2022届老高考化学（人教版）一轮总复习学案：第20讲　化学平衡常数　化学反应进行的方向 （含解析）.doc

1、第第 20 讲讲化学平衡常数化学平衡常数化学反应进行的方向化学反应进行的方向 高考备考导航 考试要求：1.了解化学平衡常数的含义，能书写平衡常数表达式，能进行平衡常数、转化 率的简单计算。 2.能利用平衡常数和浓度商的关系判断化学反应是否达到平衡及平衡移动的方 向。3.了解浓度商和化学平衡常数的相对大小与反应方向间的联系。4.知道化学反应是有方向 的，知道化学反应的方向与反应的焓变和熵变有关。 名师点拨：本讲内容是高考的重点与热点，在高考中的考点主要有两个：一是化学平衡 常数的计算及利用化学平衡常数进行化学平衡移动方向的判断和反应是放热还是吸热等；二 是焓变、熵变与化学反应方向的关系。化学平衡

2、常数及转化率的理解和应用是压轴题，特别 是涉及二者的计算更是重点和难点，通常结合图像加以分析，并联系生产、生活实际考查学 生知识运用能力，特别是用平衡分压等代替平衡浓度来表示平衡常数的题目更应加以关注。 考点一化学平衡常数的含义及其应用 核心知识梳理 1化学平衡常数 (1)含义 在一定_温度_下，当一个可逆反应达到_化学平衡_时，生成物_浓度幂之积_与反 应物_浓度幂之积_的比值是一个常数，简称平衡常数，用符号_K_表示。化学平衡常数是 指某一具体反应的平衡常数。 (2)表达式 对于一般的可逆反应 mA(g)nB(g)pC(g)qD(g)， 在一定温度下达到平衡时， 平衡常 数的表达式： K_

3、c pCcqD cmAcnB_。 平衡常数表达式中，各物质的浓度均为平衡时的浓度。其书写形式与化学方程式的书 写有关。 固体和纯液体的浓度视为常数，通常不计入平衡常数表达式中。 (3)意义 K 值越大，正反应进行的程度_越大_，反应物的转化率_越大_。当 K_105_时， 可以认为反应进行得较完全。 K 值越小， 正反应进行的程度_越小_， 反应物的转化率_越小_。 当 K_10 5_时， 认为反应很难进行。 (4)影响因素 内因：_反应物本身_的性质。 外因：只受_温度_影响，与_浓度_、_压强_、_催化剂_等外界因素无关。即 在一定温度下，平衡常数保持不变。 (5)平衡常数的应用 判断、比

4、较可逆反应进行的程度 一般来说，一定温度下的一个具体的可逆反应： K 值 正反应进行 的程度 平衡时生 成物浓度 平衡时反应 物浓度 反应物 转化率 越大_越大_越大_越小_越高_ 越小_越小_越小_越大_越低_ 判断正在进行的可逆反应的方向以及反应是否达到平衡 对于可逆反应：mA(g)nB(g)pC(g)qD(g)，若浓度商 Qcc pCcqD cmAcnB，则将浓度商 和平衡常数作比较可得可逆反应所处的状态。 判断可逆反应的反应热 2平衡转化率 转化率是指平衡时转化了的某反应物的量与转化前该反应物的量之比，用来表示反应限 度。 可逆反应中某一反应物 A 的平衡转化率可表示为： (A)_c0

5、Ac 平A c0A 100%_c0(A)代表 A 的初始浓度，c平(A)代表 A 的平衡浓度。 易错警示平衡转化率的几点注意事项 (1)在同一条件下，平衡转化率是最大的转化率。 (2)产率实际产量 理论产量100%，“产率”不一定是平衡状态下的。 (3)催化剂可以提高产率，但是不能提高平衡转化率。 (4)平衡时混合物组分的百分含量 某组分的平衡量 平衡时各物质的总量100% 3化学平衡的计算方法“三段式法” 化学平衡的计算模式可采取“三段式”的方式，依题意，列出化学方程式，并计算。“三 段式法”是有效解答化学平衡计算题的“万能钥匙”。解题时要注意清楚有条理地列出起始 量、转化量、平衡量，按题目

6、要求进行计算，同时还要注意单位统一。 (1)计算步骤： 书写 写出有关化学平衡的化学方程式。 | 标示 标示出各物质的起始量、转化量、平衡量。 | 计算 根据已知条件列式计算，注意单位统一。 (2)具体方法： 可按下列模式进行计算：如 mA(g)nB(g)pC(g)qD(g)，令 A、B 起始物质的量浓度 分别为 a molL 1、b molL1，达到平衡后消耗 A 的物质的量浓度为 mx molL1。 mA(g)nB(g)pC(g)qD(g) 起始/(molL 1) ab00 变化/(molL 1) mxnxpxqx 平衡/(molL 1) amxbnxpxqx 相关计算： 平衡常数：K p

7、xpqxq amxmbnxn。 A 的平衡转化率：平(A)mx a 100%。 A 的物质的量分数： w(A) amx amxbnxpxqx100%。 混合气体的密度：混m 总 V 。 混合气体的平均相对分子质量： M m 总 n总 。 (3)注意事项： 注意反应物和生成物的浓度关系。 反应物：c(平)c(始)c(变)； 生成物：c(平)c(始)c(变)。 利用混m 总 V 和 M m 总 n总 计算时要注意 m总应为气体的质量，V 应为反应容器的体积，n 总应为气体的总物质的量。 起始浓度之比、平衡浓度之比不一定与化学计量数成正比，但物质之间是按化学计量 数之比反应和生成的，故各物质的浓度变

8、化之比一定等于化学计量数之比，这是计算的关键。 (4)化学平衡常数计算“四要求” 有关 K 的计算要明确题目要求，一般有四种情况： 写出 K 的表达式只要求写出化学平衡常数的表达式。 写出 K 的计算式只要求写出 K 的计算式而不要求计算结果。 列式计算 K写出 K 的计算式(计算过程)并求出最后计算结果。 求 K 的数值只要直接给出 K 的计算结果即可。 另外，还要注意看计算时是否要求带单位，若无特别要求，一般不用带单位。 特别提醒 使用化学平衡常数应注意的问题 (1)化学平衡常数 K 值的大小是可逆反应进行程度的标志，它能够表示可逆反应进行的程 度。一个反应的 K 值越大，表明平衡时生成物

9、的浓度越大，反应物的浓度越小，反应物的转 化率也越大。可以说，化学平衡常数是在一定温度下一个反应本身固有的内在性质的定量体 现。 (2)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。 (3)反应物或生成物中有固体和纯液体存在时，其浓度可看作“1”，而不计入平衡常数表达 式中。如 H2O(l)的浓度，固体物质的浓度均不写，但水蒸气浓度要写。 (4)化学平衡常数是指某一具体反应的平衡常数。若反应方向改变，则平衡常数改变，正、 逆反应的平衡常数互为倒数；若化学方程式中各物质的化学计量数等倍扩大或缩小，尽管是 同一反应，平衡常数也会改变。 基础小题自测 1判断正误，正确的打“”，错误的打“”。

10、 (1)CH3COOH C2H5OHCH3COOC2H5 H2O 的 平 衡 常 数 表 达 式 为 K cCH3COOC2H5cH2O cCH3COOHcC2H5OH。( ) (2)对于反应 2SO2(g)O2(g)2SO3(g)，在恒温恒容条件达到平衡时，当向容器中充入 SO3，平衡向逆方向移动，平衡常数减小。() (3)反应 A(g)3B(g)2C(g)，达平衡后，温度不变，增大压强，平衡正向移动，平衡常 数 K 值增大。() (4)反应物和生成物相同的同一类型的化学方程式，如果化学计量数不同，但 K 值可能完 全相同。() (5)增大反应物的浓度，平衡正向移动，化学平衡常数增大。()

11、提示增大反应物的浓度，平衡向正反应方向移动，但 K 不变化，因为 K 只受温度的 影响，温度不变，K 不变。 (6)可根据 K 随温度的变化情况判断反应的热效应。() (7)对于一个可逆反应，化学计量数不同，化学平衡常数表达式及数值也不同。() (8)平衡常数发生变化，化学平衡一定发生移动。() (9)化学平衡发生移动，平衡常数一定发生变化。() 提示不一定，平衡常数只与温度有关。 (10)平衡常数表达式中，物质的浓度可以是任一时刻的浓度。() (11)可逆反应 2A(s)B(g)2C(g)3D(g)的平衡常数为 Kc 2Cc3D c2AcB 。() (12)对于反应：2SO2(g)O2(g)

12、2SO3(g)，升高温度，K 值减小，则H0。() (13)化学平衡常数大的可逆反应的反应物的转化率一定大。() (14)催化剂能改变化学反应速率，也能改变平衡常数。() (15)反应 SO2(g)2CO(g)2CO2(g)S(l)H0 在恒容的密闭容器中进行，平衡前， 随着反应的进行，容器内压强始终不变。() 提示反应前后气体分子数不等，平衡前容器内压强逐渐变小。 (16)对某一可逆反应，升高温度则化学平衡常数一定变大。() 提示对于正反应吸热的反应，升高温度平衡正向移动，K 增大；对于正反应放热的反 应，升高温度平衡逆向移动，K 变小。 (17)化学平衡常数和转化率都能体现反应进行的程度。

13、() 提示化学反应达平衡时，各反应物的转化率达最大。化学平衡常数本身就是化学平衡 时各物质浓度的关系。故平衡常数和转化率是从两个不同的角度来反映化学反应进行的程度。 (18)C(s)H2O(g)CO(g)H2(g)的平衡常数表达式为 KcCOcH2 cCcH2O。( ) 2在一定温度下，1 L 的密闭容器中发生反应 C(s)H2O(g)CO(g)H2(g)，平衡时测 得 C、H2O、CO、H2的物质的量都为 0.1 mol。 (1)该反应的平衡常数 K_0.1_。 (2)若升高平衡体系的温度，该反应的平衡常数会增大，则该反应的H_(填“”或 “”)0。 (3)相同条件下，向该密闭容器中充入各物

14、质的起始量如下：均为 0.2 mol；C(s)、H2O 均为 0.2 mol，CO、H2均为 0.1 mol，判断该反应进行的方向：_向逆反应方向_，_向 正反应方向_。 3深度思考： 对于 N23H22NH3K1 NH3 1 2N 23 2H 2K2 试分别写出平衡常数表达式，并判断其关系。 提示K1 c2NH3 cN2c3H2 K2 c1 2N 2c3 2H 2 cNH3 K1 1 K22 方法点拨 (1)若方程式的系数是原来的 2 倍，则 KK21； (2)若方程式的系数是原来的1 2倍，则 K K 1； (3)若一个方程式等于两个方程式相加，则 KK1K2； (4)若一个方程式等于两个

15、方程式相减，则 KK1 K2。 考点突破提升 微考点 1平衡常数的概念辨析 典例 1 (1)(2021河南洛阳高三检测)工业上消除氮氧化物的污染，可用如下反应： CH4(g)2NO2(g)N2(g)CO2(g)2H2O(g)Ha kJmol 1 在温度 T1和 T2时，分别将 0.50 mol CH4和 1.2 mol NO2充入体积为 1 L 的密闭容器中，测 得 n(CH4)随时间变化数据如下表： 时间/min n(CH4)/mol 温度 010204050 T10.500.350.250.100.10 T20.500.300.180.15 下列说法不正确的是(D) A10 min 内，T

16、1时 v(CH4)比 T2时小 B温度：T1T2 CH：a0 D平衡常数：K(T1)K(T2) 解析根据题意可知， 10 min 内， T1时 v(CH4)0.015 molL 1min1， T2时 v(CH4)0.02 molL 1min1，T1时 v(CH4)比 T2时小，A 项正确；升高温度，反应速率增大，T2T1，B 项 正确；温度升高，平衡时甲烷剩余量增多，说明升高温度平衡向逆反应方向移动，正反应放 热，所以 a0，C 项正确；T1时正反应进行的程度大，因此平衡常数 K(T1)K(T2)，D 项错误。 (2)(2020山东等级考模拟二，10)反应、均会在工业生产硝酸过程中发生，其中

17、反应、发生在氧化炉中，反应发生在氧化塔中，不同温度下各反应的化学平衡常数如 下表所示。下列说法正确的是(A) 温度(K) 化学平衡常数 反应：2NOO2 2NO2 反应：4NH35O2 4NO6H2O 反应：4NH33O2 2N26H2O 5001.110267.110341.3102 7002.110192.610251.0 A.使用选择性催化反应的催化剂可增大氧化炉中 NO 的含量 B通过改变氧化炉的温度可促进反应而抑制反应 C通过改变氧化炉的压强可促进反应而抑制反应 D氧化炉出气在进入氧化塔前应进一步提高温度 解析使用选择性催化反应的催化剂可增大反应的速率，进而增大氧化炉中 NO 的 含

18、量，故 A 正确；升高温度，反应和反应的 K 值均减小，则正反应均为放热反应，无法 通过改变氧化炉的温度促进反应而抑制反应，故 B 错误；反应和反应的正反应均为 气体体积增大的反应，无法通过改变氧化炉的压强促进反应而抑制反应，故 C 错误；氧 化炉出气在进入氧化塔前应降低温度，促进反应正向进行，故 D 错误。 对点集训 1(1)(2021经典习题选萃)O3是一种很好的消毒剂，具有高效、洁净、方 便、经济等优点。O3可溶于水，在水中易分解，产生的O为游离氧原子，有很强的杀菌消毒 能力。常温常压下发生的反应如下： 反应O3O2OH0 平衡常数为 K1； 反应OO32O2H0 平衡常数为 K2； 总

19、反应：2O33O2H0 平衡常数为 K。 下列叙述正确的是(C) A降低温度，总反应 K 减小 BKK1K2 C适当升温，可提高消毒效率 D压强增大，K2减小 解析降温， 总反应平衡向右移动， K 增大， A 项错误； K1cO2cO cO3 、 K2 c2O2 cOcO3、 Kc 3O2 c2O3K 1K2，B 项错误；升高温度，反应平衡向右移动，c(O)增大，可提高消毒效率， C 项正确；对于给定的反应，平衡常数只与温度有关，D 项错误。 (2)(2021山东枣庄二调)在一定温度下，向 2 L 恒容密闭容器中充入 1 molA，发生反应： 2A(g)B(g)C(g)。反应过程中 c(C)随

20、时间变化的曲线如图所示，下列说法不正确的是 (B) A反应在 050 s 的平均反应速率 v(C)1.610 3 molL 1s1 B该温度下，反应的平衡常数 K0.025 molL 1 C保持其他条件不变，升高温度，平衡时 c(B)0.09 molL 1，则该反应的H0 D反应达平衡后，再向容器中充入 1 mol A，该温度下再达到平衡时，A 的转化率不变 解析反应在 050 s 的平均反应速率 v(C)0.08 molL 1 50 s 1.610 3 molL 1s1， A 正 确；该温度下，平衡时，c(C)0.10 molL 1，则 c(B)0.10 molL1，c(A)0.50 mol

21、L10.20 molL 10.30 molL1，反应的平衡常数 K0.100.10 0.302 0.11，B 不正确；升高温度，平衡时 c(B)0.09 molL 10.10 molL1，则平衡向逆反应方向移动，该反应的H0，C 正确；反 应达平衡后，再向容器中充入 1 molA，平衡正向移动，达到平衡时与原平衡等效，所以 A 的 转化率不变，D 正确。 微考点 2化学平衡常数的应用 典例 2(1)(2021山东滨州高三检测)将一定量纯净的氨基甲酸铵固体置于密闭容 器中，发生反应：NH2COONH4(s)2NH3(g)CO2(g)。该反应的平衡常数的负对数(lg K) 值随温度(T)的变化曲线

22、如图所示，下列说法不正确的是(C) A该反应的H0 BA 点对应状态的平衡常数 K(A)10 2.294 CNH3的体积分数不变时，该反应一定达到平衡状态 D30 时，B 点对应状态的 v(正)v(逆) 解析lg K 越大，平衡常数 K 越小，根据图像得随温度升高，平衡常数增大，说明升 高温度平衡向正反应方向移动，正反应是吸热反应，A 正确；A 点对应的lg K2.294，平 衡常数 K(A)10 2.294，B 正确；该反应的反应物是固体，反应体系中的气体 NH3、CO2的体 积分数不变，NH3的体积分数不变时不一定达到平衡，C 错误；30 时，B 点的 Qc大于平衡 常数 K，反应向逆反应

23、方向进行，则 B 点对应状态的 v(正)v(逆)，D 正确。 (2)(2021经典习题选萃)近年来，随着聚酯工业的快速发展，氯气的需求量和氯化氢的产 出量也随之迅速增长。因此，将氯化氢转化为氯气的技术成为科学研究的热点。回答下列问 题： Deacon 发明的直接氧化法为： 4HCl(g)O2(g)=2Cl2(g)2H2O(g)。 右图为刚性容器中， 进料浓度比 c(HCl)c(O2)分别等于 11、41、71 时 HCl 平衡转化率随温度变化的关系： 可知反应平衡常数 K(300 )_大于_K(400 )(填“大于”或“小于”)。设 HCl 初始浓 度 为 c0， 根 据 进 料 浓 度 比

24、c(HCl)c(O2) 11 的 数 据 计 算 K(400 ) _ 0.4220.422 10.84410.21c0_(列出计算式)。按化学计量比进料可以保持反应物高转化率，同时 降低产物分离的能耗。进料浓度比 c(HCl)c(O2)过低、过高的不利影响分别是_O2和 Cl2分 离能耗较高、HCl 转化率较低_。 在一定温度的条件下，进一步提高 HCl 的转化率的方法是_增加反应体系压强、及时 除去产物_(写出 2 种)。 解析分析任意一条平衡曲线可知，在进料浓度比固定的条件下，随着温度的升高， HCl 的平衡转化率降低，说明正反应为放热反应，由于 K 只与温度有关，升高温度，平衡逆 向移动

25、，平衡常数 K 减小，即 K(300 )大于 K(400 )。 根据进料浓度比及 HCl 的平衡转化率间的关系可知，c(HCl)c(O2)11 的曲线为最上 面的那条曲线，由该曲线可知：温度为 400 时 HCl 的平衡转化率为 84%。 根据条件可列三段式如下： 4HCl(g)O2(g)2Cl2(g)2H2O(g) 初始：c0c000 转化：c00.84c00.21c00.42c00.42 平衡：c0(10.84)c0(10.21)c00.42c00.42 K(400 )c 2Cl2c2H2O c4HClcO2 c00.422c00.422 c010.844c010.21 0.4220.42

26、2 10.84410.21c0 进料浓度比 c(HCl)c(O2)过低，导致产品 Cl2混有大量 O2，则导致分离两气体时能耗较 高；而进料浓度比 c(HCl)c(O2)过高，则导致 HCl 的转化率过低，浪费原料。 在温度一定时，要增大 HCl 的平衡转化率，可采取措施有：及时移走部分产物、增大 体系压强等 对点集训 2(1)(2021湖北宜昌模拟)化学平衡常数 K 的数值大小是衡量化学反应进 行程度的标志，在常温下，下列反应的平衡常数的数值如下： 2NO(g)N2(g)O2(g)K111030 2H2(g)O2(g)2H2O(g)K221081 2CO2(g)2CO(g)O2(g)K341

27、0 92 以下说法正确的是(C) A常温下，NO 分解产生 O2的反应的平衡常数表达式为 K1c(N2)c(O2) B常温下，水分解产生 O2，此时平衡常数的数值约为 510 80 C常温下，NO、H2O、CO2三种化合物分解放出 O2的倾向由大到小的顺序为 NOH2O CO2 D以上说法都不正确 解析化学平衡常数是指生成物的浓度幂之积除以反应物的浓度幂之积的数值，故 A 错；根据方程式的书写反写，平衡常数是原来的倒数，故 B 错；根据化学平衡常数 K 值越大， 化学反应进行的程度越大，故 C 正确；因 C 项正确，故 D 错误。 (2)(2021经典习题汇编)CH4CO2催化重整反应为 CH

28、4(g)CO2(g)2CO(g) 2H2(g)。某温度下，在体积为 2 L 的容器中加入 2 mol CH4、1 mol CO2以及催化剂进行重整反 应，达到平衡时 CO2的转化率是 50%，其平衡常数为_1 3_mol 2L2。 甲醇既是重要的化工原料，又可作为燃料，利用合成气(主要成分为 CO、CO2和 H2)在 催化剂作用下合成甲醇。发生的主要反应之一为 CO(g)2H2(g)CH3OH(g)H0，该反 应的化学平衡常数 K 表达式为_K cCH3OH cCOc2H2_。 如图，能正确反映平衡常数 K 随温度变化关系的曲线为_a_(填曲线标记字母)，其判断 理由是_反应为放热反应，升高温

29、度，平衡逆向移动，平衡常数 K 减小，故曲线 a 符合要求 _。 F.Daniels 等曾利用测压法在刚性反应器中研究了 25 时 N2O5(g)分解反应： 2N2O5(g)4NO2(g)O2(g) 2N2O4(g) 其中 NO2二聚为 N2O4的反应可以迅速达到平衡。体系的总压强 p 随时间 t 的变化如下表 所示t时，N2O5(g)完全分解： t/min040801602601 3001 700 p/kPa35.840.342.545.949.261.262.363.1 则 25 时 N2O4(g)2NO2(g)反应的平衡常数 Kp_13.4_kPa(Kp为以分压表示的平衡 常数，计算结果

30、保留 1 位小数)。 解析达到平衡时 CO2转化率为 50%，则平衡时n(CO2)0.5 mol，根据三段式： CH4(g)CO2(g)=2CO(g)2H2(g) n始2 mol1 mol00 n0.5 mol0.5 mol1 mol1 mol n末1.5 mol0.5 mol1 mol1 mol 可得反应平衡时 c(CH4)1.5 mol 2 L 0.75 molL 1、c(CO2)0.5 mol 2 L 0.25 molL 1、c(CO) 1 mol 2 L 0.5 molL 1、c(H2)1 mol 2 L 0.5 molL 1，则平衡常数 K0.520.52 0.750.25 mol2

31、L 21 3 mol2L 2。 根据平衡常数的定义可知，一定温度下，反应达平衡时，生成物浓度幂之积与反应物 浓度幂之积的比值为平衡常数，故该反应的化学平衡常数表达式为 K cCH3OH cCOc2H2。根据题 干可知 H0，即该反应为放热反应，所以升高温度，平衡逆向移动，平衡常数 K 减小，故 曲线 a 符合要求。 根据 N2O5分解反应先发生：2N2O5=4NO2O2，起始 N2O5为 35.8 kPa，可得完全分 解时 O2的分压为 17.9 kPa，NO2(不考虑转化为 N2O4)的分压为 71.6 kPa；发生 2NO2N2O4 导致 NO2减少，压强降低，设生成 N2O4的分压为 x

32、 kPa，则最终有 p(O2)p(NO2)p(N2O4) 17.9 kPa(71.62x) kPax kPa63.1 kPa， 解得： x26.4； 则 Kpp 2NO2 pN2O4 71.6226.42 26.4 kPa13.4 kPa。 萃取精华： 书写化学平衡常数表达式时的注意事项 对于同一化学反应，由于书写方式不同，各反应物、生成物的系数不同，平衡常数的 表达式就不同 对于给定的同一化学反应，其正、逆反应的平衡常数互为倒数 考点二化学反应进行的方向 核心知识梳理 1自发过程 (1)定义：在一定条件下，不需要借助_光_、_电_等外力作用就能自动进行的过程。 (2)特点：体系趋向于从_高_

33、能量状态转变为_低_能量状态(体系对外部_做功_或 _放出_能量)；在密闭条件下，体系有从_有_序转变为_无_序的倾向性(无序体系更加 稳定)。 2熵、熵变 (1)熵是描述体系_混乱_程度的物理量， 符号为_S_。 熵值越大， 体系混乱度_越大_。 (2)影响熵大小的因素 相同条件下，物质不同熵不同。 同一物质的熵：气态(g)_液态(l)_固态(s)。 (3)熵变：SS(反应产物)S(反应物)。 (4)常见的熵增过程 同一种物质的不同状态：S(g)_S(l)_S(s)。 反应后气体物质的量增加的反应。 3化学反应方向的判据 微点拨(1)某些自发反应需在一定条件下才能自动进行， 非自发反应具备了

34、一定条件也 能发生。 (2)对于一个特定的气相反应，熵变的大小取决于反应前后的气体物质的化学计量数大小。 基础小题自测 1判断正误，正确的打“”，错误的打“”。 (1)工业合成氨 N2(g)3H2(g)2NH3(g)反应，在低温时自发进行。() (2)Na 与 H2O 的反应是熵增的放热反应，该反应能自发进行。() (3)某吸热反应能自发进行，因此该反应是熵增反应。() (4)放热过程有自发进行的倾向性，但并不一定能自发进行，吸热过程没有自发进行的倾 向性，但在一定条件下也可自发进行。() (5)焓变是影响反应是否具有自发性的唯一因素。() (6)吸热且熵增加的反应，当温度升高时，反应一定能自

35、发进行。() (7)8NH3(g)6NO2(g)=7N2(g)12H2O(g)H0，则该反应一定能自发进行。() (8)CaCO3(s)= 高温 CaO(s)CO2(g)是一个熵增加的过程。() (9)放热的反应一定能够自发进行，吸热的反应不能自发进行。() (10)10 的水结成冰，可用熵变的判据来解释反应的自发性。() (11)H0、S0 的反应在温度低时不能自发进行。() 提示H0、S0 时，则G0，任何温度下反应都能自发进行。 (12)某吸热反应能自发进行，因此该反应是熵增反应。() (13)2NO(g)2CO(g)=N2(g)2CO2(g)在常温下能自发进行，则该反应的H0。 ()

36、(14)反应 NH3(g)HCl(g)=NH4Cl(s)在室温下可自发进行，则该反应的H0。() (15)CaCO3(s)=CaO(s)CO2(g)室温下不能自发进行，说明该反应的H0。() 提示CaCO3(s)分解为吸热反应，H0。 (16)需要加热的反应，一定不能自发进行。() (17)由能量判据和熵判据组合而成的复合判据，将更适合于所有的过程。() 2深度思考： (1)下列说法正确的是(C) A所有能自发进行的化学反应都是放热反应 B同一物质固、液、气三种状态的熵值相同 CH0，S0 的反应可自发进行 D在其他条件不变的情况下，使用催化剂可以改变化学反应进行的方向 (2)分析下列反应，在

37、任何温度下均能自发进行的是(D) A2N2(g)O2(g)=2N2O(g)H163 kJmol 1 BAg(s)1 2Cl 2(g)=AgCl(s)H127 kJmol 1 CHgO(s)=Hg(l)1 2O 2(g)H91 kJmol 1 DH2O2(l)=1 2O 2(g)H2O(l)H98 kJmol 1 (3)能自发进行的反应一定能实际发生吗？ 提示(2)A 项，该反应H0、S0，在任何温度下都不能自发进行；B 项，该反应 H0、S0，在高温下不能自发进行；C 项，该反应H0、S0，在低温下不能自发进 行；D 项，该反应H0、S0，在任何温度下都能自发进行。 (3)不一定，化学反应方向

38、的判据指出的仅仅是在一定条件下化学反应自发的趋势，并不 能说明在该条件下反应一定能实际发生，还要考虑化学反应的快慢问题。 考点突破提升 微考点 1化学反应方向的判断 典例 1 (1)(2021经典习题汇编)下列有关说法正确的是(D) A反应 N2(g)3H2(g)2NH3(g)的H0，S0 B反应 4Fe(s)3O2(g)=2Fe2O3(s)常温下可自发进行，该反应为吸热反应 CNa 与 H2O 的反应是熵增的放热反应，该反应不能自发进行 D某吸热反应能自发进行，因此该反应是熵增反应 解析N2(g)3H2(g)2NH3(g)的S0，故 A 项错误；在常温下能自发进行，G HTS0，该反应的气体

39、被消耗，熵减少，S0，因此该反应HO，属于放热反应， 故 B 项错误；若反应的H0，S0 则G0，反应一定能自发进行，故 C 项错误；若一个 反应的H0 且能够自发进行，那么必有S0，故 D 项正确。 (2)(2021湖北荆门模拟)汽车燃油不完全燃烧时产生 CO， 有人设想按下列反应除去 CO： 2CO(g)=2C(s)O2(g)。已知该反应的H0，判断该设想能否实现并写出依据：_该设想不 能实现，因为该反应是焓增、熵减的反应，任何温度下均不能自发进行_。 超音速飞机在平流层飞行时， 尾气中的 NO 会破坏臭氧层。 科学家正在研究利用催化技 术将尾气中的 NO 和 CO 转变成 CO2和 N2

40、，化学方程式为 2NO2CO2CO2N2。若反应 能够自发进行，则反应的H_(填“”“”或“”)0。 解析2CO(g)=2C(s)O2(g)， 该反应是焓增、 熵减的反应。 根据GHTS0， 该设想不能实现。 该反应为熵减反应，能自发进行，说明H0。 对点集训 1(2021云南玉溪元江一中高三月考)下列说法正确的是(B) A能自发进行的反应一定能迅速发生 B反应 NH4HCO3(s)=NH3(g)H2O(g)CO2(g)H185.57 kJmol 1能自发进行， 是因为体系有自发地向混乱度增大的方向转变的倾向 C因为焓变和熵变都与反应的自发性有关，因此焓变或熵变均可以单独作为判断反应能 否自发

41、进行的判据 D在其他外界条件不变的情况下，使用催化剂，可以改变化学反应进行的方向 解析反应进行的自发趋势与反应速率无关，能自发进行的反应速率不一定大，A 项错 误；HTS0 的反应可自发进行，由H0、S0，能自发进行，是因为体系有自发地 向混乱度增大的方向转变的倾向， B 项正确； 焓变或熵变单独作为判断反应方向的判据不全面， 应使用复合判断据HTS0 判断反应能否自发进行， C 项错误； 催化剂对平衡移动无影响， 即催化剂不能改变化学反应进行的方向，D 项错误。 萃取精华： 焓变、熵变和温度对化学反应方向的影响 HSHTS反应情况 负值在任何温度下，过程均自发进行 正值在任何温度下，过程均不

42、能自发进行 低温为正 高温为负 低温时非自发，高温时自发 低温为负 高温为正 低温时自发，高温时非自发 微考点 2转化率的判断与计算 典例 2 (2021湖北黄冈模拟)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(B) A反应 2NO(g)O2(g)2NO2(g)的H0 B图中 X 点所示条件下，延长反应时间能提高 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)5.010

43、4 molL 1， NO 平衡转化率为 50%， 则平衡常数 K2 000 解析随温度升高 NO 的转化率先升高后降低，说明温度升高平衡向逆方向移动，H 0，A 错误；根据上述分析，X 点时，反应还未到达平衡状态，延长反应时间能提高 NO 的 转化率，B 正确；Y 点，反应已经达到平衡状态，增加 O2的浓度，平衡向正反应方向移动， 提高 NO 的转化率，C 错误；设 NO 起始浓度为 a molL 1，NO 的转化率为 50%，则平衡时 NO、O2和 NO2的浓度分别为 0.5a molL 1、(51040.25a)molL1、0.5a molL1，根据平 衡常数表达式 K c2NO2 c2N

44、OcO2 0.5a2 0.5a2510 40.25a 1 510 42 000，D 错误。 对点集训 2(1)(2021山东青岛高三检测)在 10 L 恒容密闭容器中充入 X(g)和 Y(g)， 发生反应 X(g)Y(g)M(g)N(g)，所得实验数据如下表： 实验 编号 温度 / 起始时物质的量/mol平衡时物质的量/mol n(X)n(Y)n(M) 7000.400.100.090 8000.100.400.080 8000.200.30a 9000.100.15b 下列说法正确的是(C) A实验中，若 5 min 时测得，n(M)0.050 mol，则 0 至 5 min 时间内，用 N

45、 表示的平 均反应速率 v(N)1.010 2 molL 1min1 B实验中，该反应的平衡常数 K2.0 C 实验中，达到平衡时，X 的转化率为 60% D实验中，达到平衡时，b0.060 解析该反应是气体分子数相等的反应， 由实验数据知： 温度升高， M 的产率减小， 所以该反应的正反应是放热反应。实验中，05 min 内，v(N)v(M) 0.05 mol 10 L 5 min 110 3 molL 1min1， A 项错误， 实验中， 达到平衡时， c(X)0.10.01mol 10 L 0.002 molL 1， c(Y) 0.40.08mol 10 L 0.032 molL 1，

46、c(M)c(N)0.08 mol 10 L 0.008 molL 1， K 0.0082 0.0020.0321， B 项错误；实验温度与实验相同，所以平衡常数相同，K a 10 a 10 0.2a 10 0.3a 10 1，解得 a 0.12，所以反应转化的 X 也是 0.12 mol，X 的平衡转化率为0.12 0.2 100%60%，C 项正确；实 验中反应物起始浓度均为实验的一半，两实验中反应物比值相等，因该反应是气体分子 数不变的反应，所以若在恒温恒容条件下两实验所达平衡是等效的，即实验若在 800 达 平衡时，n(M)0.06 mol，现在温度是 900 ，升高温度，平衡逆向移动，

47、故 b0.060，D 项 错误。 (2)(2021安徽滁州模拟)化工生产中原料转化与利用非常重要，现有反应：CCl4 H2CHCl3HCl，查阅资料可知沸点：CCl4为 77 ，CHCl3为 61.2 。在密闭容器中， 该反应达到平衡后，测得下表数据。 实验温度 初始 CCl4浓初始 H2浓度CCl4的平衡 序号度(molL 1) (molL 1) 转化率 11100.81.2a 21101.01.050% 31001.01.0b 在 100 时，此反应的化学平衡常数表达式为： _KcCHCl3cHCl cCCl4cH2 _；在 110 时的平衡常数为_1_。 在实验 2 中，若 1 小时后反

48、应达到平衡，则 H2的平均反应速率为_0.5_molL 1h1_。 在此平衡体系中再加入 0.5 mol CCl4和 1.0 mol HCl，平衡将向_逆反应_方向移动。 实验 1 中， CCl4的转化率 a_50%(填“”“”或“”)。 实验 3 中， b 的值_D_(填 字母序号)。 A等于 50% B大于 50% C小于 50% D由本题所给资料无法判断 解析根据题给各物质的沸点及反应温度可知所有物质均为气态，该反应的平衡常数 表达式 KcCHCl3cHCl cCCl4cH2 ；由实验 2 可知，CCl4的转化率为 50%，则平衡时 c(CCl4)c(H2) c(CHCl3)c(HCl)

49、0.5 molL 1，则代入平衡常数表达式可得 K1。达到平衡后 H2 的转 化浓度为 0.5 molL 1，则 H2的平均反应速率为 0.5 molL1h1；由于加入 HCl 的物质的量大 于加入 CCl4的物质的量，使 QK，则平衡向逆反应方向移动。实验 1 中，设 CCl4转化浓 度为 x molL 1，K1 x2 0.8x1.2x，解得 x0.48，则 CCl 4的转化率0.48 0.8 100% 60%50%；实验 3 中，由于不知道该反应是放热反应还是吸热反应，故无法判断。 考点三等效平衡 核心知识梳理 1等效平衡的含义 在一定条件(恒温恒容或恒温恒压)下，只是起始加入情况不同的同

50、一可逆反应体系(不管 是从正反应开始，还是从逆反应开始)，在达到化学平衡状态时，任何相同组分的百分含量(体 积分数、物质的量分数或质量分数等)均相同，这样的化学平衡互为等效平衡。 2等效平衡的原理 同一可逆反应，当外界条件一定时，反应无论从正反应开始，还是从逆反应开始，最后 都能达到平衡状态。其中平衡混合物中各物质的含量相同。 由于化学平衡状态与条件有关，而与建立平衡的途径无关。因而，同一可逆反应，从不 同的状态开始，只要达到平衡时条件(温度、浓度、压强等)完全相同，则可形成等效平衡。 如：常温常压下，可逆反应： 2SO2O22SO3 2 mol1 mol0 mol 0 mol0 mol2 m