化学第7章 化学反应速率 化学平衡 第3课时 化学平衡常数 化学反应进行的方向 新人教版.ppt

化学人人 教教 版版精精 准准 高高 考考第七章化学反应速率化学平衡第七章化学反应速率化学平衡必考内容第三课时化学平衡常数化学反应进行的方向第三课时化学平衡常数化学反应进行的方向考考 纲纲 解解 读读考纲要求考纲要求命题趋势命题趋势1.了解化学平衡常数的含义，能利了解化学平衡常数的含义，能利用化学平衡常数进行相关计算。用化学平衡常数进行相关计算。2了解利用焓变、熵变判断化学了解利用焓变、熵变判断化学反应进行的方向。反应进行的方向。在高考中的考点主要有两个：一在高考中的考点主要有两个：一是化学平衡常数的计算及利用化学平是化学平衡常数的计算及利用化学平衡常数进行化学平衡移动方向的判断衡常数进行化学平衡移动方向的判断和反应是放热还是吸热等；二是焓变、和反应是放热还是吸热等；二是焓变、熵变与化学反应方向的关系。熵变与化学反应方向的关系。1 1考考点点一一2 2考考点点二二3 3考考点点三三4 4复复 习习 练练 案案1化学平衡常数的概念化学平衡常数的概念在在一一定定温温度度下下，当当一一个个可可逆逆反反应应达达到到_时时，生生成成物物_与反应物与反应物_的比值是一个常数，用符号的比值是一个常数，用符号K表示。表示。考点一化学平衡常数考点一化学平衡常数化学平衡化学平衡浓度幂之积浓度幂之积浓度幂之积浓度幂之积3化学平衡常数的意义化学平衡常数的意义(1)K值越大，反应物的转化率值越大，反应物的转化率_，正反应进行的程度，正反应进行的程度_。(2)K只受只受_影响，与反应物或生成物的浓度变化无关。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。化学平衡常数是指某一具体反应的平衡常数。越大越大越大越大温度温度(3)判断可逆反应的热效应判断可逆反应的热效应(2)对对于于N2(g)3H2(g)2NH3(g)达达到到平平衡衡，在在温温度度不不变变、容容积积不不变变的的密密闭容器中充入闭容器中充入N2，化学平衡常数不变。，化学平衡常数不变。()(3)对某一可逆反应，升高温度则化学平衡常数一定变大。对某一可逆反应，升高温度则化学平衡常数一定变大。()(4)平衡常数发生变化，化学平衡必定发生移动达到新的平衡。平衡常数发生变化，化学平衡必定发生移动达到新的平衡。()(5)改改变变条条件件，使使反反应应物物的的平平衡衡转转化化率率都都增增大大，该该可可逆逆反反应应的的平平衡衡常常数数一一定定增大。增大。()(6)催化剂能改变平衡常数的大小。催化剂能改变平衡常数的大小。()(7)改变条件，平衡右移，则反应物的转化率一定增大。改变条件，平衡右移，则反应物的转化率一定增大。()(8)其其他他条条件件不不变变，当当增增加加一一种种反反应应物物的的用用量量时时，自自身身的的平平衡衡转转化化率率降降低低，而其他反应物的转化率升高。而其他反应物的转化率升高。()1.K的大小只与温度有关，与反应物或生成物的起始浓度的大小无关。的大小只与温度有关，与反应物或生成物的起始浓度的大小无关。2代代入入平平衡衡常常数数表表达达式式的的是是平平衡衡浓浓度度，而而不不是是任任意意时时刻刻的的浓浓度度，更更不不能能将将物质的量代入。物质的量代入。3同同一一化化学学反反应应，可可以以用用不不同同的的化化学学方方程程式式表表示示，每每个个化化学学方方程程式式都都有有自自己己的的平平衡衡常常数数表表达达式式及及相相应应的的平平衡衡常常数数。因因此此，要要注注意意使使用用与与化化学学方方程程式式相相对对应的平衡常数。应的平衡常数。(1)该反应的平衡常数表达式为该反应的平衡常数表达式为_。(2)该该温温度度下下，向向2 L密密闭闭容容器器中中充充入入N2和和O2各各1 mol，平平衡衡时时，N2的的转转化化率率是是_%(保留整数保留整数)。4向正反应方向进行向正反应方向进行(4)将将N2、O2的的混混合合气气体体充充入入恒恒温温恒恒容容密密闭闭容容器器中中，下下图图变变化化趋趋势势正正确确的的是是_。(5)向向恒恒温温恒恒容容的的密密闭闭容容器器中中充充入入等等物物质质的的量量的的N2和和O2，达达到到平平衡衡状状态态后后再再向向其其中中充充入入一一定定量量NO，重重新新达达到到化化学学平平衡衡状状态态。与与原原平平衡衡状状态态相相比比，此此时时平平衡衡混合气中混合气中NO的体积分数的体积分数_(填填“变大变大”“变小变小”或或“不变不变”)。A不变不变D B 总结提升总结提升(1)从表中数据可以推断：反应从表中数据可以推断：反应是是_(填填“吸吸”或或“放放”)热反应。热反应。吸吸(3)根根据据反反应应与与，可可推推导导出出K1、K2与与K3之之间间的的关关系系式式。据据此此关关系系式式及及表表中中数数据据，也也能能推推断断出出反反应应是是_(填填“吸吸热热”或或“放放热热”)反反应应。欲欲使使反反应应在在一一定定条条件件下下建建立立的的平平衡衡向向正正反反应应方方向向移移动动，可可采采用用的的措措施施有有_(填填序号序号)。A缩小反应容器容积缩小反应容器容积B扩大反应容器容积扩大反应容器容积C降低温度降低温度D升高温度升高温度E使用合适的催化剂使用合适的催化剂F减少减少CO的量的量吸热吸热DF“三三段段式式法法”是是有有效效解解答答化化学学平平衡衡计计算算题题的的“万万能能钥钥匙匙”。解解题题时时，要要注注意意清清楚楚条条理理地地列列出出起起始始量量、转转化化量量、平平衡衡量量，按按题题目目要要求求进进行行计计算算，同同时时还还要要注意单位的统一。注意单位的统一。1解题步骤解题步骤(1)写出涉及的可逆反应的化学方程式。写出涉及的可逆反应的化学方程式。(2)找找出出起起始始量量、转转化化量量和和平平衡衡量量中中哪哪些些是是已已知知量量，哪哪些些是是未未知知量量，按按“三三段式段式”列出。列出。(3)根据问题建立相应的关系式进行计算。根据问题建立相应的关系式进行计算。考点二有关化学平衡的计算考点二有关化学平衡的计算则有：则有：平衡常数：平衡常数：K_A的平衡浓度：的平衡浓度：c(A)平平_molL1。A的转化率：的转化率：(A)平平_，(A)(B)_。25%(1)在在某某温温度度下下，反反应应物物的的起起始始浓浓度度分分别别为为：c(M)1 molL1，c(N)2.4 molL1；达到平衡后，；达到平衡后，M的转化率为的转化率为60%，此时，此时N的转化率为的转化率为_；(2)若若反反应应温温度度升升高高，M的的转转化化率率_(填填“增增大大”、“减减小小”或或“不不变变”)；增大增大(3)若若反反应应温温度度不不变变，反反应应物物的的起起始始浓浓度度分分别别为为：c(M)4 molL1，c(N)a molL1；达到平衡后，；达到平衡后，c(P)2 molL1，a_；(4)若若反反应应温温度度不不变变，反反应应物物的的起起始始浓浓度度为为：c(M)c(N)b molL1，达达到到平衡后，平衡后，M的转化率为的转化率为_。641%C 方法技巧方法技巧 C 解解析析 化化学学平平衡衡的的建建立立与与反反应应的的途途径径无无关关，该该题题中中前前后后两两种种情情况况下下建建立立的的平平衡衡是是等等效效平平衡衡。在在前前一一情情况况下下，设设平平衡衡时时CO的的物物质质的的量量为为x，则则(x2xax)/a1.7，x0.35a，这这也也是是后后一一情情况况下下平平衡衡时时CO的的物物质质的的量量，所所以以此此时时CO的转化率为的转化率为65%，H2的转化率与之相同。的转化率与之相同。解解析析 题题设设中中有有两两个个反反应应，可可理理解解为为先先发发生生反反应应，其其中中生生成成的的N2O3有有一一部部分分再再发发生生分分解解反反应应，且且在在两两个个反反应应中中都都有有O2生生成成，再再由由已已知知条条件件列列方方程程组求解。组求解。B 吸热吸热(3)某某温温度度下下，各各物物质质的的平平衡衡浓浓度度符符合合下下式式：3c(CO2)c(H2)5c(CO)c(H2O)，试判断此时的温度为，试判断此时的温度为_。(4)若若830 时时，向向容容器器中中充充入入1 mol CO、5mol H2O，反反应应达达到到平平衡衡后后，其其化学平衡常数化学平衡常数K_1.0(填填“大于大于”“小于小于”或或“等于等于”)。(5)830 时时，容容器器中中的的反反应应已已达达到到平平衡衡。在在其其他他条条件件不不变变的的情情况况下下，扩扩大大容器的体积，平衡容器的体积，平衡_移动移动(填填“向正反应方向向正反应方向”“向逆反应方向向逆反应方向”或或“不不”)。(6)若若1200 时时，在在某某时时刻刻平平衡衡体体系系中中CO2、H2、CO、H2O的的浓浓度度分分别别为为2 molL1、2 molL1、4 molL1、4 molL1，则则此此时时上上述述反反应应的的平平衡衡移移动动方方向向为为_(填填“正反应方向正反应方向”“逆反应方向逆反应方向”或或“不移动不移动”)。700 等于等于不不逆反应方向逆反应方向1自发过程自发过程(1)含义。含义。在一定条件下，不需要借助外力作用就能自动进行的过程。在一定条件下，不需要借助外力作用就能自动进行的过程。(2)特点。特点。体体系系趋趋向向于于从从_状状态态转转变变为为_状状态态(体体系系对对外外部部_或或_热量热量)。在在一一定定条条件件下下，体体系系有有从从_转转变变为为_的的倾倾向向性性(无无序序体体系系更更加稳定加稳定)。考点三化学反应进行的方向考点三化学反应进行的方向高能高能低能低能做功做功放出放出有序有序无序无序2自发反应自发反应在一定条件下在一定条件下_就能自发进行的反应称为自发反应。就能自发进行的反应称为自发反应。3判断化学反应方向的依据判断化学反应方向的依据(1)焓变与反应方向。焓变与反应方向。研研究究表表明明，对对于于化化学学反反应应而而言言，绝绝大大多多数数_都都能能自自发发进进行行，且且反反应应放放出出的的热热量量_，体体系系能能量量_得得也也_，反反应应越越_，可可见见，_是制约化学反应能否自发进行的因素之一。是制约化学反应能否自发进行的因素之一。无需外界帮助无需外界帮助放热反应放热反应越多越多降低降低越多越多完全完全反应的焓变反应的焓变(2)熵变与反应方向。熵变与反应方向。研研究究表表明明，除除了了热热效效应应外外，决决定定化化学学反反应应能能否否自自发发进进行行的的另另一一个个因因素素是是体系的体系的_。大多数自发反应有趋向于体系。大多数自发反应有趋向于体系_增大的倾向。增大的倾向。熵和熵变的含义。熵和熵变的含义。a熵的含义。熵的含义。熵是衡量一个体系熵是衡量一个体系_的物理量。用符号的物理量。用符号_表示。表示。同同一一条条件件下下，不不同同物物质质有有不不同同的的熵熵值值，同同一一物物质质在在不不同同状状态态下下熵熵值值也也不不同同，一般规律是一般规律是S(g)S(l)S(s)。混乱度混乱度混乱度混乱度混乱度混乱度Sb熵变的含义：熵变的含义：熵熵变变是是反反应应前前后后体体系系_，用用_表表示示，化化学学反反应应的的S越越大大，越越有利于反应有利于反应_。(3)综合判断反应方向的依据综合判断反应方向的依据HTS0，反应，反应_。熵的变化熵的变化S自发进行自发进行能自发进行能自发进行达到平衡状态达到平衡状态不能自发进行不能自发进行 (1)反应能否自发进行需综合考虑焓变和熵变对反应的影响。反应能否自发进行需综合考虑焓变和熵变对反应的影响。(2)化化学学反反应应方方向向的的判判据据指指出出的的仅仅仅仅是是在在一一定定条条件件下下化化学学反反应应自自发发进进行行的的趋趋势势，并并不不能能说说明明在在该该条条件件下下反反应应一一定定能能实实际际发发生生，还还要要考考虑虑化化学学反反应应的的快快慢慢问问题。题。A 解解析析 反反应应自自发发进进行行需需要要满满足足HTS0，由由0 为为273 K、H2.180 9 kJmol1、S6.6 Jmol1K1代代入入公公式式：HTS2.180 9103 J mol12736.6 Jmol1K1379.1 Jmol10，从而错选该项。，从而错选该项。B C4Fe(OH)2(s)2H2O(l)O2(g)=4Fe(OH)3(s)H444.3 kJmol1S280.1 Jmol1K1D NH4HCO3(s)CH3COOH(aq)=CO2(g)CH3COONH4(aq)H2O(l)H37.301 kJmol1S184.05 Jmol1K1 解解析析 当当H0时时，HTS0、S0反应一定不能自发进行。反应一定不能自发进行。焓变、熵变和温度对化学反应方向的影响焓变、熵变和温度对化学反应方向的影响方法技巧方法技巧 HSHTS反应情况反应情况永远是负值永远是负值在任何温度下均能自发进行在任何温度下均能自发进行永远是正值永远是正值在任何温度下均不能自发进行在任何温度下均不能自发进行低温为正；高温为负低温为正；高温为负低温时不能自发；高温时能自发低温时不能自发；高温时能自发低温为负；高温为正低温为负；高温为正低温时能自发；高温时不能自发低温时能自发；高温时不能自发D 解解析析 熵熵增增加加的的过过程程就就是是物物质质的的混混乱乱程程度度增增大大的的过过程程。水水由由气气态态变变成成液液态态是是熵熵减减小小的的过过程程，A不不符符合合题题意意；高高温温、高高压压条条件件下下使使石石墨墨转转变变成成金金刚刚石石是是熵熵减减小小的的过过程程，B不不符符合合题题意意；将将散散落落的的火火柴柴放放入入火火柴柴盒盒是是熵熵减减小小的的过过程程，C不不符符合题意；固态碘升华属于熵增加的过程，合题意；固态碘升华属于熵增加的过程，D符合题意。符合题意。解解析析 食食物物在在常常温温下下腐腐败败是是自自发发进进行行的的，A正正确确；放放热热反反应应不不一一定定都都是是自自发发进进行行的的，如如煤煤炭炭要要加加热热到到一一定定温温度度才才能能自自发发进进行行，B错错误误；自自发发反反应应由由焓焓变变和和熵熵变变两两个个方方面面决决定定，熵熵变变增增大大的的反反应应不不一一定定能能自自发发进进行行，如如H2O通通电电生生成成H2和和O2的反应不能自发进行，的反应不能自发进行，C错误；电解池的反应一般属于非自发反应，错误；电解池的反应一般属于非自发反应，D错误。错误。A B 解解析析 液液态态水水转转化化为为气气态态水水是是熵熵增增加加的的过过程程，A错错误误；NO2转转化化为为N2O4为为化化合合反反应应，该该反反应应是是放放热热的的、熵熵值值减减小小常常温温下下就就能能发发生生的的可可逆逆反反应应，属属于于自自发发反反应应，B正正确确；该该反反应应是是放放热热反反应应，C错错误误；NH4Cl受受热热分分解解反反应应属属于于吸吸热热反反应应，D错误。错误。解解析析 A项项中中，H0，S0，在在任任何何温温度度下下均均不不能能自自发发进进行行；B项项中中，H0，S0，S0，在在高高温温时时可可自自发发进行；进行；D项中，项中，H0，在任何温度下均可自发进行，故选，在任何温度下均可自发进行，故选D。D 复复 习习 练练 案案