高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí)技能突破-第2講《化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的方向和化學(xué)平衡狀態(tài)》省公開(kāi)課金獎(jiǎng)全國(guó)賽課一等獎(jiǎng)微課

1．了解化學(xué)反應(yīng)可逆性。2．了解化學(xué)平衡建立過(guò)程。3．了解化學(xué)平衡常數(shù)含義，能夠利用化學(xué)平衡常數(shù)進(jìn)行簡(jiǎn)單計(jì)算。第二講化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行方向和化學(xué)平衡狀態(tài)1/781．化學(xué)平衡建立過(guò)程。2．化學(xué)平衡狀態(tài)多角度判斷。3．化學(xué)平衡常數(shù)計(jì)算及其注意事項(xiàng)。2/78一、化學(xué)反應(yīng)方向1．自發(fā)反應(yīng)：在一定條件下

就能自發(fā)進(jìn)行反應(yīng)稱為自發(fā)反應(yīng)。2．判斷化學(xué)反應(yīng)方向依據(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?？梢?jiàn)，

是制約化學(xué)反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行原因之一。無(wú)需外界幫助放熱反應(yīng)越多降低越多完全反應(yīng)焓變3/78(2)熵變與反應(yīng)方向①熵和熵變含義a．熵含義：熵是衡量一個(gè)體系

物理量。用符號(hào)

表示。同一條件下，不一樣物質(zhì)有不一樣熵值，同一物質(zhì)在不一樣狀態(tài)下熵值也不一樣，普通規(guī)律是S(g)>S(l)>S(s)。b．熵變含義：熵變是反應(yīng)前后體系

，用

表示，化學(xué)反應(yīng)ΔS越大，越有利于反應(yīng)

?；靵y度S熵改變?chǔ)自發(fā)進(jìn)行4/78②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)行另一個(gè)原因是體系

。大多數(shù)自發(fā)反應(yīng)有趨向于體系

度增大傾向。(3)綜合判斷反應(yīng)方向依據(jù)①ΔH－TΔS<0，反應(yīng)

。②ΔH－TΔS＝0，反應(yīng)

。③ΔH－TΔS>0，反應(yīng)

。混亂度混亂能自發(fā)進(jìn)行到達(dá)平衡狀態(tài)不能自發(fā)進(jìn)行5/78

能自發(fā)進(jìn)行反應(yīng)一定能實(shí)際發(fā)生嗎？ 提醒不一定，化學(xué)反應(yīng)方向判據(jù)指出僅僅是在一定條件下化學(xué)反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行趨勢(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)快慢問(wèn)題。6/78二、化學(xué)平衡狀態(tài)1．可逆反應(yīng)

(1)概念：

條件下，既能向正反應(yīng)方向進(jìn)行，同時(shí)又能向逆反應(yīng)方向進(jìn)行反應(yīng)。

(2)表示：采取“

”表示。

(3)特點(diǎn)：任一時(shí)刻反應(yīng)物與生成物

存在；任一組分轉(zhuǎn)化率

100%。在相同同時(shí)小于7/782．化學(xué)平衡狀態(tài)

(1)定義：在一定條件下可逆反應(yīng)進(jìn)行到一定程度時(shí)，

和

相等，反應(yīng)體系中全部參加反應(yīng)物質(zhì)

保持不變狀態(tài)。

(2)特征正反應(yīng)速率逆反應(yīng)速率質(zhì)量和濃度8/783．化學(xué)平衡常數(shù)

(1)概念：在一定

下，一個(gè)可逆反應(yīng)到達(dá)

時(shí)，生成物

與反應(yīng)物

比值是一個(gè)常數(shù)，用符號(hào)K表示。

(2)表示式：對(duì)于普通可逆反應(yīng)：mA(g)＋nB(g)

pC(g)

＋qD(g)，在一定溫度下到達(dá)平衡時(shí)：K＝

。 注意：純固體和純液體濃度視為常數(shù)，通常不計(jì)入平衡常數(shù)表示式中。

(3)意義：平衡常數(shù)大小反應(yīng)了化學(xué)反應(yīng)可能進(jìn)行程度，K

，說(shuō)明反應(yīng)能夠進(jìn)行得越完全。溫度化學(xué)平衡濃度冪之積濃度冪之積越大9/784．平衡轉(zhuǎn)化率 對(duì)于上例反應(yīng)中A(g)平衡轉(zhuǎn)化率可表示為：

α(A)＝

{c0(A)代表A初始濃度，c平(A)代表A平衡濃度}。10/78 (1)對(duì)于給定反應(yīng)，正逆反應(yīng)化學(xué)平衡常數(shù)一樣嗎？是什么關(guān)系？ 提醒正逆反應(yīng)化學(xué)平衡常數(shù)不一樣，互為倒數(shù)關(guān)系。

11/78(2)怎樣由化學(xué)平衡常數(shù)判斷一個(gè)化學(xué)反應(yīng)是否到達(dá)化學(xué)平衡狀態(tài)？12/7813/78兩種傾向 自發(fā)過(guò)程兩種傾向1．體系趨向于高能狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榈湍軤顟B(tài)(體系對(duì)外部做功或釋放熱量)。2．在密閉條件下，體系有從有序轉(zhuǎn)變?yōu)闊o(wú)序傾向性(無(wú)序體系愈加穩(wěn)定)。14/78三個(gè)規(guī)律1．放熱且熵增加反應(yīng)一定能自發(fā)進(jìn)行。2．吸熱且熵降低反應(yīng)一定不能自發(fā)進(jìn)行。3．焓變和熵變作用相反且相差不大時(shí)，溫度有可能對(duì)反應(yīng)方向起決定性作用。15/78四個(gè)注意使用化學(xué)平衡常數(shù)應(yīng)注意問(wèn)題：1．化學(xué)平衡常數(shù)K值大小是可逆反應(yīng)進(jìn)行程度標(biāo)志，它能夠表示可逆反應(yīng)進(jìn)行完全程度。一個(gè)反應(yīng)K值越大，表明平衡時(shí)生成物濃度越大，反應(yīng)物濃度越小，反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率也越大。能夠說(shuō)，化學(xué)平衡常數(shù)是在一定溫度下一個(gè)反應(yīng)本身固有內(nèi)在性質(zhì)定量表達(dá)。2．化學(xué)平衡常數(shù)只與溫度相關(guān)，與反應(yīng)物或生成物濃度無(wú)關(guān)。16/783．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)表示式中。4．化學(xué)平衡常數(shù)是指某一詳細(xì)反應(yīng)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)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。17/78三種應(yīng)用化學(xué)平衡常數(shù)三種應(yīng)用1．化學(xué)平衡常數(shù)數(shù)值大小是可逆反應(yīng)進(jìn)行程度標(biāo)志。2．能夠利用平衡常數(shù)值作標(biāo)準(zhǔn)判斷：

(1)正在進(jìn)行可逆反應(yīng)是否平衡。

(2)化學(xué)平衡移動(dòng)方向。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)。18/78我警示從反應(yīng)速率角度來(lái)判斷反應(yīng)是否到達(dá)平衡時(shí)，速率必須是一正一逆(不能同是v正或v逆)，且反應(yīng)速率之比等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比。問(wèn)題征解

ΔH－TΔS判據(jù)是否適合于任何條件下反應(yīng)？提醒ΔH－TΔS判據(jù)只能用于溫度和壓強(qiáng)一定條件下反應(yīng)，不能用于其它條件下(如溫度、體積一定)反應(yīng)。

19/78必考點(diǎn)50化學(xué)平衡狀態(tài)多角度判斷1．化學(xué)平衡狀態(tài)標(biāo)志

(1)v(正)＝v(逆)——反應(yīng)體系中同一物質(zhì)消耗速率和生成速率相等。

(2)平衡混合物中各組成成份含量保持不變——各組分物質(zhì)量濃度、質(zhì)量分?jǐn)?shù)、物質(zhì)量分?jǐn)?shù)、體積分?jǐn)?shù)(有氣體參加可逆反應(yīng))、反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率等保持不變。20/782．實(shí)例分析例舉反應(yīng)mA(g)＋nB(g)

pC(g)＋qD(g)是否平衡狀態(tài)混合體系中各成份量①各物質(zhì)物質(zhì)量或各物質(zhì)物質(zhì)量分?jǐn)?shù)一定是②各物質(zhì)質(zhì)量或各物質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)一定是③各氣體體積或體積分?jǐn)?shù)一定是④總體積、總壓強(qiáng)、總物質(zhì)量、總濃度一定不一定21/78例舉反應(yīng)mA(g)＋nB(g)

pC(g)＋qD(g)是否平衡狀態(tài)正反應(yīng)速率與逆反應(yīng)速率關(guān)系①在單位時(shí)間內(nèi)消耗了mmolA，同時(shí)生成mmolA，即v(正)＝v(逆)是②在單位時(shí)間內(nèi)消耗了nmolB，同時(shí)消耗了pmolC，即v(正)＝v(逆)是③v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)＝m∶n∶p∶q，v(正)不一定等于v(逆)不一定④在單位時(shí)間內(nèi)生成nmolB，同時(shí)消耗qmolD，均指v(逆)，v(正)不一定等于v(逆)不一定22/7823/7824/7825/78解析關(guān)于平衡狀態(tài)判斷，一定要依據(jù)實(shí)際反應(yīng)分析選項(xiàng)，判斷是否到達(dá)平衡狀態(tài)，只有在平衡狀態(tài)下具備性質(zhì)才能作為“標(biāo)志”。本題中反應(yīng)是一個(gè)反應(yīng)前后氣體物質(zhì)量不等可逆反應(yīng)。②在反應(yīng)過(guò)程中任意時(shí)刻都符合。⑧可能是平衡狀態(tài)，也可能不是平衡狀態(tài)。答案A26/78可逆反應(yīng)到達(dá)平衡狀態(tài)有兩個(gè)關(guān)鍵判斷依據(jù)：①正反應(yīng)速率和逆反應(yīng)速率相等。②反應(yīng)混合物中各組成成份百分含量保持不變。只要抓住這兩個(gè)特征就可確定反應(yīng)是否到達(dá)平衡狀態(tài)，對(duì)于隨反應(yīng)發(fā)生而發(fā)生改變物理量假如不變了，即說(shuō)明可逆反應(yīng)到達(dá)了平衡狀態(tài)。判斷化學(xué)反應(yīng)是否到達(dá)平衡狀態(tài)，關(guān)鍵是看給定條件能否推出參加反應(yīng)任一物質(zhì)物質(zhì)量不再發(fā)生改變。27/7828/78A．①④⑥⑦

B．②③⑤⑦C．①③④⑤

D．①②③④⑤⑥解析本題不但考查了化學(xué)平衡直接標(biāo)志，也考查了化學(xué)平衡間接標(biāo)志。該反應(yīng)為反應(yīng)前后氣體體積發(fā)生改變反應(yīng)，恒容條件下，反應(yīng)不論是否平衡，單位時(shí)間內(nèi)生成nmolO2同時(shí)都會(huì)生成2nmolNO，故②不正確。當(dāng)單位時(shí)間內(nèi)生成nmolO2同時(shí)生成2nmolNO2，表明了v(正)＝v(逆)，故①正確。29/78答案A30/78必考點(diǎn)51化學(xué)平衡狀態(tài)計(jì)算1．思維模式31/7832/7833/78溫度K1K2973K1.472.381173K2.151.6734/78(1)從表中數(shù)據(jù)能夠推斷：反應(yīng)①是________(填“吸”或“放”)熱反應(yīng)。(2)現(xiàn)有反應(yīng)CO2(g)＋H2(g)

CO(g)＋H2O(g)，寫(xiě)出該反應(yīng)平衡常數(shù)K3數(shù)學(xué)表示式：________。(3)依據(jù)反應(yīng)①與②，可推導(dǎo)出K1、K2與K3之間關(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在一定條件下建立平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，可采取辦法有________(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．使用適當(dāng)催化劑 F．設(shè)法降低CO量35/7836/7837/781．K僅是溫度函數(shù)，常應(yīng)用它考查平衡時(shí)物質(zhì)物質(zhì)量濃度和轉(zhuǎn)化率。2．凡是氣體壓強(qiáng)改變、密度改變均必須轉(zhuǎn)化為物質(zhì)量改變或氣體體積改變才能進(jìn)行相關(guān)計(jì)算。3．在進(jìn)行相關(guān)計(jì)算時(shí)慣用“三段式”法。即先列出反應(yīng)物、生成物初始量、轉(zhuǎn)化量、平衡量，再依據(jù)相關(guān)關(guān)系列方程式求解。38/78【應(yīng)用2】

在25℃時(shí)，密閉容器中X、Y、Z三種氣體初始濃度和平衡濃度以下表：物質(zhì)XYZ初始濃度/(mol·L－1)0.10.20平衡濃度/(mol·L－1)0.050.050.139/7840/78答案C41/78Hold住考向考向1化學(xué)平衡狀態(tài)判斷5年4考考向2化學(xué)平衡常數(shù)與計(jì)算5年5考42/78名師揭秘高考對(duì)化學(xué)平衡狀態(tài)考查，往往經(jīng)過(guò)化學(xué)平衡特征及化學(xué)平衡常數(shù)計(jì)算和了解進(jìn)行?；瘜W(xué)平衡常數(shù)是新出現(xiàn)高考熱點(diǎn)，必須了解透徹。關(guān)注化學(xué)平衡現(xiàn)象和實(shí)質(zhì)。43/7844/78(2)一定溫度下，反應(yīng)(Ⅱ)焓變?yōu)棣?，F(xiàn)將1molN2O4充入一恒壓密閉容器中，以下示意圖正確且能說(shuō)明反應(yīng)到達(dá)平衡狀態(tài)是________。45/78若在相同溫度下，上述反應(yīng)改在體積為1L恒容密閉容器中進(jìn)行，平衡常數(shù)________(填“增大”“不變”或“減小”)，反應(yīng)3s后NO2物質(zhì)量為0.6mol，則0～3s內(nèi)平均反應(yīng)速率v(N2O4)＝________mol·L－1·s－1。46/78答案(1)吸熱(2)ad不變0.147/7848/78完成以下填空：(1)在一定溫度下進(jìn)行上述反應(yīng)，若反應(yīng)容器容積為2L，3min后到達(dá)平衡，測(cè)得固體質(zhì)量增加了2.80g，則H2平均反應(yīng)速率為_(kāi)_______mol·L－1·min－1；該反應(yīng)平衡常數(shù)表示式K＝________。(2)一定條件下，在密閉恒容容器中，能表示上述反應(yīng)到達(dá)化學(xué)平衡狀態(tài)是________。a．3v逆(N2)＝v正(H2)b．v正(HCl)＝4v正(SiCl4)c．混合氣體密度保持不變d．c(N2)∶c(H2)∶c(HCl)＝1∶3∶649/7850/7851/78a．體系壓強(qiáng)保持不變b．混合氣體顏色保持不變c．SO3和NO體積比保持不變d．每消耗1molSO3同時(shí)生成1molNO2測(cè)得上述反應(yīng)平衡時(shí)NO2與SO2體積比為1∶6，則平衡常數(shù)K＝________。52/78解析反應(yīng)：NO2(g)＋SO2(g)

SO3(g)＋NO(g)是氣體總體積不變反應(yīng)，反應(yīng)過(guò)程中體系壓強(qiáng)一直不變，且生成SO3和NO體積比一直為1∶1；混合氣體顏色不變說(shuō)明NO2濃度不再發(fā)生改變，體系到達(dá)平衡。設(shè)起始時(shí)加入NO2為1mol，據(jù)阿伏加德羅定律，利用“三步法”計(jì)算可得：53/7854/781．(·江蘇單科，14)溫度為T(mén)時(shí)，向2.0L恒容密閉容器中充入1.0molPCl5，反應(yīng)PCl5(g)===PCl3(g)＋Cl2(g)經(jīng)過(guò)一 段時(shí)間后到達(dá)平衡。反應(yīng)過(guò)程中測(cè)定部分?jǐn)?shù)據(jù)見(jiàn)下表：t/s050150250350n(PCl3)/mol00.160.190.200.2055/78以下說(shuō)法正確是 (

)。A．反應(yīng)在前50s平均速率v(PCl3)＝0.0032mol·L－1·s－1B．保持其它條件不變，升高溫度，平衡時(shí)c(PCl3)＝0.11mol·L－1，則反應(yīng)ΔH<0C．相同溫度下，起始時(shí)向容器中充入1.0molPCl5、0.20molPCl3和0.20molCl2，反應(yīng)到達(dá)平衡前v(正)>v(逆)D．相同溫度下，起始時(shí)向容器中充入2.0molPCl3和2.0molCl2，到達(dá)平衡時(shí)，PCl3轉(zhuǎn)化率小于80%56/7857/78答案C58/78溫度/℃70080083010001200平衡常數(shù)1.71.11.00.60.459/78回答以下問(wèn)題：(1)該反應(yīng)平衡常數(shù)表示式K＝________，ΔH________0(填“<”“>”“＝”)。(2)830℃時(shí)，向一個(gè)5L密閉容器中充入0.20molA和0.80molB，如反應(yīng)初始6s內(nèi)A平均反應(yīng)速率v(A)＝0.003mol·L－1·s－1，則6s時(shí)c(A)＝________mol·L－1，C物質(zhì)量為_(kāi)_______mol；若反應(yīng)經(jīng)一段時(shí)間后，到達(dá)平衡時(shí)A轉(zhuǎn)化率為_(kāi)_______，假如這時(shí)向該密閉容器中再充入1mol氬氣，平衡時(shí)A轉(zhuǎn)化率為_(kāi)_______。60/78(3)判斷該反應(yīng)是否到達(dá)平衡依據(jù)為_(kāi)_______(填正確選項(xiàng)前字母)。a．壓強(qiáng)不隨時(shí)間改變b．氣體密度不隨時(shí)間改變c．c(A)不隨時(shí)間改變d．單位時(shí)間里生成C和D物質(zhì)量相等(4)1200℃時(shí)反應(yīng)C(g)＋D(g)

A(g)＋B(g)平衡常數(shù)值為_(kāi)_______。61/7862/7863/781．含義 在一定條件下(恒溫恒容或恒溫恒壓)，對(duì)同一可逆反應(yīng)體系，起始時(shí)加入物質(zhì)物質(zhì)量不一樣，而到達(dá)化學(xué)平衡時(shí)，同種物質(zhì)百分含量相同。64/782．原理 同一可逆反應(yīng)，當(dāng)外界條件一定時(shí)，反應(yīng)不論從正反應(yīng)開(kāi)始，還是從逆反應(yīng)開(kāi)始，最終都能到達(dá)平衡狀態(tài)。其中平衡混合物中各物質(zhì)含量相同。 因?yàn)榛瘜W(xué)平衡狀態(tài)與條件相關(guān)，而與建立平衡路徑無(wú)關(guān)。因而，同一可逆反應(yīng)，從不一樣狀態(tài)開(kāi)始，只要到達(dá)平衡時(shí)條件(溫度、濃度、壓強(qiáng)等)完全相同，則可形成等效平衡。65/7866/78ABCD等效說(shuō)明①2mol1mol00①③⑤互為等效平衡。表現(xiàn)在抵達(dá)平衡后各物質(zhì)物質(zhì)量、質(zhì)量、體積、物質(zhì)量濃度、組分百分含量(物質(zhì)量分?jǐn)?shù)、質(zhì)量分?jǐn)?shù)、體積分?jǐn)?shù))相同②4mol2mol00③1mol0.5mol1.5mol0.5mol④01mol3mol1mol⑤003mol1mol67/7868/78ABCD等效說(shuō)明①2mol1mol00①②③⑤互為等效平衡。表現(xiàn)在抵達(dá)平衡后組分百分含量(物質(zhì)量分?jǐn)?shù)、質(zhì)量分?jǐn)?shù)、體積分?jǐn)?shù))相同②4mol2mol00③1mol0.5mol1.5mol0.5mol④01mol3mol1mol⑤003mol1mol69/78ABCD等效說(shuō)明①2mol1mol00①②③⑤互為等效平衡。表現(xiàn)在抵達(dá)平衡后各物質(zhì)物質(zhì)量濃度、組分百分含量(物質(zhì)量分?jǐn)?shù)、質(zhì)量分?jǐn)?shù)、體積分?jǐn)?shù))相同②4mol2mol00③1mol0.5mol1.5mol0.5mol④01mol3mol1mol⑤003mol1mol70/78【樣題1】在一固定容積密閉容器中，保持一定溫度，在一定條件下進(jìn)行反應(yīng)A(g)＋2B(g)

3C(g)，已知加入1molA和3molB，且到達(dá)平衡后，生成amolC。

(1)到達(dá)平衡時(shí)，C在混合氣體中體積分?jǐn)?shù)是________(用字母a表示)。71/78(2)在相同試驗(yàn)條件下，若加入2molA和6molB，到達(dá)平衡后，C物質(zhì)量為_(kāi)_______mol(用字母a表示)，此時(shí)C在反應(yīng)混合氣體中質(zhì)量分?jǐn)?shù)________(填“增大”“減小”或“不變”)。(3)在相同試驗(yàn)條件下，若改為加入2molA和8molB，若要求平衡后C在反應(yīng)混合氣體中質(zhì)量分?jǐn)?shù)不變，則還應(yīng)加入C________mol。72/7873/7874/78(1)相同溫度下，在乙中加入4molN2、6molH2，若乙壓強(qiáng)一直與甲壓強(qiáng)