高三一轮复习化学平衡常数、转化率、平衡图像复习讲义

授课主题 教学目的 重、难点 化学平衡常数、转化率及反应方向的判断 能够写出化学平衡常数的表达式；可以计算出物质的平衡转化率； 判断反应是否达到平衡状态；反应物平衡转化率的变化判断；焓变、熵变及化学反应方向的关系 本节知识点讲解 1．化学平衡常数 （1）定义 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，这个常数就是该反应的化学平衡常数（简称平衡常数），用K表示。 （2）表达式 对于一般的可逆反应：mA(g)＋nB(g)（3）应用 ①判断反应进行的限度 K值大，说明反应进行的程度大，反应物的转化率高。K值小，说明反应进行的程度小，反应物的转化率低。 K 反应程度 <10?5 很难进行 10?5~105 反应可逆 >105 反应可接近完全 cp(C)?cq(D)pC(g)＋qD(g)，K=m。 c(A)?cn(B)②判断反应是否达到平衡状态 化学反应aA(g)+bB(g)cc(C)?cd(D)cC(g)+dD(g)在任意状态时，浓度商均为Qc=a。 c(A)?cb(B)Qc>K时，反应向逆反应方向进行； Qc=K时，反应处于平衡状态； Qc

α(A)＝A的初始浓度－A的平衡浓度A的初始浓度×100％＝c0(A)?c(A)×100％ c0(A)［c0(A)为起始时A的浓度，c(A)为平衡时A的浓度］ 反应物平衡转化率的变化判断 判断反应物转化率的变化时，不要把平衡正向移动与反应物转化率提高等同起来，要视具体情况而定。反应类型 条件的改变 恒容时只增加反反应物转化率的变化 反应物A的转化率减小，反应物B的转化率增大 应物A的用量 恒温恒压条反应物转化率不变 件下 有多种反应物的可逆反应同等倍数地增大mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g) （或减小）反应恒温恒容条物A、B的量 件下 m+n=p+q 率均不变 恒温恒压条反应物转化率不变 件下 只有一种反应物的可逆反应mA(g)nB(g)+pC(g) 增加反应物A的用量 恒温恒容条件下 m=n+p 不变 常见有以下几种情形： 3.化学反应进行的方向 一、自发过程 1．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。 2．特点 （1）体系趋向于从高能状态转变为低能状态(体系对外部做功或放出热量)； m>n+p 反应物A的转化率增大 mp+q 率均增大 反应物A和B的转化第 2 页

（2）在密闭条件下，体系有从有序转变为无序的倾向性(无序体系更加稳定)。 3．自发反应 在一定条件下无需外界帮助就能自发进行的反应称为自发反应。 4．判断化学反应方向的依据 （1）焓变与反应方向 研究表明，对于化学反应而言，绝大多数放热反应都能自发进行，且反应放出的热量越多，体系能量降低得也越多，反应越完全。可见，反应的焓变是制约化学反应能否自发进行的因素之一。 （2）熵变与反应方向 ①研究表明，除了热效应外，决定化学反应能否自发进行的另一个因素是体系的混乱度。大多数自发反应有趋向于体系混乱度增大的倾向。 ②熵和熵变的含义 a．熵的含义 熵是衡量一个体系混乱度的物理量。用符号S表示。 同一条件下，不同物质有不同的熵值，同一物质在不同状态下熵值也不同，一般规律是S(g)>S(l)>S(s)。 b．熵变的含义 熵变是反应前后体系熵的变化，用ΔS表示，化学反应的ΔS越大，越有利于反应自发进行。 （3）综合判断反应方向的依据 ①ΔH－TΔS<0，反应能自发进行。 ②ΔH－TΔS＝0，反应达到平衡状态。 ③ΔH－TΔS>0，反应不能自发进行。 例题解析 考向一 化学平衡常数及影响因素 典例1 在一定条件下，已达平衡的可逆反应：2A(g)+B(g)2C(g)，下列说法中正确的是 A．平衡时，此反应的平衡常数K与各物质的浓度有如下关系：K=B．改变条件后，该反应的平衡常数K一定不变 C．如果改变压强并加入催化剂，平衡常数会随之变化 D．若平衡时增加A和B的浓度，则平衡常数会减小 c2?C?c2?A??c?B? 巩固练习 1．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) K1 ΔH1<0(Ⅰ) 第 3 页

2NO(g)+Cl2(g)2ClNO(g) K2 ΔH2<0(Ⅱ) 2NaNO3(s)+2NO(g)+Cl2(g)的平衡常数K= (用K1、K2表示)。 （1）4NO2(g)+2NaCl(s)（2）为研究不同条件对反应(Ⅱ)的影响，在恒温条件下，向 2 L恒容密闭容器中加入0.2 mol NO和0.1 mol Cl2，10 min时反应(Ⅱ)达到平衡。测得10 min内v(ClNO)=7.5×10?3 mol·L?1·min?1，则平衡后n(Cl2)= mol，NO的转化率α1= 。其他条件保持不变，反应(Ⅱ)在恒压条件下进行，平衡时NO的转化率α2 α1(填“>”“<”或“=”)，平衡常数K2 (填“增大”“减小”或“不变”)。若要使K2减小，可采取的措施是 。 平衡常数的几个易错点 （1）正、逆反应的平衡常数互为倒数；若方程式中各物质的化学计量数等倍扩大或缩小，尽管是同一反应，平衡常数也会改变。 （2）能代入平衡常数表达式的为气体、非水溶液中的H2O、溶液中的溶质，固体与纯液体以及溶液中H2O的浓度可看为常数，不能代入。 2．在一定体积的密闭容器中，进行化学反应CO2(g)+H2(g)T的关系如表： T/℃ K 回答下列问题： （1）该反应的化学平衡常数表达式K= 。 （2）该反应为 (填“吸热”或“放热”)反应。 c(H2)=5c(CO)·c(H2O)，试判断此时的温度（3）某温度下，各物质的平衡浓度符合下式：3c(CO2)·为 。 5 mol H2O，（4）若830 ℃时，向容器中充入1 mol CO、反应达到平衡后，其化学平衡常数K (填“大于”“小于”或“等于”)1.0。 830 ℃时，（5）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 (填“向正反应方向”“向逆反应方向”或“不”)移动。 H2、CO、H2O的浓度分别为2 mol·L?1、2 mol·L?1、4 mol·L?1、（6）若1 200 ℃时，在某时刻平衡体系中CO2、4 mol·L?1，则此时上述反应的平衡移动方向为 (填“正反应方向”“逆反应方向”或“不移动”)。 700 0.6 800 0.9 830 1.0 1 000 1.7 1 200 2.6 CO(g)+H2O(g)，其化学平衡常数K和温度例题解析 考向三 转化率的计算与比较 第 4 页