高考化学一轮复习第26讲化学平衡常数化学反应进行的方向练习新人教版1101177

1、第26讲化学平衡常数化学反应进行的方向【考纲要求】1.了解化学平衡常数的含义并能利用化学平衡常数进行相关计算。2.能正确计算化学反应的转化率()。3了解化学反应的方向与化学反应的焓变与熵变的关系。考点一|化学平衡常数及其应用(重点保分型师生共研)授课提示：对应学生用书第128页核心知识大通关1概念：在一定温度下，当一个可逆反应达到化学平衡时，生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比值是一个常数，用符号k表示。2表达式：化学方程式平衡常数与k1的关系n2(g)3h2(g)2nh3(g)k1k2(或k1)k3n2(g)h2(g)nh3(g)k22nh3(g)n2(g)3h2(g)k33.意义：(1)

2、k值越大，正反应进行的程度越大，反应物的转化率越大。(2)k只受温度影响，与反应物或生成物的浓度变化无关。小题热身正误判断，正确的打“”，错误的打“”。(1)平衡常数表达式中，可以是物质的任一浓度。()(2)温度、浓度、压强、催化剂均能改变平衡常数。()(3)升高温度，平衡常数一定增大。()(4)平衡常数变化，化学平衡不一定发生移动。()(5)化学平衡发生移动，平衡常数一定改变。()(6)平衡常数和转化率都能体现可逆反应进行的程度。()(7)反应a(g)3b(g)2c(g)，达平衡后，温度不变，增大压强，平衡正向移动，平衡常数k值增大。()(8)对于反应：2so2(g)o2(g)2so3(g)

3、，升高温度，k值减小，则h0。()答案：(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)(8)考向精练提考能考向一多个反应中平衡常数关系判断1已知下列反应在某温度下的平衡常数：h2(g)s(s)h2s(g)k1s(s)o2(g)so2(g)k2则在该温度下反应h2(g)so2(g)o2(g)h2s(g)的平衡常数为()ak1k2bk1k2ck1k2 d.解析：由平衡常数的定义可知，k1，k2，反应h2(g)so2(g)o2(g)h2s(g)的平衡常数k，可知k。答案：d2已知：co(g)2h2(g)ch3oh(g)2ch3oh(g)ch3och3(g)h2o(g)co(g)h2o(g)co2(g)h

4、2(g)某温度下三个反应的平衡常数的值依次为k1、k2、k3，则该温度下反应3co(g)3h2(g)ch3och3(g)co2(g)的化学平衡常数k为_(用k1、k2、k3表示)。解析：k1k2k3kk2k3kkk2k3k答案：kk2k3考向二平衡常数的影响因素及其应用利用k与qc的关系判断可逆反应所处状态对于可逆反应ma(g)nb(g)pc(g)qd(g)，qc(式中浓度是任意时刻的浓度)。根据qc与k的关系可以判断可逆反应所处的状态：qc3已知，相关数据见下表：编号化学方程式平衡常数平衡常数979 k1 173 kfe(s)co2(g)feo(s)co(g)k11.472.15co(g)h

5、2o(g)co2(g)h2(g)k21.62bfe(s)h2o(g)feo(s)h2(g)k3a1.68根据以上信息判断，下列结论错误的是()aabb增大压强，平衡状态不移动c升高温度平衡状态向正反应方向移动d反应、均为放热反应解析：由，得k3k1k2，则a2，bb，a项正确；是等体反应，增大压强，平衡不移动，b项正确，由a2，b1，可知随温度升高，k2、k3均减小，故反应、均为放热反应，d项正确，升温时反应、均向逆反应方向移动，c项不正确。答案：c4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/700800

6、8501 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)能判断该反应达到化学平衡状态的依据是_。ac(co2)c(co) bk不变c容器中的压强不变 dv正(h2)v正(co2)ec(h2)保持不变(3)若某温度下，平衡浓度符合下列关系：c(co2)c(h2)c(co)c(h2o)，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：

7、(1)由表格数据可得，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)a项，达到平衡时c(co2)不一定等于c(co)，反之相等时也不一定处于平衡状态；b项，温度不变k不变，不正确；c项，此反应不论是否平衡，压强均不改变，故不正确；d项，v正(co2)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(co2)c(h2)c(co)c(h2o)，则计算出k1.0，即此时温度为850 ，此温度下0.941.0，故反应向正反应方向进行中。答案：(1)正反应(2)e(3)850 向正反应方向进行中练后反思利用化学平衡

8、常数判断可逆反应的热效应考点二|利用“三段式”法进行化学平衡的计算(重点保分型师生共研)授课提示：对应学生用书第129页核心知识大通关1分析三个量：即起始量、变化量、平衡量。2明确三个关系：(1)对于同一反应物，起始量变化量平衡量。(2)对于同一生成物，起始量变化量平衡量。(3)各转化量之比等于各反应物的化学计量数之比。3计算方法三段式法：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 mol/l、b mol/l，达到平衡后消耗a的物质的量浓度为mx mol/l。 ma(g)nb(g)pc(g)qd(g)起始/(mol/l)ab00变化/(m

9、ol/l) mx nx px qx平衡/(mol/l) amx bnx px qx(1)求平衡常数：k(2)求转化率转化率100%，如(a)平100%。考向精练提考能考向一化学平衡常数的计算1将固体nh4i置于密闭容器中，在一定温度下发生下列反应：nh4i(s)nh3(g)hi(g)；2hi(g)h2(g)i2(g)达到平衡时，c(h2)0.5 mol/l，c(hi)4 mol/l，则此温度下反应的平衡常数为_，反应的平衡常数为_，相同温度下h2(g)i2(g)2hi(g)的平衡常数为_。解析：平衡时c(h2)c(i2)0.5 moll1，则分解的hi为1 moll1，c(nh3)5 moll

10、1，反应的平衡常数k1c(nh3)c(hi)5 moll14 moll120(moll1)2；反应的平衡常数为k2，则其逆反应的平衡常数为64。答案：20642.汽车尾气中no产生的反应为n2(g)o2(g)2no(g)。一定条件下，等物质的量的n2(g)和o2(g)在恒容密闭容器中反应，如图曲线a表示该反应在温度t下n2的浓度随时间的变化，曲线b表示该反应在某一起始反应条件改变时n2的浓度随时间的变化。下列叙述正确的是()a温度t下，该反应的平衡常数kb温度t下，随着反应的进行，混合气体的密度减小c曲线b对应的条件改变可能是加入了催化剂d若曲线b对应的条件改变是温度，可判断该反应的h0解析：

11、 n2(g)o2(g)2no(g)起始/(moll1)c0c00转化/(moll1)c0c1c0c12(c0c1)平衡/(moll1)c1c12(c0c1)故t温度下k，a项正确；对于反应物、生成物均为气体的反应来说，恒容条件下，密度是定值，b项不正确；催化剂只影响反应速率，不影响平衡状态，c项不正确；若曲线b对应的条件是温度改变，则a到b应是升温，升高温度c(n2)变小，说明平衡正向移动，该反应的h0，d项不正确。答案：a备考提醒化学平衡计算题的解题思路考向二转化率的计算3已知可逆反应：m(g)n(g)p(g)q(g)h0，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

12、moll1，c(n)2.4 moll1；达到平衡后，m的转化率为60%，此时n的转化率为_。(2)若反应温度升高，m的转化率_(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 moll1，c(n)a moll1；达到平衡后，c(p)2 moll1，a_。(4)若反应温度不变，反应物的起始浓度为c(m)c(n)b moll1，达到平衡后，m的转化率为_。解析：(1)m(g)n(g)p(g)q(g)始态1 mol/l2.4 mol/l00变化量1 mol/l60%1 mol/l60%因此n的转化率为100%25%。(2)由于该反应的h0，即该反应为吸热反应，

13、因此升高温度，平衡右移，m的转化率增大。(3)根据(1)可求出各平衡浓度：c(m)0.4 mol/l，c(n)1.8 mol/l，c(p)0.6 mol/l，c(q)0.6 mol/l。因此化学平衡常数k。由于温度不变，因此k不变，达到平衡后c(p)2 mol/l，c(q)2 mol/l，c(m)2 mol/lc(n)(a2)moll1k解得a6。(4)设m的转化率为x，则达到平衡后各物质的平衡浓度分别为c(m)b(1x)mol/lc(n)b(1x)mol/lc(p)bx mol/lc(q)bx mol/lk，解得x41%。答案：(1)25%(2)增大(3)6(4)41%考向三化学平衡常数与转

14、化率的换算4so2常用于制硫酸，其中一步重要的反应为2so2(g)o2(g)2so3(g)h0。若向一个2 l的密闭容器中充入0.4 mol so2、0.2 mol o2和0.4 mol so3，发生上述反应。请回答下列问题：(1)当反应达到平衡时，各物质的浓度可能是_(填字母)。ac(so2)0.3 moll1、c(o2)0.15 moll1bc(so3)0.4 moll1cc(o2)0.2 moll1、c(so2)0.4 moll1dc(so3)0.3 moll1(2)任选上述一种可能的情况，计算达到平衡时的平衡常数为_。(3)某温度时，将4 mol so2和2 mol o2通入2 l密闭

15、容器中，10 min时反应达到平衡，so2的转化率为80%，则010 min内的平均反应速率v(o2)_，该温度下反应2so2(g)o2(g)2so3(g)的平衡常数k_。答案：(1)ad(2)(或180)(3)0.08 moll1min180考点三|化学反应进行的方向(基础送分型自主学习)授课提示：对应学生用书第130页巩固教材知识1自发过程(1)含义：在一定条件下， 不需要借助于外力作用就能进行的过程。(2)特点(3)自发反应在给定的条件下，无须外界帮助，一经引发即能自动进行的反应。2化学反应方向的判据3正误判断，正确的打“”，错误的打“”。(1)判断过程的自发性能确定过程能否发生和过程发

16、生的速率。()(2)h0的反应，一定是自发反应。()(3)吸热且熵增加的反应，当温度升高时，反应一定能自发进行。()(4)凡是放热反应都是自发的，吸热反应都是非自发的。()(5)10 的水结成冰，可用熵变的判据来解释反应的自发性。()(6)反应的自发性不仅能够用于判断过程的方向，还能确定过程是否一定能发生。()答案：(1)(2)(3)(4)(5)(6)练透基础小题 题点一焓变与自发反应1实验证明，多数能自发进行的反应都是放热反应。对此说法理解正确的是()a所有的放热反应都是自发进行的b所有的自发反应都是放热的c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

17、案：c题点二熵变与自发反应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c将散落的火柴放入火柴盒d固态碘升华解析：熵增加的过程就是物质的混乱程度增大的过程。水由气态变成液态是熵减小的过程，a不符合题意；高温、高压条件下使石墨转变成金刚石是熵减小的过程，b不符合题意；将散落的火柴放入火柴盒是熵减小的过程，c不符合题意；固态碘升华属于熵增加的过程，d符合题意。答案：d3已知：(nh4)2co3(s) =nh4hco3(s)nh3(g)h74.9 kjmol1。下列说法正确的是()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

18、c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综合考虑解析：反应属于固体生成气体的反应，是反应中熵变大于0的反应，a错误；h0、s0，hts00非自发b2no2(g)n2o4(g)000自发dnh4cl(s)= nh3(g)hcl(g)0非自发解析：液态水转化为气态水是熵增加的过程，a错误；no2转化为n2o4为化合反应，该反应是放热的、熵值减小常温下就能发生的可逆反应，属于自发反应，b正确；该反应是放热反应，c错误；nh4cl受热分解反应属于吸热反应，d错误。答案：b5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

19、锡制成的器皿放在0 、100 kpa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 kpa条件下白锡转化为灰锡反应的焓变和熵变分别为h2.180 9 kjmol1，s6.6 jmol1k1，当hts0时能自发反应)()a会变b不会变c不能确定 d升高温度才会变解析：反应自发进行需要满足hts0，由0 为273 k、h2.180 9 kjmol1、s6.6 jmol1k1代入公式：hts2.180 9103 jmol1273 k6.6 jmol1k1379.1 jmol1”“”或“”)，该反应_自发进行。(6)合成气组成n(h2)/n(coco2)2.6时，体系中的co平衡转化

20、率()与温度和压强的关系如图2所示。(co)随温度的升高而_(填“增大”或“减小”)，其原因是_。图2中的压强由大到小为_，其判断的理由是_。答案：(1)k1(2)增大反应为吸热反应，升高温度，平衡正移，化学平衡常数k3增大(3)a反应为放热反应，平衡常数数值应随温度的升高而变小(4)(5)p2p1相同温度下，由于反应为气体分子数减小的反应，加压有利于提升co的转化率；而反应为气体分子数不变的反应，产生co的量不受压强影响，故增大压强时，有利于co的转化率升高课时作业(授课提示：对应学生用书第295页)1下列说法正确的是()a食物在常温下腐败是自发进行的b凡是放热反应都是自发的c自发反应都是熵

21、增大的反应d电解池的反应属于自发反应解析：食物在常温下腐败是自发进行的，a正确；放热反应不一定都是自发进行的，如煤炭要加热到一定温度才能自发进行，b错误；自发反应由焓变和熵变两个方面决定，熵变增大的反应不一定能自发进行，如h2o通电生成h2和o2的反应不能自发进行，c错误；电解池的反应一般属于非自发反应，d错误。答案：a2下列有利于反应自发进行的是()反应吸热反应放热反应后熵增加反应后熵减小abc d解析：化学反应能自发进行的判据是hts0(假设h、s不随温度变化而变化)，下列叙述正确的是()a低温下为自发过程，高温下为非自发过程b高温下为自发过程，低温下为非自发过程c任何温度下为非自发过程d

22、任何温度下为自发过程解析：已知h0，固固反应生成气体的反应s0，化学反应能自发进行的判据是htsh，因此此反应只能是高温自发，b正确。答案：b4下列说法正确的是()ah0的反应在温度低时不能自发进行bnh4hco3(s)=nh3(g)h2o(g)co2(g)h185.57 kjmol1能自发进行，原因是体系有自发地向混乱度增加的方向转变的倾向c焓变和熵变都与反应的自发性有关，因此焓变或熵变均可单独作为反应自发性的判据d在其他外界条件不变的情况下，使用催化剂，可以改变化学反应进行的方向解析：h0的反应，hts0、s0，反应能自发进行说明hts0.060解析：a项根据方程式可知在5 min内反应生

23、成的n(n)等于生成的n(m)，则v(n)1103mol/(lmin)，该项错误；b项根据表格中数据可知平衡时c(x)0.002 mol/l、c(y)0.032 mol/l、c(n)c(m)0.008 mol/l，则平衡常数k1.0，该项错误；c项因该反应在800 时平衡常数为1，设反应中转化的x的物质的量为x，则有(0.20x)(0.30x)xx，故x0.12 mol，x的转化率为100%60%，该项正确；d项假设在900 时，该反应的平衡常数也为1.0，根据实验中的数据可知b0.060 mol，由中数据可知在700 时平衡常数约为2.6，结合800 时平衡常数为1.0可知，温度越高，该平衡

24、常数越小，平衡逆向移动，故bk1，k2k2298k1k2398k1k2 (1)推测反应是_反应(填“吸热”或“放热”)。(2)相同条件下，反应在2 l密闭容器内进行，选用不同的催化剂，反应产生n2的物质的量随时间的变化如图甲所示。计算04 min在a催化剂作用下，反应速率v(no)_。下列说法正确的是_(填字母)。a该反应的活化能大小顺序为ea(a)ea(b)ea(c)b增大压强能使反应速率加快，是因为增加了活化分子百分数c单位时间内ho键与nh键断裂的数目相等时，说明反应已经达到平衡状态d若在恒容绝热的密闭容器中发生反应，当k值不变时，说明反应达到平衡状态(3)一定条件下，反应达到平衡时体系

25、中n(no)n(o2)n(no2)212。在其他条件不变时，再充入no2气体，分析no2体积分数(no2)的变化情况(填“变大”“变小”或“不变”)：恒温恒压容器，(no2)_；恒温恒容容器，(no2)_。(4)一定温度下，反应在容积可变的密闭容器中达到平衡，此时容积为3 l，c(n2)与反应时间t变化曲线x如图乙所示，若在t1 min时改变一个条件，曲线x变为曲线y或曲线z。则：变为曲线y改变的条件是_；变为曲线z改变的条件是_。解析：(1)分析表中数据可知，对反应和反应，温度升高时，k值减小，平衡逆向移动，故两个反应都是放热反应，即h10，h20。反应反应3得反应，则h3h13h22h23

26、h2h2，因为h20，反应是吸热反应。(2)v(no)v(n2)0.375 moll1min1。相同时间内生成的n2越多，则活化分子数越多，活化能越低，a项错误；增大压强能使反应速度加快，是因为增加了单位体积内的活化分子数，活化分子的百分数不变，b项错误；单位时间内ho键与nh键断裂的数目相等时，说明正反应速率等于逆反应速率，反应已经达到平衡状态，c项正确；若在 恒容绝热的密闭容器中发生反应，当k值不变时，说明反应中放出的热量和吸收的热量相等，反应达到平衡状态，d项正确。(3)恒温恒压容器中的平衡是等效平衡，(no2)不变；恒温恒容容器中，再充入no2气体，相当于增大压强，平衡正向移动，(no

27、2)变大。(4)曲线y比曲线x先达到平衡，但平衡状态相同，改变的条件是加入催化剂；曲线z，n2的浓度由2 mol/l瞬间增大到3 mol/l，容器体积应由3 l减小到2 l，改变的条件是将容器的体积快速压缩至2 l。答案：(1)吸热(2)0.375 moll1min1cd(3)不变变大(4)加入催化剂将容器体积快速压缩至2 l12已知：c2h4(g)h2o(g)c2h5oh(g)h45.5 kjmol1。乙醇是重要的有机化工原料，可由乙烯气相直接水合法或间接水合法生产。如图为气相直接水合法中乙烯的平衡转化率与温度、压强的关系(其中nh2onc2h411)。 (1)列式计算乙烯水合制乙醇反应在图

28、中a点的平衡常数kp_(用平衡分压代替平衡浓度计算。分压总压物质的量分数)。(2)图中压强(p1、p2、p3、p4)的大小顺序为_，理由是_。(3)气相直接水合法常采用的工艺条件为磷酸/硅藻土为催化剂，反应温度290 ，压强6.9 mpa。nh2onc2h40.61。乙烯的转化率为5%。若要进一步提高乙烯转化率，除了可以适当改变反应温度和压强外，还可采取的措施有_、_。解析：(1)kp0.07(mpa)1c2h4(g)h2o(g)c2h5oh(g)是一个气体体积减小的反应，相同温度下，增大压强，平衡向正反应方向移动，c2h4的转化率提高，所以p4p3p2p1。依据反应特点及平衡移动原理，提高乙烯转化率还可