1、考点一考点二基础课时3 化学平衡常数 化学反应进行的方向考点一考点二1.了解化学反应的方向与焓变和熵变的关系；能够利用焓变和熵变判断化学反应的方向。2.了解化学平衡常数的含义，能够利用化学平衡常数进行简单的计算。最新考纲 考点一考点二考点一 化学平衡常数 转化率 1.化学平衡常数 知识梳理固考基(1)概念：在一定温度下，当一个可逆反应达到_时，生成物_与反应物_的比值是一个常数，用符号_表示。化学平衡浓度幂之积浓度幂之积K(2)表达式：对于反应 mA(g)nB(g)pC(g)qD(g)，K。cp（C）cq（D）cm（A）cn（B）考点一考点二(3)意义：K值越大，正反应进行的程度_，反应物的转
2、化率_。K只受_影响，与反应物或生成物的浓度变化无关。提醒：计算化学平衡常数利用的是物质的平衡浓度，而不是任意时刻浓度，也不能用物质的量。催化剂能加快化学反应速率，但对化学平衡无影响，也不会改变平衡常数的大小。化学反应方向改变或化学计量数改变，化学平衡常数均发生改变。越大越大温度考点一考点二2.平衡转化率 对于上例反应中A(g)的平衡转化率可表示为：(A)_c0(A)代表A的初始浓度，c平(A)代表A的平衡浓度。提醒：同一个反应中，反应物可以有多种，不同反应物的转化率可能不同。增大一种反应物的浓度，可以提高其他反应物的转化率，工业生产中常常提高廉价原料的比例，从而增大昂贵原料的转化率，如工业合
3、成氨中增大氮气的浓度，从而提高氢气的转化率。c0（A）c平（A）c0（A）100%考点一考点二3.化学平衡常数的三种应用(1)利用化学平衡常数判断化学反应可能进行的程度，K 值越大，反应进行的程度越大。同等条件下反应物的转化率越大。(2)利用化学平衡常数判断化学平衡移动的方向，对于可逆反应aA(g)bB(g)cC(g)dD(g)，在一定温度下的任意时刻，反应物与生成物浓度有如下关系：cc（C）cd（D）ca（A）cb（B）Qc，称为浓度商。考点一考点二(3)利用化学平衡常数随温度的变化判断反应的热效应，若升高温度，K值增大，则正反应为_反应；若升高温度，K值减小，则正反应为_反应。Qcv逆K
4、反应处于化学平衡状态，v正v逆K 反应向逆反应方向进行，v正v逆。吸热放热考点一考点二1.(RJ 选修 4P322 改编)已知反应 A(g)3B(g)3C(g)在一定温度下达到平衡，该反应的平衡常数表达式为_。若各物质的平衡浓度分别为 c(A)2.0 molL1、c(B)2.0 molL1、c(C)1.0 molL1，则 K_。Kc3（C）c（A）c3（B）0.062 5考点一考点二2.(LK 选修 4P523 改编)在一密闭容器中，等物质的量的 A 和 B 发生如下反应：A(g)2B(g)2C(g)，反应达到平衡时，若混合气体 A 和 B 的物质的量之和与 C 的物质的量相等，则这时 A 的
5、转化率为()A.40%B.50%C.60%D.70%答案 A 考点一考点二3.(溯源题)(2015天津理综，6)某温度下，在 2 L 的密闭容器中，加入 1 mol X(g)和 2 mol Y(g)发生反应：X(g)m Y(g)3Z(g)平衡时，X、Y、Z 的体积分数分别为 30%、60%、10%。在此平衡体系中加入 1 mol Z(g)，再次达到平衡后，X、Y、Z 的体积分数不变。判断下列说法是否正确(1)m2()(2)两次平衡的平衡常数相同()(3)X 与 Y 的平衡转化率之比为 11()(4)第二次平衡时，Z 的浓度为 0.4 molL1()探源：本考题源于教材 RJ 选修 4 P29“
6、例 1”及拓展，对化学平衡常数的理解及计算进行了考查。考点一考点二题组一 化学平衡常数的理解及应用 题组精练提考能 1.已知反应：CO(g)CuO(s)CO2(g)Cu(s)和反应：H2(g)CuO(s)Cu(s)H2O(g)在相同的某温度下的平衡常数分别为 K1 和 K2，该温度下反应：CO(g)H2O(g)CO2(g)H2(g)的平衡常数为 K。则下列说法正确的是()A.反应的平衡常数 K1 c（CO2）c（Cu）c（CO）c（CuO）B.反应的平衡常数 KK1K2C.对于反应，恒容时，温度升高，H2 的浓度减小，则该反应的焓变为正值D.对于反应，恒温恒容下，增大压强，H2 的浓度一定减小
7、 考点一考点二解析 在书写平衡常数表达式时，纯固体不能出现在平衡常数表达式中，A 错误；由于反应反应反应，因此平衡常数 KK1K2，B 正确；反应中，温度升高，H2 的浓度减小，则平衡左移，即逆反应为吸热反应，正反应为放热反应，因此 H0，C 错误；对于反应，在恒温恒容下，增大压强，如充入稀有气体，则平衡不移动，H2 的浓度不变，D 错误。答案 B 考点一考点二(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，向容器中充入1
8、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”)。2.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 的关系如表：t/700 800 830 1 000 1 200 K 0.6 0.9 1.0 1.7 2.6 考点一考点二(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 1 200 时，在某时刻平衡体系中CO2、H2、CO、H2O的浓度分别为2 molL1、2 mo
9、lL1、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”)。考点一考点二解析(3)某温度下，各物质的平衡浓度有如下关系 3c(CO2)c(H2)5 c(CO)c(H2O)，根据平衡常数表达式 Kc（CO）c（H2O）c（CO2）c（H2）可知，K3/50.6，平衡常数只与温度有关，温度一定，平衡常数为定值，所以此时对应的温度为 700。(6)1 200 时 Qcc（CO）c（H2O）c（CO2）c（H2），将各物质的浓度代入可得Qc4，而此温度下的平衡常数为 2.6，即 QcK，所以平衡向逆反应方向移动。答案(1)c（CO）c（H2
10、O）c（CO2）c（H2）(2)吸热(3)700(4)等于(5)不(6)逆反应方向 考点一考点二【练后归纳】化学平衡常数的理解(1)对于一个给定的化学方程式，化学平衡常数只与温度有关，与浓度、压强和催化剂等均无关。(2)在平衡常数表达式中：纯液体、纯固体物质或稀水溶液中水的浓度均不写，但是水蒸气的浓度要写。在非水溶液中进行的反应，若有水参加或生成，则水的浓度不可视为常数，应写进平衡常数表达式中。(3)平衡常数表达式中各物质的浓度为平衡时的浓度，其书写形式与化学方程式的书写有关。如：N23H22NH3，Ka，则有 2NH3N23H2，K1a；12N232H2NH3，K a。考点一考点二拓展：温度
11、与K值的关系 考点一考点二题组二 有关化学平衡的“三段式”计算 3.某温度下，H2(g)CO2(g)H2O(g)CO(g)的平衡常数 K9/4，该温度下在甲、乙、丙三个恒容密闭容器中，投入 H2(g)和 CO2(g)，其起始浓度如表所示：起始浓度甲乙丙c(H2)/(molL1)0.0100.0200.020c(CO2)/(molL1)0.0100.0100.020下列判断不正确的是()A.平衡时，乙中 H2 的转化率大于 60%B.平衡时，甲中和丙中 H2 的转化率均是 60%考点一考点二C.平衡时，丙中c(CO2)是甲中的2倍，是0.008 molL1 D.反应开始时，丙中的反应速率最快，甲
12、中的反应速率最慢 解析 利用“三段式”计算容器甲中 考点一考点二根据平衡常数c2/(0.010c)29/4，得c0.006 molL1。H2的转化率为(H2)0.006 molL1/0.010 molL160%，同样计算可得丙中H2的转化率也是60%，B正确；乙容器相当于在甲的基础上增大氢气浓度，平衡正移，但氢气的转化率减小，A错误；甲和丙是等效平衡关系，起始时各物质浓度是2倍关系，平衡时各物质仍然是2倍关系，C正确；反应开始时，甲中浓度最小，丙中浓度最大，D正确。答案 A 考点一考点二4.(2015辽宁五校联考)t 时，在体积不变的密闭容器中发生反应：X(g)3Y(g)2Z(g)，各组分在不
13、同时刻的浓度如表所示，下列说法正确的是()物质XYZ初始浓度/molL10.10.202 min 末浓度/molL10.08ab平衡浓度/molL10.050.050.1A.平衡时，X 的转化率为 20%B.t 时，该反应的平衡常数为 40C.增大平衡后的体系压强，v 正增大，v 逆减小，平衡向正反应方向移动D.前 2 min 内，用 Y 的变化量表示的平均反应速率 v(Y)0.03 molL1min1 考点一考点二解析 本题考查了化学平衡知识，意在考查考生的分析、计算能力。平衡时，X的转化率0.1 molL10.05 molL10.1 molL1100%50%，A 项错误；t 时该反应的平衡
14、常数 K0.120.050.0531 600，B 项错误；该反应是气体分子数减小的反应，增大平衡后的体系压强，v 正增大，v 逆增大，平衡向正反应方向移动，C 项错误；X（g）3Y（g）2Z（g）起始/（molL1）0.1 0.2 0转化/（molL1）0.02 0.06 0.042 min末/（molL1）0.08 0.14 0.04前 2 min 内，用 Y 的变化量表示的平均反应速率 v(Y)0.06 molL12 min0.03 molL1min1，D 项正确。答案 D 考点一考点二【解题建模】解答化学平衡计算题的“万能钥匙”三段式法 1.步骤(1)写出涉及的可逆反应的化学方程式。(2
15、)找出起始量、转化量和平衡量中哪些是已知量，哪些是未知量，按“三段式”列出。(3)根据问题建立相应的关系式进行计算。考点一考点二2.模板 对于反应：mA(g)nB(g)pC(g)qD(g)，令A、B起始物质的量(mol)分别为a、b，达到平衡后，A的消耗量为mx，容器容积为V L。考点一考点二建立等式求解：(1)KpxVpqxVqamxVmbnxVn(2)c 平(A)amxV(molL1)。(3)(A)平mxa 100%，(A)(B)mxa nxb mbna。(4)(A)amxab（pqmn）x100%。(5)p（平）p（始）ab（pqmn）xab。考点一考点二考点二 化学反应进行的方向 1.
16、自发过程 知识梳理固考基(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 体系趋向于从_状态转变为_状态(体系对外部做功或释放热量)。在密闭条件下，体系有从_转变为_的倾向性(无序体系更加稳定)。高能低能有序无序考点一考点二2.化学反应方向(1)判据 降低增加熵增不能自发进行达到平衡状态能自发进行考点一考点二(2)一般规律：H_0，S_0的反应任何温度下都能自发进行；H_0，S_0的反应任何温度下都不能自发进行；H和S的作用相反，且相差不大时，_对反应的方向起决定性作用。当H0，S0，S0时，_下反应能自发进行。说明：对于一个特定的气相反应，熵变的大小取决于反应前后的
17、气体物质的化学计量数大小。0()(2014江苏化学，11B)(4)反应NH3(g)HCl(g)=NH4Cl(s)在室温下可自发进行，则该反应的H0 D.反应2Mg(s)CO2(g)=C(s)2MgO(s)能自发进行，则该反应的H0 考点一考点二解析 反应的自发性取决于熵判据和焓判据，若H0，一定能自发，若H0，S0，一定不能自发，若H0，S0，S0，反应能否自发进行取决于温度高低，A、B错误；C项中该反应S0，若H0，正确；D项中反应的S0，能自发，则说明H0，错误。答案 C 考点一考点二4.汽车燃油不完全燃烧时产生CO，有人设想按下列反应除去CO：2CO(g)=2C(s)O2(g)已知该反应
18、的H0，简述该设想能否实现的依据：_ _。超音速飞机在平流层飞行时，尾气中的NO会破坏臭氧层。科学家正在研究利用催化技术将尾气中的NO和CO转变成CO2和N2，化学方程式如下：2NO2CO 2CO2N2。反应能够自发进行，则反应的H_0(填“”、“”或“”)。考点一考点二解析(1)2CO(g)=2C(s)O2(g)，该反应是焓增、熵减的反应。根据GHTS，G0，不能实现。(2)该反应为熵减反应，能自发进行说明H0。答案(1)该反应是焓增、熵减的反应，任何温度下均不自发进行(2)考点一考点二【练后归纳】焓变、熵变和温度对化学反应方向的影响 H S HTS 反应情况 永远是负值 在任何温度下过程均自发进行 永远是正值 在任何温度下过程均非自发进行 低温为正高温为负 低温时非自发，高温时自发 低温为负高温为正 低温时自发，高温时非自发