2.2 化学反应的方向与限度（题型专练）化学苏教版选择性必修1

第二节 化学反应的方向与限度（题型突破·举一反三） 题型01 化学反应的方向 题型02 可逆反应 题型03 化学平衡状态 题型04 化学平衡常数 题型05 平衡转化率 题型06 化学平衡有关计算 ▌题型01 化学反应的方向 1．自发过程 (1)定义：在一定条件下，不用借助于外力就可以自发进行的过程。 (2)判断下列反应在室温下能否自动进行，如能自动进行，请写出相应的化学方程式。 ①水分解成氢气和氧气的反应：不能自动进行。 ②氯气与溴化钾溶液的反应：Cl2＋2KBr===2KCl＋Br2。 ③乙烯与溴单质的四氯化碳溶液的反应：CH2==CH2＋Br2―→CH2Br—CH2Br。 ④氮气和氧气生成一氧化氮的反应：不能自动进行。 (3)生活中的自发过程 ①花香四溢；②酒香扩散(酒香不怕巷子深)；③食盐在水中溶解； ④石头在水中会自动沉底；⑤墨汁在水中扩散等。 2．自发反应 (1)概念：在一定条件下能自动进行的反应，我们称之为自发反应。一定条件指温度、光照、催化剂、压强等条件。 (2)特点：具有方向性，即许多化学反应的正反应能自动进行，而其逆反应无法自动进行。 【注意】 (1)自发反应也需要一定条件引发反应，一旦反应后即可自发进行。 (2)非自发反应在一定条件下也能发生。 (3)判断某反应是否自发，只是判断反应的方向，与是否会发生、反应的快慢无关。 3.焓变与化学反应的方向 多数自发进行的化学反应是放热反应，但也有很多吸热反应能自发进行，因此，反应焓变是与反应进行的方向有关的因素之一，但不是决定反应能否自发进行的唯一因素。 4.熵 ①熵是衡量一个体系混乱度的物理量。符号：S。 ②特点：混乱度越大，体系越无序，体系的熵值就越大。 ③影响因素 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)。 5.熵变 ①定义：反应前后体系熵值的变化，符号：ΔS。 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，是熵增大的过程。 b．气态物质物质的量增大的反应，通常ΔS>0，是熵增大的反应。 c．气态物质物质的量减小的反应，通常ΔS<0，是熵减小的反应。 (4)熵变与化学反应的方向 反应熵变是与反应进行的方向有关的因素之一，但不是决定反应能否自发进行的唯一因素。 6.焓变、熵变对反应方向的共同影响 (1)分析下列几种变化的方向性 变化 能否自发 焓变(ΔH) 熵变(ΔS) CO2(s)―→CO2(g) 能 ΔH＞0 ΔS＞0 2Mg(s)＋O2(g)===2MgO(s) 能 ΔH＜0 ΔS＜0 K(s)＋H2O(l)===K＋(aq)＋OH－(aq)＋H2(g) 能 ΔH＜0 ΔS＞0 Ag＋(aq)＋Cl－(aq)===AgCl(s) 能 ΔH＜0 ΔS＜0 (2)仅利用ΔH或ΔS的数值，都不能判断某反应是否自发，必须综合考虑反应的焓变(ΔH)和熵变(ΔS)的大小。 ①当ΔH＜0，ΔS＞0时，反应一定能自发进行。 ②当ΔH＞0，ΔS＜0时，反应一定不能自发进行。 ③当ΔH＞0、ΔS＞0或ΔH＜0、ΔS＜0时，反应是否能自发进行与反应的温度有关 (3)化学反应的自发性的判断依据 在恒温、恒压，非体积功为0的情况下，综合考虑焓变和熵变，可以判断反应能否自发进行。 焓变ΔH 熵变ΔS ΔH-TΔS的值 反应能否自发进行 <0 >0 <0 一定自发 >0 <0 >0 一定非自发 <0 <0 低温时<0 低温自发 >0 >0 高温时<0 高温自发 【典例1】（25-26高二上·四川眉山·阶段检测）已知ΔG=ΔH-TΔS，ΔG的值只决定于反应体系的始态和终态，忽略ΔH、ΔS随温度的变化。下列说法正确的是 A．在1000℃时，TiCl4 (g)＋O2 (g) = TiO2 (s)＋2Cl2(g)不能自发进行 B．在600℃时，TiO2 (s)＋C(s)＋2Cl2 (g)=TiCl4 (g)＋CO2 (g)能自发进行 C．依图可知，在800～1100℃反应2CO(g) + O2(g) = 2CO2(g) △G>0 D．反应2C(s)＋O2(g)=2CO(g)的△S<0 【答案】B 【详解】A．反应是图中的逆反应，1000℃时正反应，故逆反应，能自发进行，A错误； B．目标反应可由图中与相加得到，根据盖斯定律，总反应为两反应之和，600℃时两反应相加后小于0，故能自发进行，B正确； C．反应可由乘以2再，减去得到，计算得800～1100℃时总，C错误； D．反应中气体物质的量增大，混乱度增加，故，D错误； 故选B。 【变式1-1】（25-26高二上·江西南昌·阶段检测）南京理工大学朱卫华等人提出了一种基于单簇催化剂还原的反应，主要反应如下： i． ii． iii． 在T℃、100 kPa反应条件下，向10 L密闭容器中充入和，发生上述反应，测得含氮元素占比［如的含氮元素占比］与时间的关系如图，95 min时体系达到平衡。 已知：反应ii为快速平衡，可以认为不受慢反应i、iii的影响。 下列说法错误的是 A．反应i的 B．曲线b表示的含氮元素占比 C．0～45 min内，的平均反应速率约为 D．若选择对反应i更高效的催化剂，则G点将移向E点 【答案】D 【分析】充入的含氮物质只有，随着反应进行，不断消耗，因此快速下降的曲线a表示的含氮元素占比。反应ii为快速平衡，反应前期能迅速生成，而生成的反应i较慢，故前期迅速上升的曲线b表示的含氮元素占比，曲线c表示的含氮元素占比。体系中氮元素守恒，始终有，三种物质的含氮元素占比之和为100%，可以据此将图中占比换算为各物质的物质的量。 【详解】A．反应i的气态反应物与气态生成物的化学计量数之和分别为4和3，气体分子数减少，可判断。反应i在题给条件下能够自发正向进行，设该温度对应的热力学温度为，则。由于，所以，A正确； B．反应ii为快速平衡，反应前期与迅速反应生成，使的含氮元素占比迅速增大；随着慢反应继续进行，逐渐减少，逐渐积累。因此，先迅速上升、后逐渐下降的曲线b表示的含氮元素占比，B正确； C．45 min时，曲线b、c相交，和的含氮元素占比均为47%，故的含氮元素占比为。由氮元素守恒，此时剩余的物质的量为，0～45 min内消耗的物质的量为。因此，的平均反应速率为，约为，C正确； D．95 min时体系已经达到平衡，G点对应的平衡含氮元素占比86%。更高效的催化剂能改变反应速率，但不改变平衡常数，在其他条件相同时也不改变最终平衡组成，因此的平衡含氮元素占比仍为86%。E点的纵坐标高于G点，G点不会移向E点，D错误； 故选D。 【变式1-2】（25-26高二上·广东汕尾·期末）化学与社会、生产及生活密切相关。下列说法正确的是 A．水凝结成冰的过程中，体系的混乱度变化 B．镀锌的铁板镀层破损后比镀锡的铁板镀层破损后腐蚀快 C．利用太阳能、风能和氢能等能源替代化石能源有利于实现“低碳经济” D．“问天”实验舱采用砷化镓太阳能电池片，该电池将化学能转化为电能 【答案】C 【详解】A．水凝结成冰的过程中，水分子由无序排列转化为有序排列，体系的混乱度减小，，A错误； B．金属活动性：锌＞铁＞锡，镀层破损后，镀锡铁板的镀层中形成铁锡原电池，铁作负极，加速了铁的腐蚀；镀锌铁板中锌作负极，铁作正极，保护了铁；故镀锌的铁板镀层破损后比镀锡的铁板镀层破损后腐蚀慢，B错误； C．太阳能、风能和氢能等能源不产生二氧化碳，所以利用太阳能、风能和氢能等能源替代化石能源有利于实现“低碳经济”，C正确； D．“问天”实验舱采用砷化镓太阳能电池片，该电池将太阳能转化为电能，D错误。 故选C。 【变式1-3】（25-26高二上·广东广州·期末）下列说法或表示方法中正确的是 A．冰在室温下自动熔化成水，这是熵增的过程 B．相同条件下，等质量的两份与足量充分反应，分别生成液态水和水蒸气，两者放出的热量相等 C．  ，该反应属于吸热反应 D．乙炔()的燃烧热为，则乙炔燃烧的热化学方程式为   【答案】A 【详解】A．固态冰的混乱度低于液态水，冰在室温下熔化的过程体系混乱度增大，属于熵增过程，A正确； B．等质量的完全反应，由于液态水的能量和水蒸气的能量不同，生成液态水时放出的热量比生成水蒸气时多（水蒸气液化过程会放出热量），两者放出的热量不相等，B错误； C．该反应的，属于放热反应，C错误； D．燃烧热是1mol纯可燃物完全燃烧生成指定产物时放出的热量，题给热化学方程式中的物质的量为2mol，对应应为，D错误； 故选A。 ▌题型02 可逆反应 1．可逆反应的概念 可逆反应是指在相同条件下，既能向正反应方向进行，又能向逆反应方向同时进行的化学反应。 2．可逆反应的特征 (1)同一条件下，正反应和逆反应同时发生、同时存在。 (2)反应不能进行到底，反应物不能实现完全转化。 (3)反应体系中，与化学反应有关的各种物质同存于同一反应体系。 (4)反应达到限度时，反应仍在进行，没有停止。 【注意】证明一个反应是否可逆反应的方法 (1)如果有两种以上的反应物，其中一种反应物必须过量，一般容易检验的反应物不足，另一种反应物过量。 (2)分别检验不过量的反应物和其中一种生成物是否存在，如果都存在，说明该反应时可逆反应。 【典例2】（25-26高二上·四川眉山·阶段检测）已知：，（），下列说法不正确的是 A．0.1 mol X和0.5 mol Y充分反应，生成Z的物质的量一定小于0.3 mol B．升高反应温度，逆反应速率增大，正反应速率减小 C．达到化学平衡状态时，该反应放出的总热量可能达到 D．达到化学平衡状态时，X、Y、Z的浓度不再发生变化 【答案】B 【详解】A．根据反应，0.1 mol X完全反应需要Y的物质的量为，小于0.5 mol，故Y过量。该反应为可逆反应，X不能完全转化为Z，所以生成Z的物质的量满足，A正确； B．升高温度，正、逆反应速率均增大。该反应的正反应放热，升温时逆反应速率增大的程度更大，平衡向逆反应方向移动，但正反应速率并不减小，B错误； C．题给焓变表明，按所写反应每净消耗1 mol X，放出的热量。此选项未限定反应物的起始投料量，达到平衡时净消耗的X可能为1 mol，此时放出的总热量为，C正确； D．达到化学平衡状态时，，各物质的生成速率与消耗速率相等，在外界条件不变时，X、Y、Z的浓度均保持不变，D正确； 故选B。 【变式2-1】（25-26高二上·河南郑州·期末）设为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是 A．电解的NaCl溶液转移的电子数为 B．0.1 mol 和0.1 mol 于密闭容器中充分反应后，其分子总数为 C．50℃时，1 L pH = 1的硫酸溶液中，含有的数目为 D．通入1 mol 的新制氯水中，HClO、、粒子数之和为 【答案】B 【详解】A．仅给出NaCl溶液的物质的量浓度，未给出溶液体积和电解程度，不能确定实际参加电极反应的物质的量，因此无法确定转移的电子数，A错误； B．氢气与碘发生反应，每消耗1 mol 和1 mol ，生成2 mol HI，反应前后分子的物质的量之和不变。因此，充分反应后分子的总物质的量为，分子总数为，B正确； C．水的电离是吸热过程，升高温度，水的离子积增大，因此50℃时。pH = 1的硫酸溶液中，，由可知，。溶液体积为1 L，故，含有的数目大于，C错误； D．氯气溶于水后发生可逆反应，生成的HClO部分电离：。1 mol 含2 mol氯原子，由于新制氯水中仍含有未反应的，氯原子并未全部存在于HClO、、中，而这三种粒子每个均含一个氯原子，所以其粒子数之和小于，D错误； 故选B。 【变式2-2】（25-26高一上·山西吕梁·期末）表示阿伏加德罗常数，下列叙述正确的是 A．溶液中物质的量为 B．22.4 L 和CO所含C原子数为 C．溶于水，此过程中转移电子数为 D．中含有的阴离子总数为 【答案】D 【详解】A．题中未给出溶液体积，无法确定氯离子的物质的量，A错误； B．题中未说明气体所处的温度和压强，不能直接用标准状况下的气体摩尔体积计算其物质的量，因此所含碳原子数不一定为，B错误； C．氯气与水发生反应：。反应中氯元素的化合价由0价分别变为−1价和+1价，每有1 mol氯气发生反应，就有1 mol电子转移。该反应为可逆反应，溶于水的1 mol氯气不能全部反应，因此转移电子数小于，C错误； D．过氧化钠由和构成，其中的阴离子是过氧根离子。1 mol过氧化钠中含有1 mol过氧根离子，因此阴离子总数为，D正确； 故选D。 【变式2-3】（26-27高三上·北京·阶段检测）设为阿伏加德罗常数的值，下列说法不正确的是 A．1 mol Si含的数目约为 B．晶体中含离子数目为 C．标准状况下，含有质子数为 D．标准状况下，通入水中，溶液中氯离子数小于 【答案】A 【详解】A．晶体硅中，每个Si原子与相邻的4个Si原子形成共价键，每个共价键由2个Si原子共用，因此1 mol Si中所含的数目约为，A错误； B．晶体由和按个数比1∶1构成，配离子中的不单独计为离子。因此，0.1 mol该晶体中两种离子的物质的量均为0.1 mol，离子的总物质的量为，离子数目为，B正确； C．水的摩尔质量为，3.6 g水的物质的量为。每个水分子中含有的质子数为，故质子的物质的量为，质子数为，C正确； D．标准状况下，11.2 L氯气的物质的量为。氯气与水发生反应：，每反应1 mol氯气生成1 mol氯离子。由于该反应为可逆反应，通入的氯气不能全部转化，故溶液中氯离子的物质的量小于0.5 mol，氯离子数小于，D正确； 故选A。 ▌题型03 化学平衡状态 1．化学平衡状态的建立 在反应物转化为生成物的一瞬间，逆反应开始进行。 反应开始时，反应物的浓度最大，正反应速率最大，由于生成物浓度很小，逆反应速率很小。 随着反应的进行，反应物浓度逐渐减小，正反应速率随着反应物浓度的下降逐渐变小；生成物浓度逐渐增大，逆反应速率随着生成物浓度的上升不断增大。 当正反应速率与逆反应速率相等时，达到一种平衡状态，反应物的浓度和生成物的浓度不再改变，正反应和逆反应都没有停止。 2．化学平衡状态 (1)化学平衡状态的概念 在一定条件下的可逆反应里，当正、逆两个方向的反应速率相等时，反应体系中所有参加反应的物质的质量或浓度保持恒定的状态。也就是在给定条件下，反应达到了最大“限度”，这种状态称为化学平衡状态，简称为化学平衡。 (2)化学平衡状态的特征 ①研究的对象是可逆反应。 ②化学平衡的条件是v正和v逆相等。 ③化学平衡是一种动态平衡，此时反应并未停止。 ④当可逆反应达到平衡时，各组分的质量(或浓度)为恒定值。 ⑤若外界条件改变，平衡可能发生改变，并在新条件下建立新的平衡。 3．化学平衡状态的重要特征 可逆反应达到平衡的重要特征(平衡的实质)是v正＝v逆≠0。 在一定温度下，可逆反应A(g)＋3B(g)2C(g)达到平衡的标志是②③④。 ①单位时间内生成n mol A，同时生成3n mol B ②生成C的速率与C分解的速率相等 ③A、B、C的浓度不再变化 ④单位时间内生成n mol A，同时生成2n mol C 4．化学平衡状态的标志 可逆反应达到平衡后，其平衡结果的标志是反应混合物中各组分的含量保持不变。 在一定温度下在容积恒定的密闭容器中，进行如下可逆反应：A(s)＋2B(g)C(g)＋D(g)。当下列物理量不发生变化时，能表明该反应已达到平衡状态的是②④。 混合气体的总物质的量　②B的物质的量浓度 ③容器内气体的压强　④混合气体的密度 【典例3】（25-26高二上·广东深圳·期末）CO和在一定条件下可以合成乙醇：下列叙述中能说明上述反应在一定条件下已达到最大限度的是 A．反应体系中CO和的物质的量浓度相同 B．正反应消耗和逆反应消耗化学反应速率相等 C．恒容容器中气体的密度不再改变 D．反应体系中乙醇的物质的量浓度不再变化 【答案】D 【详解】A．反应达到平衡的标志是各物质浓度保持不变，而非浓度相等，和浓度相同，不能说明浓度保持不变，无法说明达到平衡，故不选A； B．根据反应计量数关系，平衡时应满足，二者速率相等时正逆反应速率不相等，未达到平衡，故不选B； C．反应体系中所有物质均为气体，总质量不变，恒容条件下气体体积不变，故密度始终恒定，密度不变无法说明达到平衡，故不选C； D．某组分的物质的量浓度不再变化是化学平衡状态的特征之一，反应体系中乙醇的物质的量浓度不再变化，说明反应达到最大限度，故选D； 【变式3-1】．（25-26高二上·广东广州·期末）溶液中某光学活性卤化物的消旋反应为：。一定温度下，X和Y的浓度随时间的变化曲线如图所示。下列说法不正确的是 A．内，Y的化学反应速率为 B．时，X的消耗速率大于生成速率 C．加入合适的催化剂，可同时提高X的消耗速率及平衡转化率 D．反应到达平衡状态后，增大X的浓度，平衡正向移动，平衡常数不变 【答案】C 【详解】A．图中横坐标每小格表示，纵坐标每小格表示。在内，Y的浓度由0增大到，该时间段内Y的平均反应速率为，A正确； B．在时，X的浓度仍随时间减小，说明单位时间内X的消耗量大于生成量，即X的消耗速率大于生成速率，B正确； C．加入合适的催化剂，能同等程度地加快正、逆反应速率，使X的消耗速率增大，但不能使化学平衡移动，X的平衡转化率不变，C错误； D．反应到达平衡状态后，增大反应物X的浓度，平衡向消耗X的方向移动，即正向移动；化学平衡常数只与温度有关，温度不变，平衡常数不变，D正确； 故选C。 【变式3-2】（26-27高二上·河南·阶段检测）一定温度下，向容积为1 L的密闭容器中通入一定量的，发生反应：，，各组分的浓度随时间的变化如下表。 t/s 0 20 40 60 80 0.100 0.062 0.048 0.040 0.040 0 0.076 0.104 0.120 0.120 下列说法正确的是 A．在60 s时，反应的速率为0 B．升高温度，反应的化学平衡常数减小 C．80 s时，再充入、各0.12 mol，平衡不移动 D．80 s时，将容器的容积改为0.5 L，达到新平衡后，混合气体的颜色比原平衡的浅 【答案】C 【分析】表中60 s和80 s时两种物质的浓度分别相同，说明60 s时反应已达到化学平衡，平衡浓度分别为、。对于反应，将浓度按以为单位的数值代入，可得。温度不变时，平衡常数不变，可将改变条件后的反应商与比较，判断平衡是否移动及移动方向。下文计算反应商时采用相同的浓度单位。 【详解】A．60 s时反应已达到化学平衡，但化学平衡是动态平衡，正、逆反应仍在进行，正、逆反应速率相等且均不为0，即，A错误； B．该反应的，正反应为吸热反应，升高温度有利于正反应进行，化学平衡常数增大，B错误； C．80 s时体系已达到平衡，容器容积为1 L，再充入两种气体各0.12 mol，两者的浓度增量均为，充入后瞬间，，，此时，体系仍处于平衡状态，平衡不移动，C正确； D．80 s时将容积由1 L压缩为0.5 L，压缩瞬间两种气体的浓度均变为原来的2倍，即、，此时，平衡逆向移动，逆向反应过程中，浓度减小，浓度增大，反应商逐渐减小，若浓度降至原平衡的，根据反应的化学计量关系，浓度将为，对应的反应商为，因此，在浓度降至原平衡浓度之前，体系就已达到新的平衡，新平衡时浓度仍大于，为红棕色气体，为无色气体，故新平衡时混合气体的颜色比原平衡的深，D错误； 故选C。 【变式3-3】（25-26高二上·山东威海·期末）下列说法中能说明反应达到平衡状态的有几个 ①         ② ③温度、压强一定时，混合气体的密度不再变化 ④温度、压强一定时，混合气体的平均相对分子质量不再变化 ⑤温度、体积一定时，混合气体的颜色不再变化 ⑥温度、体积一定时，容器内压强不再变化 A．2 B．3 C．4 D．5 【答案】C 【详解】①平衡时正逆反应速率比等于化学计量数比，应为，题干关系式不满足，不能说明平衡，①错误； ②浓度比等于计量数比为瞬时特殊状态，不代表各组分浓度恒定，不能说明平衡，②错误； ③反应前后气体总质量恒定，温度、压强一定时，根据理想气体状态方程，气体体积随总物质的量变化，由密度知，是变量，变量不变说明反应达平衡，③正确； ④混合气体总质量恒定，反应前后变化，由平均相对分子质量知，是变量，变量不变说明反应达平衡，④正确； ⑤气体颜色由浓度决定，颜色不变说明恒定，反应达平衡，⑤正确； ⑥温度、体积一定时，根据理想气体状态方程，压强与气体总物质的量成正比，压强不变说明恒定，反应达平衡，⑥正确； 综上共有4个说法可证明反应达平衡，故选C。 ▌题型04 化学平衡常数 1．化学平衡常数的概念和表达式 对于可逆反应，在温度一定时，无论起始浓度如何，反应达到平衡后，各物质的物质的量浓度满足以下关系式： K= 该结果是一个常数，此常数称为化学平衡常数，简称平衡常数，用字母K表示。 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。 2．化学平衡常数的意义 【交流讨论】已知：25 ℃时，卤化氢生成反应的平衡常数如下表： 化学方程式 平衡常数K F2＋H22HF 6.5×1095 Cl2＋H22HCl 2.57×1033 Br2＋H22HBr 1.91×1019 I2＋H22HI 8.67×102 平衡常数的大小能说明反应进行的程度(也叫反应的限度)。 K值越大，表示反应进行得越完全，当K>105时，该反应进行得基本完全了。 3．化学平衡常数的影响因素 (1)内因：不同的化学反应及化学方程式的书写形式是决定化学平衡常数的主要因素。 (2)外因：在化学方程式一定的情况下，K只受温度影响。 已知：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)　ΔH<0的平衡常数与温度的关系如下： T/K 373 473 573 673 773 K 3.35×109 1.00×107 2.45×105 1.88×104 2.99×103 ①放热反应，温度升高，K值减小； ②吸热反应，温度升高，K值增大。 【注意】对平衡常数的理解 (1)反应物和生成物中有固体或纯液体存在时，由于其浓度可以看做“1”而不代入公式。 (2)平衡常数K只受温度的影响，当温度不变时，K值不变。 【典例4】（25-26高二上·江西上饶·期末）某密闭容器中，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】平衡常数为生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比值，固体的浓度为定值不写入表达式，因此，C正确； 故答案选C。 【变式4-1】（26-27高三上·云南昆明·期中）将m gCuO固体放入体积为2 L的恒容真空密闭容器中，保持温度不变，发生反应：。达到平衡时，的物质的量为0.1 mol。下列说法正确的是 A．向平衡体系中充入Ar，平衡正向移动 B．当气体的摩尔质量不变时，说明反应达到平衡状态 C．向体系中再加入m g CuO，平衡后体系压强增大 D．向平衡体系再充入，达到新的平衡后， 【答案】D 【分析】反应中的两种固体均不列入平衡常数表达式，因此。容器起初为真空，反应过程中气相只有；原平衡时，故该温度下。温度不变，平衡常数不变，可根据氧气浓度是否改变判断平衡移动方向。 【详解】A．恒温恒容时充入Ar，氧气的物质的量和容器体积均不变，故不变，仍满足，平衡不移动，A错误； B．反应过程中气体只有。设生成氧气的物质的量为，其中，则气体的摩尔质量为。该值始终不变，与反应是否达到平衡无关，B错误； C．再加入只增加固体的量，不改变，平衡不移动，气体的物质的量不变。温度和容器体积不变，因此平衡后体系压强不变，C错误； D．起始只加入固体，平衡时K=c(O2)=，再充入，平衡逆向移动。达到新平衡时，温度不变K值不变，K=c(O2)=，D正确； 故选D。 【变式4-2】（2026年高考福建卷化学高考真题（网络收集版））向一含有Co(Ⅱ)和Cu(Ⅱ)的溶液中通入氯气，保持溶液体积不变，溶液中等含铜物料的浓度随总Cl浓度的变化如下图所示。已知溶液中存在平衡，其平衡常数为()，且有，，，。下列说法正确的是 A．点有 B．点有 C．点有 D．曲线Ⅰ对应的物种为 【答案】A 【分析】已知配位反应 的平衡常数为 ，对应表达式为： 、 、 、 ，随着总氯浓度增大， 浓度升高，含铜配离子的配位数逐渐升高：低氯浓度下以配位数低的物种为主，高氯浓度下配位数高的物种占比逐渐上升，因此下降的曲线是，曲线Ⅰ是 ，其余曲线从上到下依次是、、，据此解答。 【详解】A．M点为 和 浓度相等的点，此时 ，代入可得 ，即M点游离 浓度为 ，由，代入，可得，A正确； B．P点的上方N点为Cu2+和CuCl+的浓度交点，即c(Cu2+)=c(CuCl+)，根据平衡常数表达式，代入c(Cu2+)=c(CuCl+)，可得K1=，故c(Cl-)=，B错误； C．N点为Cu2+和CuCl+的浓度交点，即c(Cu2+)=c(CuCl+)，由B项可知，c(Cl-)=，由，代入c(Cl-)=，得到：，C错误； D．由分析可知，曲线Ⅰ是 ，D错误； 故选A。 【变式4-3】（第八章 化学反应速率和化学平衡质检卷 单选版）将SiCl4转化为SiHCl3有三种途径，其反应原理如下： ① ② ③ 已知：反应的与温度的关系如图1所示；反应②在不同温度下反应相同的时间，SiCl4的转化率随温度变化关系如图2所示。 下列说法错误的是 A．反应①自发进行的最低温度是 B．温度升高，反应③的平衡常数K变小 C．图2中反应速率： D．图2中A、B、C三点对应温度下的平衡常数K： 【答案】D 【详解】A．反应自发进行需要，由图1可知反应①的在1000℃时接近0，温度高于1000℃时，可近似认为最低自发温度为1000℃，A正确； B．根据盖斯定律，反应③=反应②-反应①，故，已知、，因此，反应③为放热反应，温度升高平衡逆向移动，平衡常数变小，B正确； C．反应速率随温度升高而增大，C点温度高于A点，故，C正确； D．反应②的，为放热反应，平衡常数仅与温度有关，温度越高越小，三点温度满足，因此平衡常数，D错误； 故本题选D。 ▌题型05 平衡转化率 1．平衡转化率的概念 某一反应的平衡转化率α等于该物质在反应中的已转化量（如物质的量、物质的量浓度等）与该物质起始总量的比值，可表示为： α = ×100% 2．平衡转化率的意义 反应的平衡转化率表示在一定温度和一定起始浓度下反应进行的限度。 【注意】对于可逆反应： αA＝×100%＝×100% αA＝×100%＝×100% 平衡转化率与平衡常数均能表示化学反应进行的程度，但平衡常数不直观，转化率能更直观地表示化学反应进行的程度。 【典例5】在恒压、NO和O2的起始浓度一定的条件下，催化反应相同时间，测得不同温度下NO转化为NO2的转化率如图中实线所示(图中虚线表示相同条件下NO的平衡转化率随温度的变化)。下列说法正确的是 A．反应2NO(g)+O2(g)=2NO2(g)的ΔH>0 B．图中X点所示条件下，延长反应时间不能提高NO转化率 C．图中Y点所示条件下，增加O2的浓度不能提高NO转化率 D．380℃下，c起始(O2)=5.0×10-4 mol·L-1，NO平衡转化率为50%，则平衡常数K>2000 【答案】D 【详解】A．随温度升高NO的转化率先升高后降低，说明温度较低时反应较慢，一段时间内并未达到平衡，由温度较高时，已达到平衡时的NO转化率可知，温度越高NO转化率越低，说明温度升高平衡向逆反应方向移动，根据勒夏特列原理可知该反应的正反应为放热反应，则ΔH<0 ，A错误； B．根据上述分析，X点时，反应还未到达平衡状态，反应正向进行，所以延长反应时间能提高NO的转化率，B错误； C．Y点时反应已经达到平衡状态，此时增加O2的浓度，使得正反应速率大于逆反应速率，化学平衡向正反应方向移动，可以提高NO的转化率，C错误； D．设NO起始浓度为a mol/L，由此列出三段式：，NO的转化率为50%，则，解得，故平衡时NO、O2和NO2的浓度分别为0.5a mol/L、(5.0×10-4-0.25a) mol/L、0.5a mol/L，化学平衡常数K==2000，D正确； 故选D。 【变式5-1】（26-27高二上·北京海淀·阶段检测）向恒容密闭容器中通入1.1 mol CH4(g)和1.1 mol H2O(g)，发生反应：。不同温度(、)下，测得随时间(t)的变化曲线如图所示。 下列说法不正确的是 A．达到平衡的时间：，可推断温度： B．该反应为吸热反应且平衡时，可推断温度： C．时，向容器中充入氮气，则平衡时 D．时，CH4的平衡转化率 【答案】C 【详解】A．温度越高，化学反应速率越快，达到平衡所需时间越短。由图可知实际达到平衡时间，说明温度下反应速率更快，可知，A正确； B．该反应为吸热反应，升高温度平衡正向移动，平衡时物质的量增大。已知平衡时，可推断，B正确； C．恒容密闭容器中充入氮气，反应体系中各反应物、生成物的浓度不变，平衡不移动，平衡时，C错误； D．平衡时生成，根据反应计量关系，消耗的物质的量为，起始量为，故平衡转化率，D正确； 故答案选C。 【变式5-2】（25-26高二下·江苏连云港·期末）二氧化碳催化加氢制甲醇过程中的主要反应如下： I：    II：    在恒压密闭容器中，时，CO2平衡转化率、CH3OH平衡产率、在催化剂作用下反应相同时间所测得的CO2实际转化率、CH3OH实际产率随温度变化如图所示。 CH3OH的产率可表示为。下列说法正确的是 A．， B．500 K时，反应II的平衡常数为96.6 C．500 K时CO的实际产率大于平衡时的产率 D．温度高于520 K，CH3OH实际产率下降的原因是催化剂活性下降 【答案】C 【详解】A．升高温度，平衡产率降低，说明反应Ⅰ为放热反应，，平衡产率等于平衡转化率与平衡产率之差，该差值随温度升高而增大，说明反应Ⅱ为吸热反应，，A错误； B．取起始、的物质的量分别为、，平衡时，，，，，，反应Ⅱ前后气体总物质的量不变，，96.6约为该数值的倒数，B错误； C．时，平衡产率为，实际产率为，故实际产率大于平衡时的产率，C正确； D．反应Ⅰ为放热反应，升高温度使其平衡逆向移动，温度高于时，实际产率下降主要受平衡产率下降的影响，不能据此判断催化剂活性下降，D错误； 故答案选C。 【变式5-3】（26-27高二上·北京海淀·阶段检测）一定条件下，向容积均为1L的两个恒温密闭容器中通入一定量的一氧化碳和水蒸气，发生反应：，达平衡后获得数据如下表。下列说法不正确的是 容器编号 起始时各物质的物质的量/mol 达到平衡的时间/min 达到平衡时体系能量的变化 CO ① 1 4 0 0 放出32.8 kJ热量 ② 2 8 0 0 放出Q kJ热量 A．①中反应达平衡时，CO的转化率为80% B．平衡时：②>① C．①中的反应速率为： D．反应②中，Q>65.6 【答案】D 【详解】A．根据热化学反应方程式可知，反应每消耗 放出热量，①中平衡放出热量，消耗物质的量为，转化率为，A正确； B．该反应前后气体分子数不变，恒温恒容下②起始投料为①的2倍，二者为等效平衡，转化率相等，①平衡时，②平衡时，故平衡时：②>①，B正确； C．①中平衡时生成物质的量为0.8mol，容器容积为1L，故，C正确； D．②中消耗物质的量为，放出热量，故，D错误； 故选D。 ▌题型06 化学平衡有关计算 1．计算模型——三段式法 　　　　　　 aA(g) ＋ bB(g) cC(g)＋dD(g) c(初)(mol·L－1) x y 0 0 Δc(mol·L－1) am bm cm dm c(平)(mol·L－1) x-am y-bm cm dm 2．解题思路 (1)设未知数：具体题目要具体分析，一般设某物质的转化量或转化率为x。 (2)确定三个量：根据反应物、生成物及变化量三者之间的关系，代入未知数确定平衡体系中各物质的起始量、变化量、平衡量并按（1）中“模式”列表。 (3)解题设问题：明确了“始”、“变”、“平”三个量的具体数值，再根据相应关系求平衡时某成分的浓度、反应物转化率等，求出题目答案。 3．基本计算关系 (1)各物质的物质的量浓度变化量之比＝物质的量变化量之比＝化学计量数之比。 (2)反应物的转化率＝×100%＝×100%。 (3)反应产物的产率＝×100%。 (4)平衡时B组分的体积分数＝平衡时B组分的物质的量分数＝×100%。 【典例6】（26-27高二上·黑龙江大庆·阶段检测）一定温度下，向体积为1 L的刚性密闭容器中投入2 mol NO、1 mol C和2 mol He，发生工业烟气脱硝中的核心反应：，若初始压强为，反应达到平衡时，NO在混合气体中所占的体积分数为25%，已知为用平衡分压表示的平衡常数（分压＝总压×气体在混合气体中所占的体积分数），则下列说法正确的是 A．该温度下的压强平衡常数 B．在C足量的情况下，再充入一定量的，达到平衡，的转化率保持不变 C．若温度升高，体系总压增大，则该反应的 D．达到平衡时，向体系中加入等物质的量的CO、和NO，平衡不发生移动 【答案】B 【分析】反应前后气体的化学计量数之和相等，且He不参加反应，因此反应过程中气体总物质的量始终为。同温、同体积下，体系总压保持不变。平衡时NO的体积分数等于其物质的量分数，故NO的物质的量为。根据反应的计量关系，各物质的物质的量变化如下：，平衡时仍有固体C存在，NO、CO和的物质的量之比为，He的物质的量仍为2 mol。 【详解】A．平衡时气体总物质的量为4 mol，NO、CO和的物质的量分别为1 mol、0.5 mol和0.5 mol，故三者的体积分数分别为、和，总压仍为，固体C不列入平衡常数表达式，因此，A错误； B．C足量时，追加NO后仍可建立有固体C存在的平衡。设前后投入NO的总物质的量为，达到新平衡时NO的总转化率为，则平衡时，，同温、同体积下，各气体分压与其物质的量成正比，且温度不变时平衡常数不变，故，解得，原平衡时NO的转化率为，因此追加NO后其平衡转化率保持不变，B正确； C．该反应无论向哪个方向进行，气体总物质的量均不变。容器体积固定，气体总物质的量一定时，总压与热力学温度成正比，因此升高温度，体系总压增大。该现象不能说明平衡移动的方向，也不能据此判断的正负，C错误； D．设向平衡体系中各加入的CO、和NO，其中，加入瞬间尚未发生反应，CO、的物质的量均为，NO的物质的量为，各气体分压与其物质的量成正比，故此时的压强反应商为，平衡逆向移动，D错误； 故选B。 【变式6-1】（26-27高三上·江苏淮安·阶段检测）通过下列反应可实现的再转化，合成CO、： Ⅰ．    Ⅱ．        在密闭容器中通入和，分别在压强为1 MPa和10 MPa下进行反应。实验中对平衡体系的三种物质(CO2、CO、CH4)进行分析，其中温度对CO和CH4在三种物质中的体积分数影响如图所示。 下列说法正确的是 A． B．曲线a表示1 MPa时CO平衡体积分数随温度变化关系 C．M点高于N点原因是反应Ⅰ平衡逆向移动，导致反应Ⅱ平衡正向移动 D．图中曲线b与曲线c交点对应温度下反应Ⅱ的平衡常数为1.2 【答案】C 【分析】反应Ⅰ为放热反应，随温度升高，反应 I 逆向移动，CH4减少；若反应 II 为吸热反应（H2 > 0），升温正向移动，CO增加。观察图像：曲线 a、b 随温度升高而下降，代表 CH4的体积分数。曲线 c、d 随温度升高而上升，代表CO的体积分数。剩余未标出的下降曲线（从 100% 开始下降的）代表CO2的体积分数。压强对曲线的影响：对于CH4（曲线 a、b）：增大压强，反应 I 正向移动，CH4 体积分数增大。因此，在相同温度下，压强越大，CH4体积分数越高。故 曲线 a 代表 10 MPa 下的 CH4，曲线 b 代表 1 MPa 下的CH4。对于CO（曲线 c、d）：反应 II 前后气体分子数不变，但反应 I 和 II 存在竞争。增大压强，反应 I 正向移动，消耗更多CO2 和H2，生成更多H2O。这会导致反应 II 的反应物浓度降低、生成物浓度升高，从而促使反应 II 逆向移动，使得CO的体积分数减小。因此，在相同温度下，压强越大，CO 体积分数越低。故 曲线 d 代表 10 MPa 下的CO，曲线 c 代表 1 MPa 下的CO，由此分析： 【详解】A．由上述分析可知，随温度升高，CO 的体积分数（曲线 c、d）增大。因为反应 II 是气体分子数不变的反应，压强不改变其平衡位置，所以CO的增加只能是因为温度升高促使平衡正向移动。因此，反应 II 为吸热反应，即H2 > 0。A 错误； B．根据前面的分析，曲线 a 随温度升高而下降，且在相同温度下数值较高，代表 10 MPa 时CH4 平衡体积分数 随温度的变化关系，B错误； C．增大压强（从 1 MPa 到 10 MPa），反应 I 平衡正向移动。反应 I 正向移动会消耗CO2 和 H2，同时生成H2O。这导致体系中CO2和H2的相对浓度减小，而H2O浓度增大。对于反应 II 而言，这相当于减小了反应物浓度并增大了生成物浓度，导致 反应 II 平衡逆向移动，从而使得CO的体积分数降低。反之，压强降低（10 MPa 到 1 MPa）时，反应 I 逆向移动，导致CO2和H2浓度相对增大，H2O浓度减小，这有利于反应 II 平衡正向移动，从而使得 M 点（1 MPa）高于 N 点（10 MPa），C正确； D．曲线b与c交点处，CH4和CO体积分数均为40%，则CO2为20%。计算物质的量（基于1 mol C守恒）：n(CH4)=0.4mol，n(CO)=0.4mol，n(CO2)=0.2mol， 推导其他组分：生成0.4mol CH4消耗1.6mol H2，生成0.8mol H2O。生成0.4mol CO消耗0.4mol H2，生成0.4mol H2O。平衡时：n(H2) = 3-(1.6+0.4) = 1.0mol；n(H2O) = 0.8+0.4 = 1.2mol。，D错误； 故选C。 【变式6-2】（25-26高二上·湖南常德·期末）下，将和充入1L密闭容器中，发生反应。已知初始压强为，测得容器中的浓度随时间变化如图所示，、时改变的条件均仅有一个。下列有关说法错误的是 A． B．若后再充入的质量不变 C．内， D．时改变的条件可能是反应物浓度 【答案】B 【详解】A．时浓度瞬间加倍后保持不变，说明压强改变平衡不移动，反应前后气体计量数之和相等，反应物气体总计量数为，为固体，故，A正确； B．平衡后充入，生成物浓度瞬间增大，，平衡逆向移动，固体被消耗，质量减小，B错误； C．内，由A项分析可知，，由反应计量数关系，，故，C正确； D．时浓度逐渐升高，平衡正向移动，若增大反应物或的浓度，平衡正向移动，浓度逐渐升高，符合图像变化，D正确； 故选B。 【变式6-3】（26-27高二上·河南·开学考试）温度为时，在恒容密闭容器中，X、Y、Z三种气态物质的物质的量随时间变化的曲线如图所示。下列说法正确的是 A．该反应的化学方程式为 B．时， C．内，平均反应速率 D．混合气体的密度不变时，反应达到平衡状态 【答案】C 【详解】A．由图可知，Y转化为X和Z为可逆反应，化学方程式中用可逆号，A项错误； B．3 min时，反应未达到平衡状态，此时反应正向进行，，B项错误； C．0~4 min内，用Y表示的平均反应速率，C项正确； D．该反应体系为恒容体系，且反应的相关物质均为气态，故气体的总质量不变，则反应的任何时刻混合气体的密度均不变，D项错误； 故选C。 / 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $学科网 www.zxxk.com 让教与学更高效 第二节 化学反应的方向与限度（题型突破举一反三） 目录 题型01化学反应的方向 题型02可逆反应 题型03化学平衡状态 题型04化学平衡常数 题型05平衡转化率 题型06化学平衡有关计算 1题型01化学反应的方向 典例精析 【典例1】【答案】B 三举一反三 【变式1-1】【答案】D 【变式1-2】【答案】C 【变式1-3】【答案】A 题型02可逆反应 上三典例精析 【典例2】【答案】B 举一反三 【变式2-1】【答案】B 【变式2-2】【答案】D 【变式23】【答案】A 1/3 可学科网 www.zxxk.com 让教与学更高效 题型03 化学平衡状态 典例精析 【典例3】【答案】D 举一反三 【变式31】【答案】C 【变式32】【答案】C 【变式33】【答案】C 题型04化学平衡常数 典例精析 【典例4】【答案】C 举一反三 【变式41】【答案】D 【变式42】【答案】A 【变式43】【答案】D 题型05平衡转化率 典例精析 【典例5】【答案】D 三举一反 【变式51】【答案】C 【变式52】【答案】C 【变式53】【答案】D 题型06化学平衡有关计算 2/3 可学科网 www.zxxk.com 让教与学更高效 典例精析 【典例6】【答案】B 举一反王 【变式61】【答案】C 【变式62】【答案】B 【变式63】【答案】C 3/3 第二节 化学反应的方向与限度（题型突破·举一反三） 题型01 化学反应的方向 题型02 可逆反应 题型03 化学平衡状态 题型04 化学平衡常数 题型05 平衡转化率 题型06 化学平衡有关计算 ▌题型01 化学反应的方向 1．自发过程 (1)定义：在一定条件下，不用借助于外力就可以自发进行的过程。 (2)判断下列反应在室温下能否自动进行，如能自动进行，请写出相应的化学方程式。 ①水分解成氢气和氧气的反应： 。 ②氯气与溴化钾溶液的反应： 。 ③乙烯与溴单质的四氯化碳溶液的反应： 。 ④氮气和氧气生成一氧化氮的反应： 。 (3)生活中的自发过程 ①花香四溢；②酒香扩散(酒香不怕巷子深)；③食盐在水中溶解； ④石头在水中会自动沉底；⑤墨汁在水中扩散等。 2．自发反应 (1)概念：在一定条件下能 的反应，我们称之为自发反应。一定条件指温度、光照、催化剂、压强等条件。 (2)特点：具有 ，即许多化学反应的 能自动进行，而其逆反应 自动进行。 【注意】 (1)自发反应也需要一定条件引发反应，一旦反应后即可自发进行。 (2)非自发反应在一定条件下也能发生。 (3)判断某反应是否自发，只是判断反应的方向，与是否会发生、反应的快慢无关。 3.焓变与化学反应的方向 多数自发进行的化学反应是 反应，但也有很多 反应能自发进行，因此，反应焓变是与反应进行的方向有关的因素之一，但不是决定反应能否自发进行的唯一因素。 4.熵 ①熵是 的物理量。符号： 。 ②特点：混乱度越大，体系越无序，体系的熵值就 。 ③影响因素 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 。 c．S(混合物)>S(纯净物)。 5.熵变 ①定义：反应前后体系熵值的 ，符号： 。 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．气态物质物质的量增大的反应，通常ΔS 0，是熵 的反应。 c．气态物质物质的量减小的反应，通常ΔS 0，是熵 的反应。 (4)熵变与化学反应的方向 反应熵变是与反应进行的方向有关的因素之一，但不是决定反应能否自发进行的唯一因素。 6.焓变、熵变对反应方向的共同影响 (1)分析下列几种变化的方向性 变化 能否自发 焓变(ΔH) 熵变(ΔS) CO2(s)―→CO2(g) 能 2Mg(s)＋O2(g)===2MgO(s) 能 K(s)＋H2O(l)===K＋(aq)＋OH－(aq)＋H2(g) 能 Ag＋(aq)＋Cl－(aq)===AgCl(s) 能 (2)仅利用ΔH或ΔS的数值，都不能判断某反应是否自发，必须综合考虑反应的焓变(ΔH)和熵变(ΔS)的大小。 ①当ΔH＜0，ΔS＞0时，反应 自发进行。 ②当ΔH＞0，ΔS＜0时，反应 自发进行。 ③当ΔH＞0、ΔS＞0或ΔH＜0、ΔS＜0时，反应是否能自发进行与反应的 有关 (3)化学反应的自发性的判断依据 在恒温、恒压，非体积功为0的情况下，综合考虑焓变和熵变，可以判断反应能否自发进行。 焓变ΔH 熵变ΔS ΔH-TΔS的值 反应能否自发进行 <0 >0 <0 >0 <0 >0 <0 <0 低温时<0 >0 >0 高温时<0 【典例1】（25-26高二上·四川眉山·阶段检测）已知ΔG=ΔH-TΔS，ΔG的值只决定于反应体系的始态和终态，忽略ΔH、ΔS随温度的变化。下列说法正确的是 A．在1000℃时，TiCl4 (g)＋O2 (g) = TiO2 (s)＋2Cl2(g)不能自发进行 B．在600℃时，TiO2 (s)＋C(s)＋2Cl2 (g)=TiCl4 (g)＋CO2 (g)能自发进行 C．依图可知，在800～1100℃反应2CO(g) + O2(g) = 2CO2(g) △G>0 D．反应2C(s)＋O2(g)=2CO(g)的△S<0 【变式1-1】（25-26高二上·江西南昌·阶段检测）南京理工大学朱卫华等人提出了一种基于单簇催化剂还原的反应，主要反应如下： i． ii． iii． 在T℃、100 kPa反应条件下，向10 L密闭容器中充入和，发生上述反应，测得含氮元素占比［如的含氮元素占比］与时间的关系如图，95 min时体系达到平衡。 已知：反应ii为快速平衡，可以认为不受慢反应i、iii的影响。 下列说法错误的是 A．反应i的 B．曲线b表示的含氮元素占比 C．0～45 min内，的平均反应速率约为 D．若选择对反应i更高效的催化剂，则G点将移向E点 【变式1-2】（25-26高二上·广东汕尾·期末）化学与社会、生产及生活密切相关。下列说法正确的是 A．水凝结成冰的过程中，体系的混乱度变化 B．镀锌的铁板镀层破损后比镀锡的铁板镀层破损后腐蚀快 C．利用太阳能、风能和氢能等能源替代化石能源有利于实现“低碳经济” D．“问天”实验舱采用砷化镓太阳能电池片，该电池将化学能转化为电能 【变式1-3】（25-26高二上·广东广州·期末）下列说法或表示方法中正确的是 A．冰在室温下自动熔化成水，这是熵增的过程 B．相同条件下，等质量的两份与足量充分反应，分别生成液态水和水蒸气，两者放出的热量相等 C．  ，该反应属于吸热反应 D．乙炔()的燃烧热为，则乙炔燃烧的热化学方程式为   ▌题型02 可逆反应 1．可逆反应的概念 可逆反应是指在 条件下，既能向 方向进行，又能向 方向同时进行的化学反应。 2．可逆反应的特征 (1)同一条件下，正反应和逆反应 发生、 存在。 (2)反应 进行到底，反应物 实现完全转化。 (3)反应体系中，与化学反应有关的各种物质 同一反应体系。 (4)反应达到限度时，反应 。 【注意】证明一个反应是否可逆反应的方法 (1)如果有两种以上的反应物，其中一种反应物必须过量，一般容易检验的反应物不足，另一种反应物过量。 (2)分别检验不过量的反应物和其中一种生成物是否存在，如果都存在，说明该反应时可逆反应。 【典例2】（25-26高二上·四川眉山·阶段检测）已知：，（），下列说法不正确的是 A．0.1 mol X和0.5 mol Y充分反应，生成Z的物质的量一定小于0.3 mol B．升高反应温度，逆反应速率增大，正反应速率减小 C．达到化学平衡状态时，该反应放出的总热量可能达到 D．达到化学平衡状态时，X、Y、Z的浓度不再发生变化 【变式2-1】（25-26高二上·河南郑州·期末）设为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是 A．电解的NaCl溶液转移的电子数为 B．0.1 mol 和0.1 mol 于密闭容器中充分反应后，其分子总数为 C．50℃时，1 L pH = 1的硫酸溶液中，含有的数目为 D．通入1 mol 的新制氯水中，HClO、、粒子数之和为 【变式2-2】（25-26高一上·山西吕梁·期末）表示阿伏加德罗常数，下列叙述正确的是 A．溶液中物质的量为 B．22.4 L 和CO所含C原子数为 C．溶于水，此过程中转移电子数为 D．中含有的阴离子总数为 【变式2-3】（26-27高三上·北京·阶段检测）设为阿伏加德罗常数的值，下列说法不正确的是 A．1 mol Si含的数目约为 B．晶体中含离子数目为 C．标准状况下，含有质子数为 D．标准状况下，通入水中，溶液中氯离子数小于 ▌题型03 化学平衡状态 1．化学平衡状态的建立 在反应物转化为生成物的一瞬间， 开始进行。 反应开始时，反应物的浓度 ，正反应速率 ，由于生成物浓度很小，逆反应速率 。 随着反应的进行，反应物浓度逐渐 ，正反应速率随着反应物浓度的 逐渐 ；生成物浓度逐渐 ，逆反应速率随着生成物浓度的 不断 。 当正反应速率与逆反应速率相等时，达到一种 状态，反应物的浓度和生成物的浓度 ，正反应和逆反应都 。 2．化学平衡状态 (1)化学平衡状态的概念 在一定条件下的可逆反应里，当正、逆两个方向的反应速率 时，反应体系中所有参加反应的物质的质量或浓度 的状态。也就是在给定条件下，反应达到了最大“ ”，这种状态称为化学平衡状态，简称为化学平衡。 (2)化学平衡状态的特征 ①研究的对象是 反应。 ②化学平衡的条件是v正和v逆 。 ③化学平衡是一种 平衡，此时反应并未 。 ④当可逆反应达到平衡时，各组分的质量(或浓度)为 。 ⑤若外界条件改变，平衡可能 ，并在新条件下建立 。 3．化学平衡状态的重要特征 可逆反应达到平衡的重要特征(平衡的实质)是 。 在一定温度下，可逆反应A(g)＋3B(g)2C(g)达到平衡的标志是 。 ①单位时间内生成n mol A，同时生成3n mol B ②生成C的速率与C分解的速率相等 ③A、B、C的浓度不再变化 ④单位时间内生成n mol A，同时生成2n mol C 4．化学平衡状态的标志 可逆反应达到平衡后，其平衡结果的标志是 。 在一定温度下在容积恒定的密闭容器中，进行如下可逆反应：A(s)＋2B(g)C(g)＋D(g)。当下列物理量不发生变化时，能表明该反应已达到平衡状态的是 。 混合气体的总物质的量　②B的物质的量浓度 ③容器内气体的压强　④混合气体的密度 【典例3】（25-26高二上·广东深圳·期末）CO和在一定条件下可以合成乙醇：下列叙述中能说明上述反应在一定条件下已达到最大限度的是 A．反应体系中CO和的物质的量浓度相同 B．正反应消耗和逆反应消耗化学反应速率相等 C．恒容容器中气体的密度不再改变 D．反应体系中乙醇的物质的量浓度不再变化 【变式3-1】．（25-26高二上·广东广州·期末）溶液中某光学活性卤化物的消旋反应为：。一定温度下，X和Y的浓度随时间的变化曲线如图所示。下列说法不正确的是 A．内，Y的化学反应速率为 B．时，X的消耗速率大于生成速率 C．加入合适的催化剂，可同时提高X的消耗速率及平衡转化率 D．反应到达平衡状态后，增大X的浓度，平衡正向移动，平衡常数不变 【变式3-2】（26-27高二上·河南·阶段检测）一定温度下，向容积为1 L的密闭容器中通入一定量的，发生反应：，，各组分的浓度随时间的变化如下表。 t/s 0 20 40 60 80 0.100 0.062 0.048 0.040 0.040 0 0.076 0.104 0.120 0.120 下列说法正确的是 A．在60 s时，反应的速率为0 B．升高温度，反应的化学平衡常数减小 C．80 s时，再充入、各0.12 mol，平衡不移动 D．80 s时，将容器的容积改为0.5 L，达到新平衡后，混合气体的颜色比原平衡的浅 【变式3-3】（25-26高二上·山东威海·期末）下列说法中能说明反应达到平衡状态的有几个 ①         ② ③温度、压强一定时，混合气体的密度不再变化 ④温度、压强一定时，混合气体的平均相对分子质量不再变化 ⑤温度、体积一定时，混合气体的颜色不再变化 ⑥温度、体积一定时，容器内压强不再变化 A．2 B．3 C．4 D．5 ▌题型04 化学平衡常数 1．化学平衡常数的概念和表达式 对于可逆反应，在 一定时，无论起始浓度如何，反应达到平衡后，各物质的物质的量浓度满足以下关系式： K= 该结果是一个常数，此常数称为化学平衡常数，简称平衡常数，用字母 表示。 固体、纯液体、水溶液中水的浓度可视为 ，其浓度不列入平衡常数表达式。 2．化学平衡常数的意义 【交流讨论】已知：25 ℃时，卤化氢生成反应的平衡常数如下表： 化学方程式 平衡常数K F2＋H22HF 6.5×1095 Cl2＋H22HCl 2.57×1033 Br2＋H22HBr 1.91×1019 I2＋H22HI 8.67×102 平衡常数的大小能说明反应进行的 (也叫反应的 )。 K值越大，表示反应进行得越 ，当K>105时，该反应进行得基本完全了。 3．化学平衡常数的影响因素 (1)内因：不同的化学反应及化学方程式的书写形式是决定化学平衡常数的 。 (2)外因：在化学方程式一定的情况下，K只受 影响。 已知：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)　ΔH<0的平衡常数与温度的关系如下： T/K 373 473 573 673 773 K 3.35×109 1.00×107 2.45×105 1.88×104 2.99×103 ①放热反应，温度升高，K值 ； ②吸热反应，温度升高，K值 。 【注意】对平衡常数的理解 (1)反应物和生成物中有固体或纯液体存在时，由于其浓度可以看做“1”而不代入公式。 (2)平衡常数K只受温度的影响，当温度不变时，K值不变。 【典例4】（25-26高二上·江西上饶·期末）某密闭容器中，发生反应。该反应的平衡常数表达式为 A． B． C． D． 【变式4-1】（26-27高三上·云南昆明·期中）将m gCuO固体放入体积为2 L的恒容真空密闭容器中，保持温度不变，发生反应：。达到平衡时，的物质的量为0.1 mol。下列说法正确的是 A．向平衡体系中充入Ar，平衡正向移动 B．当气体的摩尔质量不变时，说明反应达到平衡状态 C．向体系中再加入m g CuO，平衡后体系压强增大 D．向平衡体系再充入，达到新的平衡后， 【变式4-2】（2026年高考福建卷化学高考真题（网络收集版））向一含有Co(Ⅱ)和Cu(Ⅱ)的溶液中通入氯气，保持溶液体积不变，溶液中等含铜物料的浓度随总Cl浓度的变化如下图所示。已知溶液中存在平衡，其平衡常数为()，且有，，，。下列说法正确的是 A．点有 B．点有 C．点有 D．曲线Ⅰ对应的物种为 【变式4-3】（第八章 化学反应速率和化学平衡质检卷 单选版）将SiCl4转化为SiHCl3有三种途径，其反应原理如下： ① ② ③ 已知：反应的与温度的关系如图1所示；反应②在不同温度下反应相同的时间，SiCl4的转化率随温度变化关系如图2所示。 下列说法错误的是 A．反应①自发进行的最低温度是 B．温度升高，反应③的平衡常数K变小 C．图2中反应速率： D．图2中A、B、C三点对应温度下的平衡常数K： ▌题型05 平衡转化率 1．平衡转化率的概念 某一反应的平衡转化率α等于该物质在反应中的已转化量（如物质的量、物质的量浓度等）与该物质起始总量的比值，可表示为： α = ×100% 2．平衡转化率的意义 反应的平衡转化率表示在一定 和一定 浓度下反应进行的限度。 【注意】对于可逆反应： αA＝×100%＝×100% αA＝×100%＝×100% 平衡转化率与平衡常数均能表示化学反应进行的程度，但平衡常数不直观，转化率能更直观地表示化学反应进行的程度。 【典例5】在恒压、NO和O2的起始浓度一定的条件下，催化反应相同时间，测得不同温度下NO转化为NO2的转化率如图中实线所示(图中虚线表示相同条件下NO的平衡转化率随温度的变化)。下列说法正确的是 A．反应2NO(g)+O2(g)=2NO2(g)的ΔH>0 B．图中X点所示条件下，延长反应时间不能提高NO转化率 C．图中Y点所示条件下，增加O2的浓度不能提高NO转化率 D．380℃下，c起始(O2)=5.0×10-4 mol·L-1，NO平衡转化率为50%，则平衡常数K>2000 【变式5-1】（26-27高二上·北京海淀·阶段检测）向恒容密闭容器中通入1.1 mol CH4(g)和1.1 mol H2O(g)，发生反应：。不同温度(、)下，测得随时间(t)的变化曲线如图所示。 下列说法不正确的是 A．达到平衡的时间：，可推断温度： B．该反应为吸热反应且平衡时，可推断温度： C．时，向容器中充入氮气，则平衡时 D．时，CH4的平衡转化率 【变式5-2】（25-26高二下·江苏连云港·期末）二氧化碳催化加氢制甲醇过程中的主要反应如下： I：    II：    在恒压密闭容器中，时，CO2平衡转化率、CH3OH平衡产率、在催化剂作用下反应相同时间所测得的CO2实际转化率、CH3OH实际产率随温度变化如图所示。 CH3OH的产率可表示为。下列说法正确的是 A．， B．500 K时，反应II的平衡常数为96.6 C．500 K时CO的实际产率大于平衡时的产率 D．温度高于520 K，CH3OH实际产率下降的原因是催化剂活性下降 【变式5-3】（26-27高二上·北京海淀·阶段检测）一定条件下，向容积均为1L的两个恒温密闭容器中通入一定量的一氧化碳和水蒸气，发生反应：，达平衡后获得数据如下表。下列说法不正确的是 容器编号 起始时各物质的物质的量/mol 达到平衡的时间/min 达到平衡时体系能量的变化 CO ① 1 4 0 0 放出32.8 kJ热量 ② 2 8 0 0 放出Q kJ热量 A．①中反应达平衡时，CO的转化率为80% B．平衡时：②>① C．①中的反应速率为： D．反应②中，Q>65.6 ▌题型06 化学平衡有关计算 1．计算模型——三段式法 　　　　　　 aA(g) ＋ bB(g) cC(g)＋dD(g) c(初)(mol·L－1) x y 0 0 Δc(mol·L－1) am bm cm dm c(平)(mol·L－1) x-am y-bm cm dm 2．解题思路 (1)设未知数：具体题目要具体分析，一般设某物质的转化量或转化率为x。 (2)确定三个量：根据反应物、生成物及变化量三者之间的关系，代入未知数确定平衡体系中各物质的起始量、变化量、平衡量并按（1）中“模式”列表。 (3)解题设问题：明确了“始”、“变”、“平”三个量的具体数值，再根据相应关系求平衡时某成分的浓度、反应物转化率等，求出题目答案。 3．基本计算关系 (1)各物质的物质的量浓度变化量之比＝物质的量变化量之比＝化学计量数之比。 (2)反应物的转化率＝×100%＝×100%。 (3)反应产物的产率＝×100%。 (4)平衡时B组分的体积分数＝平衡时B组分的物质的量分数＝×100%。 【典例6】（26-27高二上·黑龙江大庆·阶段检测）一定温度下，向体积为1 L的刚性密闭容器中投入2 mol NO、1 mol C和2 mol He，发生工业烟气脱硝中的核心反应：，若初始压强为，反应达到平衡时，NO在混合气体中所占的体积分数为25%，已知为用平衡分压表示的平衡常数（分压＝总压×气体在混合气体中所占的体积分数），则下列说法正确的是 A．该温度下的压强平衡常数 B．在C足量的情况下，再充入一定量的，达到平衡，的转化率保持不变 C．若温度升高，体系总压增大，则该反应的 D．达到平衡时，向体系中加入等物质的量的CO、和NO，平衡不发生移动 【变式6-1】（26-27高三上·江苏淮安·阶段检测）通过下列反应可实现的再转化，合成CO、： Ⅰ．    Ⅱ．        在密闭容器中通入和，分别在压强为1 MPa和10 MPa下进行反应。实验中对平衡体系的三种物质(CO2、CO、CH4)进行分析，其中温度对CO和CH4在三种物质中的体积分数影响如图所示。 下列说法正确的是 A． B．曲线a表示1 MPa时CO平衡体积分数随温度变化关系 C．M点高于N点原因是反应Ⅰ平衡逆向移动，导致反应Ⅱ平衡正向移动 D．图中曲线b与曲线c交点对应温度下反应Ⅱ的平衡常数为1.2 【变式6-2】（25-26高二上·湖南常德·期末）下，将和充入1L密闭容器中，发生反应。已知初始压强为，测得容器中的浓度随时间变化如图所示，、时改变的条件均仅有一个。下列有关说法错误的是 A． B．若后再充入的质量不变 C．内， D．时改变的条件可能是反应物浓度 【变式6-3】（26-27高二上·河南·开学考试）温度为时，在恒容密闭容器中，X、Y、Z三种气态物质的物质的量随时间变化的曲线如图所示。下列说法正确的是 A．该反应的化学方程式为 B．时， C．内，平均反应速率 D．混合气体的密度不变时，反应达到平衡状态 / 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $