第七章 第3讲 化学平衡常数、化学反应进行的方向

第3讲 化学平衡常数、化学反应进行的方向

【学习目标】1.理解化学平衡常数的定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。重难点：化学平衡常数的计算。

【预习检测】1、写出反应mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)的化 学平衡常数

cp C ·q D c K= m c A ·n B c

2、写出反应2X(s)+3Y(g)3Z(g)+2W(l)的化学 平衡常数 3、K值越大，反应物的转化率 越大 ，正反应进行的 程度 越大 。 4、K只受 温度 影响，与反应物或生成物的浓度变化无关

【问题引导下的再学习】1、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，用符号K表示。 2、写出反应N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)的化学平衡常数 写出反应2NH3(g) N2(g)+3H2(g)的化学平衡常数

正逆反应的化学平衡常数不一样，互为倒数关系。

【问题引导下的再学习】3、对于I2(g)+H2(g) 2HI(g); △H<0,温度升高，平衡

常数如何变化？对于2HI(g) I2(g)+H2(g); △H>0,温度升高，平衡

常数如何变化？温度升高化学平衡常数的变化要视反应而定，若正 反应是吸热反应，则温度升高K值增大，反之则减小

【问题引导下的再学习】4、写出反应N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)的化学平衡常数 写出反应1/2N2(g)+3/2H2(g) NH3(g)的化学平衡常数 同一反应体系中，起始加入的物质的量相同时，最

终各物质的量浓度相同吗？这两个表达式算出的数值相同吗？各物质的转化率相同吗？ 各物质的量浓度相同， 两个表达式算出的数值不相同， 各物质的转化率相同。

【当堂检测】1. 温度为 t ℃时， 在体积为 10 L 的真空容器中通入 1.00 mol 氢气和 1.00 mol 碘蒸气，20 min 后，反应达到平衡，此时测得碘蒸气的浓度为 0.020 mol· 1。涉及的反应可以用下面的两个化学方程式表示： L ①H2(g)+I2(g) 2HI(g) 下列说法正确的是 ②2H2(g)+2I2(g) 4HI(g) (-

A

)- -1

A.反应速率用 HI 表示时，v(HI)=0.008 mol· 1· L min

B.两个化学方程式的意义相同，但其平衡常数表达式不同，不过计 算所得数值相同 C.氢气在两个反应方程式中的转化率不同 D.第二个反应中，增大压强平衡向生成 HI 的方向移动

知识梳理·题型构建

【问题引导下的再学习】5、对于可逆反应 aA(g)+bB(g)cC(g)+dD(g),在一定温度 cc C ·cd D 下的任意时刻， 反应物与生成物浓度有如下关系： a b =Qc, c A ·c B 称为浓度商。

<K 反应向正反应方向进行，v正>v逆

Qc =K 反应处于化学平衡状态，v正=v逆 >K 反应向逆反应方向进行，v正<v逆

知识梳理·题型构建

【当堂检测】

在体积为 1 L 的密闭容器中，进行如下化学反应： CO2(g)+H2(g)  CO(g)+H2O(g),化学平衡常数 K 与温度 T 的关系如下表： T/℃ 700 800 850 1 000 1 200 0.6 0.9 1.0 1.7 2.6 K 回答下列问题： 正反应 (1)升高温度， 化学平衡向________(填“正反应”或“逆反应”) 方向移动。 (3)若 某 温 度 下 ， 平 衡 浓 度 符 合下 列 关 系 ：c(CO2)· 2)= c(H 850 ℃ c(CO)· 2O),此时的温度为__________;在此温度下，若该 c(H 容器中含有 1 mol CO2、 mol H2、 1.2 0.75 mol CO、 mol H2O, 1.5 向正反应方向进行中 则此时反应所处的状态为____________________(填“向正反 应方向进行中”、“向逆反应方向进行中”或“平衡状态”)。

【问题引导下的再学习】 6、写出2NH4I(s) 2NH3(g)+2HI(g),

2HI(g)

I2(g)+ H2(g)

2NH4I(s) 2NH3(g)+I2(g)+ H2(g)三个反应 的化学平衡常数，分析方程式之间的关系和平 衡常熟之间的关系。

【当堂检测】2.已知反应①:CO(g)+CuO(s) CO2(g)+Cu(s)和反应②:H2(g)+ CuO(s) Cu(s)+H2O(g)在相同的某温度下的平衡常数分别为 K1 和 K2,该温度下反应③:CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g)的平衡常数为 K。则下列说法正确的是 (

B)

c CO2 · c Cu A.反应①的平衡常数 K1= c CO · c CuO K1 B.反应③的平衡常数 K= K2 C.对于反应③,恒容时，温度升高，H2 浓度减 小，则该反应的焓变为正值 D.对于反应③,恒温恒容下，增大压强，H2 浓度一定减小

【问题引导下的再学习】自发反应 在一定条件下 无需外界帮助 就能自发进 行的反应称为自发反应。 特点 ①体系趋向于从 高能 状态转变为 低能 状态(体系对 外部 做功 或 释放 热量)。 ②在密闭条件下，体系有从 有序 转变为无序 的倾 向性(无序体系更加稳定)

知识梳理·题型构建

【问题引导下的再学习】(1)焓变与反应方向 研究表明，对于化学反应而言，绝大多数 放热反应 都 能自发进行，且反应放出的热量 越多 ，体系能量 降低 得也越多，反应越 完全 。可见， 反应的焓变 是 制约化学反应能否自发进行的因素之一。 (2)熵变与反应方向

研究表明，除了热效应外，决定化学反应能否自发进行的另一个因素是体系的 混乱度 。大多数自发反应有

趋向于体系 混乱度 增大的倾向。

【当堂检测】1.实验证明，多数能自发进行的反应都是放热反应。对此说 法的理解正确的是(

C

)

A.所有的放热反应都是自发进行的 B.所有的自发反应都是放热的 C.焓变是影响反应是否具有自发性的一种重要因素 D.焓变是决定反应是否

具有自发性的唯一判据

【问题引导下的再学习】熵和熵变的含义 a.熵的含义 熵是衡量一个体系 混乱度的物理量。用 符号 S 表示。 同一条件下，不同物质有不同的熵值，同一物质在 不同状态下熵值也不同，一般规律是S(g)>S(l)>S(s)。 b.熵变的含义 熵变是反应前后体系 熵的变化 ，用 ΔS 表示. 化学反应的ΔS越大，越有利于反应 自发进行。

【当堂检测】2.下列过程属于熵增加的是 ( D )

A.一定条件下，水由气态变成液态 B.高温高压条件下使石墨转变成金刚石 C.4NO2(g)+O2(g)===2N2O5 (g) D.散落的火柴的无序排列

【问题引导下的再学习】(3)综合判断反应方向的依据

①ΔH-TΔS<0,反应

能自发进行。

②ΔH-TΔS=0,反应 达到平衡状态 。 ③ΔH-TΔS>0,反应 不能自发进行 。

【当堂检测】5.下列组合中在任何温度下反应均能自发进行的是( A.ΔH>0,ΔS>0 C.ΔH>0,ΔS<0 B.ΔH<0,ΔS<0 D.ΔH<0,ΔS>0

D )

【课堂小结】1.理解化学平衡常数的定义并能正确书写其表达式 2.掌握化学平衡常数的影响因素。 3、学会运用化学平衡常数分析平衡移动的方向。 4、掌握自发反应进行的条件分析

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