安徽省蚌埠铁中高考化学一轮复习(夯实基础+配配套规范训练卷)《专题7第2讲 化学反应的方向和限度》

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.掌握化学反应在一定条件下能否自发进行的判断依据，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、化学平衡状态的概念。

4.理解化学平衡常数的定义并能进行简单计算。

考点一自发过程
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
(1)体系趋向于从________状态转变为________状态(体系对外部________或________热
量)。

(2)在密闭条件下，体系有从________转变为________的倾向性(无序体系更加稳定)。

1．“放热过程都可以自发进行，但吸热过程都不能自发进行。

”这句话对吗？应如何理解？
考点二自发反应
1．自发反应
在一定条件下____________就能自发进行的反应称为自发反应。

2．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__________都能自发进行，且反应放出的热量________，体系能量________得也________，反应越________。

可见，____________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
①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
__________。

大多数自发反应有趋向于体系____________增大的倾向。

②熵和熵变的含义
a．熵的含义
熵是衡量一个体系__________的物理量。

用符号________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____________，用________表示，化学反应的ΔS 越大，越有利于反应____________。

(3)综合判断反应方向的依据 ①ΔH －T ΔS <0，反应
________________________________________________________________________。

②ΔH －T ΔS ＝0，反应
________________________________________________________________________。

③ΔH －T ΔS >0，反应
________________________________________________________________________。

2．能自发进行的反应一定能实际发生吗？
3．判断下列说法是否正确。

(1)在温度、压力一定的条件下，焓因素和熵因素共同决定一个化学反应的方向 ( )
(2)温度、压力一定时，放热、熵增加的反应一定能自发进行
( )
(3)反应焓变是决定反应能否自发进行的唯一因素 ( )
(4)固体的溶解过程只与焓变有关
( )
4．分析下列反应在任何温度下均能自发进行的是
( ) A ．2N 2(g)＋O 2(g)===2N 2O(g) ΔH ＝163 kJ·mol －1
B ．Ag(s)＋12
Cl 2(g)===AgCl(s) ΔH ＝－127 kJ·mol －1
C ．HgO(s)===Hg(l)＋12
O 2(g) ΔH ＝91 k J·mol －1
D ．H 2O 2(l)===12
O 2(g)＋H 2O(l) ΔH ＝－98 kJ·mol －1
焓判据和熵判据能作为反应自发进行的一般判据，而由能量判据和熵判据组成的复合判据才是反应是否自发进行的根本判据：反应是否自发与温度有关，一般低温时焓变影响为主；高温时熵变影响为主。

考点三 可逆反应
可逆反应的概念：在同一条件下，既能向____反应方向进行，又能向____反应方向进行的化学反应。

5．反应2H2O 电解
点燃2H2↑＋O2↑是否为可逆反应？
6．向含有2 mol的SO2的容器中通入过量氧气发生2SO2＋O2催化剂
加热2SO3，充分反应后生成
SO3的物质的量______2 mol(填“<”、“>”或“＝”，下同)，O2的物质的量________0 mol，转化率________100%。

(1)可逆反应的可逆是指同一反应条件下，正、逆反应同时进行，不同条件下的反应不是
可逆反应。

(2)可逆反应中任一物质的浓度都不能为零，而是介于完全正向转化与逆向转化之间。

(3)参与反应的物质的转化率不等于100%。

考点四化学平衡状态
1．概念
一定条件下的可逆反应中，正反应速率与逆反应速率________，反应体系中所有参加反应的物质的____________保持不变的状态。

2．建立过程
在一定条件下，将0.3 mol CO和0.2 mol H2O(g)通入2 L密闭容器中，发生反应：CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)。

(1)反应刚开始时，________浓度最大，正反应速率最大；______浓度为0，____反应速
率为0。

(2)随着反应的进行，反应物浓度逐渐________，正反应速率逐渐________；生成物浓度
逐渐________，逆反应速率逐渐________，最终正、逆反应速率________，达到平衡状态，此时反应体系中各物质的浓度均____________。

(3)依据以上叙述画出的反应的v－t图像如下：
(4)由v－t图像可以看出化学平衡是动态平衡，因为______________，即反应仍在进行着。

3．平衡特点
7．在密闭容器中进行反应：X 2(g)＋Y 2(g)
2Z(g)，已知X 2、Y 2、Z 的起始浓度分别为0.1 mol·L －1
、0.3 mol·L －1
、0.2 mol·L －1
，在一定条件下，当反应达到平衡时，各物质的浓度有可能是
( )
A ．Z 为0.3 mol·L －1
B ．Y 2为0.4 mol·L －1
C ．X 2为0.2 mol·L －1
D ．Z 为0.4 mol·L －1
8．对于N 2＋3H 2高温、高压
催化剂2NH 3，(1)若N 2、H 2、NH 3的浓度不再随时间的改变而改变，是否达到平衡状态？平衡状态的达到是否意味反应停止了？(2)若某一时刻，v 正
(N 2)＝v
逆
(NH 3)，此时是否达到平衡状态？若3v 正(N 2)＝v 正(H 2)呢？
9．可逆反应：2NO 2(g)2NO(g )＋O 2(g)在体积固定的密闭容器中进行，达到平衡状态的标志的是
( )
①单位时间内生成n mol O 2的同时生成2n mol NO 2 ②单位时间内生成n mol O 2的同时生成2n mol NO ③用NO 2、NO 、O 2表示的反应速率的比为2∶2∶1的状态
④混合气体的颜色不再改变的状态 ⑤混合气体的密度不再改变的状态 ⑥混合气体的压强不再改变的状态 ⑦混合气体的平均相对分子质量不再改变的状态 A ．①④⑥⑦ B ．②③⑤⑦ C ．①③④⑤
D ．全部
10．向一密闭容器中充入1 mol N 2和3 mol H 2，在一定条件下使反应N 2＋3H 2高温、高压
催化剂2NH 3
发生，有关说法正确的是
( )
A ．达到化学平衡时，N 2将完全转化为NH 3
B ．达到化学平衡时，N 2、H 2和NH 3的物质的量浓度一定相等
C ．达到化学平衡时，N 2、H 2和NH 3的物质的量浓度不再变化
D ．达到化学平衡时，正反应和逆反应的速率都为零 11．一定条件下，对于可逆反应X(g)＋3Y(g)
2Z(g)，若X 、Y 、Z 的起始浓度分别为c 1、c 2、c 3(均不为零)，达到平衡时，X 、Y 、Z 的浓度分别为0.1 mol·L －1
、0.3 mol·L
－1
、0.08 mol·L －1
，则下列判断正确的是
( )
A ．c 1∶c 2＝3∶1
B ．平衡时，Y 和Z 的生成速率之比为2∶3
C ．X 、Y 的转化率相等
D ．c 1的取值范围为0 mol·L －1
<c 1<0.14 mol·L －1
(1)v 正＝v 逆≠0表明反应体系中同一物质的消耗速率和生成速率相等，即各物质的物质的量、质量不再发生变化，可逆反应达到平衡状态，但反应仍在进行。

对不同的两种物质则必须是一个为正反应速率，另一个为逆反应速率且二者之比等于化学计量数之比。

(2)可逆反应达到平衡状态有两个核心的判断依据：①正反应速率和逆反应速率相等。

②反应混合物中各组成成分的百分含量保持不变。

只要抓住这两个特征就可确定反应是
否达到平衡状态，对于随反应的发生而发生变化的物理量如果不变了，即说明可逆反应达到了平衡状态。

解达到平衡状态标志的题目，关键是看给定的条件能否推出参与反应的任一物质的物质的量不再发生变化。

(3)当两种反应物按化学计量数之比投料时，二者任意时刻的转化率都相等。

反之根据
不同投料比例时的两种物质的转化率，亦可确定二者的化学计量数之比。

考点五化学平衡常数
1．概念
在一定温度下，当一个可逆反应达到____________时，生成物____________与反应物____________的比值是一个常数，用符号________表示。

2．表达式
对于反应m A(g)＋n B(g)p C(g)＋q D(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________，正反应进行的程度________。

(2)K只受________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常数。

若反应方向改变，则平衡常数改变。

若
方程式中各物质的系数等倍扩大或缩小，尽管是同一反应，平衡常数也会改变。

12．对于给定反应，正逆反应的化学平衡常数一样吗？是什么关系？
13．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少？
14．如何由化学平衡常数判断一个化学反应是否达到化学平衡状态？
15．已知某化学反应的平衡常数表达式为K＝c(CO2)·c(H2)
c(CO)·c(H2O)
，在不同的温度下该反应的平衡常数如下表：
t℃700 800 830 1 000 1 200
K 1.67 1.11 1.00 0.60 0.38
下列有关叙述不正确的是( )
A．该反应的化学方程式是CO(g)＋H2O(g) CO2(g)＋H2(g)
B．上述反应的正反应是放热反应
C．若在1 L的密闭容器中通入CO2和H2各1 mol,5 min后温度升高到830 ℃，此时测得CO2为0.4 mol，该反应达到平衡状态
D．若平衡浓度符合关系式c(CO2)
3c(CO)
＝
c(H2O)
5c(H2)
，则此时的温度为1 000 ℃
多角度评析化学平衡状态
1．化学平衡状态的标志
(1)v正＝v逆——反应体系中__________的消耗速率和生成速率相等。

(2)平衡混合物中各组成成分的含量保持不变——各组分的____________、__________、
____________、____________(有气体参加的可逆反应)、____________等保持不变。

2
例举反应m A(g)＋n B(g)p C(g)＋q D(g) 是否达到平衡状态
混合物体系中各成分的量①各物质的物质的量或各物质的物质的量分数一定
②各物质的质量或各物质的质量分数一定
③各气体的体积或体积分数一定
④总体积、总压强、总物质的量、总浓度一定
正反应速率与逆反应速率的关系①单位时间内消耗了m mol A，同时生成m mol A，即v正＝v逆
②单位时间内消耗了n mol B，同时消耗了p mol C，即v正＝v逆
③v A∶v B∶v C∶v D＝m∶n∶p∶q，v正不一定等于v 逆
④单位时间内生成n mol B，同时消耗了q mol D，均指v逆，v正不一定等于v逆
总压强①若m＋n≠p＋q，总压强一定(其他条件不变)
②若m＋n＝p＋q，总压强一定(其他条件不变)
混合气体平①m＋n≠p＋q，M一定均相对分子②m＋n＝p＋q，M一定质量(M)
温度任何化学反应都伴随着能量变化，体系温度一定(其他条件不变)
体系的密度
(ρ)
密度一定
【例1】下列说法可以证明H2(g)＋I2(g)2HI(g)已达平衡状态的是____________(填序号)。

①单位时间内生成n mol H 2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 ③百分含量w (HI)＝w (I 2) ④反应速率v (H 2)＝v (I 2)＝1
2v (HI)
⑤c (HI)∶c (H 2)∶c (I 2)＝2∶1∶1 ⑥温度和体积一定时，某一生成物浓度不再变化 ⑦温度和体积一定时，容器内压强不再变化 ⑧条件一定，混合气体的平均相对分子质量不再变化 ⑨温度和体积一定时，混合气体颜色不再变化 ⑩温度和压强一定时，混合气体的密度不再变化
讨论：在上述⑥～⑩的说法中能说明2NO 2(g)N 2O 4(g)达到平衡状态的是
________________________________________________________________________(填
序号)。

【例2】 一定温度下，下列叙述不能作为可逆反应A(g)＋3B(g)2C(g)达到平衡状态标志的是
( )
①C 的生成速率与C 的消耗速率相等 ②单位时间内生成a mol A ，同时生成3a mol B ③A、B 、C 的浓度不再变化 ④C 的物质的量不再变化 ⑤混合气体的总压强不再变化 ⑥混合气体的总物质的量不再变化 ⑦单位时间消耗a mol A ，同时生成3a mol B ⑧A、B 、C 的分子数之比为1∶3∶2 A ．②⑧ B ．④⑦ C ．①③ D ．⑤⑥
等效平衡的分类及判断方法
1．含义
在一定条件下(恒温恒容或恒温恒压)，对同一可逆反应体系，________时加入物质的物质的量不同，而达到化学平衡时，同种物质的百分含量________。

2．原理
同一可逆反应，当外界条件一定时，反应无论从正反应开始，还是从逆反应开始，最后都能达到平衡状态。

其中平衡混合物中各物质的含量________。

由于化学平衡状态与________有关，而与建立平衡的______无关。

因而，同一可逆反应，从不同的状态开始，只要达到平衡时条件(温度、浓度、压强等)完全相同，则可形成等效平衡。

3．分类及判断方法
(1)等温、等容条件下，对于左右气相物质的化学计量数不等的可逆反应，改变起始时加入物质的物质的量，若按可逆反应计量数之比换算成同一半边物质(一边倒)，其物质的 A B C D 等效说明
①③⑤互为等效平衡。

表现在达到平衡后物质的量、质量、体积、物质的量浓度、组分百分含量
① 2 mol 1 mol 0 0 ②
4 mol
2 mol
③ 1 mol 0.5 mol 1.5 mol 0.5 mol (物质的量分数、质量分数、体
积分数)相同
④0 1 mol 3 mol 1 mol
⑤0 0 3 mol 1 mol
(2)等温、等容条件下，对于左右气相物质的化学计量数相等的可逆反应，改变起始时加
入物质的物质的量，若按可逆反应计量数之比换算成同一半边物质(一边倒)，其物质的量对应成比例，则它们互为等效平衡。

见下表，如可逆反应：2A(g)＋B(g)3C(g)＋D(s)
A B C D 等效说明
① 2 mol 1 mol 0 0 ①②③⑤互为等效平衡。

表现在达到平衡后组分百分含量(物质的量分数、质量分数、体积分数)相同
② 4 mol 2 mol
③ 1 mol 0.5 mol 1.5 mol 0.5 mol ④ 0 1 mol 3 mol 1mol ⑤
3 mol
1 mol
(3)等温、等压条件下，对于任何有气相物质参加的可逆反应，改变起始时加入物质的物质的量，若按可逆反应计量数之比换算成同一半边物质(一边倒)，其物质的量对应成比 A B
C
D 等效说明
① 2 mol 1 mol 0 0 ①②③⑤互为等效平衡。

表现在达到平衡后物质的量浓度、组分百分含量(物质的量分数、质量分数、体积分数)相同 ② 4 mol 2 mol 0 0 ③ 1 mol 0.5 mol
1.5 mol
0.5 mol ④ 0 1 mol 3 mol 1mol ⑤
3 mol
1 mol
【例3】 在一定温度下进行反应H 2＋I 2
2HI ，有以下3种不同的起始投料方式(初始容
器容积相同)
H 2(g) ＋ I 2(g)
2HI(g)
① 1 mol 1 mol 0 mol ② 2 mol 2 mol 1 mol ③ a mol b mol c mol (1)试判断②和①是否是等效平衡？
(2)①和②均达平衡时，H 2的物质的量是否相同？物质的量浓度是否相同？ (3)若使③和①成为等效平衡，则a 、b 、c 应满足什么关系？
【例4】 有甲、乙两容器，甲容器容积固定，乙容器容积可变。

一定温度下，在甲中加入2 mol N 2、3 mol H 2，反应N 2(g)＋3H 2(g)2NH 3(g)达到平衡时生成NH 3的物质的量为m
mol 。

(1)相同温度下，在乙中加入4 mol N 2、6 mol H 2，若乙的压强始终与甲的压强相等，乙
中反应达到平衡时，生成NH3的物质的量为________mol(从下列各项中选择，只填序号，下同)；若乙的容积与甲的容积始终相等，乙中反应达到平衡时，生成NH3的物质的量为________mol。

A．小于m B．等于m
C．在m～2m之间D．等于2m
E．大于2m
(2)相同温度下，保持乙的容积为甲的一半，并加入1 mol NH3，要使乙中反应达到平衡
时，各物质的体积分数与上述甲容器中达到平衡时相同，则起始时应加入______mol N2和________mol H2。

高考题组一化学平衡状态的判断及平衡特征
1．(2013·天津理综，6)向绝热恒容密闭容器中通入SO2和
NO2，一定条件下使反应SO2(g)+NO2(g) SO3(g)
+NO(g)达到平衡，正反应速率随时间变化的示意图如右
图所示。

由图可得出的正确结论是( )
A．反应在c点达到平衡状态
B．反应物浓度：a点小于b点
C．反应物的总能量低于生成物的总能量
D．Δt1＝Δt2时，SO2的转化率：a～b段小于b～c段
2．(2013·安徽理综，10)低温脱硝技术可用于处理废气中的氮氧化物，发生的化学反应为
2NH3(g)＋NO(g)＋NO2(g) 180 ℃
催化剂2N2(g)＋3H2O(g) Δ
H<0
在恒容的密闭容器中，下列有关说法正确的是( ) A．平衡时，其他条件不变，升高温度可使该反应的平衡常数增大
B．平衡时，其他条件不变，增加NH3的浓度，废气中氮氧化物的转化率减小
C．单位时间内消耗NO和N2的物质的量之比为1∶2时，反应达到平衡
D．其他条件不变，使用高效催化剂，废气中氮氧化物的转化率增大
3．(2013·广东，7)难挥发性二硫化钽(TaS2)可采用如下装置提纯。

将不纯的TaS2粉末装入石英管一端，抽真空后引入适量碘并封管，置于加热炉中。

反应如下：
TaS2 (s)＋2I2 (g) 1 123 K
1 023 K TaI4 (g)＋S
2 (g)
下列说法正确的是( )
A．在不同温度区域，TaI4的量保持不变
B．在提纯过程中，I2的量不断减少
C．在提纯过程中，I2的作用是将TaS2从高温区转移到低温区
D．该反应的平衡常数与TaI4和S2的浓度乘积成反比
高考题组二等效平衡
4．在温度、容积相同的3个密闭容器中，按不同方式投入反应物，保持恒温、恒容，测得反应达到平衡时的有关数据如下[已知N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g) ΔH＝－92.4 kJ·mol－1]：
容器甲乙丙
反应物投入量1 mol N2、
3 mol H2
2 mol NH
3
4 mol NH3
NH3的浓度
(mol·L－1)
c1c2c3反应的能量变化放出a kJ 吸收b kJ 吸收c kJ
体系压强(Pa) p1p2p3
反应物转化率α1α2α3
下列说法正确的是( ) A．2c1>c3B．a＋b＝92.4
C．2p2<p3D．α1＋α3＜1
5．(2013·北京理综，9)已知：H2(g)＋I2(g)2HI(g) ΔH＜0。

有相同容积的定容密闭容器甲和乙，甲中加入H2和I2各0.1 mol，乙中加入HI 0.2 mol，相同温度下分别达到平衡。

欲使甲中HI的平衡浓度大于乙中HI的平衡浓度，应采取的措施是
( )
A．甲、乙提高相同温度
B．甲中加入0.1 mol He，乙不变
C．甲降低温度，乙不变
D．甲增加0.1 mol H2，乙增加0.1 mol I2
高考题组三化学平衡常数及其应用
6．(2013·北京理综，12)已知反应：2CH3COCH3(l)催化剂
CH3COCH2COH(CH3)2(l)，取等量
CH3COCH3，分别在0 ℃和20 ℃下，测得其转化分数随时间变化的关系曲线(Y－t)如下图
所示。

下列说法正确的是 ( )
A ．b 代表0 ℃下CH 3COCH 3的Y －t 曲线
B ．反应进行到20 min 末，CH 3COCH 3的
v (0 ℃)
v (20 ℃)
>1
C ．升高温度可缩短反应达平衡的时间并能提高平衡转化率
D ．从Y ＝0到Y ＝0.113，CH 3COCH 2COH(CH 3)2的Δn (0 ℃)
Δn (20 ℃)
＝1
7．700 ℃时，向容积为2 L 的密闭容器中充入一定量的CO 和H 2O ，发生反应：CO(g)＋H 2O(g)
CO 2(g)＋H 2(g)
反应过程中测定的部分数据见下表(表中t 2＞t 1)：
反应时间/min n (CO)/mol
n (H 2O)/mol
1.20 0.60 t 1 0.80 t 2
0.20
下列说法正确的是( )
A ．反应在t 1 min 内的平均速率为v (H 2)＝0.40t 1
mol·L －1·min －1
B ．保持其他条件不变，起始时向容器中充入0.60 mol CO 和1.20 mol H 2O ，达到平衡时
n (CO 2)＝0.40 mol
C ．保持其他条件不变，向平衡体系中再通入0.20 mol H 2O ，与原平衡相比，达到新平衡时CO 转化率增大，H 2O 的体积分数增大
D ．温度升高至800 ℃，上述反应平衡常数为0.64，则正反应为吸热反应 8．(2013·福建理综，12)25 ℃时，在含有Pb2+、Sn2+的某溶液中， 加入过量金属锡(Sn)，发生反应：Sn(s)+Pb2+(aq) Sn2+ (aq)+Pb(s)，体系中c(Pb2+)和c(Sn2+)变化关系如图所示。

下列
判断正确的是
( )
A ．往平衡体系中加入金属铅后，c (Pb 2＋
)增大
B ．往平衡体系中加入少量Sn(NO 3)2固体后，c (Pb 2＋
)变小 C ．升高温度，平衡体系中c (Pb 2＋
)增大，说明该反应ΔH >0 D ．25 ℃时，该反应的平衡常数K ＝2.2 9．(2013·北京理综，12)某温度下，H 2(g)＋CO 2(g)
H 2O(g)＋CO(g)的平衡常数K ＝9
4。

该温度下在甲、乙、丙三个恒容密闭容器中，投入H 2(g)和CO 2(g)，其起始浓度如下表所示。

起始浓度
甲
乙 丙
c (H 2)/(mol·L －1) 0.010 0.020 0.020 c (CO 2)/(mol·L
－
1
)
0.010 0.010 0.020 下列判断不正确的是
( )
A ．平衡时，乙中CO 2的转化率大于60%
B ．平衡时，甲中和丙中H 2的转化率均是60%
C ．平衡时，丙中c (CO 2)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
课时规范训练
教材习题回扣
1．在一定温度下，可逆反应A(g)＋3B(g)2C(g)达到平衡的标志是 ( )
A ．C 的生成速率是A 分解速率的2倍
B ．单位时间内生成n mol A 的同时生成3n mol B
C ．A 、B 、C 的浓度不再发生变化
D ．A 、B 、C 的物质的量之比为1∶3∶2 2．当可逆反应2SO 2(g)＋O 2(g)2SO 3(g)达到平衡后，通入18O 2气体，再次达到平衡时18
O 存在于
( )
A ．SO 2、O 2中
B ．SO 2、SO 3中
C ．SO 3中
D ．SO 2、O 2、SO 3中 3．下列变化过程中，ΔS <0
( )
A ．氯化钠溶于水中
B ．NH 3(g)与HCl(g)反应生成NH 4Cl(s)
C ．干冰(CO 2)的升华
D ．CaCO 3(s)分解为CaO(s)和CO 2(g) 4．已知在448 ℃时，反应H 2(g)＋I 2(g) 2HI(g)的平衡常数为49，求下列化学方程式
在该温度下的平衡常数。

(1)2HI(g) H 2(g)＋I 2(g) K (1)＝________
(2)12H 2(g)＋1
2I 2(g) HI(g) K (2)＝________ (3)2H 2(g)＋2I 2(g) 4HI(g) K (3)＝________
能力提升训练 一、单项选择题
1．对于固定体积的密闭容器中进行的气体反应A(g)＋B(g) C(s)＋2D(g)，可以说明在恒温下已达到平衡状态的是
( )
①反应容器中压强不随时间变化而变化 ②A 气体和B 气体的生成速率相等 ③混合气体的平均摩尔质量不随时间变化而变化 ④反应混合气体的密度不随时间变化而变化 A ．③④ B ．②③ C ．①③ D ．①④
2．X 、Y 、Z 三种气体，取X 和Y 按1∶1的物质的量之比混合，放入密闭容器中发生如下反
应：X ＋2Y 2Z ，达到平衡后，测得混合气体中反应物的总物质的量与生成物的总物质
的量之比为3∶2，则Y 的转化率最接近于
( )
A ．33%
B ．40%
C ．50%
D ．65%
3．将固体NH 4I 置于密闭容器中，在一定温度下发生下列反应： ①NH 4I(s) NH 3(g)＋HI(g)；②2HI(g)
H 2(g)＋I 2(g)
达到平衡时，c (H 2)＝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
二、不定项选择题
4．T ℃时，在1 L 的密闭容器中充入2 mol CO 2和6 mol H 2，一定条件下发生反应：CO 2(g)＋3H 2(g)
CH 3OH(g)＋H 2O(g) ΔH ＝－49.0 kJ·mol －1。

测得H 2和CH 3OH 的浓度随时
间的变化情况如下表所示。

时间/min
c (H 2)/ mol·L －1 c (CH 3OH)/ mo l·L －1
v 正和v 逆比较
t 0 6 0 ？
t 1
3
1 v 正＝v 逆
下列说法不正确的是
( )
A ．t 0～t 1时间内，v (H 2)＝3/(t 1－t 0) mol·L －1
·min －1
B ．T ℃时，该反应的平衡常数K ＝1/27，CO 2与H 2的转化率不相等
C ．t 0时，v 正>v 逆
D ．t 1时，若升高温度或再充入CO 2气体，都可以提高H 2的转化率反应 5．在25 ℃时，密闭容器中X 、Y 、Z 三种气体的初始浓度和平衡浓度如下表：
物质
X Y Z 初始浓度/mol·L －1 0.1 0.2 0 平衡浓度/mol·L －1
0.05
0.05 0.1 下列说法错误的是
( )
A ．反应达到平衡时，X 的转化率为50%
B ．反应可表示为X ＋3Y
2Z ，其平衡常数为1 600
C ．增大压强使平衡向生成Z 的方向移动，平衡常数增大
D ．改变温度可以改变此反应的平衡常数
6．高温、催化剂条件下，某反应达到平衡，平衡常数K ＝c (CO)·c (H 2O)
c (CO 2)·c (H 2)。

恒容时，温度升
高，H 2浓度减小。

下列说法正确的是
( )
A ．该反应的焓变为正值
B ．恒温恒容下，增大压强，H 2浓度一定减小
C ．升高温度，逆反应速率也增大
D ．该反应的化学方程式为CO ＋H 2O 催化剂
高温CO 2＋H 2 三、非选择题
7．一定条件下，在体积为 3 L 的密闭容器中反应CO(g)＋2H 2(g)
CH 3OH(g) ΔH ＝a
kJ·mol －1
，ΔS ＝b J·mol －1
·K －1
(a 、b 均为正数)，达到化学平衡状态。

(1)500 ℃时，从反应开始到达到化学平衡，以H2的浓度变化表示的化学反应速率是 (用nB 、tB 表示)。

(2)判断该可逆反应达到化学平衡状态的标志是 (填字母)。

a ．v 生成(CH 3OH)＝v 消耗(CO) b ．混合气体的密度不再改变
c ．混合气体的平均相对分子质量不再改变
d ．CO 、H 2、CH 3OH 的浓度均不再变化
(3)300 ℃时，将容器的容积压缩到原来的1/2，在其他条件不变的情况下，对平衡体系产生的影响是__________(填字母)。

a ．c (H 2)减小
b ．正反应速率加快，逆反应速率减慢
c ．CH 3OH 的物质的量增加
d ．重新平衡时c (H 2)/c (CH 3OH)减小
8．在容积相同的五个密闭容器内，分别充入等量的N2和H2，在不 同温度下，任其发生反应N2(g)+3H2(g)
2NH3(g)，并分别在t
秒时测定其中NH3的体积分数，绘图如右图所示：
(1)A ，B ，C ，D ，E 五点中，尚未达到化学平衡状态的点是 。

(2)此可逆反应的正反应是 反应(填“放热”或“吸热”)。

(3)AC 段的曲线是增函数，CE 段曲线是减函数，试从反应速率和平衡角度说明理由：________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。

9．在一定温度下将3 mol CO 2和2 mol H 2混合于2 L 的密闭容器中，发生如下反应： CO 2(g)＋H 2(g)
CO(g)＋H 2O(g)
(1)该反应的化学平衡常数表达式K ＝____________。

(2)已知在700 ℃时，该反应的平衡常数K 1＝0.6，则该温度下反应CO(g)＋H 2O(g)
CO 2(g)＋H 2(g)的平衡常数K 2＝____________，反应12CO 2(g)＋12H 2(g) 1
2
CO(g)
＋1
2
H 2O(g)的平衡常数K 3＝__________。

(3)已知在1 000 ℃时，该反应的平衡常数K 4为1.0，则该反应为__________反应(填“吸热”或“放热”)。

(4)能判断该反应达到化学平衡状态的依据是________。

(填编号) A ．容器中压强不变 B ．c (CO 2)＝c (CO)
C ．生成a mol CO 2的同时消耗a mol H 2
D．混合气体的平均相对分子质量不变
(5)在1 000 ℃下，某时刻CO2的物质的量为2.0 mol，则此时v正______v逆(填“>”、
“＝”或“<”)。

该温度下反应达到平衡时，CO2的转化率为__________。

10．由于温室效应和资源短缺等问题，如何降低大气中的CO2含量并加以开发利用引起了各界的普遍重视。

目前工业上有一种方法是用CO2生产燃料甲醇。

一定条件下发生反应：CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g)，该反应的能量变化如图所示：
(1)上述反应平衡常数K的表达式为
__________________________________________________________，
温度降低，平衡常数K (填“增大”、“不变”或“减小”)。

(2)在体积为2 L的密闭容器中，充入1 mol CO2和3 mol H2，测得CO2的物质的量随
时间变化如下表所示。

从反应开始到 5 min末，用氢气浓度变化表示的平均反应速率v(H2)= 。

t/min 0 2 5 10 15
n(CO2)/mol 1 0．75 0．5 0．25 0．25
(3)在相同温度容积不变的条件下，能说明该反应已达平衡状态的是(填写序号
字母)。

a．n(CO2)∶n(H2)∶n(CH3OH)∶n(H2O)＝1∶3∶1∶1
b．容器内压强保持不变
c．H2的消耗速率与CH3OH的消耗速率之比为3∶1
d．容器内的密度保持不变
答案
基础再现·深度思考 考点一
2．(1)高能 低能 做功 释放 (2)有序 无序 考点二
1．无需外界帮助
2．(1)放热反应 越多 降低 越多 完全 反应的焓变
(2)①混乱度 混乱度 ②a.混乱度 S b ．熵的变化 ΔS 自发进行 (3)①能自发进行 ②达到平衡状态 ③不能自发进行 考点三 正 逆 考点四
1．相等 质量或浓度
2．(1)反应物 生成物 逆 (2)减小 减小 增大 增大 相等 保持不变 (4)v 正＝v 逆≠0
3．正反应速率＝逆反应速率 质量(或浓度) 考点五
1．化学平衡 浓度幂之积 浓度幂之积 K 2.c p (C)·c q (D)c m (A)·c n (B)
3．(1)越大 越大 (2)温度 深度思考
1．不对。

放热过程有自发进行的倾向性，但并不一定都能自发进行，如碳的燃烧等；吸热过程没有自发进行的倾向性，但并不一定都不能自发进行，如水的蒸发等。

2．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。

3．(1)√ (2)√ (3)× (4)× 4．D
5．不是可逆反应，因为两个方向的反应条件不同。

6．＜ ＞ ＜7.A
8．(1)是达到平衡状态，达到平衡状态反应并未停止。

(2)v 正(N 2)＝v 逆(NH 3)时未达到平衡状态。

因为对于同一反应用不同反应物表示反应速率时，反应速率与方程式中的各物质的化学计量数成正比。

v
正
(N 2)＝v
逆
(NH 3)时，正、逆
反应速率并不相等，而是正反应速率大于逆反应速率。

平衡时应为2v 正(N 2)＝v 逆(NH 3)。

3v 正(N 2)＝v 正(H 2)时也未达到平衡状态。

因为N 2和H 2都是反应物，在反应的任何时段都会有3v 正(N 2)＝v 正(H 2)。

若3v 正(N 2)＝v 逆(H 2)，才是平衡状态。

9．A 10.C 11.CD
12．正逆反应的化学平衡常数不一样，互为倒数关系。

13．温度升高化学平衡常数不一定增大或减小，若正反应是吸热反应，则温度升高K 值增大，
反之则减小。

14．对于可逆反应a A(g)＋b B(g)
c C(g)＋
d D(g)，在一定温度下的任意时刻，反应物
与生成物浓度有如下关系：
c c (C)·c
d (D)
c a (A)·c b (B)
＝Q
Q ⎩⎪⎨⎪
⎧
<K 反应向正反应方向进行，v 正>v 逆＝K 反应处于化学平衡状态，v 正＝v 逆>K 反应向逆反应方向进行，v 正<v 逆。

15．C [依平衡常数的表达式可知A 正确；升高温度K 减小，平衡左移，正反应为放热反应，
B 正确；5 min 后CO 、H 2O 、CO 2、H 2的浓度分别为0.6 mol·L －1
、0.6 mol·L －1
、0.4 mol·L
－1
、0.4 mol·L －1
，
c (CO 2)·c (H 2)c (CO)·c (H 2O)＝(0.4 mol·L －1)2(0.6 mol·L －1)2<1，平衡向右移动，C 错误；
c (CO 2)·c (H 2)c (CO)·c (H 2O)＝3
5，D 正确。

]
规律方法·解题指导 规律方法
1．(1)同一物质 (2)物质的量浓度 质量分数
物质的量分数 体积分数 反应物的转化率 2．①是 ②是 ③是 ④不一定 ①是 ②是 ③不一定 ④不一定 ①是 ②不一定 ①是 ②不一定 是 不一定 【例1】 ②⑥⑨ ⑥⑦⑧⑨⑩
解析 (1)对于反应前后气体分子总数不等的可逆反应，可从化学反应速率、化学键断裂、物质的量、物质的量浓度、转化率、颜色、温度、平均相对分子质量、压强、密度等来判断。

(2)对于反应前后气体分子总数相等的可逆反应，可从化学反应速率、化学键断裂、物质的量、物质的量浓度、转化率、颜色、温度等来判断(此时平均相对分子质量、压强、密度不能作为判断依据)。

【例2】 A [关于平衡状态的判断，一定要根据实际反应分析选项，判断是否达到平衡状态，只有在平衡状态下具备的性质才能作为“标志”。

本题中的反应是一个反应前后气体物质的量不等的可逆反应。

②在反应过程中的任意时刻都符合。

⑧可能是平衡状态，也可能不是平衡状态。

] 规律方法 1．起始 相同 2．相同 条件 途径
【例3】 (1)将②中HI 转化到左半边反应物中，则n (H 2)∶n (I 2)＝(2＋0.5) mol∶(2＋0.5) mol ＝1∶1，与①中比值相同，故二者是等效平衡。