1、第三講化學平衡常數(shù)及反應進行的方向2017高考導航考綱要求真題統(tǒng)計命題趨勢1.了解化學平衡常數(shù)的含義，能利用化學平衡常數(shù)進行相關計算。2了解化學反應的方向與化學反應的焓變與熵變的關系。3掌握化學反應在一定條件下能否自發(fā)進行的判斷依據，能夠利用化學反應的焓變和熵變判斷化學反應的方向。2015，卷 28T(4)；2015，卷 27T(2)；2014，卷 28T(3)；2014，卷 26T(1)(2)；2013，卷 28T(4)；2013，卷 28T(2)(3)化學平衡的思想和勒夏特列原理在其他平衡體系中的應用是高考命題的趨勢。預計2017年高考中將重點考查化學平衡常數(shù)及轉化率的計算，化工生產中適宜

2、溫度、壓強及酸堿度的選擇。復習備考時，應特別關注：化學平衡常數(shù)及轉化率的計算，化學平衡圖像的分析；化學平衡的思想和勒夏特列原理在其他平衡體系中的應用等。考點一化學平衡常數(shù)及應用學生用書P1681化學平衡常數(shù)的概念在一定溫度下，當一個可逆反應達到化學平衡時，生成物濃度冪之積與反應物濃度冪之積的比值是一個常數(shù)，用符號K表示。2化學平衡常數(shù)的表達式對于反應mA(g)nB(g)pC(g)qD(g)，K(固體和純液體的濃度視為常數(shù)，通常不計入平衡常數(shù)表達式中)。3化學平衡常數(shù)的意義(1)K值越大，反應物的轉化率越大，正反應進行的程度越大。(2)K只受溫度影響，與反應物或生成物的濃度變化無關。(3)化學平

3、衡常數(shù)是指某一具體反應的平衡常數(shù)。4化學平衡常數(shù)的應用(1)判斷、比較可逆反應進行的程度一般來說，一定溫度下的一個具體的可逆反應：K值正反應進行的程度平衡時生成物濃度平衡時反應物濃度反應物轉化率越大越大越大越小越高越小越小越小越大越低(2)判斷正在進行的可逆反應是否達到平衡或反應進行的方向對于可逆反應：mA(g)nB(g)pC(g)qD(g)，若濃度商Qc，則將濃度商和平衡常數(shù)作比較可判斷可逆反應所處的狀態(tài)。(3)判斷可逆反應的熱效應1判斷正誤(正確的打“”，錯誤的打“”)(1)平衡常數(shù)表達式中，可以是物質的任一濃度。()(2)催化劑能改變化學反應速率，也能改變化學平衡常數(shù)。()(3)化學平衡

4、常數(shù)發(fā)生變化，化學平衡不一定發(fā)生移動。()(4)化學平衡發(fā)生移動，化學平衡常數(shù)不一定發(fā)生變化。()答案：(1)(2)(3)(4)2已知下列反應在某溫度下的平衡常數(shù)：H2(g)S(s)H2S(g)K1S(s)O2(g)SO2(g)K2則在該溫度下反應H2(g)SO2(g)O2(g)H2S(g)的平衡常數(shù)為()AK1K2BK1K2CK1K2 DK1/K2解析：選D。由平衡常數(shù)的定義可知，K1，K2，反應H2(g)SO2(g)O2(g)H2S(g)的平衡常數(shù)K，即KK1/K2。3在25 時，密閉容器中X、Y、Z三種氣體的初始濃度和平衡濃度如下表：物質XYZ初始濃度/molL10.10.20平衡濃度/

5、molL10.050.050.1下列說法錯誤的是()A反應達到平衡時，X的轉化率為50%B反應可表示為X3Y2Z，其平衡常數(shù)為1 600C增大壓強使平衡向生成Z的方向移動，平衡常數(shù)增大D改變溫度可以改變此反應的平衡常數(shù)解析：選C。X、Y反應的物質的量濃度為0.05 molL1、0.15 molL1，Z生成的物質的量濃度為0.1 molL1，則該反應的化學方程式為X3Y2Z。顯然，X的轉化率為50%；平衡常數(shù)K1 600；平衡常數(shù)僅受溫度的影響，不受壓強和濃度的影響，所以C錯誤。名師點撥(1)關于H2O的濃度問題稀水溶液中進行的反應，雖然H2O參與反應，但是H2O只作為溶劑，不能代入平衡常數(shù)表達

6、式。如NH4ClH2ONH3H2OHCl的平衡常數(shù)表達式為K。H2O的狀態(tài)不是液態(tài)而是氣態(tài)時，則需要代入平衡常數(shù)表達式。(2)K的大小只與溫度有關，與反應物或生成物的起始濃度的大小無關。(3)代入平衡常數(shù)表達式的是平衡濃度，而不是任意時刻的濃度，更不能將物質的量代入。(4)同一化學反應，可以用不同的化學方程式表示，每個化學方程式都有自己的平衡常數(shù)表達式及相應的平衡常數(shù)。因此，要注意使用與化學方程式相對應的平衡常數(shù)。(2016成都階段測試)汽車尾氣里含有的NO氣體是由內燃機燃燒時產生的高溫引起氮氣和氧氣反應所致：N2(g)O2(g)2NO(g)H0已知該反應在2 404 時，平衡常數(shù)K6.410

7、3。請回答下列問題。(1)該反應的平衡常數(shù)表達式為_。(2)該溫度下，向2 L密閉容器中充入N2和O2各1 mol，平衡時，N2的轉化率是_%(保留整數(shù))。(3)該溫度下，某時刻測得容器內N2、O2、NO的濃度分別為2.5101 molL1、4.0102 molL1和3.0103 molL1，此時反應_(填“處于化學平衡狀態(tài)”“向正反應方向進行”或“向逆反應方向進行”)，理由是_。(4)將N2、O2的混合氣體充入恒溫恒容密閉容器中，下圖變化趨勢正確的是_。(5)向恒溫恒容的密閉容器中充入等物質的量的N2和O2，達到平衡狀態(tài)后再向其中充入一定量NO，重新達到化學平衡狀態(tài)。與原平衡狀態(tài)相比，此時平

8、衡混合氣中NO的體積分數(shù)_(填“變大”“變小”或“不變”)。解析(2)N2(g)O2(g)2NO(g)起始/mol110變化/molxx 2x平衡/mol1x 1x2xK6.4103，x0.04，N2的轉化率為100%4%。(3)Qc9.01046.4103，所以反應向正反應方向進行。(4)由于該反應的正反應是吸熱反應，所以升高溫度，化學平衡正向移動，化學平衡常數(shù)增大，A項正確；加入催化劑，化學反應速率加快，達到平衡所需要的時間縮短，但NO的平衡濃度不變，B項錯誤；升高溫度，平衡正向移動，氮氣的轉化率提高，化學反應速率加快，達到平衡所需要的時間縮短，C項正確。(5)向恒溫恒容的密閉容器中充入等

9、物質的量的N2和O2，達到平衡狀態(tài)后再向其中充入一定量NO，由于該反應是反應前后氣體體積相等的反應，故建立的平衡與原平衡等效，平衡混合氣中NO的體積分數(shù)不變。答案(1)K(2)4(3)向正反應方向進行Qc9.01040。(1)此反應的平衡常數(shù)表達式為K_。(2)溫度降低，則平衡常數(shù)K值_(填“增大”“減小”或“不變”)。(3)已知1 100 時，K0.263，此時測得高爐中c(CO2)0.025 molL1，c(CO)0.1 molL1，在這種情況下，該反應_(填“是”或“沒有”)處于化學平衡狀態(tài)，此時正反應速率_逆反應速率(填“”“”或“”)，其原因是_。解析：(1)固體FeO和Fe不寫入平

10、衡常數(shù)表達式中；(2)溫度降低，平衡逆向移動，K減小；(3)0.25v(逆)。答案：(1)(2)減小(3)沒有0.25v(逆)4在體積為1 L的密閉容器中，進行如下化學反應：CO2(g)H2(g)CO(g)H2O(g)，化學平衡常數(shù)K與溫度T的關系如下表：T/7008008501 0001 200K0.60.91.01.72.6請回答下列問題：(1)升高溫度，化學平衡向_(填“正反應”或“逆反應”)方向移動。(2)能判斷該反應達到化學平衡狀態(tài)的依據是_。Ac(CO2)c(CO)BK不變C容器中的壓強不變 Dv正(H2)v正(CO2)Ec(H2)保持不變(3)若某溫度下，平衡濃度符合下列關系：c

11、(CO2)c(H2)c(CO)c(H2O)，此時的溫度為_；在此溫度下，若該容器中含有1 mol CO2、1.2 mol H2、0.75 mol CO、1.5 mol H2O，則此時反應所處的狀態(tài)為_(填“向正反應方向進行中”“向逆反應方向進行中”或“平衡狀態(tài)”)。解析：(1)由表格數(shù)據可得，隨著溫度升高，平衡常數(shù)增大，說明化學平衡向正反應方向移動；(2)A項，達到平衡時c(CO2)不一定等于c(CO)，反之相等時也不一定處于平衡狀態(tài)；B項，溫度不變K不變；C項，此反應不論是否平衡，壓強均不改變；D項，v正(CO2)與v正(H2)表示的反應方向一致，故不能判斷是否達到平衡；E項，達到平衡時，各

12、種反應物、生成物的濃度保持不變。(3)由c(CO2)c(H2)c(CO)c(H2O)，則計算出K1.0，即此時溫度為850 ，此溫度下0.94K，所以平衡向逆反應方向移動。答案：(1)(2)吸熱(3)700 (4)等于(5)不(6)逆反應方向題組三利用等效平衡規(guī)律進行計算5二甲醚是一種重要的清潔燃料，可以通過CH3OH分子間脫水制得：2CH3OH(g)CH3OCH3(g)H2O(g)H23.5 kJ/mol。一定溫度下，容積均為2 L的甲、乙兩固定容積的密閉容器中，發(fā)生上述反應。測得有關數(shù)據如下表。容器甲乙反應物投入量2 mol CH3OH(g)2 mol CH3OCH3(g)、2 mol H

13、2O(g)平衡時n(CH3OCH3)/mol0.8a反應物的轉化率21下列說法正確的是()A121B0.8a1.0C若甲中反應2 min時達到平衡，則2 min內的平均反應速率v(CH3OH)0.2 molL1min1D甲中達平衡后再加入0.2 mol CH3OH(g)、0.2 mol CH3OCH3(g)和0.4 mol H2O(g)，平衡正向移動解析：選D。A項，由于該可逆反應前后氣體分子總數(shù)不變，故甲、乙兩個容器中所達平衡等效，則121，A錯；B項，因為兩容器中平衡等效，故a1.6，B錯；C項，甲中v(CH3OH)0.4 molL1min1，C錯；D項，甲中平衡時n(CH3OH)0.4

14、mol、n(CH3OCH3)0.8 mol、n(H2O)0.8 mol，K4，加入物質后，Qc0)下列敘述不正確的是()A容器、中反應平衡時XY3的濃度相同B容器、中達到平衡時各物質的百分含量相同C達平衡時，兩個容器中XY3的物質的量濃度均為2 molL1D若容器體積為0.20 L，則達平衡時放出熱量大于46.3 kJ解析：選C。由化學方程式判斷這兩個反應屬于等效平衡，達到平衡時各物質的物質的量全部相同，濃度也相同，因此A、B項正確。當容器體積減小時，平衡向氣體物質的量減小的方向即正向移動，因此會繼續(xù)放出熱量，則D項正確。達平衡時，XY3的物質的量濃度為4 molL1，C項錯誤。等效平衡規(guī)律1

15、含義在一定條件下(恒溫恒容或恒溫恒壓)，對同一可逆反應體系，起始時加入物質的物質的量不同，而達到化學平衡時，同種物質的百分含量相同。2原理同一可逆反應，當外界條件一定時，反應無論從正反應開始，還是從逆反應開始，最后都能達到平衡狀態(tài)。其中平衡混合物中各物質的百分含量相同。由于化學平衡狀態(tài)與條件有關，而與建立平衡的途徑無關。因而，同一可逆反應，從不同的狀態(tài)開始，只要達到平衡時條件(溫度、濃度、壓強等)完全相同，則可形成等效平衡。3分類及方法指導(1)等溫、等容條件下，對于左右氣相物質的化學計量數(shù)不等的可逆反應，改變起始時加入物質的物質的量，若按可逆反應化學計量數(shù)之比換算成同一半邊物質(一邊倒)，其

16、物質的量對應相同，則它們互為等效平衡。(2)等溫、等容條件下，對于左右氣相物質的化學計量數(shù)相等的可逆反應，改變起始時加入物質的物質的量，若按可逆反應化學計量數(shù)之比換算成同一半邊物質(一邊倒)，其物質的量對應成比例，則它們互為等效平衡。(3)等溫、等壓條件下，對于任何有氣相物質參加的可逆反應，改變起始時加入物質的物質的量，若按可逆反應化學計量數(shù)之比換算成同一半邊物質(一邊倒)，其物質的量對應成比例，則它們互為等效平衡?？键c三化學反應進行的方向學生用書P172一、自發(fā)過程1含義在一定條件下，不需要借助外力作用就能自發(fā)進行的過程。2特點(1)體系趨向于從高能狀態(tài)轉變?yōu)榈湍軤顟B(tài)(體系對外部做功或放出熱

17、量)；(2)在密閉條件下，體系有從有序轉變?yōu)闊o序的傾向性(無序體系更加穩(wěn)定)。二、化學反應方向的判據1焓判據放熱反應體系能量降低，HS(l)S(s)；反應前無氣體，反應后有氣體產生的過程；反應前后都有氣體，但氣體的物質的量增加的反應；(3)熵判據：體系的混亂度增大，S0，反應有自發(fā)進行的傾向，但有些熵減的反應也能自發(fā)進行，故只用熵變來判斷反應方向也不全面。三、焓變、熵變與反應方向在溫度、壓強一定的條件下，化學反應方向是反應的焓變和熵變共同影響的結果，反應方向的復合判據為GHTS。當GHTS 1判斷正誤(正確的打“”，錯誤的打“”)(1)放熱過程有自發(fā)進行的傾向性，但并不一定能自發(fā)進行，吸熱過程

18、沒有自發(fā)進行的傾向性，但在一定條件下也可自發(fā)進行。()(2)在其他外界條件不變的情況下，使用催化劑可以改變化學反應進行的方向。()答案：(1)(2)2碳銨(NH4)2CO3在室溫下就能自發(fā)的分解產生氨氣，對其說法中正確的是()A碳銨分解是因為生成易揮發(fā)的氣體，使體系的熵增大B碳銨分解是因為外界給予了能量C碳銨分解是吸熱反應，根據能量判斷能自發(fā)分解D碳酸鹽都不穩(wěn)定，都能自發(fā)分解答案：A3(教材改編)下列組合中在任何溫度下反應均能自發(fā)進行的是()AH0，S0BH0，S0，S0 DH0答案：D名師點撥(1)反應能否自發(fā)進行需綜合考慮焓變和熵變對反應的影響。(2)化學反應方向的判據指出的僅僅是在一定條

19、件下化學反應自發(fā)進行的趨勢，并不能說明在該條件下反應一定能實際發(fā)生，還要考慮化學反應的快慢問題。(2016最新改編題)下列反應中，一定不能自發(fā)進行的是()A2KClO3(s)=2KCl(s)3O2(g)H78.03 kJ/molS1 110 J/(molK)BCO(g)=C(石墨，s)1/2O2(g)H110.5 kJ/molS89.36 J/(molK)C4Fe(OH)2(s)2H2O(l)O2(g)=4Fe(OH)3(s)H444.3 kJ/molS280.1 J/(molK)DNH4HCO3(s)CH3COOH(aq)=CO2(g)CH3COONH4(aq)H2O(l)H37.301 k

20、J/molS184.05 J/(molK)解析根據GHTS，當H0時，G0，S0，反應一定不能自發(fā)進行。答案B灰錫結構松散，不能用于制造器皿，而白錫結構堅固，可以制造器皿，現(xiàn)把白錫制成的器皿放在0 、100 kPa的室內存放，它會不會變成灰錫而不能再繼續(xù)使用？已知：在0 、100 kPa條件下白錫轉化為灰錫的反應焓變和熵變分別為H2 180.9 Jmol1，S6.61 Jmol1K1。解析：HTS2 180.9 Jmol1103 kJJ1273 K(6.61 Jmol1K1)103 kJJ10.38 kJmol10，白錫轉化為灰錫的反應能自發(fā)進行。答案：白錫會自發(fā)變成灰錫，器皿不能再繼續(xù)使用。

21、焓變、熵變和溫度對化學反應方向的影響HSHTS反應情況永遠是負值在任何溫度下均能自發(fā)進行永遠是正值在任何溫度下均不能自發(fā)進行低溫為正；高溫為負低溫時不能自發(fā)；高溫時能自發(fā)低溫為負；高溫為正低溫時能自發(fā)；高溫時不能自發(fā) 題組一焓變與熵變1(教材改編)實驗證明，多數(shù)能自發(fā)進行的反應都是放熱反應。對此說法的理解正確的是()A所有的放熱反應都是自發(fā)進行的B所有的自發(fā)反應都是放熱的C焓變是影響反應是否具有自發(fā)性的一種重要因素D焓變是決定反應是否具有自發(fā)性的唯一判據答案：C2下列反應中，熵顯著增加的反應是()ACO(g)2H2(g)=CH3OH(g)BCaCO3(s)2HCl(aq)=CaCl2(aq)H

22、2O(l)CO2(g)CC(s)O2(g)=CO2(g)D2Hg(l)O2(g)=2HgO(s)答案：B題組二化學反應方向的復合判據3分析下列反應在任何溫度下均能自發(fā)進行的是()A2N2(g)O2(g)=2N2O(g)H163 kJmol1BAg(s)Cl2(g)=AgCl(s)H127 kJmol1CHgO(s)=Hg(l)O2(g)H91 kJmol1DH2O2(l)=O2(g)H2O(l)H98 kJmol1解析：選D。反應能自發(fā)進行的前提條件是反應的HTS0，S0，即任何溫度下，反應都不能自發(fā)進行；對于B項，H0，S0，在較低溫度下，HTS0，S0，若使反應自發(fā)進行，即HTS0，必須提

23、高溫度，即反應只有在較高溫度時能自發(fā)進行；對于D項，H0，在任何溫度下，都有HTS0，即在任何溫度下反應均能自發(fā)進行。4試判斷用于汽車凈化的一個反應2NO(g)2CO(g)=N2(g)2CO2(g)在298 K、100 kPa下能否自發(fā)進行？已知：在298 K、100 kPa下該反應的H113.0 kJmol1，S145.3 Jmol1K1。答案：HTS113.0 kJmol1298 K(145.3 Jmol1K1103kJJ1)69.7 kJmol10D常溫下，反應C(s)CO2(g)2CO(g)不能自發(fā)進行，則該反應的H0解析：選D。反應的自發(fā)性是由熵變和焓變共同決定的，若H0，則一定能自

24、發(fā)進行，若H0，S0，則一定不能自發(fā)進行，若H0，S0，S0，則可能自發(fā)進行，是否自發(fā)和溫度有關，A、B兩項錯誤；C項反應的S0，能自發(fā)，說明H0，若H0，D項正確。3化學平衡常數(shù)K的數(shù)值大小是衡量化學反應進行程度的標志，在常溫下，下列反應的平衡常數(shù)的數(shù)值如下：2NO(g)N2(g)O2(g)K1110302H2(g)O2(g)2H2O(l)K2210812CO2(g)2CO(g)O2(g)K341092以下說法正確的是()A常溫下，NO分解產生O2的反應平衡常數(shù)表達式為K1c(N2)c(O2)B常溫下，水分解產生O2，此時平衡常數(shù)的數(shù)值約為 51080C常溫下，NO、H2O、CO2三種化合物

25、分解放出O2的傾向由大到小的順序為NOH2OCO2D以上說法都不正確解析：選C。K1的表達式應為K1；常溫下，水分解產生O2，是H2和O2化合生成H2O的逆反應，因此其平衡常數(shù)的數(shù)值應為K2的倒數(shù)，數(shù)值為51082；由于三個反應都在常溫下進行，根據K值的大小可以得出三種化合物分解放出O2的傾向由大到小的順序為NOH2OCO2。4某溫度下某氣體反應達到化學平衡，平衡常數(shù)K，恒容時，若溫度適當降低，F(xiàn)的濃度增加。下列說法中正確的是()A增大c(A)、c(B)，K增大B降低溫度，正反應速率增大C該反應的焓變?yōu)樨撝礑該反應的化學方程式為2E(g)F(g)A(g)2B(g)解析：選D。A項，平衡常數(shù)K只隨溫度變化，不隨濃度變化，故不正確；B項，降低溫度，正、逆反應速率均減小，不正確；C項，降低溫度，F(xiàn)濃度增大，表明平衡逆向移動，正反應是吸熱反應，則焓變?yōu)檎?，不正確；D項，根據化學平衡常數(shù)表達式可知A、B是生成物，E、F為反應物，且對應指數(shù)為其化學方程式前的化學計量數(shù)，正確。5(2016濟寧高三質檢)可逆反應：2SO2O22SO3達到平衡狀態(tài)時，保持恒溫恒容向容器中加入一定量的O2。下列說法正