1、精品新高考化学第一轮复习第七章第3讲化学平衡常数化学反应进行的方向优质课教案第3讲平衡常、反应进行的方向考纲要求1解平衡常的含义并能进行简单计算。2了解反应的方向与反应的焓变与熵变的关系。3掌握反应在一定条件下能否自发进行的判断依据，能够利用反应的焓变和熵变判断反应的方向。考点一平衡常1概念在一定温度下，当一个可逆反应达到平衡时，生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比值是一个常，用符号表示。2表达式对于反应A(g)B(g) p(g)qD(g)，(固体和纯液体的浓度视为常，通常不计入平衡常表达式中)。3意义(1)值越大，反应物的转率越大，正反应进行的程度越大。(2)只受温度影响，与反应物或生成物
2、的浓度变无关。(3)平衡常是指某一具体反应的平衡常。深度思考1对于N23H2 2NH31 2NH3 N23H22试分别写出平衡常表达式，并判断其关系_。答案1212试写出下面可逆反应的平衡常表达式：()H2O(g) O(g)H2(g)_。答案3平衡常只受温度的影响，温度升高，平衡常是增大还是减小？答案温度升高平衡常的变要视反应而定，若正反应是吸热反应，则温度升高值增大，反之则减小。4对于一个可逆反应，计量扩大或缩小，平衡常表达式是否改变？是什么关系？转率是否相同？试举例说明。答案对于一个可逆反应，计量不一样，平衡常表达式也就不一样，但对应物质的转率相同。例如：(1)A(g)bB(g) c(g)
3、1(2)A(g)bB(g) c(g)2或1无论(1)还是(2)，A或B的转率是相同的。5判断正误，正确的划“”，错误的划“”(1)平衡常表达式中，可以是物质的任一浓度 ()(2)催剂能改变反应速率，也能改变平衡常 ()(3)平衡常发生变，平衡不一定发生移动 ()(4)平衡发生移动，平衡常不一定发生变 ()答案(1)(2)(3)(4)题组一平衡常及其影响因素1温度为T 时，在体积为10 L的真空容器中通入100 氢气和100 碘蒸气，20 后，反应达到平衡，此时测得碘蒸气的浓度为0020 L1。涉及的反应可以用下面的两个方程式表示：H2(g)I2(g) 2HI(g)2H2(g)2I2(g) 4H
4、I(g)下列说法正确的是 ()A反应速率用HI表示时，v(HI)0008 L11B两个方程式的意义相同，但其平衡常表达式不同，不过计算所得值相同氢气在两个反应方程式中的转率不同D第二个反应中，增大压强平衡向生成HI的方向移动答案A解析H2(g)I2(g) 2HI(g)初始浓度(L1) 0100 0100 0平衡浓度(L1) 0020 0020 0160转浓度(L1) 0080 0080 0160所以，v(HI)0160 L120 0008 L11，A正确；64，而6424 096，故选项B错；两个方程式表示的是一个反应，反应达到平衡时，氢气的浓度相同，故其转率相同，错；两个反应相同，只是表达形
5、式不同，压强的改变对平衡的移动没有影响，D错。2已知反应：O(g)O() O2(g)()和反应：H2(g)O() ()H2O(g)在相同的某温度下的平衡常分别为1和2，该温度下反应：O(g)H2O(g) O2(g)H2(g)的平衡常为。则下列说法正确的是 ()A反应的平衡常1B反应的平衡常对于反应，恒容时，温度升高，H2浓度减小，则该反应的焓变为正值D对于反应，恒温恒容下，增大压强，H2浓度一定减小答案B解析在书写平衡常表达式时，纯固体不能表示在平衡常表达式中，A错误；由于反应反应反应，因此平衡常，B正确；反应中，温度升高，H2浓度减小，则平衡左移，即逆反应为吸热反应，正反应为放热反应，因此H
6、0，错误；对于反应，在恒温恒容下，增大压强，如充入惰性气体，则平衡不移动，H2的浓度不变，D错误。题组二平衡常及其应用3在体积为1 L的密闭容器中，进行如下反应：O2(g)H2(g) O(g)H2O(g)，平衡常与温度T的关系如下表：T/7008008501 0001 2000609101726回答下列问题：(1)升高温度，平衡向_(填“正反应”或“逆反应”)方向移动。(2)能判断该反应达到平衡状态的依据是_。Ac(O2)c(O) B不变容器中的压强不变 Dv正(H2)v正(O2)Ec(H2)保持不变(3)若某温度下，平衡浓度符合下列关系：c(O2)c(H2)c(O)c(H2O)，此时的温度为
7、_；在此温度下，若该容器中含有1 O2、12 H2、075 O、15 H2O，则此时反应所处的状态为_(填“向正反应方向进行中”、“向逆反应方向进行中”或“平衡状态”)。答案(1)正反应(2)E(3)850 向正反应方向进行中解析(1)由表格据可得，随着温度升高，平衡常增大，说明平衡向正反应方向移动；(2)A项，达到平衡时c(O2)不一定等于c(O)，反之相等时也不一定处于平衡状态；B项，温度不变不变，不正确；项，此反应不论是否平衡，压强均不改变，故不正确；D项，v正(O2)与v正(H2)表示的反应方向一致，故不能判断是否达到平衡；E项，达到平衡时，各种反应物、生成物的浓度保持不变。(3)由c
8、(O2)c(H2)c(O)c(H2O)，则计算出10，即此时温度为850 ，此温度下0940，请回答下列问题：(1)在某温度下，反应物的起始浓度分别为c(M)1 L1，c(N)24 L1；达到平衡后，M的转率为60%，此时N的转率为_；(2)若反应温度升高，M的转率_(填“增大”、“减小”或“不变”)；(3)若反应温度不变，反应物的起始浓度分别为c(M)4 L1，c(N) L1；达到平衡后，c(P)2 L1，_；(4)若反应温度不变，反应物的起始浓度为c(M)c(N)b L1，达到平衡后，M的转率为_。答案(1)25%(2)增大(3)6(4)41% 解析(1) M(g)N(g) P(g)Q(g
9、)始态L1 1 24 0 0变量L1 160% 160%因此N的转率为100%25%。(2)由于该反应的H0，即该反应为吸热反应，因此升高温度，平衡右移，M的转率增大。(3)根据(1)可求出各平衡浓度：c(M)04 L1c(N)18 L1c(P)06 L1c(Q)06 L1因此平衡常由于温度不变，因此不变，新状态达到平衡后c(P)2 L1c(Q)2 L1c(M)2 L1c(N)(2) L1 解得6。(4)设M的转率为，则达到平衡后各物质的平衡浓度分别为c(M)b(1) L1c(N)b(1) L1c(P)b L1c(Q)b L1 解得41%。题组二综合应用2苯乙烷(8H10)可生产塑料单体苯乙烯
10、(8H8)，其反应原是8H10(g) 8H8(g)H2(g)H125 J1某温度下，将040 苯乙烷，充入2 L真空密闭容器中发生反应，测定不同时间该容器内物质的量，得到据如下表：时间/010203040(8H10)/04003002623(8H8)/0000101016016(1)当反应进行到20 时，该段时间内H2的平均反应速率是_。(2)该温度下，该反应的平衡常是_。(3)若保持其他条件不变，用040 H2(g)和040 8H8(g)合成8H10(g)，当有30 J热量放出时，该反应中H2的转率是_。此时，该反应是否达到了平衡状态？_(填“是”或“否”)。工业上以高温水蒸气作为反应体系的
11、稀释剂(不参与反应)，8H10(g)的平衡转率与水蒸气的用量、体系的温度、压强的关系如图、图所示。(4)由图可知，T1_T2(填“大于”、“小于”或“等于”)。(5)由图可知，当其他条件不变时，水蒸气的用量越大，8H10的平衡转率将_(填“越大”、“越小”或“不变”)，原因是_。答案(1)0003 5 L11(2)4/75或0053(3)60%是(4)大于(5)越大随着水蒸气的加入，扩大了容器的体积，相当于对反应体系减小压强(或使得浓度商Q)平衡右移，转率增大解析(1)v(H2)v(8H10)0003 5 L11(2)8H10(g) 8H8(g)H2(g)起始/L1 020 0 0平衡/L1
12、012 008 008(3)8H8(g)H2(g) 8H10(g)起始/ 040 040 0某时刻/ 040 040 125 J130 J024 (H2)100%60%Q，所以处于平衡状态。(4)升温，平衡右移，8H10的平衡转率增大，所以T1大于T2。(5)随着水蒸气的加入，扩大了容器的体积，相当于对反应体系减小压强，平衡右移，转率增大。考点三反应进行的方向1自发过程(1)含义在一定条件下，不需要借助外力作用就能自动进行的过程。(2)特点体系趋向于从高能状态转变为低能状态(体系对外部做功或释放热量)。在密闭条件下，体系有从有序转变为无序的倾向性(无序体系更加稳定)。2自发反应在一定条件下无需
13、外界帮助就能自发进行的反应称为自发反应。3判断反应方向的依据(1)焓变与反应方向研究表明，对于反应而言，绝大多放热反应都能自发进行，且反应放出的热量越多，体系能量降低得也越多，反应越完全。可见，反应的焓变是制约反应能否自发进行的因素之一。(2)熵变与反应方向研究表明，除了热效应外，决定反应能否自发进行的另一个因素是体系的混乱度。大多自发反应有趋向于体系混乱度增大的倾向。熵和熵变的含义熵的含义熵是衡量一个体系混乱度的物量。用符号S表示。同一条件下，不同物质有不同的熵值，同一物质在不同状态下熵值也不同，一般规律是S(g)S()S()。b熵变的含义熵变是反应前后体系熵的变，用S表示，反应的S越大，越
14、有利于反应自发进行。(3)综合判断反应方向的依据HTS0，反应不能自发进行。深度思考1能自发进行的反应一定能实际发生吗？答案不一定，反应方向的判据指出的仅仅是在一定条件下反应自发进行的趋势，并不能说明在该条件下反应一定能实际发生，还要考虑反应的快慢问题。2判断正误，正确的划“”，错误的划“”(1)放热过程有自发进行的倾向性，但并不一定能自发进行，吸热过程没有自发进行的倾向性，但在一定条件下也可自发进行 ()(2)反应能否自发进行需综合考虑焓变和熵变对反应的影响 ()答案(1)(2)题组一焓变与自发反应1实验证明，多能自发进行的反应都是放热反应。对此说法的解正确的是 ()A所有的放热反应都是自发
15、进行的B所有的自发反应都是放热的焓变是影响反应是否具有自发性的一种重要因素D焓变是决定反应是否具有自发性的唯一判据答案题组二熵变与自发反应2下列过程属于熵增加的是 ()A一定条件下，水由气态变成液态B高温高压条件下使石墨转变成金刚石4NO2(g)O2(g)=2N2O5 (g)D固态碘升华答案D3下列反应中，熵显著增加的反应是 ()AO(g)2H2(g)=H3OH(g)BO32H=2H2OO2()O2(g)=O2(g)D2Hg()O2(g)=2HgO()答案B解析反应中若生成气体或气体的量增加，都会使混乱度增大，熵增加。题组三复合判据的应用4已知：(NH4)2O3()=NH4HO3()NH3(g
16、)H749 J1。下列说法中正确的是 ()A该反应中熵变小于0，焓变大于0B该反应是吸热反应，因此一定不能自发进行碳酸盐分解反应中熵增加，因此任何条件下所有碳酸盐分解一定自发进行D判断反应能否自发进行需要根据H与S综合考虑答案D5灰锡结构松散，不能用于制造器皿，而白锡结构坚固，可以制造器皿，现把白锡制成的器皿放在0 、100 P的室内存放，它会不会变成灰锡而不能再继续使用？已知：在0 、100 P条件下白锡转为灰锡的反应焓变和熵变分别为H2 1809 J1，S661 J11。答案会自发变成灰锡，不能再继续使用。解析HTS2 1809 J1103273 (661 J11)103038 J10，能
17、自发进行。焓变、熵变和温度对反应方向的影响HSHTS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，高温时非自发探究高考明确考向1(2013安徽综，11)一定条件下，通过下列反应可以制备特种陶瓷的原料MgO：MgSO4()O(g) MgO()O2(g)SO2(g)H0该反应在恒容的密闭容器中达到平衡后，若仅改变图中横坐标的值，重新达到平衡后，纵坐标y随变趋势合的是 () 选项yA温度容器内混合气体的密度BO的物质的量O2与O的物质的量之比SO2的浓度平衡常DMgSO4的质量(忽略体积)O的转率
18、答案A解析由于此反应为吸热反应，升高温度，平衡正向移动，混合气体质量增加，密度增大，A正确；当增加O的物质的量时，相当于增大体系的压强，O的转率减小，O2与O的物质的量之比减小，B错误；平衡常只与温度有关，与SO2的浓度无关，错误；MgSO4为固体，增加其质量对平衡无影响，所以O的转率不变，D错误。2(2013四川综，6)在一定温度下，将气体和气体Y各016 充入10 L恒容密闭容器中，发生反应(g)Y(g) 2(g)H0，一段时间后达到平衡。反应过程中测定的据如下表： /2479(Y)/012011010010下列说法正确的是 ()A反应前2 的平均速率v()20103L11B其他条件不变，
19、降低温度，反应达到新平衡前v(逆)v(正)该温度下此反应的平衡常144D其他条件不变，再充入02 ，平衡时的体积分增大答案解析根据表格中的据，列出平衡三段式，逐项分析。A项根据表中的据可求得在前2 内生成为008 ，故v()4103 L11。B项由于该反应的正反应是放热反应，降低温度，平衡正向移动，v(逆)v(正)。项根据平衡常的表达式144。D项因该反应前后气体计量和相等，其他条件不变时，再充入02 ，达到平衡时，其作用效果相当于保持的物质的量不变，缩小容器的体积，的体积分不变。3(2013江苏，15改编)一定条件下存在反应：O(g)H2O(g) O2(g)H2(g)，其正反应放热。现有三个
20、相同的2 L恒容绝热(与外界没有热量交换)密闭容器、，在中充入1 O和1 H2O，在中充入1 O2和1 H2，在中充入2 O和2 H2O，700 条件下开始反应。达到平衡时，下列说法正确的是()A容器、中正反应速率相同B容器、中反应的平衡常相同容器中O的物质的量比容器中的多D容器中O的转率与容器中O2的转率之和等于1答案解析分析题给方程式的特点，应用平衡移动原分析、解决问题。容器中反应正向进行，放出热量，容器中反应逆向进行，吸收热量，两个容器中反应温度不同，则、中正反应速率不相同，A错。容器中加入反应物的量比容器中多，由于该反应为放热反应，中放出热量比多，中反应正向进行的程度比小，因此容器中反
21、应的平衡常比小，B错。中反应正向进行，放出热量，中反应逆向进行，吸收热量，由于容器均为绝热容器，和中反应进行的程度均较小，则正确D错误。4(2013新课标全国卷，28)在10 L密闭容器中放入010 A(g)，在一定温度进行如下反应：A(g) B(g)(g)H851 J1反应时间()与容器内气体总压强(p)的据见下表： 时间/0124816202530总压强p/100 P491558632731854950952953953回答下列问题：(1)欲提高A的平衡转率，应采取的措施为_。(2)由总压强p和起始压强p0计算反应物A的转率(A)的表达式为_。平衡时A的转率为_，列式并计算反应的平衡常_。
22、(3)由总压强p和起始压强p0表示反应体系的总物质的量总和反应物A的物质的量(A)，(总)_ ，(A)_ 。下表为反应物A浓度与反应时间的据，计算：_。反应时间/04816c(A)/(L1)01000260006 5分析该反应中反应物的浓度c(A)变与时间间隔()的规律，得出的结论是_，由此规律推出反应在12 时反应物的浓度c(A)为_ L1。答案(1)升高温度、降低压强(2)(1)100%941%A(g) B(g)(g)起始浓度/L1 010 0 0平衡浓度/L1010(1941%)010941%010941%15(3)010010(2)0051达到平衡前每间隔4 ，c(A)减少约一半001
23、3解析通过分析表格中据，根据压强之比等于物质的量之比入手解决相关问题。(1)要提高A的转率，应通过改变条件使平衡正向移动，可以从浓度、温度、压强三个方面考虑，可从容器中分离出B、或扩大容器的体积(降低压强)或升高温度。(2)相同条件下，在密闭容器中气体的压强之比等于物质的量之比，设反应后气体的总物质的量为，则有，故 ，而气体的物质的量的增加量等于消耗的A的物质的量，故A的转率为100%(1)100%，将表中的据代入公式中可得平衡时A的转率为(1)100%941%；根据方程式列出平衡三段式，注意三段式中使用的都是浓度，即可求得平衡常。(3)结合(2)的解析可知(A)010 (010) 010(2
24、) ；根据表中的据，可知010(2) L10051 L1，通过表中的据可知，在达到平衡前每间隔4 ，A的浓度减少约一半，故反应在12 时，A的浓度为050026 L10013 L1。5(2013广东综，31)大气中的部分碘于O3对海水中I的氧，将O3持续通入NI溶液中进行模拟研究。(1)O3将I氧成I2的过程由3步反应组成：I(q)O3(g)=IO(q)O2(g)H1IO(q)H(q) HOI(q)H2HOI(q)I(q)H(q) I2(q)H2O()H3总反应的方程式为_，其反应热H_。(2)在溶液中存在平衡：I2(q)I(q) I(q)，其平衡常表达式为_。(3)为探究F2对O3氧I反应的影响(反应体系如图1)
