第六单元 第三讲 化学平衡常数 化学反应的方向-2025年高考化学一轮复习方案课件

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第3讲　化学平衡常数　化学反应的方向
1.知道化学反应是有方向的，且化学反应的方向与反应的焓变和熵变有关。2.认识化学平衡常数是表征反应限度的物理量，知道化学平衡常数的含义。3.了解浓度商和化学平衡常数的相对大小与反应方向间的联系。4.认识化学反应速率和化学平衡的综合调控在生产、生活和科学中的重要作用。
生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比值
化学平衡常数仅受温度影响，与浓度无关。
化学平衡常数受温度影响，与可逆反应吸放热有关，如可逆反应正向放热，则升高温度，平衡逆向移动，K值减小。
平衡常数仅受温度影响，如从反应体系中移除生成物，反应物平衡转化率均增大，但平衡常数不变。
平衡常数发生变化，说明温度发生改变，化学平衡一定移动。
K只受温度的影响，温度不变，K不变。
微专题 压强平衡常数的计算
合成氨的反应为气体分子数减少的反应，压强越大平衡时氨的摩尔分数越大
考点二　化学反应的方向　反应条件的控制
该反应的ΔS>0、ΔH>0，在高温下能自发进行。
焓变或熵变单独判断反应自发性存在不全面性，应用ΔH－TΔS。
在其他外界条件不变的情况下，使用催化剂，只改变反应速率，而不改变反应进行的方向。
水结冰是熵减的过程，根据熵变则判断应是非自发过程。
工业生产中选择适宜生产条件的原则
(1)从理论上分析，为了使二氧化硫尽可能多地转化为三氧化硫，应选择的条件是__________________。(2)在实际生产中，选定的温度为400～500 ℃，原因是________________________________________________。(3)在实际生产中，采用的压强为常压，原因是_______________________________________________________________________________________________。(4)在实际生产中，通入过量的空气，原因是__________________________________________________________。(5)尾气中的SO2必须回收，原因是________________________。
保持较高反应速率和反应限度，同时使催化剂活性最高
常压下SO2的转化率已很高，若再加压，对设备、动力要求较高，成本增加，不符合经济效益
增大O2的浓度，提高SO2的转化率
核心素养　变化观念与平衡思想——化学平衡图像分析
[素养要求]　化学平衡图像题，常以c­t图、含量－时间－温度图、含量－时间－压强图、恒压线图、恒温线图等考查化学反应速率和平衡知识，此外又出现了很多新型图像，这些图像常与生产生活中的实际问题相结合，从反应时间、投料比值、催化剂的选择、转化率等角度考查，体现变化观念与平衡思想的核心素养。
1．解化学平衡图像题的思维流程
2．通过图像获取有用信息(1)横坐标与纵坐标的含义①横坐标：通常是t、T、p(即时间、温度、压强)等。②纵坐标：通常是v、c、n、α、φ(即速率、物质的量浓度、物质的量、转化率、体积分数)等。(2)线的走向与斜率①线的走向，即随着横坐标自变量的增大，纵坐标因变量是变大、变小、还是不变。当纵坐标所表示的物理量，如速率、物质的量浓度、物质的量、转化率或体积分数等不随横坐标的变化而变化时，图像中出现一条直线，那么该反应就到达化学平衡状态。
②斜率，是化学平衡图像曲线中一个重要的参数。斜率的应用，通常是对两条不同曲线的斜率进行比较，或者通过比较同一条曲线不同时刻的斜率变化来判断反应是改变了哪些外界条件。(3)观察化学平衡图像中的“重点”所谓的“重点”指的是化学平衡图像中的起点、拐点、终点、交点、突变点等，这些点往往隐藏着许多重要的信息，借助这些“重点”中的有效信息，能够快速地找到解题的思路，突破图像题的难点。
(4)跟踪化学平衡图像中量的变化考虑纵坐标表示的物理量所发生的变化是由什么外界条件改变而引起的。要解决这个问题，我们经常要借助化学平衡移动理论。3．掌握三类常规图像的分析方法(1)“先拐先平”解答单一变量的平衡图像
(2)“定一议二”解答多变量的平衡图像①“A的转化率(或C的含量)－温度－压强”四种图像
②解答时应用“定一议二”原则通过分析相同温度下不同压强时，反应物A的转化率大小来判断平衡移动的方向，从而确定反应方程式中反应物与产物气体物质间的化学计量数的大小关系。如图甲中任取一条温度曲线研究，压强增大，A的转化率增大，平衡正向移动，则正反应为气体体积减小的反应，图丙中任取横坐标一点作横坐标垂线，也能得出相同结论。
通过分析相同压强下不同温度时，反应物A的转化率的大小来判断平衡移动的方向，从而确定反应的热效应。如图丙中任取一条压强曲线研究，温度升高，A的转化率减小，平衡逆向移动，则正反应为放热反应，图乙中任取横坐标一点作垂线，也能得出相同结论。
4．化工生产中的复杂图像分析除通过图像获取有用信息和对获取的信息进行加工处理外，还需注意以下4点：(1)曲线上的每个点是否都达到平衡往往需要通过曲线的升降趋势或斜率变化来判断，如果还未达到平衡则不能使用平衡移动原理，只有达到平衡以后的点才能应用平衡移动原理。
如图中虚线表示单位时间内A的产率随温度的升高先增大后减小，先增大的原因是P点之前反应尚未达到平衡，随温度的升高，反应速率增大，故单位时间内A的产率增大。
(2)催化剂的活性是否受温度的影响不同的催化剂因选择性不同受温度的影响也会不同。一般来说，催化剂的活性在一定温度下最高，低于或高于这个温度活性都会下降。
如图，250～300 ℃时，温度升高而B的生成速率降低的原因是温度超过250 ℃时，催化剂的催化效率降低。(3)不同的投料比对产率也会造成影响可以采用定一议二的方法，根据相同投料比下温度或压强的改变对产率的影响或相同温度或压强下改变投料比时平衡移动的方向进行判断，确定反应的吸放热或系数和的大小。
当投料比一定时，温度越高，CO2的转化率越低，所以升温，平衡左移，正反应为放热反应。若温度不变，提高投料比[n(H2)/n(CO2)]，则提高了二氧化碳的转化率。(4)考虑副反应的干扰或影响往往试题会有一定的信息提示，尤其温度的改变影响较大。
2．(2023·广东深圳月考)下列图示与对应的叙述相符的是(　　)
(2)若在两个等容积的恒容容器中分别加入2.0 ml H2S、1.0 ml H2S，测得不同温度下H2S的平衡转化率如图乙所示。①M点、O点和N点的逆反应速率v(M)、v(O)和v(N)的大小关系为________________(用“>”“<”或“＝”表示，下同)。②M、N两点容器内的压强2p(M)________p(N)，平衡常数K(M)、K(N)、K(O)三者的大小关系为______________________。
v(M)K(M)＝K(O)a．温度越高，反应速率越大b．α＝0.88的曲线代表平衡转化率c．α越大，反应速率最大值对应温度越低d．可根据不同α下的最大速率，选择最佳生产温度
(2)为提高钒催化剂的综合性能，我国科学家对其进行了改良。不同催化剂下，温度和转化率关系如下图所示，催化性能最佳的是________(填标号)。(3)设O2的平衡分压为p，SO2的平衡转化率为αe，用含p和αe的代数式表示上述催化氧化反应的Kp＝______________________(用平衡分压代替平衡浓度计算)。
为了提高反应速率，在相同时间内得到更多的TiCl4产品，提高效益
将两固体粉碎后混合，同时鼓入Cl2，使固体粉末“沸腾”
课时作业［建议用时：40分钟］
②常压某温度下，按n(CO2)∶n(H2)＝1∶3(总物质的量为4a ml)的投料比充入密闭容器中发生反应。n(C2H4)随时间(t)的变化趋势如图2中曲线A所示。其他条件相同，若将容器的体积改为原来的一半，0～t1时刻n(C2H4)随时间(t)的变化趋势曲线为__________(填“B”“C”或“D”)。