高考化学一轮复习 专题7.3 化学平衡常数 化学反应进行的方向（讲）（含解析）-人教版高三全册化学教案.doc

第3讲化学平衡常数化学反应进行的方向

1.了解化学反应的方向与焓变和熵变的关系；能够利用焓变和熵变判断化学反应的方向。
2.了解化学平衡常数的含义，能够利用化学平衡常数进行相关计算。

知识点一化学平衡常数
一、化学平衡常数的概念及应用
1．化学平衡常数
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．表达式
(1)对于反应mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)，K＝eq\f(cpC·cqD,cmA·cnB)(计算K利用的是物质的平衡浓度，而不是任意时刻浓度，也不能用物质的量。固体和纯液体物质的浓度视为常数，通常不计入平衡常数表达式中)。
(2)化学平衡常数是指某一具体反应的平衡常数，化学反应方向改变或化学计量数改变，化学平衡常数均发生改变。举例如下：
化学方程式平衡常数关系式N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)K1＝eq\f(c2?NH3?,c?N2?·c3?H2?)K2＝eq\r(K1)
K3＝eq\f(1,K1)eq\f(1,2)N2(g)＋eq\f(3,2)H2(g)NH3(g)K2＝eq\f(c?NH3?,c\f(1,2)N2?·c\f(3,2)H2?)2NH3(g)N2(g)＋3H2(g)K3＝eq\f(c?N2?·c3?H2?,c2?NH3?)
3．注意事项
(1)K值越大，反应物的转化率越高，正反应进行的程度越大。
(2)K只受温度影响，与反应物或生成物的浓度变化无关。
(3)催化剂能加快化学反应速率，但对化学平衡常数无影响。
4．应用
(1)判断可逆反应进行的程度
K值大，说明反应进行的程度大，反应物的转化率高；K值小，说明反应进行的程度小，反应物的转化率低。
K＜10－510－5～105＞105反应程度很难进行反应可逆反应可接近完全
(2)判断化学反应进行的方向
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，反应物与生成物浓度有如下关系：
Q＝eq\f(ccC·cdD,caA·cbB)，称为浓度商。
Q＜K反应向正反应方向进行，v正＞v逆Q＝K反应处于化学平衡状态，v正＝v逆Q＞K反应向逆反应方向进行，v正＜v逆(3)判断可逆反应的热效应

二、平衡常数和转化率的相关计算
1．明确三个量——起始量、变化量、平衡量
N2＋3H2eq\o(,\s\up7(催化剂),\s\do5(高温、高压))2NH3
起始量130
变化量abc
平衡量1－a3－bc
①反应物的平衡量＝起始量－转化量。
②生成物的平衡量＝起始量＋转化量。
③各物质变化浓度之比等于它们在化学方程式中化学计量数之比。变化浓度是联系化学方程式、平衡浓度、起始浓度、转化率、化学反应速率的桥梁。因此抓住变化浓度是解题的关键。
2．掌握四个公式
(1)反应物的转化率＝eq\f(n转化,n起始)×100%＝eq\f(c转化,c起始)×100%。
(2)生成物的产率：实际产量(指生成物)占理论产量的百分数。一般来讲，转化率越大，原料利用率越高，产率越大。产率＝eq\f(实际产量,理论产量)×100%。
(3)平衡时混合物组分的百分含量＝eq\f(平衡量,平衡时各物质的总量)×100%。
(4)某组分的体积分数＝eq\f(某组分的物质的量,混合气体总的物质的量)×100%。
3．谨记一个答题模板
反应：mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)，令A、B起始物质的量分别为amol、bmol，达到平衡后，A的转化量为mxmol，容器容积为VL，则有以下关系：
mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)
起始/molab00
转化/molmxnxpxqx
平衡/mola－mxb－nxpxqx
对于反应物：n(平)＝n(始)－n(转)
对于生成物：n(平)＝n(始)＋n(转)
则有：①K＝eq\f(\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(px,V)))p·\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(qx,V)))q,\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(a－mx,V)))m·\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(b－nx,V)))n)
②c平(A)＝eq\f(a－mx,V)mol·L－1
③α(A)平＝eq\f(mx,a)×100%，α(A)∶α(B)＝eq\f(mx,a)∶eq\f(nx,b)＝eq\f(mb,na)
④φ(A)＝eq\f(a－mx,a＋b＋p＋q－m－nx)×100%