2020年高考化学一轮复习 第七章 第三节 化学平衡常数 化学反应进行的方向课件 新人教版

第三节化学平衡常数化学反应进行的方向考向一化学平衡常数的计算与应用【通考点·融会贯通】1.化学平衡常数的理解(1)与化学方程式书写形式的关系。对于同一可逆反应,正反应的平衡常数等于逆反应的平衡常数的倒数,即:K正=若化学方程式中的化学计量数等倍扩大或缩小,尽管是同一反应,平衡1逆。K常数的表达式也会发生改变。(2)与反应热的关系。若正反应吸热,升温时,K值增大;若正反应放热,升温时,K值减小。(3)与物质状态的关系。由于固体或纯液体的浓度视为常数,所以在平衡常数表达式中不再写出。①稀溶液中进行的反应,如有水参加,由于水的浓度视为常数而不必出现在表达式中。②非水溶液中进行的反应,若有水参加或生成,则应出现在表达式中。如:CH3COOH(l)+CH3CH2OH(l)CH3COOCH2CH3(l)+H2O(l),K=3232332c(CHCOOCHCH)c(HO)c(CHCOOH)c(CHCHOH)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:K值正反应进行的程度平衡时生成物浓度平衡时反应物浓度反应物转化率越大越大越大越小越高越小越小越小越大越低(2)判断正在进行的可逆反应是否达到平衡或反应进行的方向。对于可逆反应:mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g),若Qc=则将Qc和K作比较可判断可逆反应所处的状态。pqmnc(C)c(D)c(A)c(B)，(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。【通考题·触类旁通】角度1化学平衡常数的表达式1.(2019·邯郸模拟)某温度下,在一个2L的密闭容器中,加入4molA和2molB进行如下反应:3A(g)+2B(g)4C(s)+2D(g)。反应一段时间后达到平衡,测得生成1.6molC,则下列有关说法正确的是()A.该反应的化学平衡常数表达式是B.此时,B的平衡转化率是40%C.增大该体系的压强,平衡向右移动,化学平衡常数增大D.增加B,平衡向右移动,B的平衡转化率增大4232c(C)c(D)c(A)c(B)＝K【解析】选B。A项,纯固体不能在表达式中出现;B项,生成1.6mol的C则反应掉0.8mol的B,则B的转化率为×100%=40%,B正确;C项,化学平衡常数只与温度有关;D项,B的平衡转化率减小。0.822.(2019·宜昌模拟)反应物和生成物均为气态的平衡体系,平衡常数表达式为K=有关该平衡体系说法不正确的是()A.升高温度,该反应平衡常数K一定发生改变B.增大压强,w的质量分数减小C.该反应的化学方程式为3z(g)+2w(g)x(g)+2y(g)D.增大x气体浓度平衡向正反应方向移动232c(x)c(y)c(z)c(w)，【解析】选D。A项,升高温度,化学平衡向吸热的方向移动,因此化学平衡常数一定发生变化,故A正确;B项,根据化学平衡常数表达式可知,反应物w、z计量数之和为3+2=5;生成物x、y计量数之和为1+2=3,因此增大压强时,化学平衡向正反应方向移动,因此w质量分数减小,故B正确;C项,化学平衡常数表达式中,生成物位于分子位置,其幂为计量数,反应物位于分母位置,幂为计量数,所以化学方程式可写为3z(g)+2w(g)x(g)+2y(g),故C正确;D项,x为生成物,增大x浓度,化学平衡向逆反应方向移动,故D错误。角度2化学平衡常数的计算3.(2019·山东济南模拟)在一定温度下,反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g)的反应热和化学平衡常数分别为ΔH和K,则相同温度时反应4NH3(g)2N2(g)+6H2(g)的反应热和化学平衡常数为()A.2ΔH和2KB.-2ΔH和K2C.-2ΔH和K-2D.2ΔH和-2K【解析】选C。根据热化学方程式的意义,4NH3(g)2N2(g)+6H2(g)的反应热为-2ΔH,再根据平衡常数的表达式,得出其平衡常数为K-2,C项正确。4.(2019·成都模拟)在300mL的密闭容器中,放入镍粉并充入一定量的CO气体,一定条件下发生反应:Ni(s)+4CO(g)Ni(CO)4(g),已知该反应平衡常数与温度的关系如下表:温度/℃2580230平衡常数5×10421.9×10-5下列说法不正确的是()A.上述生成Ni(CO)4(g)的反应为放热反应B.25℃时反应Ni(CO)4(g)Ni(s)+4CO(g)的平衡常数为2×10-5C.80℃达到平衡时,测得n(CO)=0.3mol,则Ni(CO)4的平衡浓度为2mol·L-1D.80℃时,测得某时刻,Ni(CO)4、CO浓度均为0.5mol·L-1,则此时v(正)v(逆)【解析】选D。随着温度的升高,平衡常数逐渐减小,说明升高温度,平衡向逆反应方向移动,因此正反应是放热反应,A项正确;逆反应的平衡常数是正反应的倒数,B正确;选项C中,根据80℃时平衡常数的表达式可知,Ni(CO)4的平衡浓度为2mol·L-1,C正确;如果80℃时,测得某时刻,Ni(CO)4、CO浓度均为0.5mol·L-1,则此时=82,反应向逆反应方向进行,则此时v(正)v(逆),D项错误。40.50.55.在温度T时将NH4HS(s)置于抽真空的容器中,当反应NH4HS(s)NH3(g)+H2S(g)达到平衡时,测得总压力为p,则该反应的平衡常数Kp为()221111A.pB.pCpDp4242．．【解析】选C。NH4HS(s)NH3(g)+H2S(g)开始时00平衡时pp则该反应的平衡常数Kp=p(H2S)·p(NH3)=p·p=p2。12121412126.(新题预测)已知某化学反应的平衡常数表达式为K=在不同的温度下该反应的平衡常数值分别为t℃70080083010001200K1.671.111.000.600.38222c(CO)c(H)c(CO)c(HO)，下列有关叙述不正确的是()A.该反应的化学方程式是:CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)B.上述反应的正反应是放热反应C.如果在一定体积的密闭容器中加入CO2和H2各1mol,5min后温度升高到830℃,此时测得CO2为0.4mol时,该反应为平衡状态D.某温度下,如果平衡浓度符合下列关系式:判断此时的温度是1000℃2c(CO)3c(CO)＝22c(HO)5c(H)，【解析】选C。根据平衡常数表达式知,CO、H2O(g)为反应物,CO2和H2为生成物,且各物质的化学计量数均为1,A项正确;由表中数据知升高温度K值减小,故正反应为放热反应,B项正确;C项中5min时CO2、H2、CO、H2O(g)的物质的量分别为0.4mol、0.4mol、0.6mol、0.6mol,Qc=K=1.00,故此时反应向0.40.440.60.69＝生成CO2的方向进行,C项错误;D项中将题给关系变形为0.60,对应温度为1000℃,D项正确。222222c(CO)c(CO)c(H)3c(CO)c(HO)5c(H)c(CO)c(HO)代入＝K【加固训练】1.(2019·西安模拟)已知450℃时,反应H2(g)+I2(g)2HI(g)的K=50,由此推测在450℃时,反应2HI(g)H2(g)+I2(g)的化学平衡常数为()A.50B.0.02C.100D.无法确定【解析】选B。此二者的平衡常数互为倒数,则B正确。2.(2019·江苏宜兴模拟)不同温度时反应2HI(g)I2(g)+H2(g)的平衡常数如下:350℃时为66.9,425℃时为54.4,490℃时为45.9。HI的转化率最高是在()A.490℃B.425℃C.350℃D.无法确定【解析】选C。对于可逆反应,在一定温度下达到化学平衡,对应一个化学平衡常数,温度发生变化时,化学平衡被破坏,达到新的平衡时,平衡常数也会随之发生变化。平衡常数不受压强和浓度影响,只随温度的变化而变化,而且平衡常数越大,反应越彻底。比较题中所给的三个温度的平衡常数可知,350℃时的平衡常数最大,故350℃时,HI的转化率最高。考向二化学反应进行的方向【通考点·融会贯通】(1)化学反应的方向(2)一般规律①ΔH0,ΔS0的反应任何温度下都能自发进行;②ΔH0,ΔS0的反应任何温度下都不能自发进行;③ΔH和ΔS的作用相反,且相差不大时,温度对反应的方向起决定性作用。当ΔH0,ΔS0时低温下反应能自发进行;当ΔH0,ΔS0时,高温下反应能自发进行。(3)温度与反应方向的关系图为【通考题·触类旁通】角度1自发反应与自发过程1.判断反应过程自发性的目的是()A.判断反应的方向B.确定反应是否一定发生C.判断反应过程发生的速率D.判断反应过程的热效应【解析】选A。判断反应过程的自发性,只是指出一定条件下反应自动发生的趋势,即反应发生的可能性,并不能说明反应能否实际发生,A项正确。2.(2019·北京西城模拟)判断下列过程熵变的正负(填“0”或“0”):(1)溶解少量蔗糖于水中,ΔS________。(2)纯碳和氧气反应生成CO(g),ΔS________。(3)液态水蒸发变成水蒸气,ΔS________。(4)CaCO3(s)加热分解生成CaO(s)和CO2(g),ΔS______。【解析】(1)蔗糖溶于水形成溶液混乱度增大。(2)反应气体分子数增多是熵增大的过程。(3)液态水变为气态水,是熵值增大的过程。(4)反应气体分子数增多是熵增大的过程。答案:(1)0(2)0(3)0(4)0角度2化学反应进行方向的判断3.(2019·太原模拟)化学反应方向的确定不仅与焓变(ΔH)有关,也与温度(T)、熵变(ΔS)有关,实验证明,化学反应的方向应由ΔH-TΔS确定,若ΔH-TΔS0则自发进行,否则不能自发进行。下列说法中不正确的是()A.在温度、压强一定的条件下,焓因素和熵因素共同决定一个化学反应的方向B.温度、压强一定时,放热的熵增加反应一定能自发进行C.反应焓变是决定反应能否自发进行的唯一因素D.固体的溶解过程与熵变有关【解析】选C。ΔH-TΔS0时反应能自发进行,所以焓变和熵变是一定温度下化学反应能否自发进行的复合判据,A项正确、C项错误;放热反应的焓变小于零,熵增加反应熵变大于零,根据ΔH-TΔS0,放热的熵增加反应一定能自发进行,B项正确;固体的溶解过程,体系的混乱度增大,它是熵增加的过程,D项正确。4.已知下列过程都能自发进行,其中不能用“焓判据”解释的是()A.2Na(s)+Cl2(g)====2NaCl(s)ΔH0B.C3H8(g)+5O2(g)====3CO2(g)+4H2O(l)ΔH0C.2NH4Cl(s)+Ca(OH)2(s)====2NH3(g)+CaCl2(s)+2H2O(l)ΔH0D.2Mg(s)+O2(g)====2MgO(s)ΔH0【解析】选C。放热反应过程中,体系能量降低,具有自发进行的倾向,也就是说,ΔH0的反应一般能自发进行,这就是焓判据。本题的C项,ΔH0,按焓判据反应不能发生,而题给条件是能自发进行,所以不能用“焓判据”解释。【加固训练】1.(2019·信阳模拟)下列说法中正确的是()A.能自发进行的反应一定能迅速发生反应B.非自发进行的反应一定不可能发生反应C.能自发进行的反应实际可能没有发生反应D.常温下,2H2O2H2↑+O2↑,即常温下水的电解是自发反应通电====【解析】选C。ΔH-TΔS这个判据指的是在温度、压强一定的条件下,化学反应自动发生的趋势,即反应发生的可能性,它并不能说明在该条件下一个可能自发进行的化学反应能否实际发生,因为化学反应能否实际发生还涉及到反应速率问题,A项错误;非自发不含有“不可能”之意。例如:水的分解在常温常压下是非自发的,但在通直流电条件下,电解生成氢气和氧气,只不过消耗了其他能量,B项错误;水在常温常压下电解才发生分解,即环境对它做电功才能使它发生,所以是非自发反应,D项错误。2.(2019·新乡模拟)下列反应中,ΔS最大的是()A.