内容正文:
第七章 化学反应速率和化学平衡
第24讲 化学平衡常数 化学反
应进行的方向
栏目导引
考点一 化学平衡常数
栏目一
考点二 化学平衡的计算——“三段式”法
栏目二
考点三 化学反应进行的方向
栏目三
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考点一
平衡
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温度
减小
增大
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正
平衡
逆
吸
放
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考点二
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考点三
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混乱
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温度
低温
高温
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[考纲要求] 1.理解化学平衡常数的含义并能进行简单计算。2.了解化学反应的方向与化学反应的焓变与熵变的关系。3.掌握化学反应在一定条件下能否自发进行的判断依据,能够利用化学反应的焓变和熵变判断化学反应的方向。
1.化学平衡常数的表达式
对于可逆反应:mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g),
化学平衡常数K=_____________________(式中各物质的浓度为____时的浓度)。
eq \f(cp(C)·cq(D),cm(A)·cn(B))
2.影响因素
(1)K只与____有关。
(2)升高温度 eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(放热反应:K值____,吸热反应:K值____))
3.应用
(1)判断可逆反应进行的程度。
(2)利用化学平衡常数,判断反应是否达到平衡或向何方向进行。
对于化学反应mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)的任意状态,浓度商:Q= eq \f(cp(C)·cq(D),cm(A)·cn(B)) 。
Q<K,反应向__反应方向进行;
Q=K,反应处于____状态;
Q>K,反应向__反应方向进行。
(3)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__热反应;若升高温度,K值减小,则正反应为__热反应。
一定温度下,分析下列三个反应的平衡常数的关系
①N2(g)+3H2(g)2NH3(g) K1
② eq \f(1,2) N2(g)+ eq \f(3,2) H2(g)NH3(g) K2
③2NH3(g)N2(g)+3H2(g) K3
(1)K1和K2,K1=____________________。
(2)K1和K3,K1=____________________。
提示: (1)K eq \o\al(\s\up1(2),\s\do1(2)) (2) eq \f(1,K3)
[诊断辨析] 正确的打“√”,错误的打“×”。
(1)平衡常数表达式中,可以是物质的任一时刻的浓度( )
(2)化学平衡移动,化学平衡常数一定改变( )
(3)对某一可逆反应,升高温度则化学平衡常数一定变大( )
(4)反应A(g)+3B(g)2C(g)达平衡后,温度不变,增大压强,平衡正向移动,平衡常数K值增大( )
(5)化学平衡常数和转化率都能体现反应进行的程度( )
(6)其他条件不变,使用不同催化剂,反应的平衡常数不变( )
答案: (1)× (2)× (3)× (4)× (5)√ (6)√
题点一 推导平衡常数之间的关系
1.已知下列反应在某温度下的平衡常数:
H2(g)+S(s)H2S(g) K1
S(s)+O2(g)SO2(g) K2
则在该温度下反应H2(g)+SO2(g)O2(g)+H2S(g)的平衡常数为( )
A.K1+K2
B. K1-K2
C.K1×K2
D. K1/K2
D [由平衡常数的定义可知,K1= eq \f(c(H2S),c(H2)) ,K2= eq \f(c(SO2),c(O2)) ,反应H2(g)+SO2(g)O2(g)+H2S(g)的平衡常数K= eq \f(c(O2)·c(H2S),c(H2)·c(SO2)) ,可知K=K1/K2。]
题点二 速率常数与平衡常数的关系
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,则Kp为________________________(以k正、k逆表示 )。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=______________