g)＋Q(g)ΔH＞0，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，反应物的起始浓度分别为c(M)＝4mol·L－1，c(N)＝amol·L－1；达到平衡后，c(P)＝2mol·L－1，a＝________。(4)若反应温度不变，反应物的起始浓度为c(M)＝c(N)＝bmol·L－1，达到平衡后，M的转化率为________。解析：(1)M(g)＋N(g)P(g)＋Q(g)始态1mol·L－12.4mo·L－100变化量1mol·L－1×60%1mol·L－1×60%因此N的转化率为1mol·L－1×60%2.4mol·L－1×100%＝25%。(2)由于该反应的ΔH＞0，即该反应为吸热反应，因此升高温度，平衡右移，M的转化率增大。(3)根据(1)可求出各平衡浓度：c(M)＝0.4mol·L－1，c(N)＝1.8mol·L－1，c(P)＝0.6mol·L－1，c(Q)＝0.6mol·L－1。因此化学平衡常数K＝cP·cQcM·cN＝0.6×0.60.4×1.8＝12。由于温度不变，因此K不变，达到平衡后c(P)＝2mol·L－1，c(Q)＝2mol·L－1，c(M)＝2mol·L－1c(N)＝(a－2)mol·L－1K＝cP·cQcM·cN＝2×22×a－2＝12解得a＝6。(4)设M的转化率为x，则达到平衡后各物质的平衡浓度分别为c(M)＝b(1－x)mol·L－1c(N)＝b(1－x)mol·L－1c(P)＝bxmol·L－1c(Q)＝bxmol·L－1K＝cP·cQcM·cN＝bx·bxb1－x·b1－x＝12，解得x＝41%。答案：(1)25%(2)增大(3)6(4)41%题组2压强平衡常数及其计算3．(2018·全国高考卷Ⅰ，28节选)F.Daniels等曾利用测压法在刚性反应器中研究了25℃时N2O5(g)分解反应：其中NO2二聚为N2O4的反应可以迅速达到平衡。体系的总压强p随时间t的变化如下表所示[t＝∞时，N2O5(g)完全分解]：t/min0408016026013001700∞p/kPa35.840.342.545.949.261.262.363.125℃时N2O4(g)2NO2(g)反应的平衡常数Kp＝________kPa(Kp为以分压表