2020高考化学大一轮复习 第七章 化学反应速率和化学平衡 第3节 考点1 化学平衡常数及其应用课件

化学反应速率和化学平衡第七章第三节化学平衡常数化学反应进行的方向考纲解读考纲要求备考指南真题追踪命题趋势1.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。2．能正确计算化学反应的转化率(α)。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。2018·全国卷Ⅲ28(3)，全国卷Ⅱ27(1)、(2)；2017·全国卷Ⅰ28(3)，全国卷Ⅱ27；2016·全国卷Ⅰ27，全国卷Ⅱ27，全国卷Ⅲ27；2015·全国卷Ⅰ28，全国卷Ⅱ27化学平衡的思想和勒夏特列原理在其他平衡体系中的应用是高考命题的趋势。预计2020年高考中将重点考查化学平衡常数及转化率的计算，以及化工生产中适宜温度、压强、催化剂及酸碱度等的选择。复习备考时，应特别关注化学平衡常数及转化率的计算，化学平衡图像的分析，化学平衡的思想和勒夏特列原理在其他平衡体系中的应用等。考点1化学平衡常数及其应用栏目导航01夯实考点02考点突破夯实考点11．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，用符号______表示。【知识梳理】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Kcp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在某温度下的平衡常数。化学方程式平衡常数关系式N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)K1＝___________________12N2(g)＋32H2(g)NH3(g)K2＝____________________2NH3(g)N2(g)＋3H2(g)K3＝____________________K2＝K1(或K121)K3＝1K1温度c2NH3cN2·c3H2cNH3c12N2·c32H2cN2·c3H2c2NH34．影响因素一个可逆反应的K仅受________影响，与反应物或生成物的浓度变化无关。温度1．判断正误(正确的画“√”，错误的画“×”)。(1)平衡常数表达式中，可以是物质的任一浓度()(2)温度、浓度、压强、催化剂均能改变平衡常数()(3)升高温度，平衡常数一定增大()(4)平衡常数发生变化，化学平衡不一定发生移动()(5)化学平衡发生移动，平衡常数不一定发生变化()(6)平衡常数和转化率都能体现可逆反应进行的程度()【思维深化】(7)反应A(g)＋3B(g)2C(g)达平衡后，温度不变，增大压强，平衡正向移动，平衡常数K增大()(8)对于反应：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)，升高温度，K减小，则ΔH0()(9)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)√(7)×(8)×(9)√2．书写下列反应的平衡常数表达式。(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CH3COOH·cC2H5OH(4)K＝cOH－·cHCO－3cCO2－3(5)K＝c(CO2)考点突破2化学平衡常数及其影响因素★★★1．(2018·陕西西安铁一中学质检)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【答案】C【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。2．(2019·广东梅州月考)在容积为2L的密闭容器中，由CO2和H2合成甲醇，在其他条件不变的情况下，考查温度对反应的影响，实验结果如右图所示(注：T1、T2均大于300℃)：下列说法正确的是()A．温度为T1时，从反应开始到平衡，生成甲醇的平均速率为v(CH3OH)＝nAtAmol·L－1·min－1B．该反应在T1时的平衡常数比T2时的小C．该反应为吸热反应D．处于A点的反应体系从T1变到T2，达到平衡时nH2nCH3OH增大【答案】D【解析】v(CH3OH)＝nA2tAmol·L－1·min－1，A项错误；温度越高反应速率越快，先达到平衡，则T2＞T1，该正向反应是放热反应，升温平衡逆向移动，平衡常数减小，B项错误，C项错误；从T1变到T2，升温平衡逆向移动，nH2nCH3OH增大，D项正确。3．在一个体积为2L的真空密闭容器中加入0.5molCaCO3，发生反应CaCO3(s)CaO(s)＋CO2(g)，测得二氧化碳的物质的量浓度随温度的变化关系如下图所示，图中A表示CO2的平衡浓度与温度的关系曲线，B表示不同温度下反应经过相同时间时CO2的物质的量浓度的变化曲线。请按要求回答下列问题：(1)该反应正反应为________(填“吸”或“放”)热反应；温度为T5时，该反应耗时40s达到平衡，则此温度下，该反应的平衡常数数值为__________________。(2)如果该反应的平衡常数K值变大，该反应________(填编号)。a．一定向逆反应方向移动b．在平衡移动时正反应速率先增大后减小c．一定向正反应方向移动d．在平衡移动时逆反应速率先减小后增大(3)请说明随温度的升高，曲线B向曲线A逼近的原因：_________________________________________________________________________。(4)保持温度、体积不变，充入CO2气体，则CaCO3的质量____________，CaO的质量____________，CO2的浓度____________(填“增大”“减小”或“不变”)。【答案】(1)吸0.20(2)bc(3)随着温度升高，反应速率加快，达到平衡所需要的时间变短(4)增大减小不变【解析】(1)T5时，c(CO2)＝0.20mol·L－1，K＝c(CO2)＝0.20。(2)K值增大，平衡正向移动，正反应速率大于逆反应速率。(4)体积不变，增大c(CO2)，平衡逆向移动，CaCO3质量增大，CaO质量减小，由于温度不变，K不变，所以c(CO2)不变。化学平衡常数的注意事项及应用(1)注意事项：在平衡常数表达式中：纯液体、纯固体物质或稀水溶液中水的浓度均不写，但是水蒸气的浓度要写。在非水溶液中进行的反应，若有水参加或生成，则水的浓度不可视为常数，应写进平衡常数的表达式中。(2)化学平衡常数的应用：①利用化学平衡常数判断化学平衡移动的方向。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②利用化学平衡常数判断可逆反应的热效应。化学平衡常数、转化率的计算与判断★★★★4．(2018·山东临沂质检)某温度T1时，向容积为2L的恒容密闭容器中充入一定量的H2和I2(g)，发生反应：H2(g)＋I2(g)2HI(g)，反应过程中测定的部分数据见下表(表中t2t1)。下列说法正确的是()反应时间/minn(H2)/moln(I2)/mol00.90.3t10.8t20.2A．反应在t1min内的平均速率v(H2)＝0.1t1mol·L－1·min－1B．保持其他条件不变，向平衡体系中再通入0.20molH2，与原平衡相比，达到新平衡时I2(g)转化率增大，H2的体积分数不变C．保持其他条件不变，起始时向容器中充入的H2和I2(g)都为0.5mol，达到平衡时n(HI)＝0.2molD．升高温度至T2时，上述反应的平衡常数为0.18，则正反应为吸热反应【答案】C【解析】由表中数据可知，t1min内参加反应的H2的物质的量为0.9mol－0.8mol＝0.1mol，故v(H2)＝0.12t1mol·L－1·min－1，A项错误；保持其他条件不变，向平衡体系中再通入0.20molH2，与原平衡相比，H2的体积分数增大，H2的浓度增大，平衡正向移动，故I2(g)转化率增大，B项错误；t1时，H2(g)＋I2(g)2HI(g)起始(mol)0.90.30转化(mol)0.10.10.2平衡(mol)0.80.20.2平衡常数K＝c2HIcH2·cI2＝0.120.4×0.1＝0.25，改变投料，H2(g)＋I2(g)2HI(g)起始(mol)0.50.50转化(mol)xx2x平衡(mol)0.5－x0.5－x2xK＝0.25，解得x＝0.1mol，故平衡时n(HI)＝0.1mol×2＝0.2mol，C项正确；升高温度至T2时，上述反应的平衡常数0.180.25，说明升高温度，平衡逆向移动，故正反应为放热反应，D项错误。5．SO2常用于制硫酸，其中一步重要的反应为2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)ΔH＜0。若向一个2L的密闭容器中充入0.4molSO2、0.2molO2和0.4molSO3，发生上述反应。请回答下列问题：(1)当反应达到平衡时，各物质的浓度可能是________(填序号)。A．c(SO2)＝0.3mol·L－1，c(O2)＝0.15mol·L－1B．c(SO3)＝0.4mol·L－1C．c(O2)＝0.2mol·L－1，c(SO2)＝0.4mol·L－1D．c(SO3)＝0.3mol·L－1(2)任选上述一种可能的情况，计算达到平衡时的平衡常数K为____________。(3)某温度时，将4molSO2和2molO2通入2L密闭容器中，10min时反应达到平衡，SO2的转化率为80%，则0～10min内的平均反应速率v(O2)＝___________，该温度下反应2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)的平衡常数K＝___________。【答案】(1)AD(2)0.74(或180)(3)0.08mol·L－1·min－180【解析】(1)2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)起始浓度/(mol·L－1)0.20.10.2正向进行到底/(mol·L－1)000.4逆向进行到底/(mol·L－1)0.40.20由此可知，A、D项可能。(2)2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)起始浓度/(mol·L－1)0.20.10.2转