1、第二单元化学反应的方向和限度浙江考试标准知识条目必考要求加试要求(1)化学反应的限度ab(2)化学平衡的概念ab(3)化学平衡状态的特征ab(4)化学平衡常数b(5)反应物的转化率b(6)化学平衡常数与反应限度、转化率的关系c(7)自发反应的概念a(8)熵变的概念a(9)用熵变、焓变判断化学反应的方向c考点1| 化学反应进行的方向(加试要求)基础知识自查1自发过程和自发反应(1)定义在一定条件下，不用借助外力就可以自动进行的过程。(2)特点由能量较高状态向能量较低状态转化。(3)自发反应在一定温度和压强下，无需外界帮助就能自发进行的反应。2焓变与化学反应方向的关系(1)放热反应：绝大多数都能自
2、发进行，且反应放出的热量越多，体系能量降低得越多，反应越完全。(2)吸热反应：有些也能自发进行。(3)结论：反应的焓变是制约化学反应能否自发进行的因素之一。3熵变与化学反应方向的关系(1)熵：衡量一个体系混乱度的物理量，符号为S。体系中微粒之间无规则排列的程度越大，体系的熵越大。(2)熵变：反应前后体系熵的变化，符号为S。若发生变化后体系的混乱度增大，该过程的S0；反之，SS(l)S(s)。(3)熵变与化学反应方向的关系：化学反应的S越大，越有利于反应自发进行。4焓变与熵变对化学反应方向的共同影响体系能量降低和混乱度增大都有促使反应自发进行的倾向。判断反应的自发性必须综合考虑反应的焓变和熵变。
3、在恒温、恒压时，(1)H0，则反应一定能自发进行；(2)H0，S0，则反应一定不能自发进行；(3)H0，S0，S0，反应可能自发进行，也可能不自发进行，与反应的温度有关。核心要点提升化学反应方向的综合判据(加试内容)影响反应自发性的因素是焓变(H)、熵变(S)和温度(T)。要正确判断一个化学反应能否自发进行，必须综合考虑H、S和T这三个因素。在恒温恒压时，有如下判据：具体可表示为：类型HS反应的自发性10一定能自发进行(HTS00)300反应的自发性随温度的变化而改变。H0、S0的反应通常在低温下自发进行(此时HTS0、S0的反应通常在高温下自发进行(此时HTS00这个判据用文字可表述为：在温
4、度、压强一定的条件下，自发反应总是向HTS0的方向进行，直到达到平衡状态。【特别提醒】(1)反应能否自发进行需综合考虑焓变和熵变对反应的影响。(2)化学反应方向的判据指出的仅仅是在一定条件下化学反应自发进行的趋势，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。典型例题讲解已知：(NH4)2CO3(s)=NH4HCO3(s)NH3(g)H74.9 kJmol1，下列说法中正确的是()A该反应是吸热反应，因此一定不能自发进行B该反应中熵变、焓变皆大于0C碳酸盐分解反应中熵增加，因此任何条件下所有碳酸盐分解一定能自发进行D能自发进行的反应一定是放热反应，不能自发进行的反应一定是
5、吸热反应【解析】(NH4)2CO3自发分解是因为体系生成氨气使熵增大。吸热反应焓变大于零，熵增加反应熵变大于零，则HTS不一定小于零，因此吸热的熵增加反应不一定能自发进行。焓变不是决定反应方向的唯一因素，能自发进行的反应不一定是放热反应，不能自发进行的反应也不一定是吸热反应。【答案】B题组对点训练1下列关于化学反应焓变的叙述中，正确的是()A化学反应的焓变与反应的方向性无关B化学反应的焓变直接决定了反应的方向C焓变为正的反应都是吸热反应D焓变为正的反应都能自发进行C反应能否自发进行(方向性)是由HTS决定的，与H、S和T都有关。焓变只表达化学反应是释放能量还是吸收能量，不能用来独立判断反应的自
6、发性。2下列说法中不正确的是()A体系有序性越高，熵值就越低B自发过程可能导致体系的熵增大C吸热反应不可以自发进行D同种物质气态时熵值最大C反应能否自发进行，主要由自由能来决定，从公式GHTS可知G0，S0，根据化学反应方向的判据HTS0可知，HTS与0的大小关系受温度影响，T越大，HTS越小，因此该反应低温下为非自发反应，高温下为自发反应。4汽车尾气(含烃类、CO、NO与SO2等)是城市主要污染源之一，治理的办法之一是在汽车排气管上装催化转化器，它使NO与CO反应生成可参与大气生态循环的无毒气体，其反应原理是2NO(g)2CO(g)=N2(g)2CO2(g)。由此可知，下列说法中正确的是()
7、A该反应是熵增大的反应B该反应不能自发进行，因此需要合适的催化剂C该反应常温下能自发进行，催化剂条件只是加快反应的速率D该反应常温下能自发进行，因为正反应是吸热反应C只使用催化剂便可使尾气发生转化，故此反应能自发进行。因反应是气体物质的量减小的反应，故熵减小。因熵减小不利于反应自发，故自发进行的原因是反应放热。考点2| 可逆反应化学平衡状态基础知识自查1可逆反应2化学平衡状态(1)概念一定条件下的可逆反应中，正反应速率与逆反应速率相等，反应体系中所有参加反应的物质的浓度保持不变的状态。(2)建立过程从正反应开始建立从逆反应开始建立在一定条件下，把某一可逆反应的反应物加入固定容积的密闭容器中。反
8、应过程如下： (3)特点 核心要点提升判断可逆反应是否达到化学平衡状态，主要抓住两个标志，即化学平衡的两个特征“等”和“定”。1“等”v正v逆。指的是用同一物质表示的正、逆反应速率相等。2“定”即达到平衡状态时，反应混合物中各组分的百分含量一定。“百分含量”可能会被“物质的量”“物质的量浓度”“密度”“压强”“平均相对分子质量”“温度”“颜色”等代替。以mA(g)nB(g)pC(g)qD(g)为例列表分析如下：【特别提醒】判断可逆反应是否达到平衡状态的物理量有很多，只要抓住“变量不变”即可如果所给的那个物理量随着反应的进行是一个变量，在某时间段不变，就可以说明反应达到平衡状态；如果该物理量始终
9、是一个定值，就不能作为判断的依据。典型例题讲解(2016浙江10月选考试题)在一定条件下，可逆反应X(g)2Y(g)2Z(g)Ha kJmol1达到化学平衡时，下列说法一定正确的是()A反应放出a kJ热量BX和Y的物质的量之比为12C反应物和生成物的浓度都不再发生变化DX的正反应速率等于Z的逆反应速率【解析】不能确定参加反应的反应物的量多少，无法确定反应放出热量的多少，A错误；没有指明投料的量，不能确定二者含有的物质的量的关系，B错误；可逆反应达到平衡时反应体系的各物质的浓度都不会发生变化，C正确；反应达到平衡时X的正反应速率与Z的逆反应速率的比是12，D错误。【答案】C(1)化学反应达到化
10、学平衡状态的正逆反应速率相等，是指同一物质的消耗速率和生成速率相等，若用不同物质表示时，反应速率不一定相等。(2)化学反应达平衡状态时，各组分的浓度、百分含量保持不变，但不一定相等。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 molL1、0.3 molL1、0.2 molL1，在一定条件下，当反应达到平衡时，各物质的浓度有可能是()【导学号：81640102】AZ为0.3 molL1BY2为0.4 molL1CX2为0.2 molL1 DZ为0.4 molL1【解析】假设反应正向进行到底：X2(g)Y2(g)2Z(g)起始浓度(molL1)
11、0.1 0.3 0.2改变浓度(molL1) 0.1 0.1 0.2终态浓度(molL1) 0 0.2 0.4假设反应逆向进行到底：X2(g)Y2(g)2Z(g)起始浓度(molL1) 0.1 0.3 0.2改变浓度(molL1) 0.1 0.1 0.2终态浓度(molL1) 0.2 0.4 0平衡体系中各物质的浓度范围为0X20.2,0.2Y20.4,0Z105时，就认为反应基本进行完全了，当K105时，就认为反应基本进行完全了，当K105时，认为反应很难进行。(2)判断反应的热效应。 (3)计算反应物的转化率。3.化学平衡计算的方法“三段式”“三段式”法是有效解答化学平衡计算题的“万能钥匙
12、”。解题时，要注意清楚条理地列出起始量、转化量、平衡量，按题目要求进行计算，同时还要注意单位的统一。 (1)计算步骤：(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 molL1、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(molL1)ab00变化(molL1) mx nx px qx平衡(molL1) amx bnx px qx相关计算：平衡常数：K。A的平衡转化率：(A)平100%。A的物质的量分数：w(A)100%。混合气体的密度：混 。混合气体的平均相
13、对分子质量：。【易错警示】(1)稀水溶液中进行的反应，虽然H2O参与反应，但是H2O只作为溶剂，不能代入平衡常数表达式。如NH4ClH2ONH3H2OHCl的平衡常数表达式为K。(2)化学平衡发生移动，反应物的转化率发生变化，平衡常数不一定发生变化。但是若平衡常数发生变化，则平衡一定发生移动。(3)同一化学反应，可以用不同的化学方程式表示，每个化学方程式都有自己的平衡常数表达式及相应的平衡常数。因此，要注意使用与反应方程式相对应的平衡常教。典型例题讲解(2017浙江杭州七校质检)已知反应CO(g)CuO(s)CO2(g)Cu(s)和反应H2(g)CuO(s)Cu(s)H2O(g)在相同的某温度
14、下的平衡常数分别为K1和K2，该温度下反应CO(g)H2O(g)CO2(g)H2(g)的平衡常数为K。则下列说法正确的是() 【导学号：81640103】A反应的平衡常数K1B反应的平衡常数KC对于反应，恒容时，温度升高，H2的浓度减小，则该反应为吸热反应D对于反应，恒温恒容下，增大压强，H2的浓度一定增大【解析】反应的平衡常数K1，故A错误；反应的平衡常数K1，反应的平衡常数K2，反应的平衡常数K，故B正确；对于反应，恒容时，温度升高，H2的浓度减小，说明升高温度平衡向逆反应方向移动，正反应为放热反应，故C错误；对于反应，恒温恒容下，通入稀有气体而使压强增大，平衡不移动，H2的浓度不变，故D
15、错误。【答案】B一定量的CO2与足量的碳在体积可变的恒压密闭容器中反应：C(s)CO2(g)2CO(g)。平衡时，体系中气体体积分数与温度的关系如下图所示：已知：气体分压(p分)气体总压(p总)体积分数。下列说法正确的是()A550 时，若充入惰性气体，v正、v逆均减小，平衡不移动B650 时，反应达平衡后CO2的转化率为25.0%CT 时，若充入等体积的CO2和CO，平衡向逆反应方向移动D925 时，用平衡分压代替平衡浓度表示的化学平衡常数Kp24.0p总【解析】A550 时，若充入惰性气体， v正、v逆均减小，由于保持了压强不变，相当于扩大了体积，平衡正向移动，A项错误。B.根据图示可知，
16、在650 时，CO的体积分数为40%，根据反应方程式：C(s)CO2(g)2CO(g)，设开始加入1 mol CO2，反应掉了x mol CO2，则有：C(s)CO2(g)2CO(g)始态： 1 mol0变化： x mol 2x mol平衡： (1x)mol 2x mol因此有：100%40%，解得x0.25，则CO2的平衡转化率为100%25%，故B项正确。C.若再充入等体积CO2和CO，体积分数约为50%，平衡不移动，C项错误。D.925 时，CO的体积分数为96%，故Kp23.04p总，D项错误。【答案】B有关化学平衡计算的三点注意事项(1)注意反应物和生成物的浓度关系：反应物：c(平)
17、c(始)c(变)；生成物：c(平)c(始)c(变)。(2)利用混和计算时要注意m总应为气体的质量，V应为反应容器的体积，n总应为气体的物质的量。(3)起始浓度、平衡浓度不一定呈现化学计量数比，但物质之间是按化学计量数反应和生成的，故各物质的浓度变化之比一定等于化学计量数之比，这是计算的关键。题组对点训练1在某温度下，可逆反应mAnBpCqD的平衡常数为K，下列说法正确的是()AK越大，达到平衡时，反应进行的程度越大BK越小，达到平衡时，反应物的转化率越大CK随反应物浓度的改变而改变DK随温度和压强的改变而改变AK是生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比值，显然，K越大，反应进行的程度越大，但反
18、应物的转化率不一定越大，A项正确、B项错误；K只受温度的影响，故C、D项错误。2对于可逆反应4NH3(g)5O2(g)4NO(g)6H2O(g)，下列叙述正确的是()A平衡常数的表达式KB当v正(NH3)v正(NO)11时，说明该化学反应已经达到平衡C若平衡时两种反应物的转化率相等，则起始投入时n(NH3)n(O2)54D反应达到平衡后，恒容条件下只调节NH3和NO的量，可保持原平衡状态D根据平衡常数的定义和反应的特点，H2O(g)也应计入平衡常数中，即K，A项错误；根据K的表达式可知D项正确；B项中的关系式在任何时刻都成立，B项错误；C项中起始投入时n(NH3)n(O2)应为45，C项错误。
19、3在一定温度下，将气体X和气体Y各0.16 mol充入10 L恒容密闭容器中，发生反应X(g)Y(g)2Z(g)Hv正C该温度下此反应的平衡常数K1.44D其他条件不变，再充入0.2 mol Z，平衡时X的体积分数增大C选项具体分析结论AY的反应速率为v(Y)(0.160.12)mol/(10 L2 min)2.0103mol/(Lmin)，v(Z)2v(Y)4.0103mol/(Lmin)错误BHv逆错误C由平衡常数公式可得K1.44正确D反应前后计量数不变，达到等效平衡，X体积分数不变错误4.已知反应A(g)3B(g)2C(g)在一定温度下达到平衡，各物质的平衡浓度分别为c(A)2.0 mol/L、c(B)2.0 mol/L、c(C)1.0 mol/L。则：(1)该反应的平衡常数表达式为_。(2)该反应的平衡常数的值为_。(3)若某时刻各物质的浓度分别为c(A)3.0 mol/L，c(B)2.0 mol/L，c(C)2.0 mol/L，则该时刻v正_v逆(填“”“”或“K，平衡逆向移动，则v正v逆。【答案】(1)K(2)(3)
