第七章-課時(shí)3-化學(xué)平衡常數(shù)、化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的方向課件

課時(shí)3化學(xué)平衡常數(shù)、化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的方向1．了解化學(xué)反應(yīng)的可逆性。2.了解化學(xué)平衡建立的過(guò)程。3.結(jié)合具體實(shí)例，理解外界條件(濃度、溫度、壓強(qiáng)、催化劑等)對(duì)化學(xué)平衡的影響。4.了解化學(xué)平衡的調(diào)控在生活、生產(chǎn)和科學(xué)研究領(lǐng)域中的重要作用。最新考綱考點(diǎn)一化學(xué)平衡常數(shù)平衡轉(zhuǎn)化率1．化學(xué)平衡常數(shù) (1)概念

在一定溫度下，當(dāng)一個(gè)可逆反應(yīng)達(dá)到_________時(shí)，生成物___________與反應(yīng)物__________的比值是一個(gè)常數(shù)，用符號(hào)___表示。 (2)表達(dá)式化學(xué)平衡濃度冪之積濃度冪之積KK＝__________(固體和純液體的濃度視為常數(shù)，通常不計(jì)入平衡常數(shù)表達(dá)式中)。(3)意義化學(xué)平衡常數(shù)的大小反映了化學(xué)反應(yīng)可能進(jìn)行的程度，K值越大，反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率_____，正反應(yīng)進(jìn)行的程度_____。注意：①K只受溫度影響，與反應(yīng)物或生成物的濃度變化無(wú)關(guān)。②化學(xué)平衡常數(shù)是指某一具體反應(yīng)的平衡常數(shù)。越大越大2．平衡轉(zhuǎn)化率

注意：(1)同一個(gè)反應(yīng)中，反應(yīng)物可以有多種，但不同反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率可能不同。 (2)增大一種反應(yīng)物的濃度，可以提高其他反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率，工業(yè)生產(chǎn)中常常提高廉價(jià)原料的比例，從而增大昂貴原料的轉(zhuǎn)化率，如工業(yè)合成氨中增大氮?dú)獾臐舛?，從而提高氫氣的轉(zhuǎn)化率。3．化學(xué)平衡常數(shù)的三種應(yīng)用 (1)利用化學(xué)平衡常數(shù)判斷化學(xué)反應(yīng)可能進(jìn)行的程度，K值越大，反應(yīng)進(jìn)行的程度越大。 (3)利用化學(xué)平衡常數(shù)隨溫度的變化判斷反應(yīng)的熱效應(yīng)，若升高溫度，K值增大，則正反應(yīng)為_(kāi)____反應(yīng)；若升高溫度，K值減小，則正反應(yīng)為_(kāi)____反應(yīng)。

探究思考1．對(duì)于給定反應(yīng)，正逆反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)是什么關(guān)系？

答案正逆反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)互為倒數(shù)關(guān)系。

答案吸吸熱放熱A．該反應(yīng)的焓變?yōu)檎礏．恒溫恒容下，增大壓強(qiáng)，H2濃度一定減小C．升高溫度，逆反應(yīng)速率減小(2)溫度升高，H2濃度減小說(shuō)明平衡右移，正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)。答案

A回答下列問(wèn)題：(1)上述反應(yīng)的溫度T1________T2，平衡常數(shù)K(T1)________K(T2)。(填“大于”、“小于”或“等于”)(2)若溫度T2時(shí)，5min后反應(yīng)達(dá)到平衡，A的轉(zhuǎn)化率為70%，則：①平衡時(shí)體系總的物質(zhì)的量為_(kāi)_______。②反應(yīng)的平衡常數(shù)K＝________。③反應(yīng)在0～5min區(qū)間的平均反應(yīng)速率v(A)＝________。解析

(1)圖中顯示，T2時(shí)達(dá)到平衡所用時(shí)間少，反應(yīng)速率大，所以溫度高；而溫度越高c(A)越小，說(shuō)明平衡正向移動(dòng)，可判斷正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，升溫K將增大。(2)根據(jù)“三段式”求解：答案

(1)小于小于(2)①0.085mol

②0.082mol·L－1

③0.007mol·L－1·min－11．對(duì)于可逆反應(yīng)，下列說(shuō)法正確的是 (

)。 A．化學(xué)平衡常數(shù)只與溫度有關(guān) B．升高溫度，化學(xué)平衡常數(shù)一定增大 C．正反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)與逆反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)一定

不相等

D．增大反應(yīng)物濃度，化學(xué)平衡常數(shù)可能增大

解析

B項(xiàng)，如果正反應(yīng)是放熱反應(yīng)，升溫則平衡常數(shù)減小，B錯(cuò)；C項(xiàng)，正、逆反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)互為倒數(shù)，但不一定不相等，可以同時(shí)等于1，C錯(cuò)；D項(xiàng)，化學(xué)平衡常數(shù)與濃度無(wú)關(guān)，D錯(cuò)。

答案

A2．(2014·瀘州模擬)在25℃時(shí)，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：

下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是 (

)。 A．反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，X的轉(zhuǎn)化率為50% C．增大壓強(qiáng)使平衡向生成Z的方向移動(dòng)，平衡常數(shù)增大 D．改變溫度可以改變此反應(yīng)的平衡常數(shù)物質(zhì)XYZ初始濃度/(mol·L－1)0.10.20平衡濃度/(mol·L－1)0.050.050.1答案

C(1)從表中數(shù)據(jù)可以推斷：反應(yīng)①是________(填“吸”或“放”)熱反應(yīng)。溫度K1K2973K1.472.381173K2.151.67(3)根據(jù)反應(yīng)①與②，可推導(dǎo)出K1、K2與K3之間的關(guān)系式。據(jù)此關(guān)系式及表中數(shù)據(jù)，也能推斷出反應(yīng)③是吸熱反應(yīng)還是放熱反應(yīng)。欲使反應(yīng)③在一定條件下建立的平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，可采用的措施有________(填序號(hào))。A．縮小反應(yīng)容器容積

B．?dāng)U大反應(yīng)容器容積C．降低溫度

D．升高溫度E．使用合適的催化劑

F．設(shè)法減少CO的量解析

(1)反應(yīng)①的平衡常數(shù)隨溫度的升高而增大，說(shuō)明溫度升高，平衡正向移動(dòng)，反應(yīng)①的正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)?！?.29，反應(yīng)③的平衡常數(shù)隨溫度升高而增大，故反應(yīng)③的正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，升高溫度，可使平衡正向移動(dòng)；由于該反應(yīng)前后氣體分子數(shù)不變，改變?nèi)萜黧w積，不能使平衡發(fā)生移動(dòng)；使用催化劑也不能使平衡發(fā)生移動(dòng)；減少生成物的量，能使平衡正向移動(dòng)。

應(yīng)用化學(xué)平衡常數(shù)時(shí)應(yīng)注意的四個(gè)問(wèn)題1．化學(xué)平衡常數(shù)是在一定溫度下一個(gè)反應(yīng)本身固有的內(nèi)在性質(zhì)的定量體現(xiàn)。2．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(wú)關(guān)。3．反應(yīng)物或生成物中有固體和純液體存在時(shí)，其濃度可看作“1”，而不計(jì)入平衡常數(shù)表達(dá)式中。4．化學(xué)平衡常數(shù)是指某一具體反應(yīng)的平衡常數(shù)。若反應(yīng)方向改變，則平衡常數(shù)改變；若化學(xué)方程式中各物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量數(shù)等倍擴(kuò)大或縮小，盡管是同一反應(yīng)，平衡常數(shù)也會(huì)改變。考點(diǎn)二化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的方向1．自發(fā)反應(yīng) (1)含義

在溫度和壓強(qiáng)一定的條件下_____________就能自發(fā)進(jìn)行的反應(yīng)稱(chēng)為自發(fā)反應(yīng)。 (2)特點(diǎn)

①體系趨向于從_____狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)開(kāi)____狀態(tài)(體系對(duì)外部_____或_____熱量)。

②在密閉條件下，體系有從_____轉(zhuǎn)變?yōu)開(kāi)____的傾向性

(無(wú)序體系更加穩(wěn)定)。無(wú)需外界幫助高能低能做功釋放有序無(wú)序2．判斷化學(xué)反應(yīng)方向的依據(jù) (1)焓變與反應(yīng)方向

研究表明，對(duì)于化學(xué)反應(yīng)而言，絕大多數(shù)_________都能自發(fā)進(jìn)行，且反應(yīng)放出的熱量_____，體系能量_____得也 _____，反應(yīng)越_____；有少數(shù)吸熱反應(yīng)也能自發(fā)進(jìn)行。

可見(jiàn)，__________是制約化學(xué)反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行的因素之一。 (2)熵變與反應(yīng)方向

①熵和熵變的含義 a．熵的含義

熵是衡量一個(gè)體系混亂度的物理量。用符號(hào)___表示。

注意：①同一條件下，不同物質(zhì)有不同的熵值，②同一物質(zhì)在不同狀態(tài)下熵值也不同，一般規(guī)律是S(g)>S(l)>S(s)。放熱反應(yīng)越多降低越多完全反應(yīng)的焓變Sb．熵變的含義熵變是反應(yīng)前后體系_________，用____表示，化學(xué)反應(yīng)的ΔS越大，越有利于反應(yīng)_________。②研究表明，除了熱效應(yīng)外，影響化學(xué)反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行的另一個(gè)因素是體系的_______。大多數(shù)自發(fā)反應(yīng)有趨向于體系_____度增大的傾向。(3)綜合判斷反應(yīng)方向的依據(jù)①ΔH－TΔS<0，反應(yīng)___________。②ΔH－TΔS＝0，反應(yīng)_____________。③ΔH－TΔS>0，反應(yīng)_____________。熵的變化ΔS自發(fā)進(jìn)行混亂度混亂能自發(fā)進(jìn)行達(dá)到平衡狀態(tài)不能自發(fā)進(jìn)行

探究思考1．能自發(fā)進(jìn)行的反應(yīng)一定能實(shí)際發(fā)生嗎？

答案不一定，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(jìn)行的趨勢(shì)，并不能說(shuō)明在該條件下反應(yīng)一定能實(shí)際發(fā)生，還要考慮化學(xué)反應(yīng)的快慢問(wèn)題。2．判斷正誤①凡是放熱反應(yīng)都是自發(fā)的，因?yàn)槲鼰岱磻?yīng)都是非自發(fā)的(

)②自發(fā)反應(yīng)的熵一定增大，非自發(fā)反應(yīng)的熵一定減小 (

)③反應(yīng)2Mg(s)＋CO2(g)===C(s)＋2MgO(s)能自發(fā)進(jìn)行，則該反應(yīng)的ΔH>0 (

)④所有的放熱反應(yīng)都是自發(fā)進(jìn)行的 (

)⑤焓變是影響反應(yīng)是否具有自發(fā)性的一種重要因素 (

)⑥焓變是決定反應(yīng)是否具有自發(fā)性的唯一判據(jù) (

)答案

①×

②×

③×

④×

⑤√

⑥×【示例3】(高考題匯編)判斷正誤： (1)反應(yīng)NH3(g)＋HCl(g)===NH4Cl(s)在室溫下可自發(fā)進(jìn)行則該反應(yīng)的ΔH<0(2013·江蘇化學(xué)，11A) (

) (2)CaCO3(s)===CaO(s)＋CO2(g)室溫下不能自發(fā)進(jìn)行，說(shuō)明該反應(yīng)的ΔH<0(2012·江蘇化學(xué)，10A) (

) (3)一定溫度下，反應(yīng)MgCl2(l)===Mg(l)＋Cl2(g)的ΔH>0，ΔS>0(2011·江蘇化學(xué)，12A) (

) (4)常溫下，反應(yīng)C(s)＋CO2(g)===2CO(g)不能自發(fā)進(jìn)行，則該反應(yīng)的ΔH>0(2010·江蘇化學(xué)，8B) (

)思維啟迪

焓變和熵變只是影響化學(xué)反應(yīng)方向的因素，而由焓變和熵變組成的復(fù)合判據(jù)才是判斷反應(yīng)是否能自發(fā)進(jìn)行的根本依據(jù)，反應(yīng)是否自發(fā)與溫度有關(guān)，一般低溫時(shí)焓變影響為主；高溫時(shí)熵變影響為主。根據(jù)ΔH－TΔS可準(zhǔn)確判斷反應(yīng)進(jìn)行的方向。解析

(1)反應(yīng)的ΔS<0，在室溫下反應(yīng)能自發(fā)進(jìn)行，根據(jù)ΔH－TΔS<0，則該反應(yīng)的ΔH<0。(2)CaCO3分解是吸熱反應(yīng)，ΔH>0且ΔS>0，由此可知該反應(yīng)高溫下能自發(fā)進(jìn)行。(3)此反應(yīng)為高溫下MgCl2的分解反應(yīng)，ΔH>0，ΔS>0，正確。(4)該反應(yīng)ΔS>0，常溫下不能自發(fā)進(jìn)行，則有ΔH－TΔS>0故ΔH>0。答案

(1)√

(2)×

(3)√

(4)√1．(2014·韶關(guān)檢測(cè))知道了某反應(yīng)有自發(fā)性之后，則(

)。 A．可判斷出反應(yīng)的方向 B．可確定反應(yīng)是否一定會(huì)發(fā)生 C．可預(yù)測(cè)反應(yīng)速率的大小 D．可判斷反應(yīng)的熱效應(yīng)

解析已知某反應(yīng)可自發(fā)進(jìn)行，只能判斷反應(yīng)的方向，不能判斷反應(yīng)是否會(huì)發(fā)生、反應(yīng)速率的大小、反應(yīng)的熱效應(yīng)。

答案

A2．下列關(guān)于ΔH－TΔS說(shuō)法中正確的是 (

)。 A．ΔH－TΔS可用于判斷所有條件下的反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行 B．ΔH－TΔS只用于判斷溫度、體積一定的反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行 C．ΔH－TΔS只用于判斷溫度、壓強(qiáng)一定的反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行 D．ΔH－TΔS＜0的反應(yīng)，在該條件下一定劇烈反應(yīng)

解析

ΔH－TΔS判據(jù)只適用判斷一定溫度和壓強(qiáng)下的反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行，A、B錯(cuò)誤，C正確；ΔH－TΔS＜0的反應(yīng)可以自發(fā)進(jìn)行，但不一定是劇烈反應(yīng)，D錯(cuò)誤。

答案

C3．(2014·重慶模擬)下列說(shuō)法正確的是 (

)。 A．能自發(fā)進(jìn)行的反應(yīng)一定能迅速發(fā)生 B．反應(yīng)NH4HCO3(s)===NH3(g)＋H2O(g)＋CO2(g)

ΔH

＝＋185.57kJ·mol－1能自發(fā)進(jìn)行，是因?yàn)轶w系有自發(fā)

地向混亂度增大的方向轉(zhuǎn)變的傾向

C．因?yàn)殪首兒挽刈兌寂c反應(yīng)的自發(fā)性有關(guān)，因此焓變

或熵變均可以單獨(dú)作為判斷反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行的判據(jù)

D．在其他外界條件不變的情況下，使用催化劑，可以

改變化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的方向解析能自發(fā)進(jìn)行的反應(yīng)并不一定能迅速發(fā)生，A項(xiàng)錯(cuò)誤；應(yīng)將焓變和熵變二者綜合起來(lái)即利用復(fù)合判據(jù)進(jìn)行反應(yīng)自發(fā)性的判斷，C項(xiàng)錯(cuò)誤；D項(xiàng)中使用催化劑能改變反應(yīng)的活化能，但不能改變反應(yīng)進(jìn)行的方向，錯(cuò)誤。答案

B(1)分析三個(gè)量：即起始量、變化量、平衡量。(2)明確三個(gè)關(guān)系：①對(duì)于同一反應(yīng)物，起始量－變化量＝平衡量。②對(duì)于同一生成物，起始量＋變化量＝平衡量。③各轉(zhuǎn)化量之比等于各反應(yīng)物的化學(xué)計(jì)量數(shù)之比。(3)掌握一種方法——“三段式法”素養(yǎng)21有關(guān)化學(xué)平衡計(jì)算題的解題技能[方法規(guī)律]起始（mol）

a

b00變化（mol）mxnxpxqx平衡（mol）a－mxb－nxpxqx【典例】(2013·全國(guó)新課標(biāo)Ⅱ，28)在1.0L密閉容器中放入0.10molA(g)，在一定溫度進(jìn)行如下反應(yīng)：

反應(yīng)時(shí)間(t)與容器內(nèi)氣體總壓強(qiáng)(p)的數(shù)據(jù)見(jiàn)下表：回答下列問(wèn)題：(1)欲提高A的平衡轉(zhuǎn)化率，應(yīng)采取的措施為_(kāi)___________。[當(dāng)場(chǎng)指導(dǎo)]時(shí)間t/h0124816202530總壓強(qiáng)p/100kPa4.915.586.327.318.549.509.529.539.53(2)由總壓強(qiáng)p和起始?jí)簭?qiáng)p0計(jì)算反應(yīng)物A的轉(zhuǎn)化率，α(A)的表達(dá)式為_(kāi)____________。平衡時(shí)A的轉(zhuǎn)化率為_(kāi)________，列式并計(jì)算反應(yīng)的平衡常數(shù)K__________。(3)①由總壓強(qiáng)p和起始?jí)簭?qiáng)p0表示反應(yīng)體系的總物質(zhì)的量n總和反應(yīng)物A的物質(zhì)的量n(A)，n(總)＝________mol，n(A)＝________mol。②下表為反應(yīng)物A濃度與反應(yīng)時(shí)間的數(shù)據(jù)，計(jì)算：a＝______。反應(yīng)時(shí)間t/h04816c(A)/(mol·L－1)0.10a0.0260.0065分析該反應(yīng)中反應(yīng)物的濃度c(A)變化與時(shí)間間隔(Δt)的規(guī)律，得出的結(jié)論是________________，由此規(guī)律推出反應(yīng)在12h時(shí)反應(yīng)物的濃度c(A)為_(kāi)_________mol·L－1。解析

(1)要提高A的轉(zhuǎn)化率，實(shí)際就是使平衡正向移動(dòng)，根據(jù)方程式的特點(diǎn)正反應(yīng)為氣體物質(zhì)的量增大的反應(yīng)，且為吸熱反應(yīng)，可確定采取的措施。(2)由阿伏加德羅定律推論可知，在恒溫、恒容條件下，壓強(qiáng)與物質(zhì)的量成正比，將壓強(qiáng)變化轉(zhuǎn)化為物質(zhì)的量變化，從而解決壓強(qiáng)與轉(zhuǎn)化率的關(guān)系。

化學(xué)平衡計(jì)算題的解題思路壓強(qiáng)/MPa

體積分?jǐn)?shù)/%溫度/℃1.02.03.081054.0ab915c75.0d1000ef83.0①b＜f

②915℃，2.0MPa時(shí)E的轉(zhuǎn)化率為60%

③該反應(yīng)的ΔS＞0

④K(1000℃)＞K(810℃)上述①～④中正確的有 (

)。A．4個(gè)

B．3個(gè)

C．2個(gè)

D．1個(gè)解析該反應(yīng)為氣體體積增大的反應(yīng)，溫度一定時(shí)，加壓，平衡左移，G的體積分?jǐn)?shù)減小，所以a＜54.0＜75.0；當(dāng)壓強(qiáng)為2.0MPa時(shí)，溫度越高，G的體積分?jǐn)?shù)越大，說(shuō)明升溫，平衡右移，正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)。①b＜a＜f，正確。②假設(shè)起始時(shí)加入的E的物質(zhì)的量為nx＝0.6n此時(shí)，E的轉(zhuǎn)化率為60%，正確。③該反應(yīng)為熵增加的反應(yīng)，