魯科版2023-2024年高中化學大一輪復習第7章 第40講化學反應的方向和限度

第7章化學反應的方向、限度與速率

第40講化學反應的方向和限度

I復習目標IL了解嫡、嫡變的含義，會用復合判據判斷反應進行的方向。2.了解化學反應可

逆性特點。3.掌握化學平衡狀態(tài)的建立及特征。4.了解平衡常數的概念及意義。

考點一化學反應的方向

■歸納整合

1.自發(fā)反應

在一定條件下，無需外界幫助就能自發(fā)進行的反應稱為自發(fā)反應。

2.熠和病變的含義

⑴燧的含義

描述體系的無序程度的物理量，符號為S。端值越大，體系混亂度越大。同一條件下，不同

物質有不同的燧值：同一種物質在不同狀態(tài)下蠟值也不同，一般規(guī)律是S（g）―5（1）—S（S）o

⑵婚變的含義

△S=S（生成物）一5（反應物）?；瘜W反應的AS越大，越有利于反應____________o

3.判斷化學反應方向的判據

ΔG=Δ∕7-7ΔS

△G<0時，反應正向一自發(fā)進行；

△G=0時，反應達到狀態(tài)；

△G>0時，反應正向自發(fā)進行。

五易錯辨析

1.在其他外界條件不變的情況下，使用催化劑，可以改變化學反應進行的方向（）

2.因為婚變和靖變都與反應的自發(fā)性有關，因此婚變或靖變均可以單獨作為判斷反應能否自

發(fā)進行的判據（）

3.過程自發(fā)性不僅能用于判斷過程的方向，還能確定過程發(fā)生的速率（）

■專項突破關鍵能力

1.下列說法正確的是()

A.非自發(fā)反應一定不能實現

B.同種物質氣態(tài)時嫡值最小，固態(tài)時嫡值最大

C.反應NH3(g)+HCl(g)=NH4Cl(s)在室溫下可自發(fā)進行，則該反應的△”<()

D.恒溫恒壓下，A4<0且△?()的反應一定不能自發(fā)進行

2.⑴汽車燃油不完全燃燒時產生CO,有人設想按下列反應除去CO：2CO(g)=2C⑸+02(g)。

已知該反應的△”>(),簡述該設想能否實現的依據：。

(2)超音速飛機在平流層飛行時，尾氣中的No會破壞臭氧層?？茖W家正在研究利用催化技術

將尾氣中的No和CO轉變成CCh和N2,化學方程式為2NO+2CO2C02+N2O反應能

夠自發(fā)進行，則反應的AH0(填“>”“V”或“=”)。理由是。

⑶已知CaSO"s)+CO(g)CaO(S)+SO2(g)+CO2(g)ΔW=+218kJ-moΓl,該反應能夠自

發(fā)進行的反應條件是。

考點二可逆反應、化學平衡狀態(tài)

?歸納整合必備知識

1.可逆反應

⑴概念

在相同條件下同時向進行的反應。

⑵特點

雙向性可逆反應分為方向相反的兩個反應：正反應和逆反應

雙同性正、逆反應是在相同條件下，同時進行

共存性反應物的轉化率100%,反應物與生成物共存

2.化學平衡狀態(tài)

⑴概念

在一定條件下反應進行到一定程度時，反應物和生成物的濃度不再隨時間的延長而發(fā)

生變化，正反應速率和逆反應速率，這種狀態(tài)稱為化學平衡狀態(tài)，簡稱化學平衡。

(2)化學平衡的建立

繪制”反應速率一時間”圖像，表示從正反應開始建立化學平衡狀態(tài)的過程。

反應速率

C反最大，t?最大?C反］

?=?≠()

高C反、“各自保持不變

C生為。，雌為()(表面靜止?實質動態(tài)平衡)

0t'時間

(3)平衡特征

化學平衡研究的對象是

化學平衡是一種

_=_≠()

反應物和生成物的保持不變

條件改變，平衡狀態(tài)可能改變，新條件

下建立新的平衡狀態(tài)

(4)化學平衡狀態(tài)的判斷方法

.同種物質，消耗速率等于生成速率

①。,E=OQ不同種物質，速率之比等于化學計量數

.之比，但必須同時有正、逆反應

②宏觀組成標志

各組分的濃度保持不變，或各組分的質量、物質的量、百分含量、質量分數等保持不變的狀

態(tài)是平衡狀態(tài)。

③間接標志

a.有氣體參加的反應，氣體的總壓強、總體積、總物質的量不變時，達到平衡狀態(tài)。

b.如果平衡體系中的物質有顏色，則平衡體系的顏色不變時，達到平衡狀態(tài)。

c.氣體的密度、氣體的平均相對分子質量不變時，要具體分析各表達式中的分子或分母變化

情況，判斷是否平衡(若體系中各組分均為氣體，氣體質量守恒；若體系中不全是氣體，要注

意氣體質量變化)。

E易錯辨析

1.反應2NaHCθ3=^=Na2CO3+CO2t+H2O,Na2CO3+CO2+H2O=2NaHCO3互為可逆

反應()

2.化學反應達到平衡后，反應物和生成物的濃度或百分含量相等()

3.在一定條件下，向密閉容器中充入ImoIN2和3molH2充分反應，生成2molNH3()

■專項突破關鍵能力

一、可逆反應的特征

1.在一密閉容器中進行反應：2X(g)+Y(g)2Z(g),已知反應過程中某一時刻X、Y、Z

的濃度分別為0.3mol?L\0.1mol?L\0.4mol?L當反應達到平衡時，不可能存在的是

()

A.c(X)=0.5mol?L1

B.c(Y)+c(X)=0.5mol?L1

C.c(Y)+c(Z)=1.05mol-L^1

D.c(X)+c(Y)+c(Z)=0.75mol?L1

二、平衡狀態(tài)的標志

2.在一定溫度下的恒容容器中，當下列物理量不再發(fā)生變化時：①混合氣體的壓強；②混合

氣體的密度；③混合氣體的總物質的量；④混合氣體的平均相對分子質量；⑤混合氣體的顏

色；⑥各反應物或生成物的濃度之比等于化學計量數之比；⑦某種氣體的百分含量。

⑴能說明2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)達到平衡狀態(tài)的是(填序號，下同)。

(2)能說明I2(g)+H2(g)2HI(g)達到平衡狀態(tài)的是。

(3)能說明2NO2(g)N2O4(g)達到平衡狀態(tài)的是O

(4)能說明C(s)+CO2(g)2C0(g)達到平衡狀態(tài)的是o

(5)能說明NH2COONH4(S)2NH3(g)+CO2(g)達到平衡狀態(tài)的是。

(6)能說明5C0(g)+I2O5(s)5CO2(g)+l2(s)達到平衡狀態(tài)的是。

3.若上述題目中的(1)?(4)改成一定溫度下的恒壓密閉容器，結果又如何？

(1)。(2)。

(3)。(4)o

-易錯警示

不能作為化學平衡狀態(tài)“標志”的四種情況：

(1)反應組分的物質的量之比等于化學方程式中相應物質的化學計量數之比。

⑵恒溫恒容下的體積不變的反應，體系的壓強或總物質的量不再隨時間而變化，如

2HI(g)H2(g)+I2(g)o

⑶全是氣體參加的體積不變的反應，體系的平均相對分子質量不再隨時間而變化，如

2HI(g)H2(g)+I2(g)o

(4)全是氣體參加的反應，恒容條件下體系的密度保持不變。

考點三化學平衡常數

?歸納整合必備知識

1.概念

在一定溫度下，當一個可逆反應達到化學平衡時，生成物濃度累之積與反應物濃度累之積的

比值是一個常數，即化學平衡常數，用符號—表示。

2.表達式

對于一般的可逆反應"iA(g)+"B(g)∕2C(g)+<7D(g),當在一定溫度下達到平衡時，K=

(純固體和純液體的濃度視為常數，通常不計入化學平衡常數表達式中)。

3.影響因素

K只受影響，與反應物或生成物的濃度變化無關，與壓強變化、是否使用催化劑無關。

4.平衡常數的意義及應用

(1)判斷可逆反應進行的程度

K<10^5IO5-IO5>105

反應程度正反應幾乎不發(fā)生正、逆反應相當正反應可接近完全

(2)判斷反應是否達到平衡或進行的方向

對于化學反應4A(g)+6B(g)cC(g)+JD(g)的任意狀態(tài)，濃度商Q=。

Q<K,反應向反應方向進行；

Q=K,反應處于狀態(tài)；

Q>K,反應向反應方向進行。

(3)判斷可逆反應的熱效應

K增大正反應為反應

升高溫度

K減小正反應為反應

K增大正反應為反應

降低溫度

K減小正反應為反應

五易錯辨析

1.CXS)+H2O(g)CO(g)+H2(g)的平衡常數表達式為K=筆筆去()

2.平衡常數發(fā)生變化，化學平衡一定發(fā)生移動()

3.化學平衡發(fā)生移動，平衡常數一定發(fā)生變化()

4.平衡常數K越大，表示反應進行得越快()

5.溫度不變，增大反應物濃度，平衡正向移動，平衡常數增大()

6.反應A(g)+B(g)C(g)達到平衡后，溫度不變，增大壓強，平衡正向移動，平衡常數增

大()

■專項突破關鍵能力

一、化學平衡常數與化學方程式的關系

1.請寫出下列反應的平衡常數，并找出&和K2、&的關系。

(l)N2(g)+3H2(g)2NH3(g)Kl

?3

(2)]N2(g)+5H2(g)NH3(g)K2

(3)2NH3(g)N2(g)+3H2(g)Ki

2.已知下列反應的平衡常數：

①H2(g)+S(s)H2S(g)Kt;

②S(s)+O2(g)SO2(g)K2-,

則反應H2(g)+SO2(g)O2(g)+H2S(g)的平衡常數K=(用KT和K2表示)。

■歸納總結

(1)正、逆反應的化學平衡常數互為倒數。

(2)若化學方程式中各物質的化學計量數都變成〃倍或5倍，則化學平衡常數變?yōu)樵瓉淼膎次

早或5次森。

(3)兩化學方程式相加得到新的化學方程式，其化學平衡常數是兩反應平衡常數的乘積。

二、化學平衡常數的應用

3.研究發(fā)現，液態(tài)苯是優(yōu)質儲氫材料：C6H6(I)+3H2(g)C6H12(I)O一定溫度下，在密閉

容器中充入一定量液態(tài)苯(足量)和適量氫氣，經反應達到平衡后，測得c(H2)=2mol?L-'保

持溫度不變，將體積壓縮至原來的一半，達到新平衡時c(H*為()

A.1mol-L1B.2mol-L1

C.3mol?L1D.4mol?L1

4.在30OmL的密閉容器中，放入鐐粉并充入一定量的CC)氣體，一定條件下發(fā)生反應：Ni(s)

+4CO(g)Ni(CO)4(g),己知該反應平衡常數與溫度的關系如下表所示。下列說法不正確

的是()

溫度/℃2580230

平衡常數/(mol^^3.L3)5×IO421.9X105

A.上述生成Ni(CO)Mg)的反應為放熱反應

B.25°C時,反應Ni(CO)Mg)Ni(S)+4Co(g)的平衡常數為2X10-5moF.L-3

C.80℃時，測得某時刻Ni(CO)4、CO的濃度均為0.5mol?Lr,則此時。擊>。逆

1

D.80℃達到平衡時，測得n(CO)=0.3mol,則Ni(CO)4的平衡濃度為2mol?L

5.已知反應：FeO(S)+CO(g)Fe(s)+CO2(g)?7∕>0o

(1)此反應的平衡常數表達式為K=。

(2)溫度降低，則K(填“增大”“減小”或“不變”)。

(3)已知1IOO℃時，K=O.263。若1100'C時測得C(CO2)=0.025mol?L^',C(CO)=

0.01molLl此時該反應(填“處于”或“不處于”)化學平衡狀態(tài)，化學反應速率:

正反應速率(填或“=")逆反應速率。

真題演練明確考向

1.(2020?北京，10)一定溫度下，反應I2(g)+H2(g)2HI(g)在密閉容器中達到平衡時，測得

C(L)=QllmmoILr,c(HI)=0.78mmol?Ll,,相同溫度下，按下列4組初始濃度進行實驗，

反應逆向進行的是()

ABCD

c(l2)∕(mmol?L^,)1.000.220.440.11

c(H2)∕(mm0l?L,)1.000.220.440.44

c(HI)∕(mmol?L,)1.001.564.001.56

(注：ImmoI?Li=10-3moi.i∕∣)

2.[2021?湖南，16(1)(2)]氨氣中氫含量高，是一種優(yōu)良的小分子儲氫載體，且安全、易儲運,

可通過下面兩種方法由氨氣得到氫氣。

方法I.氨熱分解法制氫氣

相關化學鍵的鍵能數據

化學鍵N≡NH-HN-H

鍵能E∕(kJ?moL)946436.0390.8

在一定溫度下，利用催化劑將NE分解為N2和H2?；卮鹣铝袉栴}：

l

⑴反應2NH3(g)N2(g)+3H2(g)?H=kJ?moΓo

⑵已知該反應的ΔS=+198.9Jmol1K1,在下列哪些溫度下反應能自發(fā)進行？

____________(填字母)。

A.25℃B.125℃

C.225℃D.325℃

3.[2022?浙江6月選考，29(1)]主要成分為HzS的工業(yè)廢氣的回收利用有重要意義。

回收單質硫。將三分