专题04 反应反应的方向和限度（概念&考法&易错&迁移）（期中专项训练）高二化学上学期苏教版

专题04 化学反应的方向和限度 概念扫盲题 考法聚焦题 考法一 化学反应的方向 考法二 化学平衡状态的判断 考法三 化学平衡常数及影响因素 考法四 化学平衡常数的计算及应用 高频易错题 情境迁移题 概念扫盲题 【涉及概念】自发反应、熵及熵变、复合判据、可逆反应、化学平衡状态、化学平衡常数等。 1．（25-26高二上·甘肃白银·期中）已知反应的，，下列说法正确的是 A．低温下能自发进行 B．高温下能自发进行 C．任何温度下都不能自发进行 D．任何温度下都能自发进行 2．（25-26高二上·浙江·期中）下表中内容与结论相对应的是 选项 内容 结论 A CO2(g)变成CO2(s) ΔS>0 B 硝酸钾溶于水可自发进行 该过程的ΔS>0 C 一个反应的ΔH<0，ΔS<0 该反应一定不能自发进行 D H2(g)+F2(g)⇌2HF(g)的ΔH=-546.6 kJ·mol-1，ΔS=+14.1J·mol-1·K-1 该反应在任意温度下都不能自发进行 A．A B．B C．C D．D 3．（25-26高二上·四川雅安·阶段检测）关于化学平衡的说法，错误的是 A．可逆反应达到平衡状态时，正、逆反应速率相等 B．化学平衡状态是动态平衡 C．改变压强，所有可逆反应的平衡状态都会改变 D．催化剂不能改变化学平衡状态 4．（26-27高二上·天津河西·开学考试）一定条件下，在V L密闭容器中，某可逆反应的正反应速率与逆反应速率随时间(t)变化的曲线如图所示。下列说法错误的是 A．内，反应速率 B．起始时该密闭容器中只充入了一定量的生成物 C．反应达平衡时，体系中的各物质的质量均保持不变 D．反应达平衡时， 5．（25-26高二上·甘肃兰州·期中）向恒容密闭容器中充入1 mol 和2 mol ，在一定条件下反应达到平衡时，下列说法一定正确的是 A．、和的物质的量浓度之比为 B．完全转化为 C．单位时间内消耗 mol ，同时消耗 mol D．正反应速率和逆反应速率都为零 6．（26-27高二上·安徽宣城·阶段检测）硫氢化铵常被用来检测金属离子，将置于密闭容器中（假设容器体积不变，固体试样体积忽略不计），在恒定温度下使其分解达到平衡：。下列不能说明该化学反应达到平衡状态的是 A．与的浓度不变 B．密闭容器中同时存在和 C．密闭容器中混合气体的密度不变 D．密闭容器中压强不再变化 7．（25-26高二下·江苏无锡·期中）甲烷催化重整反应为CH4(g)＋H2O(g)CO(g)＋3H2(g)  ΔH>0。下列说法正确的是 A．平衡时升高温度，v正增大，v逆减小 B．反应平衡常数K= C．使用催化剂能加快反应速率，但不能降低反应的焓变 D．达到化学平衡时，CH4能全部转化为CO 8．（25-26高二上·北京·期末）已知：  ，温度时的平衡常数，在①、②、③三个相同体积的恒容密闭容器中投料，反应温度和起始浓度如表所示。 容器编号 温度 起始浓度/mol/L H2 CO2 H2O CO ① T1 0.1 0.1 0 0 ② T1 0.2 0.1 0 0 ③ T2 0.04 0.02 0.03 0.06 其中①在5 min时达到平衡。下列判断正确的是 A．①中可根据容器内的压强不再变化判断已经达到了平衡状态 B．①中0～5 min的平均反应速率 C．的平衡转化率：②>① D．若容器③中反应向正反应方向进行，则 考法聚焦题 考法一 化学反应的方向 【速解技巧】自发反应速判‌：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 自发过程速判‌：根据条件判断（看是否需要持续施加外力如加热等），根据其逆向过程是否自发判断（若逆向过程自发，则正向过程一定不自发，反之亦然）。 ‌选项秒排‌：当、时，恒小于0，反应在任何温度下都能自发进行；已知T、、的值，代入复合判据计算小于0自发，大于0非自发；反应  ΔH=-113.0 kJ·mol-1，先判断，再关键复合叛据判断当温度较高时，的绝对值会变大，最终，反应不能自发进行。 1．（25-26高二上·陕西宝鸡·期末）熵变、焓变可作为反应过程进行方向的判据，下列反应一定有自发倾向的是 A．、 B．、 C．、 D．、 2．（26-27高二上·河南周口·阶段检测）汽车尾气的治理有利于保护环境，其原理为，在、下，，。下列说法中正确的是 A．该反应在室温条件下不可自发进行 B．汽车尾气中的会与人体血红蛋白结合导致人中毒 C．是酸性氧化物 D．该反应中反应物的总能量低于生成物的总能量 3．（26-27高二上·湖南长沙·阶段检测改编）下列说法正确的是 A．其他条件不变时，增大压强(压缩体积)可提高体系中活化分子百分数，进而提高化学反应速率 B．  ΔH=-113.0 kJ·mol-1在较高温度下正反应能自发进行 C．液氧甲烷推进剂助力航空航天，推进剂燃烧时，O2(l)与CH4(l)反应的ΔS < 0 D．金刚石转化为石墨的热化学方程式为C(金刚石，s)=C(石墨，s)  ΔH=-1.9 kJ·mol-1，则石墨比金刚石稳定 考法二 化学平衡状态的判断 【速解技巧】速判策略——“逆向相等，变量不变”。即反应速率必须一个是正反应的速率，一个是逆反应的速率，且经过换算后同一种物质的正反应速率和逆反应速率相等；如果一个量是随反应进行而改变的，当不变时为平衡状态；一个随反应的进行保持不变的量，不能作为是否是平衡状态的判断依据。 速判“三关注”：一关注反应条件，是恒容容器，还是恒压容器；二关注反应特点，是等体积反应，还是非等体积反应；三关注特殊情况，是否有固体参加或固体生成。 ‌选项秒排‌：根据图像可知，t2时，，反应未停止，而是达到动态平衡状态；消耗和生成均为正反应方向，无法说明，故不能表明达到平衡状态；全为气体的等体积反应，叛军摩尔质量是常数，与平衡无关，生成三氧化硫消耗二氧化氮都代表正反应速率，无法说明达到平衡状态。 1． （26-27高二上·宁夏固原·阶段检测）某温度下，在恒容密闭容器中发生反应： ，反应过程中的化学反应速率随时间的变化关系如图所示。下列说法不正确的是 A．时，，反应正向进行 B．时，反应达到最大限度，反应停止 C．时，若再通入一定量，正反应速率增大，逆反应速率随后也逐渐增大 D．时，容器中充入增大压强，的转化率减小，平衡常数K不变 2．（26-27高二上·天津河西·开学考试）焦煤与水蒸气的反应为  ，是煤气化过程中的主要反应之一，若该反应在恒温()、恒容的密闭体系中进行，测得的下列数据中，不能表明t时刻该反应达到平衡状态的是 A．t时刻，消耗H2O(g)的速率与生成CO(g)的速率相等 B．t时刻，H2O(g)、CO(g)、H2(g)的浓度不再改变 C．t时刻，混合气体的平均摩尔质量不再改变 D．t时刻，生成CO(g)的速率与消耗H2(g)的速率相等 3．（26-27高二上·江西宜春·阶段检测）完成下列问题。 （1）研究NO2、SO2、CO等气体的无害化处理对治理大气污染、建设生态文明具有重要意义。 ①已知：，，则的ΔH=___________。 ②在一定条件下，将NO2与SO2以体积比2：1置于密闭容器中发生上述反应。下列不能说明反应达到平衡状态的是___________(填标号)。 a．混合气体平均摩尔质量保持不变 b．混合气体的颜色保持不变 c．NO2和SO2的体积比保持不变 d．每生成消耗 （2）CO和H2在一定条件下可以合成甲醇：。已知：，(、分别表示正、逆反应速率常数，其中x为各组分的体积分数)。在固定容积为2L的密闭容器中，充入和，测得平衡混合气体中CO的平衡转化率随温度、压强的变化关系如图所示。 ①_______(填“＞”“＜”)，该反应ΔH______0(填“＞”“＜”)，分离出CH3OH，_______(填“增大”“减小”或“不变”)。 ②c点平衡常数K=______，c、d、e三点平衡常数Kc、Kd、Ke三者之间的关系为_______。 ③条件下，f点___________(填“＞”“＜”或“=”)。 考法三 化学平衡常数及影响因素 【速解技巧】速破要点‌：①化学平衡常数只与温度有关，与反应物或生成物的浓度无关；表达式中的浓度是达到平衡时的浓度，且与化学计量数有关，纯液体和固体的浓度为常数，不写入平衡常数表达式。②)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。 ‌选项秒排：CH3CHO(l)为纯液体，不能计入平衡常数表达式‌：相同温度，相同条件下的平行反应，平衡时产物的浓度越大，反应进行程度越大，平衡常数越大；根据浓度—设计图像，计算写出化学方程式，再根据定义书写平衡常数表达式并计算。 1．（25-26高二上·江苏泰州·期末）乙醛在I2催化下的分解反应为  ，反应过程中的能量变化如图所示。下列叙述正确的是 A．分解反应的平衡常数表达式 B．基元反应②是乙醛分解反应的决速步 C．反应①吸收的能量大于反应②释放的能量 D．I2改变了反应过程，提高了乙醛的平衡转化率 2．（26-27高三上·广东中山·阶段检测）一定温度下，可与等物质的量HCl催化加成，主要产物为Y和Z。X、Y和Z的物质的量分数随时间的变化如图1所示，反应过程中能量变化如图2所示。下列说法不正确的是 A．由图1可知，X→Z的活化能大于X→Y的活化能 B．5~10 min时，各物质的物质的量分数变化可以用来解释 C．此温度下，X生成Y的平衡常数大于X生成Z的平衡常数 D．恒温恒容下，再增加少量X，平衡时不变 3．（26-27高二上·陕西汉中·阶段检测）Ⅰ．二甲醚是一种重要的清洁燃料，可以通过分子间脱水制得： 在恒容密闭容器中建立上述平衡，体系中各组分浓度随时间变化如图所示。 （1）该条件下反应平衡常数表达式K=________；在时，反应的平衡常数为________； （2）达到平衡时________。 （3）相同条件下，若改变起始浓度，某时刻各组分浓度依次为：、、，此时反应________(填“正向进行”“逆向进行”或“平衡状态”)。 Ⅱ．已知可逆反应： ΔH>0，请回答下列问题： （4）在某温度下，反应物的起始浓度分别为，达到平衡后，M的转化率为60%，此时N的转化率为________。 （5）在恒温恒压条件下，往容器中充入氦气，反应速率______，N的转化率________。(填“增大”、“减小”或“不变”)。 考法四 化学平衡常数的计算及应用 【速解技巧】速算要点‌：①计算平衡常数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，固体和纯液体的浓度视为恒定常数，不出现在平衡常数表达式中，，一般K>105时，认为该反应基本进行完全；K<10－5时，一般认为该反应很难进行；而K在10－5～105反应被认为是典型的可逆反应。 应用速记：①Q比K判方向，小正移大逆移等平衡；②K值越大限度大，转化程度往上加；③升温观K判焓变，K增吸热无偏差；④方程式系数调整，K随之乘方变化；⑤反应相加常数乘，相除取商逆取倒；⑥平衡移动别混淆，恒温K值永不变。 ‌速算公式‌：①反应物的转化率＝×100%＝×100%；②生成物的产率＝×100%；③平衡时混合物组分的百分含量＝×100%；④某组分的体积分数＝×100% 。 ‌选项秒排‌：可逆反应正、逆反应的平衡常数互为倒数；等温等容，压强比=物质的量比=物质的量浓度比，可计算平衡时各物质的量浓度，代入表达式计算平衡常数，压强平衡常数，先计算反应体系中各物质的分压（总压×体积分数或物质的量分数），再代入表达式计算。 1．（26-27高二上·山东菏泽·阶段检测）化学平衡常数K的数值大小可衡量化学反应进行的程度，一定温度下的下列反应的平衡常数如下：  ①2NO(g)N2(g)＋O2(g)  K1=1×1030 ②2H2(g)＋O2(g)2H2O(g)  K2=2×1081 mol-1·L        ③2CO2(g)2CO(g)＋O2(g)  K3=4×10-92 mol·L-1 以下说法正确的是 A．反应①的平衡常数表达式为K1= B．相同温度下，2H2O(g)2H2(g)＋O2(g)的平衡常数为5×10-80 mol·L-1 C．相同温度下，NO、H2O、CO2三种化合物分解放出O2的倾向由大到小的顺序为NO>H2O>CO2 D．该温度下，某时刻反应③中CO2(g)、CO(g)、O2(g)的浓度分别为2×10-5 mol·L-1、2×10-10 mol·L-1、10-10 mol·L-1，此时反应正向进行 2．（26-27高二上·河北·阶段检测）一定温度下，在一个恒容密闭容器中通入，进行反应，反应过程中容器内的压强随着时间变化如下表所示。下列说法错误的是 时间/min 0 10 20 30 40 50 压强/MPa 160 140 130 125 124 124 A．前内，反应的平均速率 B．达到平衡时，的平衡转化率为 C．达到平衡时，与的物质的量比为 D．在该条件下，化学平衡常数为 3．（26-27高二上·宁夏银川·阶段检测）二氧化碳加氢制备甲醇可以实现二氧化碳的转化利用，有利于二氧化碳的减排。 （1）500℃时，在2L恒容密闭容器中充入和，发生反应：△H<0，平衡时体系压强为，测得和的浓度随时间的变化关系如图所示。 ①写出该反应K的表达式_________； ②平衡时的转化率为_________； ③下列能说明该反应已达到平衡状态的是___________（填标号）。 A．气体的密度不再变化 B．容器内气体的压强不再变化 C． D．、、和的浓度之比为1∶3∶1∶1 （2）该温度下平衡常数___________（用含的代数式表示，为以分压表示的平衡常数，分压=总压×物质的量分数）。 （3）一定物质的量之比的和在装有催化剂的反应器中反应12小时。体系中甲醇的产率和催化剂的催化活性与温度的关系如图示。温度为470K时，图中P点___________（填“处于”或“不处于”）平衡状态。490K之后，甲醇产率下降的原因是___________。 高频易错题 1．【易错点：忽视焓变或熵变只是影响反应自发性的因素之一】（25-26高二上·江苏苏州·阶段检测）下列说法正确的是 A．液态水凝结成冰的过程，， B．固体溶解于水过程一定是，的变化不确定 C．室温下不能自发进行，说明该反应的 D．  能自发反应，则a可能等于1 2．【易错点：忽视变量和不变量对平衡状态的不同影响】（26-27高二上·四川南充·阶段检测）已知反应，将一定量纯净的置于特制的真空密闭容器中（假设容器体积不变，固体试样体积忽略不计），在恒定温度下使其分解。下列不能判断该分解反应已经达到平衡状态的是 A． B．密闭容器中的体积分数不变 C．密闭容器中混合气体的密度不变 D．密闭容器中总压强不变 3．【易错点：忽视平衡状态是正反应速率与逆反应速率相等不是反应物和生成物浓度相等】（26-27高二上·河南周口·阶段检测）一定条件下，铁可以和发生反应：。一定温度下，向某密闭容器中加入足量铁粉并充入一定量的气体，反应过程中气体和气体的浓度随时间变化情况如图所示。下列说法正确的是 A．时，该化学反应达到平衡状态 B．时，增大浓度，反应正向进行，增大 C．~内，的平均反应速率 D．~内，的转化率约为 4．【易错点：忽视只有气体参加的反应混合气体的质量是常数不能作为平衡状态的标志】（26-27高二上·河南焦作·阶段检测）某恒容密闭容器中，加入一氧化碳和水蒸气的气体混合物，500℃时，发生反应CO(g)+H2O(g)H2(g)+CO2(g)，平衡常数K=9。若反应开始时，一氧化碳和水蒸气的浓度均为0.2mol/L，下列说法正确的是 A．混合气体的质量不再随时间变化而改变，能用来判断该反应达到平衡 B．该反应中，加入合适的催化剂，有利于提高CO(g)的平衡转化率 C．500℃时，反应达到平衡后，c(CO2)=0.15mol/L D．该条件下，无论该反应进行到何种程度，混合气体中氧元素的质量分数总是40% 5．【易错点：忽视分步反应与总反应复合判据△G的关系】（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 6．【易错点：忽视不同类型的平衡常数计算时代入计算式时的物理量不同】（26-27高二上·湖南·阶段检测）的催化氧化可实现氯资源的循环利用，发生的反应为  。不同温度下，将的混合气体通过含有催化剂的反应器，测得的转化率随气体初始流速的变化如图所示（较低流速下转化率可近似为平衡转化率）。下列说法正确的是 A．反应在任何温度下均可自发进行 B．增大的比值，可提高点转化率 C．点为平衡状态，用物质的量分数代替平衡浓度计算，该温度下反应的平衡常数 D．气体初始流速大于后，的转化率快速下降的原因是平衡向逆反应方向移动 7．【易错点：误认为升高温度平衡常数一定增大，降低温度平衡常数一定减小】（25-26高二上·江苏苏州·期中）目前资源化利用成为减少碳排放的主要研究方向。 （1）醇化反应为，在一定温度下，向体积为2 L的恒容密闭容器中充入3 mol和1 mol，控制条件仅发生醇化反应，测得、和的物质的量(n)随时间的变化如图1所示。 ①0∼3 min内，用表示的化学反应速率_______，醇化反应进行到第3 min时，v(正)_______v(逆)(填“>”、“＜”或“=”)。 ②在反应达到平衡后，再向容器中加入0.25 mol和0.75 mol，则平衡_______(填“正向”、“逆向”或“不”)移动。 （2）利用合成尿素，主要通过下列反应实现 反应Ⅰ： 反应Ⅱ： 密闭体系中反应Ⅰ的平衡常数(K)的表达式为_______，降低温度，反应Ⅰ的平衡常数(K)_______(填“增大”、“减小”或“不变”)。 （3）电催化合成尿素：向溶液中通至饱和，在电极上生成原理如图2所示。(尿素中氮元素的化合价为-3) ①电极a是电解池的_______极。 ②生成的电极反应式为_______。 情境迁移题 1．（26-27高二上·河南濮阳·阶段检测）对于固定体积的密闭容器中进行的反应：A(g)+B(g)⇌C(g)+2D(g)，能说明在恒温下可逆反应已经达到平衡状态的是 ①反应容器中压强不随时间变化而变化 ②单位时间内生成A的物质的量与消耗D的物质的量之比为1:2 ③混合气体的平均摩尔质量不随时间变化而变化 ④反应混合气体的密度不随时间变化而变化 A．①② B．①③ C．②④ D．③④ 2．（26-27高二上·湖北武汉·阶段检测）在2 L密闭容器中充入气体A和B，发生反应  ，实验所得数据如下表。下列说法不正确的是 实验编号 温度/℃ 起始时物质的量/mol 平衡时物质的量/mol n(A) n(B) n(C) ① 300 0.40 0.10 0.09 ② 500 0.40 0.10 0.08 ③ 500 0.20 0.05 a A．某温度时容器内气体密度不变能说明反应已经达到平衡 B．实验①和实验②达到平衡时容器内压强之比为41:42 C．实验②达到平衡后再充入B和C各0.1 mol，平衡正向移动 D．实验③达到化学平衡状态时，A的转化率小于20% 3．（25-26高三上·陕西西安·期末）氮氧化物是大气的主要污染物，为防治环境污染，科研人员做了大量研究。I．汽油燃油车上安装三元催化转化器，可以使和两种尾气反应生成，可有效降低汽车尾气污染，反应为    。 （1）下表中数据是该反应中的相关物质的相对能量数据。 物质 相对能量 0 -393.5 -110.5 90 则=______________。 （2）将CO和NO按物质的量之比为1∶1以一定的流速分别通过两种催化剂(Cat1和Cat2)进行反应，相同时间内测定逸出气体中NO的含量，从而确定尾气脱氮率(NO的转化率)，结果如图所示。 ①400℃下脱氮率较高的催化剂是______________(填“Cat1”或“Cat2”)。 ②催化剂Cat2催化条件下，450℃后，脱氮率随温度升高而下降的原因是______________。 II．一定条件下与可发生反应：。 （3）将与按物质的量之比为1∶1置于恒温恒容密闭容器中反应。下列能说明反应达到平衡状态的是______________(填标号)。 A．体系压强保持不变 B．与的物质的量之比保持不变 C． D． （4）将一定量的与置于密闭容器中发生反应，在相同时间内测得的物质的量分数与温度的变化曲线如图1所示(虚线为平衡时的曲线)。的平衡转化率与压强、温度及氮硫比的关系如图2所示。 ①由图1可知，温度过高或过低均不利于该反应的进行，原因是______________。 ②图2中压强：______________(填“>”、“<”或“=”，下同)；氮硫比：___________。 ③温度为TK，压强恒定为时，反应平衡常数______________(用含、的式子表示)。 2 / 24 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（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题04 化学反应的方向和限度 概念扫盲题 1．C 2．B 3．C 4．B 5．C 6．B 7．C 8．B 考法聚焦题 考法一 化学反应的方向 1．A 2．B 3．D 考法二 化学平衡状态的判断 1．B 2．A 3．（1）-41.8 ad （2）＞ ＜ 不变 4 Kc＞Kd=Ke ＞ 考法三 化学平衡常数及影响因素 1．C 2．C 3．（1） 5 （2）5:2:4 （3）正向进行 （4）25% （5）减小 不变 考法四 化学平衡常数的计算及应用 1．C 2．D 3．（1） 75% BC （2） （3）不处于 该反应为放热反应，升高温度，平衡逆向移动；且温度升高导致催化剂的催化活性降低 高频易错题 1．D 2．B 3．D 4．C 5．B 6．C 7．（1） 0.25mol/L/min > 不 （2） 增大 （3）阴 情境迁移题 1．B 2．B 3．（1）-746 （2）Cat2 超过450℃，催化剂活性降低，反应速率减慢，相同时间内脱氮率下降 （3）AB （4）温度过低，反应速率较慢；温度过高，该反应的平衡逆向移动 < < 或 2 / 24 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（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题04 化学反应的方向和限度 概念扫盲题 考法聚焦题 考法一 化学反应的方向 考法二 化学平衡状态的判断 考法三 化学平衡常数及影响因素 考法四 化学平衡常数的计算及应用 高频易错题 情境迁移题 概念扫盲题 【涉及概念】自发反应、熵及熵变、复合判据、可逆反应、化学平衡状态、化学平衡常数等。 1．（25-26高二上·甘肃白银·期中）已知反应的，，下列说法正确的是 A．低温下能自发进行 B．高温下能自发进行 C．任何温度下都不能自发进行 D．任何温度下都能自发进行 【答案】C 【解析】根据△G=△H-T△S与0的关系可判断反应是否自发进行，当△G<0时，反应能自发进行；反应的△H>0，△S<0，因为T>0，则△G=△H-T△S一定大于0，即反应在任何温度下都不能自发进行，故选C。 2．（25-26高二上·浙江·期中）下表中内容与结论相对应的是 选项 内容 结论 A CO2(g)变成CO2(s) ΔS>0 B 硝酸钾溶于水可自发进行 该过程的ΔS>0 C 一个反应的ΔH<0，ΔS<0 该反应一定不能自发进行 D H2(g)+F2(g)⇌2HF(g)的ΔH=-546.6 kJ·mol-1，ΔS=+14.1J·mol-1·K-1 该反应在任意温度下都不能自发进行 A．A B．B C．C D．D 【答案】B 【解析】△G=△H-T△S的反应能自发进行；A．CO2(g)变成CO2(s)是气体转化为固体，混乱度减小，ΔS<0，A错误；B．硝酸钾溶于水吸热（ΔH>0），但能自发进行，说明ΔG=ΔH-TΔS<0，因此ΔS必须>0，B正确；C．ΔH<0、ΔS<0时，低温下可能满足ΔG<0，反应可自发，结论“一定不能”，C错误；D．ΔH<0且ΔS>0时，ΔG=ΔH-TΔS始终<0，反应在任何温度下都能自发，D错误；故选B。 3．（25-26高二上·四川雅安·阶段检测）关于化学平衡的说法，错误的是 A．可逆反应达到平衡状态时，正、逆反应速率相等 B．化学平衡状态是动态平衡 C．改变压强，所有可逆反应的平衡状态都会改变 D．催化剂不能改变化学平衡状态 【答案】C 【解析】A．可逆反应达到平衡状态的本质特征就是正、逆反应速率相等，A正确；B．化学平衡状态下正、逆反应仍在持续进行，只是二者速率相等，宏观上各组分含量保持不变，属于动态平衡，B正确；C．对于反应前后气体分子数相等的可逆反应，或是无气体参与的可逆反应，改变压强平衡不会发生移动，并非所有可逆反应的平衡状态都会随压强改变而变化，C错误；D．催化剂能同等程度改变正、逆反应速率，不会使平衡发生移动，因此不能改变化学平衡状态，D正确；故答案选C。 4．（26-27高二上·天津河西·开学考试）一定条件下，在V L密闭容器中，某可逆反应的正反应速率与逆反应速率随时间(t)变化的曲线如图所示。下列说法错误的是 A．内，反应速率 B．起始时该密闭容器中只充入了一定量的生成物 C．反应达平衡时，体系中的各物质的质量均保持不变 D．反应达平衡时， 【答案】B 【解析】A．内，正反应速率曲线位于逆反应速率曲线上方，因此，A正确；B．若起始时只充生成物，则初始时正反应速率为0、逆反应速率大于0，与图像中初始、的特征不符，说明起始充入的是反应物，B错误；C．反应达平衡时，正逆反应速率相等，各物质的含量保持不变，因此各物质的质量均保持不变，C正确；D．可逆反应的平衡为动态平衡，反应并未停止，因此平衡时，D正确；故答案选B。 5．（25-26高二上·甘肃兰州·期中）向恒容密闭容器中充入1 mol 和2 mol ，在一定条件下反应达到平衡时，下列说法一定正确的是 A．、和的物质的量浓度之比为 B．完全转化为 C．单位时间内消耗 mol ，同时消耗 mol D．正反应速率和逆反应速率都为零 【答案】C 【解析】A．化学平衡时各物质的物质的量浓度比不一定等于化学计量数比，而是由转化率决定，因此CO、H2和CH3OH的物质的量浓度比不一定是1:2:1，A错误；B．可逆反应中反应物不能完全转化，CO不可能全部变为CH3OH，B错误；C．单位时间内消耗a mol CO（正反应速率），同时消耗a mol CH3OH（逆反应速率），表明正逆反应速率相等，符合平衡特征，C正确；D．平衡时正反应速率和逆反应速率相等，但不为零，D错误；故答案选C。 6．（26-27高二上·安徽宣城·阶段检测）硫氢化铵常被用来检测金属离子，将置于密闭容器中（假设容器体积不变，固体试样体积忽略不计），在恒定温度下使其分解达到平衡：。下列不能说明该化学反应达到平衡状态的是 A．与的浓度不变 B．密闭容器中同时存在和 C．密闭容器中混合气体的密度不变 D．密闭容器中压强不再变化 【答案】B 【解析】A．与的浓度不变，符合平衡状态的核心特征，能说明反应达到平衡，A不符合题意；B．可逆反应一旦开始进行，就会同时生成和，反应进行的任意时刻容器中都同时存在这两种气体，无法判断体系中各物质的量是否不再变化，不能说明反应达到平衡，B符合题意；C．容器体积恒定（不变），体系内存在固体反应物，根据，若反应未达平衡，气体的总质量会随固体分解/生成发生变化，密度也会随之改变，当密度不变时，说明气体总质量不再变化，反应达到平衡，C不符合题意；D．该反应前后气体分子数不相等，容器体积、温度恒定的条件下，压强和气体的总物质的量成正比，压强不再变化时，说明气体总物质的量不再改变，反应达到平衡，D不符合题意；故选B。 7．（25-26高二下·江苏无锡·期中）甲烷催化重整反应为CH4(g)＋H2O(g)CO(g)＋3H2(g)  ΔH>0。下列说法正确的是 A．平衡时升高温度，v正增大，v逆减小 B．反应平衡常数K= C．使用催化剂能加快反应速率，但不能降低反应的焓变 D．达到化学平衡时，CH4能全部转化为CO 【答案】C 【解析】A．升高温度，、均增大，但平衡向着吸热的方向移动，则吸热方向的反应速率增大程度更大，A错误；B．该反应的反应物包含气态H2O，平衡常数表达式应为，选项漏写反应物H2O(g)的浓度项，B错误；C．催化剂可降低反应活化能从而加快反应速率，但不改变反应的始态和终态，因此反应的焓变不变，C正确；D．该反应为可逆反应，达到平衡时反应物的转化率小于100%，CH4不可能全部转化为生成物，D错误；故选C。 8．（25-26高二上·北京·期末）已知：  ，温度时的平衡常数，在①、②、③三个相同体积的恒容密闭容器中投料，反应温度和起始浓度如表所示。 容器编号 温度 起始浓度/mol/L H2 CO2 H2O CO ① T1 0.1 0.1 0 0 ② T1 0.2 0.1 0 0 ③ T2 0.04 0.02 0.03 0.06 其中①在5 min时达到平衡。下列判断正确的是 A．①中可根据容器内的压强不再变化判断已经达到了平衡状态 B．①中0～5 min的平均反应速率 C．的平衡转化率：②>① D．若容器③中反应向正反应方向进行，则 【答案】B 【解析】A．该反应前后气体分子总数相等，恒容条件下容器内压强始终不随反应进程变化，因此压强不再变化无法判断是否达到平衡，A错误；B．设容器①中H2的平衡转化浓度为xmol·L−1，起始时，平衡时mol·L−1，mol·L−1，代入平衡常数表达式，解得x=0.06mol/L，因此，B正确；C．容器②相当于在容器①的基础上增大H2的浓度，平衡正向移动但H2自身的平衡转化率降低，因此H2的平衡转化率：①>②，C错误；D．容器③的浓度商，若反应向正方向进行，说明K(T2)>Qc=K(T1)，该反应△H>0，温度越高平衡常数越大，因此T2>T1，D错误；故选B。 考法聚焦题 考法一 化学反应的方向 【速解技巧】自发反应速判‌：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 自发过程速判‌：根据条件判断（看是否需要持续施加外力如加热等），根据其逆向过程是否自发判断（若逆向过程自发，则正向过程一定不自发，反之亦然）。 ‌选项秒排‌：当、时，恒小于0，反应在任何温度下都能自发进行；已知T、、的值，代入复合判据计算小于0自发，大于0非自发；反应  ΔH=-113.0 kJ·mol-1，先判断，再关键复合叛据判断当温度较高时，的绝对值会变大，最终，反应不能自发进行。 1．（25-26高二上·陕西宝鸡·期末）熵变、焓变可作为反应过程进行方向的判据，下列反应一定有自发倾向的是 A．、 B．、 C．、 D．、 【答案】A 【解析】A．根据吉布斯自由能判据（热力学温度），当、时，恒小于0，反应在任何温度下都能自发进行，A符合题意；B．当、时，恒大于0，反应在任何温度下都不能自发进行，B不符合题意；C．当、时，仅低温下、反应自发，高温下反应无法自发，不是一定有自发倾向，C不符合题意；D．当、时，仅高温下、反应自发，低温下反应无法自发，不是一定有自发倾向，D不符合题意；故答案选A。 2．（26-27高二上·河南周口·阶段检测）汽车尾气的治理有利于保护环境，其原理为，在、下，，。下列说法中正确的是 A．该反应在室温条件下不可自发进行 B．汽车尾气中的会与人体血红蛋白结合导致人中毒 C．是酸性氧化物 D．该反应中反应物的总能量低于生成物的总能量 【答案】B 【解析】A．根据吉布斯自由能公式，代入数据得，室温下可自发进行，A错误；B．与人体血红蛋白的亲和力远高于，会导致血红蛋白无法运输氧气，使人中毒，B正确；C．酸性氧化物是能与碱反应只生成盐和水的氧化物，不能与碱反应生成对应的盐，属于不成盐氧化物，不是酸性氧化物，C错误；D．该反应，为放热反应，反应物的总能量高于生成物的总能量，D错误；故选B。 3．（26-27高二上·湖南长沙·阶段检测改编）下列说法正确的是 A．其他条件不变时，增大压强(压缩体积)可提高体系中活化分子百分数，进而提高化学反应速率 B．  ΔH=-113.0 kJ·mol-1在较高温度下正反应能自发进行 C．液氧甲烷推进剂助力航空航天，推进剂燃烧时，O2(l)与CH4(l)反应的ΔS < 0 D．金刚石转化为石墨的热化学方程式为C(金刚石，s)=C(石墨，s)  ΔH=-1.9 kJ·mol-1，则石墨比金刚石稳定 【答案】D 【解析】A．压缩体积增大压强时，体系内总分子数浓度提升，仅会增大单位体积内活化分子的总数，活化分子百分数只由温度、催化剂决定，并不会升高，因此反应速率加快的原因不是活化分子百分数提升，A错误；B．该反应的，且正反应是气体分子数减少的反应，。根据反应自发进行的判据，当温度较高时，的绝对值会变大，最终，反应不能自发进行，该反应在低温下自发，B错误；C．液氧甲烷燃烧时，O2、CH4 均为液态，而生成的 CO2、H2O 在燃烧高温下均为气态，气体的物质的量由 0 增至 3，混乱度增大，故 ΔS＞0，C错误；D．物质的能量越低越稳定，该反应为放热反应，说明金刚石的总能量高于石墨，因此石墨的能量更低，比金刚石更稳定，D正确；故选D。 考法二 化学平衡状态的判断 【速解技巧】速判策略——“逆向相等，变量不变”。即反应速率必须一个是正反应的速率，一个是逆反应的速率，且经过换算后同一种物质的正反应速率和逆反应速率相等；如果一个量是随反应进行而改变的，当不变时为平衡状态；一个随反应的进行保持不变的量，不能作为是否是平衡状态的判断依据。 速判“三关注”：一关注反应条件，是恒容容器，还是恒压容器；二关注反应特点，是等体积反应，还是非等体积反应；三关注特殊情况，是否有固体参加或固体生成。 ‌选项秒排‌：根据图像可知，t2时，，反应未停止，而是达到动态平衡状态；消耗和生成均为正反应方向，无法说明，故不能表明达到平衡状态；全为气体的等体积反应，叛军摩尔质量是常数，与平衡无关，生成三氧化硫消耗二氧化氮都代表正反应速率，无法说明达到平衡状态。 1． （26-27高二上·宁夏固原·阶段检测）某温度下，在恒容密闭容器中发生反应： ，反应过程中的化学反应速率随时间的变化关系如图所示。下列说法不正确的是 A．时，，反应正向进行 B．时，反应达到最大限度，反应停止 C．时，若再通入一定量，正反应速率增大，逆反应速率随后也逐渐增大 D．时，容器中充入增大压强，的转化率减小，平衡常数K不变 【答案】B 【解析】A．时正反应速率曲线在逆反应速率上方，说明，反应正向进行，A正确；B．时正逆反应速率相等，反应达到化学平衡（即反应的最大限度），但化学平衡是动态平衡，正、逆反应并未停止，只是速率相等，B错误；C．时为平衡状态，恒容下通入，反应物浓度瞬间增大，正反应速率立刻增大；平衡正向移动，生成物的浓度逐渐升高，逆反应速率会随之逐渐增大，C正确；D．恒容下充入，平衡正向移动，但根据勒夏特列原理，自身的转化率会减小；平衡常数只与温度有关，温度不变则不变，D正确；故选B。 2．（26-27高二上·天津河西·开学考试）焦煤与水蒸气的反应为  ，是煤气化过程中的主要反应之一，若该反应在恒温()、恒容的密闭体系中进行，测得的下列数据中，不能表明t时刻该反应达到平衡状态的是 A．t时刻，消耗H2O(g)的速率与生成CO(g)的速率相等 B．t时刻，H2O(g)、CO(g)、H2(g)的浓度不再改变 C．t时刻，混合气体的平均摩尔质量不再改变 D．t时刻，生成CO(g)的速率与消耗H2(g)的速率相等 【答案】A 【解析】A．消耗和生成均为正反应方向，任意时刻二者速率都相等，不能说明正逆反应速率相等，A符合题意；B．各组分浓度不再变化是反应达到平衡状态的标志之一，B不符合题意；C．反应中为固体，反应正向进行时气体总质量增大、气体总物质的量增大，混合气体平均摩尔质量为变量，当其不变时说明反应达到平衡，C不符合题意；D．生成为正反应速率，消耗为逆反应速率，二者速率相等说明正逆反应速率相等，反应达到平衡，D不符合题意；故答案选A。 3．（26-27高二上·江西宜春·阶段检测）完成下列问题。 （1）研究NO2、SO2、CO等气体的无害化处理对治理大气污染、建设生态文明具有重要意义。 ①已知：，，则的ΔH=___________。 ②在一定条件下，将NO2与SO2以体积比2：1置于密闭容器中发生上述反应。下列不能说明反应达到平衡状态的是___________(填标号)。 a．混合气体平均摩尔质量保持不变 b．混合气体的颜色保持不变 c．NO2和SO2的体积比保持不变 d．每生成消耗 （2）CO和H2在一定条件下可以合成甲醇：。已知：，(、分别表示正、逆反应速率常数，其中x为各组分的体积分数)。在固定容积为2L的密闭容器中，充入和，测得平衡混合气体中CO的平衡转化率随温度、压强的变化关系如图所示。 ①_______(填“＞”“＜”)，该反应ΔH______0(填“＞”“＜”)，分离出CH3OH，_______(填“增大”“减小”或“不变”)。 ②c点平衡常数K=______，c、d、e三点平衡常数Kc、Kd、Ke三者之间的关系为_______。 ③条件下，f点___________(填“＞”“＜”或“=”)。 【答案】（1）-41.8 ad （2）＞ ＜ 不变 4 Kc＞Kd=Ke ＞ 【解析】（1）①由盖斯定律可知， ；②a．由质量守恒定律可知，反应前后气体的质量相等，该反应是气体体积不变的反应，反应中混合气体平均摩尔质量始终不变，则混合气体平均摩尔质量保持不变不能说明正逆反应速率相等，无法判断反应是否达到平衡，a符合题意；b．混合气体的颜色保持不变说明正逆反应速率相等，反应已达到平衡，b不符合题意；c．在一定条件下，起始二氧化氮和二氧化硫的体积比2：1参与反应，当二氧化氮和二氧化硫的体积比保持不变时，说明正逆反应速率相等，反应已达到平衡，c不符合题意；d．每生成1mol三氧化硫消耗1mol二氧化氮都代表正反应速率，不能说明正逆反应速率相等，无法判断反应是否达到平衡，d符合题意；故选ad； （2）①该反应是气体体积减小的反应，温度一定时，增大压强，平衡向正反应方向移动，一氧化碳的转化率增大，由图可知，P1条件下一氧化碳的转化率大于P2，则压强P1大于P2；由图可知，压强一定时，升高温度，一氧化碳的转化率减小，平衡向逆反应方向移动，说明该反应为放热反应，反应热△H<0；平衡时，正逆反应速率相等，则由=可得=，分离出CH3OH，温度不变，K不变，则不变； ②由图可知，c点一氧化碳的转化率为50%，由方程式可知，平衡时一氧化碳、氢气、甲醇的浓度分别为(0.5-0.5×0.5)mol/L=0.25mol/L、(1-0.5×0.5×2)mol/L=0.5mol/L和0.5×0.5mol/L=0.25mol/L，则平衡常数K==4；由图可知，反应温度的大小顺序为c<d=e，温度不变，化学平衡常数不变，该反应为放热反应，升高温度，平衡向逆反应方向移动，化学平衡常数减小，则Kc、Kd、Ke三者之间的关系为Kc>Kd=Ke； ③由图可知，条件下，f点反应未达到平衡，正反应速率大于逆反应速率。 考法三 化学平衡常数及影响因素 【速解技巧】速破要点‌：①化学平衡常数只与温度有关，与反应物或生成物的浓度无关；表达式中的浓度是达到平衡时的浓度，且与化学计量数有关，纯液体和固体的浓度为常数，不写入平衡常数表达式。②)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。 ‌选项秒排：CH3CHO(l)为纯液体，不能计入平衡常数表达式‌：相同温度，相同条件下的平行反应，平衡时产物的浓度越大，反应进行程度越大，平衡常数越大；根据浓度—设计图像，计算写出化学方程式，再根据定义书写平衡常数表达式并计算。 1．（25-26高二上·江苏泰州·期末）乙醛在I2催化下的分解反应为  ，反应过程中的能量变化如图所示。下列叙述正确的是 A．分解反应的平衡常数表达式 B．基元反应②是乙醛分解反应的决速步 C．反应①吸收的能量大于反应②释放的能量 D．I2改变了反应过程，提高了乙醛的平衡转化率 【答案】C 【解析】A．平衡常数表达式中，纯液体（CH3CHO为液态）的浓度视为1，不写入表达式，正确的K应为，A错误； B．决速步由活化能最大的基元反应决定，反应①的活化能（第一个峰的高度）大于反应②，故反应①是决速步，B错误； C．反应①为吸热，中间产物能量高于反应物，反应②为放热，产物能量低于中间产物，总反应吸热，则反应①吸收的能量大于反应②释放的能量，C正确； D．I2作为催化剂，只能改变反应历程、加快反应速率，不影响平衡移动，无法提高乙醛的平衡转化率，D错误； 故选C。 2．（26-27高三上·广东中山·阶段检测）一定温度下，可与等物质的量HCl催化加成，主要产物为Y和Z。X、Y和Z的物质的量分数随时间的变化如图1所示，反应过程中能量变化如图2所示。下列说法不正确的是 A．由图1可知，X→Z的活化能大于X→Y的活化能 B．5~10 min时，各物质的物质的量分数变化可以用来解释 C．此温度下，X生成Y的平衡常数大于X生成Z的平衡常数 D．恒温恒容下，再增加少量X，平衡时不变 【答案】C 【解析】已知X与HCl按照1:1的物质的量进行反应会得到Y和Z，从图1中可以发现，随着时间的推移，Z的物质的量分数逐渐增加，而Y的物质的量分数先增加后减小，说明前期生成Y的反应速率很快，即X→Y的反应活化能比X→Z的活化能低，而通过图2可发现，Z的能量比Y和X都低，这就说明稳定性Z＞Y＞X，则最终转化为Z的趋势更大，也符合图1的物质的量变化趋势；A．根据分析可知X→Z的反应活化能比X→Y的活化能高，A正确；B．5～10min时，由图1可知生成产物Y的速率远大于生成产物Z，说明X生成Y的活化能E1小于Y生成Z的活化能E3，结合图2，各物质的物质的量分数变化可以用E1＜E3来解释，B正确；C．根据图1，当反应足够长时间后，Z和Y的物质的量分数不再变化，且Z的物质的量分数远大于Y，说明X→Z的平衡常数更大，C错误；D．X生成Y、X生成Z的反应平衡常数仅与温度有关，温度不变则两反应平衡常数的比值为定值，因此恒温恒容下再增加少量X，平衡时n(Z)/n(Y)不变，D正确；故选C。 3．（26-27高二上·陕西汉中·阶段检测）Ⅰ．二甲醚是一种重要的清洁燃料，可以通过分子间脱水制得： 在恒容密闭容器中建立上述平衡，体系中各组分浓度随时间变化如图所示。 （1）该条件下反应平衡常数表达式K=________；在时，反应的平衡常数为________； （2）达到平衡时________。 （3）相同条件下，若改变起始浓度，某时刻各组分浓度依次为：、、，此时反应________(填“正向进行”“逆向进行”或“平衡状态”)。 Ⅱ．已知可逆反应： ΔH>0，请回答下列问题： （4）在某温度下，反应物的起始浓度分别为，达到平衡后，M的转化率为60%，此时N的转化率为________。 （5）在恒温恒压条件下，往容器中充入氦气，反应速率______，N的转化率________。(填“增大”、“减小”或“不变”)。 【答案】（1） 5 （2）5:2:4 （3）正向进行 （4）25% （5）减小 不变 【解析】（1）由方程式可知，反应的平衡常数为：K=；由图可知，反应在达到平衡时，甲醇、水蒸气、二甲醚的浓度分别为：0.4 mol/L、0.8 mol/L、1.0 mol/L，则反应的平衡常数为：K=； （2）由图可知，反应在达到平衡时，甲醇、水蒸气、二甲醚的浓度分别为：0.4 mol/L、0.8 mol/L、1.0 mol/L，设容器的体积为V L，则在恒容密闭容器中三种气体的物质的量之比为：； （3）由题意可知，反应的浓度商为 ：，反应的浓度商小于平衡常数，说明反应向正反应方向进行； （4）由题意可知，反应达到平衡后，M的转化率为60%，则由方程式可知，N的转化率为： ； （5）在恒温恒压条件下，往容器中充入不参与反应的氦气相当于减小压强，反应速率减小，但该反应是气体体积不变的反应，化学平衡不移动，所以N的转化率不变。 考法四 化学平衡常数的计算及应用 【速解技巧】速算要点‌：①计算平衡常数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，固体和纯液体的浓度视为恒定常数，不出现在平衡常数表达式中，，一般K>105时，认为该反应基本进行完全；K<10－5时，一般认为该反应很难进行；而K在10－5～105反应被认为是典型的可逆反应。 应用速记：①Q比K判方向，小正移大逆移等平衡；②K值越大限度大，转化程度往上加；③升温观K判焓变，K增吸热无偏差；④方程式系数调整，K随之乘方变化；⑤反应相加常数乘，相除取商逆取倒；⑥平衡移动别混淆，恒温K值永不变。 ‌速算公式‌：①反应物的转化率＝×100%＝×100%；②生成物的产率＝×100%；③平衡时混合物组分的百分含量＝×100%；④某组分的体积分数＝×100% 。 ‌选项秒排‌：可逆反应正、逆反应的平衡常数互为倒数；等温等容，压强比=物质的量比=物质的量浓度比，可计算平衡时各物质的量浓度，代入表达式计算平衡常数，压强平衡常数，先计算反应体系中各物质的分压（总压×体积分数或物质的量分数），再代入表达式计算。 1．（26-27高二上·山东菏泽·阶段检测）化学平衡常数K的数值大小可衡量化学反应进行的程度，一定温度下的下列反应的平衡常数如下：  ①2NO(g)N2(g)＋O2(g)  K1=1×1030 ②2H2(g)＋O2(g)2H2O(g)  K2=2×1081 mol-1·L        ③2CO2(g)2CO(g)＋O2(g)  K3=4×10-92 mol·L-1 以下说法正确的是 A．反应①的平衡常数表达式为K1= B．相同温度下，2H2O(g)2H2(g)＋O2(g)的平衡常数为5×10-80 mol·L-1 C．相同温度下，NO、H2O、CO2三种化合物分解放出O2的倾向由大到小的顺序为NO>H2O>CO2 D．该温度下，某时刻反应③中CO2(g)、CO(g)、O2(g)的浓度分别为2×10-5 mol·L-1、2×10-10 mol·L-1、10-10 mol·L-1，此时反应正向进行 【答案】C 【解析】A．反应①中的化学计量数为2，平衡常数表达式应为，选项中浓度的幂次错误，A错误；B．是反应②的逆反应，平衡常数为，选项数值错误，B错误；C．分解放出的反应平衡常数越大，反应正向进行的倾向越大，分解的，分解的，分解的，故倾向顺序为，C正确；D．此时反应③的浓度商，，反应逆向进行，D错误；故选C。 2．（26-27高二上·河北·阶段检测）一定温度下，在一个恒容密闭容器中通入，进行反应，反应过程中容器内的压强随着时间变化如下表所示。下列说法错误的是 时间/min 0 10 20 30 40 50 压强/MPa 160 140 130 125 124 124 A．前内，反应的平均速率 B．达到平衡时，的平衡转化率为 C．达到平衡时，与的物质的量比为 D．在该条件下，化学平衡常数为 【答案】D 【解析】A．前20min容器总压强减少，该反应中总压强变化量，故，平均速率，A正确；B．平衡时总压强减少，恒温恒容下压强比等于物质的量之比，总物质的量减少；每消耗总物质的量减少，故消耗的物质的量为，的转化率为，B正确；C．平衡时，，二者物质的量之比为，C正确；D．平衡时，，，平衡常数，不等于，D错误；故答案选D。 3．（26-27高二上·宁夏银川·阶段检测）二氧化碳加氢制备甲醇可以实现二氧化碳的转化利用，有利于二氧化碳的减排。 （1）500℃时，在2L恒容密闭容器中充入和，发生反应：△H<0，平衡时体系压强为，测得和的浓度随时间的变化关系如图所示。 ①写出该反应K的表达式_________； ②平衡时的转化率为_________； ③下列能说明该反应已达到平衡状态的是___________（填标号）。 A．气体的密度不再变化 B．容器内气体的压强不再变化 C． D．、、和的浓度之比为1∶3∶1∶1 （2）该温度下平衡常数___________（用含的代数式表示，为以分压表示的平衡常数，分压=总压×物质的量分数）。 （3）一定物质的量之比的和在装有催化剂的反应器中反应12小时。体系中甲醇的产率和催化剂的催化活性与温度的关系如图示。温度为470K时，图中P点___________（填“处于”或“不处于”）平衡状态。490K之后，甲醇产率下降的原因是___________。 【答案】（1） 75% BC （2） （3）不处于 该反应为放热反应，升高温度，平衡逆向移动；且温度升高导致催化剂的催化活性降低 【解析】（1）①根据化学方程式，平衡常数表达式为生成物平衡浓度幂之积与反应物平衡浓度幂之积的比值，即。②平衡时二氧化碳浓度为0.25mol/L，比初始值降低0.75mol/L；按反应计量关系，氢气浓度降低2.25mol/L，故氢气的转化率为2.25/3.00×100%=75%；③A．反应在恒容密闭容器中进行，气体总质量不变，体积不变，密度始终不变，不能说明达到平衡状态，A错误；B．该反应正向是气体分子数减小的反应，恒温恒容下，压强随反应进行而减小，当压强不再变化时，说明达到平衡状态，B正确；C．根据反应速率之比等于化学计量数之比，恒有，若，则，正逆反应速率相等，说明达到平衡状态，C正确；；D．平衡时各物质的浓度之比取决于起始投料和转化率，不一定等于化学计量数之比，不能说明达到平衡状态，D错误；故选BC； （2）由图可知，平衡时每升混合气中有0.25mol二氧化碳和0.75mol甲醇，故反应消耗0.75mol/L二氧化碳；按反应计量关系，平衡时氢气浓度为3.00mol/L-3×0.75mol/L=0.75mol/L，水蒸气浓度为0.75mol/L。四种气体总浓度为2.50mol/L。各气体的物质的量分数分别为：，。平衡时总压为，则各气体的分压分别为，。代入平衡常数表达式； （3）该反应为放热反应，若达到平衡，升高温度平衡逆向移动，甲醇的产率应下降。但在470K时，随温度升高甲醇产率仍在增加，说明此时反应尚未达到平衡，仍在向正反应方向进行，故P点不处于平衡状态。490K之后，甲醇产率下降，一方面是因为该反应为放热反应，升高温度平衡逆向移动；另一方面由图可知，温度升高导致催化剂活性降低，反应速率减慢。 高频易错题 1．【易错点：忽视焓变或熵变只是影响反应自发性的因素之一】（25-26高二上·江苏苏州·阶段检测）下列说法正确的是 A．液态水凝结成冰的过程，， B．固体溶解于水过程一定是，的变化不确定 C．室温下不能自发进行，说明该反应的 D．  能自发反应，则a可能等于1 【答案】D 【解析】A．同种物质，液态的能量大于固态，则水凝结成冰的过程是放热过程，即，液态时的熵大于固态时的熵，则水凝结成冰的过程是熵减小的过程，即，故A错误；B．当固体物质在水中溶解时，粒子从有序排列转变为自由运动，这一变化 增加了熵。然而，由于水分子在溶质粒子周围形成了更为有序的排列，这又导致了熵的减小。由于水分子的溶剂化作用非常显著，因此整个溶解过程可能是熵增加的，也可能是熵减小的，故固体溶解于水过程不一定是，如溶于水，由于溶剂水分子被有序地束缚在水合离子周围，导致体系的熵减小，即，固体溶于水可能是放热也可能是吸热，故、的变化均不确定，故B错误；C．的，室温下不能自发进行，说明该反应，则，故C错误；D．，满足了焓判据，题干没有限定是高温自发还是低温自发，则认定该反应能在任何温度下自发进行，则，则a可能等于1，故D正确；故答案选D。 2．【易错点：忽视变量和不变量对平衡状态的不同影响】（26-27高二上·四川南充·阶段检测）已知反应，将一定量纯净的置于特制的真空密闭容器中（假设容器体积不变，固体试样体积忽略不计），在恒定温度下使其分解。下列不能判断该分解反应已经达到平衡状态的是 A． B．密闭容器中的体积分数不变 C．密闭容器中混合气体的密度不变 D．密闭容器中总压强不变 【答案】B 【解析】A．反应中与的计量数之比为，当时，正逆反应速率相等，可判断反应达到平衡，A不符合题意；B．该反应中只有、两种气体，且二者生成的物质的量之比始终为，因此的体积分数为恒定值，无法判断反应是否达到平衡，B符合题意；C．混合气体密度，容器体积恒定，气体总质量随反应进行而变化，当密度不变时说明气体总质量不变，反应达到平衡，C不符合题意；D．该反应为气体分子数增大的反应，恒温恒容下总压强与气体总物质的量成正比，总压强不变时说明气体总物质的量不变，反应达到平衡，D不符合题意；答案选B。 3．【易错点：忽视平衡状态是正反应速率与逆反应速率相等不是反应物和生成物浓度相等】（26-27高二上·河南周口·阶段检测）一定条件下，铁可以和发生反应：。一定温度下，向某密闭容器中加入足量铁粉并充入一定量的气体，反应过程中气体和气体的浓度随时间变化情况如图所示。下列说法正确的是 A．时，该化学反应达到平衡状态 B．时，增大浓度，反应正向进行，增大 C．~内，的平均反应速率 D．~内，的转化率约为 【答案】D 【解析】A． min后和的浓度仍在发生变化，说明反应未达到平衡状态，A错误；B．平衡常数仅与温度有关，温度不变时，增大浓度反应正向进行，但不变，B错误；C．0~4 min内的浓度变化量为，平均反应速率，C错误；D．0~4 min内的消耗量为，转化率为，D正确；选D。 4．【易错点：忽视只有气体参加的反应混合气体的质量是常数不能作为平衡状态的标志】（26-27高二上·河南焦作·阶段检测）某恒容密闭容器中，加入一氧化碳和水蒸气的气体混合物，500℃时，发生反应CO(g)+H2O(g)H2(g)+CO2(g)，平衡常数K=9。若反应开始时，一氧化碳和水蒸气的浓度均为0.2mol/L，下列说法正确的是 A．混合气体的质量不再随时间变化而改变，能用来判断该反应达到平衡 B．该反应中，加入合适的催化剂，有利于提高CO(g)的平衡转化率 C．500℃时，反应达到平衡后，c(CO2)=0.15mol/L D．该条件下，无论该反应进行到何种程度，混合气体中氧元素的质量分数总是40% 【答案】C 【解析】A．混合气体的质量一直不变，所以不能用混合气体的质量来判断该反应达到平衡，故A错误；B．催化剂只影响反应速率，不会提高CO(g)的平衡转化率，故B错误；C．假设平衡时CO转化了mol/L，得平衡常数，解得=0.15，即CO转化了0.15mol/L，则生成二氧化碳浓度为0.15mol/L，故C正确；D．反应前后氧元素总质量、气体总质量均不变，初始时氧元素质量分数为，无论该反应进行到何种程度，混合气体中氧元素的质量分数总是约为69.6%，故D错误；因此答案选C。 5．【易错点：忽视分步反应与总反应复合判据△G的关系】（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 【解析】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。 6．【易错点：忽视不同类型的平衡常数计算时代入计算式时的物理量不同】（26-27高二上·湖南·阶段检测）的催化氧化可实现氯资源的循环利用，发生的反应为  。不同温度下，将的混合气体通过含有催化剂的反应器，测得的转化率随气体初始流速的变化如图所示（较低流速下转化率可近似为平衡转化率）。下列说法正确的是 A．反应在任何温度下均可自发进行 B．增大的比值，可提高点转化率 C．点为平衡状态，用物质的量分数代替平衡浓度计算，该温度下反应的平衡常数 D．气体初始流速大于后，的转化率快速下降的原因是平衡向逆反应方向移动 【答案】C 【解析】A．该反应正反应为气体分子数减小的放热反应，、，根据时反应自发，可知反应仅在低温下自发，A错误；B．增大的比值，相当于提高的相对投料，的转化率会降低，的转化率升高，B错误；C．设初始，点转化率为80%，则平衡时，，，总物质的量为，各物质的物质的量分数分别是：x(Cl2)=x(H2O)=，x(HCl)=，x(O2)=，代入计算得，C正确；D．流速过大时，反应物与催化剂接触时间过短，未达到平衡就流出反应器，导致转化率下降，反应条件不变，平衡不移动，D错误；故选C。 7．【易错点：误认为升高温度平衡常数一定增大，降低温度平衡常数一定减小】（25-26高二上·江苏苏州·期中）目前资源化利用成为减少碳排放的主要研究方向。 （1）醇化反应为，在一定温度下，向体积为2 L的恒容密闭容器中充入3 mol和1 mol，控制条件仅发生醇化反应，测得、和的物质的量(n)随时间的变化如图1所示。 ①0∼3 min内，用表示的化学反应速率_______，醇化反应进行到第3 min时，v(正)_______v(逆)(填“>”、“＜”或“=”)。 ②在反应达到平衡后，再向容器中加入0.25 mol和0.75 mol，则平衡_______(填“正向”、“逆向”或“不”)移动。 （2）利用合成尿素，主要通过下列反应实现 反应Ⅰ： 反应Ⅱ： 密闭体系中反应Ⅰ的平衡常数(K)的表达式为_______，降低温度，反应Ⅰ的平衡常数(K)_______(填“增大”、“减小”或“不变”)。 （3）电催化合成尿素：向溶液中通至饱和，在电极上生成原理如图2所示。(尿素中氮元素的化合价为-3) ①电极a是电解池的_______极。 ②生成的电极反应式为_______。 【答案】（1） 0.25mol/L/min > 不 （2） 增大 （3）阴 【解析】在电解池装置中，向KNO3溶液中通CO2至饱和，在电极上生成CO(NH2)2原理如图2所示。根据氢离子移动或者电极上的物质转化可判断电极y是阳极，电极x是阴极。 （1）①0～3 min内，，则，用H2(g)表示的化学反应速率。醇化反应进行到3 min时CO2物质的量继续降低，CH3OH和H2O(g)的物质的量继续升高则平衡正移，故。 ②反应在10 min后达到平衡，此时CO2物质的量为0.25 mol，CH3OH和H2O(g)的物质的量均为0.75 mol，则，平衡时剩余的。，在反应达到平衡后，再向容器中加入0.25 molCO2(g)和0.75 molCH3OH(g)，则，故平衡不移动。 情境迁移题 1．（26-27高二上·河南濮阳·阶段检测）对于固定体积的密闭容器中进行的反应：A(g)+B(g)⇌C(g)+2D(g)，能说明在恒温下可逆反应已经达到平衡状态的是 ①反应容器中压强不随时间变化而变化 ②单位时间内生成A的物质的量与消耗D的物质的量之比为1:2 ③混合气体的平均摩尔质量不随时间变化而变化 ④反应混合气体的密度不随时间变化而变化 A．①② B．①③ C．②④ D．③④ 【答案】B 【解析】①该反应前后气体计量数之和不等，恒温恒容条件下压强与气体总物质的量成正比，压强不变说明气体总物质的量不变，反应达到平衡；②中生成和消耗均描述逆反应速率，无法证明正逆反应速率相等，不能判断反应达到平衡；③反应体系中全为气体，总质量恒定，反应前后气体总物质的量发生变化，平均摩尔质量，其值不变说明总物质的量不变，反应达到平衡；④恒容条件下气体总质量、容器体积均恒定，密度始终为定值，无法说明反应达到平衡；符合题意的有①③，B正确。故选B。 2．（26-27高二上·湖北武汉·阶段检测）在2 L密闭容器中充入气体A和B，发生反应  ，实验所得数据如下表。下列说法不正确的是 实验编号 温度/℃ 起始时物质的量/mol 平衡时物质的量/mol n(A) n(B) n(C) ① 300 0.40 0.10 0.09 ② 500 0.40 0.10 0.08 ③ 500 0.20 0.05 a A．某温度时容器内气体密度不变能说明反应已经达到平衡 B．实验①和实验②达到平衡时容器内压强之比为41:42 C．实验②达到平衡后再充入B和C各0.1 mol，平衡正向移动 D．实验③达到化学平衡状态时，A的转化率小于20% 【答案】B 【解析】A．反应中D为固体，反应过程中气体总质量变化，容器体积固定，气体密度随反应进行而变化，密度不变时说明反应达平衡，A正确；B．实验①和实验②温度不同，根据，压强比为，B错误；C．实验②平衡常数，充入B、C各0.1 mol后，浓度商，平衡正向移动，C正确；D．实验③起始投料为实验②的一半，温度相同相当于减压，该反应正反应气体分子数减少，减压平衡逆移，A的转化率小于实验②中A的转化率20%，D正确；故答案选B。 3．（25-26高三上·陕西西安·期末）氮氧化物是大气的主要污染物，为防治环境污染，科研人员做了大量研究。I．汽油燃油车上安装三元催化转化器，可以使和两种尾气反应生成，可有效降低汽车尾气污染，反应为    。 （1）下表中数据是该反应中的相关物质的相对能量数据。 物质 相对能量 0 -393.5 -110.5 90 则=______________。 （2）将CO和NO按物质的量之比为1∶1以一定的流速分别通过两种催化剂(Cat1和Cat2)进行反应，相同时间内测定逸出气体中NO的含量，从而确定尾气脱氮率(NO的转化率)，结果如图所示。 ①400℃下脱氮率较高的催化剂是______________(填“Cat1”或“Cat2”)。 ②催化剂Cat2催化条件下，450℃后，脱氮率随温度升高而下降的原因是______________。 II．一定条件下与可发生反应：。 （3）将与按物质的量之比为1∶1置于恒温恒容密闭容器中反应。下列能说明反应达到平衡状态的是______________(填标号)。 A．体系压强保持不变 B．与的物质的量之比保持不变 C． D． （4）将一定量的与置于密闭容器中发生反应，在相同时间内测得的物质的量分数与温度的变化曲线如图1所示(虚线为平衡时的曲线)。的平衡转化率与压强、温度及氮硫比的关系如图2所示。 ①由图1可知，温度过高或过低均不利于该反应的进行，原因是______________。 ②图2中压强：______________(填“>”、“<”或“=”，下同)；氮硫比：___________。 ③温度为TK，压强恒定为时，反应平衡常数______________(用含、的式子表示)。 【答案】（1）-746 （2）Cat2 超过450℃，催化剂活性降低，反应速率减慢，相同时间内脱氮率下降 （3）AB （4）温度过低，反应速率较慢；温度过高，该反应的平衡逆向移动 < < 或 【解析】（1）生成物的总焓变-反应物的总焓变； （2）①由图可知，400℃时下脱氮率较高的催化剂是Cat2； ②该反应是放热反应，升高温度平衡逆向移动，NO的平衡转化率降低；且温度过高(超过450℃)会导致催化剂活性降低，反应速率减慢，因此相同时间内脱氮率下降 （3）A．该反应是气体分子数减少的反应，反应开始至达到平衡过程，体系压强不断减小，则当体系压强保持不变时，说明反应达到平衡，A符合题意；B．将与按物质的量之比为1∶1置于恒温恒容密闭容器中反应，反应开始至达到平衡过程，与的物质的量之比一直在变化，则当与的物质的量之比不变时，说明反应达到平衡，B符合题意；C．，仅体现正反应速率，未体现逆反应速率，则不能说明反应达到平衡，C不符合题意；D．反应开始生成、至达到平衡过程，且保持不变，则当时，不能说明反应达到平衡，D不符合题意；答案选AB； （4）①因，则温度升高，平衡逆向移动，且温度过低，反应速率较慢，均不利于该反应的进行，所以由图1可知，温度过高或过低均不利于该反应的进行，原因是温度过低，反应速率较慢；温度过高，该反应的平衡逆向移动； ②该反应是气体分子数减少的反应，温度、氮硫比m相同时，增大压强，平衡正向移动，平衡转化率增大，则；温度、压强相同时，增大氮硫比m，相当于增大的浓度，平衡正向移动，平衡转化率增大，则； ③由图可知，温度为TK，压强恒定为时，平衡转化率为，设开始时投入，则投入，据此列出三段式： 则反应平衡常数或 2 / 24 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（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $