2020版高考新创新一轮复习化学通用版学案：第七章第三节化学平衡常数化学反应进行的方向


第三节　化学平衡常数
化学反应进行的方向


　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 1.了解化学平衡常数(K)的含义。
2.能利用化学平衡常数进行相关计算。
3.能正确计算化学反应的转化率(α)。

考点(一)　化学平衡常数　转化率 【点多面广精细研】

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，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，称为化学平衡常数(简称平衡常数)，用符号K表示。
(2)表达式
①对于反应mA(g)＋nB(g) pC(g)＋qD(g)，K＝(固体和纯液体的浓度视为常数，通常不计入平衡常数表达式中)。
②K值越大，反应物的转化率越大，正反应进行的程度越大。
(3)实例
化学方程式
平衡常数
关系式
N2(g)＋3H2(g)
2NH3(g)
K1＝
K2＝(或
K1)
K3＝
N2(g)＋H2(g)
NH3(g)
K2＝
2NH3(g)
N2(g)＋3H2(g)
K3＝
(4)影响因素：温度。
(5)K值与可逆反应进行程度的关系
K
105
反应程度
很难进行
反应可逆
反应可接近完全
2.平衡转化率
对于上例反应中A(g)的平衡转化率可表示为α(A)＝×100%[c0(A)代表A的初始浓度，c平(A)代表A的平衡浓度]。

[小题练微点]
1．判断下列说法的正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。
(1)平衡常数表达式中，物质的浓度可以是任一时刻的浓度(　　)
(2)可逆反应2A(s)＋B(g) 2C(g)＋3D(g)的平衡常数为K＝(　　)
(3)化学平衡发生移动，平衡常数一定改变(　　)
(4)对于反应2SO2(g)＋O2(g) 2SO3(g)，升高温度，K值减小，则ΔHv逆
解析：选D　根据题表数据分析，平衡常数随温度升高而减小，说明升高温度平衡逆向移动，逆向是吸热反应，正向是放热反应，故A正确；25 ℃时，反应Ni(CO)4(g) Ni(s)＋4CO(g)的平衡常数与Ni(s)＋4CO(g)Ni(CO)4(g)的平衡常数互为倒数，即平衡常数为＝2×10－5，故B正确；80 ℃达到平衡时，测得n(CO)＝0.3 mol，则c(CO)＝＝1 mol·L－1，依据平衡常数表达式K＝＝2，则Ni(CO)4的平衡浓度为2 mol·L－1，故C正确；在80 ℃时，测得某时刻Ni(CO)4、CO的浓度均为0.5 mol·L－1，Q＝＝＝8>2，说明反应逆向进行，则此时v正0，B正确；升高温度，正、逆反应速率均增大，C错误；恒温恒容时，若通过压缩气体体积增大压强，因为反应前后气体体积不变，平衡不发生移动，c(H2)增大，若充入“惰性”气体增大压强，平衡不发生移动，c(H2)不变，D错误。
2．若10 L恒容密闭容器中充入X(g)和Y(g)，发生反应X(g)＋Y(g) M(g)＋N(g)，所得实验数据如表所示：
实验
编号
温度
/℃
起始时物质的量/mol
平衡时物质的量/mol
n(X)
n(Y)
n(M)
Ⅰ
700
0.40
0.10
0.090
Ⅱ
800
0.10
0.40
0.080
Ⅲ
800
0.20
0.30
a
Ⅳ
900
0.10
0.15
b
下列说法正确的是(　　)
A．实验Ⅰ中，若5 min时测得n(M)＝0.050 mol，则0至 5 min 内，用N表示的平均反应速率v(N)＝1.0×10－2 mol·L－1·min－1
B．实验Ⅱ中该反应的平衡常数K＝2.0
C．实验Ⅲ中，达到平衡时，Y的为40%
D．实验Ⅳ中，达到平衡时，

点拨：①计算转化率→平衡时Y的物质的量→化学平衡常数→Ⅱ、Ⅲ的温度相同，则平衡常数相同。
②0.060实际上是将Ⅲ中a＝0.12减小一半得到的数据，但Ⅲ、Ⅳ温度不相等，由Ⅰ、Ⅱ数据可知Ⅰ中K＝2.6，Ⅱ中K＝1.0，即温度升高，K变小，平衡向逆反应方向移动，则Ⅳ中bS(l)>S(s)。
(3)熵变(ΔS)＝生成物的总熵－反应物的总熵。
3．化学反应方向的判据


[题点练通]
1．下列反应过程中，ΔH>0且ΔS>0的是(　　)
A．NH3(g)＋HCl(g)===NH4Cl(s)
B．CaCO3(s)===CaO(s)＋CO2(g)
C．4Al(s)＋3O2(g)===2Al2O3(s)
D．HCl(aq)＋NaOH(aq)===NaCl(aq)＋H2O(l)
解析：选B　A是熵减的放热反应；C是熵减的放热反应；D是放热反应。
2．已知：(NH4)2CO3(s)===NH4HCO3(s)＋NH3(g)　ΔH＝74.9 kJ·mol－1。下列说法中正确的是(　　)
A．该反应中熵变小于0，焓变大于0
B．该反应是吸热反应，因此一定不能自发进行
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ΔH与ΔS综合考虑
解析：选D　单一的焓变或熵变均不能准确判断反应能否自发进行。
3．分析下列反应在任何温度下均能自发进行的是(　　)
A．2N2(g)＋O2(g)===2N2O(g)　 ΔH＝＋163 kJ·mol－1
B．H2O2(l)===O2(g)＋H2O(l) ΔH＝－98 kJ·mol－1
C．HgO(s)===Hg(l)＋O2(g)　 ΔH＝＋91 kJ·mol－1
D．Ag(s)＋Cl2(g)===AgCl(s)　 ΔH＝－127 kJ·mol－1
解析：选B　A项，反应是熵减的吸热反应，ΔH＞0，ΔS＜0，在任何温度下都不能自发进行，错误；B项，反应是熵增的放热反应，ΔH＜0，ΔS＞0, 在任何温度下均能自发进行，正确；C项，反应是熵增的吸热反应，ΔH＞0，ΔS＞0，在低温下不能自发进行，错误；D项，反应是熵减的放热反应，ΔH＜0，ΔS＜0，在高温下不能自发进行，错误。
[归纳拓展]
复合判据ΔG＝ΔH－TΔS的应用
ΔH
ΔS
ΔG
反应情况
－
＋
0
任何温度下均非自发进行
＋
＋
低温>0、高温