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2023届高中化学一轮复习课件：化学平衡常数 化学反应的方向与调控
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这是一份2023届高中化学一轮复习课件：化学平衡常数 化学反应的方向与调控，共60页。PPT课件主要包含了考点化学平衡常数，向逆反应方向进行，混乱程度，熵的变化，自发进行，ΔS0，＋908，构建核心价值，Kp1·Kp2等内容，欢迎下载使用。
高考评价要求1．认识化学平衡常数是表征反应限度的物理量，知道化学平衡常数的含义。2．能书写平衡常数表达式，能进行平衡常数、转化率的简单计算，能利用平衡常数和浓度商的关系判断化学反应是否达到平衡及平衡移动的方向。
3．知道化学反应是有方向的，知道化学反应的方向与反应的焓变和熵变有关。4．认识化学反应速率和化学平衡的综合调控在生产、生活和科学研究中的重要作用。知道催化剂可以改变反应历程，对调控化学反应速率具有重要意义。5．针对典型案例，能从限度、速率等角度对化学反应和化工生产条件进行综合分析。
①固体、液体纯物质或稀溶液中水的浓度均不列入化学平衡常数表达式中，但是水蒸气的浓度要列入其中。在非水溶液中进行的反应，若有水参加或生成，则水的浓度不可视为常数，应列入化学平衡常数表达式中。②化学平衡常数表达式中各物质的浓度为平衡时的浓度，其书写形式与化学方程式的书写有关。
(2)平衡常数与化学方程式的关系①平衡常数指某一具体反应的平衡常数。③化学方程式乘以某个系数x，则平衡常数变为原来的x次方。④两个化学方程式相加得总化学方程式，则总化学方程式的平衡常数等于两个化学方程式平衡常数的乘积，即K总＝K1·K2。
2．意义及影响因素(1)通常，K越大，说明平衡体系中生成物所占的比例越大，正反应进行的程度______，即该反应进行得越完全，平衡时反应物的转化率______。(2)通常情况下，K只受______影响，与物质的浓度、压强变化无关。
3．应用(1)利用平衡常数判断化学反应可能进行的程度。当K＞105时，认为反应基本进行完全，当K<10－5时，反应很难进行。
(3)利用平衡常数判断可逆反应的反应热
题组一 化学平衡常数的含义1．下列反应的平衡常数表达式错误的是( )
比较平衡常数的大小可知，各反应的正反应进行的程度由大到小的顺序是( )A．①②③④ B．④②③①C．①④③② D．无法确定
(1)该反应的平衡常数表达式为K＝________________________________。(2)该反应为________(填“吸热”或“放热”)反应。(3)某温度下，各物质的平衡浓度符合关系式：3c(CO2)·c(H2)＝5c(CO)·c(H2O)，试判断此时的温度为________。(4)若830 ℃时，向容器中充入1 ml CO、5 ml H2O，反应达到平衡后，其化学平衡常数K________1.0(填“大于”“小于”或“等于”)。
(5)830 ℃时，容器中的反应已达到平衡。在其他条件不变的情况下，扩大容器的体积，平衡________(填“向正反应方向”“向逆反应方向”或“不”)移动。(6)若1 200 ℃时，在某时刻反应体系中CO2、H2、CO、H2O 的浓度分别为2 ml·L－1、2 ml·L－1、4 ml·L－1、4 ml·L－1，则此时反应____________________(填“向正反应方向进行”“向逆反应方向进行”或“处于平衡状态”)。
考点 化学平衡常数、速率常数的有关计算
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物质的化学计量数之比。
标准平衡常数Kθ：又称热力学平衡常数，它是温度的函数。其涵义就是在前面的化学平衡表达式中，若各物质均以各自的标准态为参考态，所得的平衡常数即为标准平衡常数。
一个化学反应的速率方程是实验测定的结果，不能随意根据反应的化学方程式直接写出。对于很多反应，速率方程中浓度的方次与化学方程式中各物质的化学计量数并无确定关系。
(2)速率常数的物理意义：其数值相当于参加反应的物质都处于单位浓度(1 ml·L－1)时的反应速率。(3)速率常数的影响因素：不同的反应有不同的速率常数，速率常数与反应温度、催化剂、固体表面性质等有关，与浓度无关。
题组一 化学平衡常数、转化率的关系及应用1．某温度下2 L密闭容器中，3种气体起始状态和平衡状态时的物质的量如表所示。下列说法正确的是( )
(1)20 min时，NO的转化率α＝________%。(2)T ℃时，该反应的压强平衡常数Kp＝__________(Kp为以分压表示的平衡常数)。
(1)反应a、c、e中，属于吸热反应的有________(填字母)。
(2)反应c的相对压力平衡常数表达式为K＝________________。
(3)在上图中A点对应温度下、原料组成为n(CO2)∶n(CH4)＝1∶1、初始总压为100 kPa的恒容密闭容器中进行反应，体系达到平衡时H2的分压为40 kPa。计算CH4的平衡转化率，写出计算过程：_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
下列说法正确的是( )A．T1时，该反应的平衡常数为0.8B．达到平衡时，容器Ⅰ与容器Ⅱ中的总压强之比为4∶5C．达到平衡时，容器Ⅲ中NO的体积分数大于50%D．当温度变为T2时，若k正＝k逆，则T2＞T1
考点 化学反应的方向与调控
1．化学反应方向的判断(1)熵和熵变的含义①熵的含义熵是度量一个体系___________的物理量。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(l) ____S(s)。
②熵变的含义熵变是反应前后体系___________，用ΔS表示，化学反应的ΔS越大，越有利于反应___________。(2)判断化学反应方向的判据(ΔG＝ΔH－TΔS)当ΔG<0时，反应____自发进行；当ΔG＝0时，反应处于_______状态；当ΔG＞0时，反应_______自发进行。
2．化学反应的调控(1)含义：通过改变反应条件使一个可能发生的反应按照某一方向进行。(2)考虑因素：影响化学反应进行的因素主要有两个方面，首先是参加反应的物质组成、结构和性质等本身因素，其次是温度、压强、浓度、催化剂等反应条件。在实际生产中常常要结合设备条件、安全操作、经济成本等，分析影响化学反应速率和化学平衡的因素，寻找合适的生产条件；还要考虑环境保护及社会效益等方面的规定和要求。
(3)调控反应条件的基本措施①控制化学反应速率的措施通过改变反应体系的温度、溶液的浓度、气体的压强(或浓度)、固体的表面积以及使用催化剂等途径调控反应速率。②提高平衡转化率的措施通过改变可逆反应体系的温度、溶液的浓度、气体的压强(或浓度)等改变可逆反应的限度，从而提高平衡转化率。
转化率和平衡转化率的区别①转化率：实际反应的量与理论上全部反应的量之比。②平衡转化率：达到平衡状态时的转化率。③如果进行分析时，要看具体的描述。例如：实际生产中加快反应速率，可以提高转化率，这个转化率就是实际转化率，不是平衡转化率。
③从反应速率和反应限度两个角度选择反应条件
题组一 化学反应方向的判断1．金属锡的冶炼常用焦炭为还原剂：SnO2(s)＋2C(s)===Sn(s)＋2CO(g)，反应过程中能量的变化如图所示。下列有关该反应的ΔH、ΔS的说法正确的是( )A．ΔH＜0，ΔS＜0 B．ΔH＞0，ΔS＜0C．ΔH＜0，ΔS＞0 D．ΔH＞0，ΔS＞0
2．已知吸热反应2CO(g)===2C(s)＋O2(g)，设ΔH和ΔS不随温度而变化，下列说法正确的是( )A．低温下能自发进行B．高温下能自发进行C．任何温度下都能自发进行D．任何温度下都不能自发进行
3．(1)(2021·浙江6月选考)实验室可用铜与浓硫酸反应制备少量SO2：Cu(s)＋2H2SO4(l)===CuSO4(s)＋SO2(g)＋2H2O(l) ΔH＝－11.9 kJ·ml－1。判断该反应的自发性并说明理由：______________________________________________________。
不同温度下都能自发，是因为ΔH<0、
(2)(2021·新高考湖南卷)氨气中氢含量高，是一种优良的小分子储氢载体，且安全、易储运，可通过氨热分解法制氢气。相关化学键的键能数据
下列说法正确的是( )A．其他条件不变，升高温度，NH3的平衡转化率增大B．其他条件不变，在175～300 ℃范围，随温度的升高，出口处N2和氮氧化物的量均不断增大C．催化氧化除去尾气中的NH3应选择反应温度高于250 ℃D．高效除去尾气中的NH3，需研发低温下NH3转化率高和N2选择性高的催化剂
(1)由图可知，NOCl分解为NO和Cl2反应的ΔH________0(填“大于”或“小于”)。
(2)反应2ICl(g)===Cl2(g)＋I2(g)的K＝________(用Kp1、Kp2表示)；该反应的ΔH________0(填“大于”或“小于”)，写出推理过程：_________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
高考评价要求1．认识化学平衡常数是表征反应限度的物理量，知道化学平衡常数的含义。2．能书写平衡常数表达式，能进行平衡常数、转化率的简单计算，能利用平衡常数和浓度商的关系判断化学反应是否达到平衡及平衡移动的方向。
3．知道化学反应是有方向的，知道化学反应的方向与反应的焓变和熵变有关。4．认识化学反应速率和化学平衡的综合调控在生产、生活和科学研究中的重要作用。知道催化剂可以改变反应历程，对调控化学反应速率具有重要意义。5．针对典型案例，能从限度、速率等角度对化学反应和化工生产条件进行综合分析。
①固体、液体纯物质或稀溶液中水的浓度均不列入化学平衡常数表达式中，但是水蒸气的浓度要列入其中。在非水溶液中进行的反应，若有水参加或生成，则水的浓度不可视为常数，应列入化学平衡常数表达式中。②化学平衡常数表达式中各物质的浓度为平衡时的浓度，其书写形式与化学方程式的书写有关。
(2)平衡常数与化学方程式的关系①平衡常数指某一具体反应的平衡常数。③化学方程式乘以某个系数x，则平衡常数变为原来的x次方。④两个化学方程式相加得总化学方程式，则总化学方程式的平衡常数等于两个化学方程式平衡常数的乘积，即K总＝K1·K2。
2．意义及影响因素(1)通常，K越大，说明平衡体系中生成物所占的比例越大，正反应进行的程度______，即该反应进行得越完全，平衡时反应物的转化率______。(2)通常情况下，K只受______影响，与物质的浓度、压强变化无关。
3．应用(1)利用平衡常数判断化学反应可能进行的程度。当K＞105时，认为反应基本进行完全，当K<10－5时，反应很难进行。
(3)利用平衡常数判断可逆反应的反应热
题组一 化学平衡常数的含义1．下列反应的平衡常数表达式错误的是( )
比较平衡常数的大小可知，各反应的正反应进行的程度由大到小的顺序是( )A．①②③④ B．④②③①C．①④③② D．无法确定
(1)该反应的平衡常数表达式为K＝________________________________。(2)该反应为________(填“吸热”或“放热”)反应。(3)某温度下，各物质的平衡浓度符合关系式：3c(CO2)·c(H2)＝5c(CO)·c(H2O)，试判断此时的温度为________。(4)若830 ℃时，向容器中充入1 ml CO、5 ml H2O，反应达到平衡后，其化学平衡常数K________1.0(填“大于”“小于”或“等于”)。
(5)830 ℃时，容器中的反应已达到平衡。在其他条件不变的情况下，扩大容器的体积，平衡________(填“向正反应方向”“向逆反应方向”或“不”)移动。(6)若1 200 ℃时，在某时刻反应体系中CO2、H2、CO、H2O 的浓度分别为2 ml·L－1、2 ml·L－1、4 ml·L－1、4 ml·L－1，则此时反应____________________(填“向正反应方向进行”“向逆反应方向进行”或“处于平衡状态”)。
考点 化学平衡常数、速率常数的有关计算
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物质的化学计量数之比。
标准平衡常数Kθ：又称热力学平衡常数，它是温度的函数。其涵义就是在前面的化学平衡表达式中，若各物质均以各自的标准态为参考态，所得的平衡常数即为标准平衡常数。
一个化学反应的速率方程是实验测定的结果，不能随意根据反应的化学方程式直接写出。对于很多反应，速率方程中浓度的方次与化学方程式中各物质的化学计量数并无确定关系。
(2)速率常数的物理意义：其数值相当于参加反应的物质都处于单位浓度(1 ml·L－1)时的反应速率。(3)速率常数的影响因素：不同的反应有不同的速率常数，速率常数与反应温度、催化剂、固体表面性质等有关，与浓度无关。
题组一 化学平衡常数、转化率的关系及应用1．某温度下2 L密闭容器中，3种气体起始状态和平衡状态时的物质的量如表所示。下列说法正确的是( )
(1)20 min时，NO的转化率α＝________%。(2)T ℃时，该反应的压强平衡常数Kp＝__________(Kp为以分压表示的平衡常数)。
(1)反应a、c、e中，属于吸热反应的有________(填字母)。
(2)反应c的相对压力平衡常数表达式为K＝________________。
(3)在上图中A点对应温度下、原料组成为n(CO2)∶n(CH4)＝1∶1、初始总压为100 kPa的恒容密闭容器中进行反应，体系达到平衡时H2的分压为40 kPa。计算CH4的平衡转化率，写出计算过程：_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
下列说法正确的是( )A．T1时，该反应的平衡常数为0.8B．达到平衡时，容器Ⅰ与容器Ⅱ中的总压强之比为4∶5C．达到平衡时，容器Ⅲ中NO的体积分数大于50%D．当温度变为T2时，若k正＝k逆，则T2＞T1
考点 化学反应的方向与调控
1．化学反应方向的判断(1)熵和熵变的含义①熵的含义熵是度量一个体系___________的物理量。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(l) ____S(s)。
②熵变的含义熵变是反应前后体系___________，用ΔS表示，化学反应的ΔS越大，越有利于反应___________。(2)判断化学反应方向的判据(ΔG＝ΔH－TΔS)当ΔG<0时，反应____自发进行；当ΔG＝0时，反应处于_______状态；当ΔG＞0时，反应_______自发进行。
2．化学反应的调控(1)含义：通过改变反应条件使一个可能发生的反应按照某一方向进行。(2)考虑因素：影响化学反应进行的因素主要有两个方面，首先是参加反应的物质组成、结构和性质等本身因素，其次是温度、压强、浓度、催化剂等反应条件。在实际生产中常常要结合设备条件、安全操作、经济成本等，分析影响化学反应速率和化学平衡的因素，寻找合适的生产条件；还要考虑环境保护及社会效益等方面的规定和要求。
(3)调控反应条件的基本措施①控制化学反应速率的措施通过改变反应体系的温度、溶液的浓度、气体的压强(或浓度)、固体的表面积以及使用催化剂等途径调控反应速率。②提高平衡转化率的措施通过改变可逆反应体系的温度、溶液的浓度、气体的压强(或浓度)等改变可逆反应的限度，从而提高平衡转化率。
转化率和平衡转化率的区别①转化率：实际反应的量与理论上全部反应的量之比。②平衡转化率：达到平衡状态时的转化率。③如果进行分析时，要看具体的描述。例如：实际生产中加快反应速率，可以提高转化率，这个转化率就是实际转化率，不是平衡转化率。
③从反应速率和反应限度两个角度选择反应条件
题组一 化学反应方向的判断1．金属锡的冶炼常用焦炭为还原剂：SnO2(s)＋2C(s)===Sn(s)＋2CO(g)，反应过程中能量的变化如图所示。下列有关该反应的ΔH、ΔS的说法正确的是( )A．ΔH＜0，ΔS＜0 B．ΔH＞0，ΔS＜0C．ΔH＜0，ΔS＞0 D．ΔH＞0，ΔS＞0
2．已知吸热反应2CO(g)===2C(s)＋O2(g)，设ΔH和ΔS不随温度而变化，下列说法正确的是( )A．低温下能自发进行B．高温下能自发进行C．任何温度下都能自发进行D．任何温度下都不能自发进行
3．(1)(2021·浙江6月选考)实验室可用铜与浓硫酸反应制备少量SO2：Cu(s)＋2H2SO4(l)===CuSO4(s)＋SO2(g)＋2H2O(l) ΔH＝－11.9 kJ·ml－1。判断该反应的自发性并说明理由：______________________________________________________。
不同温度下都能自发，是因为ΔH<0、
(2)(2021·新高考湖南卷)氨气中氢含量高，是一种优良的小分子储氢载体，且安全、易储运，可通过氨热分解法制氢气。相关化学键的键能数据
下列说法正确的是( )A．其他条件不变，升高温度，NH3的平衡转化率增大B．其他条件不变，在175～300 ℃范围，随温度的升高，出口处N2和氮氧化物的量均不断增大C．催化氧化除去尾气中的NH3应选择反应温度高于250 ℃D．高效除去尾气中的NH3，需研发低温下NH3转化率高和N2选择性高的催化剂
(1)由图可知，NOCl分解为NO和Cl2反应的ΔH________0(填“大于”或“小于”)。
(2)反应2ICl(g)===Cl2(g)＋I2(g)的K＝________(用Kp1、Kp2表示)；该反应的ΔH________0(填“大于”或“小于”)，写出推理过程：_________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
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