高考化學一輪復習 （考基梳理+助學提升）第7章 第2講《化學反應進行的方向和化學平衡狀態(tài)》課件.ppt

1 了解化學反應的可逆性 2 了解化學平衡建立的過程 3 理解化學平衡常數的含義 能夠利用化學平衡常數進行簡單的計算 第二講化學反應進行的方向和化學平衡狀態(tài) 1 化學平衡的建立過程 2 化學平衡狀態(tài)的多角度判斷 3 化學平衡常數的計算及其注意事項 一 化學反應的方向1 自發(fā)反應 在一定條件下就能自發(fā)進行的反應稱為自發(fā)反應 2 判斷化學反應方向的依據 1 焓變與反應方向研究表明 對于化學反應而言 絕大多數都能自發(fā)進行 且反應放出的熱量 體系能量得也 反應越 有少數吸熱反應也能自發(fā)進行 可見 是制約化學反應能否自發(fā)進行的因素之一 無需外界幫助 放熱反應 越多 降低 越多 完全 反應的焓變 2 熵變與反應方向 熵和熵變的含義a 熵的含義 熵是衡量一個體系的物理量 用符號表示 同一條件下 不同物質有不同的熵值 同一物質在不同狀態(tài)下熵值也不同 一般規(guī)律是s g s l s s b 熵變的含義 熵變是反應前后體系 用表示 化學反應的 s越大 越有利于反應 混亂度 s 熵的變化 s 自發(fā)進行 研究表明 除了熱效應外 影響化學反應能否自發(fā)進行的另一個因素是體系的 大多數自發(fā)反應有趨向于體系度增大的傾向 3 綜合判斷反應方向的依據 h t s0 反應 混亂度 混亂 能自發(fā)進行 達到平衡狀態(tài) 不能自發(fā)進行 能自發(fā)進行的反應一定能實際發(fā)生嗎 提示不一定 化學反應方向的判據指出的僅僅是在一定條件下化學反應自發(fā)進行的趨勢 并不能說明在該條件下反應一定能實際發(fā)生 還要考慮化學反應的快慢問題 二 化學平衡狀態(tài)1 可逆反應 1 概念 條件下 既能向正反應方向進行 同時又能向逆反應方向進行的反應 2 表示 采用 表示 3 特點 任一時刻反應物與生成物存在 任一組分的轉化率100 在相同 同時 小于 2 化學平衡狀態(tài) 1 定義 在一定條件下可逆反應進行到一定程度時 和相等 反應體系中所有參加反應的物質的保持不變的狀態(tài) 2 特征 正反應速率 逆反應速率 質量和濃度 3 化學平衡常數 1 概念 在一定下 一個可逆反應達到時 生成物與反應物的比值是一個常數 用符號k表示 2 表達式 對于一般的可逆反應 ma g nb g pc g qd g 在一定溫度下達到平衡時 k 注意 純固體和純液體的濃度視為常數 通常不計入平衡常數表達式中 3 意義 平衡常數的大小反映了化學反應可能進行的程度 k 說明反應可以進行得越完全 溫度 化學平衡 濃度冪之積 濃度冪之積 越大 4 平衡轉化率對于上例反應中a g 的平衡轉化率可表示為 a c0 a 代表a的初始濃度 c平 a 代表a的平衡濃度 1 對于給定反應 正逆反應的化學平衡常數一樣嗎 是什么關系 提示正逆反應的化學平衡常數不一樣 互為倒數關系 2 如何由化學平衡常數判斷一個化學反應是否達到化學平衡狀態(tài) 兩種傾向自發(fā)過程的兩種傾向1 體系趨向于高能狀態(tài)轉變?yōu)榈湍軤顟B(tài) 體系對外部做功或釋放熱量 2 在密閉條件下 體系有從有序轉變?yōu)闊o序的傾向性 無序體系更加穩(wěn)定 三個規(guī)律1 放熱且熵增加的反應一定能自發(fā)進行 2 吸熱且熵減少的反應一定不能自發(fā)進行 3 焓變和熵變的作用相反且相差不大時 溫度有可能對反應方向起決定性作用 四個注意使用化學平衡常數應注意的問題 1 化學平衡常數k值的大小是可逆反應進行程度的標志 它能夠表示可逆反應進行的完全程度 一個反應的k值越大 表明平衡時生成物的濃度越大 反應物的濃度越小 反應物的轉化率也越大 可以說 化學平衡常數是在一定溫度下一個反應本身固有的內在性質的定量體現 2 化學平衡常數只與溫度有關 與反應物或生成物的濃度無關 3 反應物或生成物中有固體和純液體存在時 其濃度可看作 1 而不計入平衡常數表達式中 4 化學平衡常數是指某一具體反應的平衡常數 若反應方向改變 則平衡常數改變 若化學方程式中各物質的化學計量數等倍擴大或縮小 盡管是同一反應 平衡常數也會改變 三種應用化學平衡常數的三種應用1 化學平衡常數數值的大小是可逆反應進行程度的標志 2 可以利用平衡常數的值作標準判斷 1 正在進行的可逆反應是否平衡 2 化學平衡移動的方向 3 利用k可判斷反應的熱效應若升高溫度 k值增大 則正反應為吸熱反應 若升高溫度 k值減小 則正反應為放熱反應 我的警示從反應速率的角度來判斷反應是否達到平衡時 速率必須是一正一逆 不能同是v正或v逆 且反應速率之比等于化學計量數之比 問題征解 h t s判據是否適合于任何條件下的反應 提示 h t s判據只能用于溫度和壓強一定的條件下的反應 不能用于其他條件下 如溫度 體積一定 的反應 必考點50化學平衡狀態(tài)的多角度判斷1 化學平衡狀態(tài)的標志 1 v 正 v 逆 反應體系中同一物質的消耗速率和生成速率相等 2 平衡混合物中各組成成分的含量保持不變 各組分的物質的量濃度 質量分數 物質的量分數 體積分數 有氣體參加的可逆反應 反應物的轉化率等保持不變 2 實例分析 解析關于平衡狀態(tài)的判斷 一定要根據實際反應分析選項 判斷是否達到平衡狀態(tài) 只有在平衡狀態(tài)下具備的性質才能作為 標志 本題中的反應是一個反應前后氣體物質的量不等的可逆反應 在反應過程中的任意時刻都符合 可能是平衡狀態(tài) 也可能不是平衡狀態(tài) 答案a 可逆反應達到平衡狀態(tài)有兩個核心的判斷依據 正反應速率和逆反應速率相等 反應混合物中各組成成分的百分含量保持不變 只要抓住這兩個特征就可確定反應是否達到平衡狀態(tài) 對于隨反應的發(fā)生而發(fā)生變化的物理量如果不變了 即說明可逆反應達到了平衡狀態(tài) 判斷化學反應是否達到平衡狀態(tài) 關鍵是看給定的條件能否推出參與反應的任一物質的物質的量不再發(fā)生變化 a b c d 解析本題不僅考查了化學平衡的直接標志 也考查了化學平衡的間接標志 該反應為反應前后氣體體積發(fā)生變化的反應 恒容條件下 反應無論是否平衡 單位時間內生成nmolo2的同時都會生成2nmolno 故 不正確 當單位時間內生成nmolo2的同時生成2nmolno2 表明了v 正 v 逆 故 正確 答案a 必考點51化學平衡狀態(tài)的計算1 思維模式 1 從表中數據可以推斷 反應 是 填 吸 或 放 熱反應 2 現有反應co2 g h2 g co g h2o g 寫出該反應的平衡常數k3的數學表達式 3 根據反應 與 可推導出k1 k2與k3之間的關系式 據此關系式及表中數據 也能推斷出反應 是吸熱反應還是放熱反應 欲使反應 在一定條件下建立的平衡向正反應方向移動 可采用的措施有 填序號 a 縮小反應容器容積b 擴大反應容器容積c 降低溫度d 升高溫度e 使用合適的催化劑f 設法減少co的量 1 k僅是溫度的函數 常應用它考查平衡時物質的物質的量濃度和轉化率 2 凡是氣體的壓強變化 密度變化均必須轉化為物質的量的變化或氣體的體積變化才能進行相關計算 3 在進行有關計算時常用 三段式 法 即先列出反應物 生成物的初始量 轉化量 平衡量 再根據相關關系列方程式求解 應用2 在25 時 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 答案c hold住考向 名師揭秘高考對化學平衡狀態(tài)的考查 往往通過化學平衡的特征及化學平衡常數的計算和理解進行 化學平衡常數是新出現的高考熱點 必須理解透徹 關注化學平衡的現象和實質 2 一定溫度下 反應 的焓變?yōu)?h 現將1moln2o4充入一恒壓密閉容器中 下列示意圖正確且能說明反應達到平衡狀態(tài)的是 若在相同溫度下 上述反應改在體積為1l的恒容密閉容器中進行 平衡常數 填 增大 不變 或 減小 反應3s后no2的物質的量為0 6mol 則0 3s內的平均反應速率v n2o4 mol l 1 s 1 答案 1 吸熱 2 ad不變0 1 完成下列填空 1 在一定溫度下進行上述反應 若反應容器的容積為2l 3min后達到平衡 測得固體的質量增加了2 80g 則h2的平均反應速率為 mol l 1 min 1 該反應的平衡常數表達式k 2 一定條件下 在密閉恒容的容器中 能表示上述反應達到化學平衡狀態(tài)的是 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 6 a 體系壓強保持不變b 混合氣體顏色保持不變c so3和no的體積比保持不變d 每消耗1molso3的同時生成1molno2測得上述反應平衡時no2與so2體積比為1 6 則平衡常數k 解析反應 no2 g so2 g so3 g no g 是氣體總體積不變的反應 反應過程中體系壓強始終不變 且生成so3和no的體積比始終為1 1 混合氣體的顏色不變說明no2的濃度不再發(fā)生變化 體系達到平衡 設起始時加入的no2為1mol 據阿伏加德羅定律 運用 三步法 計算可得 1 2012 江蘇單科 14 溫度為t時 向2 0l恒容密閉容器中充入1 0molpcl5 反應pcl5 g pcl3 g cl2 g 經過一段時間后達到平衡 反應過程中測定的部分數據見下表 下列說法正確的是 a 反應在前50s的平均速率v pcl3 0 0032mol l 1 s 1b 保持其他條件不變 升高溫度 平衡時c pcl3 0 11mol l 1 則反應的 hv 逆 d 相同溫度下 起始時向容器中充入2 0molpcl3和2 0molcl2 達到平衡時 pcl3的轉化率小于80 答案c 回答下列問題 1 該反應的平衡常數表達式k h 0 填 2 830 時 向一個5l的密閉容器中充入0 20mol的a和0 80mol的b 如反應初始6s內a的平均反應速率v a 0 003mol l 1 s 1 則6s時c a mol l 1 c的物質的量為 mol 若反應經一段時間后 達到平衡時a的轉化率為 如果這時向該密閉容器中再充入1mol氬氣 平衡時a的轉化率為 3 判斷該反應是否達到平衡的依據為 填正確選項前的字母 a 壓強不隨時間改變b 氣體的密度不隨時間改變c c a 不隨時間改變d 單位時間里生成c和d的物質的量相等 4 1200 時反應c g d g a g b g 的平衡常數的值為 1 含義在一定條件下 恒溫恒容或恒溫恒壓 對同一可逆反應體系 起始時加入物質的物質的量不同 而達到化學平衡時 同種物質的百分含量相同 2 原理同一可逆反應 當外界條件一定時 反應無論從正反應開始 還是從逆反應開始 最后都能達到平衡狀態(tài) 其中平衡混合物中各物質的含量相同 由于化學平衡狀態(tài)與條件有關 而與建立平衡的途徑無關 因而 同一可逆反應 從不同的狀態(tài)開始 只要達到平衡時條件 溫度 濃度 壓強等 完全相同 則可形成等效平衡 樣題1 在一固定容積的密閉容器中 保持一定溫度 在一定條件下進行反應a g 2b g 3c g 已知加入1mola和3molb 且達到平衡后 生成amolc 1 達到平衡時 c在混合氣體中的體積分數是 用字母a表示 2 在相同的實驗條件下 若加入2mola和6molb 達到平衡后 c的物質的量為 mol 用字母a表示 此時c在反應混合氣體中的質量分數 填 增大 減小 或 不變 3 在相同實驗條件下 若改為加入2mola和8molb 若要求平衡后c在反應混合氣體中質量分數不變 則還應加入c mol 1 相同溫度下 在乙中加入4moln2 6molh2 若乙的壓強始終與甲的壓強相等 乙中反應達到平衡時 生成nh3的物質的量為 mol 從下列各項中選擇 只填序號 下同 若乙的容積與甲的容積始終相等 乙中反應達到平衡時 生成nh3的物質的量為 mol a 小于mb 等于mc 在m 2m之間d 等于2me 大于2m 2 相同溫度下 保持乙的容積為甲的一半 并加入1molnh3 要使乙中反應達到平衡時 各物質的體積分數與上述甲容器中達到平衡時相同 則起始時應加入 moln2和 molh2 解析 1 由于甲容器定容 而乙容器定壓 它們的壓強相等 達到平衡時 乙的容積應該為甲的兩倍 生成的nh3的物質的量應該等于2mmol 當甲 乙兩容器的體積相等時 相當于將建立等效平衡后的乙容器壓縮 故乙中nh3的物質的量大于2mmol 2 乙的容積為甲的一半時 要建立與甲一樣的平衡 只有乙中的投入量是甲的一半才行 故乙中應該投入n2為 1 0 5 mol 0 5mol h2為 1 5 1 5 mol 0mol 答案 1 de 2 0 50 化學平衡計算中3種方法思想 1 等價轉化思想化學平衡狀態(tài)