专题二 第二单元 第1课时
考查点一 自发过程和自发反应的理解
1．下列说法正确的是( )
A．凡是放热反应都是自发的，凡是吸热反应都是非自发的
B．自发反应一定是放热反应，非自发反应一定是吸热反应
C．自发反应在恰当条件下才能实现
D．自发反应在任何条件下都能实现
【答案】C
【解析】放热反应常常是容易进行的过程，吸热反应有些也是自发反应；过程的自发性只能用于判断过程的方向，是否能实现还要看具体的条件。
2．在图甲中的A、B两容器里，分别收集着两种互不作用的理想气体。若将中间活塞打开(如图乙所示)，两种气体分子逐渐都扩散到两个容器中。这是一个不伴随能量变化的自发过程，关于此过程的下列说法不正确的是( )
A．此过程为混乱程度小的向混乱程度大的方向的变化即熵增大的过程
B．此过程为自发过程，而且没有热量的吸收或放出
C．此过程从有序到无序，混乱度增大
D．此过程是自发可逆的
【答案】D
【解析】一个过程是自发的，则它的逆过程是非自发的。
3．下列吸热反应可能是自发进行的是( )
A．NaOH(aq)＋HCl(aq)===NaCl(aq)＋H2O(l)
B．(NH4)2CO3(s)===NH4HCO3(g)＋NH3(g)
C．2CO(g)＋O2(g)2CO2(g)
D．2Al＋Fe2O3Al2O3＋2Fe
【答案】B
【解析】A、C、D均为放热反应。
考查点二 焓判据 熵判据
4．下列反应中，一定不能自发进行的是( )
A．2KClO3(s)===2KCl(s)＋3O2(g)
ΔH＝－78.03 kJ·mol－1
B．CO(g)===C(s，石墨)＋O2(g)
ΔH＝＋110.5 kJ·mol－1
C．4Fe(OH)2(s)＋2H2O(l)＋O2(g)===4Fe(OH)3(s) ΔH＝－444.3 kJ·mol－1
D．NH4HCO3(s)＋CH3COOH(aq)===CO2(g)＋CH3COONH4(aq)＋H2O(l) ΔH＝＋37.30 kJ·mol－1
【答案】B
考查点三 化学反应进行方向的判断依据
5．对于化学反应方向的确定，下列说法正确的是( )
A．在温度、压强一定的条件下，焓因素和熵因素共同决定一个化学反应的方向
B．温度、压强一定时，放热反应能自发进行
C．反应的焓变是决定反应能否自发进行的唯一因素
D．固体的溶解过程与焓变无关
【答案】A
【解析】焓判据和熵判据共同决定一个反应的方向。
6．自由能的变化(ΔG)是反应方向判断的复合判据，ΔG＝ΔH－TΔS，ΔG<0时，反应正向自发进行。已知某化学反应其ΔH＝－122 kJ·mol－1，ΔS＝231 J·mol－1·K－1，则此反应在下列哪种情况下可自发进行( )
A．在任何温度下都能自发进行
B．在任何温度下都不能自发进行
C．仅在高温下自发进行
D．仅在低温下自发进行
【答案】A
【解析】由ΔG＝ΔH－TΔS可得，当ΔH<0，ΔS>0时，不管T取何值，ΔG总是小于0，所以在任何温度下反应都是自发进行的。
7．下列内容与结论相对应的是( )
选项
内 容
结论或原因
A
H2O(g)变成H2O(l)
ΔS>0
B
硝酸铵溶于水可自发进行
因为ΔS>0
C
一个反应的ΔH>0，ΔS>0
反应一定不自发进行
D
H2(g)＋F2(g)===2HF(g)
ΔH＝－271 kJ·mol－1
ΔS＝8 J·mol－1·K－1
反应在任意外界条件下均可自发进行
【答案】B
【解析】本题综合考查熵变及熵变、焓变对反应方向的影响，解题时应明确其相互关系，再逐项判断。物质由气态变为液态，混乱度减小，即ΔS<0，故A错；NH4NO3溶于水是吸热的熵增加过程，正是因为ΔS>0，使过程可自发进行，B正确；ΔH>0，ΔS>0时对照ΔH－TΔS可知，在高温时ΔH－TΔS<0，即高温能自发进行，故C错；ΔH－TΔS只能用于一定温度、一定压强条件下判断反应方向，故D错。
8．(1)往平底烧瓶中放入氢氧化钡晶体[Ba(OH)2·8H2O]和固态氯化铵晶体，塞紧瓶塞。在瓶底和木板间滴少量水，如右图所示。一会儿，就会发现瓶内固态物质变稀并有液体产生，瓶壁变冷，小木板上因少量水冻结而将烧瓶黏住，这时打开瓶塞，出来的气体有氨味。这是自发地发生了反应。
(1)下列结论正确的是________(填字母)。
A．自发反应一定是放热反应
B．自发反应一定是吸热反应
C．有的吸热反应也能自发进行
D．吸热反应不能自发进行
(2)发生反应的化学方程式为
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)从化学反应进行的方向角度解释上述现象。
【答案】(1)C
(2)Ba(OH2)·8H2O＋2NH4Cl(s)===BaCl2＋2NH3↑＋10H2O
(3)该反应是吸热反应，熵增反应，由于熵变对该反应起了决定性作用，所以ΔH－TΔS<0，即该反应常温下自发进行，从而产生了上述现象。
【解析】(1)自发反应有的吸热，有的放热。
(2)发生反应的化学方程式为Ba(OH)2·8H2O＋2NH4Cl(s)===BaCl2＋2NH3↑＋10H2O。
(3)虽然该反应是吸热反应，但该反应也是熵值增加的反应，且熵变的作用对反应的方向起了决定性作用。ΔH－TΔS<0，常温下自发进行，故有上述现象发生。
专题二 第二单元 第1课时
基础演练
1．碳酸铵[(NH4)2CO3]在室温下就能自发地分解产生氨气，对其说法正确的是( )
A．碳酸铵分解是因为生成了易挥发的气体，使体系的熵增大
B．碳酸铵分解是因为外界给予了能量
C．碳酸铵分解是吸热反应，根据焓判据不能自发分解
D．碳酸盐都不稳定，都能自发分解
【答案】A
【解析】碳酸铵自发分解是因为由于氨气的生成而使体系熵增大；有的碳酸盐很稳定，不能自发分解。
2．估计下列各变化过程是熵增加还是熵减小：
(1)NH4NO3爆炸：2NH4NO3(s)===2N2(g)＋4H2O(g)＋O2(g)( )
(2)水煤气转化：CO(g)＋H2O(g)===CO2(g)＋H2(g)( )
(3)臭氧的生成：3O2(g)===2O3(g)( )
A．熵增大 B．熵减小
C．不变 D．熵变很小
【答案】(1)A (2)D (3)B
【解析】对于有气体参与的化学反应(有气体参与反应时，气体既可以是反应物也可以是反应产物)，气体的物质的量增大的化学反应，其熵变通常是正值，即是熵增大的反应；反之，气体的物质的量减小的化学反应，其熵变通常是负值，即是熵减小的反应；若反应物中气体的物质的量与产物中气体的物质的量相等，其熵变通常都是很小的值，正负由具体的化学反应体系来决定。(1)NH4NO3的爆炸反应是气态物质的物质的量增大的化学反应：(2＋4＋1)－(0)>0，因此该过程是熵增加的过程；(2)水煤气转化反应，气态物质的物质的量反应前后未发生变化：(1＋1)－(1＋1)＝0，该过程的熵变很小；(3)生成臭氧后，气态物质的物质的量减小：2－3<0，因此该过程是熵减小的过程。
3．判断下列说法是否正确(对的画“√”，错的画“×”)。
(1)对于反应2H2O2===2H2O＋O2↑，加入MnO2或降低温度都能加快O2的生成速率( )
(2)能够自发进行的反应不一定都是放热反应( )
(3)只有放热反应才能够自发进行( )
(4)能够自发进行的反应就一定能够发生并完成( )
(5)若一个反应的ΔH>0、ΔS<0，该反应一定不能自发进行( )
(6)反应NH3(g)＋HCl(g)===NH4Cl(s)在室温下可自发进行，则该反应的ΔH<0( )
(7)CaCO3(s)===CaO(s)＋CO2(g)在室温下不能自发进行，说明该反应的ΔH＜0( )
【答案】(1)× (2)√ (3)× (4)× (5)√ (6)√ (7)×
4．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ΔH＝－2 180.9 J·mol－1，ΔS＝－6.61 J·mol－1·K－1)( )
A．会变 B．不会变
C．不能确定 D．升高温度才会变
【答案】A
【解析】在等温、等压条件下，自发反应总是向着ΔH－TΔS＜0的方向进行，直至达到平衡状态。因此，在0 ℃、100 kPa条件下，白锡会不会变为灰锡的问题就转化为求算反应：白锡―→灰锡的ΔH—TΔS值的问题。ΔH－TΔS＝－2 180.9 J·mol－1－273 K×(－6.61 J·mol－1·K－1)＝－376.37 J·mol－1＜0，因此在该条件下白锡会变为灰锡。
综合应用
5．合成氨反应是一个可逆反应：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g) ΔH＝－92.2 kJ·mol－1
ΔS＝－198.2 J·mol－1·K－1。
(1)请你根据正反应的焓变和熵变分析298 K下合成氨反应能否自发进行。
(2)小明查阅资料发现工业上合成氨时采用的温度是700 K。可是他按照上述数据计算的结果却是反应无法自发向正反应方向进行，你认为这是为什么？
【答案】(1)ΔH－TΔS＝－92.2 kJ·mol－1－298 K×(－198.2)×10－3 kJ·mol－1·K－1＝－33.1 364 kJ·mol－1<0，反应在298 K时可以自发向正反应方向进行。
(2)化学反应中的ΔH、ΔS均会随着温度的变化而变化，计算时不能随便套用数据。
【解析】化学反应中的ΔH、ΔS均会随温度的变化而变化。这种变化有时可以忽略不计，但有时也会对反应的自发性判断有着较为重要的影响。小明计算时选用的数据是 298 K 时的ΔH、ΔS，若这时的数据套用700 K的温度，肯定会出现误差，甚至是错误。若题目不作特别说明，一般可以认为忽略温度带来的影响。计算时还要注意熵变的单位往往是J·mol－1·K－1，而焓变单位是kJ·mol－1，必须考虑单位换算。
课件26张PPT。第二单元 化学反应的方向和限度
第1课时 化学反应的方向1．什么是能量最低原理？
【答案】原子的核外电子按一定规律排列(按能量由低到高的顺序依次排布)才能使整个原子的能量处于最低状态。从宏观物质角度出发，物质所具有的能量越低，物质越稳定。2．焓变是什么？
【答案】焓是物质自身具有的能量，是物质自身固有的性质，用符号H表示。焓无法测量，不同的物质具有不同的焓。在化学反应中由于反应物和生成物所含的能量(焓)不同，就会有能量的变化，这个能量的变化即焓值差，就是我们所说的焓变。焓变用符号ΔH表示，常用单位为kJ·mol－1。从宏观角度分析：ΔH＝H生成物－H反应物，其中H生成物表示生成物的焓的总量；H反应物表示反应物的焓的总量。1．了解自发过程和化学反应的自发性。
2．通过“有序”和“无序”的对比，了解熵和熵变的概念。
3．初步了解焓变和熵变对化学反应方向的影响，能用焓变和熵变说明化学反应的方向。笃学一 自发过程和自发反应不用借助于外力方向性自发笃学二 化学反应进行方向的判据高能量做功热量低能量有无>>(2)熵增原理
在与外界隔离的体系中，自发过程将导致体系的熵____，即熵变(符号ΔS)____零。
(3)熵判据
体系有自发地向混乱度____(即____)的方向转变的倾向，因此可用____来判断反应进行的方向。增大大于增加熵增熵变
3．复合判据
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。因此，要正确判断一个化学反应是否能自发进行，必须综合考虑反应的焓变(ΔH)和熵变(ΔS)，只根据一个方面来判断反应进行的方向是不全面的。
【慎思1】 自发反应是一定能发生反应，而非自发反应是一定不能发生反应吗？
【答案】自发反应、非自发反应是指该反应过程是否有自发进行的倾向，而这个过程是否一定会发生则不能确定。如C的燃烧是一个自发反应，但要想发生反应，需借助外界条件点燃才能发生。【慎思2】 H2的燃烧是自发反应吗？该过程体系的能量和熵如何变化，说明什么问题？
【答案】H2的燃烧属自发反应，该过程放出热量，体系能量降低，但熵减小，说明判断一定反应进行的方向要综合考虑焓判据和熵判据。
【慎思3】 吸热反应一定不能自发进行吗？举例说明。
【答案】不一定。多数自发进行的化学反应是放热反应，但也有不少吸热反应能自发进行。如Ba(OH)2·8H2O与氯化铵反应。【慎思4】 下列关于能量判据和熵判据的说法中，不正确的是( )
A．放热的自发过程可能是熵减小的过程，吸热的自发过程一定为熵增加的过程
B．由能量判据(以焓变为基础)和熵判据组合成的复合判据将更适合于所有的过程
C．在室温下碳酸钙分解反应不能自发进行，但同样是这个吸热反应在较高温度(1 200 K)下则能自发进行
D．放热过程(ΔH＜0)或熵增加(ΔS＞0)的过程一定是自发的【答案】D
【解析】放热的自发过程可能是熵减小的过程，如铁生锈、氢气燃烧等；也可能是熵无明显变化或增加的过程，如金刚石和石墨的互变熵不变，活泼金属与酸的置换反应熵增加等。吸热的自发过程应为熵增加的过程，否则，就无法进行，如冰的融化、硝酸铵溶于水等，故A对；很多情况下，简单地只用其中一个判据判断同一个反应，可能会出现相反的判断结果，所以应两个判据兼顾，绝不能片面地思考问题，因此B正确，D是错误的；有一些吸热反应在室温条件下不能自发进行，但在较高温度下则能自发进行，如碳酸钙的分解反应，故C正确。1．与焓变的关系化学反应进行的方向与焓变、熵变的关系2.与熵变的关系【例】下列说法正确的是( )
A．ΔH＜0、ΔS＞0的反应在温度低时不能自发进行
B．NH4HCO3(s)===NH3(g)＋H2O(g)＋CO2(g) ΔH＝＋185.58 kJ·mol－1能自发进行，原因是体系有自发地向混乱度增加的方向转变的倾向
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反应自发性的判据
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 依据反应自发进行的复合判据ΔH－TΔS＜0知：A项ΔH＜0，ΔS＞0，则ΔH－TΔS一定小于0，反应能自发进行，而C项则不全面；D项催化剂只能改变反应速率而不能改变反应的方向。
答案 B从能量角度(即焓变)看，化学反应趋向于最低能量状态的倾向，而从熵变角度看，化学反应呈现最大混乱度的倾向，在实际的化学变化中，ΔH与ΔS倾向有时会出现矛盾，因此，在分析一个具体化学反应自发进行的方向时，不能孤立地使用焓判据或熵判据来分析，否则，可能会得出错误的结论，要注意应用焓判据和熵判据综合进行分析，即凡是能够使体系能量降低，熵增大的方向就是化学反应容易进行的方向。
【答案】B
【解析】已知在与外界隔离的体系中，自发过程将导致体系的熵增大；A、B、C、D中的反应均为分解反应且都为吸热反应，即ΔH>0；A、C、D三个反应又是熵增的反应，所以在高温下能自发进行；B不是熵增的反应，在高温下不能自发进行。专题二 第二单元 第2课时
考查点 达到化学平衡状态的判断依据
1．在容积不变的密闭容器中，可逆反应：4A(g)＋5B(g)??3C(g)＋6D(g) ΔH＜0，达到化学平衡状态的标志是( )
A．气体密度不再发生变化
B．A的物质的量浓度不再改变
C．容器内总压强不再改变
D．单位时间内消耗4n mol A，同时消耗5n mol B
【答案】B
【解析】容积不变，气体质量也不变，任何时刻密度均为定值。A的物质的量浓度不再改变，说明体系内各组分的物质的量浓度也不变，反应达到平衡状态；该可逆反应中气体反应物和气体生成物的化学计量总数相同，在其他条件不变时，压强为定值；任何时刻消耗4n mol A，则会消耗5n mol B。
2．一定条件下，向密闭容器中充入1 mol NO和1 mol CO进行反应：NO(g)＋CO(g)??N2(g)＋CO2(g)，测得化学反应速率随时间的变化关系如图所示，其中处于化学平衡状态的点是( )
A．a点 B．b点
C．c点 D．d点
【答案】D
3．可逆反应：N2＋3H2??2NH3的正、逆反应速率可用各反应物或生成物的浓度的变化来表示。下列各关系中能说明反应已达到平衡状态的是( )
A．3v正(N2)＝v正(H2) B．v正(N2)＝v逆(NH3)
C．2v正(H2)＝3v逆(NH3) D．v正(N2)＝3v逆(H2)
【答案】C
【解析】依据反应速率之比等于化学计量数之比可知，选项C正确。
4．对于可逆反应：4NH3(g)＋5O2(g)??4NO(g)＋6H2O(g)，下列叙述正确的是( )
A．达到化学平衡时，5v正(O2)＝4v逆(NO)
B．若单位时间内生成x mol NO，同时消耗x mol NH3，则可确定反应达到平衡状态
C．达到化学平衡时，若增大容器的体积，则正反应速率减小，逆反应速率也减小
D．化学反应速率的关系是2v正(NH3)＝3v正(H2O)
【答案】C
【解析】由反应速率之比等于化学计量数之比可知，A、D错误；任何时刻生成x mol NO均消耗x mol NH3，B项错误。
5．N2O3在低温下是雪花状的固体，升高温度存在平衡：N2O3(g)??NO2(g)＋NO(g)。在恒温恒容条件下，下列不能说明该反应已达到平衡状态的是( )
A．压强不变时 B．颜色不变时
C．密度不变时 D．NO的质量不变时
【答案】C
【解析】恒容条件下，反应前后气体的质量不变、体积不变，故密度不变，所以密度不变不能表示反应达到平衡状态。
6．在某密闭容器中通入2 mol SO2和1 mol 18O2(加入V2O5并加热)，一段时间后，在____________________(填化学式)中存在18O。经过足够长的时间，最终能否得到2 mol SO3？________。
【答案】O2、SO3、SO2 不能
【解析】可逆反应，18O会进入SO3，同时SO3分解产生的SO2中也会含有18O；可逆反应不能完全进行到底，故不能得到2 mol SO3。
7．下列说法中，可说明反应：2HI(g)??H2(g)＋I2(g)已达平衡状态的是________(填序号)。
①单位时间内生成n mol H2的同时生成n mol HI
②一个H—H键断裂的同时有两个H—I键断裂
③温度和体积一定时，某一生成物的浓度不再变化
④温度和体积一定时，容器内压强不再变化
⑤温度和体积一定时，混合气体的颜色不再发生变化
⑥温度和压强一定时，混合气体的密度不再发生变化
【答案】②③⑤
【解析】生成n mol H2同时生成2n mol HI时，才能说明反应达到平衡状态，①错误；该反应前后，气体体积保持不变，恒容容器中压强一直保持不变，气体密度也一直保持不变，故④、⑥错误。
8．698 K时，向某V L的密闭容器中充入2 mol H2(g)和2 mol I2(g)，发生反应：H2(g)＋I2(g)??2HI(g) ΔH＝－26.5 kJ·mol－1，测得各物质的物质的量浓度与时间变化的关系如图所示。请回答下列问题：
(1)V＝____________。
(2)该反应达到最大限度的时间是________，该时间内平均反应速率v(HI)＝____________________。
(3)该反应达到平衡状态时，______(填“吸收”或“放出”)的热量为________。
【答案】(1)2 (2)5 s 0.316 mol·L－1·s－1
(3)放出 41.87 kJ
【解析】起始时，由图示可知，I2、H2的浓度为1 mol·L－1，故容器体积为2 L，达到最大限度(即平衡状态)用时5 s。
v(HI)＝1.58 mol·L－1÷5 s＝0.316 mol·L－1·s－1。
该反应达平衡时，转化的H2为2×(1－0.21) mol
放出的热量为2×(1－0.21)×26.5＝41.87 kJ。
专题二 第二单元 第2课时
基础演练
1．下列关于化学反应限度的说法正确的是( )
A．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
B．当一个可逆反应达到平衡状态时，正向反应速率和逆向反应速率相等且都等于0
C．平衡状态是一种静止的状态，因为反应物和生成物的浓度已经不再改变
D．化学反应的限度不可以通过改变条件而改变
【答案】A
【解析】化学平衡即一定条件下可逆反应进行的限度，平衡状态是一种动态的平衡，故B、C错；化学平衡是有条件的，条件改变平衡会发生移动，故D错。
2．在恒温恒容下，当反应容器内总压强不随时间变化时，下列可逆反应一定达到平衡的是( )
A．A(g)＋B(g)??C(g)
B．A(g)＋2B(g)??3C(g)
C．A(g)＋B(g)??C(g)＋D(g)
D．以上都达到平衡
【答案】A
【解析】只有A项中的反应是气体体积改变的反应，故只有A项中的反应在恒温恒容条件下总压强不变，说明反应已达到平衡。
3．一定条件下，在反应2SO2(g)＋O2(g)??2SO3(g)的化学平衡体系中，SO2、O2、SO3的浓度分别为2 mol·L－1、0.8 mol·L－1、2.4 mol·L－1，则O2在反应起始时可能的浓度范围是( )
A．0.8～2.0 mol·L－1 B．0～2.0 mol·L－1
C．0～0.8 mol·L－1 D．无法确定
【答案】B
【解析】若起始时只充入SO2和O2，生成的SO3浓度为2.4 mol·L－1，则转化的O2为1.2 mol·L－1，起始O2浓度为1.2 mol·L－1＋0.8 mol·L－1＝2.0 mol·L－1，故O2的浓度范围是0～2.0 mol·L－1。
4．已知NO2和N2O4可以相互转化：2NO2(g)??N2O4(g)ΔH<0。在恒温条件下将一定量NO2和N2O4的混合气体通入一容积为2 L的密闭容器中，反应物浓度随时间变化关系如下图所示。下列说法正确的是( )
A．图中的两条曲线，Y是表示NO2浓度随时间的变化曲线
B．前10 min内用v(NO2)表示的化学反应速率为0.06 mol·L－1·min－1
C．当反应体系混合气体的密度不再改变时，该反应已达化学平衡状态
D．a、b、c、d四个点中，只有b、d点的化学反应处于平衡状态
【答案】D
【解析】由图可知，0～10 min内，X曲线表示的物质的浓度增大0.4 mol·L－1，Y曲线表示的物质的浓度减小0.2 mol·L－1，所以X、Y分别表示NO2、N2O4浓度随时间的变化曲线，反应方程式可表示为N2O4(g)??2NO2(g)。在前10 min内，v(NO2)＝0.04 mol·L－1·min－1，A项、B项均错。在反应过程中，混合气体的密度一直为一定值，不能作为是否达到平衡状态的依据，C项错。在a、b、c、d 4个点中，b、d两点是c(NO2)保持不变的状态即化学平衡状态。
综合应用
5．在一定温度下的恒容密闭容器中，可逆反应达到平衡状态时，一些宏观物理量恒定不变：a.各物质的浓度不变；b.平衡混合物中各组分的物质的量分数或质量分数不变；c.容器内气体压强不变；d.容器内气体密度不变；e.容器内气体颜色不变。
(1)能说明反应N2(g)＋3H2(g)??2NH3(g)达到平衡状态的有________。
(2)能说明反应H2(g)＋I2(g)??2HI(g)达到平衡状态的有________。
(3)能说明反应2NO2(g)??N2O4(g)达到平衡状态的有________。
【答案】(1)abc (2)abe (3)abce
【解析】由于在恒容条件下发生反应，反应(1)(2)(3)在反应前后气体的质量不变，因此不能用气体的密度变化来判断反应是否处于化学平衡状态。反应(2)是一个气体体积不变的反应，反应前后气体的压强保持不变，也不能用压强的变化来判断反应是否处于平衡状态。(1)中无有色气体，因此不能用气体的颜色变化来判断反应是否处于平衡状态。
课件27张PPT。第2课时 化学平衡状态1．影响化学反应速率的外界条件有哪些？
【答案】影响化学反应速率的外界条件除浓度、温度、催化剂外，还有压强(对一些有气体参加的反应)、光波、电磁波、超声波等。
2．已学过的常见的可逆反应有哪些？1．了解化学反应的可逆性，了解可逆反应的概念、特点。
2．了解化学平衡建立的过程。
3．理解化学平衡的特征。
4．理解外界条件(浓度、温度、压强、催化剂等)对化学平衡的影响，认识其一般规律。1.可逆反应
在________下，既能向______方向进行又能向______方向进行的反应。在可逆反应的表述中，约定采用“______”代替反应方程式中的______，把从左向右的过程称作________，从右向左的过程称为________。笃学 化学平衡状态相同条件正反应逆反应===正反应逆反应最大最大为零为零减小减小增大增大保持不变3．化学平衡状态
在一定条件下的可逆反应里，正反应和逆反应的速率____，反应体系中所有参加反应的物质的__________或_____保持_____的状态叫化学平衡状态，简称为化学平衡。相等物质的量浓度恒定4．化学平衡的特征
化学平衡的特征可以概括为逆、等、动、定、变，即：
(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，此时反应并未停止。
(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，平衡可能发生____，并在新条件下建立新的平衡。可逆相等动态定值改变【慎思2】 将一定量的N2、H2充入某密闭容器中达到化学平衡，试画出该过程的v -t图像。1．判断依据
(1)v(正)＝v(逆)
①对同一物质，该物质的生成速率等于它的消耗速率
②对不同物质，速率之比等于方程式中各物质的化学计量数之比，但必须是不同方向的速率
(2)反应混合物中各组分的百分含量保持不变。
可逆反应具备这两个依据之一(同时另一条件肯定也满足)，则就达到了化学平衡状态，否则就没达到。可逆反应是否达到化学平衡状态的判断依据和方法2．判断方法解析 本题主要考查化学平衡状态的判断。化学平衡状态的最根本的特征是正、逆反应速率相等，但在题目中有多种表述方法，如单位时间内物质的量的变化、总压强的变化、总密度的变化等。面对本身的情况也有所不同。如反应前后气体体积不变和变化的反应，所以解题时，应具体问题具体分析，并明确题目的叙述是表示正反应还是逆反应等。“一定条件下的可逆反应，正反应速率和逆反应速率相等，反应混合物中各组分的浓度保持不变的状态”，这里判断平衡状态的标志有两个：正反应速率和逆反应速率相等、反应混合物中各组分浓度保持不变，浓度保持不变可推出物质的量不变(体积相同)。不能用化学计量数之比和物质的量之比相等作为标志，④中表示的反应速率不相等。
答案 C(1)从化学平衡的本质判断可逆反应是否达到化学平衡时，必须同时表明正反应速率和逆反应速率，且保证v(正)＝v(逆)。
(2)从化学平衡的特征判断可逆反应是否达到化学平衡时，要特别注意外界条件的限制及反应本身的特点，如“恒温、恒容”“体积可变”“体积不变”“全是气体参加”等。【解析】(3)下列各项中能说明该反应达到平衡状态的是____(填字母)。
A．压强不再变化
B．气体密度不再变化
C．气体平均相对分子质量不再变化
D．A的消耗速率与B的消耗速率之比为2∶1
【答案】(1)0.6 mol·L－1·min－1 (2)3 (3)BC专题二 第二单元 第3课时
考查点 化学平衡常数的应用
1．将物质的量均为1 mol的X和Y充入一密闭容器中，发生反应：X(g)＋3Y(g)??2Z(g)，达到平衡时，测得X的转化率为25%，则平衡时X的物质的量为( )
A．0.25 mol B．0.5 mol
C．0.75 mol D．0.45 mol
【答案】C
【解析】 X(g) ＋ 3Y(g) ?? 2Z(g)
起始： 1 mol 1 mol 0
转化： 0.25 mol 0.75 mol 0.5 mol
平衡： 0.75 mol 0.25 mol 0.5 mol。
2．在密闭容器中充入A(g)和B(g)，它们的初始浓度均为2 mol·L－1，在一定条件下发生反应：A(g)＋B(g)??2C(g)。该温度下，此反应的平衡常数为4，则A的转化率为( )
A．30% B．40%
C．50% D．60%
【答案】C
【解析】设A转化了x mol·L－1，则有：
A(g)＋B(g)??2C(g)
c0(mol·L－1): 2 2 0
Δc(mol·L－1): x x 2x
c(mol·L－1): 2－x 2－x 2x
由题意K＝＝＝4
解得x＝1
所以，α(A)＝×100%＝50%。
3．已知一定温度下，下列反应的平衡常数：H2(g)＋S(s)??H2S(g) K1，S(s)＋O2(g)??SO2(g) K2。则相同温度下，反应：H2(g)＋SO2(g)??O2(g)＋H2S(g)的平衡常数为( )
A．K1＋K2 B．K1－K2
C．K1·K2 D．K1/K2
【答案】D
【解析】反应相减，平衡常数相除。
4．在相同的温度下，已知反应：①N2(g)＋O2(g)??2NO(g)的平衡常数K＝3.84×10－31；②2SO2(g)＋O2(g)??2SO3(g)的平衡常数K＝3.10×1025。则在该温度下，两个化学反应的反应程度之间的关系为( )
A．①>② B．①<②
C．①＝② D．不能确定
【答案】B
【解析】平衡常数的大小能表示化学反应可能进行的程度(即反应限度)，平衡常数越大，表示反应进行得越彻底。各个化学反应的平衡常数的大小相差很大，如本题中给出的两个化学反应：反应①进行的程度很小，而反应②进行的程度很大。因此B选项是正确的。
5．在恒容密闭容器中，反应CO2(g)＋3H2(g)?? CH3OH(g)＋H2O(g) ΔH＜0 达到平衡后，改变某一条件，下列说法正确的是 ( )
A．升高温度，正反应速率减小，逆反应速率增加，平衡逆向移动
B．升高温度，可提高CO2转化率
C．增加H2的浓度，可提高CO2转化率
D．改用高效催化剂，可增大反应的平衡常数
【答案】C
6．将固体NH4I置于密闭容器中，在一定温度下发生下列反应：
①NH4I(s)??NH3(g)＋HI(g)
②2HI(g)??H2(g)＋I2(g)
达到平衡时，c(H2)＝0.5 mol·L－1，c(HI)＝4 mol·L－1，则此温度下反应①的平衡常数为( )
A．9 B．16
C．20 D．25
【答案】C
【解析】本题综合考查平衡计算和化学平衡常数。
2HI(g)??H2(g)＋I2(g)
平衡浓度/(mol·L－1) 4 0.5 0.5
转化浓度/(mol·L－1) 1 0.5 0.5
NH4I(s)??NH3(g)＋HI(g)
转化浓度/(mol·L－1) 5 5
平衡浓度/(mol·L－1) 5 4
K＝c(NH3)·c(HI)＝5×4＝20。
7．硫—碘循环分解水制氢主要涉及下列反应：
① SO2＋2H2O＋I2===H2SO4＋2HI
② 2HI??H2＋I2
③ 2H2SO4===2SO2＋O2＋2H2O
(1)分析上述反应，下列判断正确的是________(填字母)。
a．反应③易在常温下进行
b．反应①中SO2氧化性比HI强
c．循环过程中需补充H2O
d．循环过程中产生1 mol O2的同时产生1 mol H2
(2)一定温度下，向1 L密闭容器中加入1 mol HI(g)，发生反应②，H2物质的量随时间的变化如下图所示。
0～2 min内的平均反应速率v(HI)＝______________。该温度下，H2(g)＋I2(g)??2HI(g)的平衡常数K＝__________。
【答案】(1)c (2)0.1 mol·L－1·min－1 64
【解析】(1)H2SO4在常温下很稳定，不易分解，这是常识，故a错；反应①中SO2是还原剂，HI是还原产物，故还原性SO2＞HI，则b错；将①和②分别乘以2和③相加得：2H2O===2H2＋O2，故c正确，d错误。
(2)v(H2)＝＝0.05 mol·L－1·min－1，则v(HI)＝2v(H2)＝0.1 mol·L－1·min－1；
2HI(g)??H2(g)＋I2(g)
起始浓度/mol·L－1： 1 0 0
变化浓度/mol·L－1： 0.2 0.1 0.1
平衡浓度/mol·L－1： 0.8 0.1 0.1
则H2(g)＋I2(g)??2HI(g)的平衡常数K＝＝64。
8．一定条件下，在体积为3 L的密闭容器中，CO与H2反应生成甲醇(催化剂为Cu2O/ZnO)：
CO(g)＋2H2(g)??CH3OH(g)
(1)反应达到平衡时，平衡常数表达式K＝________。升高温度，K值________(填“增大”“减小”或“不变”)。
(2)在500 ℃，从反应开始到平衡，H2的平均反应速率v(H2)＝______________。
【答案】(1) 减小
(2) mol·L－1·min－1
【解析】本题考查化学反应速率与化学平衡知识。由图像可知升高温度，甲醇的物质的量减少，平衡向左移动，故正反应为放热反应。K＝，升高温度，平衡左移，K减小。生成nB mol甲醇，消耗H2的物质的量为2nB，v(H2)＝＝ mol·L－1·min－1。
专题二 第二单元 第3课时
基础演练
1．关于平衡常数K，下列说法中正确的是( )
A．K越大，反应速率越大
B．对任一给定的可逆反应，温度升高，K值增大
C．对可逆反应，K值越大，反应物的转化率越高
D．加入催化剂或增大反应物浓度，K值将增大
【答案】C
2．将0.050 mol SO2(g)和0.030 mol O2(g)充入容积为1 L 的密闭容器中，反应2SO2(g)＋O2(g)??2SO3(g)在一定条件下达到平衡，测得c(SO3)＝0.040 mol·L－1，则该条件下反应的平衡常数K为( )
A．4 B．16
C．32 D．1.6×103
【答案】D
【解析】依据平衡常数K＝，可知K＝1.6×103。
3．某温度下，H2(g)＋CO2(g)??H2O(g)＋CO(g)的平衡常数K＝。该温度下在甲、乙、丙三个恒容密闭容器中，投入H2(g)和CO2(g)，其起始浓度如下表所示。
起始浓度
甲
乙
丙
c(H2)/mol·L－1
0.010
0.020
0.020
c(CO2)/mol·L－1
0.010
0.010
0.020
下列判断不正确的是( )
A．平衡时，乙中CO2的转化率大于60%
B．平衡时，甲中和丙中H2的转化率均是60%
C．平衡时，丙中c(CO2)是甲中的2倍，是0.012 mol·L－1
D．反应开始时，丙中的反应速率最快，甲中的反应速率最慢
【答案】C
【解析】A选项假设转化率为60%，则不满足平衡常数为，只有平衡正向移动才能满足，因此二氧化碳的转化率大于60%；B选项利用代入法，当转化率为60%时，满足平衡常数，因为该反应为气体体积不变的反应，故丙也满足；C选项经过计算，浓度应为0.008 mol·L－1；D选项丙中反应物的浓度最大，甲中反应物的浓度最小，因此丙中的反应速率最快，甲中的反应速率最慢。
4．接触法制硫酸工艺中，其主要反应在450 ℃并有催化剂存在下进行：
2SO2(g)＋O2(g)??2SO3(g) ΔH＝－190 kJ·mol－1
(1)该反应所用的催化剂是________(填化合物名称)，该反应在450 ℃时的平衡常数________(填“大于”“小于”或“等于”)500 ℃时的平衡常数。
(2)该热化学反应方程式的意义是
______________________________________________________________________
_____________________________________________________________________。
(3)下列描述中能说明上述反应已达平衡的是________________________(填字母)。
a．v正(O2)＝2v逆(SO3)
b．容器中气体的平均相对分子量不随时间变化而变化
c．容器中气体的密度不随时间变化而变化
d．容器中气体的分子总数不随时间变化而变化
【答案】(1)五氧化二钒 大于 (2)在450 ℃时，2 mol SO2气体和1 mol O2气体完全反应生成2 mol SO3气体时放出的热量为190 kJ (3)bd
【解析】(1)由于2SO2(g)＋O2(g)??2SO3(g)正反应是放热反应，故升温平衡向逆反应方向移动，平衡常数减小，故450 ℃时的平衡常数大于500 ℃时的平衡常数。(2)该热化学方程式表示在450 ℃时，每2 mol SO2气体和1 mol O2气体完全反应生成2 mol SO3气体放出190 kJ的热量。
综合应用
5．已知可逆反应：M(g)＋N(g)??P(g)＋Q(g) ΔH>0，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 mol·L－1，c(N)＝2.4 mol·L－1。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 mol·L－1，c(N)＝a mol·L－1，达到平衡后，
c(P)＝2 mol·L－1，a＝________；
(4)若反应温度不变，反应物的起始浓度为c(M)＝c(N)＝b mol·L－1，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)
1 2.4 0 0
1×60% 1×60% 1×60% 1×60%
0.4 1.8 0.6 0.6
N的转化率为×100%＝25%。
(2)由于该反应正反应吸热，温度升高，K增大，平衡右移，则M的转化率增大。
(3)温度不变，平衡常数不变，K＝＝
则＝，a＝6。
(4)根据(3)的结果，设M的转化率为x。
则K＝＝，
则＝，x＝41%。
课件31张PPT。第3课时 化学平衡常数对已达平衡的可逆反应，正、逆反应速率之间有什么关系？各组分浓度会不会改变？
【答案】v(正)＝v(逆)；浓度不变。1．理解化学平衡常数的含义，能够利用化学平衡常数进行简单的计算。
2．了解平衡转化率的含义。
3．了解等效平衡的含义、类型和分析方法。
4．了解化学反应速率和化学平衡的调控在生活、生产和科学研究领域中的重要作用。1.定义
在一定温度下，当一个可逆反应达到化学平衡时，__________________________________________是一个常数，这个常数就是该反应的化学平衡常数。通常用符号____表示。笃学 化学平衡常数生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比值K越完全越大越不完全越小温度浓度变化限度化学平衡常数应用中的注意事项2．化学平衡常数的意义
平衡常数反映一个化学反应所能进行的最大程度。K值越大，表明正反应进行的程度越大，因此可以根据平衡常数的大小来比较反应的转化率大小，也可以根据等式计算平衡时体系中各物质的浓度。
3．平衡常数与温度的关系
(1)化学平衡常数只是温度的函数，只随着温度的改变而改变。当温度一定时，可逆反应无论从正反应开始，还是从逆反应开始，又无论反应物起始浓度的大小，K都是一个常数。(2)平衡常数随温度变化的规律和应用
①规律：对于吸热反应：T增大，K增大；
对于放热反应：T减小，K增大。
②应用：利用温度改变时K的变化来判断反应的热效应。
若升高温度，K值增大，则正反应为吸热反应；
若升高温度，K值减小，则正反应为放热反应。比较A点与B点平衡常数的大小关系时，有同学会误认为：SO2的转化率增大了，说明平衡向右移动了，因而平衡常数会增大，这是错误的。增大压强时，虽然平衡右移，c(SO3)增大，但与原平衡相比，因体积减小了，c(SO2)、c(O2)都增大了，故K值不变。K只受温度影响，温度不变，K值不变。化学平衡的计算——“三段式”分析法2．解题基本思路
(1)设未知数：具体题目具体分析，灵活设立，一般设某物质的转化量为x。
(2)确定三个量：根据反应物、生成物及变化量的三者关系，代入求出未知数，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)解答题设问题：明确“始”“变”“平”三个量的具体数值，再根据相应关系求反应物转化率，给出题目答案。平衡计算要依据模式，找出起始量、平衡量及转化量之间的关系，并进行求解。
