内容正文:
2022年新高考化学二轮备考选择题高频热点
特训15 化学平衡影响因素与平衡常数
考向分析:将化学反应速率和化学平衡移动的原理与化工生产、生活实际相结合的题目是最近几年的高考命题的热点,其主要命题内容有:①应用平衡原理判断反应进行的方向;②学平衡状态的判断及影响因素;③转化率、平衡常数的含义及简单计算。
(一)必备知识和方法
1.化学平衡状态的判断
(1)等——“正逆相等”(三种表述)。
①同一物质(两种表述):v(正)=v(逆)、断键数=成键数。
②不同物质:=
(2)定——“变量不变”:如果一个量是随反应进行而改变的(即变量),当其“不变”时反应就达到平衡状态,即“变量”不变可说明达到平衡状态。
①平衡体系中各物质的质量、物质的量、浓度及百分含量等保持不变。
②一定条件下的气体密度、总压强、气体的平均相对分子质量不变等。
③有色体系的颜色保持不变。
(3)依Qc与K关系判断:若Qc=K,反应处于平衡状态。
2.分析化学平衡移动的一般思路
3.化学反应速率常数
对于反应:aA(g)+bB(g)gG(g)+hH(g)
则v正=k正ca(A)·cb(B)(其中k正为正反应的速率常数),
v逆=k逆·cg(G)·ch(H)(其中k逆为逆反应的速率常数)。
达到平衡状态时,因v正=v逆,则k正·ca(A)·cb(B)=k逆·cg(G)·ch(H),
==K
4.化学平衡常数
(1)对于同一可逆反应,正反应的平衡常数等于逆反应的平衡常数的倒数,即:K正=。若方程式中的化学计量数等倍扩大或缩小,尽管是同一反应,平衡常数也会发生改变。
是计算的关键。
(2)与反应热的关系,一般情况下:
(3)与物质状态的关系
由于固体或纯液体浓度视为一常数,所以在平衡常数表达式中不再写出。
①稀溶液中进行的反应,如有水参加反应,由于水的浓度视为常数而不必出现在表达式中;
②非水溶液中进行的反应,若有水参加或生成,则应出现在表达式中。
5.化学平衡常数的应用
(1)利用K可以推测可逆反应进行的程度。
K大说明反应进行的程度大,反应物的平衡转化率大;K小说明反应进行的程度小,反应物的平衡转化率小。
(2)利用K可判断反应的热效应。
若升高温度,K值增大,则正反应为吸热反应;若升高温度,K值减小,则正反应为放热反应。
(3)利用K的表达式确定化学反应方程式。
根据平衡常数的书写原则确定出反应物、生成物以及各物质的化学计量数。
(4)借助平衡常数,可以判断一个化学反应是否达到化学平衡状态以及反应的方向。
对于可逆反应aA(g)+bB(g) cC(g)+dD(g),在一定温度下的任意时刻,通过浓度商与K的相对大小来确定反应是否达到平衡状态。Qc=。
Qc
6.判断平衡转化率变化的规律
(1)若反应物有多种:aA(g)+bB(g)cC(g)+dD(g),
①在不改变其他条件时,只增加A的量,平衡向正反应方向移动,但是A的转化率减小,B的转化率增大。
②若按原比例同倍数地增加A和B,平衡向正反应方向移动,但是反应物的转化率与气体物质的计量数有关:
若a+b=c+d,A、B的转化率都不变;
若a+b>c+d,A、B的转化率都增大;
若a+b<c+d,A、B的转化率都减小。
(2).若反应物只有一种:aA(g)bB(g)+cC( g),在不改变其他条件(恒温恒容)时,增加A的量,平衡向正反应方向移动,但是A的转化率与气体物质的计量数有关:
①若a=b+c,A的转化率不变;
②若a>b+c,A的转化率增大;
③若a<b+c,A的转化率减小。
(二)真题演练
1.(2021·湖南)已知:,向一恒温恒容的密闭容器中充入和发生反应,时达到平衡状态I,在时改变某一条件,时重新达到平衡状态Ⅱ,正反应速率随时间的变化如图所示。下列说法正确的是
A.容器内压强不变,表明反应达到平衡
B.时改变的条件:向容器中加入C
C.平衡时A的体积分数:
D.平衡常数K:
【答案】BC
【分析】
根据图像可知,向恒温恒容密闭容器中充入1molA和3molB发生反应,反应时间从开始到t1阶段,正反应速率不断减小,t1-t2时间段,正反应速率不变,反应达到平衡状态,t2-t3时间段,改变条件使正反应速率逐渐增大,平衡向逆反应方向移动,t3以后反应达到新的平衡状态,据此结合图像分析解答。
【详解】
A.容器内发生的反应为A(g)+2B(g)3C(g),该反应是气体分子数不变的可逆反应,所以在恒温恒容条件下,气体的压强始终保持不变,则容器内压强不变,不能说明反应达到平衡状态,A错误;
B.根据图像变化曲线可知,t2t3过程中,t2时,瞬间不变,平衡过程中不断增大,则说明反应向逆反应方向移动,且不是“突变”图像,属于“渐变”过程,所以排除温度与催化剂等影响因素,改变的条件为:向容器中加入C,B正确;
C.