化學反應的方向和限度

1、第二單元化學反應的方向和限度考點一考點一 化學反應進行的方向化學反應進行的方向【核心知識通關】【核心知識通關】1.1.自發(fā)過程自發(fā)過程: :(1)(1)含義含義: :在一定條件下在一定條件下, ,不需要借助光、電等外力作用不需要借助光、電等外力作用就能自動進行的過程。就能自動進行的過程。(2)(2)特點。特點。體系趨向于體系趨向于從從_能量狀態(tài)轉變?yōu)槟芰繝顟B(tài)轉變?yōu)開能量狀態(tài)能量狀態(tài)( (體體系對外部系對外部_或或_能量能量););在密閉條件下在密閉條件下, ,體系有從體系有從_序轉變?yōu)樾蜣D變?yōu)開序的傾向性序的傾向性( (無序體系更加穩(wěn)定無序體系更加穩(wěn)定) )。高高低低做功做功放出放出有有無無2

2、.2.熵、熵變熵、熵變: :(1)(1)熵是量度熵是量度體系體系_程度的物理量程度的物理量, ,符號為符號為_。(2)(2)影響熵大小的因素。影響熵大小的因素。相同條件下相同條件下, ,物質不同熵不同。物質不同熵不同。同一物質同一物質:S(g)_S(l)_S(s):S(g)_S(l)_S(s)(3)(3)熵變熵變=_=_的總熵的總熵-_-_的總熵的總熵混亂混亂S S 生成物生成物反應物反應物3.3.化學反應方向的判據化學反應方向的判據: :(1)(1)焓判據焓判據: :放熱過程中體系放熱過程中體系能量能量_,_,H_0,_0,具有具有自發(fā)進行的傾向自發(fā)進行的傾向, ,但有些吸熱反應也可以自發(fā)進

3、行但有些吸熱反應也可以自發(fā)進行, ,故故只用焓變判斷反應方向不全面。只用焓變判斷反應方向不全面。(2)(2)熵判據熵判據: :體系的混亂度體系的混亂度_,_,即熵增即熵增,S0,0,反應有反應有自發(fā)進行的傾向自發(fā)進行的傾向, ,但有些熵減的過程也可能自發(fā)但有些熵減的過程也可能自發(fā)進行進行, ,故只用熵變來判斷反應方向也不全面。故只用熵變來判斷反應方向也不全面。降低降低 增大增大(3)(3)復合判據復合判據: :當當H0,00時時, ,反應一定能自發(fā)進行。反應一定能自發(fā)進行。當當H0,0,S00時時, ,反應一定不能自發(fā)進行。反應一定不能自發(fā)進行。當當H0,0,S00,0,S00時時, ,在高溫

4、下反應能自發(fā)進行。在高溫下反應能自發(fā)進行?！咎貏e提醒】【特別提醒】(1)(1)反應能否自發(fā)進行反應能否自發(fā)進行, ,需要綜合考慮焓變和熵變對反需要綜合考慮焓變和熵變對反應的影響。應的影響。(2)(2)復合判據復合判據H-T-TS00的反應不一定能夠實際發(fā)生。的反應不一定能夠實際發(fā)生。(3)(3)自發(fā)反應的熵不一定增大自發(fā)反應的熵不一定增大, ,非自發(fā)反應的熵也不一非自發(fā)反應的熵也不一定減小。定減小。【高考模擬精練】【高考模擬精練】1.(20151.(2015天津高考改編題天津高考改編題) )下列說法不正確的下列說法不正確的是是( () )A.NaA.Na與與H H2 2O O的反應是熵增的放熱

5、反應的反應是熵增的放熱反應, ,該反應能自發(fā)進該反應能自發(fā)進行行B.B.某吸熱反應能自發(fā)進行某吸熱反應能自發(fā)進行, ,因此該反應是熵增反應因此該反應是熵增反應C.FeClC.FeCl3 3和和MnOMnO2 2均可加快均可加快H H2 2O O2 2分解分解, ,同等條件下二者對同等條件下二者對H H2 2O O2 2分解速率的改變相同分解速率的改變相同D.2NO(g)+2CO(g)=ND.2NO(g)+2CO(g)=N2 2(g)+2CO(g)+2CO2 2(g)(g)常溫下能自發(fā)進常溫下能自發(fā)進行行, ,說明該反應的說明該反應的H00,0,在反應中鈉會熔化成一個閃在反應中鈉會熔化成一個閃亮

6、的小球四處游動亮的小球四處游動, ,且發(fā)出嘶嘶的聲音且發(fā)出嘶嘶的聲音, ,此反應為放熱此反應為放熱反應反應, ,則則H0,0,故該反應能自發(fā)進行故該反應能自發(fā)進行, ,A A項正確項正確; ;H- -T TS00,0,吸熱反吸熱反應能自發(fā)進行應能自發(fā)進行, ,說明說明S0,B0,B項正確項正確; ; FeClFeCl3 3和和MnOMnO2 2均可作為催化劑加快均可作為催化劑加快H H2 2O O2 2分解分解, ,但同等條件但同等條件下二者對下二者對H H2 2O O2 2分解催化效果不相同分解催化效果不相同, ,故反應速率的改變故反應速率的改變不相同不相同,C,C項錯誤項錯誤; ;反應為氣

7、體體積減小的反應反應為氣體體積減小的反應,S0,0,若反應能自發(fā)進行若反應能自發(fā)進行, ,則反應的則反應的H0,D0,0,則則H0,0,正確正確; ;均能加快反應速率均能加快反應速率, ,正確正確, ,H= =(E(Ea a-E-Eb b)kJ)kJmolmol-1-1, ,正確。正確?！炯庸逃柧殹俊炯庸逃柧殹?.(20161.(2016邯鄲模擬邯鄲模擬) )下列反應在任意溫度下一定能自下列反應在任意溫度下一定能自發(fā)進行的是發(fā)進行的是( () )A.2NaCl+2HA.2NaCl+2H2 2O 2NaOH+ClO 2NaOH+Cl2 2+H+H2 2B.NHB.NH3 3(g)+HCl(g)=

8、NH(g)+HCl(g)=NH4 4Cl(s)Cl(s)H000D.XD.X2 2Y Y2 2(s)=X(s)=X2 2(g)+Y(g)+Y2 2(g)(g)H00,0,S0,0,低溫低溫下不能自發(fā)進行下不能自發(fā)進行, ,故故A A錯誤錯誤; ;反應是放熱反應反應是放熱反應H0,0,S0,0,0,S0,0,低溫下不能自發(fā)進行低溫下不能自發(fā)進行, ,故故C C錯誤錯誤; ;反應反應是放熱反應是放熱反應H0,0,0,任意溫度下能自發(fā)進行任意溫度下能自發(fā)進行, ,故故D D正確。正確。2.2.氨的工業(yè)合成工藝的成熟推動了人類文明的進步氨的工業(yè)合成工藝的成熟推動了人類文明的進步, ,不少科技工作者為了

9、尋找廉價的氨的制備方法不少科技工作者為了尋找廉價的氨的制備方法, ,進行進行了前赴后繼的探索性工作。請回答下列各題了前赴后繼的探索性工作。請回答下列各題: :用氫氣和氮氣合成氨是一個可逆反應用氫氣和氮氣合成氨是一個可逆反應, ,化學方程式如化學方程式如下下:N:N2 2+3H+3H2 2 2NH 2NH3 3。已知。已知, ,在常溫下在常溫下,1 g H,1 g H2 2完全完全轉化為轉化為NHNH3 3, ,放出的熱量為放出的熱量為15.4 kJ15.4 kJ。(1)(1)請寫出該反應的熱化學方程式請寫出該反應的熱化學方程式_。(2)(2)如果一個反應的如果一個反應的H-T-TS0,0,則該

10、反應能夠自發(fā)進則該反應能夠自發(fā)進行。已知該反應的行。已知該反應的S=-198.2 Jmol=-198.2 Jmol-1-1KK-1-1。請判斷。請判斷上述氨氣的合成反應在常溫下上述氨氣的合成反應在常溫下_(_(填填“能能”或或“不能不能”) )自發(fā)進行。自發(fā)進行?！窘馕觥俊窘馕觥縃-T-TS=-92.4 kJmol=-92.4 kJmol-1-1-298 K-298 K(-0.198 2 kJmol(-0.198 2 kJmol-1-1KK-1-1)0,)0,0,下列說法下列說法正確的是正確的是( () )A.A.當氨氣的體積分數不變時當氨氣的體積分數不變時, ,該分解反應達到了平衡該分解反應

11、達到了平衡B.B.當氨氣的物質的量濃度不變時當氨氣的物質的量濃度不變時, ,該反應達到了平衡該反應達到了平衡C.C.如果如果v v正正(NH(NH3 3)=2v)=2v正正(CO(CO2 2) )時時, ,該反應達到了平衡該反應達到了平衡D.D.如果如果2v2v正正(NH(NH3 3)=v)=v逆逆(CO(CO2 2) )時時, ,該反應向正反應方向進行該反應向正反應方向進行=【解析】【解析】選選B B。因為。因為H H2 2NCOONHNCOONH4 4為固體為固體, ,反應為分解反應反應為分解反應, ,氨氣和二氧化碳按照氨氣和二氧化碳按照2121生成生成, ,反應過程中氨氣的體積反應過程中

12、氨氣的體積分數始終為分數始終為 , ,保持不變保持不變, ,不能說明反應達到平衡不能說明反應達到平衡, ,故故A A錯誤錯誤; ;當氨氣的物質的量濃度不變時當氨氣的物質的量濃度不變時, ,該反應達到了平該反應達到了平衡衡, ,故故B B正確正確; ;達到平衡時達到平衡時, ,正、逆反應速率相等正、逆反應速率相等,v,v正正(NH(NH3 3) )=2v=2v正正(CO(CO2 2),),只有正反應速率只有正反應速率, ,沒有逆反應速率沒有逆反應速率, ,不能說明不能說明23反應達到平衡反應達到平衡, ,故故C C錯誤錯誤; ;達到化學平衡狀態(tài)時達到化學平衡狀態(tài)時, ,不同物不同物質的正、逆反應

13、速率之比等于化學計量數之比質的正、逆反應速率之比等于化學計量數之比, ,當當v v正正(NH(NH3 3)v)v逆逆(CO(CO2 2)=21,)=21,即即v v正正(NH(NH3 3)=2v)=2v逆逆(CO(CO2 2) )時時, ,反反應達到平衡應達到平衡,2v,2v正正(NH(NH3 3)=v)=v逆逆(CO(CO2 2) )時時, ,說明說明v v逆逆vv正正, ,該反應該反應向逆反應方向進行向逆反應方向進行, ,故故D D錯誤。錯誤。3.(20163.(2016梅州模擬梅州模擬) )研究研究NONO2 2、SOSO2 2、COCO等大氣污染氣等大氣污染氣體的處理具有重要意義。反應

14、體的處理具有重要意義。反應NONO2 2(g)+SO(g)+SO2 2(g) (g) SOSO3 3(g)+NO(g),(g)+NO(g),在一定條件下在一定條件下, ,將將NONO2 2與與SOSO2 2以體積比以體積比112 2置于密閉容器中發(fā)生上述反應置于密閉容器中發(fā)生上述反應, ,下列能說明反應達下列能說明反應達到平衡狀態(tài)的是到平衡狀態(tài)的是( () )A.A.體系壓強保持不變體系壓強保持不變B.B.混合氣體顏色保持不變混合氣體顏色保持不變C.SOC.SO3 3和和NONO的體積比保持不變的體積比保持不變D.D.每消耗每消耗1 mol SO1 mol SO3 3的同時生成的同時生成1 m

15、ol NO1 mol NO2 2【解析】【解析】選選B B。該反應前后氣體分子總數不變。該反應前后氣體分子總數不變, ,因此壓因此壓強保持不變不能作為平衡的標志強保持不變不能作為平衡的標志,A,A錯錯; ;混合氣體顏色不混合氣體顏色不變變, ,則則NONO2 2濃度保持不變濃度保持不變, ,可以作為平衡的標志可以作為平衡的標志,B,B對對; ;無無論何種狀態(tài)論何種狀態(tài),SO,SO3 3、NONO的體積比始終為的體積比始終為11,11,不能作為平不能作為平衡的標志衡的標志,C,C錯錯; ;每消耗每消耗1 mol SO1 mol SO3 3的同時生成的同時生成1 mol NO1 mol NO2 2

16、, ,是同方向的反應是同方向的反應, ,不能作為平衡的標志不能作為平衡的標志,D,D錯。錯。4.(20164.(2016保定模擬保定模擬) )自然界的礦物、巖石的成因和變自然界的礦物、巖石的成因和變化受到許多條件的影響。地殼內每加深化受到許多條件的影響。地殼內每加深1 km,1 km,壓強增壓強增大約大約25 00025 00030 000 kPa30 000 kPa。在地殼內。在地殼內SiOSiO2 2和和HFHF存在以存在以下平衡下平衡:SiO:SiO2 2(s)+4HF(g) SiF(s)+4HF(g) SiF4 4(g)+2H(g)+2H2 2O(g)O(g)H=-148.9 kJmo

17、l=-148.9 kJmol-1-1。(1)(1)在地殼深處容易有在地殼深處容易有_氣體逸出氣體逸出, ,在地殼淺處在地殼淺處容易有容易有_沉積。沉積。(2)(2)如果上述反應在體積不變的密閉容器中發(fā)生如果上述反應在體積不變的密閉容器中發(fā)生, ,當達當達到平衡時到平衡時, ,下列說法正確的是下列說法正確的是_。a.2va.2v正正(HF)=v(HF)=v逆逆(H(H2 2O)O)b.v(Hb.v(H2 2O)=2v(SiFO)=2v(SiF4 4) )c.SiOc.SiO2 2的質量保持不變的質量保持不變d.d.反應物不再轉化為生成物反應物不再轉化為生成物(3)(3)若反應的容器容積為若反應的

18、容器容積為2.0 L,2.0 L,反應時間為反應時間為8.0 min,8.0 min,容容器內氣體的密度增大了器內氣體的密度增大了0.12 gL0.12 gL-1-1, ,在這段時間內在這段時間內HFHF的平均反應速率為的平均反應速率為_?！窘馕觥俊窘馕觥?1)SiO(1)SiO2 2(s)+4HF(g) SiF(s)+4HF(g) SiF4 4(g)+2H(g)+2H2 2O(g)O(g)H=-148.9 kJmol=-148.9 kJmol-1-1, ,該反應正向為氣體體積減小的該反應正向為氣體體積減小的反應反應, ,增大壓強增大壓強, ,平衡向右移動平衡向右移動, ,有有SiFSiF4

19、4(g)(g)逸出逸出,H,H2 2O(g)O(g)凝結為水凝結為水, ,減小壓強有減小壓強有SiOSiO2 2沉淀析出沉淀析出; ;故在地殼深處容故在地殼深處容易有易有SiFSiF4 4、H H2 2O O氣體逸出氣體逸出, ,在地殼淺處容易有在地殼淺處容易有SiOSiO2 2沉積。沉積。 (2)(2)建立平衡的標志有建立平衡的標志有: :正反應速率正反應速率= =逆反應速率、各物逆反應速率、各物質的濃度保持不變質的濃度保持不變;v;v正正(HF)=2v(HF)=2v逆逆(H(H2 2O)O)、v v正正(H(H2 2O)=2vO)=2v逆逆(SiF(SiF4 4) )、混合氣體的密度保持不

20、變、各組分的質量保、混合氣體的密度保持不變、各組分的質量保持不變均達到平衡持不變均達到平衡, ,所以所以c c正確。正確。(3)(3)由容積為由容積為2.0 L,2.0 L,反應時間為反應時間為8.0 min,8.0 min,容器內氣體的密度增大了容器內氣體的密度增大了0.12 gL0.12 gL-1-1, ,則增加的質量為則增加的質量為2.0 L2.0 L0.12 gL0.12 gL-1-1=0.24 g,=0.24 g,即固體質量減小即固體質量減小0.24 g,0.24 g,則參加反應的則參加反應的m(SiOm(SiO2 2)=)=0.24 g,0.24 g,其物質的量為其物質的量為0.0

21、04 mol,0.004 mol,根據方程式根據方程式SiOSiO2 2+4HF +4HF SiF SiF4 4+2H+2H2 2O O可知參加反應的可知參加反應的HFHF的物質的量為的物質的量為0.016 mol,v(HF)= =0.016 mol,v(HF)= =0.001 0 molL0.001 0 molL-1-1minmin-1-1。0.016 mol2 L 8 min答案答案: :(1)SiF(1)SiF4 4、H H2 2O OSiOSiO2 2(2)c(2)c(3)0.001 0 molL(3)0.001 0 molL-1-1minmin-1-1【加固訓練】【加固訓練】1.(2

22、0161.(2016福州模擬福州模擬) )合成氨反應的平衡狀態(tài)是指下列合成氨反應的平衡狀態(tài)是指下列情況中的情況中的( () )A.A.氫氣的消耗速率與氨生成的速率之比為氫氣的消耗速率與氨生成的速率之比為3232B.B.體積不變時體積不變時, ,混合氣體的密度不再改變混合氣體的密度不再改變C.C.氮氣的生成速率與氨的生成速率之比為氮氣的生成速率與氨的生成速率之比為1212D.D.容器內物質的總質量不變容器內物質的總質量不變【解析】【解析】選選C C。當化學反應達到平衡狀態(tài)時。當化學反應達到平衡狀態(tài)時, ,正、逆反正、逆反應速率相等應速率相等, ,各物質的濃度不再發(fā)生變化各物質的濃度不再發(fā)生變化,

23、 ,由此衍生的由此衍生的一些物理量不變一些物理量不變, ,以此解答該題。無論該反應是否達到以此解答該題。無論該反應是否達到平衡狀態(tài)平衡狀態(tài), ,都存在氫氣的消耗速率與氨氣的生成速率之都存在氫氣的消耗速率與氨氣的生成速率之比為比為32,32,所以不能據此判斷該反應是否達到平衡狀態(tài)所以不能據此判斷該反應是否達到平衡狀態(tài), ,故故A A錯誤錯誤; ;體積不變體積不變, ,混合氣體的質量不變混合氣體的質量不變, ,則無論該反則無論該反應是否達到平衡狀態(tài)應是否達到平衡狀態(tài), ,混合氣體的密度都不變混合氣體的密度都不變, , 所以不能據此判斷該反應是否達到平衡狀態(tài)所以不能據此判斷該反應是否達到平衡狀態(tài),

24、,故故B B錯誤錯誤; ;當該反應達到平衡狀態(tài)時當該反應達到平衡狀態(tài)時, ,氮氣的生成速率和氨氣的生氮氣的生成速率和氨氣的生成速率之比為其化學計量數之比成速率之比為其化學計量數之比, ,所以能據此判斷該反所以能據此判斷該反應是否達到平衡狀態(tài)應是否達到平衡狀態(tài), ,故故C C正確正確; ;根據質量守恒定律知根據質量守恒定律知, ,無論該反應是否達到平衡狀態(tài)無論該反應是否達到平衡狀態(tài), ,容器內物質的總質量始容器內物質的總質量始終不變終不變, ,所以不能據此判斷該反應是否達到平衡狀態(tài)所以不能據此判斷該反應是否達到平衡狀態(tài), ,故故D D錯誤。錯誤。2.1002.100時時, ,將將1 mol CH

25、1 mol CH4 4和和2 mol H2 mol H2 2O O通入容積為通入容積為1 L1 L的定容密閉容器中發(fā)生反應的定容密閉容器中發(fā)生反應CHCH4 4(g)+H(g)+H2 2O(g) CO(g)O(g) CO(g)+3H+3H2 2(g),(g),能說明該反應已經達到平衡狀態(tài)的是能說明該反應已經達到平衡狀態(tài)的是( () )A.A.容器的壓強恒定容器的壓強恒定B.B.容器內氣體密度恒定容器內氣體密度恒定C.vC.v正正(CH(CH4 4)=3v)=3v逆逆(H(H2 2) )D.D.單位時間內消耗單位時間內消耗0.1 mol CH0.1 mol CH4 4同時生成同時生成0.3 mo

26、l H0.3 mol H2 2高溫高溫=【解析】【解析】選選A A。CHCH4 4與與H H2 2O O的反應方程式為氣體體積變化的反應方程式為氣體體積變化的反應的反應, ,當容器內的壓強恒定時當容器內的壓強恒定時, ,說明反應達到平衡說明反應達到平衡, ,A A正確正確; ;根據質量守恒定律知氣體的質量始終不變根據質量守恒定律知氣體的質量始終不變, ,容器容器體積也不變體積也不變, ,所以氣體密度始終不變所以氣體密度始終不變, ,無法根據密度不無法根據密度不變判斷反應達到平衡變判斷反應達到平衡,B,B錯誤錯誤; ;根據化學計量數之比根據化學計量數之比= =反反應速率之比有應速率之比有3v3v

27、正正(CH(CH4 4)=v)=v正正(H(H2 2),),達到平衡時達到平衡時v v正正(H(H2 2)=)=v v逆逆(H(H2 2),),則則3v3v正正(CH(CH4 4)=v)=v逆逆(H(H2 2),),所以所以C C中中v v正正(CH(CH4 4)=3v)=3v逆逆(H(H2 2) )時時, ,不是平衡狀態(tài)不是平衡狀態(tài),C,C錯誤錯誤; ;單位時間內消耗單位時間內消耗0.1 mol CH0.1 mol CH4 4同時生成同時生成0.3 mol H0.3 mol H2 2都是正反應都是正反應, ,不能據此判斷平衡建不能據此判斷平衡建立立,D,D錯誤。錯誤。3.CO3.CO2 2是

28、引起是引起“溫室效應溫室效應”的主要物質的主要物質, ,節(jié)能減排節(jié)能減排, ,高效高效利用化石能源利用化石能源, ,控制控制COCO2 2排放排放, ,探索探索COCO2 2的循環(huán)利用是保的循環(huán)利用是保護環(huán)境、促進經濟可持續(xù)發(fā)展的重要舉措。在一定溫護環(huán)境、促進經濟可持續(xù)發(fā)展的重要舉措。在一定溫度下度下, ,向向2 L2 L固定容積的密閉容器中通入固定容積的密閉容器中通入2 mol CO2 mol CO2 2、3 mol H3 mol H2 2, ,發(fā)生反應為發(fā)生反應為COCO2 2(g)+3H(g)+3H2 2(g) CH(g) CH3 3OH(g)+OH(g)+H H2 2O(g) O(g)

29、 H=-490 kJmol=-490 kJmol-1-1。測得測得COCO2 2(g)(g)和和CHCH3 3OH(g)OH(g)的濃度隨時間變化如圖所示。的濃度隨時間變化如圖所示。(1)(1)能說明該反應已達到平衡狀態(tài)的是能說明該反應已達到平衡狀態(tài)的是_。A.COA.CO2 2(g)(g)體積分數在混合氣體中保持不變體積分數在混合氣體中保持不變B.B.單位時間內有單位時間內有1.2 mol HH1.2 mol HH斷裂斷裂, ,同時有同時有0.8 mol 0.8 mol OHOH鍵生成鍵生成C.C.混合氣體的密度不隨時間變化混合氣體的密度不隨時間變化D.D.當體系中當體系中c(Hc(H2 2

30、O)c(CHO)c(CH3 3OH)=11,OH)=11,且保持不變且保持不變(2)(2)下列措施能使下列措施能使 增大的是增大的是_。A.A.升高溫度升高溫度B.B.恒溫恒容充入恒溫恒容充入He(g)He(g)C.C.使使H H2 2O(g)O(g)變成變成H H2 2O(l)O(l)D.D.恒溫恒容下恒溫恒容下, ,再充入再充入2 mol CO2 mol CO2 2、3 mol H3 mol H2 232n(CH OH)n(CO )(3)(3)計算該溫度下此反應的平衡常數計算該溫度下此反應的平衡常數K=_;=_;若使若使K=1,=1,應采取的措施是應采取的措施是_。A.A.增大壓強增大壓強

31、B.B.恒壓加入一定量恒壓加入一定量H H2 2C.C.恒容通入恒容通入COCO2 2 D. D.降低溫度降低溫度E.E.升高溫度升高溫度【解析】【解析】(1)A(1)A項項,CO,CO2 2體積分數不變一定是平衡標志體積分數不變一定是平衡標志;B;B項項, ,所述化學鍵斷裂與生成都指正向反應所述化學鍵斷裂與生成都指正向反應, ,不能反映出不能反映出正逆反應速率相等正逆反應速率相等, ,所以不能作為平衡標志所以不能作為平衡標志;C;C項項, ,反應反應過程中密度一直不變過程中密度一直不變, ,所以密度不能作為該反應的平衡所以密度不能作為該反應的平衡標志標志;D;D項項, ,反應過程中兩生成物濃

32、度比一直為反應過程中兩生成物濃度比一直為1 11,1,不不能作為平衡標志。能作為平衡標志。(2)A(2)A項項, ,由于該反應放熱由于該反應放熱, ,升高溫度平衡逆向移動升高溫度平衡逆向移動, ,比值比值變小變小;B;B項項, ,恒溫、恒容充入稀有氣體恒溫、恒容充入稀有氣體, ,平衡不移動平衡不移動, ,比值比值不變化不變化;C;C項項, ,使水變成液態(tài)使水變成液態(tài), ,平衡正向移動平衡正向移動, ,比值變大比值變大;D;D項項, ,再按原比例投料再按原比例投料, ,相當于增大壓強相當于增大壓強, ,反應更有利于正反應更有利于正向進行向進行, ,所以平衡時比值變大。所以平衡時比值變大。(3)(

33、3)根據圖中數據根據圖中數據, ,可分析出平衡時可分析出平衡時c(COc(CO2 2)=)=0.75 molL0.75 molL-1-1、c(Hc(H2 2)=0.75 molL)=0.75 molL-1-1、c(CHc(CH3 3OH)=0.25 molLOH)=0.25 molL-1-1、c(Hc(H2 2O)=0.25 molLO)=0.25 molL-1-1, ,則可求出平衡常數則可求出平衡常數K=16/81=16/81。若使。若使K=1=1即增大平衡即增大平衡常數常數, ,只能改變溫度只能改變溫度, ,該反應是放熱反應該反應是放熱反應, ,降溫平衡常降溫平衡常數會變大數會變大, ,故

34、選故選D D項。項。答案答案: :(1)A(1)A(2)C(2)C、D D(3)0.20(3)0.20(或或 ) )D D1681考點三考點三 化學平衡常數化學平衡常數【核心知識通關】【核心知識通關】1.1.概念概念: :在一定溫度下在一定溫度下, ,一個一個可逆反應達到可逆反應達到_時時, ,生成物生成物_與反應物與反應物_的比值是的比值是一個常數一個常數, ,用符號用符號_表示。表示。化學平衡狀態(tài)化學平衡狀態(tài)濃度冪之積濃度冪之積濃度冪之積濃度冪之積K2.2.表達式表達式: :對于一般的可逆反應對于一般的可逆反應mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g),mA(g)+nB(g) pC(g

35、)+qD(g),在一定溫度下達到平衡時在一定溫度下達到平衡時, ,K=_=_。3.3.意義意義: :利用平衡常數可以判斷、比較可逆反應進行的程度。利用平衡常數可以判斷、比較可逆反應進行的程度。K值越大值越大, ,正反應進行的程度越大正反應進行的程度越大, ,反應物的轉化率反應物的轉化率_。反之。反之, ,反應物的轉化率越小。反應物的轉化率越小。越大越大pqmnc (C) c (D)c (A) c (B)4.4.影響因素影響因素: :(1)(1)內因內因: :反應物本身的性質。反應物本身的性質。(2)(2)外因外因: :只只受受_影響影響, ,與濃度與濃度、壓強、催化劑等外、壓強、催化劑等外界因

36、素無關。界因素無關。溫度溫度5.5.實例實例: :對于對于N N2 2+3H+3H2 2 2NH 2NH3 3K1 12NH2NH3 3 N N2 2+3H+3H2 2K2 2NHNH3 3 N N2 2+ H+ H2 2K3 31232(1)(1)寫出寫出K1 1、K2 2的表達式的表達式:_:_、_。(2)(2)K2 2與與K1 1的關系式的關系式:_;:_;K2 2與與K3 3的關系式的關系式:_:_。231322c (NH )c(N ) c (H )K322223c (H ) c(N )c (NH )K211KK22332()或KKKK【特別提醒】【特別提醒】(1)(1)計算平衡常數利

37、用的是物質的平衡濃度計算平衡常數利用的是物質的平衡濃度, ,而不是而不是任意時刻濃度任意時刻濃度, ,也不能用物質的量。也不能用物質的量。(2)(2)固體和純液體的濃度視為恒定常數固體和純液體的濃度視為恒定常數, ,不出現在平不出現在平衡常數表達式中。如衡常數表達式中。如C(s)+HC(s)+H2 2O(g) CO(g)+HO(g) CO(g)+H2 2(g)(g)達到平衡后的達到平衡后的K= = 22c(CO) c Hc H O。(3)(3)催化劑能加快化學反應速率催化劑能加快化學反應速率, ,但對化學平衡無影響但對化學平衡無影響, ,也不會改變平衡常數的大小。也不會改變平衡常數的大小。(4

38、)(4)一般一般K10105 5時時, ,認為該反應基本進行完全認為該反應基本進行完全; ;K10=4K=2.6,=2.6,故反應向逆反應方向移動。故反應向逆反應方向移動。1121122c COc H O4 mol L4 mol Lc COc H2 mol L2 mol L答案答案: :(1)(1) (2)(2)吸熱吸熱(3)700(3)700(4)(4)等于等于(5)(5)不不(6)(6)逆反應方向逆反應方向222c COc H Oc COc H考向考向2:2:化學平衡常數的計算化學平衡常數的計算(2014(2014四川高考四川高考) )在在10 L10 L恒容密閉容器中充入恒容密閉容器中充

39、入X(g)X(g)和和Y(g),Y(g),發(fā)生反應發(fā)生反應X(g)+Y(g) M(g)+N(g),X(g)+Y(g) M(g)+N(g),所得實驗所得實驗數據如下表數據如下表: :實驗實驗編號編號溫度溫度/起始時物質的量起始時物質的量/mol/mol平衡時物質的量平衡時物質的量/mol/moln(X)n(X)n(Y)n(Y)n(M)n(M)7007000.400.400.100.100.0900.0908008000.100.100.400.400.0800.0808008000.200.200.300.30a a9009000.100.100.150.15b b下列說法正確的是下列說法正確的

40、是( () )A.A.實驗實驗中中, ,若若5 min5 min時測得時測得n(M)=0.050 mol,n(M)=0.050 mol,則則0 0至至5 min5 min時間內時間內, ,用用N N表示的平均反應速率表示的平均反應速率v(N)=v(N)=1.01.01010-2-2molLmolL-1-1minmin-1-1B.B.實驗實驗中中, ,該反應的平衡常數該反應的平衡常數K=2.0=2.0C.C.實驗實驗中中, ,達到平衡時達到平衡時,X,X的轉化率為的轉化率為60%60%D.D.實驗實驗中中, ,達到平衡時達到平衡時,b0.060,b0.060【解析】【解析】選選C C。實驗。實驗

41、中中, ,若若5 min5 min時測得時測得n(M)=n(M)=0.050 mol,0.050 mol,濃度是濃度是0.005 0 molL0.005 0 molL-1-1, ,則根據反則根據反應的化學方程式可知應的化學方程式可知, ,同時生成同時生成N N的濃度也是的濃度也是0.005 0 molL0.005 0 molL-1-1, ,因此因此0 0至至5 min5 min時間內時間內, ,用用N N表示的表示的平均反應速率為平均反應速率為v(N)=1.0v(N)=1.01010-3-3molLmolL-1-1minmin-1-1,A,A錯錯誤誤; ;實驗實驗中中, ,平衡時平衡時M M和

42、和N N的濃度都是的濃度都是0.008 0 molL0.008 0 molL-1-1, ,消耗消耗X X與與Y Y的濃度均是的濃度均是0.008 0 molL0.008 0 molL-1-1, , 平衡時平衡時X X和和Y Y的濃度分別為的濃度分別為0.002 molL0.002 molL-1-1和和0.032 molL0.032 molL-1-1, ,該反應的平衡常數該反應的平衡常數K=1,B=1,B錯誤錯誤; ;根據化學反應方程式可知根據化學反應方程式可知, ,如果如果X X的轉化率為的轉化率為60%,60%,則則X(g)+Y(g) M(g)X(g)+Y(g) M(g)+N(g)+N(g)

43、起始濃度起始濃度(molL(molL-1-1) )0.0200.020 0.030 0.030 0 0 0 0轉化濃度轉化濃度(molL(molL-1-1) )0.0120.012 0.012 0.0120.0120.012 0.012 0.012平衡濃度平衡濃度(molL(molL-1-1) )0.0080.008 0.018 0.012 0.018 0.012 0.012 0.012溫度不變溫度不變, ,平衡常數不變平衡常數不變, ,則則K= =1,= =1,即達到即達到平衡狀態(tài)平衡狀態(tài), ,因此最終平衡時因此最終平衡時X X的轉化率為的轉化率為60%,C60%,C正確正確; ;70070

44、0時時, , X(g)+Y(g) M(g)+X(g)+Y(g) M(g)+N(g)N(g)起始濃度起始濃度(molL(molL-1-1) )0.0400.040 0.010 0.0100 0 0 0轉化濃度轉化濃度(molL(molL-1-1) )0.0090.009 0.009 0.0090.0090.009 0.009 0.009平衡濃度平衡濃度(molL(molL-1-1) )0.0310.031 0.001 0.0010.009 0.0090.009 0.0090.012 0.0120.008 0.018該溫度下平衡常數該溫度下平衡常數K= =2.61,= =2.61,這說明溫度這說明

45、溫度升高升高, ,平衡常數減小平衡常數減小, ,即平衡逆向移動即平衡逆向移動, ,因此正反應為放因此正反應為放熱反應熱反應, ,若容器若容器中的溫度也是中的溫度也是800,800,由于反應前后氣由于反應前后氣體分子數不變體分子數不變, ,則與則與相比相比, ,是等效平衡是等效平衡, ,因此最終平因此最終平衡時衡時M M的物質的量的物質的量b=0.5a=0.060,b=0.5a=0.060,當溫度升高到當溫度升高到900900時時, ,平衡向逆反應方向移動平衡向逆反應方向移動, ,因此因此b0.060,Db K3 3 K2 2: :NHNH3 3+H+H+ + N ( N (平衡常數平衡常數為為

46、K1 1););AgAg+ +Cl+Cl- - AgCl( AgCl(平衡常數為平衡常數為K2 2););AgAg+ +2NH+2NH3 3 Ag(NH Ag(NH3 3) () (平衡常數為平衡常數為K3 3) )。據此所做以下推測合。據此所做以下推測合理的是理的是( () )4HA.A.氯化銀可溶于氨水氯化銀可溶于氨水B.B.銀氨溶液中加入少量氯化鈉有白色沉淀銀氨溶液中加入少量氯化鈉有白色沉淀C.C.銀氨溶液中加入鹽酸無明顯現象銀氨溶液中加入鹽酸無明顯現象D.D.銀氨溶液可在酸性條件下穩(wěn)定存在銀氨溶液可在酸性條件下穩(wěn)定存在【解析】【解析】選選A A。根據。根據K3 3 K2 2, ,說明說

47、明AgAg+ +2NH+2NH3 3 Ag(NH Ag(NH3 3) )2 2 + +容易發(fā)生容易發(fā)生,Ag,Ag+ +Cl+Cl- - AgClAgCl不容易發(fā)生不容易發(fā)生, ,即氯化銀能溶即氯化銀能溶于氨水于氨水, ,銀氨溶液中加入少量氯化鈉銀氨溶液中加入少量氯化鈉, ,沒有白色沉淀沒有白色沉淀, ,故故A A正確正確,B,B錯誤錯誤; ;K1 1最大最大, ,所以所以NHNH3 3+H+H+ + 容易發(fā)生容易發(fā)生, ,反反應后溶液中有較多的應后溶液中有較多的AgAg+ +,Ag,Ag+ +與與ClCl- -反應生成反應生成AgClAgCl白色沉白色沉淀淀, ,所以銀氨溶液在酸性條件下不能

48、穩(wěn)定存在所以銀氨溶液在酸性條件下不能穩(wěn)定存在, ,故故C C、D D錯錯誤。誤。4NH+3.(20163.(2016福州模擬福州模擬) )已知已知: :反應反應Fe(s)+COFe(s)+CO2 2(g) (g) FeO(s)+CO(g)FeO(s)+CO(g)的平衡常數為的平衡常數為K1 1, ,反應反應Fe(s)+HFe(s)+H2 2O(g) O(g) FeO(s)+HFeO(s)+H2 2(g)(g)的平衡常數為的平衡常數為K2 2, ,不同溫度下不同溫度下K1 1、K2 2的值的值如表所示如表所示: :溫度溫度K1 1K2 2973 K973 K1.471.472.382.381 1

49、73 K1 173 K2.152.151.671.67(1)(1)從表中數據可以推斷從表中數據可以推斷: :反應反應是是_(_(填填“吸吸”或或“放放”) )熱反應。熱反應。(2)(2)現有反應現有反應COCO2 2(g)+H(g)+H2 2(g) CO(g)+H(g) CO(g)+H2 2O(g),O(g),寫出該寫出該反應的平衡常數反應的平衡常數K3 3的表達式的表達式:_:_。(3)(3)根據反應根據反應與與, ,可推導出可推導出K1 1、K2 2與與K3 3之間的關系之間的關系式。據此關系式及表中數據式。據此關系式及表中數據, ,也能推斷出反應也能推斷出反應是是_(_(填填“吸熱吸熱”

50、或或“放熱放熱”) )反應。欲使反應反應。欲使反應在一定條件下建立的平衡向正反應方向移動在一定條件下建立的平衡向正反應方向移動, ,可采可采用的措施有用的措施有_(_(填序號填序號) )。A.A.縮小反應容器容積縮小反應容器容積B.B.擴大反應容器容積擴大反應容器容積C.C.降低溫度降低溫度D.D.升高溫度升高溫度E.E.使用合適的催化劑使用合適的催化劑F.F.減少減少COCO的量的量【解析】【解析】(1)(1)反應反應的平衡常數隨溫度的升高而增大的平衡常數隨溫度的升高而增大, ,說明溫度升高說明溫度升高, ,平衡正向移動平衡正向移動, ,反應反應的正反應為吸熱的正反應為吸熱反應。反應。(2)

51、(2)K1 1= ,= ,K2 2= ,= ,故故K3 3= = 2c COc CO22c Hc H O12。KK(3)973 K(3)973 K時時, ,K3 3= 0.62,= 0.62,而而1 173 K1 173 K時時, ,K3 3= = 1.29, 1.29,反應反應的平衡常數隨溫度升高而增大的平衡常數隨溫度升高而增大, ,故反應故反應的正反應為吸熱反應。升高溫度的正反應為吸熱反應。升高溫度, ,可使平衡正可使平衡正向移動向移動; ;由于該反應前后氣體分子數不變由于該反應前后氣體分子數不變, ,故改變容器故改變容器容積容積, ,不能使平衡發(fā)生移動不能使平衡發(fā)生移動; ;使用催化劑不

52、能使平衡發(fā)使用催化劑不能使平衡發(fā)生移動生移動; ;減少生成物的量減少生成物的量, ,能使平衡正向移動。能使平衡正向移動。121.472.38KK122.151.67KK答案答案: :(1)(1)吸吸 (2)(2)K3 3= = 或或K3 3= =(3)(3)吸熱吸熱D D、F F12KK 222c CO c H Oc COc H4.(20134.(2013海南高考海南高考) )反應反應A(g) B(g)+C(g)A(g) B(g)+C(g)在容在容積為積為1.0 L1.0 L的密閉容器中進行的密閉容器中進行,A,A的初始濃度為的初始濃度為0.050 molL0.050 molL-1-1。溫度。

53、溫度T T1 1和和T T2 2下下A A的濃度與時間關系的濃度與時間關系如圖所示。回答下列問題如圖所示?；卮鹣铝袉栴}: :(1)(1)上述反應的溫度上述反應的溫度T T1 1_T_T2 2, ,平衡常數平衡常數K(T(T1 1) )_K(T(T2 2) )。( (填填“大于大于”“”“小于小于”或或“等于等于”) )(2)(2)若溫度若溫度T T2 2時時,5 min,5 min后反應達到平衡后反應達到平衡,A,A的轉化率為的轉化率為70%,70%,則則: :平衡時體系總的物質的量為平衡時體系總的物質的量為_。反應的平衡常數反應的平衡常數K=_=_。反應在反應在0 05 min5 min區(qū)間

54、的平均反應速率區(qū)間的平均反應速率v(A)=_v(A)=_?！窘馕觥俊窘馕觥?1)(1)溫度越高反應速率越快溫度越高反應速率越快, ,到達平衡的時間到達平衡的時間越短越短, ,根據圖象可知根據圖象可知T T1 1小于小于T T2 2。由圖象看出溫度越高。由圖象看出溫度越高, ,到達平衡時到達平衡時c(A)c(A)越小越小, ,說明升高溫度平衡向著正反應方說明升高溫度平衡向著正反應方向移動向移動, ,即正反應為吸熱反應即正反應為吸熱反應, ,K(T(T1 1) )小于小于K(T(T2 2) )。(2) A(g)(2) A(g)B(g)B(g)+ +C(g)C(g)初始初始濃度濃度0.050 mol

55、L0.050 molL-1-1 0 0 0 0改變量改變量0.0500.05070% molL70% molL-1-1 0.050 0.05070% molL70% molL-1-1 0.050 0.05070% molL70% molL-1-1平衡平衡濃度濃度0.015 molL0.015 molL-1-1 0.035 molL 0.035 molL-1-1 0.035 molL 0.035 molL-1-1平衡時體系總的物質的量為平衡時體系總的物質的量為(0.015+0.035+0.035)molL(0.015+0.035+0.035)molL-1-11.0 L=0.085 mol1.0

56、L=0.085 mol。反應的平衡常數反應的平衡常數K= 0.082= 0.082。v(A)= v(A)= =0.007 molL=0.007 molL-1-1minmin-1-1。0.035 0.0350.01510.050 70%mol L5 min答案答案: :(1)(1)小于小于小于小于(2)(2)0.085 mol0.085 mol0.0820.0820.007 molL0.007 molL-1-1minmin-1-1【加固訓練】【加固訓練】1.1.已知下列反應的平衡常數已知下列反應的平衡常數: :H H2 2(g)+S(s) H(g)+S(s) H2 2S(g),S(g),K1 1

57、; ;S(s)+OS(s)+O2 2(g) SO(g) SO2 2(g),(g),K2 2; ;則反應則反應H H2 2(g)+SO(g)+SO2 2(g) O(g) O2 2(g)+H(g)+H2 2S(g)S(g)的平衡常數的平衡常數是是( () )A.A.K1 1+ +K2 2B.B.K1 1- -K2 2 C. C.K1 1K2 2 D. D.12KK【解析】【解析】選選D D。按先后順序對反應式進行編號。按先后順序對反應式進行編號, ,依次為依次為, ,由于所求的反應式由于所求的反應式可用反應式可用反應式- -反應式反應式得到得到, ,故由化學平衡常數的意義知故由化學平衡常數的意義知

58、, ,K3 3= = 。12KK2.(20162.(2016福州模擬福州模擬) )已知反應已知反應:CO(g)+CuO(s) :CO(g)+CuO(s) COCO2 2(g)+Cu(s)(g)+Cu(s)和反應和反應:H:H2 2(g)+CuO(s) Cu(s)+(g)+CuO(s) Cu(s)+H H2 2O(g)O(g)在相同溫度下的平衡常數分別為在相同溫度下的平衡常數分別為K1 1和和K2 2, ,該溫該溫度下反應度下反應:CO(g)+H:CO(g)+H2 2O(g) COO(g) CO2 2(g)+H(g)+H2 2(g)(g)的平衡的平衡常數為常數為K。則下列說法正確的是。則下列說法正確的是( () )A.A.反應反應的平衡常數的平衡常數K1 1= =B.B.反應反應的平衡常數的平衡常數K= =C.