1、第3講化學平衡常數化學反應進行的方向考點一化學平衡常數1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 與反應物 的比值是一個常數，用符號 表示。2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)。3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 影響，與反應物或生成物的濃度變化無關。(3)化學平衡常數是指某一具體反應的平衡常數。深度思考1判斷正誤，正確的劃“”，錯誤的劃“×”(1)平衡常數表達式中，可以是物質的任一濃度()(2)催化劑能改變化學反應速率，也能改變平衡常數()(3)平衡常數發生變化，化學

2、平衡不一定發生移動()(4)化學平衡發生移動，平衡常數不一定發生變化()2對于N2(g)3H2(g)2NH3(g)K12NH3(g)N2(g)3H2(g)K2試分別寫出平衡常數表達式，并判斷其關系_。3化學平衡常數只受溫度的影響，溫度升高，化學平衡常數是增大還是減小？4對于一個可逆反應，化學計量數擴大或縮小，化學平衡常數表達式是否改變？是什么關系？轉化率是否相同？試舉例說明。題組一化學平衡常數及其影響因素1溫度為T時，在體積為10L的真空容器中通入1.00mol氫氣和1.00mol碘蒸氣，20min后，反應達到平衡，此時測得碘蒸氣的濃度為0.020mol·L1。涉及的反應可以用下面的

3、兩個化學方程式表示：H2(g)I2(g)2HI(g) 2H2(g)2I2(g)4HI(g)下列說法正確的是()A反應速率用HI表示時，v(HI)0.008mol·L1·min1B兩個化學方程式的意義相同，但其平衡常數表達式不同，不過計算所得數值相同C氫氣在兩個反應方程式中的轉化率不同D第二個反應中，增大壓強平衡向生成HI的方向移動2已知反應：CO(g)CuO(s)CO2(g)Cu(s)和反應：H2(g)CuO(s)Cu(s)H2O(g)在相同的某溫度下的平衡常數分別為K1和K2，該溫度下反應：CO(g)H2O(g)CO2(g)H2(g)的平衡常數為K。則下列說法正確的是()

4、A反應的平衡常數K1B反應的平衡常數KC對于反應，恒容時，溫度升高，H2濃度減小，則該反應的焓變為正值D對于反應，恒溫恒容下，增大壓強，H2濃度一定減小題組二化學平衡常數及其應用3某溫度下，某反應達平衡時平衡常數K。恒容時，溫度升高，H2的濃度減小。下列說法正確的是()A該反應的焓變為正值B恒溫恒容下，增大壓強，H2的濃度一定減小C升高溫度，逆反應速率減小D該反應的化學方程式為COH2OCO2H2考點二有關化學平衡的計算三段式法：對以下反應：mA(g)nB(g)pC(g)qD(g)，令A、B起始物質的量(mol)分別為a、b，達到平衡后，A的消耗量為mx，容器容積為VL。mA(g)nB(g)p

5、C(g)qD(g)起始(mol) a b 0 0變化(mol) mx nx px qx平衡(mol) amx bnx px qx (1)K_(2)c平(A)_ (mol·L1)。(3)(A)平_×100%，(A)(B)_。(4)(A)_×100%。(5)_。(6)(混)_ (g·L1)。(7)_ (g·mol1)。題組一有關轉化率的計算及判斷1已知可逆反應：M(g)N(g)P(g)Q(g)H>0，請回答下列問題：(1)在某溫度下，反應物的起始濃度分別為c(M)1mol·L1，c(N)2.4mol·L1；達到平衡后，M的

6、轉化率為60%，此時N的轉化率為_。(2)若反應溫度升高，M的轉化率_(填“增大”、“減小”或“不變”)。(3)若反應溫度不變，反應物的起始濃度分別為c(M)4mol·L1，c(N)amol·L1；達到平衡后，c(P)2mol·L1，a_。(4)若反應溫度不變，反應物的起始濃度為c(M)c(N)bmol·L1，達到平衡后，M的轉化率為_。 題組二化學平衡常數、轉化率的相互換算2SO2常用于制硫酸，其中一步重要的反應為2SO2(g)O2(g)2SO3(g)H0。若向一個2L的密閉容器中充入0.4molSO2、0.2molO2和0.4molSO3，發生上述反

7、應。請回答下列問題：(1)當反應達到平衡時，各物質的濃度可能是_(填字母)。Ac(SO2)0.3mol·L1、c(O2)0.15mol·L1Bc(SO3)0.4mol·L1Cc(O2)0.2mol·L1、c(SO2)0.4mol·L1Dc(SO3)0.3mol·L1(2)任選上述一種可能的情況，計算達到平衡時的平衡常數為_。(3)某溫度時，將4molSO2和2molO2通入2L密閉容器中，10min時反應達到平衡，SO2的轉化率為80%，則010min內的平均反應速率v(O2)_，該溫度下反應2SO2(g)O2(g)2SO3(g)的平

8、衡常數K_。考點三化學反應進行的方向判斷化學反應方向的依據(1)焓變與反應方向研究表明，對于化學反應而言，絕大多數_反應都能自發進行，且反應放出的熱量_，體系能量_得也_，反應越_。可見，反應的_是制約化學反應能否自發進行的因素之一。(2)熵變與反應方向研究表明，除了熱效應外，決定化學反應能否自發進行的另一個因素是體系的_。大多數自發反應有趨向于體系混亂度_的傾向。熵和熵變的含義a熵的含義：熵是衡量一個體系_的物理量。用符號_表示。同一條件下，不同物質有不同的熵值，同一物質在不同狀態下熵值也不同，規律：S(g) _S(l) _S(s)。b熵變的含義：熵變是反應前后體系_，用_表示，化學反應的S

9、越大，越有利于反應_。(3)綜合判斷反應方向的依據HTS<0，反應_自發進行。HTS0，反應達到_狀態。HTS>0，反應_能自發進行。深度思考1能自發進行的反應一定能實際發生嗎？2判斷正誤，正確的劃“”，錯誤的劃“×”(1)放熱過程有自發進行的傾向性，但并不一定能自發進行，吸熱過程沒有自發進行的傾向性，但在一定條件下也可自發進行()(2)反應能否自發進行需綜合考慮焓變和熵變對反應的影響()題組一焓變與自發反應1實驗證明，多數能自發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進行的B所有的自發反應都是放熱的C焓變是影響反應是否具有自發性的一種重

10、要因素D焓變是決定反應是否具有自發性的唯一判據題組二熵變與自發反應2下列過程屬于熵增加的是()A一定條件下，水由氣態變成液態B高溫高壓條件下使石墨轉變成金剛石C4NO2(g)O2(g)=2N2O5 (g)D固態碘升華3下列反應中，熵顯著增加的反應是()ACO(g)2H2(g)=CH3OH(g)BCaCO32HCl=CaCl2H2OCO2CC(s)O2(g)=CO2(g)D2Hg(l)O2(g)=2HgO(s) 探究高考明確考向全國卷、高考題調研1(2014·新課標全國卷，26)在容積為1.00L的容器中，通入一定量的N2O4，發生反應N2O4(g)2NO2(g)，隨溫度升高，混合氣體

11、的顏色變深。回答下列問題：(1)反應的H_0(填“大于”或“小于”)；100時，體系中各物質濃度隨時間變化如上圖所示。在060s時段，反應速率v(N2O4)為_mol·L1·s1；反應的平衡常數K1為_。(2)100時達平衡后，改變反應溫度為T，c(N2O4)以0.0020mol·L1·s1的平均速率降低，經10s又達到平衡。T_100(填“大于”或“小于”)，判斷理由是_。列式計算溫度T時反應的平衡常數K2_。(3)溫度T時反應達平衡后，將反應容器的容積減少一半，平衡向_(填“正反應”或“逆反應”)方向移動，判斷理由是_。 22014·新課標

12、全國卷，28(3)已知：C2H4(g)H2O(g)=C2H5OH(g)H45.5kJ·mol1。乙醇是重要的有機化工原料，可由乙烯氣相直接水合法或間接水合法生產。下圖為氣相直接水合法中乙烯的平衡轉化率與溫度、壓強的關系(其中nH2OnC2H411)。列式計算乙烯水合制乙醇反應在圖中A點的平衡常數Kp_(用平衡分壓代替平衡濃度計算，分壓總壓×物質的量分數)。圖中壓強(p1、p2、p3、p4)的大小順序為_，理由是_。氣相直接水合法常用的工藝條件為磷酸/硅藻土為催化劑，反應溫度290、壓強6.9MPa，nH2OnC2H40.61，乙烯的轉化率為5%，若要進一步提高乙烯轉化率，除

13、了可以適當改變反應溫度和壓強外，還可以采取的措施有_、_。 3(2013·新課標全國卷，28)在1.0L密閉容器中放入0.10molA(g)，在一定溫度進行如下反應：A(g)B(g)C(g)H85.1kJ·mol1反應時間(t)與容器內氣體總壓強(p)的數據見下表：時間t/h0124816202530總壓強p/100kPa4.915.586.327.318.549.509.529.539.53回答下列問題：(1)欲提高A的平衡轉化率，應采取的措施為_。(2)由總壓強p和起始壓強p0計算反應物A的轉化率(A)的表達式為_。平衡時A的轉化率為_，列式并計算反應的平衡常數K_。(

14、3)由總壓強p和起始壓強p0表示反應體系的總物質的量n總和反應物A的物質的量n(A)，n(總)_mol，n(A)_mol。下表為反應物A濃度與反應時間的數據，計算：a_。反應時間t/h04816c(A)/(mol·L1)0.10a0.0260.0065分析該反應中反應物的濃度c(A)變化與時間間隔(t)的規律，得出的結論是_，由此規律推出反應在12h時反應物的濃度c(A)為_mol·L1。 各省市高考題調研1(2014·四川理綜，7)在10L恒容密閉容器中充入X(g)和Y(g)，發生反應X(g)Y(g)M(g)N(g)，所得實驗數據如下表：實驗編號溫度/起始時物質

15、的量/mol平衡時物質的量/moln(X)n(Y)n(M)7000.400.100.0908000.100.400.0808000.200.30a9000.100.15b下列說法正確的是()A實驗中，若5min時測得n(M)0.050mol，則0至5min時間內，用N表示的平均反應速率v(N)1.0×102mol·L1·min1B實驗中，該反應的平衡常數K2.0C實驗中，達到平衡時，X的轉化率為60%D實驗中，達到平衡時，b0.060 22014·北京理綜，26(2)，2NO(g)O2(g)2NO2(g)。在其他條件相同時，分別測得NO的平衡轉化率在不同

16、壓強(p1、p2)下隨溫度變化的曲線(如圖)。比較p1、p2的大小關系：_。隨溫度升高，該反應平衡常數變化的趨勢是_。 32014·重慶理綜，11(3)儲氫還可借助有機物，如利用環己烷和苯之間的可逆反應來實現脫氫和加氫：(g)(g)3H2(g)。在某溫度下，向恒容密閉容器中加入環己烷，其起始濃度為amol·L1，平衡時苯的濃度為bmol·L1，該反應的平衡常數K_。 42014·山東理綜，29(1)(2)研究氮氧化物與懸浮在大氣中海鹽粒子的相互作用時，涉及如下反應：2NO2(g)NaCl(s)NaNO3(s)ClNO(g)K1H1<0()2NO(g

17、)Cl2(g)2ClNO(g)K2H2<0()(1)4NO2(g)2NaCl(s)2NaNO3(s)2NO(g)Cl2(g)的平衡常數K_(用K1、K2表示)。(2)為研究不同條件對反應()的影響，在恒溫條件下，向2L恒容密閉容器中加入0.2molNO和0.1molCl2，10min時反應()達到平衡。測得10min內v(ClNO)7.5×103mol·L1·min1，則平衡后n(Cl2)_mol，NO的轉化率1_。其他條件保持不變，反應()在恒壓條件下進行，平衡時NO的轉化率2_1(填“>”“<”或“”)，平衡常數K2_(填“增大”“減小”或“

18、不變”)。若要使K2減小，可采取的措施是_。52014·福建理綜，24(3)已知t時，反應FeO(s)CO(g)Fe(s)CO2(g)的平衡常數K0.25。t時，反應達到平衡時n(CO)n(CO2)_。若在1L密閉容器中加入0.02molFeO(s)，并通入xmolCO，t時反應達到平衡。此時FeO(s)轉化率為50%，則x_。62014·大綱全國卷，28(2)反應AX3(g)X2(g)AX5(g)在容積為10L的密閉容器中進行。起始時AX3和X2均為0.2mol。反應在不同條件下進行，反應體系總壓強隨時間的變化如圖所示。列式計算實驗a從反應開始至達到平衡時的反應速率v(A

19、X5)_。圖中3組實驗從反應開始至達到平衡時的反應速率v(AX5)由大到小的次序為_(填實驗序號)；與實驗a相比，其他兩組改變的實驗條件及判斷依據是：b_，c_。用p0表示開始時總壓強，p表示平衡時總壓強，表示AX3的平衡轉化率，則的表達式為_；實驗a和c的平衡轉化率：a為_，c為_。 72013·福建理綜，23(2)利用H2S廢氣制取氫氣的方法有多種。高溫熱分解法已知：H2S(g)H2(g)S2(g)在恒容密閉容器中，控制不同溫度進行H2S分解實驗。以H2S起始濃度均為cmol·L1測定H2S的轉化率，結果見下圖。圖中a為H2S的平衡轉化率與溫度關系曲線，b曲線表示不同溫

20、度下反應經過相同時間且未達到化學平衡時H2S的轉化率。據圖計算985時H2S按上述反應分解的平衡常數K_；說明隨溫度的升高，曲線b向曲線a逼近的原因：_。 練出高分1下列說法正確的是()A凡是放熱反應都是自發的，因為吸熱反應都是非自發的B自發反應的熵一定增大，非自發反應的熵一定減小C常溫下，反應C(s)CO2(g)2CO(g)不能自發進行，則該反應的H>0D反應2Mg(s)CO2(g)=C(s)2MgO(s)能自發進行，則該反應的H>02最新“人工固氮”的研究報道：常溫常壓、光照條件下，N2在催化劑表面與水發生反應：2N2(g)6H2O(l)4NH3(g)3O2(g)H0，如果反應

21、的平衡常數K值變大，則下列說法錯誤的是()A一定向正反應方向移動B在平衡移動時正反應速率先增大后減小C改變的外界條件是升溫D在平衡移動時逆反應速率先減小后增大3在300mL的密閉容器中，放入鎳粉并充入一定量的CO氣體，一定條件下發生反應：Ni(s)4CO(g)Ni(CO)4(g)，已知該反應的平衡常數與溫度的關系如下表：溫度/2580230平衡常數5×10421.9×105下列說法不正確的是()A上述生成Ni(CO)4的反應為放熱反應B25時反應Ni(CO)4(g)Ni(s)4CO(g)的平衡常數為2×105C在80時，測得某時刻Ni(CO)4、CO的濃度均為0.

22、5mol·L1，則此時v正v逆D80達到平衡時，測得n(CO)0.3mol，則Ni(CO)4的平衡濃度為2mol·L14將2molX和2molY充入2L密閉容器中發生反應：X(g)3Y(g)2Z(g)aQ(g)。2min時達到平衡，生成0.8molZ，測得Q的濃度為0.4mol·L1，下列敘述錯誤的是()Aa的值為2B平衡時X的濃度為0.8mol·L1CY的轉化率為60%D反應速率v(Y)0.2mol·L1·min15.T時，在VL恒容密閉容器中加入足量的TaS2(s)和1molI2(g)，發生反應TaS2(s)2I2(g)TaI4(

23、g)S2(g)H0。tmin時生成0.1molTaI4。下列說法中正確的是()A0tmin內，v(I2)mol·L1·min1B若T時反應的平衡常數K1，則平衡時I2的轉化率為C圖中制備TaS2晶體過程中循環使用的物質是S2(g)D圖中T1端得到純凈TaS2晶體，則溫度T1T2 6已知A(g)B(g)C(g)D(g)，反應的平衡常數和溫度的關系如下：溫度/70080083010001200平衡常數1.71.11.00.60.4830時，向一個2L的密閉容器中充入0.2mol的A和0.8mol的B，反應初始4s內A的平均反應速率v(A)0.005mol·L1

24、3;s1。下列說法中正確的是()A4s時c(B)為0.76mol·L1B830達平衡時，A的轉化率為80%C反應達平衡后，升高溫度，平衡正向移動D1200時反應C(g)D(g)A(g)B(g)的平衡常數的值為0.4 7O3也是一種很好的消毒劑，具有高效、潔凈、方便、經濟等優點。O3可溶于水，在水中易分解，產生的O為游離氧原子，有很強的殺菌消毒能力。常溫常壓下發生反應如下：反應O3O2OH0平衡常數為K1；反應OO32O2H0平衡常數為K2；總反應：2O33O2H0平衡常數為K。下列敘述正確的是()A降低溫度，K減小BKK1K2C適當升溫，可提高消毒效率D壓強增大，K2減小8一定條件下

25、，反應：6H2(g)2CO2(g)C2H5OH(g)3H2O(g)的數據如下圖所示。下列說法正確的是()A該反應的H0B達平衡時，v正(H2)v逆(CO2)Cb點對應的平衡常數K值大于c點Da點對應的H2的平衡轉化率為90%9鐵是最常見的金屬之一，鐵可以形成多種氧化物、氫氧化物和鹽類。鐵與二氧化碳、水在某一密閉體系中反應情況如下表所示：化學反應平衡常數溫度973K1173K=Fe(s)CO2(g)FeO(s)CO(g)K11.472.15Fe(s)H2O(g)FeO(s)H2(g)K22.381.67CO(g)H2O(g)CO2(g)H2(g)K3？完成下列填空：(1)反應為_(填“吸熱”或“

26、放熱”)反應。根據反應與可以推導出同溫下K1、K2與K3之間的關系，則K3_(用K1、K2表示)。(2)973K時，若反應在一個容積為2L的反應容器內2min時達到平衡，有3mol電子發生轉移，則在2min內v(CO2)_。若壓縮容器的容積為原來的一半，平衡將_移動(填“向左”、“向右”或“不”)，CO2的濃度將_(填“增大”、“減小”或“不變”)。使該反應的平衡轉化率及平衡常數都增大的措施有_。10已知：CO(g)H2O(g)CO2(g)H2(g)HQ，其平衡常數隨溫度變化如下表所示：溫度/400500850平衡常數9.9491請回答下列問題：(1)上述反應的化學平衡常數表達式為_。該反應的

27、Q_0(填“”或“”)。(2)850時在體積為10L的反應器中，通入一定量的CO和H2O(g)，發生上述反應，CO和H2O(g)的物質的量濃度變化如圖所示，則04min時平均反應速率v(CO)_。(3)若在500時進行。且CO、H2O(g)的起始濃度均為0.020mol·L1，該條件下，CO的最大轉化率為。(4)若在850時進行，設起始時CO和H2O(g)共為1mol，其中H2O(g)的體積分數為x，平衡時CO的轉化率為y，試推導y隨x變化的函數關系式為_。 11水煤氣法制甲醇工藝流程框圖如下已知：除去水蒸氣后的水煤氣含5559%的H2,1518%的CO,1113%的CO2，少量的H

28、2S、CH4，除去H2S后，可采用催化或非催化轉化技術，將CH4轉化成CO，得到CO、CO2和H2的混合氣體，是理想的合成甲醇原料氣，即可進行甲醇合成。(1)制水煤氣的主要化學反應方程式為C(s)H2O(g)高溫,CO(g)H2(g)，此反應是吸熱反應。此反應的化學平衡常數表達式為_；下列能提高碳的平衡轉化率的措施是_。A加入C(s) B加入H2O(g)C升高溫度 D增大壓強(2)將CH4轉化成CO，工業上常采用催化轉化技術，其反應原理為CH4(g)O2(g)CO(g)2H2O(g)H519kJ。工業上要選擇合適的催化劑，分別對X、Y、Z三種催化劑進行如下實驗(其他條件相同)。X在T1時催化效率最高，能使正反應速率加快約3×105倍；Y在T2時催化效率最高，能使正反