（课标通用）山东省2020版高考化学总复习 专题七 第3讲 化学平衡常数 化学反应进行的方向课件

第3讲化学平衡常数化学反应进行的方向微专题一化学平衡常数的含义和应用微专题二化学平衡常数与转化率的计算总纲目录微专题三化学反应进行的方向 1.认识化学平衡常数是表征化学反应限度的物理量,知道化学平衡常数的涵义。2.能书写化学平衡常数表达式,能进行化学平衡常数、转化率的简单计算。3.了解化学平衡常数与反应平衡移动方向间的联系。4.能利用化学平衡常数判断化学反应是否达到化学平衡状态以及平衡移动的方向。5.知道化学反应是有方向的,知道化学反应的方向与反应的焓变和熵变有关。山东省教学指导意见微专题一化学平衡常数的含义和应用1.化学平衡常数(1)含义在一定①温度下,当一个可逆反应达到②化学平衡时,生成物③浓度幂之积与反应物④浓度幂之积的比值是一个常数,简称⑤平衡常数,用符号⑥K表示。(2)表达式对于一般的可逆反应mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g),平衡常数的表达式:K=⑦ 。[注意]平衡常数表达式中物质的浓度均为平衡状态时的浓度。(3)意义K值越大,说明正反应能够进行的程度⑧越大,反应物的转化率⑨越大;反之,K值越小,转化得越⑩不完全,转化率就 越小。(4)影响因素K只受 温度的影响,与反应物或生成物的 浓度无关。(C)(D)()(B)pqmncccAc2.化学平衡常数的应用(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:(2)判断正在进行的可逆反应的反应方向以及反应是否达到平衡对于可逆反应:mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g),浓度商Qc= 。 [注意]浓度商表达式中物质的浓度为任意时刻浓度。(C)(D)(A)(B)pqmncccc(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)计算转化率:利用平衡常数计算转化率的主要途径是利用温度不变时,平衡常数不变列方程求解。3.转化率转化率是指平衡时已转化了的某反应物的量与转化前该反应物的量之比,用来表示反应限度。对于反应:aA+bB cC+dD,反应物A的转化率可以表示为:α(A)= ×100%AAA的初始浓度的平衡浓度的初始浓度1.判断正误(正确的画“√”,错误的画“✕”)。(1)C(s)+H2O(g) CO(g)+H2(g)的平衡常数表达式为K=  (✕)(2)增大反应物浓度,平衡正向移动,平衡常数增大 (✕)(3)升高温度,平衡常数一定增大 (✕)(4)平衡常数发生变化,化学平衡一定发生移动 (√)(5)化学平衡发生移动,平衡常数一定发生变化 (✕)22(CO)(H)(C)(H)ccccO(6)反应A(g)+B(g) C(g)达到平衡后,温度不变,增大压强,平衡正向移动,平衡常数增大 (✕)2.对于N2+3H2 2NH3K1NH3  N2+ H2K2平衡常数表达式K1=,K2=,K1与K2的关系式为。1232答案  K1= 23322(H)(N)(H)cNcc1322223(N)(H)(NH)ccc221K3.已知反应:FeO(s)+CO(g) Fe(s)+CO2(g)ΔH0。(1)此反应的平衡常数表达式为K=。(2)温度降低,则K值(填“增大”“减小”或“不变”)。(3)已知1100℃时,K=0.263,此时测得c(CO2)=0.025mol·L-1,c(CO)=0.1mol·L-1,此时该反应(填“处于”或“不处于”)化学平衡状态,化学反应速率:正反应速率(填“”“”或“=”)逆反应速率,其原因是。答案(1) (2)减小(3)不处于 =0.25K,反应向正反应方向进行,故v正v逆2(CO)(CO)cc2(CO)(CO)cc题组一平衡常数表达式的书写1.(1)4NO2(g)+2NaCl(s) 2NaNO3(s)+2NO(g)+Cl2(g),反应的平衡常数表达式K=。(2)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)。答案(1) (2) 2242()(Cl)(O)cNOccN212KK解析(2)K1= ,K2= ,K= = 22(ClNO)(O)ccN222()()(Cl)cClNOcNOc2242(Cl)()(O)ccNOcN212KK2.(1)已知下列反应的平衡常数:①H2(g)+S(s) H2S(g)K1;②S(s)+O2(g) SO2(g)K2,则反应③H2(g)+SO2(g) O2(g)+H2S(g)的平衡常数K=(用K1、K2表示)。(2)反应H2(g)+I2(g) 2HI(g)的平衡常数为K1;反应HI(g)  H2(g)+ I2(g)的平衡常数为K2,则K1、K2的关系为(平衡常数为同温度下的测定值)。1212解析(1)反应①的平衡常数K1= ,反应②的平衡常数K2= ,反应③的平衡常数K3= ,故K= 。(2)K1= ,K2= ,则K1= 。22(H)(H)cSc22(SO)(O)cc2222(H)(O)(H)(SO)cSccc12KK222()(H)(I)cHIcc112222(H)(I)(HI)ccc221K答案(1) (2)K1= 12KK221K题后悟道1.化学平衡常数与具体的化学反应方程式有关,同一类型的化学方程式,化学计量数不同,则K不同。2.在水溶液中进行的可逆反应,水可视为纯液体,不能写入化学平衡常数表达式中;固体也不能写入化学平衡常数表达式中。题组二影响化学平衡常数的因素3.可逆反应:2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g)达到平衡状态时,保持恒温恒容向容器中加入一定量的O2。下列说法正确的是(K为平衡常数,Qc为浓度商) (C)A.Qc不变,K变大,O2转化率增大B.Qc不变,K变大,SO2转化率减小C.Qc变小,K不变,O2转化率减小D.Qc增大,K不变,SO2转化率增大解析保持恒温恒容向容器中加入一定量的O2,浓度商Qc变小,K不变,平衡向右移动,SO2转化率增大,但O2转化率减小。4.(2018陕西西安质检)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①O3 O2+[O]ΔH0平衡常数为K1;反应②[O]+O3 2O2ΔH0平衡常数为K2;总反应:2O3 3O2ΔH0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C降温,总反应平衡向右移动,K增大,A项错误;K1= 、K2= 、K= =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。23(O)([O])(O)ccc23(O)([O])(O)ccc3223(O)(O)cc题组三化学平衡常数的应用5.已知反应CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g)的平衡常数K与温度的关系如下表:温度/℃400500830平衡常数K1091(1)该反应的ΔH(填“”“=”或“”)0。(2)500℃时,若CO和H2O的起始浓度均为0.060mol·L-1,则在该条件下,CO的平衡转化率为。(3)在1000℃时,平衡常数K=0.5,当CO、H2O(g)、CO2、H2的物质的量浓度相等时,该反应(填“达到平衡状态”或“正向进行”或“逆向进行”)。答案(1)(2)75%(3)逆向进行解析(1)由表格中数据可知,温度越高,平衡常数K越小,说明温度升高,反应逆向进行,正反应为放热反应,ΔH0。(2)500℃时,K=9。假设平衡时,CO的转化浓度为xmol·L-1,则有CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g) 0.0600.06000 xxxx1(molL)起始浓度1(molL)转化浓度 0.060-x0.060-xxx根据平衡常数的表达式,则 =9,x=0.045故CO的转化率为 ×100%=75%。(3)Qc= =1K,故反应逆向进行。1(molL)平衡浓度22(0.060)xx110.045molL0.060molL222(CO)(H)(CO)(H)ccccO6.在一个体积为2L的真空密闭容器中加入0.5molCaCO3,发生反应Ca-CO3(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)该反应正反应为热反应(填“吸”或“放”),温度为T5℃时,该反应耗时40s达到平衡,则T5℃时,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(填标号)。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)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0.2(2)bc(3)增大减小不变解析(1)T5℃时,c(CO2)=0.20mol·L-1,K=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。(3)体积不变,增大c(CO2),平衡左移,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。微专题二化学平衡常数与转化率的计算“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、变化量、平衡量,按题目要求进行计算,同时还要注意单位的统一。1.明确三个量——起始量、变化量、平衡量N2+3H2 2NH3起始量130变化量abc平衡量1-a3-bc2.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= ×100%= ×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= ×100%。(3)平衡时混合物组分的百分含量= ×100%。(4)某组分的体积分数= ×100%。()()nn转化起始()()cc转化起始实际产量理论产量平衡量平衡时各物质的总量某组分的物质的量混合气体总的物质的量4.答题模板mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g)起始量(mol/L)ab00变化量(mol/L)mxnxpxqx平衡量(mol/L)a-mxb-nxpxqx(1)平衡常数K= 。(2)转化率= ×100%,如α(A)平= ×100%。pqmn()()()()pxqxamxbnx某反应物转化的量某反应物起始的量mxa(3)百分含量:φ(A)= ×100%。(4)平衡前后的压强之比: = 。(5)平均摩尔质量: = g·mol-1。()()amxamxbnxpxqx()()pp平始()()amxbnxpxqxabM(A)()()()aMbMBamxbnxpxqx1.在25℃时,密闭容器中X、Y、Z三种气体的初始浓度和平衡浓度如下表:物质XYZ初始浓度/(mol·L-1)0.10.20平衡浓度/(mol·L-1)0.050.050.1下列说法错误的是 (C)A.反应达平衡时,X的转化率为50%B.反应可表示为X+3Y 2Z,其平衡常数为1600C.增大压强使平衡向生成Z的方向移动,平衡常数增大D.改变温度可以改变此反应的平衡常数解析反应达到平衡时,X的转化率为