高考化學(xué)基礎(chǔ)提分課件第七章第三節(jié)化學(xué)平衡常數(shù) 化學(xué)反應(yīng)進行的方向

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歡迎進入化學(xué)課堂 第三節(jié)化學(xué)平衡常數(shù)化學(xué)反應(yīng)進行的方向 一 化學(xué)平衡常數(shù)1 概念在一定溫度下 一個可逆反應(yīng)達到時 生成物與反應(yīng)物的比值是一個常數(shù) 用符號表示 化學(xué)平衡狀態(tài) 濃度冪之積 濃度冪之積 K 2 表達式對于一般的可逆反應(yīng)mA g nB g pC g qD g 在一定溫度下達到平衡時 K 3 意義 1 K值越大 正反應(yīng)進行的程度 反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率 K值越小 正反應(yīng)進行的程度 反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率 2 化學(xué)平衡常數(shù)是指某一具體反應(yīng)方程式的平衡常數(shù) 若反應(yīng)方向改變 則平衡常數(shù)改變 若方程式中各物質(zhì)的計量數(shù)改變 則平衡常數(shù)改變 越大 越大 越小 越小 4 影響因素K只受影響 與反應(yīng)物或生成物的濃度變化無關(guān) 溫度 1 是否存在 溫度改變 化學(xué)平衡常數(shù)不改變的可逆反應(yīng) 為什么 提示 不存在 凡是化學(xué)反應(yīng)都伴隨著能量變化 不是吸熱 就是放熱 不存在既不吸熱也不放熱的化學(xué)反應(yīng) 二 化學(xué)反應(yīng)進行的方向1 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 體系趨向于從狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)闋顟B(tài) 體系對外部或熱量 在密閉條件下 體系有從轉(zhuǎn)變?yōu)榈膬A向性 無序體系更加穩(wěn)定 高能量 低能量 做功 放出 有序 無序 2 化學(xué)反應(yīng)方向的判據(jù) 1 焓判據(jù)放熱過程中體系能量 H0 具有自發(fā)進行的傾向 但有些吸熱反應(yīng)也可以自發(fā)進行 故只用焓變判斷反應(yīng)方向不全面 降低 2 熵判據(jù) 熵 量度體系程度的物理量 符號為 熵的大小 同種物質(zhì) 三種狀態(tài)下 熵值由大到小的順序為 熵判據(jù)體系的混亂度 S0 反應(yīng)有自發(fā)進行的傾向 但有些熵減的過程也能自發(fā)進行 故只用熵變來判斷反應(yīng)方向也不全面 混亂 S g S l S s 增大 S 3 復(fù)合判據(jù) 自由能變化 符號 單位 公式 G 應(yīng)用恒溫 恒壓下 判斷化學(xué)反應(yīng)自發(fā)性的判據(jù) 不僅與焓變和熵變有關(guān) 還與溫度有關(guān) 可推出下列關(guān)系式 a 當(dāng) H 0 S 0時 G0 反應(yīng)一定自發(fā)進行 b 當(dāng) H 0 S 0時 G0 反應(yīng)不可自發(fā)進行 c 當(dāng) H 0 S 0或 H 0 S 0時 反應(yīng)是否能自發(fā)進行與有關(guān) G kJ mol 1 H T S 溫度 2 能自發(fā)進行的反應(yīng)一定能實際發(fā)生嗎 提示 不一定 化學(xué)反應(yīng)方向的判據(jù)指出的僅僅是在一定條件下化學(xué)反應(yīng)自發(fā)進行的趨勢 并不能說明在該條件下反應(yīng)是否實際發(fā)生 還要考慮化學(xué)反應(yīng)的快慢問題 A 平衡態(tài) 與平衡態(tài) 的正反應(yīng)速率相等B 平衡移動的原因可能是增大了反應(yīng)物濃度C 平衡移動的原因可能是增大了壓強D 平衡狀態(tài) 和平衡狀態(tài) 的平衡常數(shù)的大小關(guān)系為K1 K2 答案 B 解析 由圖知 平衡態(tài) 的正反應(yīng)速率比平衡態(tài) 大 A錯誤 增大反應(yīng)物濃度 正反應(yīng)速率突然增大 逆反應(yīng)速率不變 平衡右移 達到新平衡 B項與圖象相符 如果增大壓強 雖然平衡向正反應(yīng)方向移動 但應(yīng)該是正逆反應(yīng)速率都增大 與圖象不符 所以C是錯誤的 平衡常數(shù)只與溫度有關(guān) K1等于K2 D錯誤 解析 溫度升高反應(yīng)向逆反應(yīng)方向移動 平衡常數(shù)為K2 K1 均無單位 c1 CO c2 CO C正確 答案 C 3 2011 杭州質(zhì)檢 升高溫度 下列數(shù)據(jù)不一定同時增大的是 A 化學(xué)反應(yīng)速率vB 弱電解質(zhì)的電離平衡常數(shù)KaC 化學(xué)平衡常數(shù)KD 水的離子積常數(shù)KW 解析 溫度升高 A B D均增大 若反應(yīng)為吸熱反應(yīng) 升高溫度則K增大 若反應(yīng)為放熱反應(yīng) 升高溫度則K減小 C項符合題意 答案 C 4 下列說法中 正確的是 A 化學(xué)反應(yīng)總是伴隨著能量變化B 能夠自發(fā)進行的反應(yīng)不一定都是放熱反應(yīng)C 只有放熱反應(yīng)才能夠自發(fā)進行D 能夠自發(fā)進行的反應(yīng)就一定能夠發(fā)生并完成 解析 化學(xué)反應(yīng)一定伴隨能量變化 A項正確 吸熱反應(yīng)也可以自發(fā)進行 B項正確 C項錯誤 能夠自發(fā)進行的反應(yīng)不一定能夠發(fā)生 D項錯誤 答案 AB 1 特點 1 化學(xué)平衡常數(shù)只與溫度有關(guān) 與反應(yīng)物或生成物的濃度無關(guān) 2 反應(yīng)物或生成物中有固體和純液體存在時 由于其濃度可看做 1 而不代入公式 3 化學(xué)平衡常數(shù)是指某一具體反應(yīng)方程式的平衡常數(shù) 若反應(yīng)方向改變 則平衡常數(shù)改變 若方程式中各物質(zhì)的系數(shù)等倍擴大或縮小 盡管是同一反應(yīng) 平衡常數(shù)也會改變 但意義不變 2 應(yīng)用 1 利用K可以推測可逆反應(yīng)進行的程度 K的大小表示可逆反應(yīng)進行的程度 K大說明反應(yīng)進行的程度大 反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率大 K小說明反應(yīng)進行的程度小 反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率小 3 利用K可判斷反應(yīng)熱效應(yīng) 若升高溫度 K值增大 則正反應(yīng)為吸熱反應(yīng) 若升高溫度 K值減小 則正反應(yīng)為放熱反應(yīng) 例1 2009 海南高考 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 答案 C 進行化學(xué)平衡常數(shù)的有關(guān)計算時要注意 濃度是指平衡狀態(tài)時的各物質(zhì)的物質(zhì)的量濃度 不是物質(zhì)的量 也不是某一時刻 未達平衡 時的濃度 以下說法正確的是 A 常溫下 NO分解產(chǎn)生O2的反應(yīng)的平衡常數(shù)表達式為K1 c N2 c O2 B 常溫下 水分解產(chǎn)生O2 此時平衡常數(shù)的數(shù)值約為5 10 80C 常溫下 NO H2O CO2三種化合物分解放出O2的傾向由大到小的順序為NO H2O CO2D 以上說法都不正確 答案 C 答案 B C 4Fe OH 2 s 2H2O l O2 g 4Fe OH 3 s H 444 3kJ mol 1 S 280 1J mol 1 K 1D NH4HCO3 s CH3COOH aq CO2 g CH3COONH4 aq H2O l H 37 301kJ mol 1 S 184 05J mol 1 K 1 名師精析 H T S G當(dāng) H 0 S 0時 G 0 反應(yīng)肯定能自發(fā)進行當(dāng) H 0 S 0時 G 0反應(yīng)一定不能自發(fā)進行 答案 B 過程的自發(fā)性只能用于判斷過程的方向 不能確定過程是否一定會發(fā)生和過程發(fā)生的速率 在討論過程的方向時 指的是沒有外界干擾時反應(yīng)能否自發(fā)進行 如果是通過連續(xù)提供外界條件使本不可自發(fā)的反應(yīng)發(fā)生了反應(yīng) 本質(zhì)上這類反應(yīng)不是自發(fā)反應(yīng) 3 下列說法正確的是 A 凡是放熱反應(yīng)都是自發(fā)的B 所有的自發(fā)反應(yīng)都是放熱的C 焓變是決定反應(yīng)是否具有自發(fā)性的判據(jù)D 焓變是影響反應(yīng)是否具有自發(fā)性的一種重要因素 解析 多數(shù)能夠自發(fā)進行的反應(yīng)都是放熱反應(yīng) 但并不是所有自發(fā)進行的反應(yīng)都是放熱反應(yīng) 自發(fā)性與焓變并不嚴(yán)格一致 因此 焓變只是影響反應(yīng)是否具有自發(fā)性的一種重要因素而不是唯一判據(jù) 答案 D 4 汽車排氣管上安裝的催化轉(zhuǎn)化器使NO與CO反應(yīng)生成可參與大氣生態(tài)循環(huán)的無毒氣體 其反應(yīng)原理是 2NO g 2CO g N2 g 2CO2 g 在298K 100kPa下 H 113kJ mol 1 S 145J mol 1 K 1 下列說法中錯誤的是 A 該反應(yīng)中反應(yīng)物的總能量高于生成物的總能量B 該反應(yīng)常溫下不能自發(fā)進行 因此需要高溫和催化劑條件C 該反應(yīng)常溫下能自發(fā)進行 高溫和催化劑條件只是加快反應(yīng)的速率D 汽車尾氣中的這兩種氣體會與血紅蛋白結(jié)合而使人中毒 解析 25 時該反應(yīng)的自由能 H T S 113kJ mol 1 298K 0 145kJ mol 1 K 1 69 8kJ mol 1 0 答案 B 化學(xué)平衡常數(shù)是溫度的函數(shù) 是近幾年高考的?？键c 主要考查平衡常數(shù)的表達式 平衡時物質(zhì)的轉(zhuǎn)化率 物質(zhì)的量濃度 平衡移動的方向 反應(yīng)是放熱還是吸熱等 4 要使反應(yīng) 在一定條件下建立的平衡向正反應(yīng)方向移動 可采取的措施有 填寫字母序號 A 縮小反應(yīng)容器的容積B 擴大反應(yīng)容器的容積C 升高溫度D 使用合適的催化劑E 設(shè)法減小平衡體系中的CO的濃度 5 圖甲 乙分別表示反應(yīng) 在t1時刻達到平衡 在t2時刻因改變某個條件而發(fā)生變化的情況 圖甲中t2時刻發(fā)生改變的條件是 圖乙中t2時刻發(fā)生改變的條件是 同學(xué)們 來學(xué)校和回家的路上要注意安全 同學(xué)們 來學(xué)校和回家的路上要注意安全