专题04 化学反应的方向和限度（期中复习讲义）高二化学上学期苏教版

专题04 化学反应的方向和限度 考查重点 命题角度 自发过程和自发反应 自发过程和自发反应区别和判断 化学反应进行方向的判据 焓判据、熵判据、复合判据 化学平衡状态及其判定 化学平衡状态的特征；化学平衡状态的判断； 化学平衡常数 化学平衡常数的含义、表达式，影响因素、应用 化学平衡的相关计算 平衡转化率计算，物质百分含量的计算 一、自发过程和自发反应 1．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。 自发过程和自发反应的区别 自发过程 自发反应 含义 在一定条件下， ，就能自发进行的过程 在给定的条件下，可以 进行到显著程度的化学反应 特征 具有 ，即过程的某个方向在一定条件下自发进行，而该过程逆方向在该条件下肯定 举例 高山流水，自由落体，冰雪融化 钢铁生锈 应用 （1）可被用来完成有用功。如H2燃烧可设计成原电池。 （2）非自发过程要想发生，必须对它做功。如通电将水分解为H2和O2 特｜别｜提｜醒 （1）不能认为自发反应都是不需要任何条件就能发生的，自发反应的“一定的条件”，可以是一定的温度和压强，可以是“点燃、光照、加热、高温”等给反应物提供能量的条件，“外界帮助”指通电、放电等，如氢气的燃烧是自发的通过需点燃才能发生；也不能认为非自发反应在任何条件下都是不能发生的，如NaCl在通电条件可分解生成Na和Cl2。 （2）不能认为自发反应应用普通，非自发反应没有应用价值。将电能、热能转化为化学能的许多非自发反应是制备物质的重要反应，如电解法去冶炼钠、镁、铝和制取氯气等。 （3）反应能否自发进行与反应速率无关。 二、化学反应进行方向的判据 1.化学反应的自发性与反应焓变的关系 （1）放热反应：绝大多数都能 ，且反应放出的热量 ，体系能量 得越多，反应越完全。 （2）吸热反应：有些也能自发进行。 结论：反应的焓变是影响化学反应能否自发进行的因素之一。 2.反应熵变与反应方向 （1）熵和熵变 熵 定义 度量体系 的物理量(体系的有序性越高，混乱度越低，熵值越小) 符号 S 熵变 定义 物质发生变化时，体系的熵的变化 符号 ΔS 意义 混乱度增加的过程或反应为 ，ΔS＞0；混乱度减小的过程或反应为熵减，ΔS＜0(产生气体的反应和气体物质的量增大的反应，熵变为正值ΔS＞0，是熵增反应)；化学反应的ΔS越大，越有利于反应 ①熵的比较 a.同一物质：S(高温) (低温)；S(g) S(l) S(s)。 b.相同条件下的不同物质：分子结构越复杂，熵值 。 c.S(混合物) S(纯净物)。 ②熵增或熵减的判断 a.物质由固态到液态、由液态到气态或由固态到气态的过程，ΔS 0，是熵 的过程。 b.气体体积增大的反应，熵变通常都是ΔS 0，是熵 的反应。 c.气体体积减小的反应，熵变通常都是ΔS 0，是熵 的反应。 （2）熵变与反应方向 ①熵 有利于反应的自发进行。 ②某些熵 的反应在一定条件下也能自发进行。 结论：反应的熵变是与反应能否自发进行有关的一个因素，但 唯一因素。 3．自由能与化学反应的方向 （1）自由能变化 符号为 ，单位为 。 （2）自由能变化与焓变、熵变的关系 ΔG＝ 。ΔG不仅与焓变、熵变有关，还与 有关。 （3）反应方向与自由能的关系 ΔH ΔS ΔH－TΔS 反应情况 ＜0 ＞0 永远是负值 ＞0 ＜0 永远是正值 ＞0 ＞0 低温为正 高温为负 ＜0 ＜0 低温为负 高温为正 4.复合判据与反应的方向 在 、 一定的条件下，自发反应总是向ΔH－TΔS 0的方向进行。 ΔH－TΔS<0，反应能自发进行； ΔH－TΔS＝0，反应达到平衡状态； ΔH－TΔS>0，反应不能自发进行。 三、化学平衡状态及其判定 1．化学平衡状态 （1）概念 一定条件下的可逆反应中，当正反应和逆反应速率 时，反应物和生成物的浓度均保持不变，即体系的组成不随时间而改变的状态。 （2）建立 ①对于只加入反应物从正向建立的平衡： 过程 正、逆反应速率 反应物、生成物的浓度 反应开始 v（正）最大 v（逆）＝0 反应物浓度 ，生成物浓度为 反应过程中 v（正）逐渐 ，  v（逆）逐渐 反应物浓度逐渐 ，生成物浓度逐渐 平衡状态时 v（正） v（逆）  各组分的浓度 随时间的变化而变化 ②对于只加入生成物从逆向建立的平衡： 过程 正、逆反应速率 反应物、生成物的浓度 反应开始 v（逆）最大 v（正）＝0 生成物浓度 ，反应物浓度为 反应过程中 v（逆）逐渐 ，  v（正）逐渐 生成物浓度逐渐 ，反应物浓度逐渐 平衡状态时 v（正） v（逆）  各组分的浓度 随时间的变化而变化 （3）平衡特点 2．判断化学平衡状态的两种方法 （1）“两看” 一看 题干条件 恒温恒容或恒温恒压或绝热容器 二看 化学反应特点（物质状态、气体计量系数） 全部是气体参与，是等体积反应还是非等体积反应 有固体或液体参与，是等体积反应还是非等体积反应 （2）“两标志” 正、逆反应速率相等 同一物质表示的正、逆反应速率相等v正＝v逆，或者不同物质表示的正、逆速率(或变化的物质的量、浓度)之比等于化学计量数之比 变量不再变 题目中的变量，指的是随着反应的进行而改变的量，（如某物质的质量、浓度、百分含量，n总(气体)、压强、气体密度、气体平均分子质量、颜色等），当“变量”不再变化（保持恒定）时，证明可逆反应达到平衡，但“定量”无法证明。 特｜别｜提｜醒 几种特殊反应的平衡依据 （1）量比不变型 ①反应物或生成物量的比不变，不一定达到平衡状态 ②反应物和生成物量的比不变，一定达到平衡状态 （2）量相等型 ①反应物和生成物的量相等，不一定达平衡状态 ②反应物和反应物的量相等，不一定达平衡状态 ③量不变≠量相等≠量或量的比等于某一具体的数 （3）等体反应型：3A（g）2B（g）+C（g） ①恒温恒压：混合气体的体积不变，一定达到平衡状态 ②恒温恒容：混合气体的压强不变，不一定达到平衡状态 （4）固液参与型：2A（g）2B（g）+C（s） ①混合气体的密度不变，一定达到平衡状态（恒T、V） ②混合气体的平均摩尔质量不变，一定达到平衡状态 （5）固液分解型：2A（s）2B（g）+C（g） ①混合气体的密度不变，一定达到平衡状态（恒T、V） ②混合气体的平均摩尔质量不变，不一定达到平衡状态 ③某种气体组分的物质的量分数不变，不一定达到平衡状态 四、化学平衡常数 1.定义式 对于可逆反应：aA(g)＋bB(g)cC(g)＋dD(g)，在一定温度下，反应达到平衡后，将各物质的物质的量浓度代入表示式K＝ ，得到的结果是一个定值，称为该反应的化学平衡常数。 2.意义 K值越大，反应进行的程度 ，反应物转化率 。一般地，K＞105时，认为该反应进行得就基本完全了。 3.影响因素 K只受 影响，与反应物和生成物的浓度无关。 固体、 、水溶液中 浓度可视为定值，其浓度不列入平衡常数表达式中。 4.化学平衡常数表达式与化学方程式的书写有关。 若反应方向改变、化学计量数等倍扩大或缩小，化学平衡常数也会改变。 已知两反应的平衡常数分别为K1、K2。 ①若两反应互为逆反应，则 。 ②若两反应的反应物和生成物相同，反应1的系数是反应2的n倍，则 。 ③若两反应相加，则总反应的平衡常数 。 ④若两反应相减，则总反应的平衡常数 。 4．平衡常数意义及应用 （1）判断可逆反应进行的程度 K <10－5 10－5～105 >105 反应程度 很难进行 反应可逆 反应接近完全 （2）判断反应是否达到平衡或进行的方向 对于化学反应aA(g)＋bB(g)cC(g)＋dD(g)的任意状态，浓度商：Q＝。 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）判断可逆反应的热效应 五、化学平衡的相关计算 “三段式法”是有效解答化学平衡计算题的“万能钥匙”。解题时，要注意准确地列出起始量、变化量、平衡量，按题目要求进行计算，同时还要注意单位的统一。 （1）分析三个量：起始量、变化量、平衡量。 （2）明确三个关系 ①对于同一反应物，起始量－变化量＝平衡量。 ②对于同一生成物，起始量＋变化量＝平衡量。 ③各物质的转化量之比等于各物质的化学计量数之比。 （3）计算模式 对以下反应：mA(g)＋nB(g) ⇌pC(g)＋qD(g)，令A、B起始物质的量(mol)分别为a、b，达到平衡后，A的消耗量为mx mol，容器容积为V L。 mA(g)＋nB(g)⇌pC(g)＋qD(g) 起始/mol a b 0 0 变化/mol mx nx px qx 平衡/mol a－mx b－nx px qx 则有①平衡常数： K＝。 ②A的平衡浓度：c(A)＝ mol·L－1。 ③A的转化率：α(A)＝×100%，α(A)∶α(B)＝∶＝。 ④A的体积分数：φ(A)＝×100%。 ⑤平衡压强与起始压强之比：＝。 ⑥混合气体的平均密度(混)＝ g·L－1。 ⑦混合气体的平均摩尔质量＝ g·mol－1。 ⑧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＝×100%。 6．压强平衡常数（Kp） （1）Kp含义：在化学平衡体系中，用各气体物质的 替代浓度计算的平衡常数叫压强平衡常数。 （3）计算技巧： 第一步，根据“三段式”法计算平衡体系中各物质的物质的量或物质的量浓度； 第二步，计算各气体组分的 或 ； 第三步，根据分压计算公式求出各气体物质的分压，某气体的分压＝ ； 第四步，根据平衡常数计算公式代入计算。例如，N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)，压强平衡常数表达式为Kp＝。 7．速率常数和平衡常数的关系 A.基元反应：a A（g）+b B（g）c C（g）+d D（g） B.速率方程 ①抽象化速率方程：笼统的正逆反应速率 v正＝k正·ca（A）·cb（B）、v逆＝k逆·cc（C）·cd（D） ②具体化速率方程：以具体物质表示的正逆反应速率 vA正＝k正·ca（A）·cb（B）、vC逆＝k逆·cc（C）·cd（D） C.速率常数和平衡常数的关系 ①抽象化：平衡条件 ，＝＝ ①具体化：平衡条件＝， ＝×＝× （4）升温对k正、k逆的影响 ①放热反应：K值 ；k正值 ，k逆值 ， 变化更大 ②吸热反应：K值 ；k正值 ，k逆值 ， 变化更大 题型一 化学反应进行方向的判断 【典例1】下列关于化学反应的自发性叙述中不正确的是 A．(NH4)2CO3在室温下就能自发地分解产生氨气是因为生成了易挥发的气体，使体系的熵增大 B．低温更有利于2NO(g)+O2(g)=2NO2(g)的自发进行 C．由钠和水常温下就能自发进行可知该反应一定是放热反应 D．由较低温下 CO2(g) +C(s) =2CO(g)不能自发进行，则可知该反应的△H>0 【变式1-1】下列说法中，正确的是 A．同一物质，S(g) > S(l) > S(s) B．固体溶解是一个熵减小的过程 C．能够自发进行的反应一定是熵增加的过程 D．能够自发进行的反应一定是放热反应 【变式1-2】下列属于非自发过程的是 A．水由高处向低处流 B．蔗糖在水中溶解 C．天然气的燃烧 D．室温下水结成冰 【变式1-3】现有两个热化学方程式： ①   ②   下列说法正确的是 A．反应①②中都存在： B．反应①一定不能自发进行 C．从焓变的角度看，反应①能自发进行 D．从熵变的角度看，反应②能自发进行 题型二 化学平衡状态的建立及平衡标志的判断 【典例2】在一定温度下的定容容器中，当下列哪些物理量不再发生变化时，表明反应已达到平衡状态的个数有 ①混合气体的压强；②混合气体的密度；③B的物质的量浓度；④混合气体的总物质的量；⑤混合气体的平均相对分子质量；⑥与的比值；⑦混合气体的总质量；⑧混合气体的总体积；⑨C、D的分子数之比为1∶1 A．4个 B．5个 C．6个 D．7个 方｜法｜点｜拨 (1)直接标志——“正逆相等” ①v正＝v逆 有两层含义：对于同一物质，该物质的生成速率等于其消耗速率；对于不同的物质，速率之比等于化学方程式中物质的化学计量数之比，但必须是不同方向的速率。 (2)间接标志——“变量不变” ①确定反应中的“变量”，即随反应的进行而变化的量，当变量不再变化时，表明反应已达平衡状态。而当“不变量”不变时，不能判断反应是否处于平衡状态。 ②常见的变量有：气体的颜色；对于气体体积有变化的反应来说，恒压反应时的体积、恒容反应时的压强；对于反应体系中全部为气体，且气体物质的量有变化的反应来说，混合气体的平均相对分子质量；对于反应体系中不全部为气体的反应来说，恒容时混合气体的密度等。应当注意，在利用、ρ、n(总)、p(总)判断时要注意反应特点和容器的体积变化问题。 【变式2-1】6．是工业上由氨合成尿素的中间产物。在一定温度下、容积不变的密闭容器中发生反应，能说明该反应达到平衡状态的是 ①每生成的同时消耗 ②混合气体的平均相对分子质量不变 ③的体积分数保持不变 ④混合气体的密度保持不变 ⑤ A．①④ B．①③④ C．②④ D．①③⑤ 【变式2-2】利用反应 ，可处理石油化工行业废气中的硫化氢并回收硫黄。某条件下、无催化剂存在时，该反应的正、逆反应速率随时间t的变化关系如图所示。下列说法正确的是 A．曲线②表示的是与时间的关系 B．时刻混合气体的平均摩尔质量大于时刻 C．时刻体系中 D．有催化剂存在时，增大、不变 题型三 化学平衡常数 【典例3】在某一密闭容器中，发生反应 该反应的平衡常数表达式为 A． B． C． D． 【变式3-1】下列有关平衡常数K的说法中，不正确的是 A．K的大小与起始浓度无关 B．K值越大，反应物的平衡转化率越大 C．温度越高，K值越大 D．K值越大，正向反应进行的程度越大 【变式3-2】在CuCl2溶液中存在平衡：[Cu(H2O)4]2＋(蓝色)＋4Cl-[CuCl4]2-(黄色)＋4H2O　ΔH>0，下列说法正确的是 A．该反应的反应类型为氧化还原反应 B．该反应的平衡常数表达式为 C．仅增大[Cu(H2O)4]2＋的浓度，反应达到平衡后，该反应的平衡常数增大 D．适当升高温度，该反应的平衡常数增大 【变式3-3】臭氧是一种很好的消毒剂，具有高效、洁净、方便、经济等优点。臭氧可溶于水，在水中易分解，产生的为游离氧原子，有很强的杀菌消毒能力。常温常压下发生如下反应①：  平衡常数为，反应②：  平衡常数为，总反应  平衡常数为K。下列说法错误的是 A．降低温度，K减小 B． C．适当升温，可提高消毒效率 D．压强增大，不变 题型四 化学平衡的相关计算 【典例4】将6 mol A和5 mol B混合于4 L密闭容器中，发生如下反应：3A(g)＋B(g)nC(g)＋2D(g)，5 s后反应达到平衡状态，生成2 mol D和2 mol C，则下列结论中不正确的是 A．该温度下反应的化学平衡常数为 B．n值等于2 C．平衡时B的浓度为1 mol·L-1 D．平衡时B的转化率为50 % 【变式4-1】汽车排气系统中的三元催化剂能将尾气中的NO与CO转化为无污染气体，反应为。T℃，向2 L恒容密闭容器中通入2 mol NO和2 mol CO，一定条件下测得N2的物质的量随时间变化关系如表所示： t/min 0 0.35 0.7 0.8 0.8 下列说法错误的是 A． B．若，则0~5 min内 C．该温度下的化学平衡常数 D．若改为恒压密闭容器，达到化学平衡时， 【变式4-2】向10L刚性密闭容器中加入5molCO和，发生反应，恒温条件下达到平衡，反应过程中测定的部分数据如下表所示。下列说法正确的是 t/min 0 20 40 60 80 n(CO) 5.0 4.0 3.2 2.8 2.8 A．前40分钟平均速率 B．若混合气体中CO的体积分数不再改变，则表明该反应达到了平衡 C．80min时，将容器体积压缩到5L，重新达到平衡时 D．保持其他条件不变，若增大起始时的投料，的平衡转化率将减小 【变式4-3】一定温度下，在2L的恒容密闭容器中发生反应。反应过程中的部分数据如下表所示： t/min n(A)/mol n(B)/mol n(C)/mol 0 2.0 2.4 0 5 0.9 10 1.6 15 1.6 下列说法正确的是 A．该反应在10min后才达到平衡 B．物质B的平衡转化率为20% C．平衡状态时，c(C)=0.6 mol·L-1 D．该温度下的平衡常数为 基础通关练（测试时间：10分钟） 1．（24-25高二上·天津南开·期末）反应，下列判断正确的是 A．在常温下能自发进行 B．在高温下能自发进行 C．在任何条件下都能自发进行 D．在任何条件下都不能自发进行 2．（24-25高二上·浙江宁波·期中）下列说法正确的是 A．ΔH>0的反应一定不能自发进行 B．2mol (g)的混乱度和1mol (g)的混乱度相同 C．化学反应室温下不能自发进行，说明该反应的△H<0 D．冰在室温下自动熔化成水，这是熵增的过程 3．（23-24高二上·四川·期中）已知：变化如图所示。下列判断正确的是 选项 A B C D A．A B．B C．C D．D 4．（24-25高二上·四川绵阳·期中）反应N2(g)＋3H2(g))2NH3(g) 若在恒压绝热容器中发生，下列选项表明反应一定已达平衡状态的是 A．容器内的温度不再变化 B．容器内的压强不再变化 C．相同时间内，断开H—H键的数目和生成N—H键的数目之比为1：2 D．v正(N2)=3v逆(H2) 5．（24-25高二上·浙江·期中）在一恒温恒容容器中，表明反应已达到平衡状态的是 A．单位时间内生成amolA，同时生成2amolB B．B、C、D的浓度之比为2：1：1 C．混合气体的密度不再改变 D．混合气体的压强不再改变 6．（24-25高二上·河南焦作·期中）一定温度下，向体积为2L的恒容密闭容器中充入3molH2和3molNO发生反应：2H2(g)+2NO(g)N2(g)+2H2O(g)，下列能说明该反应达到平衡状态的是 ①混合气体密度保持不变；②混合气体压强保持不变；③氢气与一氧化氮的质量比值保持不变；④断开1molH-H键同时断开2molH-O键；⑤；⑥水蒸气物质的量保持不变 A．①③④ B．②④⑥ C．③⑤⑥ D．②③⑤ 7．（22-23高二上·广西钦州·期末）已知下列反应的平衡常数：①，；②，；则反应的平衡常数是 A． B． C． D． 8．（23-24高一下·河南洛阳·阶段练习）某温度下，在体积为1L的容器中发生反应，在20s内由1.0变成0.2(假设未平衡)。下列说法正确的是 A．20s内 B．反应速率关系： C．将移出后，V正增大，V逆减小 D．20s内的转化率为80% 9．（23-24高二上·广东湛江·期中）一定温度下，将4mol A气体和2mol B气体在2L的容器中混合并在一定条件下发生如下反应：。若经2s后测得C的浓度为，现有下列几种说法： ①用物质A表示的反应的平均速率为 ②2s时物质B的浓度为 ③2s末，物质A的转化率为70% ④该温度下的平衡常数 其中正确的是 A．①③ B．②④ C．③④ D．①④ 10．（23-24高二上·福建厦门·阶段练习）在25℃时，恒容密闭容器中X、Y、Z三种气体的初始浓度和2min后达到平衡的浓度如表所示，下列说法不正确的是 物质 X Y Z 初始浓度 1 2 0 平衡浓度 0.5 0.5 1 A．反应可表示为 B．Y的平衡转化率为75% C．反应前后气体总压强之比为3∶2 D．化学平衡常数为4 重难突破练（测试时间：10分钟） 1．（23-24高二上·全国·期中）某温度下，在一个2 L的密闭容器中，加入4 mol A和2 mol B进行如下反应：3A(g)＋2B(g) 4C(s)＋2D(g)，反应一段时间后达到平衡，测得生成1.6 mol C，则下列说法正确的是 A．该反应的化学平衡常数表达式是K= B．此时，B的平衡转化率是40% C．增大该体系的压强，化学平衡常数增大 D．增加C，反应速率加快 2．（24-25高二上·广东东莞·阶段练习）450℃时，向某恒容密闭容器中充入、，控制适当条件使其发生反应：  ，反应在时达到平衡且此时的物质的量浓度为。下列分析错误的是 A．的平衡转化率为80% B．500℃时，该反应的平衡常数小于80 C．向平衡体系中充入和后，容器中 D．平衡时压强是反应开始前的0.75倍 3．（22-23高二下·河南周口·阶段练习）在刚性密闭容器中充入气体，容器内反应为，在和时，测得的物质的量随时间的变化如图所示，下列说法错误的是    A．时，内的平均反应速率为 B．温度 C．若增大的起始浓度，平衡时比原平衡小 D．M点和N点的平衡常数 4．（23-24高二上·浙江·期中）温度为T时，在三个起始体积均为1L的密闭容器中发生反应：。达到平衡时，下列说法不正确的是 容器编号 容器类型 起始物质的量/mol 平衡时SO3的物质的量/mol SO2 O2 SO3 Ⅰ 恒温恒容 2 1 0 1.8 Ⅱ 恒温恒压 2 1 0 a Ⅲ 绝热恒容 0 0 2 b A．容器Ⅰ中SO2的转化率小于容器Ⅱ中SO2的转化率 B．容器Ⅰ中放出的热量为177.3kJ C．平衡时SO3的物质的量：a>1.8，b>1.8 D．容器Ⅱ的平衡常数大于容器Ⅲ中的平衡常数 5．（23-24高二下·广东汕头·期中）无水常用于检验样品中的微量水。一水硫酸铜失水的反应为  。不同温度下，在体积为2L的恒容密闭容器中加入足量的一水硫酸铜粉末，发生上述反应。测得蒸气压与温度、时间的关系如下表所示：               时间/min       蒸气压/kPa 温度/℃ 0 5 10 15 20 25 0 4 7 9 10 10 0 5 9 12 12 12 下列推断正确的是 A．， B．其他条件不变，增大压强，平衡向正反应方向移动 C．，0~10min内用的分压表示的反应速率为 D．当气体平均相对分子质量不变时反应达到平衡状态 3 / 3 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题04 化学反应的方向和限度 考查重点 命题角度 自发过程和自发反应 自发过程和自发反应区别和判断 化学反应进行方向的判据 焓判据、熵判据、复合判据 化学平衡状态及其判定 化学平衡状态的特征；化学平衡状态的判断； 化学平衡常数 化学平衡常数的含义、表达式，影响因素、应用 化学平衡的相关计算 平衡转化率计算，物质百分含量的计算 一、自发过程和自发反应 1．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。 自发过程和自发反应的区别 自发过程 自发反应 含义 在一定条件下，不用借助外力，就能自发进行的过程 在给定的条件下，可以自发进行到显著程度的化学反应 特征 具有方向性，即过程的某个方向在一定条件下自发进行，而该过程逆方向在该条件下肯定不能自发进行 举例 高山流水，自由落体，冰雪融化 钢铁生锈 应用 （1）可被用来完成有用功。如H2燃烧可设计成原电池。 （2）非自发过程要想发生，必须对它做功。如通电将水分解为H2和O2 特｜别｜提｜醒 （1）不能认为自发反应都是不需要任何条件就能发生的，自发反应的“一定的条件”，可以是一定的温度和压强，可以是“点燃、光照、加热、高温”等给反应物提供能量的条件，“外界帮助”指通电、放电等，如氢气的燃烧是自发的通过需点燃才能发生；也不能认为非自发反应在任何条件下都是不能发生的，如NaCl在通电条件可分解生成Na和Cl2。 （2）不能认为自发反应应用普通，非自发反应没有应用价值。将电能、热能转化为化学能的许多非自发反应是制备物质的重要反应，如电解法去冶炼钠、镁、铝和制取氯气等。 （3）反应能否自发进行与反应速率无关。 二、化学反应进行方向的判据 1.化学反应的自发性与反应焓变的关系 （1）放热反应：绝大多数都能自发进行，且反应放出的热量越多，体系能量降低得越多，反应越完全。 （2）吸热反应：有些也能自发进行。 结论：反应的焓变是影响化学反应能否自发进行的因素之一。 2.反应熵变与反应方向 （1）熵和熵变 熵 定义 度量体系混乱程度的物理量(体系的有序性越高，混乱度越低，熵值越小) 符号 S 熵变 定义 物质发生变化时，体系的熵的变化 符号 ΔS 意义 混乱度增加的过程或反应为熵增，ΔS＞0；混乱度减小的过程或反应为熵减，ΔS＜0(产生气体的反应和气体物质的量增大的反应，熵变为正值ΔS＞0，是熵增反应)；化学反应的ΔS越大，越有利于反应自发进行 ①熵的比较 a.同一物质：S(高温)>S(低温)；S(g)>S(l)>S(s)。 b.相同条件下的不同物质：分子结构越复杂，熵值越大。 c.S(混合物)>S(纯净物)。 ②熵增或熵减的判断 a.物质由固态到液态、由液态到气态或由固态到气态的过程，ΔS>0，是熵增加的过程。 b.气体体积增大的反应，熵变通常都是ΔS>0，是熵增加的反应。 c.气体体积减小的反应，熵变通常都是ΔS<0，是熵减小的反应。 （2）熵变与反应方向 ①熵增加有利于反应的自发进行。 ②某些熵减小的反应在一定条件下也能自发进行。 结论：反应的熵变是与反应能否自发进行有关的一个因素，但不是唯一因素。 3．自由能与化学反应的方向 （1）自由能变化 符号为ΔG，单位为kJ·mol－1。 （2）自由能变化与焓变、熵变的关系 ΔG＝ΔH－TΔS。ΔG不仅与焓变、熵变有关，还与温度有关。 （3）反应方向与自由能的关系 ΔH ΔS ΔH－TΔS 反应情况 ＜0 ＞0 永远是负值 在任何温度下过程均自发进行 ＞0 ＜0 永远是正值 在任何温度下过程均非自发进行 ＞0 ＞0 低温为正 低温时非自发 高温为负 高温时自发 ＜0 ＜0 低温为负 低温时自发 高温为正 高温时非自发 4.复合判据与反应的方向 在温度、压强一定的条件下，自发反应总是向ΔH－TΔS<0的方向进行。 ΔH－TΔS<0，反应能自发进行； ΔH－TΔS＝0，反应达到平衡状态； ΔH－TΔS>0，反应不能自发进行。 三、化学平衡状态及其判定 1．化学平衡状态 （1）概念 一定条件下的可逆反应中，当正反应和逆反应速率相等时，反应物和生成物的浓度均保持不变，即体系的组成不随时间而改变的状态。 （2）建立 ①对于只加入反应物从正向建立的平衡： 过程 正、逆反应速率 反应物、生成物的浓度 反应开始 v（正）最大 v（逆）＝0 反应物浓度最大，生成物浓度为零 反应过程中 v（正）逐渐减小，  v（逆）逐渐增大 反应物浓度逐渐减小，生成物浓度逐渐增大 平衡状态时 v（正）=v（逆）  各组分的浓度不再随时间的变化而变化 ②对于只加入生成物从逆向建立的平衡： 过程 正、逆反应速率 反应物、生成物的浓度 反应开始 v（逆）最大 v（正）＝0 生成物浓度最大，反应物浓度为零 反应过程中 v（逆）逐渐减小，  v（正）逐渐增大 生成物浓度逐渐减小，反应物浓度逐渐增大 平衡状态时 v（正）=v（逆）  各组分的浓度不再随时间的变化而变化 （3）平衡特点 2．判断化学平衡状态的两种方法 （1）“两看” 一看 题干条件 恒温恒容或恒温恒压或绝热容器 二看 化学反应特点（物质状态、气体计量系数） 全部是气体参与，是等体积反应还是非等体积反应 有固体或液体参与，是等体积反应还是非等体积反应 （2）“两标志” 正、逆反应速率相等 同一物质表示的正、逆反应速率相等v正＝v逆，或者不同物质表示的正、逆速率(或变化的物质的量、浓度)之比等于化学计量数之比 变量不再变 题目中的变量，指的是随着反应的进行而改变的量，（如某物质的质量、浓度、百分含量，n总(气体)、压强、气体密度、气体平均分子质量、颜色等），当“变量”不再变化（保持恒定）时，证明可逆反应达到平衡，但“定量”无法证明。 特｜别｜提｜醒 几种特殊反应的平衡依据 （1）量比不变型 ①反应物或生成物量的比不变，不一定达到平衡状态 ②反应物和生成物量的比不变，一定达到平衡状态 （2）量相等型 ①反应物和生成物的量相等，不一定达平衡状态 ②反应物和反应物的量相等，不一定达平衡状态 ③量不变≠量相等≠量或量的比等于某一具体的数 （3）等体反应型：3A（g）2B（g）+C（g） ①恒温恒压：混合气体的体积不变，一定达到平衡状态 ②恒温恒容：混合气体的压强不变，不一定达到平衡状态 （4）固液参与型：2A（g）2B（g）+C（s） ①混合气体的密度不变，一定达到平衡状态（恒T、V） ②混合气体的平均摩尔质量不变，一定达到平衡状态 （5）固液分解型：2A（s）2B（g）+C（g） ①混合气体的密度不变，一定达到平衡状态（恒T、V） ②混合气体的平均摩尔质量不变，不一定达到平衡状态 ③某种气体组分的物质的量分数不变，不一定达到平衡状态 四、化学平衡常数 1.定义式 对于可逆反应：aA(g)＋bB(g)cC(g)＋dD(g)，在一定温度下，反应达到平衡后，将各物质的物质的量浓度代入表示式K＝，得到的结果是一个定值，称为该反应的化学平衡常数。 2.意义 K值越大，反应进行的程度越大，反应物转化率越大。一般地，K＞105时，认为该反应进行得就基本完全了。 3.影响因素 K只受温度影响，与反应物和生成物的浓度无关。 固体、纯液体、水溶液中水的浓度可视为定值，其浓度不列入平衡常数表达式中。 4.化学平衡常数表达式与化学方程式的书写有关。 若反应方向改变、化学计量数等倍扩大或缩小，化学平衡常数也会改变。 已知两反应的平衡常数分别为K1、K2。 ①若两反应互为逆反应，则K1•K2＝1。 ②若两反应的反应物和生成物相同，反应1的系数是反应2的n倍，则K1＝K。 ③若两反应相加，则总反应的平衡常数K＝K1•K2。 ④若两反应相减，则总反应的平衡常数K＝。 4．平衡常数意义及应用 （1）判断可逆反应进行的程度 K <10－5 10－5～105 >105 反应程度 很难进行 反应可逆 反应接近完全 （2）判断反应是否达到平衡或进行的方向 对于化学反应aA(g)＋bB(g)cC(g)＋dD(g)的任意状态，浓度商：Q＝。 Q＜K，反应向正反应方向进行； Q＝K，反应处于平衡状态； Q＞K，反应向逆反应方向进行。 （3）判断可逆反应的热效应 五、化学平衡的相关计算 “三段式法”是有效解答化学平衡计算题的“万能钥匙”。解题时，要注意准确地列出起始量、变化量、平衡量，按题目要求进行计算，同时还要注意单位的统一。 （1）分析三个量：起始量、变化量、平衡量。 （2）明确三个关系 ①对于同一反应物，起始量－变化量＝平衡量。 ②对于同一生成物，起始量＋变化量＝平衡量。 ③各物质的转化量之比等于各物质的化学计量数之比。 （3）计算模式 对以下反应：mA(g)＋nB(g) ⇌pC(g)＋qD(g)，令A、B起始物质的量(mol)分别为a、b，达到平衡后，A的消耗量为mx mol，容器容积为V L。 mA(g)＋nB(g)⇌pC(g)＋qD(g) 起始/mol a b 0 0 变化/mol mx nx px qx 平衡/mol a－mx b－nx px qx 则有①平衡常数： K＝。 ②A的平衡浓度：c(A)＝ mol·L－1。 ③A的转化率：α(A)＝×100%，α(A)∶α(B)＝∶＝。 ④A的体积分数：φ(A)＝×100%。 ⑤平衡压强与起始压强之比：＝。 ⑥混合气体的平均密度(混)＝ g·L－1。 ⑦混合气体的平均摩尔质量＝ g·mol－1。 ⑧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＝×100%。 6．压强平衡常数（Kp） （1）Kp含义：在化学平衡体系中，用各气体物质的分压替代浓度计算的平衡常数叫压强平衡常数。 （3）计算技巧： 第一步，根据“三段式”法计算平衡体系中各物质的物质的量或物质的量浓度； 第二步，计算各气体组分的物质的量分数或体积分数； 第三步，根据分压计算公式求出各气体物质的分压，某气体的分压＝气体总压强×该气体的体积分数(或物质的量分数)； 第四步，根据平衡常数计算公式代入计算。例如，N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)，压强平衡常数表达式为Kp＝。 7．速率常数和平衡常数的关系 A.基元反应：a A（g）+b B（g）c C（g）+d D（g） B.速率方程 ①抽象化速率方程：笼统的正逆反应速率 v正＝k正·ca（A）·cb（B）、v逆＝k逆·cc（C）·cd（D） ②具体化速率方程：以具体物质表示的正逆反应速率 vA正＝k正·ca（A）·cb（B）、vC逆＝k逆·cc（C）·cd（D） C.速率常数和平衡常数的关系 ①抽象化：平衡条件v正＝v逆，＝＝Kc ①具体化：平衡条件＝， ＝×＝×Kc （4）升温对k正、k逆的影响 ①放热反应：K值减小；k正值增大，k逆值增大，k逆变化更大 ②吸热反应：K值增大；k正值增大，k逆值增大，k正变化更大 题型一 化学反应进行方向的判断 【典例1】下列关于化学反应的自发性叙述中不正确的是 A．(NH4)2CO3在室温下就能自发地分解产生氨气是因为生成了易挥发的气体，使体系的熵增大 B．低温更有利于2NO(g)+O2(g)=2NO2(g)的自发进行 C．由钠和水常温下就能自发进行可知该反应一定是放热反应 D．由较低温下 CO2(g) +C(s) =2CO(g)不能自发进行，则可知该反应的△H>0 【答案】C 【详解】A．在室温下分解产生氨气等气体，体系中气体分子数增多，混乱度增大，即熵增大，根据熵增原理，该反应能自发进行，A选项正确； B．反应是气体分子数减少的反应，即熵减反应（），根据自发反应的判断公式（反应自发进行），要使，在（该反应为放热反应）的情况下，低温时较小，更有利于，即低温更有利于反应自发进行，B选项正确； C．钠和水在常温下能自发反应，该反应是放热反应，但自发反应与反应是放热还是吸热没有必然的因果关系，有些吸热反应在一定条件下也能自发进行，不能仅根据反应能自发进行就判定一定是放热反应 ，C选项错误； D．对于反应，该反应是气体分子数增多的反应，熵增（），低温下不能自发进行，即低温时，因为，T为低温，所以只有时才满足条件，D选项正确； 综上所述，正确答案是Ｃ。 【变式1-1】下列说法中，正确的是 A．同一物质，S(g) > S(l) > S(s) B．固体溶解是一个熵减小的过程 C．能够自发进行的反应一定是熵增加的过程 D．能够自发进行的反应一定是放热反应 【答案】A 【详解】A．同一物质气态时的熵值最大，液态时的次之，固态时的最小，A正确； B．固体溶解过程，体系混乱度增大，所以是熵增的过程，B错误； C．能够自发进行的反应不一定是熵增加的过程，要考虑焓变，C错误； D．能够自发进行的反应可能是吸热反应，如，在高温下，可自发进行，D错误； 故选A。 【变式1-2】下列属于非自发过程的是 A．水由高处向低处流 B．蔗糖在水中溶解 C．天然气的燃烧 D．室温下水结成冰 【答案】D 【详解】A．水由高处向低处流，是自发进行的过程，故A不选； B．蔗糖在水中溶解常温下可自发进行，故B不选； C．常温下天然气燃烧生成二氧化碳和水，反应放热ΔH＜0，△S＜0，ΔH-T△S＜0，属于自发进行的过程，故C不选； D．室温下水结成冰是温度降低作用下的变化，不是自发进行的反应，故D选； 答案选D。 【变式1-3】现有两个热化学方程式： ①   ②   下列说法正确的是 A．反应①②中都存在： B．反应①一定不能自发进行 C．从焓变的角度看，反应①能自发进行 D．从熵变的角度看，反应②能自发进行 【答案】B 【详解】A．反应①②均为液体与气体反应转化为液体的反应，均为熵减反应，即，A错误； B．的反应能自发进行，而反应①的、，则，反应①在任何温度下都不能自发进行，B正确； C．从焓变的角度看，放热反应()倾向于自发进行，而，吸热不利于反应自发进行，所以反应①不能自发进行，C错误； D．从熵变的角度看，熵增的反应(正向混乱度增大)倾向自发进行，而反应②的，熵减不利于反应自发进行，D错误； 故选B。 题型二 化学平衡状态的建立及平衡标志的判断 【典例2】在一定温度下的定容容器中，当下列哪些物理量不再发生变化时，表明反应已达到平衡状态的个数有 ①混合气体的压强；②混合气体的密度；③B的物质的量浓度；④混合气体的总物质的量；⑤混合气体的平均相对分子质量；⑥与的比值；⑦混合气体的总质量；⑧混合气体的总体积；⑨C、D的分子数之比为1∶1 A．4个 B．5个 C．6个 D．7个 【答案】A 【详解】①该反应的反应前后气体体积不变，所以无论该反应是否达到平衡状态，混合气体的压强始终不变，所以不能根据混合气体的压强判断反应是否达到平衡状态，①不选； ②A为固体，随着反应进行，气体质量改变，体积不变，故当混合气体的密度不变时，该反应达到平衡状态，②选； ③B的物质的量浓度不变时，B的物质的量不变，反应达到化学平衡，③选； ④该反应是一个反应前后气体体积不变的化学反应，混合气体的物质的量始终不变，所以不能根据混合气体总物质的量判断反应是否达到平衡状态，④不选； ⑤A为固体，随着反应进行，混合气体的质量改变，该反应是一个反应前后气体体积不变的化学反应，混合气体的物质的量始终不变，该反应是一个反应前后混合气体的平均相对分子质量改变的反应，当混合气体的平均相对分子质量不变时，该反应达到平衡状态，⑤选； ⑥正逆反应速率相等时，反应达到平衡，虽然与的比值不变，但由于未说明二者表示的是正速率还是逆速率，所以不能判断是否达到平衡状态，⑥不选； ⑦A为固体，随着反应进行，混合气体的质量改变，当混合气体的总质量不变时，反应达到化学平衡，⑦选； ⑧容器的容积不变，混合气体的总体积始终不变，故混合气体的总体积不能说明反应达到平衡，⑧不选； ⑨C、D的分子数之比为1∶1，无法判断各组分的浓度是否不再变化，则无法判断是否达到平衡状态，⑨不选； 符合题意的是②③⑤⑦，故答案选A。 方｜法｜点｜拨 (1)直接标志——“正逆相等” ①v正＝v逆 有两层含义：对于同一物质，该物质的生成速率等于其消耗速率；对于不同的物质，速率之比等于化学方程式中物质的化学计量数之比，但必须是不同方向的速率。 (2)间接标志——“变量不变” ①确定反应中的“变量”，即随反应的进行而变化的量，当变量不再变化时，表明反应已达平衡状态。而当“不变量”不变时，不能判断反应是否处于平衡状态。 ②常见的变量有：气体的颜色；对于气体体积有变化的反应来说，恒压反应时的体积、恒容反应时的压强；对于反应体系中全部为气体，且气体物质的量有变化的反应来说，混合气体的平均相对分子质量；对于反应体系中不全部为气体的反应来说，恒容时混合气体的密度等。应当注意，在利用、ρ、n(总)、p(总)判断时要注意反应特点和容器的体积变化问题。 【变式2-1】6．是工业上由氨合成尿素的中间产物。在一定温度下、容积不变的密闭容器中发生反应，能说明该反应达到平衡状态的是 ①每生成的同时消耗 ②混合气体的平均相对分子质量不变 ③的体积分数保持不变 ④混合气体的密度保持不变 ⑤ A．①④ B．①③④ C．②④ D．①③⑤ 【答案】A 【分析】可逆反应达到平衡状态时，正逆反应速率相等，反应体系中各物质的物质的量、物质的量浓度、百分含量以及由此引起的一系列物理量不变。 【详解】①每生成34g NH3的同时消耗44 gCO2，说明正逆反应速率相等，反应达到平衡状态，故①符合题意； ②该反应混合气体的平均相对分子质量始终不变，因此当混合气体的平均相对分子质量不变，不能判断反应是否达到平衡状态，故②不符合题意； ③容器中只有NH3和CO2为气体，且二者体积之比始终为2：1，则NH3的体积分数始终不变，所以NH3的体积分数保持不变，不能说明反应达到平衡状态，故③不符合题意； ④由于反应物H2NCOONH4是固体，没有达到平衡状态前，气体质量会变化，容器体积不变，则混合气体的密度会发生变化，因此混合气体的密度保持不变，说明反应达到了平衡状态，故④符合题意； ⑤任何时刻均存在c(NH3)：c(CO2)=2：1，因此当c(NH3)：c(CO2)=2：1时，不能说明反应达到平衡状态，故⑤不符合题意； 故答案选A。 故答案为：B。 【变式2-2】利用反应 ，可处理石油化工行业废气中的硫化氢并回收硫黄。某条件下、无催化剂存在时，该反应的正、逆反应速率随时间t的变化关系如图所示。下列说法正确的是 A．曲线②表示的是与时间的关系 B．时刻混合气体的平均摩尔质量大于时刻 C．时刻体系中 D．有催化剂存在时，增大、不变 【答案】B 【详解】A．反应为处理石油化工行业废气中的硫化氢并回收硫黄的过程，开始反应物浓度最大，随着反应进行反应物浓度逐渐减小，则正反应速率逐渐减小，所以曲线①表示的是与时间关系，A错误； B．该反应正反应是一个气体物质的量增大的方向，混合气体的质量保持不变，随着反应的进行，混合气体的总物质的量增大，故时刻混合气体的平均摩尔质量大于时刻，B正确； C．由题干信息无法确定H2S的转化率，故无法计算时刻体系中的比值，C错误； D．催化剂能降低反应的活化能，能同等幅度地加快正、逆反应速率，即、都增大，D错误； 题型三 化学平衡常数 【典例3】在某一密闭容器中，发生反应 该反应的平衡常数表达式为 A． B． C． D． 【答案】C 【详解】化学平衡常数是可逆反应达到平衡状态时各种生成物浓度幂之积与各种反应物浓度幂之积的比。由于H2O是液体物质，浓度不变，可认为是1，则该反应的化学平衡常数表达式为：K=，故合理选项是C。 【变式3-1】下列有关平衡常数K的说法中，不正确的是 A．K的大小与起始浓度无关 B．K值越大，反应物的平衡转化率越大 C．温度越高，K值越大 D．K值越大，正向反应进行的程度越大 【答案】C 【详解】A．对于一个确定的反应，温度一定时，平衡常数一定，平衡常数的大小与起始浓度无关，A项正确； B．K值越大，反应进行的程度越大，反应物的转化率越大，B项正确； C．对于一个放热反应，温度越高，反应物的转化率越小，K值越小，C项错误； D．对于一个反应，K值越大，反应物的转化率越大，反应进行的程度越大，D项正确； 答案选C。 【变式3-2】在CuCl2溶液中存在平衡：[Cu(H2O)4]2＋(蓝色)＋4Cl-[CuCl4]2-(黄色)＋4H2O　ΔH>0，下列说法正确的是 A．该反应的反应类型为氧化还原反应 B．该反应的平衡常数表达式为 C．仅增大[Cu(H2O)4]2＋的浓度，反应达到平衡后，该反应的平衡常数增大 D．适当升高温度，该反应的平衡常数增大 【答案】D 【详解】A．反应中没有元素化合价变化，不属于氧化还原反应，A错误； B．平衡常数表达式中H2O的浓度作为溶剂不参与，正确表达式应为，B错误； C．平衡常数仅与温度有关，浓度变化不影响K值，C错误； D．ΔH>0为吸热反应，升温使平衡正向移动，K值增大，D正确； 故选D。 【变式3-3】臭氧是一种很好的消毒剂，具有高效、洁净、方便、经济等优点。臭氧可溶于水，在水中易分解，产生的为游离氧原子，有很强的杀菌消毒能力。常温常压下发生如下反应①：  平衡常数为，反应②：  平衡常数为，总反应  平衡常数为K。下列说法错误的是 A．降低温度，K减小 B． C．适当升温，可提高消毒效率 D．压强增大，不变 【答案】A 【详解】A．总反应  ，可知正反应为放热反应，则降低温度平衡向正反应方向移动，平衡常数变大，A 错误； B．反应①+②可得总反应，则，B正确；   C．为游离氧原子，有很强的杀菌消毒能力；适当升温，①正向移动、②逆向移动，浓度增大，可提高消毒效率，C正确； D．平衡常数只受温度的影响，温度不变，平衡常数不变，D 正确； 故选A。 题型四 化学平衡的相关计算 【典例4】将6 mol A和5 mol B混合于4 L密闭容器中，发生如下反应：3A(g)＋B(g)nC(g)＋2D(g)，5 s后反应达到平衡状态，生成2 mol D和2 mol C，则下列结论中不正确的是 A．该温度下反应的化学平衡常数为 B．n值等于2 C．平衡时B的浓度为1 mol·L-1 D．平衡时B的转化率为50 % 【答案】D 【分析】反应速率比等于系数比，5 s后反应达到平衡状态，生成2 mol D和2 mol C，则CD系数相同，n=2； 【详解】A．由三段式： 则化学平衡常数为，A正确； B．生成C和D的物质的量相等，反应计量数比为1:1，故n=2，B正确； C．由A分析，平衡时B的浓度为1.25mol/L - 0.25mol/L = 1mol/L，C正确； D．由A分析，B的转化率为，D错误； 故选D。 【变式4-1】汽车排气系统中的三元催化剂能将尾气中的NO与CO转化为无污染气体，反应为。T℃，向2 L恒容密闭容器中通入2 mol NO和2 mol CO，一定条件下测得N2的物质的量随时间变化关系如表所示： t/min 0 0.35 0.7 0.8 0.8 下列说法错误的是 A． B．若，则0~5 min内 C．该温度下的化学平衡常数 D．若改为恒压密闭容器，达到化学平衡时， 【答案】B 【分析】利用三段式处理数据：，，据此回答。 【详解】A．由表中数据可知两个时间段的相等，而是逐渐减小，故，A正确； B．若，则0~5 min内，根据计量系数关系，故，B错误； C．根据分析可知，C正确； D．由于该反应正向为气体分子数减小的反应，若改为恒压，跟恒容相比，相当于加压，平衡正向移动，产率更高，所以达到化学平衡时，，D正确； 故选B。 【变式4-2】向10L刚性密闭容器中加入5molCO和，发生反应，恒温条件下达到平衡，反应过程中测定的部分数据如下表所示。下列说法正确的是 t/min 0 20 40 60 80 n(CO) 5.0 4.0 3.2 2.8 2.8 A．前40分钟平均速率 B．若混合气体中CO的体积分数不再改变，则表明该反应达到了平衡 C．80min时，将容器体积压缩到5L，重新达到平衡时 D．保持其他条件不变，若增大起始时的投料，的平衡转化率将减小 【答案】D 【详解】A．根据表格数据可知：在前40分钟内CO的物质的量减少了1.8 mol，根据物质反应转化关系可知会反应消耗3.6mol H2，则在反应在前40分钟的平均速率v(H2)==0.009 mol·L-1·min-1，故A错误； B．加入5mol CO和5mol H2，因此起始时CO的体积分数为50%，列出反应过程中的三段式， 某时刻CO的体积分数为=50%，CO的体积分数一直都是50%，并不是变量，因此混合气体中CO的体积分数不再改变，不能表明该反应达到了平衡，故B错误； C．80min时，反应达到平衡，将容器体积压缩到5L，CO浓度瞬间增大一倍即0.56mol/L，但该反应为气体体积减小的反应，压强增大，根据勒夏特列原理，平衡正向移动，CO会有减少但始终大于原平衡时的浓度，即重新达到平衡时c(CO)>0.28mol/L，故C错误； D．根据勒夏特列原理可知，增大起始时H2的投料，H2的平衡转化率将减小，故D正确； 故答案选D。 【变式4-3】一定温度下，在2L的恒容密闭容器中发生反应。反应过程中的部分数据如下表所示： t/min n(A)/mol n(B)/mol n(C)/mol 0 2.0 2.4 0 5 0.9 10 1.6 15 1.6 下列说法正确的是 A．该反应在10min后才达到平衡 B．物质B的平衡转化率为20% C．平衡状态时，c(C)=0.6 mol·L-1 D．该温度下的平衡常数为 【答案】C 【详解】A．在10min时，A的转化量为2.0 mol－1.6 mol=0.4mol，由方程式可知B转化量为0.8 mol，10 min时，n(B)=2.4 mol－0.8 mol=1.6 mol，15 min时，n(B)仍为1.6 mol，故10 min时已达平衡，可能是5~10min内的某一时间达到平衡状态，故A错误； B．10 min时已达平衡，A物质转化0.4 mol，由方程式可知B的转化量为0.8 mol，则B的平衡转化率为=33.3%，故B错误。 C．10 min时已达平衡，A物质转化0.4 mol，由方程式可知生成C物质为1.2 mol，c(C)==0.6 mol·L-1，故C正确； D．10 min时已达平衡，A物质转化0.4 mol，由方程式可知C的转化量为1.2 mol，平衡时n(C)=1.2mol，该温度下的平衡常数为，故D错误； 选C 基础通关练（测试时间：10分钟） 1．（24-25高二上·天津南开·期末）反应，下列判断正确的是 A．在常温下能自发进行 B．在高温下能自发进行 C．在任何条件下都能自发进行 D．在任何条件下都不能自发进行 【答案】B 【详解】当时，反应能自发进行，该反应的ΔH＞0，ΔS＞0，则在高温下反应能自发进行，故选B。 2．（24-25高二上·浙江宁波·期中）下列说法正确的是 A．ΔH>0的反应一定不能自发进行 B．2mol (g)的混乱度和1mol (g)的混乱度相同 C．化学反应室温下不能自发进行，说明该反应的△H<0 D．冰在室温下自动熔化成水，这是熵增的过程 【答案】D 【详解】A．的反应能自发进行，故ΔH>0的熵增反应可能能自发进行，A错误； B．2mol (g)的物质的量大于1mol (g)，则2mol (g)的混乱度大于1mol (g)的混乱度，B错误； C．化学反应为熵增反应，室温下不能自发进行，说明该反应为吸热反应，ΔH>0，C错误；   D．熵代表混乱度，液体混乱度＞固体混乱度，则冰在室温下自动熔化成水，是熵增的过程，D正确； 故选D。 3．（23-24高二上·四川·期中）已知：变化如图所示。下列判断正确的是 选项 A B C D A．A B．B C．C D．D 【答案】B 【详解】液态水变为气态水，需要吸收能量，；等量的相同物质，处于气态时混乱程度大于处于液态时混乱程度，；答案选B。 4．（24-25高二上·四川绵阳·期中）反应N2(g)＋3H2(g))2NH3(g) 若在恒压绝热容器中发生，下列选项表明反应一定已达平衡状态的是 A．容器内的温度不再变化 B．容器内的压强不再变化 C．相同时间内，断开H—H键的数目和生成N—H键的数目之比为1：2 D．v正(N2)=3v逆(H2) 【答案】A 【详解】A．已知反应为正向放热反应，平衡发生移动时，恒压绝热容器内温度一定变化，当容器内的温度不再变化时，说明已达平衡状态，A符合题意； B．反应在恒压条件下进行，反应前后压强均不变，则容器内的压强不再变化，不能说明已达平衡状态，B不符合题意； C．断开H—H键和生成N—H键均指正反应方向，不能判断是否达到平衡状态，C不符合题意； D．反应速率之比等于对应化学计量系数之比，同时当同一物质v正=v逆时达到平衡，则当v正(N2)∶v逆(H2)=1∶3，即v正(N2)=v逆(H2)时反应达到平衡，D不符合题意； 答案选A。 5．（24-25高二上·浙江·期中）在一恒温恒容容器中，表明反应已达到平衡状态的是 A．单位时间内生成amolA，同时生成2amolB B．B、C、D的浓度之比为2：1：1 C．混合气体的密度不再改变 D．混合气体的压强不再改变 【答案】C 【详解】A．单位时间内生成a mol A，同时生成2a mol B，均为逆反应速率，无法判断反应是否达到平衡，A错误； B．B、C、D的浓度之比为2:1:1，不知道浓度是否还会变化，无法判断反应是否达到平衡，B错误； C．A是固体，容器容积不变，混合气体的密度是变量，当其不再改变时，说明反应达到平衡状态，C正确； D．反应前后气体分子数不变，故恒温恒容容器中，混合气体的压强始终不变，无法判断反应是否达到平衡，D错误； 故选：C。 6．（24-25高二上·河南焦作·期中）一定温度下，向体积为2L的恒容密闭容器中充入3molH2和3molNO发生反应：2H2(g)+2NO(g)N2(g)+2H2O(g)，下列能说明该反应达到平衡状态的是 ①混合气体密度保持不变；②混合气体压强保持不变；③氢气与一氧化氮的质量比值保持不变；④断开1molH-H键同时断开2molH-O键；⑤；⑥水蒸气物质的量保持不变 A．①③④ B．②④⑥ C．③⑤⑥ D．②③⑤ 【答案】B 【详解】①在恒温恒容密闭容器中，反应过程中混合气体的密度始终保持不变，故混合气体密度保持不变不能说明反应达到化学平衡，不合题意； ②在恒温恒容密闭容器中，反应过程中混合气体的压强一直在改变，故混合气体压强保持不变说明反应达到化学平衡，符合题意； ③反应过程中，氢气和一氧化氮的投料量相同，消耗量相同，即氢气和一氧化氮的质量比一直不变，故氢气与一氧化氮的质量比值保持不变不能说明反应达到化学平衡，不合题意； ④断开1molH-H键代表正反应速率，同时断开2molH-O键代表逆反应速率，二者成化学计量系数之比，即正逆反应速率相等，说明反应达到化学平衡，符合题意； ⑤化学平衡的本质特征为正逆反应速率相等，未说明正反应还是逆反应，不能说明反应达到化学平衡，不合题意； ⑥化学反应的宏观特征为各组分的物质的量保持不变，故水蒸气物质的量保持不变说明反应达到化学平衡，符合题意； 综上分析可知，②④⑥符合题意，故答案为：B。 7．（22-23高二上·广西钦州·期末）已知下列反应的平衡常数：①，；②，；则反应的平衡常数是 A． B． C． D． 【答案】D 【详解】①S(s)+O2(g)⇌SO2(g)，K1=；②H2(g)+S(s)⇌H2S(g)，K2=；根据盖斯定律，将热化学方程式②-①，整理可得反应：H2(g)+SO2(g)⇌O2(g)+H2S(g)，其化学平衡常数K===；故D正确； 故选：D。 8．（23-24高一下·河南洛阳·阶段练习）某温度下，在体积为1L的容器中发生反应，在20s内由1.0变成0.2(假设未平衡)。下列说法正确的是 A．20s内 B．反应速率关系： C．将移出后，V正增大，V逆减小 D．20s内的转化率为80% 【答案】D 【详解】A．，A错误； B．反应速率关系：，B错误； C．减小生成物浓度，、均减小，C错误； D．20 s内的转化率为80%，D正确； 故选D。 9．（23-24高二上·广东湛江·期中）一定温度下，将4mol A气体和2mol B气体在2L的容器中混合并在一定条件下发生如下反应：。若经2s后测得C的浓度为，现有下列几种说法： ①用物质A表示的反应的平均速率为 ②2s时物质B的浓度为 ③2s末，物质A的转化率为70% ④该温度下的平衡常数 其中正确的是 A．①③ B．②④ C．③④ D．①④ 【答案】D 【分析】根据题意可建立以下三段式： 【详解】①根据三段式：，①正确； ②，②错误； ③2s时物质A的转化率，③错误； ④，④正确； 综上①④正确。答案选D。 10．（23-24高二上·福建厦门·阶段练习）在25℃时，恒容密闭容器中X、Y、Z三种气体的初始浓度和2min后达到平衡的浓度如表所示，下列说法不正确的是 物质 X Y Z 初始浓度 1 2 0 平衡浓度 0.5 0.5 1 A．反应可表示为 B．Y的平衡转化率为75% C．反应前后气体总压强之比为3∶2 D．化学平衡常数为4 【答案】D 【详解】A．由题中表格可以得到从初始到平衡，X的浓度减小了0.5mol/L，Y的浓度减小了1.5mol/L，Z的浓度增加了1mol/L，所以反应的方程式为，A正确； B．Y的平衡转化率为，B正确； C．反应前后气体总压强之比等于反应前后气体的物质的量之比为，C正确； D．化学平衡常数为，D错误； 故选D。 重难突破练（测试时间：10分钟） 1．（23-24高二上·全国·期中）某温度下，在一个2 L的密闭容器中，加入4 mol A和2 mol B进行如下反应：3A(g)＋2B(g) 4C(s)＋2D(g)，反应一段时间后达到平衡，测得生成1.6 mol C，则下列说法正确的是 A．该反应的化学平衡常数表达式是K= B．此时，B的平衡转化率是40% C．增大该体系的压强，化学平衡常数增大 D．增加C，反应速率加快 【答案】B 【详解】A．化学平衡常数是可逆反应达到平衡状态时，各种生成物浓度幂之积与各种反应物浓度幂之积的比，由于物质C状态是固体，不能出现在平衡常数的表达式中，该反应的化学平衡常数表达式应该是K=，A错误； B．根据物质反应转化关系可知生成1.6 mol C时，消耗了0.8 mol B，由于反应开始时加入了2 mol B，故B的平衡转化率是=40%，B正确； C．化学平衡常数只受温度的影响，增大该体系的压强，温度不变，则化学平衡常数不变，C错误； D．物质C为固体物质，其浓度为定值，增加其量，化学反应速率不变，D错误； 故合理选项是B。 2．（24-25高二上·广东东莞·阶段练习）450℃时，向某恒容密闭容器中充入、，控制适当条件使其发生反应：  ，反应在时达到平衡且此时的物质的量浓度为。下列分析错误的是 A．的平衡转化率为80% B．500℃时，该反应的平衡常数小于80 C．向平衡体系中充入和后，容器中 D．平衡时压强是反应开始前的0.75倍 【答案】C 【分析】设转化了xmol/L，列三段式，，平衡时，1-2x=0.2，得出x=0.4；则K=，据此分析； 【详解】A．由分析可知，转化的SO2的物质的量浓度为0.8mol/L，则SO2的转化率为，A正确； B．反应是放热反应，温度升高，平衡逆向移动，K值减小，时，该反应的平衡常数K小于80，B正确； C．向平衡体系中充入和，此时0.2mol/L，=0.5mol/L，=1.2mol/L，Q==<K，反应正向进行，，C错误； D．恒温恒容下，反应前后压强之比等于气体的物质的量之比，也等于反应前后气体总浓度之比，=，D正确； 故选C。 3．（22-23高二下·河南周口·阶段练习）在刚性密闭容器中充入气体，容器内反应为，在和时，测得的物质的量随时间的变化如图所示，下列说法错误的是    A．时，内的平均反应速率为 B．温度 C．若增大的起始浓度，平衡时比原平衡小 D．M点和N点的平衡常数 【答案】B 【详解】A．时，内的平均反应速率为，A项正确； B．由图可知，反应在温度下比温度下先达到平衡状态，所以，由于平衡时比平衡时的少，故升高温度，平衡向生成的方向移动，即向吸热反应方向移动，所以，B项错误； C．增大的起始浓度相当于增大压强，平衡向左移动，减小，C项正确； D．正反应是吸热反应，M点的温度高于N点，温度越高，平衡常数越大，平衡常数，D项正确； 故选B。 4．（23-24高二上·浙江·期中）温度为T时，在三个起始体积均为1L的密闭容器中发生反应：。达到平衡时，下列说法不正确的是 容器编号 容器类型 起始物质的量/mol 平衡时SO3的物质的量/mol SO2 O2 SO3 Ⅰ 恒温恒容 2 1 0 1.8 Ⅱ 恒温恒压 2 1 0 a Ⅲ 绝热恒容 0 0 2 b A．容器Ⅰ中SO2的转化率小于容器Ⅱ中SO2的转化率 B．容器Ⅰ中放出的热量为177.3kJ C．平衡时SO3的物质的量：a>1.8，b>1.8 D．容器Ⅱ的平衡常数大于容器Ⅲ中的平衡常数 【答案】D 【详解】A．容器Ⅰ为恒温恒容，容器Ⅱ为恒温恒压，起始量相同，Ⅰ容器中达到平衡状态时气体压强减小，Ⅱ容器中随反应进行，气体压强保持恒压，相对于I容器，II相当于增大压强，平衡正向进行，二氧化硫转化率增大，所以容器Ⅰ中SO2的转化率小于容器Ⅱ中SO2的转化率，故A正确； B．由ΔH=－197kJ•mol-1可知，生成2molSO3时，放出热量为197kJ，而容器Ⅰ中达到平衡时，SO3为1.8mol，即放出的热量为197kJ×0.9=177.3kJ，故B正确； C．由A选项分析可知，II中三氧化硫物质的量a>1.8，Ⅲ中是逆反应达到的平衡状态，且III为绝热容器，随反应进行温度降低，相对于容器I，相当于降温，平衡正向进行，b>1.8，故C正确； D．容器Ⅰ和容器Ⅱ的温度相同，所以两容器中反应的平衡常数相等，容器Ⅰ恒温恒容，容器Ⅲ为绝热恒容，反应为放热反应，Ⅲ中是逆反应达到的平衡状态，随反应进行温度降低，平衡正向进行，平衡常数增大，所以容器Ⅱ的平衡常数小于容器Ⅲ中的平衡常数，故D错误， 故选D。 5．（23-24高二下·广东汕头·期中）无水常用于检验样品中的微量水。一水硫酸铜失水的反应为  。不同温度下，在体积为2L的恒容密闭容器中加入足量的一水硫酸铜粉末，发生上述反应。测得蒸气压与温度、时间的关系如下表所示：               时间/min       蒸气压/kPa 温度/℃ 0 5 10 15 20 25 0 4 7 9 10 10 0 5 9 12 12 12 下列推断正确的是 A．， B．其他条件不变，增大压强，平衡向正反应方向移动 C．，0~10min内用的分压表示的反应速率为 D．当气体平均相对分子质量不变时反应达到平衡状态 【答案】C 【详解】A．由图可知，℃时反应先达到平衡，且蒸气压大于℃，则反应温度大于，平衡向正反应方向移动，该反应为吸热反应，A错误； B．该反应是气体体积增大的反应，增大压强，平衡向逆反应方向移动，B错误； C．由图可知，条件下，10min时蒸气压为9 kPa，0则~10min内用的分压表示的反应速率为=，C正确； D．由方程式可知，该反应中只有水蒸气是气体，反应中相对分子质量始终不变，则气体平均相对分子质量不变时，反应不一定达到平衡状态，D错误； 故选C。 3 / 3 学科网（北京）股份有限公司 $