《2022年高考化学一轮复习化学平衡常数与平衡图像复习讲义 .pdf》由会员分享,可在线阅读,更多相关《2022年高考化学一轮复习化学平衡常数与平衡图像复习讲义 .pdf(16页珍藏版)》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、第 1 页授课主题化学平衡常数、转化率及反应方向的判断教学目的能够写出化学平衡常数的表达式;可以计算出物质的平衡转化率;教学重难点判断反应是否到达平衡状态;反应物平衡转化率的变化判断;焓变、 熵变及化学反应方向的关系教学内容本节知识点讲解1化学平衡常数1定义在一定温度下,当一个可逆反应到达化学平衡时,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,这个常数就是该反应的化学平衡常数简称平衡常数,用K表示。2表达式对于一般的可逆反应:mA(g)nB(g)pC(g)qD(g), K=(C)(D)(A)(B)pqmncccc。3应用判断反应进行的限度K 值大,说明反应进行的程度大,反应物的转化率高
2、。K 值小,说明反应进行的程度小,反应物的转化率低。K 105反应程度很难进行反应可逆反应可接近完全判断反应是否到达平衡状态化学反应aA(g)+bB(g)cC(g)+dD(g)在任意状态时,浓度商均为Qc=(C)(D)(A)(B)cdabcccc。QcK 时,反应向逆反应方向进行;Qc=K 时,反应处于平衡状态;Qcp+q反应物 A 和 B 的转化率均增大m+nn+p反应物 A 的转化率增大mS(l) S (s)。b熵变的含义熵变是反应前后体系熵的变化,用 S表示,化学反应的 S越大,越有利于反应自发进行。3综合判断反应方向的依据 HT S0,反应不能自发进行。例题解析考向一化学平衡常数及影响
3、因素典例 1 在一定条件下,已达平衡的可逆反应:2A(g)+B(g)2C(g) ,以下说法中正确的选项是A平衡时,此反应的平衡常数K 与各物质的浓度有如下关系:K=22CABcccB改变条件后,该反应的平衡常数K 一定不变C如果改变压强并加入催化剂,平衡常数会随之变化D假设平衡时增加A 和 B 的浓度,则平衡常数会减小精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页,共 16 页第 4 页稳固练习1研究氮氧化物与悬浮在大气中海盐粒子的相互作用时,涉及如下反应:2NO2(g)+NaCl(s)NaNO3(s)+ClNO(g)K1 H10() 2N
4、O(g)+Cl2(g)2ClNO(g)K2 H2”“ 25% Cb重难点考向一:焓变、熵变及化学反应方向的关系典例 1:以下反应中,一定不能自发进行的是() A2KClO3(s)=2KCl(s) 3O2(g) H 78.03 kJ/mol S1 110 J/(molK) BCO(g)=C( 石墨, s)1/2O2(g) H 110.5 kJ/mol S 89.36 J/mol K精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页,共 16 页第 6 页C4Fe(OH)2(s) 2H2O(l) O2(g)=4Fe(OH)3(s) H444.3 k
5、J/mol S 280.1 J/mol KDNH4HCO3(s)CH3COOH(aq)=CO2(g) CH3COONH4(aq)H2O(l) H 37.301 kJ/mol S184.05 J/(molK) 归纳总结:焓变、熵变和温度对化学反应方向的影响 H S H T S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1以下说法错误的选项是A某吸热反应能自发进行,因此该反应是熵增反应B2NOg 2COg=N2g 2CO2g在常温下能自发进行,则该反应的 H0 C反应 NH3g
6、 HCl g=NH4Cls在室温下可自发进行,则该反应的 H0 本知识点小结化学平衡图象题的解题方法化学平衡图象类试题是高考的热点题型,该类试题经常涉及到的图象类型有物质的量(浓度 )、速率 时间图象,含量 时间 温度 (压强 )图象,恒温、恒压曲线等,图象中蕴含着丰富的信息量,具有简明、直观、形象的特点,命题形式灵活,难度不大,解题的关键是根据反应特点,明确反应条件,认真分析图象充分挖掘蕴含的信息,紧扣化学原理,找准切入点解决问题。该类题型在选择题和简答题中都有涉及,能够很好地考查学生分析问题和解决问题的能力,在复习备考中应引起足够的重视。1常见的化学平衡图象以可逆反应aA(g) bB(g)
7、cC(g) H Q kJ mol- 11含量 时间 温度 (或压强 )图:精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页,共 16 页第 7 页(曲线 a用催化剂, b 不用催化剂或化学计量数a bc 时曲线 a 的压强大于b 的压强 )(T2T1, H0) (T1T2, Hp2,abc) (p1p2,a bc,则 p1 p2p3, HT2,则 H0,abc) 3速率 - 时间图象根据 v- t 图象,可以很快地判断出反应进行的方向,根据v正、v逆的变化情况,可以推断出外界条件的改变情况。以合成氨反应为例:N2(g) 3H2(g)2NH3(
8、g) Hv(逆)的点是 3, v(正 )T1,正反应是放热反应。图 B 表示 p1c。等效平衡1含义1化学平衡状态与建立平衡的条件有关,与建立平衡的途径无关。2对于同一可逆反应,在一定条件(恒温恒容或恒温恒压)下,无论是从正反应(反应物 )、逆反应 (生成物)或从中间状态(既有反应物、也有生成物)开始,只要建立平衡后,平衡混合物中各组分的比例相同,或各组分在混合物中的百分含量相等,这样的化学平衡互称为等效平衡。3注意只是组分的百分含量相同,包括体积百分含量、物质的量百分含量或质量百分含量,而各组分的浓度不一定相等。2审题方法1注意反应特点:反应前后气体的物质的量是否发生变化。2分清平衡建立的条
9、件:是恒温恒压还是恒温恒容。3理解等效平衡的意义1对于反应前后气体物质的量有变化的反应,如2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)等温等压、等温等容下建立平衡如以下图:容易得出A 与 C 等效, A 与 D 不等效。因为CD是对反应前后气体体积有变化的反应加压,平衡发生了移动。结论:对于反应前后气体物质的量有变化的反应,恒温恒压时只要起始加入的物质按方程式化学计量数转化到方程式一侧,比例相同就可建立等效平衡;而恒温恒容时,则需起始加入的物质按方程式化学计量数转化到方程式一侧,完全相同才能建立等效平衡,因为反应物物质的量的变化会引起平衡的移动。精选学习资料 - - - - - - - - - 名
10、师归纳总结 - - - - - - -第 10 页,共 16 页第 11 页2对于反应前后气体物质的量没有变化的反应,如:H2(g)+I2(g)2HI(g) 等温等压、等温等容下建立平衡如以下图:容易得出A 与 C 等效,A 与 D 等效。因为 CD平衡不发生移动。对反应前后气体体积不变的反应加压,平衡不移动。结论:对于反应前后气体物质的量不变的反应,无论是恒温恒压还是恒温恒容,只要加入的物质按方程式化学计量数转化到方程式一侧,比例相同就可建立等效平衡。当堂检测1、常温下 ,将一定量的氨基甲酸铵置于密闭真空容器中(固体体积忽略不计)发生反应: H2NCOONH4(s)2NH3(g)+CO2(g
11、)H,到达平衡时测得c(CO2)=amol L-1 。温度不变 ,到达平衡后压缩容器体积至原来的一半,到达新平衡时测得c(NH3)=xmol L-1。以下说法正确的选项是A. 混合气体的平均相对分子质量不再变化时说明到达平衡状态B. 到达新平衡时,H 为原来的 2 倍C. 上述反应到达新平衡状态时x=2a D. 上述反应体系中,压缩容器体积过程中n(H2NCOONH4)不变2、NOx 是大气污染物之一,主要来源于工业烟气及汽车尾气等。除去NOx 的方法统称为脱硝,一般有干法脱硝 选择性催化剂法(SCR)、湿法脱硝等。请完成以下问题:(1)汽车发动机工作时会引发反应N2(g)+O2(g) 2NO
12、(g)。2019 K 时,向固定容积的密闭容器中充入等物质的量的 N2、O2发生上述反应,各组分体积分数( )的变化如图1 所示。 N2的平衡转化率为。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 11 页,共 16 页第 12 页(2)在密闭、固定容积的容器中,一定最NO 发生分解的过程中,NO 的转化率随时间变化关系如图2 所示。反应 2NO(g)N2(g)+O2(g) H 0 ( 填“”或“ ”“ 0,制取合成光气的原料气CO。在体积可变的恒压(p总)密闭容器中充入1 molCO2 与足量的碳发生上述反应,在平衡时体系中气体体积分数与温度的
13、关系如图1 所示:精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 13 页,共 16 页第 14 页T 时,在容器中假设充入稀有气体,v正_v逆填 “”“”“ ”“”或 “=”)。当容器内气体密度恒定时,该反应_填“一定”“可能”或“没有”到达平衡状态;在1 000时, 反应到达平衡, 适当增加Fe2O3的量, CO 的转化率 _填 “ 增大 ”“减小 ” 或“ 不变 ” 。3、 “ 低碳经济 ” 备受关注, CO2的捕集、利用与封存成为科学家研究的重要课题。研究CO2与 CH4,反应使之转化为 CO 和 H2,对减缓燃料危机、减小温室效应具有重要
14、的意义。1CH4的电子式为。2已知: 2CO(g)+O2(g)2CO2(g) H=-566 kJ mol- 12H2(g)+O2(g)2H2O(g) H=- 484 kJ mol- 1CH4(g)+2O2(g)CO2(g)+2H2O(g) H=-890 kJ mol- 1则: CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g) H =_。3在恒容密闭容器中通入物质的量均为n mol 的 CH4与 CO2,在一定条件下发生反应CH4(g)+CO2(g) 2CO(g)+2H2(g),测得 CH4的平衡转化率与温度及压强的关系如图中曲线所示:以下事实能说明该反应一定到达平衡的是。a CO2的浓度不
15、再发生变化bv正(CH4)=2v逆(CO) c混合气体的平均相对分子质量不发生变化dCO 与 H2的物质的量比为11 据图可知, p1、p 2、p 3、p 4由大到小的顺序为,理由是。在压强为p 4、950 的条件下, X 点平衡常数Kp= 用含 p 4的代数式表示,其中用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压 物质的量分数。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 15 页,共 16 页第 16 页4为了探究反应: CO2(g) +CH4(g)2CO(g)+2H2(g)的反应速率与浓度的关系,起始时向恒容密闭容器中通入CO2与 CH4,使其物质的量浓度均为1.0 molL- 1,平衡时,根据相关数据绘制出两条反应速率与浓度关系曲线如下图:v正c(CH4)和 v逆c(CO)。则与曲线 v正c(CH4)相对应的是图中曲线_填 “ 甲” 或 “ 乙” ;该反应到达平衡后,某一时刻降低温度,反应重新到达平衡,则此时曲线甲对应的平衡点可能为_填字母。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 16 页,共 16 页