第24讲 化学平衡常数 化学反应进行的方向课件-2021年高考化学一轮复习学与练

2021年高考化学一轮复习学 与 练 把 握 高 考 命 题 走 向 ， 练 习 和 测 试 中 夯 实 基 础 、 提 升 能 力 W W W. Z X X K . C O M“ ” 第七章 化学反应速率和化学平衡 第23讲 化学平衡常数  化学反应进行的方 向 考纲定位 核心素养 1.了解化学平衡常数(K)的含义，能 利用化学平衡常数进行相关计算。 1.平衡思想——从化学平衡常数的角度认识化学平衡 的定量关系，并用化学平衡常数解决问题。 2.证据推理——领会用有关浓度进行平衡常数的计算 及利用平衡常数计算转化率等平衡量。 3.模型认知——利用Qc与K的关系进行平衡移动的定 量判断，同时会利用焓变、熵变判断反应进行的方向。 2.能正确计算反应的平衡转化率(α) 。 3.了解化学反应进行的方向判断。 固基础 考 点 精 讲 考点一 化学平衡常数及其影响因素 1、化学平衡常数 概念：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，用符号K表示。 表达式：对于反应mA（g）＋nB（g） pC（g）＋qD（g） K＝ 考点一 化学平衡常数及其影响因素 1、化学平衡常数 转化关系： K1·K2＝1 K2＝K3 2 K1＝1/K3 2 考点一 化学平衡常数及其影响因素 1、化学平衡常数 意义：化学平衡常数的大小反映了化学反应进行的程度 K 正反应进行的程度 平衡时生成物浓度 平衡时反应物浓度 反应物转化率 越大 越大 越大 越小 越大 越小 越小 越小 越大 越小 考点一 化学平衡常数及其影响因素  一般地说，当K>105时，就认为反应基本进行完全了；当K0(K值增大→正反应为放热反应，ΔH”或“”“＝”或“  (3)正反应 > 考点一 化学平衡常数及其影响因素 2已知反应A(g)＋B(g) C(g)＋D(g)的平衡常数和温度的关系如下： 现有两个相同的2 L恒容绝热(与外界没有热量交换)密闭容器Ⅰ、Ⅱ，在Ⅰ中充入1 mol A和1 mol B，在Ⅱ 中充入1 mol C和1 mol D,800 ℃条件下开始反应。达到平衡时，下列说法正确的是(  ) A．容器Ⅰ、Ⅱ中的压强相等 B．容器Ⅰ、Ⅱ中反应的平衡常数相同 C．该反应的正反应是放热反应 D．容器Ⅰ中A的浓度比容器Ⅱ中的小 对 点 演 练 温度/℃ 700 800 830 1 000 1 200 平衡常数 1.7 1.1 1.0 0.6 0.4 C 考点一 化学平衡常数及其影响因素 3、H2S与CO2在高温下发生反应：H2S(g)＋CO2(g) COS(g)＋H2O(g)。 在610 K时，将0.10 mol CO2与0.40 mol H2S充入2.5 L的空钢瓶中，反应平 衡后水的物质的量分数为0.02 (1)H2S的平衡转化率α1＝________%，反应平衡常数K＝________。 (2)在620 K重复实验，平衡后水的物质的量分数为0.03，H2S的转化率 α2______α1，该反应的ΔH______0。(填“>”“ (3)B 考点一 化学平衡常数及其影响因素 归纳整理 “三段式”突破化学平衡综合计算 考点一 化学平衡常数及其影响因素  已知反应：mA(g)＋nB(g) pC(g)＋qD(g)，令A、B起始物质的量浓度分别为 a mol·L－1、b mol·L－1，达到平衡后消耗A的物质的量浓度为mx mol·L－1。 归纳整理 “三段式”突破化学平衡综合计算 考点一 化学平衡常数及其影响因素 考点二 化学反应进行的方向 1、自发过程  含义：在一定条件下，不需要借助于外力作用就能自动进行的过程。  特点： • 体系趋向于从高能状态转变为低能状态(体系对外部做功或释放热量)。 • 在密闭条件下，体系有从有序自发地转变为无序的倾向(无序体系更加稳定)。 考点二 化学反应进行的方向 2、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 注意：自发反应(过程)指的是在一定条件下有自发进行的倾向而不一定发生，如燃 烧反应是自发反应，但在常温下不一定燃烧。 考点二 化学反应进行的方向 3、熵与熵变  熵：描述体系混乱程度的物理量，符号为S，熵值越大，体系混乱度越大。  熵变：ΔS＝S(反应产物)－S(反应物)。  常见的熵增过程 ①同一种物质由固态到液态再到气态：S(g)>S(l)>S(s)。 ②反应后气体物质的量增加的反应。 ③固体参加生成气体的反应 考点二 化学反应进行的方向 4、化学反应方向 三个判据： 考点二 化学反应进行的方向 4、化学反应方向 规律： ①ΔH0的反应任何温度下都能自发进行； ②ΔH>0，ΔS0 对 点 演 练 C 考点二 化学反应进行的方向 对 点 演 练 2、下列说法不正确的是(  ) A．ΔH>0、ΔS>0的反应在高温下能自发进行 B．NH4HCO3(s)==NH3(g)＋H2O(g)＋CO2(g) ΔH＝＋185.57 kJ·mol－1能自发进行，原 因是体系有自发地向混乱度增加的方向转变的倾向 C．因为焓变和熵变都与反应的自发性有关，因此焓变或熵变均可以单独作为反应自发 性的判据 D．在其他外界条件不变的情况下，使用催化剂，可以改变化学反应进行的速率 C 考点二 化学反应进行的方向 提能力 体 验 真 题 1.（2020·全国卷Ⅰ）硫酸是一种重要的基本化工产品，接触法制硫酸生产中的关键工 序是SO2的催化氧化： 回答下列问题： (1)钒催化剂参与反应的能量变化如图所示，V2O5(s)与SO2(g)反应生成VOSO4(s)和 V2O4(s)的热化学方程式为：_________。 提能力 体 验 真 题 2V2O5(s)+ 2SO2(g)⇌ 2VOSO4(s)+ V2O4(s) ∆H= -351 kJ∙mol-1 提能力 体 验 真 题 (2)当SO2(g)、O2(g)和N2(g)起始的物质的量分数分别为7.5%、10.5%和82%时，在 0.5MPa、2.5MPa和5.0MPa压强下，SO2平衡转化率α 随温度的变化如图所示。反应在 5.0MPa、 550℃时 的 α=__________， 判 断 的 依 据 是 __________。 影 响 α的 因 素 有 __________。 • 0.975 • 该反应气体分子数减少，增大压强，α提高, 所以，该反应在550℃、压强为5.0MPa＞ 2.5MPa＝p2的，所以p1=5.0MPa • 反应物（N2和O2）的起始浓度（组成）、温 度、压强 (3)将组成(物质的量分数)为2m% SO2(g)、m% O2(g)和q% N2(g)的气体通 入反应器，在温度t、压强p条件下进行反应。平衡时，若SO2转化率为α， 则SO3压强为___________，平衡常数Kp=___________(以分压表示，分压= 总压×物质的量分数)。 提能力 体 验 真 题 答案： 解析：根据盖斯定律，用已知的热化学方程式通过一定的数学运算，可 以求出目标反应的反应热；根据压强对化学平衡的影响，分析图中数据 找到所需要的数据；根据恒压条件下总压不变，求出各组分的分压，进 一步可以求出平衡常数；根据题中所给的速率公式，分析温度对速率常 数及二氧化硫的转化率的影响，进一步分析对速率的影响。 提能力 体 验 真 题 2.（2020·全国卷Ⅲ）二氧化碳催化加氢合成乙烯是综合利用CO2的热点研究领域。回 答下列问题： (1)CO2催 化 加 氢 生 成 乙 烯 和 水 的 反 应 中 ， 产 物 的 物 质 的 量 之 比 n(C2H4)∶n(H2O)=__________。 当 反 应 达 到 平 衡 时 ， 若 增 大 压 强 ， 则 n(C2H4)___________(填“变大”“变小”或“不变”)。 (2)理 论 计 算 表 明 ， 原 料 初 始 组 成 n(CO2)∶n(H2)=1∶3，在体系压强为0.1MPa，反应 达到平衡时，四种组分的物质的量分数x随温度T 的变化如图所示。图中，表示C2H4、CO2变化的 曲线分别是______、_____。CO2催化加氢合成 C2H4反应的ΔH______0(填“大于”或“小于”)。 (3)根据图中点A(440K，0.39)，计算该温度时反应的平衡常数 Kp=_________(MPa)−3(列出计算式。以分压表示，分压=总压×物质的 量分数)。 (4)二氧化碳催化加氢合成乙烯反应往往伴随副反应，生成C3H6、C3H8、 C4H8等低碳烃。一定温度和压强条件下，为了提高反应速率和乙烯选 择性，应当___________________。 提能力 体 验 真 题 答案:1∶4 变大 d c 小于 或 选择合适催化剂等 解析：根据质量守恒定律配平化学方程式，可以确定产物的物质的量之比 。根据可逆反应的特点分析增大压强对化学平衡的影响。根据物质的量之 比等于化学计量数之比，从图中找到关键数据确定代表各组分的曲线，并 计算出平衡常数。根据催化剂对化反应速率的影响和对主反应的选择性， 工业上通常要选择合适的催化剂以提高化学反应速率、减少副反应的发生。 感 谢 您 的 观 看 把 握 高 考 命 题 走 向 ， 练 习 和 测 试 中 夯 实 基 础 、 提 升 能 力 W W W . Z X X K . C O M“ ”