2024屆一輪復(fù)習(xí)人教版 第七章 第三節(jié) 化學(xué)平衡常數(shù)及計算 化學(xué)反應(yīng)進行的方向 課件（61張）

第三節(jié)化學(xué)平衡常數(shù)及計算化學(xué)反應(yīng)進行的方向課標要求核心素養(yǎng)1.能用ΔH－TΔS說明化學(xué)反應(yīng)的方向。2.了解化學(xué)平衡常數(shù)(K)的含義，能利用化學(xué)平衡常數(shù)進行相關(guān)計算。1.宏觀辨識與微觀探析：了解平衡圖像及應(yīng)用。了解反應(yīng)的自發(fā)性和熵的定義及應(yīng)用。2.變化觀念與平衡思想：初步了解焓變和熵變對化學(xué)反應(yīng)方向的影響，能用焓變和熵變說明化學(xué)反應(yīng)進行的方向。3.證據(jù)推理與模型認知：準確把握平衡的基本特征，根據(jù)平衡常數(shù)的定義準確書寫平衡常數(shù)表達式。[目標導(dǎo)航][自主測評]1.易錯易混辨析(正確的畫“√”，錯誤的畫“×”)。(1)同種物質(zhì)氣態(tài)時熵值最大。()(2)－10℃的水結(jié)成冰，可用熵變的判據(jù)來解釋反應(yīng)的自發(fā)性。()(3)對于某一可逆反應(yīng)，升高溫度則化學(xué)平衡常數(shù)一定變大。()(4)平衡常數(shù)發(fā)生變化，化學(xué)平衡必定發(fā)生移動。()(5)反應(yīng)A(g)＋3B(g)2C(g)達到平衡后，溫度不變，增大壓強，平衡正向移動，平衡常數(shù)增大。()答案：(1)√(2)×(3)×錯因：應(yīng)該用焓變來解釋。錯因：升高溫度，吸熱方向的化學(xué)平衡常數(shù)增大，放熱方向的化學(xué)平衡常數(shù)減小。

(4)√(5)×錯因：化學(xué)平衡常數(shù)只受溫度影響。A.3.2B.0.2C.

1180D.

445答案：Bt/min215080100120160220∞c/(mol·L－1)0.0240.0500.0710.0810.0900.1040.1160.132()

的反應(yīng)如下：HOCH2CH2CH2COOH＋H2O

隨著反應(yīng)的進行，測得γ-丁內(nèi)酯的濃度隨時間的變化如下表所示。在25℃時，溶液中γ-羥基丁酸的初始濃度為0.180mol·L－1，答案：(1)7×10

請?zhí)顚懴铝锌瞻住?/p>

(1)在50～80min內(nèi)，以γ-丁內(nèi)酯的濃度變化表示的反應(yīng)速率

(2)在120min時，γ-羥基丁酸的轉(zhuǎn)化率為________。

(3)在25℃時，該反應(yīng)的平衡常數(shù)為K＝________。

(4)為提高平衡時γ-羥基丁酸的轉(zhuǎn)化率，除適當控制反應(yīng)溫度外，還可采取的措施是______________________________。－4(2)50%(3)2.75(4)將γ-丁內(nèi)酯移走為______mol·L－1·min－1?？键c一化學(xué)平衡常數(shù)1.濃度商和化學(xué)平衡常數(shù)(固體或液體純物質(zhì)一般不列入濃度商和平衡常數(shù))(1)對于一般的可逆反應(yīng)：mA(g)＋mB(g)pC(g)＋qD(g)，濃度商(2)當該反應(yīng)在一定溫度下達到化學(xué)平衡時，c(A)、c(B)、c(C)數(shù)，簡稱____________。

2.化學(xué)平衡常數(shù)的影響因素

(1)化學(xué)平衡常數(shù)是表明化學(xué)反應(yīng)限度的一個特征值，通常情況下只受溫度影響。

(2)當反應(yīng)中有關(guān)物質(zhì)的濃度商等于平衡常數(shù)時，表明反應(yīng)達到限度，即達到化學(xué)平衡狀態(tài)。平衡常數(shù)3.化學(xué)平衡常數(shù)表達式(1)表達式：對于反應(yīng)mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)，K＝________________。CO(g)＋H2(g)的平衡常數(shù)

(2)應(yīng)用示例：①C(s)＋H2O(g)表達式K＝____________。c(CO)·c(H2)

c(H2O)

cp(C)·cq(D)cm(A)·cn(B)②Fe3+(aq)＋3H2O(l)Fe(OH)3(s)＋3H+(aq)的平衡常數(shù)表達式K＝____________。

4.化學(xué)平衡常數(shù)的意義 通常，K越大，說明平衡體系中生成物所占的比例______，正反應(yīng)進行的程度______，即該反應(yīng)進行得越完全，平衡時反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率______。越大越大越大考點二化學(xué)反應(yīng)進行的方向1.自發(fā)反應(yīng)在一定條件下無需外界幫助就能自發(fā)進行的反應(yīng)稱為自發(fā)反應(yīng)。注意：自發(fā)反應(yīng)是化學(xué)反應(yīng)，水蒸氣冷凝得到液態(tài)水屬于自發(fā)過程，但不是自發(fā)反應(yīng)。2.熵和熵變(1)熵是衡量一個體系混亂程度的物理量。用符號S表示。(2)熵變是反應(yīng)前后體系熵的變化，用ΔS表示，化學(xué)反應(yīng)的ΔS越大，越有利于反應(yīng)自發(fā)進行。3.判斷化學(xué)反應(yīng)進行的方向<>>＝<

對于一個特定的氣相反應(yīng)，熵變的大小取決于反應(yīng)前后的氣體物質(zhì)的化學(xué)計量數(shù)大??；若反應(yīng)后氣體的化學(xué)計量數(shù)變大，則ΔS＞0，反之，則ΔS＜0。[方法技巧]根據(jù)自由能“ΔG＝ΔH－TΔS”判斷反應(yīng)進行的方向考點三有關(guān)化學(xué)平衡的計算——“三段式法”

“三段式法”是有效解答化學(xué)平衡計算題的“萬能鑰匙”。解題時，要注意準確地列出起始量、轉(zhuǎn)化量、平衡量，按題目要求進行計算，同時還要注意單位的統(tǒng)一。(1)分析三個量：起始量、轉(zhuǎn)化量、平衡量。(2)明確三個關(guān)系①對于同一反應(yīng)物，起始量－轉(zhuǎn)化量＝平衡量。②對于同一生成物，起始量＋轉(zhuǎn)化量＝平衡量。③各物質(zhì)的轉(zhuǎn)化量之比等于各物質(zhì)的化學(xué)計量數(shù)之比。(3)計算模式對以下反應(yīng)：mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)，令A(yù)、B起始物質(zhì)的量(mol)分別為a、b，達到平衡后，A的消耗量為

mx

mol，容器容積為VL。mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)起始/mol變化/mol

amx

bnx

0px0

qx平衡/mola－mxb－nxpxqx考向1化學(xué)平衡常數(shù)及應(yīng)用選項ABCDc(I2)/mmol·L－11.000.220.440.11c(H2)/mmol·L－11.000.220.440.44c(HI)/mmol·L－11.001.564.001.56

解析：題目中缺少平衡時c(H2)，無法直接計算K，則不能通過Q與K的關(guān)系判斷反應(yīng)進行方向，但可比較四個選項中Q的大小關(guān)系，Q越大，越可能逆向進行。將四組數(shù)據(jù)分別代入Q＝

c2(HI)c(H2)·c(I2)進行計算：Q(A)＝1，Q(B)≈50.28，Q(C)≈82.64，Q(D)≈50.28，Q(C)的值最大，反應(yīng)逆向進行的可能性最大。

答案：C

2.(2022年山東實驗中學(xué)檢測)O3

是一種很好的消毒劑，具有高效、潔凈、方便、經(jīng)濟等優(yōu)點。O3

可溶于水，在水中易分解，產(chǎn)生的[O]為游離氧原子，有很強的殺菌消毒能力。常溫常壓下發(fā)生的反應(yīng)如下：①O3O2＋[O]ΔH>0，平衡常數(shù)為K1；②[O]＋O32O2ΔH<0，平衡常數(shù)為K2；總反應(yīng)：2O33O2ΔH<0，平衡常數(shù)為K。下列敘述正確的是()A.降低溫度，總反應(yīng)K減小C.適當升溫，可提高消毒效率B.K＝K1＋K2

D.壓強增大，K2減小

答案：C[方法技巧]化學(xué)平衡常數(shù)的應(yīng)用(1)判斷可逆反應(yīng)進行的程度K值大，說明反應(yīng)進行的程度大，反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率高；K值小，說明反應(yīng)進行的程度小，反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率低。K<10－510－5～105>105反應(yīng)程度很難進行反應(yīng)可逆反應(yīng)接近完全(2)判斷化學(xué)反應(yīng)進行的方向或平衡移動的方向根據(jù)濃度商(Q)與平衡常數(shù)(K)的大小判斷平衡移動的方向：(3)判斷可逆反應(yīng)的熱效應(yīng)考向2化學(xué)平衡常數(shù)和平衡轉(zhuǎn)化率的計算

3.(2021年山東卷節(jié)選)2-甲氧基-2-甲基丁烷(TAME)常用作汽油原添加劑。在催化劑作用下，可通過甲醇與烯烴的液相反應(yīng)制得，體系中同時存在如下反應(yīng)：

回答下列問題：A.<－1B.－1～0C.0～1D.>1

(2)為研究上述反應(yīng)體系的平衡關(guān)系，向某反應(yīng)容器中加入1.0molTAME，控制溫度為353K，測得TAME的平衡轉(zhuǎn)化率為α。已知反應(yīng)Ⅲ的平衡常數(shù)Kx3＝9.0，則平衡體系中B的物質(zhì)的量為________mol，反應(yīng)Ⅰ的平衡常數(shù)Kx1＝________。同溫同壓下，再向該容器中注入惰性溶劑四氫呋喃稀釋，反應(yīng)Ⅰ的化學(xué)平衡將________(填“正向移動”“逆向移動”或“不移動”)；平衡時，A與CH3OH物質(zhì)的量濃度之比c(A)∶c(CH3OH)＝________。向該容器中注入惰性溶劑四氫呋喃稀釋，反應(yīng)Ⅰ的化學(xué)平衡將向著分子數(shù)增大的方向移動，即逆向移動。平衡時，TAME的轉(zhuǎn)化率變大，但是平衡常數(shù)不變，A與CH3OH的物質(zhì)的量濃度之比不變，c(A)∶c(CH3OH)＝0.1α∶α＝1∶10。

4.(2021年廣東卷節(jié)選)我國力爭于2030年前做到碳達峰，2060年前實現(xiàn)碳中和。CH4

與CO2

重整是CO2

利用的研究熱點之一。該重整反應(yīng)體系主要涉及以下反應(yīng)：a)CH4(g)＋CO2(g)b)CO2(g)＋H2(g)

2CO(g)＋2H2(g)ΔH1CO(g)＋H2O(g)ΔH2c)CH4(g)d)2CO(g)C(s)＋2H2(g)ΔH3

CO2(g)＋C(s)ΔH4e)CO(g)＋H2(g)H2O(g)＋C(s)ΔH5[方法技巧]

“四步法”突破壓強平衡常數(shù)(Kp)的計算考向3化學(xué)反應(yīng)方向的判斷5.已知吸熱反應(yīng)2CO(g)===2C(s)＋O2(g)，設(shè)ΔH和ΔS不隨溫度而變化，下列說法正確的是( A.低溫下能自發(fā)進行

)B.高溫下能自發(fā)進行

C.任何溫度下都能自發(fā)進行D.任何溫度下都不能自發(fā)進行

解析：已知反應(yīng)

2CO(g)===2C(s)＋O2(g)的ΔH＞0、ΔS＜0，所以ΔG＝ΔH－TΔS＞0，該反應(yīng)在任何溫度下都不能自發(fā)進行，D正確。

答案：D

相關(guān)化學(xué)鍵的鍵能數(shù)據(jù) 在一定溫度下，利用催化劑將NH3

分解為N2

和H2?；卮鹣铝袉栴}：化學(xué)鍵N≡NH—HN—H鍵能E/(kJ·mol－1)946.0436.0390.8

答案：(1)任何溫度下都能自發(fā)進行，因為ΔH<0、ΔS>0 (2)①＋90.8②CD

解析：(2)①ΔH＝反應(yīng)物鍵能總和－生成物鍵能總和，根據(jù)熱化學(xué)方程式以及表格中數(shù)據(jù)可得ΔH＝390.8kJ·mol－1×3×2－(946.0kJ·mol－1＋436.0kJ·mol－1×3)＝＋90.8kJ·mol－1。②若反應(yīng)能自發(fā)進行，則ΔG＝ΔH－TΔS<0，代入數(shù)據(jù)，ΔG＝ΔH－TΔS＝90.8×103J·mol－1－T×198.9J·mol－1·K－1<0，則T>456.5K，轉(zhuǎn)化成攝氏溫度，則T>183.5℃，故選C、D。1.(2022年江蘇卷)用尿素水解生成的NH3

催化還原NO，是柴油機車輛尾氣凈化的主要方法。反應(yīng)為4NH3(g)＋O2(g)＋4NO(g)4N2(g)＋6H2O(g)，下列說法正確的是()

A.上述反應(yīng)ΔS<0

C.上述反應(yīng)中消耗1molNH3，轉(zhuǎn)移電子的數(shù)目為2×6.02×1023

D.實際應(yīng)用中，加入尿素的量越多，柴油機車輛排放的尾氣對空氣的污染程度越小答案：B

①影響更大一些，即CO2

選擇性增大，同時CO的選擇性減小，根據(jù)CO的選擇性的定義可知，③代表CO2

的選擇性，①代表CO的選擇性，②代表H2

的產(chǎn)率，A錯誤；升高溫度，平衡時CO的選擇性減小，B錯誤；兩種物質(zhì)參加反應(yīng)，增大一種物質(zhì)的濃度，會降低該物質(zhì)的平衡轉(zhuǎn)化率，C錯誤；加入CaO(s)與水反應(yīng)放熱，對反應(yīng)①影響較大，可以增大H2

的產(chǎn)率，或者選用對反應(yīng)①影響較大的高效催化劑，也可以增大H2的產(chǎn)率，D正確。

答