化學(xué) 課標(biāo)版,第22講 化學(xué)平衡常數(shù) 化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的方向,考點(diǎn)一 化學(xué)平衡常數(shù) 1.化學(xué)平衡常數(shù) (1)含義 在一定 溫度 下,當(dāng)一個(gè)可逆反應(yīng)達(dá)到 化學(xué)平衡 時(shí),生成物 濃度冪之積 與反應(yīng)物 濃度冪之積 的比值是一個(gè)常數(shù),簡(jiǎn)稱 平衡常數(shù) ,用符號(hào) K 表示。 (2)表達(dá)式 對(duì)于一般的可逆反應(yīng)mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g),平衡常數(shù)的表達(dá),式:K= 。 (3)意義 a.K值越大,說明正反應(yīng)能夠進(jìn)行的程度 越大 ,反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率 越大 ;反之,K值越小,轉(zhuǎn)化得越 不完全 ,轉(zhuǎn)化率就 越小 。 b.K只受 溫度 的影響,與反應(yīng)物或生成物的 濃度 無關(guān)。,2.化學(xué)平衡常數(shù)的應(yīng)用 (1)判斷、比較可逆反應(yīng)進(jìn)行的程度 一般來說,一定溫度下的一個(gè)具體的可逆反應(yīng):,(2)判斷正在進(jìn)行的可逆反應(yīng)的反應(yīng)方向以及反應(yīng)是否達(dá)到平衡 對(duì)于可逆反應(yīng):mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g),若濃度商Qc= , 則將濃度商和平衡常數(shù)作比較可得可逆反應(yīng)所處的狀態(tài)。 (3)判斷可逆反應(yīng)的反應(yīng)熱 升高溫度,若K值增大,則正反應(yīng)為 吸熱 反應(yīng);若K值減小,則正反,應(yīng)為 放熱 反應(yīng)。,1.判斷正誤,正確的畫“”,錯(cuò)誤的畫“”。 (1)C(s)+H2O(g) CO(g)+H2(g)的平衡常數(shù)表達(dá)式為K= ( ) (2)增大反應(yīng)物濃度,平衡正向移動(dòng),平衡常數(shù)增大 ( ) (3)升高溫度,平衡常數(shù)增大 ( ) (4)平衡常數(shù)發(fā)生變化,化學(xué)平衡一定發(fā)生移動(dòng) ( ) (5)化學(xué)平衡發(fā)生移動(dòng),平衡常數(shù)一定發(fā)生變化 ( ),答案 (1) (2) (3) (4) (5),2.【多維思考】 對(duì)于N2+3H2 2NH3 K1 NH3 N2+ H2 K2 試分別寫出平衡常數(shù)表達(dá)式,并判斷其關(guān)系。,答案 K1= K2= K1=,1.已知下列反應(yīng)的平衡常數(shù):H2(g)+S(s) H2S(g) K1;S(s)+O2(g) SO2(g) K2,則反應(yīng)H2(g)+SO2(g) O2(g)+H2S(g)的平衡常數(shù)是 ( ) A.K1+K2 B.K1-K2 C.K1×K2 D.,題組一 化學(xué)平衡常數(shù)及影響因素,答案 D 反應(yīng)的平衡常數(shù)K1= ,反應(yīng)的平衡常數(shù)K2= , 反應(yīng)的平衡常數(shù)K3= ,故K3=K1/K2。,2.(2014上海單科,14,3分)只改變一個(gè)影響因素,平衡常數(shù)K與化學(xué)平衡 移動(dòng)的關(guān)系敘述錯(cuò)誤的是 ( ) A.K值不變,平衡可能移動(dòng) B.K值變化,平衡一定移動(dòng) C.平衡移動(dòng),K值可能不變 D.平衡移動(dòng),K值一定變化,答案 D 若平衡移動(dòng)不是由溫度變化引起的,則K值不變,D項(xiàng)錯(cuò)誤。,3.研究氮氧化物與懸浮在大氣中海鹽粒子的相互作用時(shí),涉及如下反應(yīng): 2NO2(g)+NaCl(s) NaNO3(s)+ClNO(g) K1 H10 () 2NO(g)+Cl2(g) 2ClNO(g) K2 H20 () 4NO2(g)+2NaCl(s) 2NaNO3(s)+2NO(g)+Cl2(g)的平衡常數(shù)K= (用K1、K2表示),該反應(yīng)的H= (用H1、H2表示)。,答案 2H1-H2,解析 ()×2-()可得4NO2(g)+2NaCl(s) 2NaNO3(s)+2NO(g)+Cl2 (g),由平衡常數(shù)的定義可知,K= 。,4.在1 000 K時(shí),已知反應(yīng)Ni(s)+H2O(g) NiO(s)+H2(g)的平衡常數(shù)K= 0.005 9。當(dāng)水蒸氣和氫氣的物質(zhì)的量濃度相等時(shí),此反應(yīng) ( ) A.已達(dá)平衡狀態(tài) B.未達(dá)平衡狀態(tài),反應(yīng)正向進(jìn)行 C.未達(dá)平衡狀態(tài),反應(yīng)逆向進(jìn)行 D.無法確定,題組二 平衡常數(shù)的應(yīng)用,答案 C Qc= =1,1 000 K時(shí),K=0.005 9,故QcK,反應(yīng)未達(dá)平衡狀 態(tài),向逆反應(yīng)方向進(jìn)行。,5.已知反應(yīng)CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g)的平衡常數(shù)K與溫度的關(guān)系 如下表:,(1)該反應(yīng)的H (選填“”“=”或“”)0。 (2)500 時(shí),若CO和H2O的起始濃度均為0.060 mol·L-1,則在該條件下, CO的最大轉(zhuǎn)化率為 。,答案 (1) (2)75%,解析 (1)由表格中數(shù)據(jù)可知,溫度越高,平衡常數(shù)K越小,說明溫度升高, 反應(yīng)逆向進(jìn)行,正反應(yīng)為放熱反應(yīng),H0。 (2)500 時(shí),K=9。 假設(shè)平衡時(shí),CO的轉(zhuǎn)化濃度為x mol·L-1,則有 CO(g)+ H2O(g) CO2(g)+H2(g) 0.060 0.060 0 0 x x x x 0.060-x 0.060-x x x 根據(jù)平衡常數(shù)的表達(dá)式,則 =9,x=0.045,故CO的轉(zhuǎn)化率為 ×100%=75%。 思維建模 化學(xué)平衡的一般計(jì)算模式“三段式”法 (1)模式 mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g) 起始量(mol/L) a b 0 0 變化量(mol/L) mx nx px qx 平衡量(mol/L) a-mx b-nx px qx 對(duì)于反應(yīng)物: 平衡時(shí)的相關(guān)量=起始量-變化量,n(平)=n(始)-n(變) 對(duì)于生成物: 平衡時(shí)的相關(guān)量=起始量+變化量,n(平)=n(始)+n(變),(2)應(yīng)用 平衡常數(shù):K= 。 轉(zhuǎn)化率= ×100%,如(A)平= ×100%。 百分含量:(A)= ×100%。 平衡前后的壓強(qiáng)之比: = 。 平均摩爾質(zhì)量: = g·mol-1。,考點(diǎn)二 化學(xué)反應(yīng)方向的判斷 1.自發(fā)過程 (1)含義 在一定條件下,不需要借助外力作用就能進(jìn)行的過程。 (2)特點(diǎn),2.化學(xué)反應(yīng)方向的判據(jù),1.判斷正誤,正確的畫“”,錯(cuò)誤的畫“”。 (1)放熱過程均可以自發(fā)進(jìn)行,吸熱過程均不能自發(fā)進(jìn)行( ) (2)CaCO3 CaO+CO2是一個(gè)熵增的過程 ( ) (3)焓變是影響反應(yīng)是否具有自發(fā)性的唯一因素 ( ) (4)H0時(shí),反應(yīng)能自發(fā)進(jìn)行 ( ),答案 (1) (2) (3) (4),2.分析下列反應(yīng),在任何溫度下均能自發(fā)進(jìn)行的是 ( ) A.2N2(g)+O2(g) 2N2O(g) H=+163 kJ·mol-1 B.Ag(s)+ Cl2(g) AgCl(s) H=-127 kJ·mol-1 C.HgO(s) Hg(l)+ O2(g) H=+91 kJ·mol-1 D.H2O2(l) O2(g)+H2O(l) H=-98 kJ·mol-1,答案 D A項(xiàng),該反應(yīng)H0、S0、 S0,在低溫下不能自發(fā)進(jìn)行;D項(xiàng),該反應(yīng)H0,在任何溫度下 都能自發(fā)進(jìn)行。,1.某反應(yīng)2AB(g) C(g)+3D(g)在高溫時(shí)能自發(fā)進(jìn)行,其逆反應(yīng)在低溫 時(shí)能自發(fā)進(jìn)行,則該反應(yīng)的H、S應(yīng)為 ( ) A.H0 B.H0、S0 D.H0、S0,答案 C 由H-TS0,反應(yīng)在 任何溫度下都能自發(fā)進(jìn)行;H0、S0、S0,反應(yīng)在較高溫度下能自發(fā)進(jìn)行;H0、S0,反應(yīng) 在較低溫度下能自發(fā)進(jìn)行。,2.有A、B、C、D四個(gè)反應(yīng):,(1)在任何溫度下都能自發(fā)進(jìn)行的反應(yīng)是 。 (2)在任何溫度下都不能自發(fā)進(jìn)行的反應(yīng)是 。 (3)在余下的反應(yīng)中:溫度高于 時(shí)可自發(fā)進(jìn)行的反應(yīng)是 。 溫度低于 時(shí)可自發(fā)進(jìn)行的反應(yīng)是 。,答案 (1)C (2)B (3)77 A -161.6 D,解析 放熱的熵增反應(yīng)在任何溫度下都能自發(fā)進(jìn)行,吸熱的熵減反應(yīng)在 任何溫度下都不能自發(fā)進(jìn)行。放熱的熵減反應(yīng)在低溫下能自發(fā)進(jìn)行,吸 熱的熵增反應(yīng)在高溫下可以自發(fā)進(jìn)行,具體溫度可以根據(jù)H-TS=0計(jì) 算出來。,思維建模 焓變、熵變和溫度對(duì)化學(xué)反應(yīng)方向的影響,考點(diǎn)三 化學(xué)平衡的圖像 1.常見化學(xué)平衡圖像類型 (1)物質(zhì)的量(或濃度)-時(shí)間圖像 此類圖像要注意各曲線的折點(diǎn)(達(dá)平衡)對(duì)應(yīng)時(shí)刻相同,各物質(zhì)的物質(zhì)的 量(或濃度)變化的比例符合化學(xué)方程式中的化學(xué)計(jì)量數(shù)關(guān)系。,該反應(yīng)的化學(xué)方程式為2A 3B+C。 (2)含量-時(shí)間-溫度(壓強(qiáng))圖像 常見的形式有下圖所示的幾種(C%指某生成物百分含量,B%指某反應(yīng) 物百分含量),這種圖像的折點(diǎn)對(duì)應(yīng)的橫坐標(biāo)表示達(dá)到平衡的時(shí)刻,曲線 的斜率反映了反應(yīng)速率的大小,可以確定T(p)的高低(大小)。,此類圖像斜率大的反應(yīng)快,先達(dá)到平衡(先拐先平)。 (3)速率-壓強(qiáng)圖像 曲線的意義是外界條件(如壓強(qiáng)等)對(duì)正、逆反應(yīng)速率影響的變化趨勢(shì) 及變化幅度。圖中交點(diǎn)是平衡狀態(tài),壓強(qiáng)增大后正反應(yīng)速率增大得快, 平衡正向移動(dòng)。,(4)恒壓(溫)線 該類圖像的縱坐標(biāo)為反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率()或物質(zhì)的平衡濃度(c),橫坐標(biāo) 為溫度(T)或壓強(qiáng)(p),常見類型有(如下圖所示):,解決這類圖像題,采用“定一議二”法,即把自變量(溫度、壓強(qiáng))之一設(shè) 為恒量,討論另外兩個(gè)量的關(guān)系。,2.解題思路,3.化學(xué)平衡圖像題解題技巧 (1)先拐先平數(shù)值大:在含量(轉(zhuǎn)化率)-時(shí)間曲線中,先出現(xiàn)拐點(diǎn)的先達(dá)到 平衡,表示溫度較高、有催化劑、壓強(qiáng)較大等。 (2)定一議二:當(dāng)圖像中有三個(gè)量時(shí),先確定一個(gè)量不變,再討論另外兩個(gè) 量的關(guān)系,有時(shí)還需要作輔助線。 (3)三步分析法:一看反應(yīng)速率是增大還是減小;二看v正、v逆的相對(duì)大小; 三看化學(xué)平衡移動(dòng)的方向。,題組 與化學(xué)平衡有關(guān)的圖像題 1.下面是某化學(xué)研究小組探究外界條件對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡影 響時(shí)所畫的圖像,其中圖像和實(shí)驗(yàn)結(jié)論表達(dá)均正確的是 ( ),A.是其他條件一定時(shí),反應(yīng)速率隨溫度變化的圖像,正反應(yīng)H0 B.是在平衡體系的溶液中溶解少量KCl晶體后化學(xué)反應(yīng)速率隨時(shí)間 變化的圖像 C.是在有、無催化劑存在下建立平衡過程的圖像,a表示使用催化劑 時(shí)的曲線,D.是一定條件下,向含有一定量A的容器中逐漸加入B時(shí)的圖像,壓強(qiáng) p1p2,答案 C 根據(jù)圖像知,升高溫度,平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng),正反應(yīng) H0,A項(xiàng)錯(cuò)誤;反應(yīng)實(shí)質(zhì)是Fe3+3SCN- Fe(SCN)3,K+和Cl-不參加 化學(xué)反應(yīng),KCl濃度增大不影響化學(xué)平衡,B項(xiàng)錯(cuò)誤;使用催化劑,反應(yīng) 速率增大,先達(dá)到平衡,C項(xiàng)正確;該反應(yīng)為反應(yīng)前后氣體的物質(zhì)的量 不變的化學(xué)反應(yīng),改變壓強(qiáng)不影響平衡狀態(tài),即不影響A的轉(zhuǎn)化率,且不 斷加入B,A的轉(zhuǎn)化率增大,D項(xiàng)錯(cuò)誤。,2.800 時(shí),在密閉容器內(nèi)發(fā)生反應(yīng)2NO(g)+O2(g) 2NO2(g) H0, 下列圖像與該反應(yīng)體系相符的是 ( ),答案 C 由圖示可知,壓強(qiáng)為p1時(shí),反應(yīng)先達(dá)到平衡,故p1p2,對(duì)于題給 反應(yīng),增大壓強(qiáng),平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng),平衡時(shí)NO2體積分?jǐn)?shù)增大,A項(xiàng) 錯(cuò)誤;正反應(yīng)放熱,升溫使平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng),反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率減小, B項(xiàng)錯(cuò)誤;容器容積不變,向平衡體系中充入O2,正反應(yīng)速率瞬時(shí)增大,后 逐漸減小,逆反應(yīng)速率瞬時(shí)不變,后逐漸增大,平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng), 正、逆反應(yīng)速率相等時(shí),達(dá)到新的平衡狀態(tài),C項(xiàng)正確;加入催化劑,反應(yīng) 速率增大,達(dá)到平衡所需時(shí)間縮短,D項(xiàng)錯(cuò)誤。,3.(2016四川理綜,6,6分)一定條件下,CH4與H2O(g)發(fā)生反應(yīng):CH4(g)+ H2O(g) CO(g)+3H2(g)。設(shè)起始 =Z,在恒壓下,平衡時(shí)CH4的體積 分?jǐn)?shù)(CH4)與Z和T(溫度)的關(guān)系如圖所示。下列說法正確的是 ( ) A.該反應(yīng)的焓變H0,B.圖中Z的大小為a3b C.圖中X點(diǎn)對(duì)應(yīng)的平衡混合物中 =3 D.溫度不變時(shí),圖中X點(diǎn)對(duì)應(yīng)的平衡在加壓后(CH4)減小,答案 A A項(xiàng),根據(jù)圖像可知,溫度升高,(CH4)減小,說明平衡右移,則 正反應(yīng)是吸熱反應(yīng),該反應(yīng)的焓變H0,故正確;B項(xiàng),溫度一定時(shí),Z增大, 平衡右移,(CH4)減小,則a3,故 錯(cuò)誤;D項(xiàng),加壓后X點(diǎn)對(duì)應(yīng)的平衡左移,(CH4)增大,故錯(cuò)誤。,