化学第七章 化学反应速率和化学平衡 7.3 化学平衡常数 化学反应进行的方向 新人教版 .ppt

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1、第三节化学平衡常数化学反应进行的方向考点一考点一化学平衡常数化学平衡常数【核心自主排核心自主排查查】1.1.概念：概念：在一定温度下，一个可逆反在一定温度下，一个可逆反应应达到达到_时时，生成物，生成物_与反与反应应物物_的比的比值值是一个常数，用符号是一个常数，用符号_表示。表示。化学平衡状化学平衡状态态浓浓度度幂幂之之积积浓浓度度幂幂之之积积K K2.2.表达式：表达式：对对于一般的可逆反于一般的可逆反应应mA(g)+nB(gmA(g)+nB(g)pC(g)+qD(gpC(g)+qD(g)，在一定温度下达到平衡在一定温度下达到平衡时时，K=_=_。实实例：例：对对于于N N2 2+3H+3

2、H2 2 2NH 2NH3 3K1 12NH2NH3 3 N N2 2+3H+3H2 2K2 2NHNH3 3 N N2 2+H+H2 2K3 3(1)(1)写出写出K1 1、K2 2的表达式：的表达式：K1 1=_=_、K2 2=_=_。(2)(2)K2 2与与K1 1的关系式：的关系式：K2 2=_=_；K2 2与与K3 3的关系式：的关系式：K2 2=_(=_(或或K3 3=_)=_)。3.3.意意义义：利用平衡常数可以判断、比利用平衡常数可以判断、比较较可逆反可逆反应进应进行的程度。行的程度。K值值越大，正反越大，正反应进应进行的程度行的程度_，反，反应应物的物的转转化化率率_。反之，

3、反。反之，反应应物的物的转转化率化率_。4.4.影响因素：影响因素：(1)(1)内因：反内因：反应应物本身的性物本身的性质质。(2)(2)外因：只受外因：只受_影响，与影响，与浓浓度、度、压压强强、催化、催化剂剂等外等外界因素无关。界因素无关。越大越大越大越大越小越小温度温度【思思维诊维诊断断】(正确的打正确的打“”，错误错误的打的打“”)(1)(1)平衡常数表达式中，可以是物平衡常数表达式中，可以是物质质的任一的任一浓浓度。度。()提示：提示：。应是达到平衡状态时的平衡浓度。应是达到平衡状态时的平衡浓度。(2)(2)催化催化剂剂能改能改变变化学反化学反应应速率，也能改速率，也能改变变平衡常平

4、衡常数。数。()提示：提示：。催化剂不能使平衡移动也不能改变平衡常。催化剂不能使平衡移动也不能改变平衡常数，平衡常数只与温度有关。数，平衡常数只与温度有关。(3)(3)平衡常数不平衡常数不发发生生变变化，化学平衡一定不化，化学平衡一定不发发生移生移动动。()提示：提示：。平衡常数不变时，平衡也能发生移动，如。平衡常数不变时，平衡也能发生移动，如改变平衡体系中某物质的浓度平衡发生移动，但平衡改变平衡体系中某物质的浓度平衡发生移动，但平衡常数不变。常数不变。(4)(4)对对于反于反应应：2SO2SO2 2(g)+O(g)+O2 2(g)2SO(g)2SO3 3(g)(g)，升高温度，升高温度，K

5、K值值减小，减小，则则H00。()提示：提示：。升温，。升温，K K值减小，说明升温，平衡逆移，即值减小，说明升温，平衡逆移，即H00。(5)(5)对对于一个可逆反于一个可逆反应应，化学，化学计计量数不同，化学平衡常量数不同，化学平衡常数表达式及数数表达式及数值值也不同。也不同。()提示：提示：。平衡常数表达式与化学方程式的书写形式。平衡常数表达式与化学方程式的书写形式有关，化学计量数不同平衡常数表达式不同。有关，化学计量数不同平衡常数表达式不同。【高考命高考命题题探究探究】角度角度1 1 根据根据题题目新信息目新信息计计算化学平衡常数算化学平衡常数【高考母高考母题题示例示例】(2016(20

6、16海南高考海南高考节选节选)顺顺-1-1，2-2-二甲二甲基基环环丙丙烷烷和反和反-1-1，2-2-二甲基二甲基环环丙丙烷烷可可发发生如下生如下转转化：化：H H0 K2 2，放热反应升高温度时平衡向逆反应方，放热反应升高温度时平衡向逆反应方向移动向移动【高考母高考母题变题变式式】(1)t(1)t2 2温度下，温度下，该该反反应应的逆反的逆反应应的平衡常数是多少？的平衡常数是多少？提示：提示：K=(2)t(2)t1 1温度下，某温度下，某时时刻刻该该反反应应的的c(c(反反)c()c(顺顺)=3.5)=3.5，此，此时时平平衡移衡移动动的方向如何？的方向如何？提示：提示：t t1 1温度下，

7、温度下，c(c(反反)c(c(顺顺)=3.53)=3.53，此时，此时v(v(逆逆)v()v(正正)，平衡向逆反应方向移动。，平衡向逆反应方向移动。【探究探究归纳总结归纳总结】化学平衡常数的三大化学平衡常数的三大应应用用(1)(1)判断、比判断、比较较可逆反可逆反应进应进行的程度。行的程度。一般来一般来说说，一定温度下的一个具体的可逆反，一定温度下的一个具体的可逆反应应：K值值越越大，反大，反应进应进行的程度越大；一般来行的程度越大；一般来说说，K10105 5时认为时认为反反应进应进行比行比较较完全。完全。(2)(2)判断正在判断正在进进行的可逆反行的可逆反应应的反的反应应方向以及反方向以及

8、反应应是否是否达到平衡。达到平衡。(3)(3)判断可逆反判断可逆反应应的反的反应热应热。角度角度2 2 “三段式三段式”法法计计算化学平衡常数算化学平衡常数【高考母高考母题题示例示例】(2015(2015乙卷乙卷节选节选)BodensteinsBodensteins研研究了下列反究了下列反应应：2HI(g)H2HI(g)H2 2(g)+I(g)+I2 2(g)(g)，在，在716 K716 K时时，气体混合物中碘化气体混合物中碘化氢氢的物的物质质的量分数的量分数x(HIx(HI)与反与反应时间应时间t t的关系如下表：的关系如下表：根据上述根据上述实验结实验结果，果，该该反反应应的平衡常数的平

9、衡常数K K的的计计算式算式为为_。t/mint/min0 02020404060608080120120 x(HIx(HI)1 10.910.910.850.85 0.8150.815 0.7950.795 0.7840.784x(HIx(HI)0 00.600.600.730.73 0.7730.773 0.7800.780 0.7840.784【解析解析】由表中数据可知，无论是从正反应方向开始，由表中数据可知，无论是从正反应方向开始，还是从逆反应方向开始，最终还是从逆反应方向开始，最终x(HIx(HI)均为均为0.7840.784，说明，说明此时已达到平衡状态。设此时已达到平衡状态。设H

10、IHI的初始浓度为的初始浓度为1 mol1 molL L-1-1，则，则 2HI(g)H2HI(g)H2 2(g)+I(g)+I2 2(g)(g)初始浓度初始浓度(mol(molL L-1-1)1 1 0 0 0 0转化浓度转化浓度(mol(molL L-1-1)0.2160.216 0.108 0.1080.1080.108平衡浓度平衡浓度(mol(molL L-1-1)0.7840.784 0.108 0.1080.1080.108答案：答案：【高考母高考母题变题变式式】(1)(1)若用平衡分若用平衡分压压(分分压压=总压总压物物质质的量分数的量分数)代替平衡代替平衡浓浓度度计计算算Kp

11、p，写出，写出该该反反应应的的Kp p表达式。表达式。提示：提示：Kp p=(2)(2)假假设设HIHI的起始物的起始物质质的量是的量是1 mol1 mol，从正反，从正反应应开始达到开始达到平衡，平衡，HIHI的平衡的平衡转转化率是多少？化率是多少？提示：提示：HIHI的平衡转化率是的平衡转化率是 100%=78.4%100%=78.4%。【探究探究归纳总结归纳总结】“三段式法三段式法”赢赢定化学平衡定化学平衡计计算算问题问题“三段式法三段式法”是有效解答化学平衡是有效解答化学平衡计计算算题题的的“万能万能钥钥匙匙”。解解题时题时，要注意清楚有条理地列出起始量、，要注意清楚有条理地列出起始量

12、、转转化量、化量、平衡量，按平衡量，按题题目要求目要求进进行行计计算，同算，同时还时还要注意要注意单单位的位的统统一。一。(1)(1)计计算步算步骤骤。(2)(2)注意事注意事项项。注意反注意反应应物和生成物的物和生成物的浓浓度关系：反度关系：反应应物：物：c(c(平平)=c)=c(始始)-c()-c(变变)；生成物：；生成物：c(c(平平)=c()=c(始始)+c()+c(变变)。利用利用(混混)=)=计计算算时时要注意要注意m(m(总总)应为应为气体的气体的质质量，量，V V应为应为反反应应容器的体容器的体积积，n(n(总总)应为应为气体的物气体的物质质的量。的量。起始起始浓浓度、平衡度、

13、平衡浓浓度不一定呈度不一定呈现现化学化学计计量数比，但量数比，但物物质质之之间间是按化学是按化学计计量数反量数反应应和生成的，故各物和生成的，故各物质质的的浓浓度度变变化之比一定等于化学化之比一定等于化学计计量数比，量数比，这这是是计计算的关算的关键键。(3)(3)化学平衡常数化学平衡常数计计算算“四要求四要求”。有关有关K的的计计算要明确算要明确题题目要求，一般有四种情况：目要求，一般有四种情况：写出写出K的表达式的表达式只要求写出化学平衡常数的表达只要求写出化学平衡常数的表达式。式。写出写出K的的计计算式算式只要求写出只要求写出K K的的计计算式而不要求算式而不要求计计算算结结果。果。列式

14、列式计计算算K写出写出K的的计计算式算式(计计算算过过程程)并求出最并求出最后后计计算算结结果。果。求求K的数的数值值只要直接只要直接给给出出K的的计计算算结结果即可。果即可。另外，另外，还还要注意看要注意看计计算算时时是否要求是否要求带单带单位，若无特位，若无特别别要求，一般不用要求，一般不用带单带单位。位。【高考模高考模拟预测拟预测】1.(20171.(2017宜春模宜春模拟拟)N)N2 2O O5 5是一种新型硝化是一种新型硝化剂剂，一定温，一定温度下度下发发生生2N2N2 2O O5 5(g)4NO(g)4NO2 2(g)+O(g)+O2 2(g)(g)H00，T T1 1温度下温度下

15、的部分的部分实验实验数据如表，数据如表，则则下列下列说说法法错误错误的是的是()世世纪纪金榜金榜导导学号学号3068211030682110t/st/s0 05005001 0001 0001 5001 500c(Nc(N2 2O O5 5)/mol)/molL L-1-15.005.003.523.522.502.502.502.50A.500 sA.500 s内内N N2 2O O5 5分解速率分解速率为为2.962.961010-3-3molmolL L-1-1s s-1-1B.TB.T1 1温度下的平衡常数温度下的平衡常数为为K1 1=125=125，1 000 s1 000 s时转时

16、转化率化率为为50%50%C.C.其他条件不其他条件不变时变时，T T2 2温度下反温度下反应应到到1 000 s1 000 s时测时测得得N N2 2O O5 5(g)(g)浓浓度度为为2.98 mol2.98 molL L-1-1，则则T T1 1TTT2 2，则则K1 1 K2 2【解析解析】选选C C。2N2N2 2O O5 5(g)4NO(g)4NO2 2(g)+O(g)+O2 2(g)(g)起始浓度起始浓度(mol(molL L-1-1)5.005.00 0 0 0 0变化浓度变化浓度(mol(molL L-1-1)1.481.48 2.96 2.96 0.74 0.74500s5

17、00s浓度浓度(mol(molL L-1-1)3.523.52所以，所以，500 s500 s内内N N2 2O O5 5分解速率为分解速率为1.48 mol1.48 molL L-1-1/500 s/500 s=2.96=2.961010-3-3molmolL L-1-1s s-1-1，A A正确；正确；T T1 1温度下温度下1 000 s1 000 s时转化率若为时转化率若为50%50%，则，则2N2N2 2O O5 5(g)4NO(g)4NO2 2(g)+O(g)+O2 2(g)(g)起始浓度起始浓度(mol(molL L-1-1)5.005.00 0 0 0 0变化浓度变化浓度(mo

18、l(molL L-1-1)2.502.50 5.00 5.00 1.25 1.25平衡浓度平衡浓度(mol(molL L-1-1)2.502.50 5.00 5.00 1.25 1.25则则K=1.25=1.25(5.00)(5.00)4 4/(2.50)/(2.50)2 2=125=125，B B正确；其他条件不变正确；其他条件不变时，时，T T2 2温度下反应到温度下反应到1 000 s1 000 s时测得时测得N N2 2O O5 5(g)(g)浓度为浓度为2.98 2.98 molmolL L-1-1，比，比T T1 1温度下浓度高，则说明在温度为温度下浓度高，则说明在温度为T T2

19、2时，时，平衡向逆反应方向移动，因正反应方向为吸热反应，平衡向逆反应方向移动，因正反应方向为吸热反应，所以降温平衡将向放热反应方向即逆反应方向移动，所以降温平衡将向放热反应方向即逆反应方向移动，C C错误；升高温度平衡正向移动，错误；升高温度平衡正向移动，K K增大，增大，D D正确。正确。2.2.一定温度下，在密一定温度下，在密闭闭容器中容器中X X、Y Y、Z Z、W W四种气体四种气体的初始的初始浓浓度和平衡度和平衡浓浓度如表所示，下列度如表所示，下列说说法不正确法不正确的是的是()物质物质X XY YZ ZW W初始浓度初始浓度/mol/molL L-1-10.50.50.50.50

20、00 0平衡浓度平衡浓度/mol/molL L-1-10.10.10.10.10.40.40.40.4世世纪纪金榜金榜导导学号学号3068211130682111A.A.反反应应达到平衡达到平衡时时，X X的体的体积积分数分数为为10%10%B.B.该该温度下反温度下反应应的平衡常数的平衡常数K=16K=16C.C.保持温度不保持温度不变变增大增大压压强强，反，反应应速率增大，平衡向正速率增大，平衡向正反反应应方向移方向移动动D.D.若若X X、Y Y的初始的初始浓浓度均度均为为0.8 mol0.8 molL L-1-1，则则相同条件下相同条件下达到平衡，达到平衡，W W的的浓浓度度为为0.6

21、4 mol0.64 molL L-1-1【解析解析】选选C C。根据表中所给数据，可得反应方程式。根据表中所给数据，可得反应方程式为为X(g)+Y(gX(g)+Y(g)Z(g)+W(gZ(g)+W(g)，反应达到平衡时，反应达到平衡时，X X的的体积分数为体积分数为 100%=10%100%=10%，A A选项正确；选项正确；K=16=16，B B选项正确；这是一个反应前后气体分选项正确；这是一个反应前后气体分子数不变的反应，增大压强正、逆反应速率都增大，子数不变的反应，增大压强正、逆反应速率都增大，但平衡不移动，但平衡不移动，C C选项错误；设达平衡时选项错误；设达平衡时W W的浓度为的浓度

22、为cmolcmolL L-1-1(0c0.8)(0c 3.3.化学反化学反应应方向的判据：方向的判据：降低降低 00，因为，因为生成物中有气体生成，反应物为固体，所以混乱度增生成物中有气体生成，反应物为固体，所以混乱度增加，熵变大于加，熵变大于0 0，A A错误；吸热反应不一定不能自发进错误；吸热反应不一定不能自发进行，该反应在高温下能自发进行，行，该反应在高温下能自发进行，B B错误；熵增加的反错误；熵增加的反应不一定能自发进行，应不一定能自发进行，C C错误。错误。2.2.下列有关下列有关说说法不正确的是法不正确的是()A.(2015A.(2015天津高考天津高考)Na)Na与与H H2

23、2O O的反的反应应是是熵熵增的放增的放热热反反应应，该该反反应应能自能自发进发进行行B.(2014B.(2014天津高考天津高考)某吸某吸热热反反应应能自能自发进发进行，因此行，因此该该反反应应是是熵熵增反增反应应C.(2014C.(2014江江苏苏高考高考)2NO(g)+2CO(g)=N)2NO(g)+2CO(g)=N2 2(g)+2CO(g)+2CO2 2(g)(g)在常温下能自在常温下能自发发进进行，行，则该则该反反应应的的H00D.(2013D.(2013江江苏苏高考高考)反反应应NHNH3 3(g)+HCl(g)=NH(g)+HCl(g)=NH4 4Cl(s)Cl(s)在室温下可自

24、在室温下可自发进发进行，行，则该则该反反应应的的H00【解析解析】选选C C。根据。根据H-T-TS00反应能自发进行可知，反应能自发进行可知，放热放热(H0)0)0)反应能自发进行。反应能自发进行。A A项，熵项，熵增的放热反应能自发进行，正确；增的放热反应能自发进行，正确；B B项，吸热反应项，吸热反应H00，能自发进行，能自发进行H-T-TS000，正确；，正确；C C项，常温下能自发进行，则该反应的项，常温下能自发进行，则该反应的H00，错误；，错误；D D项，该反应是熵减的反应项，该反应是熵减的反应S00，在室温下可自发进行，在室温下可自发进行，则该反应的则该反应的H00，正确。，正

25、确。【课时课时小小结结 构建知构建知识识体系体系 明确掌控重点明确掌控重点】【脉脉络络构建构建】【核心要素核心要素】1.1.化学平衡常数的表达式及注意事化学平衡常数的表达式及注意事项项：(1)(1)表达式。表达式。对对于反于反应应mA(g)+nB(gmA(g)+nB(g)pC(g)+qD(gpC(g)+qD(g)，K=(2)(2)三注意：三注意：平衡常数表达式中的平衡常数表达式中的浓浓度必度必须为须为平衡平衡浓浓度。度。固体和固体和纯纯液体的液体的浓浓度度视为视为常数常数1 1，通常不，通常不计计入平入平衡常数表达式。衡常数表达式。化学平衡常数只受温度的影响。化学平衡常数只受温度的影响。2.2.化学平衡常数的化学平衡常数的3 3应应用：用：(1)(1)判断反判断反应进应进行程度的大小。行程度的大小。(2)(2)判断反判断反应进应进行的方向和行的方向和热热效效应应。(3)(3)计计算物算物质质的含量、的含量、转转化率、平衡化率、平衡浓浓度等。度等。3.3.判断化学反判断化学反应应自自发发性的复合判据：性的复合判据：