【新教材】高考化学专题精讲:化学平衡常数、化学反应进行的方向【含例题】.DOC
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1、新教材适用高考化学第3讲化学平衡常数、化学反应进行的方向考纲要求1.理解化学平衡常数的含义并能进行简单计算。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。考点一化学平衡常数1概念在一定温度下,当一个可逆反应达到化学平衡时,生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比值是一个常数,用符号K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只受温度影响,
2、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。深度思考1对于N23H22NH3K1 2NH3N23H2K2试分别写出平衡常数表达式,并判断其关系_。答案K1K2K12试写出下面可逆反应的平衡常数表达式:C(s)H2O(g)CO(g)H2(g)K_。答案K3化学平衡常数只受温度的影响,温度升高,化学平衡常数是增大还是减小?答案温度升高化学平衡常数的变化要视反应而定,若正反应是吸热反应,则温度升高K值增大,反之则减小。4对于一个可逆反应,化学计量数扩大或缩小,化学平衡常数表达式是否改变?是什么关系?转化率是否相同?试举例说明。答案对于一个可逆反应,化学计量数不一样,
3、化学平衡常数表达式也就不一样,但对应物质的转化率相同。例如:(1)aA(g)bB(g)cC(g)K1(2)naA(g)nbB(g)ncC(g)K2K或K1无论(1)还是(2),A或B的转化率是相同的。5判断正误,正确的划“”,错误的划“”(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()答案(1)(2)(3)(4)题组一化学平衡常数及其影响因素1温度为T 时,在体积为10 L的真空容器中通入1.00 mol氢气和1.00 mol碘蒸气,20 mi
4、n后,反应达到平衡,此时测得碘蒸气的浓度为0.020 molL1。涉及的反应可以用下面的两个化学方程式表示:H2(g)I2(g)2HI(g)2H2(g)2I2(g)4HI(g)下列说法正确的是()A反应速率用HI表示时,v(HI)0.008 molL1min1B两个化学方程式的意义相同,但其平衡常数表达式不同,不过计算所得数值相同C氢气在两个反应方程式中的转化率不同D第二个反应中,增大压强平衡向生成HI的方向移动答案A解析H2(g)I2(g)2HI(g)初始浓度(molL1) 0.100 0.100 0平衡浓度(molL1) 0.020 0.020 0.160转化浓度(molL1) 0.080
5、 0.080 0.160所以,v(HI)0.160 molL120 min0.008 molL1min1,A正确;K64,而KK6424 096,故选项B错;两个化学方程式表示的是一个反应,反应达到平衡时,氢气的浓度相同,故其转化率相同,C错;两个反应相同,只是表达形式不同,压强的改变对平衡的移动没有影响,D错。2已知反应:CO(g)CuO(s)CO2(g)Cu(s)和反应:H2(g)CuO(s)Cu(s)H2O(g)在相同的某温度下的平衡常数分别为K1和K2,该温度下反应:CO(g)H2O(g)CO2(g)H2(g)的平衡常数为K。则下列说法正确的是()A反应的平衡常数K1B反应的平衡常数K
6、C对于反应,恒容时,温度升高,H2浓度减小,则该反应的焓变为正值D对于反应,恒温恒容下,增大压强,H2浓度一定减小答案B解析在书写平衡常数表达式时,纯固体不能表示在平衡常数表达式中,A错误;由于反应反应反应,因此平衡常数K,B正确;反应中,温度升高,H2浓度减小,则平衡左移,即逆反应为吸热反应,正反应为放热反应,因此H0,C错误;对于反应,在恒温恒容下,增大压强,如充入惰性气体,则平衡不移动,H2的浓度不变,D错误。题组二化学平衡常数及其应用3在体积为1 L的密闭容器中,进行如下化学反应:CO2(g)H2(g)CO(g)H2O(g),化学平衡常数K与温度T的关系如下表:T/7008008501
7、 0001 200K0.60.91.01.72.6回答下列问题:(1)升高温度,化学平衡向_(填“正反应”或“逆反应”)方向移动。(2)能判断该反应达到化学平衡状态的依据是_。Ac(CO2)c(CO)BK不变C容器中的压强不变Dv正(H2)v正(CO2)Ec(H2)保持不变(3)若某温度下,平衡浓度符合下列关系:c(CO2)c(H2)c(CO)c(H2O),此时的温度为_;在此温度下,若该容器中含有1 mol CO2、1.2 mol H2、0.75 mol CO、1.5 mol H2O,则此时反应所处的状态为_(填“向正反应方向进行中”、“向逆反应方向进行中”或“平衡状态”)。答案(1)正反应
8、(2)E(3)850 向正反应方向进行中解析(1)由表格数据可得,随着温度升高,平衡常数增大,说明化学平衡向正反应方向移动;(2)A项,达到平衡时c(CO2)不一定等于c(CO),反之相等时也不一定处于平衡状态;B项,温度不变K不变,不正确;C项,此反应不论是否平衡,压强均不改变,故不正确;D项,v正(CO2)与v正(H2)表示的反应方向一致,故不能判断是否达到平衡;E项,达到平衡时,各种反应物、生成物的浓度保持不变。(3)由c(CO2)c(H2)c(CO)c(H2O),则计算出K1.0,即此时温度为850 ,此温度下0.940,请回答下列问题:(1)在某温度下,反应物的起始浓度分别为c(M)
9、1 molL1,c(N)2.4 molL1;达到平衡后,M的转化率为60%,此时N的转化率为_;(2)若反应温度升高,M的转化率_(填“增大”、“减小”或“不变”);(3)若反应温度不变,反应物的起始浓度分别为c(M)4 molL1,c(N)a molL1;达到平衡后,c(P)2 molL1,a_;(4)若反应温度不变,反应物的起始浓度为c(M)c(N)b molL1,达到平衡后,M的转化率为_。答案(1)25%(2)增大(3)6(4)41%解析(1)M(g)N(g)P(g)Q(g)始态molL1 1 2.4 0 0变化量molL1 160% 160%因此N的转化率为100%25%。(2)由于
10、该反应的H0,即该反应为吸热反应,因此升高温度,平衡右移,M的转化率增大。(3)根据(1)可求出各平衡浓度:c(M)0.4 molL1c(N)1.8 molL1c(P)0.6 molL1c(Q)0.6 molL1因此化学平衡常数K由于温度不变,因此K不变,新状态达到平衡后c(P)2 molL1c(Q)2 molL1c(M)2 molL1c(N)(a2) molL1K解得a6。(4)设M的转化率为x,则达到平衡后各物质的平衡浓度分别为c(M)b(1x) molL1c(N)b(1x) molL1c(P)bx molL1c(Q)bx molL1K解得x41%。题组二综合应用2苯乙烷(C8H10)可生
11、产塑料单体苯乙烯(C8H8),其反应原理是C8H10(g)C8H8(g)H2(g)H125 kJmol1.某温度下,将0.40 mol苯乙烷,充入2 L真空密闭容器中发生反应,测定不同时间该容器内物质的量,得到数据如下表:时间/min010203040n(C8H10)/mol0.400.300.26n2n3n(C8H8)/mol0.000.10n10.160.16(1)当反应进行到20 min时,该段时间内H2的平均反应速率是_。(2)该温度下,该反应的化学平衡常数是_。(3)若保持其他条件不变,用0.40 mol H2(g)和0.40 mol C8H8(g)合成C8H10(g),当有30 k
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