福建省泰寧一中2023-2023學(xué)年下學(xué)期化學(xué)復(fù)習(xí)：選修4《化學(xué)反應(yīng)原理》復(fù)習(xí)之《化學(xué)平衡常數(shù)與化學(xué)反應(yīng)的方向》知識(shí)要點(diǎn)

第5頁?化學(xué)平衡常數(shù)與化學(xué)反響的方向?知識(shí)要點(diǎn)一、化學(xué)平衡常數(shù)1.化學(xué)平衡常數(shù)〔1〕定義：在一定溫度下，到達(dá)平衡的可逆反響，其平衡常數(shù)用生成物平衡濃度(氣體平衡分壓)的方次之積與反響物平衡濃度(氣體平衡分壓)的方次之積的比值來表示，這時(shí)的平衡常數(shù)稱為濃度平衡常數(shù)(壓強(qiáng)平衡常數(shù))〔2〕表達(dá)式用Kc(Kp)表示。對(duì):aA(g)+bB(g)cC(g)+dD(g),〔3〕影響因素：平衡常數(shù)K與溫度有關(guān)，與濃度和壓強(qiáng)無關(guān)?！?〕平衡常數(shù)的意義：①K的大小，可推斷反響進(jìn)行的程度。K越大，表示反響進(jìn)行的程度越大，反響物的轉(zhuǎn)化率越大；K越小，表示反響進(jìn)行的程度越小，反響物的轉(zhuǎn)化率越?、谄胶獬?shù)表達(dá)式說明在一定溫度條件下達(dá)成平衡的條件。在某溫度下，某時(shí)刻反響是否達(dá)平衡，可用該時(shí)刻產(chǎn)物的濃度商Qc與Kc比擬大小來判斷。 當(dāng)Qc>kc，υ(正)<υ(逆),未達(dá)平衡，反響逆向進(jìn)行； 當(dāng)Qc<kc，υ(正)>υ(逆),未達(dá)平衡，反響正向進(jìn)行； 當(dāng)Qc=kc，υ(正)=υ(逆),到達(dá)平衡，平衡不移動(dòng)。 ③平衡常數(shù)數(shù)值的大小，只能大致告訴我們一個(gè)可逆反響的正向反響所進(jìn)行的最大程度，并不能預(yù)示反響到達(dá)平衡所需要的時(shí)間。如2SO2(g)+O22SO3(g)298K時(shí)Kp＝3.6×1024很大，但由于速度太慢，常溫時(shí)，幾乎不發(fā)生反響。二、化學(xué)反響進(jìn)行的方向。1．自發(fā)過程含義：在一定條件下，不需要借助外力作用就能自發(fā)進(jìn)行的過程。2、化學(xué)反響方向進(jìn)行的判據(jù)〔1〕焓判據(jù)放熱過程中體系能量降低，△H＜0，具有自發(fā)進(jìn)行的傾向，但有些吸熱反響也可以自發(fā)進(jìn)行，故只用焓變判斷反響的方向不全面?！?〕熵判據(jù)①熵：量度體系混亂〔或有序〕的程度的物理量，符號(hào)S〔同一物質(zhì)，三種狀態(tài)下熵值：氣態(tài)＞液態(tài)＞固態(tài)〕②熵增原理：在與外界隔離的體系中，自發(fā)過程將導(dǎo)致體系的熵增大。即熵變〔△S〕大于零。③熵判據(jù)體系的混亂度增大〔既熵增〕，△S＞0，反響有自發(fā)進(jìn)行的傾向，但有些熵減反響也可以自發(fā)進(jìn)行，故只用熵變判斷反響的方向也不全面。〔3〕復(fù)合判據(jù)——自由能判據(jù)①符號(hào)：△G，單位：kJ·mol－1②公式：△G=△H—T△S③應(yīng)用：△G＜0能自發(fā)進(jìn)行△G＝0平衡狀態(tài)△G＞0不能自發(fā)進(jìn)行具體的的幾種情況：焓變〔△H〕熵變〔△S〕反響的自發(fā)性＜0＞0任何溫度都能自發(fā)進(jìn)行＜0＜0較低溫度下能自發(fā)進(jìn)行＞0＞0高溫下能自發(fā)進(jìn)行＞0＜0任何溫度都不能自發(fā)進(jìn)行注：過程的自發(fā)性只能用于判斷反響進(jìn)行的方向，不能確定過程是否一定會(huì)發(fā)生和過程發(fā)生的速率?！緹狳c(diǎn)難點(diǎn)全析】〖考點(diǎn)一〗化學(xué)平衡常數(shù)應(yīng)用1．應(yīng)用(1)判斷、比擬可逆反響進(jìn)行程度的大小。K值越大，反響進(jìn)行的程度越大；K值越小，反響進(jìn)行的程度越小。(2)判斷可逆反響是否到達(dá)化學(xué)平衡狀態(tài)對(duì)于可逆反響aA(g)＋bB(g)cC(g)＋dD(g)，在一定溫度下的任意時(shí)刻，反響物與生成物濃度有如下關(guān)系：濃度商Q＝eq\f(ccC·cdD,caA·cbB)Qeq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(<K反響向正反響方向進(jìn)行，v正>v逆,＝K反響處于化學(xué)平衡狀態(tài)，v正＝v逆,>K反響向逆反響方向進(jìn)行，v正<v逆))[來源:學(xué)#科#網(wǎng)Z#X#X#K](3)判斷可逆反響的反響熱假設(shè)升高溫度，K值增大，那么正反響為吸熱反響；假設(shè)升高溫度，K值減小，那么正反響為放熱反響。(4)計(jì)算反響物或生成物的平衡濃度及反響物的轉(zhuǎn)化率。2．相關(guān)計(jì)算(1)步驟①寫出有關(guān)化學(xué)平衡的方程式。②確定各物質(zhì)的起始濃度、轉(zhuǎn)化濃度、平衡濃度。③根據(jù)條件建立等式關(guān)系進(jìn)行解答。(2)模式如mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)，令A(yù)、B起始物質(zhì)的量濃度分別為amol/L、bmol/L，到達(dá)平衡后消耗A的物質(zhì)的量濃度mxmol/L。mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)起始(mol/L)ab00變化(mol/L)mxnxpxqx平衡(mol/L)a－mxb－nxpxqxK＝eq\f(pxp·qxq,a－mxm·b－nxn)。(3)說明①反響物：c平＝c始－c變；生成物：c平＝c始＋c變。②各物質(zhì)的轉(zhuǎn)化濃度之比等于化學(xué)方程式中化學(xué)計(jì)量數(shù)之比。③轉(zhuǎn)化率＝eq\f(反響物轉(zhuǎn)化的物質(zhì)的量濃度,反響物起始的物質(zhì)的量濃度)×100%?！玖怼科胶獬?shù)的其他應(yīng)用(1)利用化學(xué)平衡常數(shù)可以判斷反響進(jìn)行的程度。一般K>105時(shí)認(rèn)為該反響根本進(jìn)行完全；K<10-5一般認(rèn)為該反響難以進(jìn)行；而K在10-5～105之間的反響被認(rèn)為是典型的可逆反響。(2)利用平衡常數(shù)可以判斷到達(dá)平衡后的瞬間改變體系內(nèi)各物質(zhì)的物質(zhì)的量和容器的體積而造成的平衡移動(dòng)的方向。如某溫度下，在一容積可變的容器中，反響2A(g)+B(g)2C(g)到達(dá)平衡時(shí)，A、B、C的物質(zhì)的量分別為4mol、2mol、4mol。保持溫度和壓強(qiáng)不變，對(duì)平衡混合物中三者的物質(zhì)的量作均減半或均加倍處理,平衡移動(dòng)方向的判斷可以利用等效平衡的知識(shí)，還可以利用K與Qc的關(guān)系來判斷。設(shè)未改變前容器的體積為V，那么此時(shí)K。假設(shè)都減半，瞬間容器的體積減半，設(shè)此時(shí)的體積為V1，V1=V/2，此時(shí)Qc因?yàn)閂1=V/2，所以Qc=K，平衡不發(fā)生移動(dòng)。同理可得都加倍時(shí)，平衡也不移動(dòng)?！镜淅?】關(guān)于化學(xué)平衡常數(shù)K的表達(dá)正確的選項(xiàng)是()A.K越大，表示化學(xué)反響速率越大B.對(duì)任一可逆反響，溫度升高，那么K值增大C.對(duì)任一可逆反響，K越大，表示反響物的轉(zhuǎn)化率越大D.參加催化劑或增大反響物的濃度時(shí)，K值就增大【解析】選C。K值大，反響速率不一定大，對(duì)于放熱反響，溫度越低K值越大，反響速率越小，A錯(cuò)；對(duì)于正反響為放熱反響的可逆反響，升高溫度，K值減小，B錯(cuò)；K值越大，表示反響正向進(jìn)行的程度越大，反響物的轉(zhuǎn)化率越大，C對(duì)；催化劑及反響物的濃度對(duì)平衡常數(shù)沒有影響，D錯(cuò)?！伎键c(diǎn)二〗化學(xué)平衡的計(jì)算1.解題步驟(1)寫出涉及到的可逆反響方程式。(2)找出起始量、轉(zhuǎn)化量和平衡量中哪些是量，哪些是未知量，按三段式列出。(3)根據(jù)問題建立相應(yīng)的關(guān)系式進(jìn)行計(jì)算。2.模式〔三段式〕令A(yù)、B起始物質(zhì)的量濃度分別為amol/L、bmol/L，到達(dá)平衡后消耗A的物質(zhì)的量濃度為mxmol/L。mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)起始量ab00轉(zhuǎn)化量mxnxpxqx平衡量a－mxb－nxpxqx(1)求平衡常數(shù)(2)求轉(zhuǎn)化率〔3〕①對(duì)于反響物：n〔平〕=n〔始〕－n〔變〕對(duì)于生成物：n〔平〕=n〔始〕+n〔變〕②各物質(zhì)的轉(zhuǎn)化量之比等于化學(xué)方程式中化學(xué)計(jì)量數(shù)之比?！咎嵝选?1)采用“三段式〞解題時(shí)，要注意單位問題，可以先在起始、變化和平衡后面標(biāo)出單位，也可以在計(jì)算過程中每個(gè)數(shù)值的后面書寫單位，但是不能漏掉單位。(2)計(jì)算轉(zhuǎn)化率時(shí),根據(jù)題目信息，只要轉(zhuǎn)化量和起始量物理量相同即可，不一定要使用轉(zhuǎn)化濃度除以起始濃度計(jì)算?！镜淅?】某溫度下，在一個(gè)2L的密閉容器中，參加4molA和2molB進(jìn)行如下反響：3A(g)＋2B(g)4C(s)＋2D(g)，反響一段時(shí)間后到達(dá)平衡，測(cè)得生成1.6molC，那么以下說法正確的選項(xiàng)是()A．該反響的化學(xué)平衡常數(shù)表達(dá)式是K＝eq\f(c4C·c2D,c3A·c2B)B．此時(shí)，B的平衡轉(zhuǎn)化率是40%C．增大該體系的壓強(qiáng)，平衡向右移動(dòng)，化學(xué)平衡常數(shù)增大D．增加B，平衡向右移動(dòng)，B的平衡轉(zhuǎn)