第46讲 化学反应的方向、化学平衡状态及判断（真题+考点+模拟）-备战2027年高考化学【筑基提能100讲】复习讲义（全国通用）

以真题明方向 | 以精讲建体系 | 以模练促落实 备战2027年高考化学【筑基提能100讲】复习讲义（全国通用） 第46讲 化学反应的方向、化学平衡状态及判断 第一部分 以【真题】明方向 选择题： 5 题 非选择题： 12 题 第二部分 以【精讲】建体系 【考点1】化学反应的方向+3道例题 【考点2】可逆反应、化学平衡状态+3道例题 【考点3】化学平衡状态的判断方法+3道例题 第三部分 以【模练】促落实 选择题： 14 题 非选择题： 4 题 第一部分 以【真题】明方向 1．（2026·浙江·高考真题）              已知： ①en代表； ②（R为常数，）； ③25℃时，。 下列说法不正确的是 A．配位键键能： B．中配位键的数目为（为阿伏加德罗常数的值） C．碱性： D．25℃时，若，则 【答案】D 【详解】A．反应1的平衡常数，说明反应正向自发进行，生成的比更稳定，因此中的配位键键能大于中的配位键键能，A正确； B．为双齿配体，每个可提供2个配位原子与形成配位键，1个中含4个配位键，故该配离子中配位键数目为，B正确； C．配合物的碱性由电离出的能力决定，内界配离子越稳定，其对应的氢氧化物在水中电离出的能力就相对越强（即中心离子对氢氧根的束缚减弱），因此碱性越强。已知，说明比更稳定，因此的碱性弱于，C正确； D．根据公式，将两个反应的公式相减得：，因，右侧为正值；若，则，为正值，故，D错误； 故选D。 2．（2026·甘肃·高考真题）对于反应，其他条件不变时，下列说法错误的是 A．当时，反应达到化学平衡 B．恒容下，向平衡体系中充入惰性气体、平衡不移动 C．升高反应温度，体系活化分子数增加 D．增大浓度，平衡常数不变 【答案】A 【详解】A．反应速率之比等于化学计量数之比是反应任意时刻都满足的规律，该式未指明速率对应正反应方向还是逆反应方向，无法判断反应是否达到平衡，A错误； B．恒容下充入惰性气体，反应体系中各气态物质的浓度均不发生改变，正、逆反应速率不变，平衡不移动，B正确； C．升高温度，普通分子吸收能量转化为活化分子，体系中活化分子总数增加，C正确； D．平衡常数仅与温度有关，温度不变时，增大反应物的浓度，平衡常数不发生改变，D正确； 故选A。 3、(2025·江西，12)一定压强下，乙烯水合反应为C2H4(g)+H2O(g)⥫⥬C2H5OH(g) 已知：ΔH(J·mol-1)=-34 585-26.4T　ΔG(J·mol-1)=-34 585+26.4T·lnT+45.19T 气体均视为理想气体，下列说法正确的是(　　) A.反应的活化能：E正>E逆 B.恒温恒容充入N2，平衡向左移动 C.ΔS随温度升高而降低 D.平衡后，升高温度，Δv正>Δv逆 【答案】C 【详解】ΔH=E正-E逆，题中ΔH(J·mol-1)=-34 585-26.4T为负值，且随温度升高ΔH的值减小，说明E正<E逆，A错误；恒温恒容充入N2，总压增大但各反应物分压不变，平衡不移动，B错误；由ΔG=ΔH-TΔS代入数据得ΔS(J·mol-1)=-71.59 -26.4lnT，温度T升高时lnT增大，ΔS更小，C正确；该反应的ΔH<0，为放热反应，升温使放热反应的逆反应速率增加更多，Δv逆>Δv正，D错误。 4．（2025·海南·高考真题）等温等压下，  。此反应放出的热用于火力发电，能量转化效率为。下列说法错误的是 A．该反应 B．产物为时，反应放出的热量减少 C．该反应在燃料电池模式下进行，反应焓变为， D．该反应在燃料电池模式下做电功，转化效率为， 【答案】C 【详解】A．反应中气体物质的量减少（3 mol→1 mol），且生成液态水，系统混乱度降低，ΔS<0，A正确； B．生成H2O(g)时，相比H2O(l)少释放了液化潜热，故放出的热量减少，B正确； C．焓变（ΔH）是状态函数，与反应途径无关。燃料电池中反应的焓变ΔH'与原反应ΔH相等，C错误； D．燃料电池直接将化学能转化为电能，能量损失小于火力发电（需经热能→机械能→电能），故η'>η，D正确； 答案选C。 5、(2022·浙江1月选考，20)AB型强电解质在水中的溶解(可视作特殊的化学反应)表示为AB(s)===An+(aq)+Bn-(aq)，其焓变和熵变分别为ΔH和ΔS。对于不同组成的AB型强电解质，下列说法正确的是(　　) A.ΔH和ΔS均大于零 B.ΔH和ΔS均小于零 C.ΔH可能大于零或小于零，ΔS大于零 D.ΔH和ΔS均可能大于零或小于零 【答案】D 【详解】有的强电解质溶于水放热，如硫酸铜等；有的吸热，如碳酸氢钠等，所以在水中溶解对应的ΔH可能大于零或小于零。熵表示系统无序程度，体系无序程度越大，则熵越大。AB型强电解质固体溶于水，存在熵的变化，固体转化为离子，无序程度是增加的，但离子在水中存在水合过程，这样会引发水的无序程度的变化，会让水分子更加规则，即水的无序程度下降，所以整个溶解过程的熵变ΔS取决于固体转化为离子的熵增与水合过程的熵减两个作用的相对大小关系，若是前者占主导，则整个溶解过程的ΔS>0，反之ΔS<0。 6．（2026·甘肃·高考真题）某地为完善绿色化工布局、延伸传统产业链条建设钛白厂。生产钛白(TiO2)的主要工艺流程如下： 已知钛铁矿(主要成分为)的酸解反应方程式为； 的溶解度为。 (5)利用如下工艺流程制备金属钛： 已知一个化学反应、不管是一步完成还是分几步完成，其自由能变相同。在1073 K时： ①     ②     反应①不能自发进行，但“氯化”工艺中加入过量焦炭后可生成，该工艺发生的总反应方程式为________。加入焦炭后反应能够自发进行的原因是________。 【答案】(5) 总反应的自由能变，反应能够自发进行 【详解】（5）已知①，②，由①+②可得总反应为：；总反应可以自发。 7．（2026·河北·高考真题）丙烯是石油化工行业的重要原料，利用氧化丙烷制备丙烯对环境保护和经济发展有重要的意义。反应如下： Ⅰ      使用铂锡双金属催化剂(M)，上述反应分两步进行： Ⅱ             Ⅲ      回答下列问题： (1)_________。 (2)550℃时，恒容密闭容器中装有0.20 g催化剂M，按通入混合气体，反应2 h后得到0.012 mol ，则0~2 h内每克催化剂催化生成的平均速率为_____。下列能说明该体系达到平衡状态的是_____(不定项选择，填序号)。 a． b．的生成速率和消耗速率相等 c．混合气体的密度不再改变 d．混合气体的平均摩尔质量不再改变 【答案】(1)+165 (2)0.03 bd 【详解】（1）根据盖斯定律，将反应Ⅱ和反应Ⅲ相加即可得到反应Ⅰ，故 。 （2）0~2 h内每克催化剂催化生成 的平均速率 。 a．由Ⅱ、Ⅲ两步反应关系可得，任意时刻都满足，无法说明各组分浓度或百分含量保持不变，不能作为平衡标志，错误； b．的生成速率等于消耗速率，说明正逆反应速率相等，达到平衡，b正确； c．该反应在恒容密闭容器中进行，气体总质量不变，容器体积不变，混合气体的密度始终不变，不能说明达到平衡状态，错误； d．反应前后气体总质量不变，但反应Ⅰ和反应Ⅱ都是气体分子数增加的反应，气体总物质的量在反应过程中不断增大，平均摩尔质量不断减小，当混合气体的平均摩尔质量不再改变时，说明达到了平衡状态，正确。 故选bd。 8．（2025·云南·高考真题）我国科学家研发出一种乙醇(沸点78.5℃)绿色制氢新途径，并实现高附加值乙酸(沸点118℃)的生产，主要反应为： Ⅰ．     Ⅱ．   回答下列问题： (1)乙醇可由秸秆生产，主要过程为 秸秆纤维素_______乙醇 (2)对于反应Ⅰ： ①已知  则_______。 ②一定温度下，下列叙述能说明恒容密闭容器中反应达到平衡状态的是_______(填标号)。 A．容器内的压强不再变化 B．混合气体的密度不再变化 C．的体积分数不再变化 D．单位时间内生成，同时消耗 ③反应后从混合气体分离得到，最适宜的方法为_______。 【答案】(1)葡萄糖 (2)+44.4 AC 降温冷凝后收集气体 【详解】（1）纤维素水解得到葡萄糖，葡萄糖发酵产生二氧化碳和乙醇； （2）①反应Ⅰ-反应Ⅱ得到“已知反应”，根据盖斯定律=-24.3kJ·mol-1+68.7 kJ·mol-1=+44.4 kJ·mol-1； ②恒温恒容下发生： A．该反应是气体总物质的量增大的反应，容器内的压强不再变化，说明气体总物质的量不再改变，说明反应达到平衡状态，A符合题意； B．体积自始至终不变，气体总质量自始至终不变，则气体密度不是变量，混合气体的密度不再变化，不能说明反应是否达到平衡状态，B不符合题意； C．的体积分数不再变化，说明其物质的量不再改变，反应已达平衡，C符合题意； D．单位时间内生成，同时消耗均是逆反应速率，不能说明反应是否达到平衡状态，D不符合题意； 答案选AC； ③可利用混合体系中各物质的沸点差异分离出氢气，最适宜的方法为降温冷凝后收集气体； 9、[2025·安徽，17(2)]通过甲酸分解可获得超高纯度的CO。甲酸有两种可能的分解反应： ①HCOOH(g)===CO(g)+H2O(g)　ΔH1=+26.3 kJ·mol-1 ②HCOOH(g)===CO2(g)+H2(g)　ΔH2=-14.9 kJ·mol-1 一定温度下，向恒容密闭容器中通入一定量的HCOOH(g)，发生上述两个分解反应，下列说法中能表明反应达到平衡状态的是　　　　(填标号)。  a.气体密度不变 b.气体总压强不变 c.H2O(g)的浓度不变 d.CO和CO2的物质的量相等 【答案】bc 【详解】该反应中反应物、生成物均为气体，气体总质量不变，容器恒容，则气体密度始终不变，故a错误；反应①和②反应前后气体分子数均不相等，气体总压强为变量，则气体总压强不变可以说明反应达到平衡状态，故b正确；H2O(g)的浓度不变，则反应体系中各物质浓度均不变，可以说明反应达到平衡状态，故c正确；CO和CO2的物质的量相等，不能说明各物质浓度不变，不能说明反应达到平衡状态，故d错误。 10、[2025·浙江1月选考，18(4)]工业中常用如下反应生产HCON(CH3)2：(CH3)2NH(g)+CO(g)===HCON(CH3)2(l)。某条件下反应自发且熵减，则反应在该条件下ΔH　　　0(填“>”“<”或“=”)。  【答案】< 【详解】由题意知该反应某条件下反应自发且熵减，根据ΔG=ΔH-TΔS<0时反应自发可知，反应在该条件下ΔH<0。 11、[2025·广东，19(2)]298 K下，反应TiO2(s)+2C(s)+2Cl2(g)===TiCl4(g)+2CO(g)的ΔH<0、ΔS>0，则298 K下该反应　　　　(填“能”或“不能”)自发进行。  【答案】能 【详解】ΔH-TΔS<0时反应能自发进行，而由已知信息可知，该反应的ΔH<0、ΔS>0，该反应的ΔH-TΔS<0恒成立，故该反应在298 K时能自发进行。 12．（2025·上海·高考真题）碳酸丙烯酯()简称PC，是一种重要的有机化合物，具有多种工业通途。 环氧丙烷与二氧化碳催化合成法是目前最常用的生产方法。 已知： 反应①：(g)+CO2(g) (l)     反应②：C(s)+O2(g)=CO2(g)    反应③：    反应④：    (3)反应④的=_______ A．-613.2 B．613.2 C．395.2 D．-395.2 (4)下列关于反应①的随温度T的变化趋势正确的是_______。 一定条件下，在25mL恒容密闭容器中，环氧丙烷气体和过量的CO2发生反应①，制得碳酸丙烯酯液体。 (5)下列措施可以增加反应物分子中活化分子百分数的是_______。 A．通入惰性气体 B．增加CO2浓度 C．缩小容器体积 D．升高温度 (6)能说明上述反应达到化学平衡标志的是_______。 A．v正=v正 B．物质总质量保持不变 C．压强保持不变 D．气体平均摩尔质量保持不变 【答案】(3)A (4)C (5)D (6)CD 【详解】（3）根据盖斯定律，反应Ⅰ+反应II+反应III=反应IV，则，故选A； （4）反应Ⅰ中，，（）随温度T/(K)的变化是一次函数的变化，斜率，与y轴的截距，故答案选C； （5）A．通入惰性气体,体系的温度未变，反应物分子中活化分子百分数未变，A错误； B．增加CO2浓度，反应浓度增大，活化分子浓度增大，但由于温度未变，分子能量未变，活化分子百分数未变，B错误； C．缩小容器体积，反应浓度增大，活化分子浓度增大，但由于温度未变，分子能量未变，活化分子百分数未变，C错误； D．升高温度，分子能量增大，活化分子百分数增大，D正确； 故选D。 （6）A．都表示正反应速率，故不能表示反应达到平衡状态，A错误； B．根据质量守恒定律，物质总质量不变，故不能说明反应达到平衡状态，B错误； C．该反应前后气体分子总数不同，故气体体积不变时，各物质的量浓度不变，可以说明反应达到平衡状态，C正确； D．该反应前后气体分子总数不同，混合气体平均摩尔质量不变时，则说明各物质的量不再变化，可以说明反应达到平衡状态，D正确； 故答案选CD； 13．（2025·贵州·高考真题）TiC是一种极具潜力的超高温结构材料，其制备总反应为：   反应步骤如下： Ⅰ．   Ⅱ．   Ⅲ．   回答下列问题： (1)________，总反应的随温度T的变化关系如图，则总反应自发进行的温度条件为________。 【答案】(1) 温度高于1258K 【详解】（1）根据盖斯定律，总反应可由×I +×Ⅱ + ×Ⅲ得到：==；由图可知，当时，，反应自发进行； 14．（2024·贵州·高考真题）在无氧环境下，CH4经催化脱氢芳构化可以直接转化为高附加值的芳烃产品。一定温度下，CH4芳构化时同时存在如下反应： ⅰ． ⅱ． 回答下列问题： (1)反应ⅰ在1000K时_______(选填“能”或“不能”)自发进行。 (2)已知25℃时有关物质的燃烧热数据如表，则反应ⅱ的_______(用含的代数式表示)。 物质 【答案】(1)能 (2)6a-b-9c 【详解】（1）反应ⅰ．，在1000K时，ΔG=ΔH-TΔS=+74.6 kJ·mol-1-1000K×80.84×10-3kJ·mol-1·K-1=-6.24 kJ·mol-1＜0，故反应ⅰ在1000K时能自发进行。 （2）ⅱ． 由题给数据可得出以下热化学方程式： ③CH4(g)+2O2(g)＝CO2(g)+2H2O(l)     ΔH=akJ·mol-1 ④C6H6(l)+7.5O2(g)＝6CO2(g)+3H2O(l)   ΔH=bkJ·mol-1 ⑤H2(g)+0.5O2(g)＝H2O(l)             ΔH=c kJ·mol-1 依据盖斯定律，将反应③×6-④-⑤×9得，反应ⅱ的(6a-b-9c) kJ·mol-1。 15、[2024·广东，17(4)]兴趣小组继续探究反应(Ⅰ)：CaSO4(s)+C(aq)⥫⥬CaCO3(s)+S(aq)平衡的建立，进行实验。 ①初步实验　将1.00 g硫酸钙(M=136 g·mol-1)加入100.0 mL 0.100 mol·L-1 Na2CO3溶液中，在25 ℃和搅拌条件下，利用pH计测得体系的pH随时间的变化曲线如图。 ②分析讨论　甲同学根据t2 min后pH不改变，认为反应(Ⅰ)已达到平衡；乙同学认为证据不足，并提出如下假设： 假设1　硫酸钙固体已完全消耗； 假设2　硫酸钙固体有剩余，但被碳酸钙沉淀包裹。 ③验证假设，乙同学设计如下方案，进行实验。 步骤 现象 ⅰ.将①实验中的反应混合物进行固液分离 - ⅱ.取少量分离出的沉淀置于试管中，滴加　　　　  ____________，沉淀完全溶解 ⅲ.继续向ⅱ的试管中滴加 无白色沉淀生成 ④实验小结　假设1成立，假设2不成立。①实验中反应(Ⅰ)平衡未建立。 ⑤优化方案、建立平衡　写出优化的实验方案，并给出反应(Ⅰ)平衡已建立的判断依据：　　　　　　。  【答案】③过量稀盐酸　有气体产生　BaCl2溶液　⑤将不少于1.36 g的硫酸钙加入100.0 mL 0.100 mol·L-1 Na2CO3溶液中，在25 ℃和搅拌条件下，利用pH计测体系的pH，当pH不变时，加入Na2SO4固体，若pH变大，说明反应(Ⅰ)平衡已建立 【详解】③由实验小结可知假设1成立，假设2不成立，说明①实验中的沉淀中只含有CaCO3，不含有CaSO4，因此只需要证明所得沉淀可完全溶于盐酸，且溶解后所得溶液不含S即可。步骤ⅱ中滴加足量盐酸，碳酸钙与盐酸反应生成CO2气体，此时现象为有气泡生成，沉淀全部溶解；继续向ⅱ的试管中滴加BaCl2溶液，没有白色沉淀生成，证明溶液中不含S。⑤由方程式CaSO4(aq)⥫⥬CaCO3(aq)可知，假设正反应100%进行，n=n=0.100 mol·L-1×0.1 L=0.01 mol，质量为0.01 mol×136 g·mol-1=1.36 g，实验方案为将不少于1.36 g的硫酸钙加入100.0 mL 0.100 mol·L-1 Na2CO3溶液中，在25 ℃和搅拌条件下，利用pH计测得体系的pH，当pH不变时，加入Na2SO4固体，若pH变大，说明平衡逆向移动，c(C)增大，水解程度增强，溶液碱性增强，说明反应(Ⅰ)平衡已建立。 16．（2024·上海·高考真题）璀璨多彩的珊瑚礁是重要的海洋资源，也是海洋生态系统的重要组成部分。珊瑚礁的主要成分的碳酸钙，存在方解石和文石两种结构。 (1)要检验珊瑚礁中碳酸钙的结构，可采用的仪器分析方法为___________。 A．原子吸收光谱 B．质谱 C．原子发射光谱 D．晶体X射线衍射 (2)已知CaCO3(s，文石)CaCO3(s，方解石)，该反应的ΔH-TΔS随温度变化趋势如下图所示。 关于该反应的ΔH和ΔS判断正确的是___________。 A．ΔH>0，ΔS>0 B．ΔH<0，ΔS>0 C．ΔH>0，ΔS<0 D．ΔH<0，ΔS<0 珊瑚虫能生成碳酸钙，在海洋中堆积成珊瑚礁，主要反应如下： 总反应为：Ca2+(aq)+2HCO(aq) CaCO3(s)+H2CO3(aq) ①HCO(aq) H+(aq)+CO(aq) ②Ca2+(aq)+CO(aq) CaCO3(s) ③H+(aq)+HCO(aq) H2CO3(aq) (3)一定条件下，说明总反应达到化学平衡状态的是___________。 A．Ca2+浓度保持不变 B．HCO和H2CO3的浓度比保持不变 C．v正(Ca2+)：v正(HCO)=1：2 D．v正(H2CO3)：v逆(HCO)=2：1 【答案】(1)D (2)A (3)AB 【详解】（1）测定分子空间结构最普遍的方法X射线衍射，X射线衍射可以观测微观结构，故选D； （2）的反应能自发进行，由图，低温下该反应不能进行，而高温下可以进行，则反应为吸热的熵增反应，故选A； （3）A．Ca2+浓度保持不变，说明平衡不再移动，反应达到平衡状态； B．HCO和H2CO3的浓度比保持不变，则反应中正逆反应速率相等，平衡不再移动，反应达到平衡状态； C．反应速率比等于系数比，v正(Ca2+)：v正(HCO)=1：2，不能说明反应中正逆反应速率相等，不确定反应达到平衡； D．v正(H2CO3)：v逆(HCO)=2：1，说明反应中正逆反应速率不相等，反应没有达到平衡； 故选AB； 17、(1)[2021·浙江6月选考，29(1)]实验室可用铜与浓硫酸反应制备少量SO2：Cu(s)+2H2SO4(l)===CuSO4(s)+SO2(g)+2H2O(l)　ΔH=-11.9 kJ·mol-1，判断该反应的自发性并说明理由：　　　　。  (2)[2021·湖南，16(1)(2)]氨热分解法制氢气 相关化学键的键能数据 化学键 N≡N H—H N—H 键能E/(kJ·mol-1) 946 436.0 390.8 在一定温度下，利用催化剂将NH3分解为N2和H2。回答下列问题： ①反应2NH3(g)⥫⥬N2(g)+3H2(g)　ΔH=　　　　 kJ·mol-1。  ②已知该反应的ΔS=+198.9 J·mol-1·K-1，在下列哪些温度下反应能自发进行？　　(填字母)。  A.25 ℃ B.125 ℃ C.225 ℃ D.325 ℃ 【答案】(1)任何温度下都能自发进行，是因为ΔH<0、ΔS>0 (2)①+90.8　②CD 【详解】(2)①根据反应热=反应物的总键能-生成物的总键能，2NH3(g)⥫⥬N2(g)+3H2(g)　ΔH=390.8 kJ·mol-1×3×2-(946 kJ·mol-1+436.0 kJ·mol-1×3)=+90.8 kJ·mol-1。 ②若反应自发进行，则需ΔH-TΔS<0，T>=≈456.5 K，即温度应高于(456.5-273)℃=183.5 ℃。 第二部分 以【精讲】建体系 【考点1】化学反应的方向 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。 2、熵和熵变的含义 (1)熵的含义：描述体系无序程度的物理量，符号为S。 ①熵值越大，体系无序程度越大。 ②同一条件下，不同物质有不同的熵值。 ③同一种物质在不同状态下熵值也不同，一般规律是S(g)>S(l)>S(s)。 (2)熵变的含义：熵变是反应前后体系熵的变化，用ΔS表示。 ΔS=S(反应产物)-S(反应物)。 化学反应的ΔS越大，越有利于反应自发进行。 ①固态生成液态或气态是熵增大的反应：C(s)＋H2O(g)CO(g)＋H2(g) ②液态生成气态是熵增大的反应：2Na(s)＋2H2O(l)===2NaOH(aq)＋H2(g) ③气体化学计量数增大是熵增大的反应：2N2O5(g)===4NO2(g)＋O2(g) 3、判断化学反应方向的判据 (1)焓判据：放热反应过程中体系能量降低(ΔH＜0)，有利于反应自发进行，但有些吸热反应也可以自发进行，故只用焓变判断反应进行的方向不全面。 (2)熵判据：体系的混乱度增加，即熵增，ΔS＞0，有利于反应自发进行，但有些熵减小的反应在一定条件下也可以自发进行，故只用熵变判断反应进行的方向也不全面。 (3)复合判据——吉布斯自由能判据 ΔG=ΔH-TΔS ΔG<0时，反应正向能自发进行； ΔG=0时，反应达到平衡状态； ΔG>0时，反应正向不能自发进行。 【实例】2KClO3(s)===2KCl(s)＋3O2(g) ΔH=－78.03kJ·mol－1 ΔS=＋494.4J·mol－1·K－1，在任何温度下都能自发进行。 【例题1】下列有关说法不正确的是(　　) A.反应H2S(g)+ZnO(s)===H2O(g)+ZnS(s)在一定条件下可自发进行，且ΔS<0，则ΔH<0 B.某吸热反应能自发进行，因此该反应一定是熵增反应 C.反应NH3(g)+HCl(g)===NH4Cl(s)在室温下可自发进行，则该反应的ΔH<0 D.通常情况下，一个放热且熵增的反应也有可能非自发进行 【答案】D 【解析】反应H2S(g)+ZnO(s)===H2O(g)+ZnS(s)在一定条件下可自发进行，且ΔS<0，根据ΔH-TΔS<0，可知ΔH<0，故A正确；某吸热反应能自发进行，根据ΔH-TΔS<0，可知ΔS>0，因此该反应一定是熵增反应，故B正确；反应NH3(g)+HCl(g)===NH4Cl(s)在室温下可自发进行，正反应气体物质的量减少，ΔS<0，根据ΔH-TΔS<0，则该反应的ΔH<0，故C正确；通常情况下，一个放热且熵增的反应ΔH-TΔS<0，所以一定能自发进行，故D错误。 【例题2】工业上利用甲烷制取炭黑的反应是 ①CH4(g)===C(s)+2H2(g) ΔH(298 K)=+74.848 kJ·mol-1 ΔS(298 K)=+80.674 J·mol-1·K-1； 反应过程中容易发生副反应： ②2CH4(g)===C2H2(g)+3H2(g) ΔH(298 K)=+376.426 kJ·mol-1 ΔS(298 K)=+220.211 J·mol-1·K-1。下列有关说法中正确的是(　　) A.反应①在常温下就可以自发进行 B.焓变是副反应②自发进行的决定因素 C.制取炭黑允许的最低温度是927.8 K D.温度越高对制取炭黑越有利 【答案】C 【解析】常温(298 K)时，反应①的ΔG=ΔH-TΔS=+74.848 kJ·mol-1-298 K×80.674×10-3kJ·mol-1·K-1≈50.8 kJ·mol-1>0，无法自发进行，A错误；从焓变角度看，副反应②的ΔH=+376.426 kJ·mol-1，为吸热反应，无自发进行的倾向；从熵变角度看，ΔS=+220.211 J·mol-1·K-1>0，有自发进行的倾向，所以熵变才是副反应②自发进行的决定因素，B错误；反应①自发的最低温度T==≈927.8 K，C正确；温度过高会促进副反应②的发生，消耗更多甲烷生成乙炔，对制取炭黑越不利，D错误。 【例题3】二氧化碳加氢制甲醇的总反应可表示为CO2(g)+3H2(g)⥫⥬CH3OH(g)+H2O(g)。 (1)该反应一般认为通过如下步骤来实现： ①CO2(g)+H2(g)⥫⥬CO(g)+H2O(g)　ΔH=+41 kJ·mol-1 ②CO(g)+2H2(g)⥫⥬CH3OH(g)　ΔH=-90 kJ·mol-1 总反应的ΔH=　　　　 kJ·mol-1。 (2)根据以上信息判断CO2与 H2制取甲醇的反应在　　　　(填字母)条件下可自发进行。 A.高温 B.低温 C.任何温度 【答案】(1)-49　(2)B 【解析】(2)反应为放热的熵减反应，则ΔH<0，ΔS<0，根据ΔH-TΔS<0，则在低温下可以自发进行。 【考点2】可逆反应、化学平衡状态 1、可逆反应 在相同条件下，同时向正、逆两个方向进行的反应，在化学方程式中用“”表示。具有“三同一小”的特点： ①三同：a.相同条件下；b.正、逆反应同时进行；c.反应物与生成物同时存在。 ②一小：任一组分的转化率都小于100% 2、化学平衡状态 (1)概念 在一定条件下可逆反应进行到一定程度时，反应物和生成物的浓度不再随时间的延长而发生变化，正反应速率和逆反应速率相等，这种状态称为化学平衡状态，简称化学平衡。 (2)建立过程 绘制“反应速率-时间”图像，表示从正反应开始建立化学平衡状态的过程。 (3)平衡特征 ①逆：化学平衡状态研究的对象是可逆反应 ②等：平衡时，同一物质的正、逆反应速率相等，即v正＝v逆≠0 (实质) ③动：平衡时，反应仍在不断进行，是一种动态平衡 ④定：平衡时，各物质的转化率(α)、百分含量(w%)、物质的量(n)、物质的质量(m)、物质的量浓度(c)、混合气体的平均摩尔质量()、混合气体的密度(ρ)、压强(P)等所有物理量全部恒定。 ⑤变：外界条件改变时，平衡状态可能改变，新条件下建立新的平衡状态。 【例题1】下列反应不属于可逆反应的是(　　) A.SO2与O2在一定条件下生成SO3，同时SO3又分解为SO2和O2 B.N2与H2在一定条件下生成NH3，同时NH3又分解为N2和H2 C.电解水生成H2和O2，氢气在氧气中燃烧生成H2O D.SO2溶于水生成H2SO3，同时H2SO3又分解为SO2和H2O 【答案】C 【解析】C中涉及的反应不是相同条件下同时向正、逆两个方向进行的化学反应，则C不属于可逆反应。 【例题2】下面关于化学反应的限度的叙述正确的是(　　) A.化学反应的限度都相同 B.可以通过改变温度控制化学反应的限度 C.可以通过延长化学反应的时间改变化学反应的限度 D.当一个化学反应在一定条件下达到限度时，反应即停止 【答案】B 【解析】化学反应不同，限度不同，A错误；化学反应的限度与反应时间无关，C错误；当化学反应在一定条件下达到限度时，正、逆反应速率相等，反应未停止，D错误。 【例题3】在一密闭容器中进行反应：2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)，已知反应过程中某一时刻SO2、O2、SO3的浓度分别为0.6 mol·L-1、0.3 mol·L-1、0.6 mol·L-1，当反应至正、逆反应速率相等时，可能存在的状态是(　　) A.SO2为1.2 mol·L-1、O2为0.6 mol·L-1 B.SO2为0.75 mol·L-1 C.SO2、SO3均为0.45 mol·L-1 D.SO3为1.2 mol·L-1 【答案】B 【解析】由题意可知若SO3全部转化为SO2和O2，则SO2、O2的浓度分别为1.2 mol·L-1、0.6 mol·L-1；若SO2和O2全部化合成SO3，则SO3的浓度为1.2 mol·L-1。因为该反应是可逆反应，三种物质必须同时存在，因此，体系中SO3、SO2、O2的浓度范围分别是0~1.2 mol·L-1、0~1.2 mol·L-1、0~0.6 mol·L-1，再根据硫原子守恒可知，SO2和SO3不可能同时减少。 【考点3】化学平衡状态的判断方法 (1)动态标志：v正=v逆≠0 ①同种物质：生成速率等于消耗速率、断键数＝成键数。 ②不同物质：必须标明是“正”“逆”的反应速率关系。如aA+bB⥫⥬cC+dD，=时，反应达到平衡状态。 (2)静态标志：各种“变量”不变 ①各物质的质量、物质的量或物质的量浓度不变。 ②各物质的百分含量(物质的量分数、质量分数等)不变。 ③温度(绝热体系)、压强(化学方程式两边气体体积不相等)或颜色(某组分有颜色)不变。 总之，若物理量由变量变成了不变量，则表明该可逆反应达到平衡状态；若物理量为“不变量”，则不能作为平衡标志。 (3)常见的判断依据：以mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)为例 类型 判断依据 是否是平衡状态 混合物体系中各成分的含量 ①各物质的物质的量或各物质的物质的量的分数一定 平衡 ②各物质的质量或各物质质量分数一定 平衡 ③各气体的体积或体积分数一定 平衡 ④总体积、总压强、总物质的量一定 不一定平衡 正、逆反应速率的关系 ①单位时间内消耗了m mol A同时生成m mol A 平衡 ②单位时间内消耗了n mol B同时消耗了p mol C 平衡 ③单位时间内生成n mol B，同时消耗了q mol D 不一定平衡 ④v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)＝m∶n∶p∶q 不一定平衡 压强 ①m＋n≠p＋q时，总压强一定(其他条件一定) 平衡 ②m＋n=p＋q时，总压强一定(其他条件一定) 不一定平衡 混合气体平均相对分子质量 ①m＋n≠p＋q，一定时 平衡 ②m＋n=p＋q，一定时 不一定平衡 温度 任何反应都伴随着能量变化，当体系温度一定时 平衡 颜色 反应体系内有色物质的颜色一定 平衡 体系的密度 恒温恒容时，密度一定 不一定平衡 恒温恒压时，若m＋n≠p＋q，则密度一定时 平衡 恒温恒压时，若m＋n=p＋q，则密度一定时 不一定平衡 【易错提醒】若反应中有固体或液体，平均相对分子质量一定、密度一定则一定处于平衡状态。例如mA(s)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)，若A为固体或液体，则 是否是平衡状态 混合气体的平均摩尔质量一定 平衡 混合气体的密度一定 平衡 【例题1】已知反应NO2(g)+SO2(g)SO3(g)+NO(g)。在一定条件下，将NO2与SO2以体积比为1∶2置于某一恒容密闭容器中发生上述反应，下列能说明该反应达到平衡状态的是(　　) A.SO2和SO3的浓度相等 B.混合气体的颜色保持不变 C.每消耗1 mol SO3的同时生成1 mol NO2 D.容器中混合气体的密度保持不变 【答案】B 【解析】SO2和SO3的浓度相等不能说明这两种气体的浓度不再发生变化，因此不能说明该反应达到平衡状态，A项错误；该反应中除了二氧化氮为红棕色，其他气体均为无色，混合气体的颜色保持不变，说明二氧化氮的浓度保持不变，则反应达到平衡状态，B项正确；每消耗1 mol SO3的同时生成1 mol NO2，二者皆表示逆反应，故无法说明该反应达到平衡状态，C项错误；该反应为纯气体反应，且在恒容密闭容器中进行，无论反应是否达到平衡状态，混合气体的密度始终不变，D项错误。 【例题2】CO2催化氢化合成附加值高的产品有助于促进“碳中和”。一定温度下，在恒容密闭容器中充入1 mol CO2和1 mol H2发生 CO2(g)+H2(g)⥫⥬HCOOH(g)、 CO2(g)+H2(g)⥫⥬CO(g)+H2O(g)， 下列能说明两反应均达到平衡状态的是(　　) A.气体密度不随时间变化 B.气体平均摩尔质量不随时间变化 C.CO2与H2的浓度比不随时间变化 D.HCOOH(g)的生成速率等于CO(g)的消耗速率 【答案】B 【解析】气体密度由气体总质量和体积决定，两反应气体总质量始终不变，体积恒容，故密度始终不变，则气体密度不变无法判断是否到达平衡状态，A错误；气体平均摩尔质量=，气体总质量不变，气体总物质的量是变量，故平均摩尔质量是变量，当气体平均摩尔质量不随时间变化说明反应已达到平衡状态，B正确；两反应中CO2和H2起始量、消耗量始终相等，浓度比恒为1∶1，故二者浓度比不变无法判断反应是否达到平衡状态，C错误；HCOOH的生成速率(第一个反应正反应速率)与CO的消耗速率(第二个反应逆反应速率)相等，无法直接说明两反应的正、逆速率均相等，不能判断反应是否达到平衡状态，D错误。 【例题3】Ⅰ、在一定温度下的恒容容器中，当下列物理量不再发生变化时：①混合气体的压强；②混合气体的密度；③混合气体的总物质的量；④混合气体的平均相对分子质量；⑤混合气体的颜色；⑥各反应物或生成物的浓度之比等于化学计量数之比；⑦某种气体的百分含量。 (1)能说明2SO2(g)+O2(g)⥫⥬2SO3(g)达到平衡状态的是　　　　　(填序号，下同)。  (2)能说明I2(g)+H2(g)⥫⥬2HI(g)达到平衡状态的是　　　　　　　。  (3)能说明C(s)+CO2(g)⥫⥬2CO(g)达到平衡状态的是　　　　　　　。  (4)能说明NH2COONH4(s)⥫⥬2NH3(g)+CO2(g)达到平衡状态的是　　　　　　　。  (5)能说明5CO(g)+I2O5(s)⥫⥬5CO2(g)+I2(s)达到平衡状态的是　　　　　　　。  Ⅱ、若上述题目中的(1)~(3)改成一定温度下的恒压密闭容器，结果又如何？ (1)　　　　　　　　　。(2)　　　　。(3)　　　　　　　　　。  【答案】Ⅰ、(1)①③④⑦　(2)⑤⑦　(3)①②③④⑦　(4)①②③　(5)②④⑦ Ⅱ、(1)②③④⑦　(2)⑤⑦　(3)②③④⑦ 第三部分 以【模练】促落实 1.下列对熵变的判断不正确的是(　　) A.少量的食盐溶于水中：ΔS>0 B.碳和氧气反应生成CO(g)：ΔS>0 C.气态水变成液态水：ΔS>0 D.CaCO3(s)受热分解为CaO(s)和CO2(g)：ΔS>0 【答案】C 【详解】食盐溶于水是典型的熵增加过程；2C(s)+O2(g)===2CO(g)，气体的物质的量增大，为熵增加的反应；气态水变成液态水是体系混乱度减小的过程，为熵减小的过程；CaCO3(s)的分解产生了气体，为熵增加的反应。 2.一定条件下，对于可逆反应X(g)+3Y(g) ⥫⥬2Z(g)，若X、Y、Z的起始浓度分别为c1、c2、c3(均不为零)，达到平衡时，X、Y、Z的浓度分别为0.1 mol·L-1、0.3 mol·L-1、0.08 mol·L-1，则下列判断正确的是(　　) A.c1∶c2=3∶1 B.平衡时，Y和Z的生成速率之比为2∶3 C.X、Y的转化率不相等 D.c1的取值范围为0<c1<0.14 mol·L-1 【答案】D 【详解】反应物的平衡浓度之比为1∶3，与反应的化学计量数之比相等，则转化浓度之比亦为1∶3，故c1∶c2=1∶3，A、C不正确；平衡时Y生成表示逆反应速率，Z生成表示正反应速率且v生成(Y)∶v生成(Z)=3∶2，B不正确；由可逆反应的特点可知0<c1<0.14 mol·L-1，D正确。 3.氮化硼(BN)是重要的无机材料，可通过下面两种反应制得： 反应Ⅰ：2B(s)+N2(g)⥫⥬2BN(s) 反应Ⅱ：B2O3(s)+2NH3(g)⥫⥬2BN(s)+3H2O(g) 已知：反应Ⅰ常温下自发，反应Ⅱ常温下不自发；B(s)、BN(s)、B2O3 (s)熔点分别约为2 300 ℃、3 100 ℃、450 ℃，下列说法正确的是(　　) A.常温下反应Ⅰ的ΔG<0，因此速率快 B.反应Ⅰ的ΔS<0，ΔH>0 C.性能优良的催化剂可使反应Ⅱ在常温下自发进行 D.由各物质熔点可推测在实际生产中反应Ⅰ所需的温度高于反应Ⅱ 【答案】D 【详解】常温下反应Ⅰ的ΔG<0，说明反应可以自发进行，但不能判断反应速率的快慢，ΔG=ΔH-TΔS，反应Ⅰ的ΔS<0、ΔG<0，则ΔH<0，故A、B错误；反应Ⅱ在常温下不能自发进行，催化剂不能改变反应的自发性，C错误。 4.980 ℃时，在恒容密闭容器中发生反应：FeO(s)+C(s)⥫⥬Fe(s)+CO(g)　ΔH>0。下列叙述正确的是(　　) A.正反应在任何温度下都能自发进行 B.升高温度，正反应速率大于逆反应速率，平衡常数增大 C.当气体摩尔质量或气体压强不变时一定达到平衡 D.达到平衡时再充入CO，重新达到平衡时CO浓度增大 【答案】B 【详解】正反应为气体分子数增大的反应，它是熵增、焓增的反应，ΔG=ΔH-TΔS<0，高温下能自发进行，A错误；升高温度，平衡向吸热方向移动，正反应速率大于逆反应速率，平衡常数增大，B正确；反应物为固体，产物只有一种气体，气体摩尔质量恒定，不能根据气体摩尔质量判断平衡状态；恒温恒容条件下，对于气体分子数增大的反应，压强不变时能判断达到平衡状态，C错误；达到平衡时，再充入CO，平衡向左移动，达到新平衡时，温度不变，K=c(CO)不变，故CO浓度不变，D错误。 5.自由能的变化ΔG=ΔH-TΔS是判断反应进行方向的复合判据。ΔG<0时，反应能自发进行。已知工业上常利用CH4和H2O来制备水煤气，化学方程式为CH4(g)+H2O(g)===CO(g)+3H2(g)　ΔH>0，则下列说法正确的是(　　) A.ΔS>0，低温下该反应能自发进行 B.ΔS<0，高温下该反应能自发进行 C.ΔS<0，低温下该反应能自发进行 D.ΔS>0，高温下该反应能自发进行 【答案】D 【详解】反应CH4(g)+H2O(g)===CO(g)+3H2(g)，ΔH>0，ΔS>0，高温下ΔG=ΔH-TΔS<0，能自发进行，D正确。 6.在密闭容器中进行反应：X2(g)+Y2(g)⥫⥬2Z(g)，已知X2、Y2、Z的起始浓度分别为0.1 mol·L-1、0.3 mol·L-1、0.2 mol·L-1，在一定条件下，当反应达到平衡时，各物质的浓度可能是(　　) A.Z为0.3 mol·L-1 B.Y2为0.4 mol·L-1 C.X2为0.2 mol·L-1 D.Z为0.4 mol·L-1 【答案】A 【详解】若X2完全转化为Z，则X2、Y2、Z的浓度分别是0 mol·L-1、0.2 mol·L-1、0.4 mol·L-1；若Z完全转化为X2、Y2，则X2、Y2、Z的浓度分别是0.2 mol·L-1、0.4 mol·L-1、0 mol·L-1；反应为可逆反应，反应物不能完全转化，所以0<c(X2)<0.2 mol·L-1，0.2 mol·L-1<c(Y2)<0.4 mol·L-1，0<c(Z)<0.4 mol·L-1。 7.一定温度下，向一体积不变的密闭容器中加入一定量的SO2和O2，发生反应：2SO2(g)+O2(g)⥫⥬2SO3(g)　ΔH=-196.6 kJ·mol-1。下列有关该反应的叙述正确的是(　　) A.达到平衡状态时，正、逆反应速率相等 B.达到平衡状态时，SO2和O2的浓度都为0 C.若起始时加入2 mol SO2和1 mol O2，则达平衡时放出的热量为196.6 kJ D.若反应达到平衡状态后，2 min时生成a mol SO3，则4 min时生成2a mol SO3 【答案】A 【详解】该反应为可逆反应，达到平衡状态时，反应物不能完全转化为生成物，所以SO2和O2的浓度不等于0，B错误；因为是可逆反应，所以消耗的SO2的物质的量小于2 mol、消耗O2的物质的量小于1 mol，放出的热量小于196.6 kJ，C错误；反应达到平衡状态时，各物质的物质的量不变，2~4 min三氧化硫的物质的量不变，为a mol，D错误。 8.下列情况能表示一定达到化学平衡状态的是(　　) A.在恒温恒压密闭容器中，对于反应2B(s)⥫⥬2C(g)+D(g)，其平均摩尔质量不再变化，该反应达到平衡状态 B.在恒温恒压密闭容器中，对于反应A(g)+2B(g)⥫⥬3C(g)，其气体密度不再改变，该反应达到平衡状态 C.在绝热密闭容器中，对于反应3A(g)+2B(s)⥫⥬2C(g)+D(g)　ΔH<0，其温度不再改变，该反应达到平衡状态 D.在恒温恒容密闭容器中，对于反应3A(g)+2B(s)⥫⥬2C(g)+D(g)，其中c(C)∶c(D)=2∶1时，该反应达到平衡状态 【答案】C 【详解】气体C和D始终按2∶1的比例生成，根据M=可知，平均摩尔质量不再变化，不能说明反应达到平衡状态，A错误；反应物和反应产物均为气体，说明反应过程中气体总质量不变，反应前后气体分子数相同，说明在恒温恒压条件下气体体积不变，则气体密度始终不变，即气体密度不再改变，不能说明反应达到平衡状态，B错误；反应3A(g)+2B(s)⥫⥬2C(g)+D(g)　ΔH<0，该反应为放热反应，在绝热密闭容器中，温度不再改变，说明反应达到平衡状态，C正确；反应过程中生成物C和D始终按2∶1的比例生成，即c(C)∶c(D)=2∶1不能说明反应达到平衡状态，D错误。 9.一定温度下，在恒容密闭容器中充入CO和H2，发生反应：2H2(g)+CO(g)⥫⥬CH3OH(g)　ΔH<0。下列图像符合实际且t0时达到平衡状态的是(　　) 【答案】D 【详解】该反应中气体总质量、容器容积为定值，则密度始终不变，故A不符合题意；初始时CH3OH(g)的体积分数应该为0，故B不符合题意；2H2(g)+CO(g)⥫⥬CH3OH(g)为反应前后气体体积减小的反应，混合气体总质量为定值，则建立平衡过程中混合气体的平均摩尔质量逐渐增大，反应过程中压强逐渐减小，当压强不再变化时，表明达到平衡状态，故C不符合题意、D符合题意。 10.已知体系自由能变化ΔG=ΔH-TΔS，ΔG<0时反应能自发进行，两个氢化反应的ΔG与温度的关系如图所示，下列说法正确的是(　　) A.反应①的ΔS<0 B.反应②在600 ℃时的反应速率很快 C.温度大于1 000 ℃时，反应①能自发进行 D.反应②的ΔH>0 【答案】C 【详解】反应①随温度的升高，ΔG逐渐减小，则ΔS>0，故A错误；该题可以推测自发反应时的温度，但无法推测具体温度的反应速率快慢，故B错误；反应①在温度大于1 000 ℃时ΔG<0，故此时反应①能自发进行，故C正确；根据图像和数学知识可知，反应②的ΔH<0，故D错误。 11.在一定温度下，向2 L固定容积的密闭容器中通入1 mol CO2、3 mol H2，发生反应：CO2(g)+3H2(g)⥫⥬CH3OH(g)+H2O(g)　ΔH<0。能说明该反应已达到平衡状态的是(　　) A.混合气体的平均相对分子质量不变 B.体系中=，且保持不变 C.混合气体的密度不随时间变化 D.单位时间内有n mol H—H断裂，同时有n mol O—H生成 【答案】A 【详解】反应前后气体质量不变，气体物质的量变化，混合气体的平均相对分子质量不随时间变化，说明反应达到平衡状态，故A选；体系中=，且始终保持不变，不能判定反应是否达到平衡状态，故B不选；气体的质量、体积始终不变，混合气体的密度不随时间变化，不能判定是否达到平衡状态，故C不选；单位时间内有n mol H—H断裂，同时有n mol O—H生成，均体现正反应速率，条件不足，不能判定是否达到平衡状态，故D不选。 12.NO可催化分解空气中的臭氧，反应历程如图所示，下列说法正确的是(　　) A.臭氧是由非极性键构成的极性分子 B.第2步为反应的决速步 C.所有的基元反应均放热 D.反应3O2(g)===2O3(g)不能自发进行 【答案】D 【详解】臭氧是由极性键构成的极性分子，A错误；活化能越大，反应速率越慢，慢反应为总反应的决速步，根据题图可知第1步的活化能最大，则决速步为第1步，B错误；题给反应历程中有三个波峰，一个波峰代表1个基元反应，从左到右第1个基元反应吸热，第2个、第3个基元反应放热，C错误；由图可知，3O2(g)===2O3(g)为吸热反应，ΔH>0，正反应气体分子数减少，ΔS<0，根据ΔH-TΔS<0时反应可自发进行可知，反应3O2(g)===2O3(g)不能自发进行，D正确。 13.在一绝热(不与外界发生热交换)的恒容容器中，发生反应：A(s)+2B(g)⥫⥬C(g)+D(g)，下列描述中能表明反应已达到平衡状态的有(　　) ①容器内温度不变　②混合气体的密度不变　③A的物质的量浓度不变　④混合气体的平均相对分子质量不变　⑤混合气体的压强不变　⑥容器内B、C、D三种气体的浓度之比为2∶1∶1　⑦某时刻v(B)=2v(C)且不等于零　⑧单位时间内生成n mol D，同时生成2n mol B A.3个 B.4个 C.5个 D.6个 【答案】C 【详解】该反应在绝热恒容容器中进行，任何化学反应都伴随着能量变化，反应前后有温度的升高或降低，当温度不变时可判断反应达到平衡状态，①正确；混合气体的密度等于混合气体的总质量与容器体积之比，体系为恒容体系，由于A为固体，根据质量守恒规律，建立平衡过程中气体的总质量变化，恒容容器中混合气体的密度变化，当密度不变时，反应达到平衡，②正确；A为固体，反应过程中浓度保持恒定，A的浓度不变时不能判断反应达到平衡，③不正确；A呈固态，根据质量守恒定律，建立平衡过程中气体的总质量变化，混合气体分子总物质的量始终不变，混合气体的平均相对分子质量变化，当混合气体的平均相对分子质量不变时，表明反应达到平衡状态，④正确；该反应前后气体分子数不变，建立平衡过程中混合气体的总物质的量始终不变，但由于是绝热容器，建立平衡过程中容器温度发生变化，混合气体压强也发生变化，当混合气体压强不变时，表明反应达到平衡，⑤正确；达到平衡时B、C、D的浓度保持不变，但其比例不一定为2∶1∶1，即反应不一定达到平衡状态，⑥不正确；某时刻v(B)=2v(C)且不等于零，没有指明是正反应速率还是逆反应速率，不能说明反应达到平衡状态，⑦不正确；单位时间内生成n mol D一定消耗2n mol B，同时生成2n mol B，B的浓度不变时，表明反应达到平衡状态，⑧正确。 14.一定温度下，向密闭容器中通入等物质的量的T和W发生反应：T(g)+W(g)⥫⥬X(g)+P(g)，该反应由两步完成：①T(g)+W(g)⥫⥬Y(g)+P(g)，②Y(g)⥫⥬X(g)，其中反应②v正=k正c(Y)，v逆=k逆c(X)，测得X、Y的物质的量浓度c随时间t的变化曲线如图所示。下列说法正确的是(　　) A.平衡时，c(P)=1.0 mol·L-1 B.30 s时，反应②k正∶k逆=1 C.Y是该反应的催化剂 D.Y浓度达到最大值时，反应①未达到平衡状态，此时v正>v逆 【答案】D 【详解】由图可知，平衡时X、Y的浓度分别为2.5 mol·L-1、1.0 mol·L-1，则由方程式可知，P的浓度为2.5 mol·L-1+1.0 mol·L-1=3.5 mol·L-1，故A错误；由图可知，30 s时X、Y的浓度相等，但反应②未达到平衡，正反应速率大于逆反应速率，即v正=k正c(Y)>v逆=k逆c(X)，可得>1，故B错误；由方程式可知，Y是反应①的生成物、反应②的反应物，所以Y是反应的中间产物，故C错误；由图可知，Y浓度达到最大值后，Y的浓度逐渐减小，说明反应①未达到平衡状态且30 s后，X的浓度增加量大于Y的浓度减小量，则反应正向进行，所以此时正反应速率大于逆反应速率，故D正确。 15.CO和SO2二者均为常见的大气污染物，科研工作者通过硫循环完成二者的综合处理，发生的反应有 反应ⅰ.2CO(g)+SO2(g)⥫⥬S(l)+2CO2(g)　ΔH1　K1； 反应ⅱ.S(l)+2H2O(g)⥫⥬2H2(g)+SO2(g)　ΔH2　K2； 反应ⅲ.CO(g)+H2O(g)⥫⥬CO2(g)+H2(g)　ΔH3　K3。 (1)ΔH3=________(用含ΔH1、ΔH2的代数式表示)，K3=______(用含K1、K2的代数式表示)。  (2)向某恒容密闭容器中加入一定量CO和SO2，仅发生反应2CO(g)+SO2(g)⥫⥬S(l)+2CO2(g)　ΔH1，CO的平衡转化率与温度(T)和压强(p)的关系如图所示。 ①ΔH1____(填“>”或“<”)0，___(填“低温”“高温”或“任意温度”)条件有利于该反应自发进行。 ②对应点的平衡常数：b______(填“>”“<”或“=”)c。  (3)一定温度下，向5 L恒容密闭容器中充入0.4 mol CO(g)和0.4 mol H2O(g)，仅发生反应CO(g)+H2O(g)⥫⥬ CO2(g)+H2(g)，8 min后，该反应达到平衡，此时测得混合气体中CO2的物质的量分数为30%。0~8 min内，该反应的平衡常数Kp=______(Kp是用平衡分压代替平衡浓度计算出的平衡常数，分压=总压×物质的量分数)。  【答案】(1)(ΔH1+ΔH2)　　(2)①<　低温　②>　(3) 【详解】(1)由盖斯定律可知，ⅲ=(ⅰ+ⅱ)，故ΔH3=(ΔH1+ΔH2)；根据反应ⅰ、ⅱ、ⅲ之间的关系可知K3=。(2)①由图可知压强不变时，随温度的升高，CO的平衡转化率降低，可知升温反应逆向进行，则ΔH1<0；该反应ΔS<0，根据复合判据可知反应在低温条件下有利于自发进行。②c点温度高于b点，该反应为放热反应，温度越高，K越小，则平衡常数：b>c。(3)设平衡时CO的转化量为x mol，结合信息列三段式： 　　　　　　　　CO(g)+H2O(g)⥫⥬CO2(g)+H2(g) 起始/mol　　　　0.4　　0.4　　　0　　　0 转化/mol　　　　x　　　x　　　　x　　　x 平衡/mol　　　　0.4-x　0.4-x　　　x　　　x =30%，解得x=0.24。设气体的总压强为p，该反应的平衡常数Kp== =。 16.反应Ⅰ可用于在国际空间站中处理二氧化碳，同时伴有副反应Ⅱ发生。 主反应Ⅰ.CO2(g)+4H2(g)⥫⥬CH4(g)+2H2O(g)　ΔH1 副反应Ⅱ.CO2(g)+H2(g)⥫⥬CO(g)+H2O(g)　ΔH2 一定条件下反应Ⅰ中存在v正=k1·c4·c，v逆=k2·c2·c，相应的速率与温度关系如图所示。反应Ⅰ的平衡常数K=　　　　　　(用含k1、k2的代数式表示)；图中A、B、C、D四个点中，能表示反应已达到平衡状态的是　　　　。  【答案】　C 【详解】反应Ⅰ的平衡常数K= ，且平衡时v正(H2)=v逆(H2)=2v逆(H2O)，可得k1·c4(H2)·c(CO2)=2k2·c2(H2O)·c(CH4)，整理得：==K；曲线上升速度较快的为v正(H2)，在平衡时，应有v正(H2)=v逆(H2)=2v逆(H2O)，在C点v正(H2)=2v逆(H2O)，则能表示反应已达到平衡状态的是C。 17.298 K时，将20 mL 3x mol·L-1 Na3AsO3、20 mL 3x mol·L-1 I2和20 mL NaOH溶液混合，发生反应：As(aq)+I2(aq)+2OH-(aq)⥫⥬As(aq)+2I-(aq)+H2O(l)。溶液中c(As)与反应时间(t)的关系如图所示。 (1)下列可判断反应达到平衡的是　　　(填字母)。  a.溶液的pH不再变化 b.v(I-)=2v(As) c.不再变化 d.c(I-)=y mol·L-1 (2)tm时，v正　　　(填“大于”“小于”或“等于”)v逆。  (3)tm时v逆　　　(填“大于”“小于”或“等于”)tn时v逆，理由是　　　　。  【答案】(1)ac　(2)大于　(3)小于　tm时生成物浓度较低 18.Ⅰ.地下水中的氮污染主要是由N引起的，人们对N的转化进行了长时间的研究，目前主要有物理方法、化学方法和生物方法，其中化学方法主要包含活泼金属还原法和催化反硝化法。催化反硝化法是一种经济可行的脱氮方法，其原理是在Pd/Cu双金属催化剂作用下，H2将硝酸盐还原成氮气：2N+5H2N2+2OH-+4H2O。 (1)下列说法错误的是________(填字母，下同)。  A.氮肥NH4NO3溶于水的过程中熵值增大 B.在酸性条件下，活泼金属与N反应属于自发反应 C.Pd/Cu双金属催化剂是该反应是否能自发发生的决定因素 (2)已知：2N+5H2N2+2OH-+4H2O的ΔH=+a kJ·mol-1，ΔS=+b J·mol-1·K-1(a、b均为正值)，该反应____________(填“能”“不能”或“无法判断是否能”)自发进行。  Ⅱ.治理汽车尾气排放的NO、CO的办法是在汽车排气管上安装催化转化器，使NO与CO反应生成可参与大气生态循环的无毒气体，反应原理：2NO(g)+2CO(g)⥫⥬N2(g)+2CO2(g)，在298 K、100 kPa下，ΔH= -746.8 kJ·mol-1，ΔS=-197.5 J·mol-1·K-1。下列说法错误的是____。  A.该反应为熵减小的反应 B.该反应中反应物的总能量高于反应产物的总能量 C.该反应在298 K、100 kPa下不能自发进行 D.其他条件不变时，加入催化剂，可以改变化学反应的方向 【答案】Ⅰ.(1)C　(2)无法判断是否能　Ⅱ.CD 【详解】Ⅰ.(1)NH4NO3溶于水时混乱度增大，其熵值增大，A项正确；活泼金属易失去电子，酸性条件下N具有强氧化性，二者反应属于自发反应，B项正确；决定反应是否为自发反应的因素是反应物自身的性质，C项错误。(2)ΔH-TΔS=a-bT，由于无法判断a和bT值的相对大小，故无法确定ΔH-TΔS是大于0还是小于0，所以无法判断该反应是否能自发进行。Ⅱ.该反应的ΔS=-197.5 J·mol-1·K-1<0，为熵减小的反应，A项正确；该反应是放热反应,反应物的总能量高于反应产物的总能量，B项正确；ΔH-TΔS=-746.8 kJ·mol-1 -298 K×(-197.5×10-3 kJ·mol-1·K-1)=-687.945 kJ·mol-1<0，故298 K、100 kPa下该反应能自发进行，C项错误；催化剂只能改变反应速率，不能改变反应方向，D项错误。 第 1 页 共 3 页 学科网（北京）股份有限公司 $ 以真题明方向 | 以精讲建体系 | 以模练促落实 备战2027年高考化学【筑基提能100讲】复习讲义（全国通用） 第46讲 化学反应的方向、化学平衡状态及判断 第一部分 以【真题】明方向 选择题： 5 题 非选择题： 12 题 第二部分 以【精讲】建体系 【考点1】化学反应的方向+3道例题 【考点2】可逆反应、化学平衡状态+3道例题 【考点3】化学平衡状态的判断方法+3道例题 第三部分 以【模练】促落实 选择题： 14 题 非选择题： 4 题 第一部分 以【真题】明方向 1．（2026·浙江·高考真题）              已知： ①en代表； ②（R为常数，）； ③25℃时，。 下列说法不正确的是 A．配位键键能： B．中配位键的数目为（为阿伏加德罗常数的值） C．碱性： D．25℃时，若，则 2．（2026·甘肃·高考真题）对于反应，其他条件不变时，下列说法错误的是 A．当时，反应达到化学平衡 B．恒容下，向平衡体系中充入惰性气体、平衡不移动 C．升高反应温度，体系活化分子数增加 D．增大浓度，平衡常数不变 3、(2025·江西，12)一定压强下，乙烯水合反应为C2H4(g)+H2O(g)⥫⥬C2H5OH(g) 已知：ΔH(J·mol-1)=-34 585-26.4T　ΔG(J·mol-1)=-34 585+26.4T·lnT+45.19T 气体均视为理想气体，下列说法正确的是(　　) A.反应的活化能：E正>E逆 B.恒温恒容充入N2，平衡向左移动 C.ΔS随温度升高而降低 D.平衡后，升高温度，Δv正>Δv逆 4．（2025·海南·高考真题）等温等压下，  。此反应放出的热用于火力发电，能量转化效率为。下列说法错误的是 A．该反应 B．产物为时，反应放出的热量减少 C．该反应在燃料电池模式下进行，反应焓变为， D．该反应在燃料电池模式下做电功，转化效率为， 5、(2022·浙江1月选考，20)AB型强电解质在水中的溶解(可视作特殊的化学反应)表示为AB(s)===An+(aq)+Bn-(aq)，其焓变和熵变分别为ΔH和ΔS。对于不同组成的AB型强电解质，下列说法正确的是(　　) A.ΔH和ΔS均大于零 B.ΔH和ΔS均小于零 C.ΔH可能大于零或小于零，ΔS大于零 D.ΔH和ΔS均可能大于零或小于零 6．（2026·甘肃·高考真题）某地为完善绿色化工布局、延伸传统产业链条建设钛白厂。生产钛白(TiO2)的主要工艺流程如下： 已知钛铁矿(主要成分为)的酸解反应方程式为； 的溶解度为。 (5)利用如下工艺流程制备金属钛： 已知一个化学反应、不管是一步完成还是分几步完成，其自由能变相同。在1073 K时： ①     ②     反应①不能自发进行，但“氯化”工艺中加入过量焦炭后可生成，该工艺发生的总反应方程式为________。加入焦炭后反应能够自发进行的原因是________。 7．（2026·河北·高考真题）丙烯是石油化工行业的重要原料，利用氧化丙烷制备丙烯对环境保护和经济发展有重要的意义。反应如下： Ⅰ      使用铂锡双金属催化剂(M)，上述反应分两步进行： Ⅱ             Ⅲ      回答下列问题： (1)_________。 (2)550℃时，恒容密闭容器中装有0.20 g催化剂M，按通入混合气体，反应2 h后得到0.012 mol ，则0~2 h内每克催化剂催化生成的平均速率为_____。下列能说明该体系达到平衡状态的是_____(不定项选择，填序号)。 a． b．的生成速率和消耗速率相等 c．混合气体的密度不再改变 d．混合气体的平均摩尔质量不再改变 8．（2025·云南·高考真题）我国科学家研发出一种乙醇(沸点78.5℃)绿色制氢新途径，并实现高附加值乙酸(沸点118℃)的生产，主要反应为： Ⅰ．     Ⅱ．   回答下列问题： (1)乙醇可由秸秆生产，主要过程为 秸秆纤维素_______乙醇 (2)对于反应Ⅰ： ①已知  则_______。 ②一定温度下，下列叙述能说明恒容密闭容器中反应达到平衡状态的是_______(填标号)。 A．容器内的压强不再变化 B．混合气体的密度不再变化 C．的体积分数不再变化 D．单位时间内生成，同时消耗 ③反应后从混合气体分离得到，最适宜的方法为_______。 9、[2025·安徽，17(2)]通过甲酸分解可获得超高纯度的CO。甲酸有两种可能的分解反应： ①HCOOH(g)===CO(g)+H2O(g)　ΔH1=+26.3 kJ·mol-1 ②HCOOH(g)===CO2(g)+H2(g)　ΔH2=-14.9 kJ·mol-1 一定温度下，向恒容密闭容器中通入一定量的HCOOH(g)，发生上述两个分解反应，下列说法中能表明反应达到平衡状态的是　　　　(填标号)。  a.气体密度不变 b.气体总压强不变 c.H2O(g)的浓度不变 d.CO和CO2的物质的量相等 10、[2025·浙江1月选考，18(4)]工业中常用如下反应生产HCON(CH3)2：(CH3)2NH(g)+CO(g)===HCON(CH3)2(l)。某条件下反应自发且熵减，则反应在该条件下ΔH　　　0(填“>”“<”或“=”)。  11、[2025·广东，19(2)]298 K下，反应TiO2(s)+2C(s)+2Cl2(g)===TiCl4(g)+2CO(g)的ΔH<0、ΔS>0，则298 K下该反应　　　　(填“能”或“不能”)自发进行。  12．（2025·上海·高考真题）碳酸丙烯酯()简称PC，是一种重要的有机化合物，具有多种工业通途。 环氧丙烷与二氧化碳催化合成法是目前最常用的生产方法。 已知： 反应①：(g)+CO2(g) (l)     反应②：C(s)+O2(g)=CO2(g)    反应③：    反应④：    (3)反应④的=_______ A．-613.2 B．613.2 C．395.2 D．-395.2 (4)下列关于反应①的随温度T的变化趋势正确的是_______。 一定条件下，在25mL恒容密闭容器中，环氧丙烷气体和过量的CO2发生反应①，制得碳酸丙烯酯液体。 (5)下列措施可以增加反应物分子中活化分子百分数的是_______。 A．通入惰性气体 B．增加CO2浓度 C．缩小容器体积 D．升高温度 (6)能说明上述反应达到化学平衡标志的是_______。 A．v正=v正 B．物质总质量保持不变 C．压强保持不变 D．气体平均摩尔质量保持不变 13．（2025·贵州·高考真题）TiC是一种极具潜力的超高温结构材料，其制备总反应为：   反应步骤如下： Ⅰ．   Ⅱ．   Ⅲ．   回答下列问题： (1)________，总反应的随温度T的变化关系如图，则总反应自发进行的温度条件为________。 14．（2024·贵州·高考真题）在无氧环境下，CH4经催化脱氢芳构化可以直接转化为高附加值的芳烃产品。一定温度下，CH4芳构化时同时存在如下反应： ⅰ． ⅱ． 回答下列问题： (1)反应ⅰ在1000K时_______(选填“能”或“不能”)自发进行。 (2)已知25℃时有关物质的燃烧热数据如表，则反应ⅱ的_______(用含的代数式表示)。 物质 15、[2024·广东，17(4)]兴趣小组继续探究反应(Ⅰ)：CaSO4(s)+C(aq)⥫⥬CaCO3(s)+S(aq)平衡的建立，进行实验。 ①初步实验　将1.00 g硫酸钙(M=136 g·mol-1)加入100.0 mL 0.100 mol·L-1 Na2CO3溶液中，在25 ℃和搅拌条件下，利用pH计测得体系的pH随时间的变化曲线如图。 ②分析讨论　甲同学根据t2 min后pH不改变，认为反应(Ⅰ)已达到平衡；乙同学认为证据不足，并提出如下假设： 假设1　硫酸钙固体已完全消耗； 假设2　硫酸钙固体有剩余，但被碳酸钙沉淀包裹。 ③验证假设，乙同学设计如下方案，进行实验。 步骤 现象 ⅰ.将①实验中的反应混合物进行固液分离 - ⅱ.取少量分离出的沉淀置于试管中，滴加　　　　  ____________，沉淀完全溶解 ⅲ.继续向ⅱ的试管中滴加 无白色沉淀生成 ④实验小结　假设1成立，假设2不成立。①实验中反应(Ⅰ)平衡未建立。 ⑤优化方案、建立平衡　写出优化的实验方案，并给出反应(Ⅰ)平衡已建立的判断依据：　　　　　　。  16．（2024·上海·高考真题）璀璨多彩的珊瑚礁是重要的海洋资源，也是海洋生态系统的重要组成部分。珊瑚礁的主要成分的碳酸钙，存在方解石和文石两种结构。 (1)要检验珊瑚礁中碳酸钙的结构，可采用的仪器分析方法为___________。 A．原子吸收光谱 B．质谱 C．原子发射光谱 D．晶体X射线衍射 (2)已知CaCO3(s，文石)CaCO3(s，方解石)，该反应的ΔH-TΔS随温度变化趋势如下图所示。 关于该反应的ΔH和ΔS判断正确的是___________。 A．ΔH>0，ΔS>0 B．ΔH<0，ΔS>0 C．ΔH>0，ΔS<0 D．ΔH<0，ΔS<0 珊瑚虫能生成碳酸钙，在海洋中堆积成珊瑚礁，主要反应如下： 总反应为：Ca2+(aq)+2HCO(aq) CaCO3(s)+H2CO3(aq) ①HCO(aq) H+(aq)+CO(aq) ②Ca2+(aq)+CO(aq) CaCO3(s) ③H+(aq)+HCO(aq) H2CO3(aq) (3)一定条件下，说明总反应达到化学平衡状态的是___________。 A．Ca2+浓度保持不变 B．HCO和H2CO3的浓度比保持不变 C．v正(Ca2+)：v正(HCO)=1：2 D．v正(H2CO3)：v逆(HCO)=2：1 17、(1)[2021·浙江6月选考，29(1)]实验室可用铜与浓硫酸反应制备少量SO2：Cu(s)+2H2SO4(l)===CuSO4(s)+SO2(g)+2H2O(l)　ΔH=-11.9 kJ·mol-1，判断该反应的自发性并说明理由：　　　　。  (2)[2021·湖南，16(1)(2)]氨热分解法制氢气 相关化学键的键能数据 化学键 N≡N H—H N—H 键能E/(kJ·mol-1) 946 436.0 390.8 在一定温度下，利用催化剂将NH3分解为N2和H2。回答下列问题： ①反应2NH3(g)⥫⥬N2(g)+3H2(g)　ΔH=　　　　 kJ·mol-1。  ②已知该反应的ΔS=+198.9 J·mol-1·K-1，在下列哪些温度下反应能自发进行？　　(填字母)。  A.25 ℃ B.125 ℃ C.225 ℃ D.325 ℃ 第二部分 以【精讲】建体系 【考点1】化学反应的方向 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。 2、熵和熵变的含义 (1)熵的含义：描述体系无序程度的物理量，符号为S。 ①熵值越大，体系无序程度越大。 ②同一条件下，不同物质有不同的熵值。 ③同一种物质在不同状态下熵值也不同，一般规律是S(g)>S(l)>S(s)。 (2)熵变的含义：熵变是反应前后体系熵的变化，用ΔS表示。 ΔS=S(反应产物)-S(反应物)。 化学反应的ΔS越大，越有利于反应自发进行。 ①固态生成液态或气态是熵增大的反应：C(s)＋H2O(g)CO(g)＋H2(g) ②液态生成气态是熵增大的反应：2Na(s)＋2H2O(l)===2NaOH(aq)＋H2(g) ③气体化学计量数增大是熵增大的反应：2N2O5(g)===4NO2(g)＋O2(g) 3、判断化学反应方向的判据 (1)焓判据：放热反应过程中体系能量降低(ΔH＜0)，有利于反应自发进行，但有些吸热反应也可以自发进行，故只用焓变判断反应进行的方向不全面。 (2)熵判据：体系的混乱度增加，即熵增，ΔS＞0，有利于反应自发进行，但有些熵减小的反应在一定条件下也可以自发进行，故只用熵变判断反应进行的方向也不全面。 (3)复合判据——吉布斯自由能判据 ΔG=ΔH-TΔS ΔG<0时，反应正向能自发进行； ΔG=0时，反应达到平衡状态； ΔG>0时，反应正向不能自发进行。 【实例】2KClO3(s)===2KCl(s)＋3O2(g) ΔH=－78.03kJ·mol－1 ΔS=＋494.4J·mol－1·K－1，在任何温度下都能自发进行。 【例题1】下列有关说法不正确的是(　　) A.反应H2S(g)+ZnO(s)===H2O(g)+ZnS(s)在一定条件下可自发进行，且ΔS<0，则ΔH<0 B.某吸热反应能自发进行，因此该反应一定是熵增反应 C.反应NH3(g)+HCl(g)===NH4Cl(s)在室温下可自发进行，则该反应的ΔH<0 D.通常情况下，一个放热且熵增的反应也有可能非自发进行 【例题2】工业上利用甲烷制取炭黑的反应是 ①CH4(g)===C(s)+2H2(g) ΔH(298 K)=+74.848 kJ·mol-1 ΔS(298 K)=+80.674 J·mol-1·K-1； 反应过程中容易发生副反应： ②2CH4(g)===C2H2(g)+3H2(g) ΔH(298 K)=+376.426 kJ·mol-1 ΔS(298 K)=+220.211 J·mol-1·K-1。下列有关说法中正确的是(　　) A.反应①在常温下就可以自发进行 B.焓变是副反应②自发进行的决定因素 C.制取炭黑允许的最低温度是927.8 K D.温度越高对制取炭黑越有利 【例题3】二氧化碳加氢制甲醇的总反应可表示为CO2(g)+3H2(g)⥫⥬CH3OH(g)+H2O(g)。 (1)该反应一般认为通过如下步骤来实现： ①CO2(g)+H2(g)⥫⥬CO(g)+H2O(g)　ΔH=+41 kJ·mol-1 ②CO(g)+2H2(g)⥫⥬CH3OH(g)　ΔH=-90 kJ·mol-1 总反应的ΔH=　　　　 kJ·mol-1。 (2)根据以上信息判断CO2与 H2制取甲醇的反应在　　　　(填字母)条件下可自发进行。 A.高温 B.低温 C.任何温度 【考点2】可逆反应、化学平衡状态 1、可逆反应 在相同条件下，同时向正、逆两个方向进行的反应，在化学方程式中用“”表示。具有“三同一小”的特点： ①三同：a.相同条件下；b.正、逆反应同时进行；c.反应物与生成物同时存在。 ②一小：任一组分的转化率都小于100% 2、化学平衡状态 (1)概念 在一定条件下可逆反应进行到一定程度时，反应物和生成物的浓度不再随时间的延长而发生变化，正反应速率和逆反应速率相等，这种状态称为化学平衡状态，简称化学平衡。 (2)建立过程 绘制“反应速率-时间”图像，表示从正反应开始建立化学平衡状态的过程。 (3)平衡特征 ①逆：化学平衡状态研究的对象是可逆反应 ②等：平衡时，同一物质的正、逆反应速率相等，即v正＝v逆≠0 (实质) ③动：平衡时，反应仍在不断进行，是一种动态平衡 ④定：平衡时，各物质的转化率(α)、百分含量(w%)、物质的量(n)、物质的质量(m)、物质的量浓度(c)、混合气体的平均摩尔质量()、混合气体的密度(ρ)、压强(P)等所有物理量全部恒定。 ⑤变：外界条件改变时，平衡状态可能改变，新条件下建立新的平衡状态。 【例题1】下列反应不属于可逆反应的是(　　) A.SO2与O2在一定条件下生成SO3，同时SO3又分解为SO2和O2 B.N2与H2在一定条件下生成NH3，同时NH3又分解为N2和H2 C.电解水生成H2和O2，氢气在氧气中燃烧生成H2O D.SO2溶于水生成H2SO3，同时H2SO3又分解为SO2和H2O 【例题2】下面关于化学反应的限度的叙述正确的是(　　) A.化学反应的限度都相同 B.可以通过改变温度控制化学反应的限度 C.可以通过延长化学反应的时间改变化学反应的限度 D.当一个化学反应在一定条件下达到限度时，反应即停止 【例题3】在一密闭容器中进行反应：2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)，已知反应过程中某一时刻SO2、O2、SO3的浓度分别为0.6 mol·L-1、0.3 mol·L-1、0.6 mol·L-1，当反应至正、逆反应速率相等时，可能存在的状态是(　　) A.SO2为1.2 mol·L-1、O2为0.6 mol·L-1 B.SO2为0.75 mol·L-1 C.SO2、SO3均为0.45 mol·L-1 D.SO3为1.2 mol·L-1 【考点3】化学平衡状态的判断方法 (1)动态标志：v正=v逆≠0 ①同种物质：生成速率等于消耗速率、断键数＝成键数。 ②不同物质：必须标明是“正”“逆”的反应速率关系。如aA+bB⥫⥬cC+dD，=时，反应达到平衡状态。 (2)静态标志：各种“变量”不变 ①各物质的质量、物质的量或物质的量浓度不变。 ②各物质的百分含量(物质的量分数、质量分数等)不变。 ③温度(绝热体系)、压强(化学方程式两边气体体积不相等)或颜色(某组分有颜色)不变。 总之，若物理量由变量变成了不变量，则表明该可逆反应达到平衡状态；若物理量为“不变量”，则不能作为平衡标志。 (3)常见的判断依据：以mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)为例 类型 判断依据 是否是平衡状态 混合物体系中各成分的含量 ①各物质的物质的量或各物质的物质的量的分数一定 平衡 ②各物质的质量或各物质质量分数一定 平衡 ③各气体的体积或体积分数一定 平衡 ④总体积、总压强、总物质的量一定 不一定平衡 正、逆反应速率的关系 ①单位时间内消耗了m mol A同时生成m mol A 平衡 ②单位时间内消耗了n mol B同时消耗了p mol C 平衡 ③单位时间内生成n mol B，同时消耗了q mol D 不一定平衡 ④v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)＝m∶n∶p∶q 不一定平衡 压强 ①m＋n≠p＋q时，总压强一定(其他条件一定) 平衡 ②m＋n=p＋q时，总压强一定(其他条件一定) 不一定平衡 混合气体平均相对分子质量 ①m＋n≠p＋q，一定时 平衡 ②m＋n=p＋q，一定时 不一定平衡 温度 任何反应都伴随着能量变化，当体系温度一定时 平衡 颜色 反应体系内有色物质的颜色一定 平衡 体系的密度 恒温恒容时，密度一定 不一定平衡 恒温恒压时，若m＋n≠p＋q，则密度一定时 平衡 恒温恒压时，若m＋n=p＋q，则密度一定时 不一定平衡 【易错提醒】若反应中有固体或液体，平均相对分子质量一定、密度一定则一定处于平衡状态。例如mA(s)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)，若A为固体或液体，则 是否是平衡状态 混合气体的平均摩尔质量一定 平衡 混合气体的密度一定 平衡 【例题1】已知反应NO2(g)+SO2(g)SO3(g)+NO(g)。在一定条件下，将NO2与SO2以体积比为1∶2置于某一恒容密闭容器中发生上述反应，下列能说明该反应达到平衡状态的是(　　) A.SO2和SO3的浓度相等 B.混合气体的颜色保持不变 C.每消耗1 mol SO3的同时生成1 mol NO2 D.容器中混合气体的密度保持不变 【例题2】CO2催化氢化合成附加值高的产品有助于促进“碳中和”。一定温度下，在恒容密闭容器中充入1 mol CO2和1 mol H2发生 CO2(g)+H2(g)⥫⥬HCOOH(g)、 CO2(g)+H2(g)⥫⥬CO(g)+H2O(g)， 下列能说明两反应均达到平衡状态的是(　　) A.气体密度不随时间变化 B.气体平均摩尔质量不随时间变化 C.CO2与H2的浓度比不随时间变化 D.HCOOH(g)的生成速率等于CO(g)的消耗速率 【例题3】Ⅰ、在一定温度下的恒容容器中，当下列物理量不再发生变化时：①混合气体的压强；②混合气体的密度；③混合气体的总物质的量；④混合气体的平均相对分子质量；⑤混合气体的颜色；⑥各反应物或生成物的浓度之比等于化学计量数之比；⑦某种气体的百分含量。 (1)能说明2SO2(g)+O2(g)⥫⥬2SO3(g)达到平衡状态的是　　　　　(填序号，下同)。  (2)能说明I2(g)+H2(g)⥫⥬2HI(g)达到平衡状态的是　　　　　　　。  (3)能说明C(s)+CO2(g)⥫⥬2CO(g)达到平衡状态的是　　　　　　　。  (4)能说明NH2COONH4(s)⥫⥬2NH3(g)+CO2(g)达到平衡状态的是　　　　　　　。  (5)能说明5CO(g)+I2O5(s)⥫⥬5CO2(g)+I2(s)达到平衡状态的是　　　　　　　。  Ⅱ、若上述题目中的(1)~(3)改成一定温度下的恒压密闭容器，结果又如何？ (1)　　　　　　　　　。(2)　　　　。(3)　　　　　　　　　。  第三部分 以【模练】促落实 1.下列对熵变的判断不正确的是(　　) A.少量的食盐溶于水中：ΔS>0 B.碳和氧气反应生成CO(g)：ΔS>0 C.气态水变成液态水：ΔS>0 D.CaCO3(s)受热分解为CaO(s)和CO2(g)：ΔS>0 2.一定条件下，对于可逆反应X(g)+3Y(g) ⥫⥬2Z(g)，若X、Y、Z的起始浓度分别为c1、c2、c3(均不为零)，达到平衡时，X、Y、Z的浓度分别为0.1 mol·L-1、0.3 mol·L-1、0.08 mol·L-1，则下列判断正确的是(　　) A.c1∶c2=3∶1 B.平衡时，Y和Z的生成速率之比为2∶3 C.X、Y的转化率不相等 D.c1的取值范围为0<c1<0.14 mol·L-1 3.氮化硼(BN)是重要的无机材料，可通过下面两种反应制得： 反应Ⅰ：2B(s)+N2(g)⥫⥬2BN(s) 反应Ⅱ：B2O3(s)+2NH3(g)⥫⥬2BN(s)+3H2O(g) 已知：反应Ⅰ常温下自发，反应Ⅱ常温下不自发；B(s)、BN(s)、B2O3 (s)熔点分别约为2 300 ℃、3 100 ℃、450 ℃，下列说法正确的是(　　) A.常温下反应Ⅰ的ΔG<0，因此速率快 B.反应Ⅰ的ΔS<0，ΔH>0 C.性能优良的催化剂可使反应Ⅱ在常温下自发进行 D.由各物质熔点可推测在实际生产中反应Ⅰ所需的温度高于反应Ⅱ 4.980 ℃时，在恒容密闭容器中发生反应：FeO(s)+C(s)⥫⥬Fe(s)+CO(g)　ΔH>0。下列叙述正确的是(　　) A.正反应在任何温度下都能自发进行 B.升高温度，正反应速率大于逆反应速率，平衡常数增大 C.当气体摩尔质量或气体压强不变时一定达到平衡 D.达到平衡时再充入CO，重新达到平衡时CO浓度增大 5.自由能的变化ΔG=ΔH-TΔS是判断反应进行方向的复合判据。ΔG<0时，反应能自发进行。已知工业上常利用CH4和H2O来制备水煤气，化学方程式为CH4(g)+H2O(g)===CO(g)+3H2(g)　ΔH>0，则下列说法正确的是(　　) A.ΔS>0，低温下该反应能自发进行 B.ΔS<0，高温下该反应能自发进行 C.ΔS<0，低温下该反应能自发进行 D.ΔS>0，高温下该反应能自发进行 6.在密闭容器中进行反应：X2(g)+Y2(g)⥫⥬2Z(g)，已知X2、Y2、Z的起始浓度分别为0.1 mol·L-1、0.3 mol·L-1、0.2 mol·L-1，在一定条件下，当反应达到平衡时，各物质的浓度可能是(　　) A.Z为0.3 mol·L-1 B.Y2为0.4 mol·L-1 C.X2为0.2 mol·L-1 D.Z为0.4 mol·L-1 7.一定温度下，向一体积不变的密闭容器中加入一定量的SO2和O2，发生反应：2SO2(g)+O2(g)⥫⥬2SO3(g)　ΔH=-196.6 kJ·mol-1。下列有关该反应的叙述正确的是(　　) A.达到平衡状态时，正、逆反应速率相等 B.达到平衡状态时，SO2和O2的浓度都为0 C.若起始时加入2 mol SO2和1 mol O2，则达平衡时放出的热量为196.6 kJ D.若反应达到平衡状态后，2 min时生成a mol SO3，则4 min时生成2a mol SO3 8.下列情况能表示一定达到化学平衡状态的是(　　) A.在恒温恒压密闭容器中，对于反应2B(s)⥫⥬2C(g)+D(g)，其平均摩尔质量不再变化，该反应达到平衡状态 B.在恒温恒压密闭容器中，对于反应A(g)+2B(g)⥫⥬3C(g)，其气体密度不再改变，该反应达到平衡状态 C.在绝热密闭容器中，对于反应3A(g)+2B(s)⥫⥬2C(g)+D(g)　ΔH<0，其温度不再改变，该反应达到平衡状态 D.在恒温恒容密闭容器中，对于反应3A(g)+2B(s)⥫⥬2C(g)+D(g)，其中c(C)∶c(D)=2∶1时，该反应达到平衡状态 9.一定温度下，在恒容密闭容器中充入CO和H2，发生反应：2H2(g)+CO(g)⥫⥬CH3OH(g)　ΔH<0。下列图像符合实际且t0时达到平衡状态的是(　　) 10.已知体系自由能变化ΔG=ΔH-TΔS，ΔG<0时反应能自发进行，两个氢化反应的ΔG与温度的关系如图所示，下列说法正确的是(　　) A.反应①的ΔS<0 B.反应②在600 ℃时的反应速率很快 C.温度大于1 000 ℃时，反应①能自发进行 D.反应②的ΔH>0 11.在一定温度下，向2 L固定容积的密闭容器中通入1 mol CO2、3 mol H2，发生反应：CO2(g)+3H2(g)⥫⥬CH3OH(g)+H2O(g)　ΔH<0。能说明该反应已达到平衡状态的是(　　) A.混合气体的平均相对分子质量不变 B.体系中=，且保持不变 C.混合气体的密度不随时间变化 D.单位时间内有n mol H—H断裂，同时有n mol O—H生成 12.NO可催化分解空气中的臭氧，反应历程如图所示，下列说法正确的是(　　) A.臭氧是由非极性键构成的极性分子 B.第2步为反应的决速步 C.所有的基元反应均放热 D.反应3O2(g)===2O3(g)不能自发进行 13.在一绝热(不与外界发生热交换)的恒容容器中，发生反应：A(s)+2B(g)⥫⥬C(g)+D(g)，下列描述中能表明反应已达到平衡状态的有(　　) ①容器内温度不变　②混合气体的密度不变　③A的物质的量浓度不变　④混合气体的平均相对分子质量不变　⑤混合气体的压强不变　⑥容器内B、C、D三种气体的浓度之比为2∶1∶1　⑦某时刻v(B)=2v(C)且不等于零　⑧单位时间内生成n mol D，同时生成2n mol B A.3个 B.4个 C.5个 D.6个 14.一定温度下，向密闭容器中通入等物质的量的T和W发生反应：T(g)+W(g)⥫⥬X(g)+P(g)，该反应由两步完成：①T(g)+W(g)⥫⥬Y(g)+P(g)，②Y(g)⥫⥬X(g)，其中反应②v正=k正c(Y)，v逆=k逆c(X)，测得X、Y的物质的量浓度c随时间t的变化曲线如图所示。下列说法正确的是(　　) A.平衡时，c(P)=1.0 mol·L-1 B.30 s时，反应②k正∶k逆=1 C.Y是该反应的催化剂 D.Y浓度达到最大值时，反应①未达到平衡状态，此时v正>v逆 15.CO和SO2二者均为常见的大气污染物，科研工作者通过硫循环完成二者的综合处理，发生的反应有 反应ⅰ.2CO(g)+SO2(g)⥫⥬S(l)+2CO2(g)　ΔH1　K1； 反应ⅱ.S(l)+2H2O(g)⥫⥬2H2(g)+SO2(g)　ΔH2　K2； 反应ⅲ.CO(g)+H2O(g)⥫⥬CO2(g)+H2(g)　ΔH3　K3。 (1)ΔH3=________(用含ΔH1、ΔH2的代数式表示)，K3=______(用含K1、K2的代数式表示)。  (2)向某恒容密闭容器中加入一定量CO和SO2，仅发生反应2CO(g)+SO2(g)⥫⥬S(l)+2CO2(g)　ΔH1，CO的平衡转化率与温度(T)和压强(p)的关系如图所示。 ①ΔH1____(填“>”或“<”)0，___(填“低温”“高温”或“任意温度”)条件有利于该反应自发进行。 ②对应点的平衡常数：b______(填“>”“<”或“=”)c。  (3)一定温度下，向5 L恒容密闭容器中充入0.4 mol CO(g)和0.4 mol H2O(g)，仅发生反应CO(g)+H2O(g)⥫⥬ CO2(g)+H2(g)，8 min后，该反应达到平衡，此时测得混合气体中CO2的物质的量分数为30%。0~8 min内，该反应的平衡常数Kp=______(Kp是用平衡分压代替平衡浓度计算出的平衡常数，分压=总压×物质的量分数)。  16.反应Ⅰ可用于在国际空间站中处理二氧化碳，同时伴有副反应Ⅱ发生。 主反应Ⅰ.CO2(g)+4H2(g)⥫⥬CH4(g)+2H2O(g)　ΔH1 副反应Ⅱ.CO2(g)+H2(g)⥫⥬CO(g)+H2O(g)　ΔH2 一定条件下反应Ⅰ中存在v正=k1·c4·c，v逆=k2·c2·c，相应的速率与温度关系如图所示。反应Ⅰ的平衡常数K=　　　　　　(用含k1、k2的代数式表示)；图中A、B、C、D四个点中，能表示反应已达到平衡状态的是　　　　。  17.298 K时，将20 mL 3x mol·L-1 Na3AsO3、20 mL 3x mol·L-1 I2和20 mL NaOH溶液混合，发生反应：As(aq)+I2(aq)+2OH-(aq)⥫⥬As(aq)+2I-(aq)+H2O(l)。溶液中c(As)与反应时间(t)的关系如图所示。 (1)下列可判断反应达到平衡的是　　　(填字母)。  a.溶液的pH不再变化 b.v(I-)=2v(As) c.不再变化 d.c(I-)=y mol·L-1 (2)tm时，v正　　　(填“大于”“小于”或“等于”)v逆。  (3)tm时v逆　　　(填“大于”“小于”或“等于”)tn时v逆，理由是　　　　。  18.Ⅰ.地下水中的氮污染主要是由N引起的，人们对N的转化进行了长时间的研究，目前主要有物理方法、化学方法和生物方法，其中化学方法主要包含活泼金属还原法和催化反硝化法。催化反硝化法是一种经济可行的脱氮方法，其原理是在Pd/Cu双金属催化剂作用下，H2将硝酸盐还原成氮气：2N+5H2N2+2OH-+4H2O。 (1)下列说法错误的是________(填字母，下同)。  A.氮肥NH4NO3溶于水的过程中熵值增大 B.在酸性条件下，活泼金属与N反应属于自发反应 C.Pd/Cu双金属催化剂是该反应是否能自发发生的决定因素 (2)已知：2N+5H2N2+2OH-+4H2O的ΔH=+a kJ·mol-1，ΔS=+b J·mol-1·K-1(a、b均为正值)，该反应____________(填“能”“不能”或“无法判断是否能”)自发进行。  Ⅱ.治理汽车尾气排放的NO、CO的办法是在汽车排气管上安装催化转化器，使NO与CO反应生成可参与大气生态循环的无毒气体，反应原理：2NO(g)+2CO(g)⥫⥬N2(g)+2CO2(g)，在298 K、100 kPa下，ΔH= -746.8 kJ·mol-1，ΔS=-197.5 J·mol-1·K-1。下列说法错误的是____。  A.该反应为熵减小的反应 B.该反应中反应物的总能量高于反应产物的总能量 C.该反应在298 K、100 kPa下不能自发进行 D.其他条件不变时，加入催化剂，可以改变化学反应的方向 第 1 页 共 3 页 学科网（北京）股份有限公司 $