高三化学一轮复习【化学平衡常数 化学反应进行的方向】

高三化学一轮复习 化学平衡常数 化学反应进行的方向

真正的失败不是你没做成事，而是你甘心于失败。——斯坦福大学校训 一、化学平衡常数

1、定义：在一定温度下，当一个可逆反应达到_______________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，这个常数就是该反应的化学平衡常数，用符号K表示。

2、表达式：对于一般的可逆反应：mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g)

当在一定温度下达到化学平衡时，该反应的平衡常数为：

要点提示

① c(A)、c(B)、c(C)、c(D)均为平衡时的浓度；

② 当反应混合物中有固体或纯液体时，它们的浓度看作是一个常数，不写入平衡常数的表达式中，例如，反应在高温下，Fe3O4(s)+4H23Fe(s)+4H2O(g)的平衡常数表达式为：K=______________________；

③ 平衡常数K的表达式与化学方程式的书写方式有关，例如：

N2+3H22NH3 K1=

1/2N2+3/2H2NH3 K2=

但K1、K2表示的含义是相同的。

④ 同一条件下,正、逆反应的平衡常数______________关系。

⑤ 化学平衡常数只与________有关，与反应物或生成物的浓度无关，与是否使用催化剂也无关，只要反应方程式给定，温度不变，K不变。

3、意义

(1)平衡常数表明在一定条件下反应进行的程度

(2)判断可逆反应进行的方向。

对于可逆反应：mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g)，如果知道在一定温度下的平衡常数，并且知道某个时刻反应物和生成物的浓度，就可以判断该反应是否达到平衡状态，如果没有达到平衡状态，则可判断反应进行的方向。

将某一时刻的生成物的浓度用化学方程式中相应的化学计量数为指数的乘积，与某一时刻的反应物的浓度用化学方程式中相应的化学计量数为指数的乘积之比值，叫做浓度商， 用Q表示。即nmqpBcAcDcCc)]([)]([)]([)]([••=Q

当Q＝K时，反应_____________状态；

当Q＜K时，反应_____________方向进行；

当Q＞K时，则反应___________方向进行。

(3) 判断可逆反应的反应热

① 若升高温度，K值增大，反应向_________方向移动，则正反应为___________反应。

② 若升高温度，K值减小，反应向_________方向移动，则正反应为放热反应。

(4) 计算反应物或生成物的平衡浓度及反应物的转化率

练习：

1、在一定温度下，一定体积的密闭容器中有如下平衡：H2 (g)＋I2(g) 2HI(g)，已知H2和I2的起始浓度均为0.10 mol/L，达平衡时HI的浓度为0.16 mol/L，若H2和I2的起始浓度均变为0.20 mol/L，则平衡时H2的浓度(mol/L)是( )

A．0.16 B．0.08 C．0.04 D．0.02

2、I2在KI溶液中存在下列平衡： 2()()IaqIaq3()Iaq

某I2、、KI混合溶液中，3I 的物质的量浓度c(3I)与温度T的关系如图所示（曲线上任何一点都表示平衡状态）。下列说法正确的是

A、反应 2()()IaqIaq3()Iaq的△H>0

B．若温度为21TT、，反应的平衡常数分别为

C．若反应进行到状态D时，一定有逆正vv

D．状态A与状态B相比，状态A的c(I2)大

不要抱怨不公平，一切只因努力还不够。——加州理工学院校训

真正的失败不是你没做成事，而是你甘心于失败。——斯坦福大学校训 二、化学反应进行的方向

化学反应原理的三个重要组成部分分别是：

1、

2、

3、

一、自发过程与自发反应、能量判据

1. 自发过程：在一定条件下不需要外力作用就能自动进行的过程。

2. 自发反应：在给定的一组条件下，一个反应可以自发地进行到一定程度，就称为自发反应。

判断①自然界中水总是从高处往低处流；②电流总是从电位高的地方向电位低的地方流动；③室

温下冰块自动融化；④铁器暴露在潮湿空气中会生锈；⑤甲烷与氧气混合遇火就燃烧；⑥锌与

CuSO4溶液会自动反应生成Cu和ZnSO4等等都是______过程，其逆向都是_____过程（自发，非自发），其中___________是自发反应，其逆向都是非自发反应。

二、化学反应进行方向的判据

1、焓判据：__________________________ _______________________________。

2、熵判据

（1）熵：

（2）熵增原理：

（3）举例说明熵增过程：

（4）同一物质，在气态时熵值最_____，液态______，固态时最_______。

3. 能量判据和熵判据的应用

（1）由焓判据知：__________常常是容易进行的。

（2）由熵判据知：____________过程是自发的。

（3）很多情况下，简单地只用其中一个判据判断同一个反应，可能会出现相反的判断结果，所以我们应两个以上判据兼顾。由能量判据（以焓变为基础）和熵判据合成的复合判据

（自由能变ΔG）将更适合于所有的过程。

ΔH<0; ΔS>0,反应___________ ΔH>0; ΔS<0, 反应___________

ΔH<0; ΔS<0,反应___________ ΔH>0; ΔS>0, 反应___________ （4）举例说明自发过程一定会发生吗?速率一定快吗？

（5）水泵可以把水从低水位升至高水位；用高温可使石灰石分解；高温高压可以使石墨转化为金刚石。这些过程自发吗？为什么？

（6）反应的自发性也受外界条件的影响。如常温下石灰石分解生成生石灰和CO2是非自发的，但在1273 K时，这一反应就是自发的反应。

规律小结：自发反应的焓变和熵变的关系。

(1) 放热的自发过程可能是熵减小的过程，如铁生锈、氢气燃烧等；也可能是熵无明显变化或

增加的过程。如甲烷燃烧、氢气和氯气化合等。

(2) 吸热的自发过程是熵增加的过程，如冰的融化，硝酸铵溶于水等；

(3) 无热效应的自发过程是熵增加的过程。如两种理想气体的混合。

【典题·热题·新题】

例1 下列过程是非自发进行的是（ ）

A. 水由高处向低处流 B. 天然气的燃烧

C. 铁在潮湿空气中生锈 D. 室温下水结成冰

例2 碳酸铵〔（NH4）2CO3〕在室温下就能自发地分解产生氨气，对其说法正确的是（ ）

A. 碳酸铵分解是因为生成了易挥发的气体，使体系的熵增大

B. 碳酸铵分解是因为外界给予了能量

C. 碳酸铵分解是吸热反应，根据能量判据不能自发分解

D. 碳酸盐都不稳定，都能自发分解

例3 下列说法正确的是（ ）

A. 凡是放热反应都是自发的，凡是吸热反应都是非自发的

B. 自发反应一定是熵增大，非自发反应一定是熵减小或不变

C. 自发反应在恰当条件下才能实现 D. 自发反应在任何条件下都能实现