鲁科版高考化学一轮总复习第6章第1节第1课时化学反应进行的方向化学平衡常数课时学案

这是一份鲁科版高考化学一轮总复习第6章第1节第1课时化学反应进行的方向化学平衡常数课时学案，共20页。

第1节　化学反应的方向与限度
第1课时　化学反应进行的方向　化学平衡常数
考试评价解读
1．了解化学平衡常数的含义，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。
核心素养达成
变化观念
与
平衡思想
能从化学平衡常数的角度分析化学反应，运用化学平衡常数解决问题。能多角度、动态地分析化学反应的转化率，运用化学反应原理解决实际问题。
证据推理
与
模型认知
知道可以通过分析、推理等方法认识研究对象的本质特征、构成要素及其相互关系，建立模型。能运用模型(Q与K的关系)解释化学平衡的移动，揭示现象的本质和规律。



　　　　　　化学反应的方向
[以练带忆]
1．下列几个过程中，属于熵值减小变化的是(　　)
A．干冰的升华
B．NaCl溶于水
C．NH3(g)＋HCl(g)===NH4Cl(s)
D．2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑
C　解析：只有C项是气体分子数减少的反应。
2．已知反应：2CO(g)===2C(s)＋O2(g)。设ΔH和ΔS不随温度而变，下列说法中正确的是(　　)
A．低温下是自发反应
B．高温下是自发反应
C．低温下是非自发反应，高温下是自发反应
D．任何温度下都是非自发反应
D　解析：碳燃烧生成CO为放热反应，则CO分解生成碳和O2为吸热反应，即ΔH>0；该反应气体的物质的量减少，则ΔS0，反应仅高温自发，说明该反应ΔH1>0；氯酸钾的分解ΔS>0，反应在任何温度下都自发进行，说明该反应ΔH2S(s)；
c．反应后有气体产生的反应；
d．反应后气体的物质的量增加的反应。
③熵判据：体系的混乱度增大，ΔS>0，反应有自发进行的倾向。
(3)复合判据
①在温度、压强一定的条件下，化学反应进行的方向是反应的焓变和熵变共同影响的结果，反应方向的复合判据为ΔH－TΔS。
当ΔH－TΔS
②反应自发进行的规律：
ΔH0，反应任何温度下均自发进行；
ΔH>0，ΔS0，ΔS>0，反应高温自发进行；
ΔH2，b b，A项正确；Ⅱ是等体积反应，增大压强，平衡不移动，B项正确；由a>2，b0，又ΔH3＝ΔH1＋ΔH2，则ΔH20，根据盖斯定律知ΔH3＝ΔH1＋ΔH2，所以ΔH2v(逆)
D　解析：随着温度的升高，平衡常数逐渐减小，说明升高温度，平衡向逆反应方向移动，因此正反应是放热反应，A正确；逆反应的平衡常数是正反应的倒数，B正确；选项C中，根据80 ℃时平衡常数的表达式可知，Ni(CO)4的平衡浓度为2 mol·L－1，C正确；80 ℃时，测得某时刻，Ni(CO)4、CO浓度均为 0.5 mol·L－1，则此时＝8>2，反应向逆反应方向进行，则此时v(正)”“　
2．无色气体N2O4是一种强氧化剂，为重要的火箭推进剂之一。N2O4与NO2转换的热化学方程式为N2O4(g)2NO2(g)　ΔH＝＋24.4 kJ·mol－1。
上述反应中，正反应速率v正＝k正·p(N2O4)，逆反应速率v逆＝k逆·p2(NO2)，其中k正、k逆为速率常数，p为平衡分压，则Kp为________(以k正、k逆表示)。若将一定量的N2O4投入真空容器中恒温恒压分解(温度298 K、压强100 kPa)，已知该条件下k正＝4.8×104 s－1，当N2O4分解10%时，v正＝________kPa·s－1。
解析：上述反应中，正反应速率v正＝k正·p(N2O4)，逆反应速率v逆＝k逆·p2(NO2)，其中k正、k逆为速率常数，平衡时，v正＝v逆，k正·p(N2O4)＝k逆·p2(NO2)，Kp＝＝。若将一定量N2O4投入真空容器中恒温恒压分解(温度298 K、压强 100 kPa)，已知该条件下k正＝4.8×104 s－1，当N2O4分解10%时，v正＝4.8×104 s－1×100 kPa×≈3.9×106 kPa·s－1
答案：　3.9×106
3．一定温度下，等物质的量的碘和环戊烯()在刚性容器内发生反应(g)＋I2(g)===(g)＋2HI(g)　ΔH＝＋89.3 kJ·mol－1，初始总压为 105 Pa，平衡时总压增加了20%，环戊烯的转化率为________，该反应的平衡常数Kp＝________Pa。达到平衡后，欲增加环戊烯的平衡转化率，可采取的措施有________(填标号)。
A．通入惰性气体 B．提高温度
C．增加环戊烯浓度 D．增加碘浓度
解析：设容器中起始加入I2(g)和环戊烯的物质的量均为a，平衡时转化的环戊烯的物质的量为x，列出三段式：
　　　　　(g)＋I2(g)===(g)＋2HI(g)
初始/mol: 　a 　　 a 　　　0 　　　 0
转化/mol: 　x 　　 x 　　 　x 　　　 2x
平衡/mol: a－x 　 a－x 　 　x 　　　2x
根据平衡时总压强增加了20%，且恒温恒容时，压强之比等于气体物质的量之比，得＝，解得x＝0.4a，则环戊烯的转化率为×100%＝40%。平衡时(g)、I2(g)、(g)、HI(g)的分压分别为、、、，则Kp＝＝p总，根据p总＝1.2×105 Pa，可得Kp＝×1.2×105 Pa≈3.56×104 Pa。通入惰性气体，对该反应的平衡无影响，A项不符合题意；该反应为吸热反应，提高温度，平衡正向移动，可提高环戊烯的平衡转化率，B项符合题意；增加环戊烯浓度，能提高I2(g)的平衡转化率，但环戊烯的平衡转化率降低，C项不符合题意；增加I2(g)的浓度，能提高环戊烯的平衡转化率，D项符合题意。
答案：40%　3.56×104　BD

压强平衡常数Kp与计算方法
(1)含义：在化学平衡体系中，用各气体物质的分压代替浓度计算的平衡常数。
(2)计算步骤
第一步，根据“三段式”法计算平衡体系中各物质的物质的量或物质的量浓度；
第二步，计算各气体组分的物质的量分数或体积分数；
第三步，根据分压计算式求出各气体物质的分压，某气体的分压＝气体总压强×该气体的体积分数(或物质的量分数)；
第四步，根据平衡常数计算公式代入计算。例如：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)，压强平衡常数表达式为Kp＝。
⊳角度2　转化率的判断与计算
4．将等物质的量的X、Y气体充入某密闭容器中，在一定条件下，发生反应并达到平衡：X(g)＋3Y(g)2Z(g)　ΔH0
B．压强p1>p2
C．升高温度，该反应的平衡常数增大
D．将体系中O2分离出去，能提高Fe3O4的转化率
B　解析：根据图像分析，压强一定，温度升高，Fe3O4的平衡转化率升高，该反应为吸热反应，ΔH>0，即a>0，A项正确；温度一定时，压强增大，平衡逆向移动，Fe3O4的平衡转化率降低，故p1