（江蘇專(zhuān)版）高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí) 專(zhuān)題五 第十九講 化學(xué)平衡 化學(xué)平衡常數(shù)的計(jì)算學(xué)案（含解析）-人教版高三全冊(cè)化學(xué)學(xué)案

化學(xué)平衡化學(xué)平衡常數(shù)的計(jì)算[江蘇考綱要求]———————————————————————————————1．認(rèn)識(shí)化學(xué)反應(yīng)的可逆性。2．理解化學(xué)平衡的含義。3．理解化學(xué)平衡常數(shù)的含義，能用化學(xué)平衡常數(shù)進(jìn)行簡(jiǎn)單計(jì)算。可逆反應(yīng)與化學(xué)平衡狀態(tài)4．能用焓變和熵變說(shuō)明常見(jiàn)簡(jiǎn)單化學(xué)反應(yīng)的方向?？赡娣磻?yīng)與化學(xué)平衡狀態(tài)[教材基礎(chǔ)—自熱身]1．可逆反應(yīng)2．化學(xué)平衡狀態(tài)(1)概念一定條件下的可逆反應(yīng)中，正反應(yīng)速率與逆反應(yīng)速率相等，反應(yīng)體系中所有參加反應(yīng)的物質(zhì)的質(zhì)量或濃度保持不變的狀態(tài)。(2)化學(xué)平衡的建立(3)化學(xué)平衡狀態(tài)的特點(diǎn)[知能深化—掃盲點(diǎn)]1．化學(xué)平衡狀態(tài)的判定如對(duì)密閉容器中的可逆反應(yīng)：mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)是否達(dá)到平衡可以歸納如下表(用“平衡”或“不一定”填表)化學(xué)反應(yīng)mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)是否平衡混合物體系中各成分的含量①各物質(zhì)的物質(zhì)的量或物質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)一定平衡②各物質(zhì)的質(zhì)量或質(zhì)量分?jǐn)?shù)一定平衡③各氣體的體積或體積分?jǐn)?shù)一定平衡④總體積、總壓強(qiáng)、總物質(zhì)的量一定不一定正、逆反應(yīng)速率之間的關(guān)系①在單位時(shí)間內(nèi)消耗了mmolA，同時(shí)也生成了mmolA平衡②在單位時(shí)間內(nèi)消耗了nmolB，同時(shí)也消耗了pmolC平衡③v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)＝m∶n∶p∶q不一定④在單位時(shí)間內(nèi)生成了nmolB，同時(shí)也消耗了qmolD不一定壓強(qiáng)①其他條件一定、總壓強(qiáng)一定，且m＋n≠p＋q平衡②其他條件一定、總壓強(qiáng)一定，且m＋n＝p＋q不一定混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量①平均相對(duì)分子質(zhì)量一定，且m＋n≠p＋q平衡②平均相對(duì)分子質(zhì)量一定，且m＋n＝p＋q不一定溫度任何化學(xué)反應(yīng)都隨著能量變化，當(dāng)體系溫度一定時(shí)平衡氣體的密度密度一定不一定顏色對(duì)于有色物質(zhì)參加或生成的可逆反應(yīng)，反應(yīng)體系內(nèi)有色物質(zhì)的顏色穩(wěn)定不變平衡化學(xué)鍵對(duì)同一物質(zhì)而言，斷裂的化學(xué)鍵的物質(zhì)的量與形成的化學(xué)鍵的物質(zhì)的量相等。如反應(yīng)N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)，若有下列各項(xiàng)成立a．?dāng)嗔?molN≡N鍵的同時(shí)生成1molN≡N鍵；b．?dāng)嗔?molN≡N鍵的同時(shí)生成3molH—H鍵；c．生成1molN≡N鍵的同時(shí)生成6molN—H鍵平衡2.以下幾種情況不能作為可逆反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)的標(biāo)志(1)某一時(shí)刻，各物質(zhì)的濃度(或物質(zhì)的量或分子數(shù))之比等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比的狀態(tài)。(2)恒溫、恒容條件下氣體體積不變的反應(yīng)，混合氣體的壓強(qiáng)或氣體的總物質(zhì)的量不隨時(shí)間變化，如2HI(g)I2(g)＋H2(g)。(3)全部是氣體參加的體積不變的反應(yīng)，體系的平均相對(duì)分子質(zhì)量不隨時(shí)間變化而變化，如2HI(g)I2(g)＋H2(g)。(4)全部是氣體參加的反應(yīng)，恒容條件下體系的密度保持不變。[對(duì)點(diǎn)練]在恒溫、容積為2L的密閉容器中加入1molCO2和3molH2，發(fā)生如下反應(yīng)：CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)ΔH＜0。可認(rèn)定該可逆反應(yīng)在一定條件下已達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)的是()A．容器中CO2、H2、CH3OH、H2O的物質(zhì)的量之比為1∶3∶1∶1B．v正(CO2)＝3v逆(H2)C．容器內(nèi)混合氣體平均相對(duì)分子質(zhì)量保持不變D．容器中CO2、H2、CH3OH、H2O的物質(zhì)的量濃度都相等解析：選C因?yàn)榉磻?yīng)前后氣體的物質(zhì)的量不等，所以相對(duì)分子質(zhì)量隨著反應(yīng)進(jìn)行而改變，當(dāng)平均相對(duì)分子質(zhì)量不變時(shí)，反應(yīng)達(dá)到平衡。[題點(diǎn)全練—過(guò)高考]題點(diǎn)一可逆反應(yīng)的特點(diǎn)1．反應(yīng)2SO2＋O22SO3達(dá)到平衡后，再向反應(yīng)容器中充入含氧的同位素eq\o\al(18,)8O的氧氣，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后，eq\o\al(18,)8O原子存在于()A．O2 B．SO2C．O2和SO2 D．O2、SO2和SO3答案：D2．將0.2mol·L－1的KI溶液和0.1mol·L－1Fe2(SO4)3溶液等體積混合后，取混合液分別完成下列實(shí)驗(yàn)，能說(shuō)明溶液中存在化學(xué)平衡“2Fe3＋＋2I－2Fe2＋＋I(xiàn)2”的是()實(shí)驗(yàn)編號(hào)實(shí)驗(yàn)操作實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象①滴入KSCN溶液溶液變紅色②滴入AgNO3溶液有黃色沉淀生成③滴入K3[Fe(CN)6]溶液有藍(lán)色沉淀生成④滴入淀粉溶液溶液變藍(lán)色A．①和②B．②和④C．③和④ D．①和③解析：選A①現(xiàn)象說(shuō)明存在Fe3＋，②現(xiàn)象說(shuō)明有I－，③現(xiàn)象說(shuō)明有Fe2＋生成，④現(xiàn)象說(shuō)明有I2生成。但是③④不能說(shuō)明反應(yīng)為可逆反應(yīng)。[規(guī)律方法](1)可逆反應(yīng)的概念強(qiáng)調(diào)“相同條件”，如2H2Oeq\o(,\s\up7(電解),\s\do5(點(diǎn)燃))2H2↑＋O2↑不是可逆反應(yīng)。(2)二次電池的充、放電不是可逆反應(yīng)。(3)可逆反應(yīng)不等同于可逆過(guò)程?？赡孢^(guò)程包括物理變化和化學(xué)變化，而可逆反應(yīng)屬于化學(xué)變化。(4)一個(gè)可逆反應(yīng)達(dá)到的平衡狀態(tài)就是這個(gè)反應(yīng)在該條件下所能達(dá)到的限度。(5)化學(xué)反應(yīng)的限度可以通過(guò)改變條件而改變。題點(diǎn)二化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷3．在一定條件下，可逆反應(yīng)X(g)＋2Y(g)2Z(g)ΔH＝－akJ·mol－1達(dá)到化學(xué)平衡時(shí)，下列說(shuō)法一定正確的是()A．反應(yīng)放出akJ熱量B．X和Y的物質(zhì)的量之比為1∶2C．反應(yīng)物和生成物的濃度都不再發(fā)生變化D．X的正反應(yīng)速率等于Z的逆反應(yīng)速率解析：選C由于參加反應(yīng)的反應(yīng)物的量未知，所以不能確定放出熱量的多少，A錯(cuò)誤；根據(jù)化學(xué)方程式可知，X、Y反應(yīng)或生成的物質(zhì)的量之比是1∶2，不能確定平衡時(shí)二者的物質(zhì)的量的關(guān)系，B錯(cuò)誤；可逆反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，反應(yīng)體系的任何物質(zhì)的濃度都不會(huì)發(fā)生變化，C正確；反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，X的正反應(yīng)速率與Z的逆反應(yīng)速率之比是1∶2，D錯(cuò)誤。4．一定溫度下在容積恒定的密閉容器中，進(jìn)行如下可逆反應(yīng)：A(s)＋2B(g)C(g)＋D(g)，下列敘述能表明該反應(yīng)已達(dá)到平衡狀態(tài)的是()①混合氣體的密度不再變化時(shí)②容器內(nèi)氣體的壓強(qiáng)不再變化時(shí)③混合氣體的總物質(zhì)的量不再變化時(shí)④B的物質(zhì)的量濃度不再變化時(shí)⑤混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量不再改變的狀態(tài)⑥當(dāng)v正(B)＝2v逆(C)A．①④⑤⑥ B．②③⑥C．②④⑤⑥ D．只有④解析：選AA為固態(tài)，反應(yīng)正向進(jìn)行時(shí)氣體質(zhì)量增大，逆向進(jìn)行時(shí)氣體質(zhì)量減小，所以密度不變時(shí)平衡，①正確；該反應(yīng)前后氣體體積不變，所以壓強(qiáng)不變時(shí)不一定平衡，②錯(cuò)誤；該反應(yīng)前后氣體物質(zhì)的量相等，所以混合氣體的總物質(zhì)的量不變不一定平衡，③錯(cuò)誤；B的濃度不變，說(shuō)明反應(yīng)平衡了，④正確；混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量不再改變的狀態(tài)，說(shuō)明氣體的質(zhì)量不變，正、逆反應(yīng)速率相等，反應(yīng)達(dá)到平衡，⑤正確；v正(B)＝2v逆(C)時(shí)，說(shuō)明正、逆反應(yīng)速率相等，反應(yīng)達(dá)到平衡，⑥正確。5．在兩個(gè)恒容的密閉容器中進(jìn)行下列兩個(gè)可逆反應(yīng)：(甲)2NO2(g)2NO(g)＋O2(g)，(乙)H2(g)＋I(xiàn)2(g)2HI(g)?，F(xiàn)有下列狀態(tài)，將能證明上述反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)的填入相應(yīng)表格：表明(甲)達(dá)到平衡表明(乙)達(dá)到平衡①反應(yīng)物的消耗速率與生成物的生成速率之比等于系數(shù)之比的狀態(tài)②反應(yīng)物的消耗速率與生成物的消耗速率之比等于系數(shù)之比的狀態(tài)③速率之比等于系數(shù)之比的狀態(tài)④濃度之比等于系數(shù)之比的狀態(tài)⑤百分含量之比等于系數(shù)之比的狀態(tài)⑥混合氣體的顏色不再改變的狀態(tài)⑦混合氣體的密度不再改變的狀態(tài)⑧混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量不再改變的狀態(tài)⑨體系溫度不再改變的狀態(tài)⑩壓強(qiáng)不再改變的狀態(tài)?反應(yīng)物的濃度不再改變的狀態(tài)?反應(yīng)物或生成物的百分含量不再改變的狀態(tài)答案：②⑥⑧⑨⑩??②⑥⑨??題點(diǎn)三極值思想在化學(xué)平衡中的應(yīng)用6．可逆反應(yīng)N2＋3H22NH3，在容積為10L的密閉容器中進(jìn)行，開(kāi)始時(shí)加入2molN2和3molH2，達(dá)平衡時(shí)，NH3的濃度不可能達(dá)到()A．0.1mol·L－1 B．0.2mol·L－1C．0.05mol·L－1 D．0.15mol·L－1解析：選B2molN2和3molH2反應(yīng)，假設(shè)反應(yīng)能夠進(jìn)行到底，則3molH2完全反應(yīng)，生成2molNH3，此時(shí)NH3的濃度為0.2mol·L－1，但由于是可逆反應(yīng)，不能完全反應(yīng)，所以NH3的濃度達(dá)不到0.2mol·L－1。7．在密閉容器中進(jìn)行反應(yīng)：X2(g)＋Y2(g)2Z(g)，已知X2、Y2、Z的起始濃度分別為0.1mol·L－1、0.3mol·L－1、0.2mol·L－1，在一定條件下，當(dāng)反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，各物質(zhì)的濃度有可能是()A．Z為0.3mol·L－1 B．Y2為0.4mol·L－1C．X2為0.2mol·L－1 D．Z為0.4mol·L－1解析：選A此題可用極端假設(shè)法確定各物質(zhì)的濃度范圍。假設(shè)反應(yīng)正向進(jìn)行到底：X2(g)＋Y2(g)2Z(g)起始濃度(mol·L－1)0.10.30.2改變濃度(mol·L－1)0.10.10.2終態(tài)濃度(mol·L－1)00.20.4假設(shè)反應(yīng)逆向進(jìn)行到底：X2(g)＋Y2(g)2Z(g)起始濃度(mol·L－1)0.10.30.2改變濃度(mol·L－1)0.10.10.2終態(tài)濃度(mol·L－1)0.20.40平衡體系中各物質(zhì)的濃度范圍為0＜c(X2)＜0.2mol·L－1，0.2mol·L－1＜c(Y2)＜0.4mol·L－1,0＜c(Z)＜0.4mol·L－1?；瘜W(xué)平衡常數(shù)化學(xué)平衡常數(shù)[教材基礎(chǔ)—自熱身]1．概念在一定溫度下，當(dāng)一個(gè)可逆反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡時(shí)，生成物濃度冪之積與反應(yīng)物濃度冪之積的比值是一個(gè)常數(shù)，用符號(hào)K表示。2．表達(dá)式對(duì)于反應(yīng)mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)，在一定溫度下，反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，K＝eq\f(cp(C)·cq(D),cm(A)·cn(B))。[注意]固體和純液體的濃度視為常數(shù)，通常不計(jì)入平衡常數(shù)表達(dá)式中。3．意義K值越大，反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率越大，正反應(yīng)進(jìn)行的程度越大，但不能預(yù)測(cè)反應(yīng)達(dá)到平衡所需要的時(shí)間。4．影響因素K只受溫度影響，與反應(yīng)物或生成物的濃度變化無(wú)關(guān)。若正反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，升高溫度則K值增大；若正反應(yīng)是放熱反應(yīng)，升高溫度則K值減小。[注意]化學(xué)平衡常數(shù)是指某一具體可逆反應(yīng)的平衡常數(shù)。[知能深化—掃盲點(diǎn)]提能點(diǎn)一平衡常數(shù)的含義(1)化學(xué)平衡常數(shù)與化學(xué)方程式書(shū)寫(xiě)形式的關(guān)系①對(duì)于同一可逆反應(yīng)，正反應(yīng)的平衡常數(shù)等于逆反應(yīng)的平衡常數(shù)的倒數(shù)，即：K正＝eq\f(1,K逆)。②若化學(xué)方程式中的化學(xué)計(jì)量數(shù)等倍擴(kuò)大或縮小，盡管是同一反應(yīng)，平衡常數(shù)也會(huì)發(fā)生改變。③兩反應(yīng)加和，得到的新反應(yīng)，其化學(xué)平衡常數(shù)是兩反應(yīng)平衡常數(shù)的乘積；兩反應(yīng)相減，得到的新反應(yīng)，其化學(xué)平衡常數(shù)是兩反應(yīng)平衡常數(shù)相除得到的商。(2)化學(xué)平衡常數(shù)與平衡移動(dòng)的關(guān)系對(duì)于給定可逆反應(yīng)，即使化學(xué)平衡發(fā)生移動(dòng)，但只要溫度不變，平衡常數(shù)就不會(huì)改變，利用此守恒可以計(jì)算恒定溫度下再次平衡后的轉(zhuǎn)化率等物理量，這也是定量化學(xué)的重要定律。[對(duì)點(diǎn)練]1．判斷下列說(shuō)法的正誤(正確的打“√”，錯(cuò)誤的打“×”)。(1)平衡常數(shù)表達(dá)式中，可以是物質(zhì)的任一濃度()(2)催化劑能改變化學(xué)反應(yīng)速率，也能改變平衡常數(shù)()(3)平衡常數(shù)發(fā)生變化，化學(xué)平衡不一定發(fā)生移動(dòng)()(4)化學(xué)平衡發(fā)生移動(dòng)，平衡常數(shù)不一定發(fā)生變化()(5)溫度升高，化學(xué)平衡常數(shù)一定增大()答案：(1)×(2)×(3)×(4)√(5)×2．對(duì)于①N2＋3H22NH3K1②2NH3N2＋3H2K2③NH3eq\f(1,2)N2＋eq\f(3,2)H2K3(1)寫(xiě)出K1、K2的表達(dá)式：K1＝______________________、K2＝______________________。(2)K2與K1的關(guān)系式：K2＝________；K2與K3的關(guān)系式：K2＝________(或K3＝________)。答案：(1)eq\f(c2(NH3),c(N2)·c3(H2))eq\f(c3(H2)·c(N2),c2(NH3))(2)eq\f(1,K1)Keq\o\al(2,3)eq\r(K2)eq\a\vs4\al(提能點(diǎn)(二)化學(xué)平衡常數(shù)的應(yīng)用)(1)利用K可以推測(cè)可逆反應(yīng)進(jìn)行的程度K的大小表示可逆反應(yīng)進(jìn)行的程度，K大說(shuō)明反應(yīng)進(jìn)行的程度大，反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率大；K小說(shuō)明反應(yīng)進(jìn)行的程度小，反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率小。K<10－510－5～105105反應(yīng)程度很難進(jìn)行反應(yīng)可逆反應(yīng)接近完全(2)利用K可判斷反應(yīng)的熱效應(yīng)若升高溫度，K值增大，則正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)；若升高溫度，K值減小，則正反應(yīng)為放熱反應(yīng)。T、K變化一致，正反應(yīng)吸熱；T、K變化相反，正反應(yīng)放熱。(3)利用K值計(jì)算反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率根據(jù)起始濃度(或平衡濃度)和平衡常數(shù)可以計(jì)算平衡濃度(或起始濃度)，從而計(jì)算反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率。(4)利用K判斷化學(xué)平衡狀態(tài)及反應(yīng)的方向?qū)τ诳赡娣磻?yīng)aA(g)＋bB(g)cC(g)＋dD(g)，在一定溫度下的任意時(shí)刻，通過(guò)離子積與K的相對(duì)大小來(lái)確定反應(yīng)是否達(dá)到平衡狀態(tài)。Qc＝eq\f(cc(C)·cd(D),ca(A)·cb(B))。Qceq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(<K反應(yīng)向正反應(yīng)方向進(jìn)行，v(正)>v(逆),＝K反應(yīng)處于化學(xué)平衡狀態(tài)，v(正)＝v(逆),>K反應(yīng)向逆反應(yīng)方向進(jìn)行，v(正)<v(逆)))[對(duì)點(diǎn)練]3．在一定體積的密閉容器中，進(jìn)行如下化學(xué)反應(yīng)：CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g)，其化學(xué)平衡常數(shù)K和溫度t的關(guān)系如表所示：t℃70080083010001200K0.60.91.01.72.6回答下列問(wèn)題：(1)該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)表達(dá)式為K＝_____________________________________。(2)該反應(yīng)為_(kāi)_______反應(yīng)(填“吸熱”或“放熱”)。(3)某溫度下，各物質(zhì)的平衡濃度符合下式：3c(CO2)·c(H2)＝5c(CO)·c(H2O)，試判斷此時(shí)的溫度為_(kāi)_______。(4)若830℃時(shí)，向容器中充入1molCO、5molH2O，反應(yīng)達(dá)到平衡后，其化學(xué)平衡常數(shù)K________1.0(填“大于”“小于”或“等于”)。(5)830℃時(shí)，容器中的反應(yīng)已達(dá)到平衡。在其他條件不變的情況下，擴(kuò)大容器的體積，平衡________移動(dòng)(填“向正反應(yīng)方向”“向逆反應(yīng)方向”或“不”)。解析：(1)根據(jù)化學(xué)方程式可寫(xiě)出K＝eq\f(c(CO)·c(H2O),c(CO2)·c(H2))。(2)分析表中數(shù)據(jù)可知，隨著溫度的升高，K值逐漸增大，說(shuō)明正反應(yīng)是吸熱反應(yīng)。(3)某溫度下，由3c(CO2)·c(H2)＝5c(CO)·c(H2O)得出eq\f(c(CO)·c(H2O),c(CO2)·c(H2))＝eq\f(3,5)＝0.6＝K，K只與溫度有關(guān)，溫度一定則K為定值，查表知K＝0.6時(shí)對(duì)應(yīng)溫度是700℃。(4)只要溫度不變，K數(shù)值就不變，故830℃條件下，K的數(shù)值是1.0。(5)830℃時(shí)達(dá)到平衡，擴(kuò)大容器體積的瞬間，反應(yīng)物和生成物的濃度都減小相同的倍數(shù)，據(jù)K＝eq\f(c(CO)·c(H2O),c(CO2)·c(H2))可知，濃度同時(shí)改變相同倍數(shù)時(shí)，則平衡不移動(dòng)。答案：(1)eq\f(c(CO)·c(H2O),c(CO2)·c(H2))(2)吸熱(3)700℃(4)等于(5)不[題點(diǎn)全練—過(guò)高考]題點(diǎn)一平衡常數(shù)的含義1．在一定條件下，已達(dá)平衡的可逆反應(yīng)：2A(g)＋B(g)2C(g)，下列說(shuō)法中正確的是()A．平衡時(shí)，此反應(yīng)的平衡常數(shù)K與各物質(zhì)的濃度有如下關(guān)系：K＝eq\f(c2(C),c2(A)·c(B))B．改變條件后，該反應(yīng)的平衡常數(shù)K一定不變C．如果改變壓強(qiáng)并加入催化劑，平衡常數(shù)會(huì)隨之變化D．若平衡時(shí)增加A和B的濃度，則平衡常數(shù)會(huì)減小解析：選AK只隨溫度的改變而改變，除改變溫度外，改變其他條件都不會(huì)引起平衡常數(shù)的改變。2．某溫度下2L密閉容器中3種氣體起始狀態(tài)和平衡狀態(tài)時(shí)的物質(zhì)的量(n)如表所示，下列說(shuō)法正確的是()XYWn(起始狀態(tài))/mol210n(平衡狀態(tài))/mol10.51.5A.該溫度下，此反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式是K＝eq\f(c2(X)·c(Y),c3(W))B．其他條件不變，升高溫度，若W的體積分?jǐn)?shù)減小，則此反應(yīng)ΔH<0C．其他條件不變，使用催化劑，正、逆反應(yīng)速率和平衡常數(shù)均增大，平衡不移動(dòng)D．其他條件不變，當(dāng)密閉容器中混合氣體密度不變時(shí)，表明反應(yīng)已達(dá)到平衡解析：選B由表知，X、Y是反應(yīng)物，W是生成物，且Δn(X)∶Δn(Y)∶Δn(W)＝2∶1∶3，化學(xué)方程式為2X＋Y3W，反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式是K＝eq\f(c3(W),c2(X)·c(Y))，A錯(cuò)誤；升高溫度，若W的體積分?jǐn)?shù)減小，說(shuō)明平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，則此反應(yīng)的ΔH<0，B正確；使用催化劑，平衡常數(shù)不變，C錯(cuò)誤；混合氣體密度一直不變，不能說(shuō)明反應(yīng)已達(dá)到平衡，D錯(cuò)誤。3．研究氮氧化物與懸浮在大氣中海鹽粒子的相互作用時(shí)，涉及如下反應(yīng)：2NO2(g)＋NaCl(s)NaNO3(s)＋ClNO(g)K12NO(g)＋Cl2(g)2ClNO(g)K2則4NO2(g)＋2NaCl(s)2NaNO3(s)＋2NO(g)＋Cl2(g)的平衡常數(shù)K＝_________________________________________________(用K1、K2表示)。解析：K1＝eq\f(c(ClNO),c2(NO2))，K2＝eq\f(c2(ClNO),c2(NO)·c(Cl2))，K＝eq\f(c(Cl2)·c2(NO),c4(NO2))＝eq\f(K\o\al(2,1),K2)。答案：eq\f(K\o\al(2,1),K2)題點(diǎn)二平衡常數(shù)的影響因素及應(yīng)用4．甲醇是重要的化學(xué)工業(yè)基礎(chǔ)原料和清潔液體燃料。工業(yè)上可利用CO或CO2來(lái)生產(chǎn)燃料甲醇。已知制備甲醇的有關(guān)化學(xué)反應(yīng)以及在不同溫度下的化學(xué)反應(yīng)平衡常數(shù)如下表所示：化學(xué)反應(yīng)平衡常數(shù)溫度/℃500800①2H2(g)＋CO(g)CH3OH(g)K12.50.15②H2(g)＋CO2(g)H2O(g)＋CO(g)K21.02.50③3H2(g)＋CO2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)K3(1)據(jù)反應(yīng)①與②可推導(dǎo)出K1、K2與K3之間的關(guān)系，則K3＝________(用K1、K2表示)。(2)反應(yīng)③的ΔH________(填“>”或“<”)0。(3)500℃時(shí)測(cè)得反應(yīng)③在某時(shí)刻H2(g)、CO2(g)、CH3OH(g)、H2O(g)的濃度(mol·L－1)分別為0.8、0.1、0.3、0.15，則此時(shí)v正________v逆(填“>”“＝”或“<”)。解析：(1)K1＝eq\f(c(CH3OH),c2(H2)·c(CO))，K2＝eq\f(c(H2O)·c(CO),c(H2)·c(CO2))，K3＝eq\f(c(CH3OH)·c(H2O),c3(H2)·c(CO2))，K3＝K1·K2。(2)根據(jù)K3＝K1·K2，500℃、800℃時(shí)，反應(yīng)③的平衡常數(shù)分別為2.5、0.375；升溫，K減小，平衡左移，正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，所以ΔH<0。(3)Qc＝eq\f(0.15×0.3,0.83×0.1)<2.5。所以v正>v逆。答案：(1)K1·K2(2)<(3)>5．在一個(gè)體積為2L的真空密閉容器中加入0.5molCaCO3，發(fā)生反應(yīng)CaCO3(s)CaO(s)＋CO2(g)，測(cè)得二氧化碳的物質(zhì)的量濃度隨溫度的變化關(guān)系如下圖所示，圖中A表示CO2的平衡濃度與溫度的關(guān)系曲線(xiàn)，B表示不同溫度下反應(yīng)經(jīng)過(guò)相同時(shí)間時(shí)CO2的物質(zhì)的量濃度的變化曲線(xiàn)。請(qǐng)按要求回答下列問(wèn)題：(1)該反應(yīng)正反應(yīng)為_(kāi)_______熱反應(yīng)(填“吸”或“放”)，溫度為T(mén)5℃時(shí)，該反應(yīng)耗時(shí)40s達(dá)到平衡，則T5℃時(shí)，該反應(yīng)的平衡常數(shù)數(shù)值為_(kāi)_______。(2)如果該反應(yīng)的平衡常數(shù)K值變大，該反應(yīng)________(填標(biāo)號(hào))。a．一定向逆反應(yīng)方向移動(dòng)b．在平衡移動(dòng)時(shí)正反應(yīng)速率先增大后減小c．一定向正反應(yīng)方向移動(dòng)d．在平衡移動(dòng)時(shí)逆反應(yīng)速率先減小后增大(3)請(qǐng)說(shuō)明隨溫度的升高，曲線(xiàn)B向曲線(xiàn)A逼近的原因：________________________________________________________________________.(4)保持溫度，體積不變，充入CO2氣體，則CaCO3的質(zhì)量________，CaO的質(zhì)量________，CO2的濃度________(填“增大”“減小”或“不變”)。(5)在T5℃下，維持溫度和容器體積不變，向上述平衡體系中再充入0.5molN2，則最后平衡時(shí)容器中的CaCO3的質(zhì)量為_(kāi)_______g。解析：(1)T5℃時(shí)，c(CO2)＝0.20mol·L－1，K＝0.20。(2)K值增大，平衡正向移動(dòng)，正反應(yīng)速率大于逆反應(yīng)速率。(4)體積不變，增大c(CO2)，平衡左移，CaCO3質(zhì)量增大，CaO質(zhì)量減小，由于溫度不變，K不變，所以c(CO2)不變。(5)保持體積、溫度不變，充入N2，平衡不移動(dòng)，c(CO2)仍等于0.20mol·L－1，其物質(zhì)的量為0.4mol，所以剩余CaCO3的物質(zhì)的量為0.5mol－0.4mol＝0.1mol，其質(zhì)量為10g。答案：(1)吸0.2(2)bc(3)隨著溫度升高，反應(yīng)速率加快，達(dá)到平衡所需要的時(shí)間變短(4)增大減小不變(5)10有關(guān)化學(xué)平衡的計(jì)算有關(guān)化學(xué)平衡的計(jì)算[教材基礎(chǔ)—自熱身]1．平衡轉(zhuǎn)化率(1)平衡轉(zhuǎn)化率的計(jì)算對(duì)于化學(xué)反應(yīng)aA＋bBcC＋dD，達(dá)到平衡時(shí)，反應(yīng)物A的轉(zhuǎn)化率＝eq\f(A的起始濃度－A的平衡濃度,A的起始濃度)×100%。(2)K值與平衡轉(zhuǎn)化率的關(guān)系K值正反應(yīng)進(jìn)行的程度平衡時(shí)生成物濃度平衡時(shí)反應(yīng)物濃度反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率越大越大越eq\a\vs4\al(大)越eq\a\vs4\al(小)越eq\a\vs4\al(高)越小越小越eq\a\vs4\al(小)越eq\a\vs4\al(大)越eq\a\vs4\al(低)2.計(jì)算方法——三段式法化學(xué)平衡計(jì)算模式：對(duì)以下反應(yīng)：mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)，設(shè)A、B起始物質(zhì)的量(mol)分別為a、b，達(dá)到平衡后，A的消耗量為mx，容器容積為VL。mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)起始(mol)ab00變化(mol)mxnxpxqx平衡(mol)a－mxb－nxpxqx則有：①K＝eq\f(\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(px,V)))p·\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(qx,V)))q,\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(a－mx,V)))m·\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(b－nx,V)))n)。②c(A)平＝eq\f(a－mx,V)mol·L－1。③α(A)平＝eq\f(mx,a)×100%，α(A)∶α(B)＝eq\f(mx,a)∶eq\f(nx,b)＝eq\f(mb,na)。④φ(A)＝eq\f(a－mx,a＋b＋(p＋q－m－n)x)×100%。⑤eq\f(p(平),p(始))＝eq\f(a＋b＋(p＋q－m－n)x,a＋b)。⑥eq\x\to(ρ)(混)＝eq\f(a·M(A)＋b·M(B),V)(g·L－1)。⑦eq\x\to(M)＝eq\f(a·M(A)＋b·M(B),a＋b＋(p＋q－m－n)x)(g·mol－1)。有關(guān)轉(zhuǎn)化率的計(jì)算及判斷[典例1]羰基硫(COS)可作為一種糧食熏蒸劑，能防止某些昆蟲(chóng)、線(xiàn)蟲(chóng)和真菌的危害。在恒容密閉容器中，將CO和H2S混合加熱并達(dá)到下列平衡：CO(g)＋H2S(g)COS(g)＋H2(g)K＝0.1反應(yīng)前CO物質(zhì)的量為10mol，平衡后CO物質(zhì)的量為8mol。下列說(shuō)法正確的是()A．升高溫度，H2S濃度增加，表明該反應(yīng)是吸熱反應(yīng)B．通入CO后，正反應(yīng)速率逐漸增大C．反應(yīng)前H2S物質(zhì)的量為7molD．CO的平衡轉(zhuǎn)化率為80%[解析]升高溫度，H2S濃度增大，說(shuō)明平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，逆反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，則該反應(yīng)的正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，故A不正確；通入CO后，正反應(yīng)速率瞬間增大，之后化學(xué)平衡發(fā)生移動(dòng)，正反應(yīng)速率逐漸減小，逆反應(yīng)速率逐漸增大，當(dāng)正反應(yīng)速率和逆反應(yīng)速率相等時(shí)，反應(yīng)達(dá)到新的化學(xué)平衡狀態(tài)，故B不正確；設(shè)反應(yīng)前H2S的物質(zhì)的量為amol，容器的容積為1L，列“三段式”進(jìn)行解題：CO(g)＋H2S(g)COS(g)＋H2(g)eq\a\vs4\al(起始/(mol·L－1))10a00eq\a\vs4\al(轉(zhuǎn)化/(mol·L－1))2222eq\a\vs4\al(平衡/(mol·L－1))8a－222化學(xué)平衡常數(shù)K＝eq\f(2×2,8×(a－2))＝0.1，解得a＝7，故C正確；CO的平衡轉(zhuǎn)化率為eq\f(10mol－8mol,10mol)×100%＝20%，故D不正確。[答案]C[對(duì)點(diǎn)練]1．(2019·鹽城模擬)某溫度下，在一個(gè)2L的密閉容器中，加入4molX和2molY進(jìn)行如下反應(yīng)：3X(g)＋2Y(g)4Z(s)＋2W(g)，反應(yīng)一段時(shí)間后達(dá)到平衡，測(cè)得生成1.6molZ，則下列說(shuō)法正確的是()A．該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)表達(dá)式是K＝eq\f(c4(Z)·c2(W),c3(X)·c2(Y))B．此時(shí)，Y的平衡轉(zhuǎn)化率是40%C．增大該體系的壓強(qiáng)，化學(xué)平衡常數(shù)增大D．增加Y，Y的平衡轉(zhuǎn)化率增大解析：選B化學(xué)平衡常數(shù)的表達(dá)式中不能出現(xiàn)固體或純液體物質(zhì)，而物質(zhì)Z是固體，A錯(cuò)誤；根據(jù)化學(xué)方程式可知，平衡時(shí)Y減少的物質(zhì)的量是1.6mol×eq\f(1,2)＝0.8mol，所以Y的轉(zhuǎn)化率為eq\f(0.8mol,2mol)×100%＝40%，B正確；平衡常數(shù)只與溫度有關(guān)，增大壓強(qiáng)時(shí)平衡常數(shù)不變，C錯(cuò)誤；增加Y后平衡右移，X的轉(zhuǎn)化率增大，而Y的轉(zhuǎn)化率減小，D錯(cuò)誤。有關(guān)化學(xué)平衡常數(shù)的綜合應(yīng)用[典例2](2016·海南高考)順-1,2-二甲基環(huán)丙烷和反-1,2-二甲基環(huán)丙烷可發(fā)生如下轉(zhuǎn)化：該反應(yīng)的速率方程可表示為v(正)＝k(正)c(順)和v(逆)＝k(逆)c(反)，k(正)和k(逆)在一定溫度時(shí)為常數(shù)，分別稱(chēng)作正、逆反應(yīng)速率常數(shù)?；卮鹣铝袉?wèn)題：(1)已知：t1溫度下，k(正)＝0.006s－1，k(逆)＝0.002s－1，該溫度下反應(yīng)的平衡常數(shù)值K1＝________；該反應(yīng)的活化能Ea(正)小于Ea(逆)，則ΔH________0(填“小于”“等于”或“大于”)。(2)t2溫度下，圖中能表示順式異構(gòu)體的質(zhì)量分?jǐn)?shù)隨時(shí)間變化的曲線(xiàn)是________(填曲線(xiàn)編號(hào))，平衡常數(shù)值K2＝______；溫度t2______t1(填“小于”“等于”或“大于”)，判斷理由是_________________________________。[解析](1)根據(jù)v(正)＝k(正)c(順)、k(正)＝0.006s－1，則v(正)＝0.006c(順)，v(逆)＝k(逆)c(反)、k(逆)＝0.002s－1，則v(逆)＝0.002c(反)，化學(xué)平衡狀態(tài)時(shí)正逆反應(yīng)速率相等，則0.006c(順)＝0.002c(反)，K1＝eq\f(c(反),c(順))＝eq\f(0.006,0.002)＝3；該反應(yīng)的活化能Ea(正)小于Ea(逆)，說(shuō)明斷鍵吸收的能量小于成鍵釋放的能量，即該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，則ΔH小于零。(2)反應(yīng)開(kāi)始時(shí)，c(順)的濃度大，單位時(shí)間的濃度變化大，w(順)的變化也大，故B曲線(xiàn)符合題意，設(shè)順式異構(gòu)體的起始濃度為x，該可逆反應(yīng)左右物質(zhì)系數(shù)相等，均為1，則平衡時(shí)，順式異構(gòu)體為0.3x，反式異構(gòu)體為0.7x，所以平衡常數(shù)值K2＝eq\f(0.7x,0.3x)＝eq\f(7,3)，因?yàn)镵1＞K2，放熱反應(yīng)升高溫度時(shí)平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，所以溫度t2大于t1。[答案](1)3小于(2)Beq\f(7,3)大于放熱反應(yīng)升高溫度時(shí)平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)[對(duì)點(diǎn)練]2．(2019·海門(mén)中學(xué)模擬)(1)目前國(guó)際空間站處理CO2的一個(gè)重要方法是將CO2還原，所涉及的反應(yīng)方程式為CO2(g)＋4H2(g)eq\o(,\s\up7(Ru),\s\do5())CH4(g)＋2H2O(g)。已知H2的體積分?jǐn)?shù)隨溫度的升高而增加。若溫度從300℃升至400℃，重新達(dá)到平衡，判斷下列表格中各物理量的變化。(選填“增大”“減小”或“不變”)v正v逆平衡常數(shù)K轉(zhuǎn)化率α(2)相同溫度時(shí)，上述反應(yīng)在不同起始濃度下分別達(dá)到平衡，各物質(zhì)的平衡濃度如表：c(CO2)/(mol·L－1)c(H2)/(mol·L－1)c(CH4)/(mol·L－1)c(H2O)/(mol·L－1)平衡Ⅰabcd平衡Ⅱmnxya、b、c、d與m、n、x、y之間的關(guān)系式為_(kāi)___________。解析：(1)H2的體積分?jǐn)?shù)隨溫度的升高而增加，這說(shuō)明升高溫度平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，即正反應(yīng)是放熱反應(yīng)。升高溫度，正、逆反應(yīng)速率均增大，平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，平衡常數(shù)減小，反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率減小。(2)相同溫度時(shí)平衡常數(shù)不變，則a、b、c、d與m、n、x、y之間的關(guān)系式為eq\f(cd2,ab4)＝eq\f(xy2,mn4)。答案：(1)增大增大減小減小(2)eq\f(cd2,ab4)＝eq\f(xy2,mn4)[題點(diǎn)全練—過(guò)高考]1．汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)中生成NO的反應(yīng)為N2(g)＋O2(g)2NO(g)，T℃時(shí)，K＝0.09。在T℃下往甲、乙、丙三個(gè)恒容密閉容器中，分別投入N2(g)和O2(g)模擬反應(yīng)，起始濃度如表所示。下列判斷不正確的是()起始濃度甲乙丙c(N2)/(mol·L－1)0.460.460.92c(O2)/(mol·L－1)0.460.230.92A.起始時(shí)，反應(yīng)速率：丙>甲>乙B．平衡時(shí)，c(NO)：甲＝丙>乙C．平衡時(shí)，N2的轉(zhuǎn)化率：甲>乙D．平衡時(shí)，甲中c(N2)＝0.4mol·L－1解析：選B起始時(shí)，反應(yīng)物總濃度：丙>甲>乙，故起始時(shí)，反應(yīng)速率：丙>甲>乙，A項(xiàng)正確；丙中反應(yīng)相當(dāng)于將甲容器體積壓縮一半發(fā)生的反應(yīng)，體系壓強(qiáng)增大，但由于該反應(yīng)為反應(yīng)前后氣體分子數(shù)不變的反應(yīng)，故平衡不移動(dòng)，則平衡時(shí)丙中NO的濃度為甲中NO的濃度的2倍，乙中反應(yīng)相當(dāng)于減小甲中O2的初始濃度發(fā)生的反應(yīng)，平衡逆向移動(dòng)，所以平衡時(shí)乙中NO的濃度小于甲中NO的濃度，B項(xiàng)錯(cuò)誤；甲、乙中N2的初始濃度相等，甲中反應(yīng)相當(dāng)于增大乙中氧氣的初始濃度發(fā)生的反應(yīng)，則甲中N2的轉(zhuǎn)化率較大，故平衡時(shí)，N2的轉(zhuǎn)化率：甲>乙，C項(xiàng)正確；T℃時(shí)，K＝0.09，設(shè)甲中反應(yīng)平衡時(shí)消耗的N2的濃度為xmol·L－1，則有：N2(g)＋O2(g)2NO(g)初始(mol·L－1)0.460.460轉(zhuǎn)化(mol·L－1)xx2x平衡(mol·L－1)0.46－x0.46－x2x平衡常數(shù)K＝eq\f((2x)2,(0.46－x)2)＝0.09，解得x＝0.06，所以平衡時(shí)甲中c(N2)＝0.4mol·L－1，D項(xiàng)正確。2．某溫度下，H2(g)＋CO2(g)H2O(g)＋CO(g)的平衡常數(shù)K＝eq\f(9,4)。該溫度下在甲、乙、丙三個(gè)恒容密閉容器中，投入H2(g)和CO2(g)，其起始濃度如表所示：物質(zhì)起始濃度甲乙丙c(H2)/(mol·L－1)0.0100.0200.020c(CO2)/(mol·L－1)0.0100.0100.020下列判斷不正確的是()A．平衡時(shí)，乙中CO2的轉(zhuǎn)化率大于60%B．平衡時(shí)，甲中和丙中H2的轉(zhuǎn)化率均是60%C．平衡時(shí)，丙中c(CO2)是甲中的2倍，是0.012mol·L－1D．反應(yīng)開(kāi)始時(shí)，丙中的反應(yīng)速率最快，甲中的反應(yīng)速率最慢解析：選C設(shè)平衡時(shí)甲中CO2的轉(zhuǎn)化濃度為xmol·L－1，則H2(g)＋CO2(g)H2O(g)＋CO(g)起始(mol·L－1)0.0100.01000轉(zhuǎn)化(mol·L－1)xxxx平衡(mol·L－1)0.010－x0.010－xxx根據(jù)平衡常數(shù)得：eq\f(x2,(0.010－x)2)＝eq\f(9,4)，解得x＝0.006，則甲中CO2的轉(zhuǎn)化率為eq\f(0.006mol·L－1,0.01mol·L－1)×100%＝60%，由于乙相對(duì)甲增大了c(H2)，因此CO2的轉(zhuǎn)化率增大，A項(xiàng)正確；丙與甲為等效平衡，轉(zhuǎn)化率相等，B項(xiàng)正確；平衡時(shí)甲中c(CO2)＝0.010mol·L－1－0.006mol·L－1＝0.004mol·L－1，丙中CO2的平衡濃度是甲中的兩倍為0.008mol·L－1，C項(xiàng)錯(cuò)誤；丙中反應(yīng)物濃度最大，反應(yīng)速率最快，甲中反應(yīng)物濃度最小，反應(yīng)速率最慢，D項(xiàng)正確。3．無(wú)色氣體N2O4是一種強(qiáng)氧化劑，為重要的火箭推進(jìn)劑之一。N2O4與NO2轉(zhuǎn)換的熱化學(xué)方程式為N2O4(g)2NO2(g)ΔH＝＋24.4kJ·mol－1。上述反應(yīng)中，正反應(yīng)速率v正＝k正·p(N2O4)，逆反應(yīng)速率v逆＝k逆·p2(NO2)，其中k正、k逆為速率常數(shù)，則Kp為_(kāi)_______(以k正、k逆表示)。若將一定量N2O4投入真空容器中恒溫恒壓分解(溫度298K、壓強(qiáng)100kPa)，已知該條件下k正＝4.8×104s－1，當(dāng)N2O4分解10%時(shí)，v正＝________kPa·s－1。解析：平衡時(shí)，v正＝v逆，k正·p(N2O4)＝k逆·p2(NO2)，Kp為eq\f(k正,k逆)。若將一定量N2O4投入真空容器中恒溫恒壓分解(溫度298K、壓強(qiáng)100kPa)，已知該條件下k正＝4.8×104s－1，當(dāng)N2O4分解10%時(shí)，v正＝4.8×104s－1×100kPa×eq\f(0.9,1.1)≈3.9×106kPa·s－1。答案：eq\f(k正,k逆)3.9×106[規(guī)律方法]有關(guān)化學(xué)平衡計(jì)算的三點(diǎn)注意(1)注意反應(yīng)物和生成物的濃度關(guān)系：反應(yīng)物：c(平)＝c(始)－c(變)；生成物：c(平)＝c(始)＋c(變)。(2)利用eq\x\to(ρ)混＝eq\f(m總,V)和eq\x\to(M)＝eq\f(m總,n總)計(jì)算時(shí)要注意m總應(yīng)為氣體的質(zhì)量，V應(yīng)為反應(yīng)容器的體積，n總應(yīng)為氣體的物質(zhì)的量。(3)起始濃度、平衡濃度不一定呈現(xiàn)化學(xué)計(jì)量數(shù)之比，但物質(zhì)之間是按化學(xué)計(jì)量數(shù)反應(yīng)和生成的，故各物質(zhì)的濃度變化之比一定等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比，這是計(jì)算的關(guān)鍵?；瘜W(xué)反應(yīng)的方向化學(xué)反應(yīng)的方向[教材基礎(chǔ)—自熱身]1．自發(fā)過(guò)程(1)含義：在一定條件下，不需要借助外力作用就能自動(dòng)進(jìn)行的過(guò)程。(2)特點(diǎn)：①體系趨向于從高能狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榈湍軤顟B(tài)(體系對(duì)外部做功或釋放熱量)。②在密閉條件下，體系有從有序轉(zhuǎn)變?yōu)闊o(wú)序的傾向性(無(wú)序體系更加穩(wěn)定)。2．自發(fā)反應(yīng)在一定條件下，無(wú)需外界幫助就能自發(fā)進(jìn)行的反應(yīng)。3．判斷化學(xué)反應(yīng)方向的依據(jù)(1)焓判據(jù)：放熱過(guò)程中體系能量降低，ΔH<0，具有自發(fā)進(jìn)行的傾向，但有些吸熱反應(yīng)也可以自發(fā)進(jìn)行，如NH4Cl和Ba(OH)2的反應(yīng)，故只用焓變判斷反應(yīng)方向不全面。(2)熵判據(jù)：①熵的大?。和N物質(zhì)，熵值：氣態(tài)>液態(tài)>固態(tài)；②熵判據(jù)：體系的混亂度增加(即熵增)，ΔS>0，反應(yīng)有自發(fā)進(jìn)行的傾向。但有些熵減的過(guò)程也能自發(fā)進(jìn)行，故只用熵變來(lái)判斷反應(yīng)方向也不全面。(3)綜合判斷反應(yīng)方向的依據(jù)：在溫度、壓強(qiáng)一定的條件下，化學(xué)反應(yīng)方向是反應(yīng)的焓變和熵變共同影響的結(jié)果，反應(yīng)方向的復(fù)合判據(jù)為ΔG＝ΔH－TΔS。ΔHΔSΔG反應(yīng)情況－＋<0任何溫度下均自發(fā)進(jìn)行＋－>0任何溫度下均非自發(fā)進(jìn)行＋＋低溫>0、高溫<0低溫時(shí)非自發(fā)，高溫時(shí)自發(fā)－－低溫<0、高溫>0低溫時(shí)自發(fā)，高溫時(shí)非自發(fā)[題點(diǎn)全練—過(guò)高考]1．判斷下列說(shuō)法的正誤(正確的打“√”，錯(cuò)誤的打“×”)。(1)放熱過(guò)程均可以自發(fā)進(jìn)行，吸熱過(guò)程均不能自發(fā)進(jìn)行()(2)CaCO3eq\o(=,\s\up7(高溫))CaO＋CO2↑是一個(gè)熵增的過(guò)程()(3)焓變是影響反應(yīng)是否具有自發(fā)性的唯一因素()(4)ΔH<0、ΔS>0時(shí)，反應(yīng)一定能自發(fā)進(jìn)行()(5)吸熱且熵增加的反應(yīng)，當(dāng)溫度升高時(shí)，反應(yīng)一定能自發(fā)進(jìn)行()(6)－10℃的水結(jié)成冰，可用熵變的判據(jù)來(lái)解釋反應(yīng)的自發(fā)性()答案：(1)×(2)√(3)×(4)√(5)×(6)×2．下列反應(yīng)過(guò)程中，ΔH>0且ΔS>0的是()A．NH3(g)＋HCl(g)=NH4Cl(s)B．CaCO3(s)=CaO(s)＋CO2(g)C．4Al(s)＋3O2(g)=2Al2O3(s)D．HCl(aq)＋NaOH(aq)=NaCl(aq)＋H2O(l)解析：選BA是熵減的放熱反應(yīng)；C是熵減的放熱反應(yīng)；D是放熱反應(yīng)。3．分析下列反應(yīng)在任何溫度下均能自發(fā)進(jìn)行的是()A．2N2(g)＋O2(g)=2N2O(g) ΔH＝＋163kJ·mol－1B．H2O2(l)=eq\f(1,2)O2(g)＋H2O(l) ΔH＝－98kJ·mol－1C．HgO(s)=Hg(l)＋eq\f(1,2)O2(g) ΔH＝＋91kJ·mol－1D．Ag(s)＋eq\f(1,2)Cl2(g)=AgCl(s) ΔH＝－127kJ·mol－1解析：選BA項(xiàng)，反應(yīng)是熵減的吸熱反應(yīng)，ΔH＞0，ΔS＜0，在任何溫度下都不能自發(fā)進(jìn)行，錯(cuò)誤；B項(xiàng)，反應(yīng)是熵增的放熱反應(yīng)，ΔH＜0，ΔS＞0,在任何溫度下均能自發(fā)進(jìn)行，正確；C項(xiàng)，反應(yīng)是熵增的吸熱反應(yīng)，ΔH＞0，ΔS＞0，在低溫下不能自發(fā)進(jìn)行，錯(cuò)誤；D項(xiàng)，反應(yīng)是熵減的放熱反應(yīng)，ΔH＜0，ΔS＜0，在高溫下不能自發(fā)進(jìn)行，錯(cuò)誤。4．已知碳酸鈣的分解①CaCO3(s)=CaO(s)＋CO2(g)ΔH1僅在高溫下自發(fā)進(jìn)行；氯酸鉀的分解②2KClO3(s)=2KCl(s)＋3O2(g)ΔH2在任何溫度下都自發(fā)進(jìn)行。下面有幾組焓變數(shù)據(jù)，其中可能正確的是()A．ΔH1＝－178.32kJ·mol－1 ΔH2＝－78.3kJ·mol－1B．ΔH1＝＋178.32kJ·mol－1 ΔH2＝－78.3kJ·mol－1C．ΔH1＝－178.32kJ·mol－1 ΔH2＝＋78.3kJ·mol－1D．ΔH1＝＋178.32kJ·mol－1 ΔH2＝＋78.3kJ·mol－1解析：選B當(dāng)ΔH－TΔS＜0時(shí)反應(yīng)能自發(fā)進(jìn)行，反應(yīng)①②的ΔS＞0，當(dāng)ΔH＞0時(shí)反應(yīng)須在高溫下才能自發(fā)進(jìn)行，當(dāng)ΔH＜0時(shí)反應(yīng)在任何溫度下都能自發(fā)進(jìn)行，故ΔH1>0，ΔH2<0。eq\a\vs4\al([本講達(dá)標(biāo)檢測(cè)])[課堂真題集訓(xùn)—明考向]1．判斷下列說(shuō)法的正誤(正確的打“√”，錯(cuò)誤的打“×”)。(1)(2018·江蘇高考)反應(yīng)4Fe(s)＋3O2(g)=2Fe2O3(s)常溫下可自發(fā)進(jìn)行，該反應(yīng)為吸熱反應(yīng)()(2)(2017·江蘇高考)反應(yīng)N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)的ΔH<0，ΔS>0()(3)(2014·江蘇高考)2NO(g)＋2CO(g)=N2(g)＋2CO2(g)在常溫下能自發(fā)進(jìn)行，則該反應(yīng)的ΔH＞0()(4)(2013·江蘇高考)反應(yīng)NH3(g)＋HCl(g)=NH4Cl(s)在室溫下可自發(fā)進(jìn)行，則該反應(yīng)的ΔH<0()(5)(2012·江蘇高考)CaCO3(s)=CaO(s)＋CO2(g)室溫下不能自發(fā)進(jìn)行，說(shuō)明該反應(yīng)的ΔH<0()(6)(2011·江蘇高考)一定溫度下，反應(yīng)MgCl2(l)=Mg(l)＋Cl2(g)的ΔH>0、ΔS>0()答案：(1)×(2)×(3)×(4)√(5)×(6)√2．(雙選)(2013·江蘇高考)一定條件下存在反應(yīng)：CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)，其正反應(yīng)放熱?，F(xiàn)有三個(gè)相同的2L恒容絕熱(與外界沒(méi)有熱量交換)密閉容器Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ，在Ⅰ中充入1molCO和1molH2O，在Ⅱ中充入1molCO2和1molH2，在Ⅲ中充入2molCO和2molH2O,700℃條件下開(kāi)始反應(yīng)。達(dá)到平衡時(shí)，下列說(shuō)法正確的是()A．容器Ⅰ、Ⅱ中正反應(yīng)速率相同B．容器Ⅰ、Ⅲ中反應(yīng)的平衡常數(shù)相同C．容器Ⅰ中CO的物質(zhì)的量比容器Ⅱ中的多D．容器Ⅰ中CO的轉(zhuǎn)化率與容器Ⅱ中CO2的轉(zhuǎn)化率之和小于1解析：選CD容器Ⅰ中反應(yīng)從正反應(yīng)建立平衡，正反應(yīng)速率逐漸減小，Ⅱ中反應(yīng)從逆反應(yīng)建立平衡，正反應(yīng)速率逐漸增大，因此正反應(yīng)速率不同，A項(xiàng)錯(cuò)誤；容器Ⅰ、Ⅲ中反應(yīng)放出的熱量不同，由于容器絕熱，因此反應(yīng)溫度不同，平衡常數(shù)不同，B項(xiàng)錯(cuò)誤；容器Ⅰ中反應(yīng)達(dá)平衡的過(guò)程放出熱量，容器Ⅱ中反應(yīng)達(dá)平衡的過(guò)程吸收熱量，因正反應(yīng)放熱，逆反應(yīng)吸熱，因此兩容器中反應(yīng)進(jìn)行的程度均小于恒溫容器中的，則容器Ⅰ中CO的物質(zhì)的量比容器Ⅱ中的多，容器Ⅰ中CO的轉(zhuǎn)化率與容器Ⅱ中CO2的轉(zhuǎn)化率之和小于1，C、D正確。3．(2017·天津高考)常壓下羰基化法精煉鎳的原理為：Ni(s)＋4CO(g)Ni(CO)4(g)。230℃時(shí)，該反應(yīng)的平衡常數(shù)K＝2×10－5。已知：Ni(CO)4的沸點(diǎn)為42.2℃，固體雜質(zhì)不參與反應(yīng)。第一階段：將粗鎳與CO反應(yīng)轉(zhuǎn)化成氣態(tài)Ni(CO)4；第二階段：將第一階段反應(yīng)后的氣體分離出來(lái)，加熱至230℃制得高純鎳。下列判斷正確的是()A．增加c(CO)，平衡向正向移動(dòng)，反應(yīng)的平衡常數(shù)增大B．第一階段，在30℃和50℃兩者之間選擇反應(yīng)溫度，選50℃C．第二階段，Ni(CO)4分解率較低D．該反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，v生成[Ni(CO)4]＝4v生成(CO)解析：選B增加c(CO)，平衡正向移動(dòng)，但平衡常數(shù)只與溫度有關(guān)，溫度不變，平衡常數(shù)不變，A項(xiàng)錯(cuò)誤；第一階段，50℃時(shí)，反應(yīng)速率較快且Ni(CO)4為氣態(tài)，能從反應(yīng)體系中分離出來(lái)，B項(xiàng)正確；相同溫度下，第二階段與第一階段的平衡常數(shù)互為倒數(shù)，則230℃時(shí)，第二階段的平衡常數(shù)K′＝5×104，反應(yīng)進(jìn)行的程度大，故Ni(CO)4分解率較高，C項(xiàng)錯(cuò)誤；該反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，4v生成[Ni(CO)4]＝v生成(CO)，D項(xiàng)錯(cuò)誤。4．(2016·全國(guó)卷Ⅰ節(jié)選)元素鉻(Cr)在溶液中主要以Cr3＋(藍(lán)紫色)、Cr(OH)eq\o\al(－,4)(綠色)、Cr2Oeq\o\al(2－,7)(橙紅色)、CrOeq\o\al(2－,4)(黃色)等形式存在，Cr(OH)3為難溶于水的灰藍(lán)色固體，回答下列問(wèn)題：CrOeq\o\al(2－,4)和Cr2Oeq\o\al(2－,7)在溶液中可相互轉(zhuǎn)化。室溫下，初始濃度為1.0mol·L－1的Na2CrO4溶液中c(Cr2Oeq\o\al(2－,7))隨c(H＋)的變化如圖所示。(1)用離子方程式表示Na2CrO4溶液中的轉(zhuǎn)化反應(yīng)__________________________________________________。(2)由圖可知，溶液酸性增大，CrOeq\o\al(2－,4)的平衡轉(zhuǎn)化率________(填“增大”“減小”或“不變”)。根據(jù)A點(diǎn)數(shù)據(jù)，計(jì)算出該轉(zhuǎn)化反應(yīng)的平衡常數(shù)為_(kāi)_______。(3)升高溫度，溶液中CrOeq\o\al(2－,4)的平衡轉(zhuǎn)化率減小，則該反應(yīng)的ΔH________0(填“大于”“小于”或“等于”)。解析：(1)由信息CrOeq\o\al(2－,4)和Cr2Oeq\o\al(2－,7)在溶液中可相互轉(zhuǎn)化，再結(jié)合圖像知，Na2CrO4溶液中的轉(zhuǎn)化反應(yīng)為2CrOeq\o\al(2－,4)＋2H＋Cr2Oeq\o\al(2－,7)＋H2O。(2)由圖可知，溶液的酸性增強(qiáng)，Cr2Oeq\o\al(2－,7)的濃度越大，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，因此CrOeq\o\al(2－,4)的平衡轉(zhuǎn)化率增大；由反應(yīng)2CrOeq\o\al(2－,4)＋2H＋Cr2Oeq\o\al(2－,7)＋H2O得該轉(zhuǎn)化反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式為eq\f(c(Cr2O\o\al(2－,7)),c2(CrO\o\al(2－,4))·c2(H＋))，根據(jù)A點(diǎn)數(shù)據(jù)可以得出c(H＋)＝1.0×10－7mol·L－1、c(Cr2Oeq\o\al(2－,7))＝0.25mol·L－1，可求出轉(zhuǎn)化的c(CrOeq\o\al(2－,4))＝0.25mol·L－1×2＝0.5mol·L－1，進(jìn)一步可得平衡時(shí)c(CrOeq\o\al(2－,4))＝0.5mol·L－1，代入表達(dá)式中得平衡常數(shù)K＝1.0×1014。(3)溶液中CrOeq\o\al(2－,4)的平衡轉(zhuǎn)化率減小，說(shuō)明平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，由升高溫度平衡向吸熱的方向移動(dòng)，得出正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，ΔH小于0。答案：(1)2CrOeq\o\al(2－,4)＋2H＋Cr2Oeq\o\al(2－,7)＋H2O(2)增大1.0×1014(3)小于5．(2016·全國(guó)卷Ⅲ節(jié)選)煤燃燒排放的煙氣含有SO2和NOx，形成酸雨、污染大氣，采用NaClO2溶液作為吸收劑可同時(shí)對(duì)煙氣進(jìn)行脫硫、脫硝。回答下列問(wèn)題：(1)在鼓泡反應(yīng)器中通入含有SO2和NO的煙氣，反應(yīng)溫度323K，NaClO2溶液濃度為5×10－3mol·L－1。反應(yīng)一段時(shí)間后溶液中離子濃度的分析結(jié)果如下表。離子SOeq\o\al(2－,4)SOeq\o\al(2－,3)NOeq\o\al(－,3)NOeq\o\al(－,2)Cl－c/(mol·L－1)8.35×10－46.87×10－61.5×10－41.2×10－53.4×10－3①寫(xiě)出NaClO2溶液脫硝過(guò)程中主要反應(yīng)的離子方程式_________________________。增加壓強(qiáng)，NO的轉(zhuǎn)化率________(填“提高”“不變”或“降低”)。②隨著吸收反應(yīng)