1、第2讲化学反应的方向和限度考纲要求1.了解化学反应的方向与化学反应的焓变与熵变之间的关系。2.能够利用化学反应的焓变和熵变判断化学反应的方向。3.了解可逆反应的定义。4.理解化学平衡的定义。5.理解化学平衡常数的定义。考点一化学反应进行的方向1自发过程(1)含义在一定条件下，不需要借助外力作用就能自动进行的过程。(2)特点体系趋向于从高能状态转变为低能状态(体系对外部做功或释放热量)。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。3判断化学反应方向的依据(1)焓变与反应方向研究表明，对于化学反应而言，绝大多数
2、放热反应都能自发进行，且反应放出的热量越多，体系能量降低得也越多，反应越完全。可见，反应的焓变是制约化学反应能否自发进行的因素之一。(2)熵变与反应方向研究表明，除了热效应外，决定化学反应能否自发进行的另一个因素是体系的混乱度。大多数自发反应有趋向于体系混乱度增大的倾向。熵和熵变的含义a熵的含义熵是衡量一个体系混乱度的物理量。用符号S表示。同一条件下，不同物质有不同的熵值，同一物质在不同状态下熵值也不同，一般规律是S(g)S(l)S(s)。b熵变的含义熵变是反应前后体系熵的变化，用S表示，化学反应的S越大，越有利于反应自发进行。(3)综合判断反应方向的依据HTS0，反应不能自发进行。深度思考1
3、能自发进行的反应一定能实际发生吗？答案不一定，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。2判断正误，正确的划“”，错误的划“”(1)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()(2)反应能否自发进行需综合考虑焓变和熵变对反应的影响()答案(1)(2)题组一焓变与自发反应1实验证明，多数能自发进行的反应都是放热反应。对此说法的理解正确的是()A所有的放热反应都是自发进行的B所有的自发反应都是放热的C焓变是影响反应是否具有自发性的一种重要因素
4、D焓变是决定反应是否具有自发性的唯一判据答案C题组二熵变与自发反应2下列过程属于熵增加的是()A一定条件下，水由气态变成液态B高温高压条件下使石墨转变成金刚石C4NO2(g)O2(g)=2N2O5 (g)D固态碘升华答案D3下列反应中，熵显著增加的反应是()ACO(g)2H2(g)=CH3OH(g)BCaCO32HCl=CaCl2H2OCO2CC(s)O2(g)=CO2(g)D2Hg(l)O2(g)=2HgO(s)答案B解析反应中若生成气体或气体的量增加，都会使混乱度增大，熵增加。题组三复合判据的应用4已知：(NH4)2CO3(s)=NH4HCO3(s)NH3(g)H74.9 kJmol1。下
5、列说法中正确的是()A该反应中熵变小于0，焓变大于0B该反应是吸热反应，因此一定不能自发进行C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自发进行D判断反应能否自发进行需要根据H与S综合考虑答案D5灰锡结构松散，不能用于制造器皿，而白锡结构坚固，可以制造器皿，现把白锡制成的器皿放在0 、100 kPa的室内存放，它会不会变成灰锡而不能再继续使用？已知：在0 、100 kPa条件下白锡转化为灰锡的反应焓变和熵变分别为H2 180.9 Jmol1，S6.61 Jmol1K1。答案会自发变成灰锡，不能再继续使用。解析HTS2 180.9 Jmol1103273 K(6.61 Jmol1K
6、1)1030.38 kJmol10，能自发进行。焓变、熵变和温度对化学反应方向的影响HSHTS反应情况永远是负值在任何温度下过程均自发进行永远是正值在任何温度下过程均非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，高温时非自发考点二可逆反应与化学平衡状态1可逆反应(1)定义在同一条件下既可以向正反应方向进行，同时又可以向逆反应方向进行的化学反应。(2)特点二同：a.相同条件下；b.正、逆反应同时进行。一小：反应物与生成物同时存在；任一组分的转化率都小于(填“大于”或“小于”)100%。(3)表示在方程式中用“”表示。2化学平衡状态(1)概念一定条件下的可逆反应中，
7、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质量或浓度保持不变的状态。(2)化学平衡的建立(3)平衡特点深度思考1判断正误，正确的划“”，错误的划“”(1)2H2O2H2O2为可逆反应()(2)二次电池的充、放电为可逆反应()(3)可逆反应不等同于可逆过程。可逆过程包括物理变化和化学变化，而可逆反应属于化学变化()(4)化学反应达到化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。()(5)一个可逆反应达到的平衡状态就是这个反应在该条件下所能达到的限度()(6)化学反应的限度可以通过改变反应条件而改变()2向含有2 mo
8、l的SO2的容器中通入过量氧气发生2SO2(g)O2(g)2SO3(g)HQ kJmol1(Q0)，充分反应后生成SO3的物质的量_2 mol(填“”或“”，下同)，SO2的物质的量_0 mol，转化率_100%，反应放出的热量_ Q kJ。答案题组一极端假设，界定范围，突破判断1一定条件下，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 molL1、0.3 molL1、0.08 molL1，则下列判断正确的是()Ac1c231B平衡时，Y和Z的生成速率之比为23CX、Y的转化率不相等Dc1的取值范围
9、为0 molL1c10.14 molL1答案D解析平衡浓度之比为13，转化浓度亦为13，故c1c213，A、C不正确；平衡时Y生成表示逆反应，Z生成表示正反应速率且vY(生成)vZ(生成)应为32，B不正确；由可逆反应的特点可知0c10.14 molL1。2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()AZ为0.3 molL1 BY2为0.4 molL1CX2为0.2 molL1 DZ为0.4 molL1答案A极端假设法确定各物质浓度范围
10、上述题目2可根据极端假设法判断，假设反应正向或逆向进行到底，求出各物质浓度的最大值和最小值，从而确定它们的浓度范围。假设反应正向进行到底：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 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X2(0,0.2)，Y2(0.2,0.4)，Z(0,0.4)。题组二审准题干，关注特
11、点，判断标志3在两个恒容的密闭容器中进行下列两个可逆反应(甲)2NO2(g)2NO(g)O2(g)(乙)H2(g)I2(g)2HI(g)现有下列状态：反应物的消耗速率与生成物的生成速率之比等于系数之比反应物的消耗速率与生成物的消耗速率之比等于系数之比速率之比等于系数之比的状态浓度之比等于系数之比的状态百分含量之比等于系数之比的状态混合气体的颜色不再改变的状态混合气体的密度不再改变的状态混合气体的平均相对分子质量不再改变的状态体系温度不再改变的状态压强不再改变的状态反应物的浓度不再改变的状态反应物或生成物的百分含量不再改变的状态其中能表明(甲)达到化学平衡状态的是_；能表明(乙)达到化学平衡状态
12、的是_；能表明(甲)、(乙)都达到化学平衡状态的是_。答案4在两个恒温、恒容的密闭容器中进行下列两个可逆反应：(甲)2X(g)Y(g)Z(s)(乙)A(s)2B(g)C(g)D(g)，当下列物理量不再发生变化时混合气体的密度反应容器中生成物的百分含量反应物的消耗速率与生成物的消耗速率之比等于系数之比混合气体的压强混合气体的平均相对分子质量混合气体的总物质的量其中能表明(甲)达到化学平衡状态是_；能表明(乙)达到化学平衡状态是_。答案5在一定温度下的某容积可变的密闭容器中，建立下列化学平衡：C(s)H2O(g)CO(g)H2(g)。不能确定上述可逆反应在一定条件下已达到化学平衡状态的是()A体系
13、的体积不再发生变化Bv正(CO)v逆(H2O)C生成n mol CO的同时生成n mol H2D1 mol HH键断裂的同时断裂2 mol HO键答案C解析不论反应是否达到平衡状态，生成n mol CO的同时都会生成n mol H2。规避“2”个易失分点1注意两审一审题干条件，是恒温恒容还是恒温恒压；二审反应特点：(1)全部是气体参与的等体积反应还是非等体积反应；(2)是有固体参与的等体积反应还是非等体积反应。2不能作为“标志”的四种情况(1)反应组分的物质的量之比等于化学方程式中相应物质的化学计量数之比。(2)恒温恒容下的体积不变的反应，体系的压强或总物质的量不再随时间而变化，如2HI(g)
14、H2(g)I2(g)。(3)全是气体参加体积不变的反应，体系的平均相对分子质量不再随时间而变化，如2HI(g)H2(g)I2(g)。(4)全是气体参加的反应，恒容条件下体系的密度保持不变。考点三化学平衡常数1概念在一定温度下，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，用符号K表示。2表达式对于反应mA(g)nB(g)pC(g)qD(g)，K(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(1)K值越大，反应物的转化率越大，正反应进行的程度越大。(2)K只受温度影响，与反应物或生成物的浓度变化无关。(3)化学平衡常数是指某一具体反应的平衡
15、常数。深度思考1判断正误，正确的划“”，错误的划“”(1)平衡常数表达式中，可以是物质的任一浓度()(2)催化剂能改变化学反应速率，也能改变平衡常数()(3)平衡常数发生变化，化学平衡不一定发生移动()(4)化学平衡发生移动，平衡常数不一定发生变化()答案(1)(2)(3)(4)2对于N2(g)3H2(g)2NH3(g)K1 2NH3(g)N2(g)3H2(g)K2试分别写出平衡常数表达式，并判断其关系_。答案K1K2K13化学平衡常数只受温度的影响，温度升高，化学平衡常数是增大还是减小？答案温度升高化学平衡常数的变化要视反应而定，若正反应是吸热反应，则温度升高K值增大，反之则减小。4对于一个
16、可逆反应，化学计量数扩大或缩小，化学平衡常数表达式是否改变？是什么关系？转化率是否相同？试举例说明。答案对于一个可逆反应，化学计量数不一样，化学平衡常数表达式也不一样，但对应物质的转化率相同。例如：aA(g)bB(g)cC(g)K1naA(g)nbB(g)ncC(g)K2K或K1无论还是，A或B的转化率是相同的。题组一化学平衡常数及其影响因素1温度为T 时，在体积为10 L的真空容器中通入1.00 mol氢气和1.00 mol碘蒸气，20 min后，反应达到平衡，此时测得碘蒸气的浓度为0.020 molL1。涉及的反应可以用下面的两个化学方程式表示：H2(g)I2(g)2HI(g)2H2(g)
17、2I2(g)4HI(g)下列说法正确的是()A反应速率用HI表示时，v(HI)0.008 molL1min1B两个化学方程式的意义相同，但其平衡常数表达式不同，不过计算所得数值相同C氢气在两个反应方程式中的转化率不同D第二个反应中，增大压强平衡向生成HI的方向移动答案A解析H2(g)I2(g)2HI(g)初始浓度(molL1) 0.100 0.100 0平衡浓度(molL1) 0.020 0.020 0.160转化浓度(molL1) 0.080 0.080 0.160所以，v(HI)0.160 molL120 min0.008 molL1min1，A正确；K64，而KK6424 096，故选项
18、B错；两个化学方程式表示的是一个反应，反应达到平衡时，氢气的浓度相同，故其转化率相同，C错；两个反应相同，只是表达形式不同，压强的改变对平衡的移动没有影响，D错。2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()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浓度减小，则该反应的焓变为正值D对于反应，恒温恒容下，增大压强，H2浓度一定减小答案B解析在书写平衡常数表达式时，纯固
19、体不能表示在平衡常数表达式中，A错误；由于反应反应反应，因此平衡常数K，B正确；反应中，温度升高，H2浓度减小，则平衡左移，即逆反应为吸热反应，正反应为放热反应，因此H0，请回答下列问题：(1)在某温度下，反应物的起始浓度分别为c(M)1 molL1，c(N)2.4 molL1；达到平衡后，M的转化率为60%，此时N的转化率为_。(2)若反应温度升高，M的转化率_(填“增大”、“减小”或“不变”)。(3)若反应温度不变，反应物的起始浓度分别为c(M)4 molL1，c(N)a molL1；达到平衡后，c(P)2 molL1，a_。(4)若反应温度不变，反应物的起始浓度为c(M)c(N)b mo
20、lL1，达到平衡后，M的转化率为_。答案(1)25%(2)增大(3)6(4)41%解析(1)M(g)N(g)P(g)Q(g)始态molL1 1 2.4 0 0变化量molL1 160% 160%因此N的转化率为100%25%。(2)由于该反应的H0，即该反应为吸热反应，因此升高温度，平衡右移，M的转化率增大。(3)根据(1)可求出各平衡浓度：c(M)0.4 molL1c(N)1.8 molL1c(P)0.6 molL1c(Q)0.6 molL1因此化学平衡常数K由于温度不变，因此K不变，新状态达到平衡后c(P)2 molL1c(Q)2 molL1c(M)2 molL1c(N)(a2) molL
21、1K解得a6。(4)设M的转化率为x，则达到平衡后各物质的平衡浓度分别为c(M)b(1x) molL1c(N)b(1x) molL1c(P)bx molL1c(Q)bx molL1K解得x41%。题组二化学平衡常数、转化率的相互换算2SO2常用于制硫酸，其中一步重要的反应为2SO2(g)O2(g)2SO3(g)H0。若向一个2 L的密闭容器中充入0.4 mol SO2、0.2 mol O2和0.4 mol SO3，发生上述反应。请回答下列问题：(1)当反应达到平衡时，各物质的浓度可能是_(填字母)。Ac(SO2)0.3 molL1、c(O2)0.15 molL1Bc(SO3)0.4 molL1
22、Cc(O2)0.2 molL1、c(SO2)0.4 molL1Dc(SO3)0.3 molL1(2)任选上述一种可能的情况，计算达到平衡时的平衡常数为_。(3)某温度时，将4 mol SO2和2 mol O2通入2 L密闭容器中，10 min时反应达到平衡，SO2的转化率为80%，则010 min内的平均反应速率v(O2)_，该温度下反应2SO2(g)O2(g)2SO3(g)的平衡常数K_。答案(1)AD(2)(或180)(3)0.08 molL1min180解析(1)2SO2(g)O2(g)2SO3(g)起始浓度(molL1) 0.2 0.1 0.2正向进行到底(molL1) 0 0 0.4
23、逆向进行到底(molL1) 0.4 0.2 0由此可知，A、D项可能。(2) 2SO2(g)O2(g)2SO3(g)起始浓度(molL1) 0.2 0.1 0.2转化浓度(molL1) 0.1 0.05 0.1平衡浓度(molL1) 0.3 0.15 0.1可得A项中K1，同理可得出选项D中K2180。(3)v(SO2)0.16 molL1min1，换算出v(O2)0.08 molL1min1。 2SO2(g)O2(g)2SO3(g)起始浓度(molL1) 2 1 0转化浓度(molL1) 1.6 0.8 1.6平衡浓度(molL1) 0.4 0.2 1.6可得K80。探究高考明确考向全国卷、
24、高考题调研1(2014新课标全国卷，26)在容积为1.00 L的容器中，通入一定量的N2O4，发生反应N2O4(g)2NO2(g)，随温度升高，混合气体的颜色变深。回答下列问题：(1)反应的H_0(填“大于”或“小于”)；100 时，体系中各物质浓度随时间变化如上图所示。在060 s时段，反应速率v(N2O4)为_ molL1s1；反应的平衡常数K1为_。(2)100 时达平衡后，改变反应温度为T，c(N2O4)以0.002 0 molL1s1的平均速率降低，经10 s又达到平衡。T_100 (填“大于”或“小于”)，判断理由是_。列式计算温度T时反应的平衡常数K2_。(3)温度T时反应达平衡
25、后，将反应容器的容积减少一半，平衡向_(填“正反应”或“逆反应”)方向移动，判断理由是_。答案(1)大于0.001 00.36 molL1(2)大于反应正方向吸热，反应向吸热方向进行，故温度升高平衡时，c(NO2)0.120 molL10.002 0 molL110 s20.160 molL1c(N2O4)0.040 molL10.002 0 molL1s110 s0.020 molL1K21.28 molL1(3)逆反应将反应容器的容积减小一半，即增大压强，当其他条件不变时，增大压强，平衡向气体分子数减小的方向移动，即向逆反应方向移动解析(1)由题意及图示知，在1.00 L的容器中，通入0.
26、100 mol的N2O4，发生反应：N2O4(g)2NO2(g)，随温度升高混合气体的颜色变深，说明反应向生成NO2的方向移动，即向正反应方向移动，所以正反应为吸热反应，即H0；由图示知60 s时该反应达到平衡，消耗N2O4为0.100 molL10.040 molL10.060 molL1，根据v可知：v(N2O4)0.001 0 molL1s1；求平衡常数可利用三段式：N2O4(g)2NO2(g)起始量/(molL1) 0.100 0转化量/(molL1) 0.060 0.120平衡量/(molL1) 0.040 0.120K10.36 molL1。(2)100 时达平衡后，改变反应温度为
27、T，c(N2O4)降低，说明平衡N2O4(g)2NO2(g)向正反应方向移动，根据勒夏特列原理，温度升高，向吸热反应方向移动，即向正反应方向移动，故T100 ；由c(N2O4)以0.002 0 molL1s1的平均速率降低，经10 s又达到平衡，可知此时消耗N2O4 0.002 0 molL1s110 s0.020 molL1，由三段式：N2O4(g)2NO2(g)起始量/(molL1) 0.040 0.120转化量/(molL1) 0.020 0.040平衡量/(molL1) 0.020 0.160K21.28 molL1。(3)温度T时反应达到平衡后，将反应容器的容积减小一半，压强增大，平
28、衡会向气体体积减小的方向移动，该反应逆反应为气体体积减小的反应，故平衡向逆反应方向移动。22014新课标全国卷，28(3)已知：C2H4(g)H2O(g)=C2H5OH(g)H45.5 kJmol1。乙醇是重要的有机化工原料，可由乙烯气相直接水合法或间接水合法生产。下图为气相直接水合法中乙烯的平衡转化率与温度、压强的关系(其中nH2OnC2H411)。列式计算乙烯水合制乙醇反应在图中A点的平衡常数Kp_(用平衡分压代替平衡浓度计算，分压总压物质的量分数)。图中压强(p1、p2、p3、p4)的大小顺序为_，理由是_。气相直接水合法常用的工艺条件为磷酸/硅藻土为催化剂，反应温度290 、压强6.9
29、 MPa，nH2OnC2H40.61，乙烯的转化率为5%，若要进一步提高乙烯转化率，除了可以适当改变反应温度和压强外，还可以采取的措施有_、_。答案0.07(MPa)1p4p3p2p1反应分子数减少，相同温度下，压强增大，乙烯转化率提高将产物乙醇液化移去增加nH2OnC2H4比解析Kp0.07(MPa)1C2H4(g)H2O(g)C2H5OH(g)是一个气体体积减小的反应，相同温度下，增大压强，平衡向正反应方向移动，C2H4的转化率提高，所以p4p3p2p1。依据反应特点及平衡移动原理，提高乙烯转化率还可以增大H2O与C2H4的比例，将乙醇及时分离出去等。3(2013新课标全国卷，28)在1.
30、0 L密闭容器中放入0.10 mol A(g)，在一定温度进行如下反应：A(g)B(g)C(g)H85.1 kJmol1反应时间(t)与容器内气体总压强(p)的数据见下表：时间t/h0124816202530总压强p/100 kPa4.915.586.327.318.549.509.529.539.53回答下列问题：(1)欲提高A的平衡转化率，应采取的措施为_。(2)由总压强p和起始压强p0计算反应物A的转化率(A)的表达式为_。平衡时A的转化率为_，列式并计算反应的平衡常数K_。(3)由总压强p和起始压强p0表示反应体系的总物质的量n总和反应物A的物质的量n(A)，n(总)_ mol，n(A
31、)_ mol。下表为反应物A浓度与反应时间的数据，计算：a_。反应时间t/h04816c(A)/(molL1)0.10a0.0260.006 5分析该反应中反应物的浓度c(A)变化与时间间隔(t)的规律，得出的结论是_，由此规律推出反应在12 h时反应物的浓度c(A)为_ molL1。答案(1)升高温度、降低压强(2)(1)100%94.1%A(g)B(g)C(g)起始浓度(molL1) 0.10 0 0平衡浓度(molL1)0.10(194.1%)0.1094.1%0.1094.1%K1.5(3)0.100.10(2)0.051达到平衡前每间隔4 h，c(A)减少约一半0.013解析通过分析
32、表格中数据，根据压强之比等于物质的量之比入手解决相关问题。(1)要提高A的转化率，应通过改变条件使平衡正向移动，可以从浓度、温度、压强三个方面考虑，可从容器中分离出B、C或扩大容器的体积(降低压强)或升高温度。(2)相同条件下，在密闭容器中气体的压强之比等于物质的量之比，设反应后气体的总物质的量为x，则有，故x mol，而气体的物质的量的增加量等于消耗的A的物质的量，故A的转化率为100%(1)100%，将表中的数据代入公式中可得平衡时A的转化率为(1)100%94.1%；根据化学方程式列出平衡三段式，注意三段式中使用的都是浓度，即可求得平衡常数。(3)结合(2)的解析可知n(A)0.10 m
33、ol(0.10) mol0.10(2) mol；根据表中的数据，可知a0.10(2) molL10.051 molL1，通过表中的数据可知，在达到平衡前每间隔4 h，A的浓度减少约一半，故反应在12 h时，A的浓度为0.50.026 molL10.013 molL1。各省市高考题调研1(2014江苏，15改编)一定温度下，在三个体积均为1.0 L的恒容密闭容器中发生反应：2CH3OH(g)CH3OCH3(g)H2O(g)容器编号温度()起始物质的量(mol)平衡物质的量(mol)CH3OH(g)CH3OCH3(g)H2O(g)3870.200.0800.0803870.402070.200.0
34、900.090下列说法正确的是()A该反应的正反应为吸热反应B达到平衡时，容器中的CH3OH体积分数比容器中的小C容器中反应到达平衡所需时间比容器中的长D若起始时向容器中充入CH3OH 0.15 mol、CH3OCH3 0.15 mol 和H2O 0.10 mol，则反应将向正反应方向进行答案D解析A项，根据表格中数据，容器和容器中起始物质的量都是0.20 mol，温度在387 时，达到平衡时CH3OCH3的物质的量为0.080 mol，而温度在207 时，达到平衡时CH3OCH3的物质的量为0.090 mol，说明该反应的正反应为放热反应，错误；B项，由于该反应是一个反应前后气体体积相等的反
35、应，因此容器和容器的平衡为等效平衡，故CH3OH的体积分数一样大，错误；C项，容器的温度高，反应速率快，达到平衡所需时间短，错误；D项，容器中的K4，而此时的Q0.67，因此QK，则反应将向正反应方向进行，正确。2(2014四川理综，7)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/moln(X)n(Y)n(M)7000.400.100.0908000.100.400.0808000.200.30a9000.100.15b下列说法正确的是()A实验中，若5 min时测得n(M)0
36、.050 mol，则0至5 min 时间内，用N表示的平均反应速率v(N)1.0102 molL1min1B实验中，该反应的平衡常数K2.0C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答案C解析A项，根据方程式可知在5 min内反应生成的n(N)等于生成的n(M)，则v(N)1103 molL1min1，该项错误；B项，根据表格中数据可知平衡时c(X)0.002 molL1、c(Y)0.032 molL1、c(N)c(M)0.008 molL1，则平衡常数K1.0，该项错误；C项，因该反应在800 时平衡常数为1.0，设反应中转化的X的物质的量为x，则有(0.20
37、x)(0.30x)xx，故x0.12 mol，X的转化率为100%60%，该项正确；假设在900 时，该反应的平衡常数也为1.0，根据实验中的数据可知b0.060，由中数据可知在700 时平衡常数约为2.6，结合800 时平衡常数为1.0可知，温度越高，该平衡常数越小，平衡逆向移动，故b0.060，该项错误。3. (2013安徽理综，11)一定条件下，通过下列反应可以制备特种陶瓷的原料MgO：MgSO4(s)CO(g)MgO(s)CO2(g)SO2(g)H0该反应在恒容的密闭容器中达到平衡后，若仅改变图中横坐标x的值，重新达到平衡后，纵坐标y随x变化趋势合理的是()选项xyA温度容器内混合气体
38、的密度BCO的物质的量CO2与CO的物质的量之比CSO2的浓度平衡常数KDMgSO4的质量(忽略体积)CO的转化率答案A解析由于此反应为吸热反应，升高温度，平衡正向移动，混合气体质量增加，密度增大，A正确；当增加CO的物质的量时，相当于增大体系的压强，CO的转化率减小，CO2与CO的物质的量之比减小，B错误；平衡常数只与温度有关，与SO2的浓度无关，C错误；MgSO4为固体，增加其质量对平衡无影响，所以CO的转化率不变，D错误。4(2013四川理综，6)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)H0，一段时间后达到平衡。反应过
39、程中测定的数据如下表：t/min2479n(Y)/mol0.120.110.100.10下列说法正确的是()A反应前2 min的平均速率v(Z)2.0103molL1min1B其他条件不变，降低温度，反应达到新平衡前v(逆)v(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的体积分数增大答案C解析根据表格中的数据，列出平衡三段式，逐项分析。A项根据表中的数据可求得在前2 min内生成Z为0.08 mol，故v(Z)4103 molL1min1；B项由于该反应的正反应是放热反应，降低温度，平衡正向移动，v(逆)v(正)；C项根据平衡常数的表达式K1.4
40、4；D项因该反应前后气体化学计量数和相等，其他条件不变时，再充入0.2 mol Z，达到平衡时，其作用效果相当于保持Z的物质的量不变，缩小容器的体积，X的体积分数不变。5(2014广东理综，31)用CaSO4代替O2与燃料CO反应，既可提高燃烧效率，又能得到高纯CO2，是一种高效、清洁、经济的新型燃烧技术，反应为主反应，反应和为副反应。1/4CaSO4(s)CO(g)1/4CaS(s)CO2(g)H147.3 kJmol1CaSO4(s)CO(g)CaO(s)CO2(g)SO2(g)H2210.5 kJmol1CO(g)1/2C(s)1/2CO2(g)H386.2 kJmol1(1)反应2Ca
41、SO4(s)7CO(g)CaS(s)CaO(s)6CO2(g)C(s)SO2(g)的H_(用H1、H2和H3表示)。(2)反应的平衡常数的对数lgK随反应温度T的变化曲线如图所示，结合各反应的H，归纳lgKT曲线变化规律：a)_；b)_。(3)向盛有CaSO4的真空恒容密闭容器中充入CO，反应于900 达到平衡，c平衡(CO)8.0105 molL1，计算CO的转化率(忽略副反应，结果保留两位有效数字)。(4)为减少副产物，获得更纯净的CO2，可在初始燃料中适量加入_。(5)以反应中生成的CaS为原料，在一定条件下经原子利用率100%的高温反应，可再生CaSO4，该反应的化学方程式为_；在一定
42、条件下，CO2可与对二甲苯反应，在其苯环上引入一个羧基，产物的结构简式为_。答案(1)4H1H22H3(2)随着温度的升高，放热反应的lgK随温度的升高而减小，吸热反应的lgK随温度的升高而增大同为放热反应，H越大，lgK随温度变化的变化值越小(3)由图像可知，当反应在900 时，lgK2，即平衡常数K100。设起始时CO的浓度为a molL1，转化量为x molL1。1/4CaSO4(s)CO(g)1/4CaS(s)CO2(g) a 0 x x 8.0105 x根据：K100，解得x8.0103。根据：ax8.0105，解得a8.08103。所以CO的转化率100%99%(4)二氧化碳(或C
43、O2)(5)CaS2O2CaSO4解析(1)利用盖斯定律可以计算出所给反应的焓变，要学会利用所给化学方程式中化学计量数和反应物、中间产物的关系进行解答。根据盖斯定律，由42可得目标热化学方程式，故有H4H1H22H3。(2)该图像只标明反应的变化趋势，由于反应是放热反应，可得出“随着温度升高，放热反应的lgK随温度的升高而减小，吸热反应的lgK随温度的升高而增大”的结论；由于所给三个热化学方程式中有两个是放热反应，一个是吸热反应，而给出的图像中有两条变化趋势相同，因此可判断曲线代表反应，曲线代表反应，通过反应和反应曲线相对关系，可得出“同为放热反应，H越大，lgK随温度变化的变化值越小”的结论
44、。(3)由图像可知，当反应在900 时，lgK2，即平衡常数K100。设起始时CO的浓度为a molL1，转化量为x molL1。1/4CaSO4(s)CO(g)1/4CaS(s)CO2(g) a 0 x x 8.0105 x根据：K100，解得x8.0103。根据：ax8.0105，解得a8.08103。所以CO的转化率100%99%。(4)要获得更纯净的二氧化碳，必须减少二氧化硫的量，通过反应的分析可知，当二氧化碳浓度增大时，可使平衡向左移动，所以可在初始燃料(CO)中加入适量二氧化碳，减少二氧化硫的产生，获得更纯净的二氧化碳。(5)本小题首先确定三点：一是反应物为CaS；二是生成物为Ca
45、SO4；三是原子利用率为100%。所以另一种反应物为O2，反应方程式为CaS2O2CaSO4；通过分析题给信息可知，生成物为反应物在苯环上引入羧基而得，所以生成物的结构简式为。62014北京理综，26(2)，2NO(g)O2(g)2NO2(g)。在其他条件相同时，分别测得NO的平衡转化率在不同压强(p1、p2)下随温度变化的曲线(如图)。比较p1、p2的大小关系：_。随温度升高，该反应平衡常数变化的趋势是_。答案p1p2减小解析反应2NO(g)O2(g)2NO2(g)的正反应为气体总分子数减小的反应，在温度相同时，增大压强，平衡正向移动，NO的平衡转化率增大，结合NO的平衡转化率与压强的变化曲
46、线可知， p1p2。由图可知，压强一定时，温度升高，NO的平衡转化率降低，说明平衡逆向移动，则该反应的正向H0，所以随着温度升高，该反应平衡常数减小。72014重庆理综，11(3)储氢还可借助有机物，如利用环己烷和苯之间的可逆反应来实现脱氢和加氢：在某温度下，向恒容密闭容器中加入环己烷，其起始浓度为a molL1，平衡时苯的浓度为b molL1，该反应的平衡常数K_。答案 mol3L3解析达到平衡时，H2的浓度为苯的3倍，即H2浓度为3b molL1，环己烷的浓度为(ab) molL1，反应的平衡常数为K mol3L3。82014山东理综，29(1)(2)研究氮氧化物与悬浮在大气中海盐粒子的相
47、互作用时，涉及如下反应：2NO2(g)NaCl(s)NaNO3(s)ClNO(g)K1H10()2NO(g)Cl2(g)2ClNO(g)K2H2”“不变升高温度解析(1)观察题给的三个方程式可知，题目所求的方程式可由()2()得到，故该反应的平衡常数K。(2)由题给数据可知，n(ClNO)7.5103molL1min110 min2 L0.15 mol。2NO(g)Cl2(g)2ClNO(g)起始物质的量/mol 0.2 0.1 010 min内转化的物质的量/mol 0.15 0.075 0.15平衡物质的量/mol 0.05 0.025 0.15故n(Cl2)0.025 mol；NO的转化
48、率1100%75%。其他条件保持不变，由恒容条件(2 L)改为恒压条件，因该反应是气体分子数减小的反应，平衡正向移动，NO的转化率增大，即21；平衡常数只是温度的函数，故由恒容条件改为恒压条件时平衡常数不变；要使平衡常数减小，平衡应逆向移动，因为反应()是放热反应，故应升高温度。92014福建理综，24(3)已知t 时，反应FeO(s)CO(g)Fe(s)CO2(g)的平衡常数K0.25。t 时，反应达到平衡时n(CO)n(CO2)_。若在1 L密闭容器中加入0.02 mol FeO(s)，并通入x mol CO，t 时反应达到平衡。此时FeO(s)转化率为50%，则x_。答案410.05解析
49、根据该反应的Kc(CO2)/c(CO)0.25，可知反应达到平衡时n(CO)n(CO2)41。根据反应：FeO(s)CO(g)Fe(s)CO2(g)初始物质的量/mol0.02x00变化物质的量/mol 0.01 0.01 0.01 0.01平衡物质的量/mol 0.01 x0.01 0.01 0.01根据化学平衡常数可知：K0.01/(x0.01)0.25，解得x0.05。练出高分1下列说法正确的是()A凡是放热反应都是自发的，因为吸热反应都是非自发的B自发反应的熵一定增大，非自发反应的熵一定减小C常温下，反应C(s)CO2(g)2CO(g)不能自发进行，则该反应的H0D反应2Mg(s)CO
50、2(g)=C(s)2MgO(s)能自发进行，则该反应的H0答案C解析反应的自发性是由熵变和焓变共同决定的。若H0，则一定自发，若H0，S0，则一定不能自发，若H0，S0，S0，反应能否自发，和温度有关，A、B错误；C项中反应的S0，若H0，正确；D项中反应的S0，能自发，说明H0，错误。2一定条件下，在密闭恒容容器中，能表示反应X(g)2Y(g)2Z(g)一定达到化学平衡状态的是()X、Y、Z的物质的量之比为122X、Y、Z的浓度不再发生变化容器中的压强不再发生变化单位时间内生成n mol Z，同时生成2n mol YA B C D答案C解析X、Y、Z的物质的量之比等于化学计量数之比，不能作为
51、反应达到平衡状态的标志，错；X、Y、Z的浓度保持不变可以作为反应达到平衡状态的标志，对；该反应为反应前后气体分子数不相等的反应，密闭容器中压强保持不变可以作为反应达到平衡状态的标志，对；单位时间内生成n mol Z，同时生成n mol Y时正、逆反应速率相等，错。3最新“人工固氮”的研究报道：常温常压、光照条件下，N2在催化剂表面与水发生反应：2N2(g)6H2O(l)4NH3(g)3O2(g)H0，如果反应的平衡常数K值变大，则下列说法错误的是()A一定向正反应方向移动B在平衡移动时正反应速率先增大后减小C改变的外界条件是升温D在平衡移动时逆反应速率先减小后增大答案D4反应Fe(s)CO2(
52、g)FeO(s)CO(g)，700 时平衡常数为1.47,900 时平衡常数为2.15。下列说法正确的是()A升高温度该反应的正反应速率增大，逆反应速率减小B该反应的化学平衡常数表达式为KC该反应的正反应是吸热反应D增大CO2浓度，平衡常数增大答案C解析A项，升温，正、逆反应速率均增大，不正确；B项，该化学平衡常数表达式为K；C项，升温，平衡常数增大，表明平衡向正反应方向移动，即正反应为吸热反应，故正确；D项，增大反应物浓度，平衡常数不变，故不正确。5在300 mL的密闭容器中，放入镍粉并充入一定量的CO气体，一定条件下发生反应：Ni(s)4CO(g)Ni(CO)4(g)，已知该反应的平衡常数
53、与温度的关系如下表：温度/2580230平衡常数510421.9105下列说法不正确的是()A上述生成Ni(CO)4的反应为放热反应B25 时反应Ni(CO)4(g)Ni(s)4CO(g)的平衡常数为2105C在80 时，测得某时刻Ni(CO)4、CO的浓度均为0.5 molL1，则此时v正v逆D80 达到平衡时，测得n(CO)0.3 mol，则Ni(CO)4的平衡浓度为2 molL1答案C解析温度升高，平衡常数减小，说明平衡向逆反应方向移动，正反应为放热反应，A正确；Ni(CO)4(g)Ni(s)4CO(g)为题给反应的逆反应，相同温度下两个反应的平衡常数互为倒数关系，B正确；C项中该时刻Q
54、8K，反应逆向进行，v逆v正，C错误；D项中CO的平衡浓度为1 molL1，由K2可计算出Ni(CO)4的平衡浓度为2 molL1。6将2 mol X和2 mol Y充入2 L密闭容器中发生反应：X(g)3Y(g)2Z(g)aQ(g)。2 min时达到平衡，生成0.8 mol Z，测得Q的浓度为0.4 molL1，下列叙述错误的是()Aa的值为2B平衡时X的浓度为0.8 molL1CY的转化率为60%D反应速率v(Y)0.2 molL1min1答案D解析生成Q的物质的量为0.8 mol，a2，A正确；X(g)3Y(g)2Z(g)2Q(g)n(始)(mol) 2 2 0 0n(变)(mol) 0
55、.4 1.2 0.8 0.8n(2 min)(mol) 1.6 0.8 0.8 0.8X的平衡浓度为0.8 molL1，Y的转化率为60%，B、C项正确；v(Y)0.3 molL1min1，D项错误。7.T时，在V L恒容密闭容器中加入足量的TaS2(s)和1 mol I2(g)，发生反应TaS2(s)2I2(g)TaI4(g)S2(g)H0。t min时生成0.1 mol TaI4。下列说法中正确的是()A0t min内，v(I2)mol L1min 1B若T 时反应的平衡常数K1，则平衡时I2的转化率为C图中制备TaS2晶体过程中循环使用的物质是S2(g)D图中T1端得到纯净TaS2晶体，
56、则温度T1T2答案B解析A选项，c(I2)2c(TaI4)2，错误；B选项，依据三段式进行计算： TaS2(s)2I2(g)TaI4(g)S2(g) 0 0 2x x x 2x x xK1，x，B选项正确；TaS2(s)2I2(g)TaI4(g)S2(g)H0，右端升高温度平衡右移，生成气体TaI4，在左端降低温度反应逆向进行，生成纯净的TaS2(s)，循环利用的是I2(g)，C、D选项错误。8已知A(g)B(g)C(g)D(g)，反应的平衡常数和温度的关系如下：温度/7008008301 0001 200平衡常数1.71.11.00.60.4830 时，向一个2 L的密闭容器中充入0.2 m
57、ol的A和0.8 mol的B，反应初始4 s内A的平均反应速率v(A)0.005 molL1s1。下列说法中正确的是()A4 s时c(B)为0.76 molL1B830 达平衡时，A的转化率为80%C反应达平衡后，升高温度，平衡正向移动D1 200 时反应C(g)D(g)A(g)B(g)的平衡常数的值为0.4答案B解析A的浓度减少量c(A)0.005 molL1s14 s0.02 molL1，所以B的浓度减少量为0.02 molL1,4 s时c(B)0.4 molL10.02 molL1，A选项错误；B选项依据三段式进行计算：A(g) B(g) C(g) D(g)始态(molL1) 0.1 0
58、.4 0 0反应的量(molL1) x x x x平衡(molL1) 0.1x 0.4x x xK1，x0.08，B选项正确；温度越高，平衡常数越小，所以升高温度平衡左移，C选项错误；D选项，平衡常数为2.5，错误。9O3也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。常温常压下发生反应如下：反应O3O2OH0平衡常数为K1；反应OO32O2H0平衡常数为K2；总反应：2O33O2H0平衡常数为K。下列叙述正确的是()A降低温度，K减小 BKK1K2C适当升温，可提高消毒效率 D压强增大，K2减小答案C解析A项，降
59、温，总反应平衡右移，K增大，错误；B项，K1、K2、KK1K2，错误；C项，升温，反应右移，c(O)增大，提高消毒效率，正确；D项，对于给定的反应，平衡常数只与温度有关，错误。10在300 时，改变起始反应物中n(H2)对反应N2(g)3H2(g)2NH3(g)H0的影响如图所示，下列说法正确的是()A反应在b点达到平衡Bb点H2的转化率最高Cc点N2的转化率最高Da、b、c三点的平衡常数KbKaKc答案C解析A项，a、b、c等均是该条件下的平衡点，错误；B项，H2的浓度越小，其转化率越大，错误；D项，平衡常数只与温度有关，所以KaKbKc11一定条件下，反应：6H2(g)2CO2(g)C2H
60、5OH(g)3H2O(g)的数据如下图所示。下列说法正确的是()A该反应的H0B达平衡时，v正(H2)v逆(CO2)Cb点对应的平衡常数K值大于c点Da点对应的H2的平衡转化率为90%答案D解析A项，升温，CO2的转化率越小，平衡左移，正反应为放热反应，H0，错误；B项，应为v正(H2)3v逆(CO2)；C项，升温，平衡左移，b点温度高，其平衡常数小，错误；D项，6H2(g)2CO2(g)C2H5OH(g)3H2O(g) 2 1 0 0 6x 2x x 3x 100%60% x0.3所以H2的平衡转化率为100%90%，正确。12铁是最常见的金属之一，铁可以形成多种氧化物、氢氧化物和盐类。铁与
61、二氧化碳、水在某一密闭体系中反应情况如下表所示：化学反应平衡常数温度973K1 173KFe(s)CO2(g)FeO(s)CO(g)K11.472.15Fe(s)H2O(g)FeO(s)H2(g)K22.381.67CO(g)H2O(g)CO2(g)H2(g)K3？完成下列填空：(1)反应为_(填“吸热”或“放热”)反应。根据反应与可以推导出同温下K1、K2与K3之间的关系，则K3_(用K1、K2表示)。(2)973 K时，若反应在一个容积为2 L的反应容器内2 min时达到平衡，有3 mol电子发生转移，则在2 min内v(CO2)_。若压缩容器的容积为原来的一半，平衡将_移动(填“向左”、
62、“向右”或“不”)，CO2的浓度将_(填“增大”、“减小”或“不变”)。使该反应的平衡转化率及平衡常数都增大的措施有_。答案(1)吸热K2/K1(2)0.375 molL1min1不增大降温解析(1)反应升温K1增大，平衡右移，正反应为吸热反应。K1K2K3所以K3(2)当有3 mol电子转移时，参加反应的CO2为1.5 mol，所以v(CO2)0.375 molL1min1；由于反应为等体积反应，压缩体积，平衡不移动，但CO2浓度增大。973 K时，K31.62,1 173 K时，K30.78，反应为放热反应，所以降温，平衡右移，转化率及平衡常数均增大。13已知：CO(g)H2O(g)CO2
63、(g)H2(g)HQ，其平衡常数随温度变化如下表所示：温度/400500850平衡常数9.9491请回答下列问题：(1)上述反应的化学平衡常数表达式为_。该反应的Q_0(填“”或“”)。(2)850 时在体积为10 L的反应器中，通入一定量的CO和H2O(g)，发生上述反应，CO和H2O(g)的物质的量浓度变化如图所示，则04 min时平均反应速率v(CO)_。(3)若在500 时进行。且CO、H2O(g)的起始浓度均为0.020 molL1 ，该条件下，CO的最大转化率为。(4)若在850 时进行，设起始时CO和H2O(g)共为1 mol，其中H2O(g)的体积分数为x，平衡时CO的转化率为
64、y，试推导y随x变化的函数关系式为_。答案(1)K(2)0.03 molL1min1(3)75%(4)yx解析(1)可逆反应CO(g)H2O(g)CO2(g)H2(g)的平衡常数K。由表中数据可知，温度越高，平衡常数越小，平衡向逆反应方向移动，因升高温度平衡向吸热方向移动，故正反应为放热反应。(2)由图像可知：CO在4 min内浓度减小了0.20 molL10.08 molL10.12 molL1，则v(CO)0.03 molL1min1。(3)500 时平衡常数为9，设CO最多能转化x molL1，则CO(g)H2O(g)CO2(g)H2(g)起始(molL1): 0.02 0.02 0 0
65、转化(molL1): x x x x平衡(molL1): 0.02x 0.02x x x则有9，解得x0.015，则CO的最大转化率为100%75%。(4)850 时平衡常数为1，有CO(g) H2O(g) CO2(g) H2(g)起始 (molL1): 1x x 0 0转化 (molL1): y(1x) y(1x) y(1x) y(1x)平衡 (molL1): 1xyxy xyxy y(1x) y(1x)则有：1，解得yx。 14苯乙烷(C8H10)可生产塑料单体苯乙烯(C8H8)，其反应原理是C8H10(g)C8H8(g)H2(g)H125 kJmol1.某温度下，将0.40 mol苯乙烷
66、，充入2 L真空密闭容器中发生反应，测定不同时间该容器内物质的量，得到数据如下表：时间/min010203040n(C8H10)/mol0.400.300.26n2n3n(C8H8)/mol0.000.10n10.160.16(1)当反应进行到20 min时，该段时间内H2的平均反应速率是_。(2)该温度下，该反应的化学平衡常数是_。(3)若保持其他条件不变，用0.40 mol H2(g)和0.40 mol C8H8(g)合成C8H10(g)，当有30 kJ热量放出时，该反应中H2的转化率是_。此时，该反应是否达到了平衡状态？_(填“是”或“否”)。.工业上以高温水蒸气作为反应体系的稀释剂(不
67、参与反应)，C8H10(g)的平衡转化率与水蒸气的用量、体系的温度、压强的关系如图、图所示。(4)由图可知，T1_T2(填“大于”、“小于”或“等于”)。(5)由图可知，当其他条件不变时，水蒸气的用量越大，C8H10的平衡转化率将_(填“越大”、“越小”或“不变”)，原因是_。答案(1)0.003 5 molL1min1(2)4/75或0.053(3)60%是(4)大于(5)越大随着水蒸气的加入，扩大了容器的容积，相当于对反应体系减小压强(或使得浓度商QK)平衡右移，转化率增大解析(1)v(H2)v(C8H10)0.0035 molL1min1(2)C8H10(g)C8H8(g)H2(g)起始/molL1 0.20 0 0平衡/molL1 0.12 0.08 0.08K(3)C8H8(g)H2(g)C8H10(g)起始/mol 0.40 0.40 0某时刻/mol 0.40x 0.40x x125 kJmol1x30 kJx0.24 mol(H2)100%60%Q，所以处于平衡状态。(4)升温，平衡右移，C8H10的平衡转化率增大，所以T1大于T2。(5)随着水蒸气的加入，扩大了容器的容积，相当于对反应体系减小压强，平衡右移，转化率增大。
