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第三单元化学平衡常数化学反应的方向1化学平衡常数2有关化学平衡的计算3化学反应的方向4课时达标检测课堂真题集训——明考向5课时达标检测课下能力测评——查缺漏目录CONTENTS考点1化学平衡常数教材基础—自热身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,用符号表示。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)。3.意义(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。浓度幂之积浓度幂之积KcpC·cqDcmA·cnB温度知能深化—扫盲点提能点一平衡常数的含义(1)化学平衡常数与化学方程式书写形式的关系①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=1K逆。②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,平衡常数也会发生改变。③两反应加和,得到的新反应,其化学平衡常数是两反应平衡常数的乘积;两反应相减,得到的新反应,其化学平衡常数是两反应平衡常数相除得到的商。(2)化学平衡常数与平衡移动的关系对于给定可逆反应,即使化学平衡发生移动,但只要温度不变,平衡常数就不会改变,利用此守恒可以计算恒定温度下再次平衡后的转化率等物理量,这也是定量化学的重要定律。对点练1.判断下列说法的正误(正确的打“√”,错误的打“×”)。(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)温度升高,化学平衡常数一定增大()×××√×2.对于①N2+3H22NH3K1②2NH3N2+3H2K2③NH312N2+32H2K3(1)写出K1、K2的表达式:K1=______________、K2=________________。(2)K2与K1的关系式:K2=________;K2与K3的关系式:K2=________(或K3=________)。c2NH3cN2·c3H21K1K23K2c3H2·cN2c2NH3提能点二化学平衡常数的应用(1)利用K可以推测可逆反应进行的程度K的大小表示可逆反应进行的程度,K大说明反应进行的程度大,反应物的转化率大;K小说明反应进行的程度小,反应物的转化率小。(2)利用K可判断反应的热效应若升高温度,K值增大,则正反应为吸热反应;若升高温度,K值减小,则正反应为放热反应。(3)利用K的表达式确定化学反应方程式根据平衡常数的书写原则确定出反应物、生成物以及各物质的化学计量数。(4)利用K判断化学平衡状态及反应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,通过离子积与K的相对大小来确定反应是否达到平衡状态。Qc=ccC·cdDcaA·cbB。QcK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逆对点练回答下列问题:(1)该反应的化学平衡常数表达式为K=___________________。(2)该反应为________反应(填“吸热”或“放热”)。(3)某温度下,各物质的平衡浓度符合下式:3c(CO2)·c(H2)=5c(CO)·c(H2O),试判断此时的温度为________。(4)若830℃时,向容器中充入1molCO、5molH2O,反应达到平衡后,其化学平衡常数K____1.0(填“大于”“小于”或“等于”)。(5)830℃时,容器中的反应已达到平衡。在其他条件不变的情况下,扩大容器的体积,平衡______移动(填“向正反应方向”“向逆反应方向”或“不”)。3.在一定体积的密闭容器中,进行如下化学反应:CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g),其化学平衡常数K和温度t的关系如表所示:t℃70080083010001200K0.60.91.01.72.6cCO·cH2OcCO2·cH2吸热700℃等于不解析:(1)根据化学方程式可写出K=cCO·cH2OcCO2·cH2。(2)分析表中数据可知,随着温度的升高,K值逐渐增大,说明正反应是吸热反应。(3)某温度下,由3c(CO2)·c(H2)=5c(CO)·c(H2O)得出cCO·cH2OcCO2·cH2=35=0.6=K,K只与温度有关,温度一定则K为定值,查表知K=0.6时对应温度是700℃。(4)只要温度不变,K数值就不变,故830℃条件下,K的数值是1.0。(5)830℃时达到平衡,扩大容器体积的瞬间,反应物和生成物的浓度都减小相同的倍数,据K=cCO·cH2OcCO2·cH2可知,浓度同时改变相同倍数时,则平衡不移动。题点全练—过高考题点一平衡常数的含义A.该温度下,此反应的平衡常数表达式是K=c2X·cYc3WB.其他条件不变,升高温度,若W的体积分数减小,则此反应ΔH0C.其他条件不变,使用催化剂,正、逆反应速率和平衡常数均增大,平衡不移动D.其他条件不变,当密闭容器中混合气体密度不变时,表明反应已达到平衡1.某温度下2L密闭容器中3种气体起始状态和平衡状态时的物质的量(n)如表所示,下列说法正确的是()XYWn(起始状态)/mol210n(平衡状态)/mol10.51.5解析:由表知,X、Y是反应物,W是生成物,且Δn(X)∶Δn(Y)∶Δn(W)=2∶1∶3,化学方程式为2X+Y3W,反应的平衡常数表达式是K=c3Wc2X·cY,A错误;升高温度,若W的体积分数减小,说明平衡向逆反应方向移动,则此反应的ΔH0,B正确;使用催化剂,平衡常数不变,C错误;混合气体密度一直不变,不能说明反应已达到平衡,D错误。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)。解析:K1=cClNOc2NO2,K2=c2ClNOc2NO·cCl2,K=cCl2·c2NOc4NO2=K21K2K21K2题点二平衡常数的影响因素及应用3.甲醇是重要的化学工业基础原料和清洁液体燃料。工业上可利用CO或CO2来生产燃料甲醇。已知制备甲醇的有关化学反应以及在不同温度下的化学反应平衡常数如下表所示:温度/℃化学反应平衡常数500800①2H2(g)+CO(g)CH3OH(g)K12.50.15②H2(g)+CO2(g)H2O(g)+CO(g)K21.02.50③3H2(g)+CO2(g)CH3OH(g)+H2O(g)K3(1)据反应①与②可推导出K1、K2与K3之间的关系,则K3=________(用K1、K2表示)。(2)反应③的ΔH________(填“”或“”)0。(3)500℃时测得反应③在某时刻H2(g)、CO2(g)、CH3OH(g)、H2O(g)的浓度(mol·L-1)分别为0.8、0.1、0.3、0.15,则此时v正______v逆(填“”“=”或“”)。K1·K24.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吸0.2bc(2)K值增大,平衡正向移动,正反应速率大于逆反应速率。解析:(1)T5℃时,c(CO2)=0.20mol·L-1,K=0.20。(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”)。(5)在T5℃下,维持温度和容器体积不变,向上述平衡体系中再充入0.5molN2,则最后平衡时容器中的CaCO3的质量为______g。随着温度升高,反应速率加快,达到平衡所需要的时间变短增大减小不变10(5)保持体积、温度不变,充入N2,平衡不移动,c(CO2)仍等于0.20mol·L-1,其物质的量为0.4mol,所以剩余CaCO3的物质的量为0.5mol-0.4mol=0.1mol,其质量为10g。解析:(4)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。考点2有关化学平衡的计算知能深化—扫盲点提能点化学平衡常数的计算模板1.分析三个量:即起始量、变化量、平衡量。2.明确三个关系:(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.计算方法——三段式法化学平衡计算模式:对以下反应:mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g),设A、B起始物质的量(mol)分别为a、b,达到平衡后,A的消耗量为mx,容器容积为VL。mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)起始(mol)ab00变化(mol)mxnxpxqx平衡(mol)a-mxb-nxpxqx则有:①K=pxVp·qxVqa-mxVm·b-nxVn。②c(A)平=a-mxVmol·L-1。③α(A)平=mxa×100%,α(A)∶α(B)=mxa∶nxb=mbna。④φ(A)=a-mxa+b+p+q-m-nx×100%。⑤p平p始=a+b+p+q-m-nxa+b。⑥ρ(混)=a·MA+b·MBV(g·L-1)。⑦M=a·MA+b·MBa+b+p+q-m-nx(g·mol-1)。类型1有关转化率的计算及判断[典例1]羰基硫(COS)可作为一种粮食熏蒸剂,能防止某些昆虫、线虫和真菌的危害。在恒容密闭容器中,将CO和H2S混合加热并达到下列平衡:CO(g)+H2S(g)COS(g)+H2(g)K=0.1反应前CO物质的量为10mol,平衡后CO物质的量为8mol。下列说法正确的是()A.升高温度,H2S浓度增加,表明该反应是吸热反应B.通入CO后,正反应速率逐渐增大C.反应前H2S物质的量为7molD.CO的平衡转化率为80%类型2有关化学平衡常数的综合应用[典例2](2016·海南高考)顺1,2二甲基环丙烷和反1,2二甲基环丙烷可发生如右转化: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:(1)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K1=____;该反应的活化能Ea(正)小于Ea(逆),
本文标题:2020届高考化学总复习 专题七 第三单元 化学平衡常数 化学反应的方向课件 苏教版
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