高考化学一轮总复习 第7章 化学反应的方向限度与速率 第2节 化学平衡常数检测 鲁科版

到乌蒙山区的昭通;从甘肃中部的定西，到内蒙古边陲的阿尔山，看真贫、知真贫，真扶贫、扶真贫，成为“花的精力最多”的事;“扶贫先扶志”“扶贫必扶智”“实施精准扶贫”第2节化学平衡常数考纲定位考情播报1.了解化学平衡常数(K)的含义，能利用化学平衡常数进行相关计算。2了解化学反应速率和化学平衡的调控在生活、生产和科学研究领域中的重要作用。2016全国甲卷T27(1)(2)/全国乙卷T27(2)/全国丙卷T26(3)2015全国卷T28(4)/全国卷T27(2)2014全国卷T28(3)/全国卷T26(1)(2)2013全国卷T28(2)(3)2012全国卷T27(4)考点1| 化学平衡常数及其应用基础知识自查1化学平衡常数(1)概念：在一定温度下，当一个可逆反应达到化学平衡时，反应产物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比值是一个常数，用符号K表示。(2)表达式：对于反应mAnBpCqD，K。(3)意义：化学平衡常数的大小反映了化学反应进行的程度。K正反应进行的程度平衡时生成物浓度平衡时反应物浓度反应物转化率越大越大越大越小越大越小越小越小越大越小一般地说，当K105时，就认为反应基本进行完全了，当K”或“”)。解析(1)K3K1K2。(2)500 时，K32.5 (molL1)2,800 时，K30.375 (molL1)2。即升高温度K变小，即逆向移动，正向为放热反应，H0。答案(1)K1K2(2)3(2017武汉模拟)已知反应A(g)B(g)C(g)D(g)的平衡常数和温度的关系如下：温度/7008008301 0001 200平衡常数1.71.11.00.60.4现有两个相同的2 L恒容绝热(与外界没有热量交换)密闭容器、，在中充入1 mol A和1 mol B，在中充入1 mol C和1 mol D,800 条件下开始反应。达到平衡时，下列说法正确的是()A容器、中的压强相等B容器、中反应的平衡常数相同C该反应的正反应是放热反应D容器中A的浓度比容器中的小C由题中平衡常数与温度的关系可得该反应的正反应是放热反应，C正确；由于反应体系是绝热体系，则容器达到平衡时的温度比容器高，故其平衡常数小，平衡时压强大，A、B错误；容器比容器温度高，故平衡时A的浓度容器大于容器，D错误。化学平衡常数热点归纳(1)化学平衡常数与化学方程式书写形式的关系对于同一可逆反应，正反应的平衡常数等于逆反应的平衡常数的倒数，即：K正。若化学方程式中的系数等倍扩大或缩小，尽管是同一反应，平衡常数也会发生改变。两反应加和，得到的新反应，其化学平衡常数是两反应平衡常数的乘积；两反应相减，得到的新反应，其化学平衡常数是两反应平衡常数相除得到的商。(2)化学平衡常数与物质状态的关系由于固体或纯液体的浓度视为常数1，所以在平衡常数表达式中不再写出。(3)化学平衡常数与平衡移动的关系即使化学平衡发生移动，但只要温度不变，平衡常数就不会改变，利用此守恒可以计算恒定温度下再次平衡后的转化率等物理量，这也是定量化学的重要定律。角度2利用平衡常数判断反应方向4在体积为1 L的密闭容器中，进行如下化学反应：CO2(g)H2(g)CO(g)H2O(g)，化学平衡常数K与温度T的关系如下表：T/7008008501 0001 200K0.60.91.01.72.6回答下列问题：(1)升高温度，化学平衡向_(填“正反应”或“逆反应”)方向移动。(2)若某温度下，平衡浓度符合下列关系：CO2H2COH2O，此时的温度为_；在此温度下，若该容器中含有1 mol CO2、1.2 mol H2、0.75 mol CO、1.5 mol 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”)。解析(1)由表格数据，可知随着温度升高，平衡常数增大，说明化学平衡向正反应方向移动；(2)由CO2H2COH2O，则计算出K1.0，即此时温度为850 ，此温度下”“”或“K反应向逆方向进行，v正v逆。答案(1)K(2)(molL1)2(3)0)，起始物质的量如表所示：序号ABCD2 mol1 mol004 mol2 mol001 mol0.5 mol1.5 mol0.5 mol01 mol3 mol1 mol003 mol1 mol(1)上述反应达到平衡时，互为等效平衡的是哪几组？_。(2)达到平衡后，放出的热量为Q2 kJ，吸收的热量为Q3 kJ，则Q1、Q2、Q3的定量关系为_。(3)其他条件不变，当D为固体时，上述反应达到平衡时，互为等效平衡的是哪几组？_。(4)将“恒温恒容”改为“恒温恒压”，a.上述反应达到平衡时，互为等效平衡的是哪几组？_。b.达平衡后放出的热量分别为Q1和Q2，则Q1与Q2的关系_。提示(1)(2)Q2Q3Q1(3)(4)Q22Q1考点多维探究角度1同温同容条件下等效平衡的应用1(2017石家庄模拟)同温度下，体积均为1 L的两个恒容密闭容器中发生可逆反应：N2(g)3H2(g)2NH3(g)H92.6 kJ/mol。测得数据如表：下列叙述不正确的是() 【导学号：99682233】A容器、中反应达平衡时压强相等B容器中反应开始时v(正)v(逆)C容器中反应达平衡时，吸收的热量Q为9.26 kJD若条件为“绝热恒容”，容器中反应达平衡时n(NH3)0.6 molB根据容器中反应达到平衡时能量的变化可知，该反应中转化的N2为0.3 mol，因此根据三段式法可得 N2(g)3H2(g)2NH3(g)起始(mol) 2 3 0转化(mol) 0.3 0.9 0.6平衡(mol) 1.7 2.1 0.6故平衡常数K0.023(molL1)20.069(molL1)2，因此容器中反应向逆反应方向进行，v(正)”“”或“”)。解析(1)由于甲容器定容，而乙容器定压，当它们的压强相等达到平衡时，乙的容积应该为甲的两倍，生成的NH3的物质的量应该等于2m mol。当甲、乙两容器的体积相等时，相当于将建立等效平衡后的乙容器压缩，故乙中NH3的物质的量大于2m mol。(2)起始加入量相同，平衡时乙中的压强大，反应程度大，(N2)大。答案(1)DE(2)(1)构建恒温恒容平衡思维模式新平衡状态可认为是两个原平衡状态简单的叠加并压缩而成，相当于增大压强。(2)构建恒温恒压平衡思维模式(以气体物质的量增加的反应为例，见图示)新平衡状态可以认为是两个原平衡状态简单的叠加，压强不变，平衡不移动。 (3)恒温恒容与恒温恒压条件平衡比较模式(起始量相同)专项突破8“三段式”突破化学平衡的综合计算“三段式法”是有效解答化学平衡计算题的“万能钥匙”。解题时，要注意清楚条理地列出起始量、转化量、平衡量，按题目要求进行计算，同时还要注意单位的统一。1步骤2方法：可按下列模式进行计算：如mA(g)nB(g)pC(g)qD(g)，令A、B起始物质的量浓度分别为a molL1、b molL1，达到平衡后消耗A的物质的量浓度为mx molL1。mA(g)nB(g)pC(g)qD(g)起始(molL1) a b 0 0变化(molL1) mx nx px qx平衡(molL1) amx bnx px qx相关计算：平衡常数：K。A的平衡转化率：(A)平100%。A的物质的量分数(或气体A的体积分数)：w(A)100%。v(A)。混合气体的平均密度：混。混合气体的平均相对分子质量：。对点训练1(2015重庆高考)羰基硫(COS)可作为一种粮食熏蒸剂，能防止某些昆虫、线虫和真菌的危害。在恒容密闭容器中，将CO和H2S混合加热并达到下列平衡：CO(g)H2S(g)COS(g)H2(g)K0.1反应前CO物质的量为10 mol，平衡后CO物质的量为8 mol。下列说法正确的是()A升高温度，H2S浓度增加，表明该反应是吸热反应B通入CO后，正反应速率逐渐增大C反应前H2S物质的量为7 molDCO的平衡转化率为80%CA.升高温度，H2S浓度增大，说明平衡向逆反应方向移动，逆反应为吸热反应，则正反应为放热反应，故不正确。B.通入CO后，正反应速率瞬间增大，之后化学平衡发生移动，正反应速率逐渐减小，逆反应速率逐渐增大，当正反应速率和逆反应速率相等时，反应达到新的化学平衡状态，故不正确。C.设反应前H2S的物质的量为a mol，容器的容积为1 L，列“三段式”进行解题： CO(g)H2S(g)COS(g)H2(g)起始物质的量浓度(molL1)10a00转化物质的量浓度(molL1)22 2 2平衡物质的量浓度(molL1)8a2 2 2化学平衡常数K0.1，解得a7，故正确。DCO的平衡转化率为100%20%，故不正确。对点训练2在1.0 L密闭容器中充入0.10 mol A(g)，一定温度下发生如下反应：A(g)B(g)C(g)H2t1，错误。选项B，由阿伏加德罗定律的推论可知，0.5/0.90.10/n，解得n0.18，设反应达到平衡时A变化的物质的量为x，则A(g)B(g)C(g)起始量(mol): 0.1 0 0变化量(mol): x x x平衡量(mol): 0.1x x x故(0.1x)xx0.18，解得x0.08，则平衡时A0.02 mol/L，B0.08 mol/L，C0.08 mol/L，则K0.32 molL1，正确。选项C，反应是放热反应，且反应前后气体分子数增大，故要增大平衡体系中B的含量，可以采用降低温度、减小压强、减少C的量等方法，错误。选项D，再充入0.1 mol A，平衡正向移动，但A的转化率减小，错误。对点训练3COCl2的分解反应为COCl2(g)=Cl2(g)CO(g)H108 kJmol1。反应体系达到平衡后，各物质的浓度在不同条件下的变化状况如下图所示(第10 min到14 min的COCl2浓度变化曲线未标出)：(1)计算反应在第8 min时的平衡常数K_；(2)若12 min时反应于温度T(8)下重新达到平衡，则此时COCl2_molL1。解析(1)根据图像得出以下数据： COCl2(g)=Cl2(g)CO(g)H108 kJ/mol开始/(molL1)0.055 0.095 0.078 min/(molL1) 0.04 0.11 0.085K0.234 molL1。(2)设12 min时COCl2的平衡浓度为x。由于12 min时反应在温度T(8)下达到平衡，则由平衡常数定义得K molL10.234 molL1解得x0.031 molL1。答案(1)0.234 molL1(2)0.031对点训练4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： 【导学号：99682234】2NO2(g)NaCl(s)NaNO3(s)ClNO(g)K1H10()2NO(g)Cl2(g)2ClNO(g)K2H2”“1；化学平衡常数只与温度有关，温度不变，平衡常数K2不变；该反应为放热反应，升高温度可使平衡常数K2减小。答案(1)(2)2.510275%不变升高温度对点训练5(2014福建高考节选)已知t 时，反应FeO(s)CO(g)Fe(s)CO2(g)的平衡常数K0.25。(1)t 时，反应达到平衡时n(CO)n(CO2)_。(2)若在1 L密闭容器中加入0.02 mol FeO(s)，并通入x mol CO，t 时反应达到平衡。此时FeO(s)转化率为50%，则x_。解析(1)根据该反应的K0.25，可知反应达到平衡时n(CO)n(CO2)41。(2)根据反应：FeO(s)CO(g)Fe(s)CO2(g)初始物质的量/mol0.02x00变化物质的量/mol0.010.010.010.01平衡物质的量/mol0.01x0.010.010.01根据化学平衡常数可知：K0.01/(x0.01)0.25，解得x0.05。答案(1)41(2)0.05有关化学平衡计算的三点注意事项(1)注意反应物和反应产物的浓度关系：反应物：c(平)c(始)c(变)；反应产物：c(平)c(始)c(变)。(2)利用混和计算时要注意m总应为气体的质量，V应为反应容器的体积，n总应为气体的物质的量。(3)起始浓度、平衡浓度不一定呈现系数比，但物质之间是按系数反应和生成的，故各物质的浓度变化之比一定等于系数比，这是计算的关键。课堂小结反馈达标11全新理念探究高考明确考向1一组判断，展示高考易误点(1)化学平衡常数表达式中的浓度可以用物质的量代替计算。()(2)增大压强，化学平衡向右移动，反应物的转化率增大，平衡常数也增大。()(3)升高温度，反应的平衡常数一定增大。()(4)化学平衡常数增大，化学平衡一定向正反应方向移动。()(5)平衡常数和转化率都能体现可逆反应进行的程度。()(6)C(s)H2O(g)CO(g)H2(g)的K表达式为。()(7)一个可逆反应的正反应K正与逆反应K逆相等。()(8)一定温度下，N2(g)3H2(g)2NH3(g)的K1与2N2(g)6H2(g)4NH3(g)的K2的关系为K12K2。()(9)从热力学的角度，2NO(g)2CO(g)=N2(g)2CO2(g)H0的反应不可能自发进行。()答案(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)(8)(9)2一题串知，覆盖高考考什么(2013全国卷)在1.0 L密闭容器中放入0.10 mol A(g)，在一定温度进行如下反应：A(g)B(g)C(g)H85.1 kJmol1反应时间(t)与容器内气体总压强(p)的数据见下表：时间t/h