1、化学平衡常数 化学反应进行的方向地球与地图栏目索引请点击相关栏目213考点梯级落实真题重组集训名师增分策略结束放映返回导航页考点一 化学平衡常数【知识梳理】结束放映返回导航页【思考与探究】1对于给定反应，正逆反应的化学平衡常数一样吗？是什么关系？2化学平衡常数只受温度的影响，温度升高，化学平衡常数是增大还是减少？3对于一个可逆反应，化学计量数扩大或缩小，化学平衡常数表达式是否改变？是什么关系？转化率是否相同？试举例说明。正逆反应的化学平衡常数不一样，互为倒数关系。温度升高化学平衡常数的变化要视反应而定，若正反应是吸热反应，则温度升高K值增大，反之则减小。对于一个可逆反应，化学计量数不一样，化学
2、平衡常数表达式也就不一样，但对应物质的转化率相同。例如：结束放映返回导航页【题型建模】题型一 化学平衡常数表达式1化学平衡常数K的数值大小是衡量化学反应进行程度的标志，在常温下，下列反应的平衡常数的数值如下：2NO(g)N2(g)O2(g)K1110302H2(g)O2(g)2H2O(l)K2210812CO2(g)2CO(g)O2(g)K341092以下说法正确的是()A常温下，NO分解产生O2的反应平衡常数表达式为K1c(N2)c(O2)B常温下水分解产生O2，此时平衡常数的数值约为51080C常温下，NO、H2O、CO2三种化合物分解放出O2的倾向由大到小的顺序为NOH2OCO2D以上说
3、法都不正确C结束放映返回导航页解析：A项，平衡常数K只随温度变化，不随浓度变化，故不正确；B项，降低温度，正、逆反应速率均减小，不正确；C项，降温，F浓度增大，表明平衡逆向移动，正反应是吸热反应，则焓变为正值，不正确；D项，根据化学平衡常数表达式可知A、B是生成物，E、F为反应物，且对应指数为其化学方程式前的计量数，正确。D结束放映返回导航页3已知下列反应在某温度下的平衡常数：H2(g)S(s)H2S(g)K1S(s)O2(g)SO2(g)K2则在该温度下反应H2(g)SO2(g)O2(g)H2S(g)的平衡常数为()AK1K2BK1K2 CK1K2 DK1/K2D【名师归纳】化学平衡常数表达
4、式(1)能代入平衡常数表达式的为气体、溶液中的溶质，固体与纯液体浓度可看为常数，不能代入。(2)关于H2O的浓度问题在水溶液中进行的反应，虽然H2O参与反应，但是H2O只要作为溶剂，就不能带入平衡常数表达式。结束放映返回导航页如果H2O的状态不是液态而是气态，则需要带入平衡常数表达式。在非水溶液中进行的反应，如果有水参加或生成，则应代入平衡常数表达式。4在25 时，密闭容器中X、Y、Z三种气体的初始浓度和平衡浓度如下表：下列说法错误的是()A反应达到平衡时，X的转化率为50%B反应可表示为X3Y2Z，其平衡常数为1 600C增大压强使平衡向生成Z的方向移动，平衡常数增大D改变温度可以改变此反应
5、的平衡常数结束放映返回导航页题型二 化学平衡常数的影响因素及其应用物质XYZ初始浓度/molL10.10.20平衡浓度/molL10.050.050.1C结束放映返回导航页5在一定体积的密闭容器中，进行如下化学反应：CO2(g)H2(g)CO(g)H2O(g)，其化学平衡常数K和温度t的关系如下表所示：t 7008008301 0001 200K0.60.91.01.72.6(1)该反应的化学平衡常数表达式为K_。(2)该反应为_反应(填“吸热”或“放热”)。(3)某温度下，各物质的平衡浓度符合下式：3c(CO2)c(H2)5c(CO)c(H2O)，试判断此时的温度为_。(4)若830 时，向
6、容器中充入1 mol CO、5 mol H2O，反应达到平衡后，其化学平衡常数K_1.0(填“大于”、“小于”或“等于”)。(5)830 时，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_移动(填“向正反应方向”、“向逆反应方向”或“不”)。(6)若1200 时在某时刻平衡体系中CO2、H2、CO、H2O的浓度分别为2 molL1、2 molL1、4 molL1、4 molL1，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”(2)根据已知题干中的表格可知，随着温度的升高，平衡常数逐渐增大，说明正反应为吸热反应。吸热700(4)化学平衡常数
7、只与温度有关，与反应物和生成物的浓度无关，所以只要在830 条件下，平衡常数的数值都为1.0。等于不逆反应方向结束放映返回导航页【名师归纳】平衡常数的应用(1)判断可逆反应进行的程度平衡常数越大，正反应进行的程度越大，反应物的转化率越高，平衡后生成物的浓度越大，反应物的浓度越小。结束放映返回导航页(3)根据K随温度的变化关系确定正反应是吸热还是放热反应。(1)平衡常数数值的大小，只能大致告诉我们一个可逆反应的正向反应所进行的最大程度，并不能预示反应达到平衡所需要的时间。(2)一般K105时，认为该反应基本进行完全，K0：(1)在某温度下，反应物的起始浓度分别为：c(M)1 molL1，c(N)
8、2.4 molL1；达到平衡后，M的转化率为60%，此时N的转化率为_；(2)若反应温度升高，M的转化率_(填“增大”、“减小”或“不变”)；(3)若反应温度不变，反应物的起始浓度分别为：c(M)4 molL1，c(N)a molL1；达到平衡后，c(P)2 molL-1，a_；(4)若反应温度不变，反应物的起始浓度为：c(M)c(N)b molL1，达到平衡后，M的转化率为_。C25%(2)由于该反应的H0，即该反应为吸热反应，因此升高温度，平衡右移，M的转化率增大。增大6 41%结束放映返回导航页【名师归纳】结束放映返回导航页考点三 化学反应进行的方向【知识梳理】1自发反应：在给定的条件下
9、，无需外界帮助，一经引发即能自动进行的反应。2化学反应方向的判据结束放映返回导航页【思考与探究】2请将下面方框连线：3能自发进行的反应一定能实际发生吗B不一定，化学反应方向的判据指出的仅仅是在一定条件下化学反应自发进行的趋势，并不能说明在该条件下反应一定能实际发生，还要考虑化学反应的快慢问题。结束放映返回导航页【题型建模】题型一 熵变1下列过程属于熵增加的是()A一定条件下，水由气态变成液态B高温高压条件下使石墨转变成金刚石C4NO2(g)O2(g)=2N2O5(g)D散落的火柴的无序排列2碳铵(NH4)2CO3在室温下就能自发的分解产生氨气，对其说法中正确的是()A碳铵分解是因为生成易挥发的
10、气体，使体系的熵增大B碳铵分解是因为外界给予了能量C碳铵分解是吸热反应，根据能量判断能自发分解D碳酸盐都不稳定，都能自发分解DA结束放映返回导航页题型二 判断化学反应自发进行的方向D解析：HTS113.0 kJmol1298 K(145.3 Jmol1K1)10369.7 kJmol10，可以自发进行。结束放映返回导航页题组一化学反应进行的方向C结束放映返回导航页2(2013重庆理综7)将E和F加入密闭容器中，在一定条件下发生反应：E(g)F(s)2G(g)。忽略固体体积，平衡时G的体积分数(%)随温度和压强的变化如表所示：b0K(1 000)K(810)。上述中正确的有()A4个 B3个C2
11、个D1个1.02.03.081054.0ab915c75.0d1 000ef83.0压强/MPa温度/体积分数/%解析：由题意，增大压强，平衡向逆反应方向移动，因此ba54.0，可知aab，正确；根据反应：E(g)F(s)2G(g)反应前(mol):1 0转化量(mol):x 2x反应后(mol):1x 2x根据915 时，G的体积分数为2x/(1x)100%75%，x0.6，此时E的转化率为60%，正确；该反应为熵增反应，S0，正确；升高温度，平衡向正反应方向移动，K(1 000)K(810)，正确。A结束放映返回导航页3(1)2013广东理综31(2)在溶液中存在化学平衡：I2(aq)I(
12、aq)I3-(aq)，其平衡常数表达式为_。(2)2012海南化学15(1)已知A(g)B(g)C(g)D(g)反应的平衡常数和温度的关系如下：温度/7008008301 0001 200平衡常数1.71.11.00.60.4该反应的平衡常数表达式K_，H_0(填“”“”)。(3)2013山东理综29(1)利用“化学蒸气转移法”制备TaS2晶体，发生如下反应：TaS2(s)2I2(g)TaI4(g)S2(g)H0()反应()的平衡常数表达式K_，若K1，向某恒容容器中加入1 mol I2(g)和足量TaS2(s)，I2(g)的平衡转化率为_。66.7%结束放映返回导航页(4)2013福建23(
13、2)已知：H2S(g)H2(g)1/2S2(g)在恒容密闭容器中，控制不同温度进行H2S分解实验。以H2S起始浓度均为c molL1测定H2S的转化率，结果见下图。图中a为H2S的平衡转化率与温度关系曲线，b曲线表示不同温度下反应经过相同时间且未达到化学平衡时H2S的转化率。据图计算985 时H2S按上述反应分解的平衡常数K_；说明随温度的升高，曲线b向曲线a逼近的原因：_.温度升高，反应速率加快，达到平衡所需的时间缩短(或其他合理答案)结束放映返回导航页题组三 化学平衡的计算42012新课标全国卷27(4)COCl2的分解反应为COCl2(g)=Cl2(g)CO(g)H108 kJmol1。
14、反应体系达到平衡后，各物质的浓度在不同条件下的变化状况如图所示(第10 min到14 min的COCl2浓度变化曲线未示出)：(1)计算反应在第8 min时的平衡常数K_。(2)比较第2 min反应温度T(2)与第8 min反应温度T(8)的高低：T(2)_T(8)(填“”或“”)。(3)若12 min时反应于温度T(8)下重新达到平衡，则此时c(COCl2)_molL1。0.234 molL1(2)观察图像知第4 min时改变的条件是升高温度，平衡正向移动，第8 min时达到新的平衡，故T(2)T(8)。0.031结束放映返回导航页(4)比较产物CO在23 min、56 min和1213 m
15、in时平均反应速率平均反应速率分别以v(23)、v(56)、v(1213)表示的大小_。(5)比较反应物COCl2在56 min和1516 min时平均反应速率的大小：v(56)_v(1516)(填“”或“”)，原因是_。(4)根据平均反应速率的定义，因CO在23 min、1213 min时的浓度变化量c0，故v(23)v(1213)0；56 min时CO的浓度增加，故v(56)v(23)v(1213)。(5)观察图中56 min时与1516 min时曲线可知1516 min时COCl2浓度低，反应速率小，即v(56)v(1516)。v(56)v(23)v(1213)在相同温度时，该反应的反应
16、物浓度越高，反应速率越大结束放映返回导航页5(2013新课标全国卷28)在1.0 L密闭容器中放入0.10 mol A(g)，在一定温度进行如下反应：A(g)B(g)C(g)H85.1 kJmol1反应时间(t)与容器内气体总压强(p)的数据见下表：时间t/h0124816202530总压强p/100kPa4.915.586.327.318.549.509.529.539.53(1)欲提高A的平衡转化率，应采取的措施为_。(2)由总压强p和起始压强p0计算反应物A的转化率(A)的表达式为_，平衡时A的转化率为_，列式并计算反应的平衡常数K_。解析：(1)A(g)B(g)C(g)的正向反应是一个
17、气体体积增大的吸热反应，故可通过降低压强、升温等方法提高A的转化率升高温度、降低压强(2)在温度一定、容积一定的条件下，气体压强之比等于其物质的量(物质的量浓度)之比。求解平衡常数时，可利用求得的平衡转化率并借助“三行式”进行，不能用压强代替浓度代入94.1%1.5 molL1结束放映返回导航页(3)由总压强p和起始压强p0表示反应体系的总物质的量n总和反应物A的物质的量n(A)，n总_mol，n(A)_mol。下表为反应物A浓度与反应时间的数据，计算：a_反应时间t/h04816c(A)/(molL1)0.10a0.0260.006 5分析该反应中反应物的浓度c(A)变化与时间间隔(t)的规
18、律，得出的结论是_，由此规律推出反应在12 h时反应物的浓度c(A)为_molL1(3)n(A)的求算也借助“三行式”进行。a0.051，从表中数据不难得出：每隔4 h，A的浓度约减少一半，依此规律12 h时，A的浓度为0.013 mol/L。0.051 达到平衡前每间隔4 h，c(A)减少约一半0.013 结束放映返回导航页学科素养培优-探究化学平衡移动前后各物理量的变化1化学平衡移动前后反应速率的变化v(正)、v(逆)的相对大小关系决定了化学平衡的移动与否。该类题目的考查实质上还是考查外界因素对反应速率的影响。(1)如果已知化学平衡图像，通过图像可以分析改变某一个因素后正、逆反应速率的变化
19、情况。如反应N2O4(g)2NO2(g)H57 kJmol1，在温度为T1、T2时，平衡体系中NO2的体积分数随压强变化曲线如图1所示，则A点与B点的反应速率和A点与C点的反应速率关系可以比较：因为A、C点温度相同，压强不同，C点的压强比A点的压强大，则C点的反应速率大，即v(C)v(A)；因为A、B点的压强相同，温度不同，反应为吸热反应，NO2的体积分数越高，说明温度越高，所以反应速率v(A)v(B)。结束放映返回导航页(2)如果已知反应速率图像，可以通过图像判断出反应过程中改变的外界因素和化学平衡移动的方向。如可逆反应N2(g)3H2(g)2NH3(g)H0，在反应达到平衡后改变某一个条件
20、，使H2O(g)的物质的量浓度减少，CO(g)的物质的量浓度和H2(g)的物质的量浓度增加，则改变的条件可能是升高温度。结束放映返回导航页(2)如果已知改变的某一个条件，则可以考查反应前后体系中各物质的物质的量、转化率、浓度、体积、百分含量的改变。如已知反应：N2(g)3H2(g)2NH3(g)H0:改变条件降低温度缩小容积充入氮气平衡移动方向正向移动正向移动正向移动nN2H2NH3n%N2H2NH3cN2H2NH3aN2H2结束放映返回导航页可利用勒夏特列原理“化学平衡只能减弱外界因素对平衡的影响，不能恢复到原来的程度”来判断。如缩小容积(加压)时，平衡正向移动，但各物质c都增大。3平衡不发
21、生移动，也可能有物理量的变化如平衡体系：H2(g)I2(g)2HI(g)H0，增大压强，平衡不移动，但c、都会增大。【典例】一定条件下，通过下列反应可实现燃煤烟气中硫的回收：SO2(g)2CO(g)2CO2(g)S(l)H0。若反应在恒容的密闭容器中进行，下列有关说法正确的是()A平衡前，随着反应的进行，容器内压强始终不变B平衡时，其他条件不变，分离出硫，正反应速率加快C平衡时，其他条件不变，升高温度可提高SO2的转化率D其他条件不变，使用不同催化剂，该反应的平衡常数不变解析：正反应是气体分子数减小的反应，因此平衡前，随着反应的进行容器内压强不断变化，A项错；因硫为液态，故平衡时，其他条件不变，分离出硫，反应速率不变，B项错.正反应是放热反应，升高温度平衡逆向进行，SO2的转化率降低，C项错；其他条件不变时，使用不同的催化剂，只能改变反应速率，不影响平衡，故反应的平衡常数不变，D项正确。D
