《備考指南一輪 化學(xué) 》課件-第7章 第3節(jié)

化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡第七章第三節(jié)化學(xué)平衡常數(shù)化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的方向2017版課程標(biāo)準(zhǔn)素養(yǎng)目標(biāo)掌握化學(xué)平衡的特征。了解化學(xué)平衡常數(shù)(K)的含義，能利用化學(xué)平衡常數(shù)進(jìn)行相關(guān)計算1.變化觀念與平衡思想：從化學(xué)平衡常數(shù)的角度認(rèn)識化學(xué)平衡的定量關(guān)系，并用化學(xué)平衡常數(shù)解決問題2.證據(jù)推理與模型認(rèn)知：領(lǐng)會用有關(guān)濃度進(jìn)行平衡常數(shù)的計算及利用平衡常數(shù)計算轉(zhuǎn)化率等平衡量利用Q與K的關(guān)系進(jìn)行平衡移動的定量判斷，同時會利用焓變、熵變判斷反應(yīng)進(jìn)行的方向欄目導(dǎo)航01必備知識關(guān)鍵能力03真題體驗領(lǐng)悟高考02研解素養(yǎng)悟法獵技04配套訓(xùn)練必備知識關(guān)鍵能力1化學(xué)平衡常數(shù)及其應(yīng)用【基礎(chǔ)整合】濃度冪之積

濃度冪之積

K

3．意義及影響因素(1)K值越大，反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率越大，正反應(yīng)進(jìn)行的程度越大。(2)K只受______影響，與反應(yīng)物或生成物的濃度變化無關(guān)。(3)化學(xué)平衡常數(shù)是指某一具體反應(yīng)在某溫度下的平衡常數(shù)。溫度

(3)判斷可逆反應(yīng)的熱效應(yīng)。判斷正誤(正確的畫“√”，錯誤的畫“×”)。(1)平衡常數(shù)表達(dá)式中，可以是物質(zhì)的任一濃度(

)(2)溫度、濃度、壓強(qiáng)、催化劑均能改變平衡常數(shù)(

)(3)升高溫度，平衡常數(shù)一定增大(

)(4)平衡常數(shù)發(fā)生變化，化學(xué)平衡不一定發(fā)生移動(

)(5)化學(xué)平衡發(fā)生移動，平衡常數(shù)不一定發(fā)生變化(

)(6)平衡常數(shù)和轉(zhuǎn)化率都能體現(xiàn)可逆反應(yīng)進(jìn)行的程度(

)【答案】(1)×

(2)×

(3)×

(4)×

(5)√

(6)√

(7)×

(8)×【重難突破】下列敘述正確的是(

)A．降低溫度，總反應(yīng)K減小 B．K＝K1＋K2C．適當(dāng)升溫，可提高消毒效率 D．壓強(qiáng)增大，K2減小【答案】C

【答案】D

(2)下圖表示上述反應(yīng)在t1時刻達(dá)到平衡，在t2時刻因改變某個條件而發(fā)生變化的情況。則t2時刻改變的條件可能是__________________(寫出一條即可)?！敬鸢浮?1)0.01mol·L－1·min－1

50%降低溫度(或減小H2的濃度或增大水蒸氣的濃度)【答案】(1)AD

(2)0.74(或180)

(3)0.08mol·L－1·min－1

80【答案】(1)2.5

2.8×10－3

(2)>

>

(3)在某壓強(qiáng)下，合成甲醇的反應(yīng)在不同溫度、不同投料比時，CO2的轉(zhuǎn)化率如圖2所示。KA、KB、KC三者之間的大小關(guān)系為_______________________________。(2)明確三個量的關(guān)系：分析三個量，即起始量、轉(zhuǎn)化量、平衡量。①對于同一反應(yīng)物，起始量－轉(zhuǎn)化量＝平衡量。②對于同一生成物，起始量＋轉(zhuǎn)化量＝平衡量。③各轉(zhuǎn)化量之比等于各反應(yīng)物的化學(xué)計量數(shù)之比?；瘜W(xué)反應(yīng)進(jìn)行的方向【基礎(chǔ)整合】1．自發(fā)反應(yīng)(1)含義：在溫度和壓強(qiáng)一定的條件下，無須借助外力就能自發(fā)進(jìn)行的反應(yīng)稱為自發(fā)反應(yīng)。(2)特點(diǎn)：①體系趨向于從______狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)開_____狀態(tài)(體系對外部______或______熱量)。②在密閉條件下，體系有從______轉(zhuǎn)變?yōu)開_____的傾向性(無序體系更加穩(wěn)定)。高能低能做功釋放有序無序2．判斷化學(xué)反應(yīng)方向的依據(jù)【答案】降低＜＞＞＞一定能一定不能低溫高溫判斷正誤(正確的畫“√”，錯誤的畫“×”)。(1)判斷過程的自發(fā)性能確定過程能否發(fā)生和過程發(fā)生的速率(

)(2)ΔH＜0，ΔS＞0的反應(yīng)一定是自發(fā)反應(yīng)(

)(3)吸熱且熵增加的反應(yīng)，當(dāng)溫度升高時，反應(yīng)一定能自發(fā)進(jìn)行(

)(4)凡是放熱反應(yīng)都是自發(fā)的，吸熱反應(yīng)都是非自發(fā)的(

)(5)－10℃的水結(jié)成冰，可用熵變的判據(jù)來解釋反應(yīng)的自發(fā)性(

)【答案】(1)×

(2)√

(3)×

(4)×

(5)×

(6)×

(7)×

(8)×【重難突破】【答案】C

【解析】反應(yīng)是否能自發(fā)進(jìn)行是由焓變和熵變共同決定的，故焓變是影響反應(yīng)是否具有自發(fā)性的一種重要因素。2．下列反應(yīng)中，熵顯著增加的反應(yīng)是(

)A．CO(g)＋2H2(g)===CH3OH(g)B．CaCO3＋2HCl===CaCl2＋H2O＋CO2↑C．C(s)＋O2(g)===CO2(g)D．2Hg(l)＋O2(g)===2HgO(s)【答案】B

【解析】反應(yīng)中若生成氣體或氣體的量增加，都會使混亂度增大，熵增加?！敬鸢浮緾

【解析】非自發(fā)反應(yīng)在一定條件下也能發(fā)生，自發(fā)反應(yīng)進(jìn)行的也不一定較快，A錯誤；石墨轉(zhuǎn)化為金剛石，ΔH＞0，該反應(yīng)是非自發(fā)進(jìn)行的化學(xué)反應(yīng)，B錯誤；反應(yīng)NH3(g)＋HCl(g)===NH4Cl(s)在低溫下能自發(fā)進(jìn)行，ΔG＝ΔH－TΔS＜0，從方程式知TΔS＜0，說明ΔH＜0，D錯誤?！敬鸢浮?1)該反應(yīng)是吸熱的、熵減反應(yīng)，任何溫度下均不自發(fā)進(jìn)行(2)＜研解素養(yǎng)悟法獵技2化學(xué)平衡常數(shù)的有關(guān)計算是每年高考必考的試題，出現(xiàn)率100%。分析近幾年此類試題，又拓展了分壓平衡常數(shù)Kp的計算，并且難度逐年增加，考生感覺較難。Kp計算充分體現(xiàn)“科學(xué)探究與創(chuàng)新意識”的核心素養(yǎng)?！窘庾x素養(yǎng)】【思維導(dǎo)引】(1)650℃時CO2的平衡轉(zhuǎn)化率為________。(2)t1

℃時平衡常數(shù)Kp＝________kPa(用平衡分壓代替平衡濃度計算，分壓＝總壓×物質(zhì)的量分?jǐn)?shù))；該溫度下達(dá)平衡后若再充入等物質(zhì)的量的CO和CO2氣體，則平衡________(填“正向”“逆向”或“不”)移動，原因是__________________?！敬鸢浮?1)25%

(2)0.5p不再充入等物質(zhì)的量的CO和CO2，平衡體系中二者的體積分?jǐn)?shù)仍相同，平衡不移動

“學(xué)以致用”是學(xué)習(xí)化學(xué)知識的一個重要使命?；瘜W(xué)平衡中條件的控制在生產(chǎn)、生活中應(yīng)用廣泛，近三年命題均有涉及，預(yù)測2021年命題將繼續(xù)加強(qiáng)。此類試題充分體現(xiàn)“科學(xué)態(tài)度與社會責(zé)任”的核心素養(yǎng)。【解讀素養(yǎng)】1．化工生產(chǎn)適宜條件選擇的一般原則【思維導(dǎo)引】條件原則從化學(xué)反應(yīng)速率分析既不能過快，又不能太慢從化學(xué)平衡移動分析既要注意外界條件對速率和平衡影響的一致性，又要注意二者影響的矛盾性從原料的利用率分析①增加易得廉價原料，提高難得高價原料的利用率，從而降低生產(chǎn)成本②循環(huán)操作從實際生產(chǎn)能力分析如設(shè)備承受高溫、高壓能力等從催化劑的使用活性分析注意催化劑的活性對溫度的限制(2)條件選擇。①壓強(qiáng)：10～30MPa的壓強(qiáng)。壓強(qiáng)越高，轉(zhuǎn)化率越大，但對材料設(shè)備的要求越高，成本越高。②溫度：400～500℃的溫度。溫度要適宜，既要考慮速率又要考慮反應(yīng)程度，同時還要考慮催化劑的活性溫度。③催化劑：使用催化劑可提高反應(yīng)速率，同時不同的催化劑有不同的活性和選擇性。④循環(huán)操作：提高原料利用率。(2)圖(a)為丙烯腈產(chǎn)率與反應(yīng)溫度的關(guān)系曲線，最高產(chǎn)率對應(yīng)的溫度為460℃。低于460℃時，丙烯腈的產(chǎn)率________(填“是”或“不是”)對應(yīng)溫度下的平衡產(chǎn)率，判斷理由是________________________________________________________；高于460℃時，丙烯腈產(chǎn)率降低的可能原因是______(雙選，填標(biāo)號)。A．催化劑活性降低 B．平衡常數(shù)變大C．副反應(yīng)增多 D．反應(yīng)活化能增大(3)丙烯腈和丙烯醛的產(chǎn)率與n(氨)/n(丙烯)的關(guān)系如圖(b)所示。由圖可知，最佳n(氨)/n(丙烯)約為__________，理由是_______________________________。進(jìn)料氣氨、空氣、丙烯的理論體積比約為________?！敬鸢浮?1)降低溫度、降低壓強(qiáng)催化劑(2)不是該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，平衡產(chǎn)率應(yīng)隨溫度升高而降低AC(3)1該比例下丙烯腈產(chǎn)率最高，而副產(chǎn)物丙烯醛產(chǎn)率最低1∶7.5∶1[解題指導(dǎo)]

【答案】B圖(a)是反應(yīng)①平衡轉(zhuǎn)化率與反應(yīng)溫度及壓強(qiáng)的關(guān)系圖，x______0.1(填“大于”或“小于”)；欲使丁烯的平衡產(chǎn)率提高，應(yīng)采取的措施是______(填標(biāo)號)。A．升高溫度 B．降低溫度C．增大壓強(qiáng) D．降低壓強(qiáng)(2)丁烷和氫氣的混合氣體以一定流速通過填充有催化劑的反應(yīng)器(氫氣的作用是活化催化劑)，出口氣中含有丁烯、丁烷、氫氣等。圖(b)為丁烯產(chǎn)率與進(jìn)料氣中n(氫氣)/n(丁烷)的關(guān)系。圖中曲線呈現(xiàn)先升高后降低的變化趨勢，其降低的原因是____________________________________________。(3)圖(c)為反應(yīng)產(chǎn)率和反應(yīng)溫度的關(guān)系曲線，副產(chǎn)物主要是高溫裂解生成的短碳鏈烴類化合物。丁烯產(chǎn)率在590℃之前隨溫度升高而增大的原因可能是__________________________；590℃之后，丁烯產(chǎn)率快速降低的主要原因可能是________________________?！敬鸢浮?1)小于AD

(2)氫氣是產(chǎn)物之一，隨著n(氫氣)/n(丁烷)增大，逆反應(yīng)速率增大(3)升高溫度有利于反應(yīng)向吸熱方向進(jìn)行，溫度升高反應(yīng)速率加快丁烯高溫裂解生成短鏈烴類【解析】(1)反應(yīng)①是正向氣體體積增大的反應(yīng)，減壓平衡正向移動，由圖(a)可知，溫度相同時，由0.1MPa變化到xMPa時丁烷的轉(zhuǎn)