2018_2019版高中化学专题2化学反应速率与化学平衡第二单元化学反应的方向和限度（课件学案）（打包6套）苏教版选修4.zip

2018_2019版高中化学专题2化学反应速率与化学平衡第二单元化学反应的方向和限度（课件学案）（打包6套）苏教版选修4.zip,2018,_2019,高中化学,专题,化学反应,速率,化学平衡,第二,单元,方向,限度,课件,打包,苏教版,选修 第1课时化学反应方向学习目标定位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。一、自发过程和自发反应1.自发过程：在一定条件下，不借助外力而自发进行的过程。回答下列问题：(1)下列现象的发生，你认为是自发过程的是_(填字母)。A.水由高处往低处流B.气温升高冰雪融化C.室温下，水自动结成冰D.生锈的铁变光亮答案AB(2)自发过程具有的特点能量角度体系趋向于从高能状态转变为低能状态(体系对外部做功或者释放热量)。混乱度角度体系趋向于从有序状态转变为无序状态。2.有下列化学反应：白磷自燃、氯化氢分解、煤燃烧、钠与水反应、酸碱中和反应，其中属于能自发进行的化学反应(简称自发反应)的是，属于放热反应的是。二、化学反应进行的方向与焓变、熵变的关系1.化学反应进行的方向与焓变的关系(1)分析下列反应进行的方向与H之间的关系：NaOH(aq)HCl(aq)=NaCl(aq)H2O(l)，酸碱中和反应是放热反应，H0，常温下能自发进行。2Na(s)2H2O(l)=2NaOH(aq)H2(g)，该反应是放热反应，H0，该反应在常温下能自发进行。CaCO3(s)=CaO(s)CO2(g)H0，该反应在常温下不能自发进行，但在较高温度下能自发进行。(2)自发反应与焓变的关系多数自发进行的化学反应是放热反应，但也有很多吸热反应能自发进行，因此，反应焓变是与反应进行的方向有关的因素之一，但不是决定反应能否自发进行的唯一因素。2.化学反应进行的方向与熵变的关系(1)熵的概念自发过程的体系趋向于由有序转变为无序，体系的混乱度增大。体系的混乱度常用熵来描述，熵的概念是表示体系的混乱或无序程度的物理量，其符号为S。熵值越大，体系的混乱度越大。(2)影响熵大小的因素同一条件下，不同的物质熵值不同。同一物质的熵与其聚集状态及外界条件有关，如同一种物质不同状态时熵值大小为S(g)S(l)S(s)。气态物质的物质的量越大，分子数越多，熵值越大。(3)熵判据在与外界隔离的体系中，自发过程将导致体系的熵增大，即熵变(符号S)大于零，这个原理叫做熵增原理。在用熵变来判断过程的方向时，就称为熵判据。当S0时，反应为熵增反应，在一定条件下能自发进行。当S0时，反应为熵减反应，在一定条件下不能自发进行。(4)反应熵变是与反应进行的方向有关的因素之一，但不是决定反应能否自发进行的唯一因素。如：2Al(s)Fe2O3(s)=Al2O3(s)2Fe(s)S39.35 Jmol1K1，上述反应为熵减少的反应，但在一定条件下，该反应也能自发进行。说明“熵判据”也具有一定的局限性。(1)从焓变(能量)角度：H0，有利于反应自发进行。(3)在实际的化学反应中，若H与S符号相同时，对化学反应的方向的影响作用出现矛盾，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。例1下列自发反应可用焓判据来解释的是()A.2N2O5(g)=4NO2(g)O2(g)H56.7 kJmol1B.(NH4)2CO3(s)=NH4HCO3(s)NH3(g)H74.9 kJmol1C.2H2(g)O2(g)=2H2O(l)H571.6 kJmol1D.CaCO3(s)=CaO(s)CO2(g)H178.2 kJmol1答案C解析从焓变的角度分析，化学反应由高能状态向低能状态转化，使体系能量降低，表现为放热反应，较易进行。考点化学反应进行的方向及其判断题点反应焓变与反应方向例2下列说法正确的是()A.在常温下，放热反应一般能自发进行，吸热反应都不能自发进行B.NH4HCO3(s)=NH3(g)H2O(g)CO2(g)H185.57 kJmol1，能自发进行，原因是体系有自发地向混乱度增加的倾向C.因为焓变和熵变都与反应的自发性有关，因此焓变和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答案B解析A项，有些能使熵值增大的吸热反应可以自发进行，错误；C项，焓变和熵变均不能单独作为反应自发性的判据，错误；D项，使用催化剂只能降低反应的活化能，增大反应速率，不能改变反应的方向，错误。考点化学反应进行的方向及其判断题点反应焓变、熵变与反应方向的综合三、化学反应进行的方向与自由能变化的关系1.用焓变和熵变的复合判据判断反应的方向(1)由焓判据知放热反应是易自发进行的；由熵判据知熵值增加是自发的。很多情况下用不同的判据判定同一个反应，可能会出现相反的判断结果。(2)体系的自由能变化(符号为G，单位为kJmol1)综合考虑了焓变和熵变对体系的影响，可用于化学反应自发进行的方向的判断，GHTS。2.已知反应：2NO(g)2CO(g)=N2(g)2CO2(g)在298 K、101 kPa的条件下，其H113.0 kJmol1，S145.3 Jmol1K1。该反应_(填“能”或“不能”)用于消除汽车尾气中的NO，理由为_。答案能该反应的HTS69.7 kJmol10，说明该反应在理论上是可行的，所以能用于消除汽车尾气中的NO解析GHTS113.0 kJmol1298 K(145.3103 kJmol1K1)69.7 kJmol10，故理论上该反应能自发进行。(1)复合判据判断反应方向的有关规律当H0，则G0，S0，反应一定不能自发进行。当H0，S0或H0，S0时，反应能否自发进行与温度有关，一般低温时焓变影响为主，高温时熵变影响为主。(2)反应发生的条件有多种，GHTS这个判据只能用于温度、压强一定条件下的反应，不能用于其他条件(如温度、体积一定)下的反应。(3)反应的自发性只能判断方向性，反应能否实现，还要看具体的反应条件。例3(2017仪征中学高二4月月考)当化学反应的H0，S0时，反应一定能自发进行。下列反应属于该情况的是()A.Zn(s)2HCl(aq)=ZnCl2(aq)H2(g)B.2H2(g)O2(g)=2H2O(l)C.CaCO3(s)=CaO(s)CO2(g)D.2NH4Cl(s)Ca(OH)2(s)=2NH3(g)CaCl2(s)2H2O(l)答案A解析A项是放热反应，H0，反应后气体体积增大，S0，正确；B项是放热反应，H0，反应后气体体积减小S0，反应后气体体积增大，S0，错误；D项是吸热反应，H0，反应后气体体积增大，S0，错误。考点化学反应进行的方向及其判断题点化学反应进行方向的复合判据例4回答下列问题：(1)用钌的配合物作催化剂，一定条件下可直接光催化分解CO2，发生反应：2CO2(g)=2CO(g)O2(g)，该反应的H_(填“”“0，S0，则：该反应常温下_(填“能”或“不能”)自发进行。据本题反应数据分析，温度_(填“能”或“不能”)成为反应方向的决定因素。(3)已知CaSO4(s)CO(g)CaO(s)SO2(g)CO2(g)H218 kJmol1，该反应能够自发进行的反应条件是_。(4)某吸热反应能自发进行，则该反应的S_(填“”或“不能(2)不能能(3)高温(4)解析(1)该反应为吸热反应，化学反应后气体的化学计量数之和增加，所以H0，S0，故低温下GHTS0，反应不能自发进行。(2)常温下石灰石不分解。该反应的H0，S0，属于熵增加的吸热反应，故在高温下该反应能够自发进行。(3)自发反应的条件是HTS0，即H0，故T，即T值较大，该反应应在高温下进行。(4)吸热反应能自发进行，即H0，HTS0，故S0。考点化学反应进行的方向及其判断题点化学反应进行方向的复合判据1.知道了某过程有自发性之后，则()A.可判断过程的方向B.可确定过程是否一定会发生C.可预测过程发生完成的快慢D.可判断过程的热效应答案A解析判断某反应是否自发，只是判断反应的方向，与反应是否会发生、反应的快慢、反应的热效应无关。考点化学反应进行的方向及其判断题点自发过程与自发反应的概念辨析2.(2017盐城高二期末)下列反应中H0，S0的是()A.2Mg(s)CO2(g)=2MgO(s)C(s)B.低温下能自发进行的反应：NH3(g)HCl(g)=NH4Cl(s)C.高温下能自发进行的反应：SiO2(s)2C(s)=Si(s)2CO(g)D.任何温度下均能自发进行的反应：2H2O2(l)=2H2O(l)O2(g)答案C解析反应2Mg(s)CO2(g)=2MgO(s)C(s)的H0，S0，A项错误；反应NH3(g)HCl(g)=NH4Cl(s)的S0，低温下能自发进行，根据GHTS可知H0，B项错误；反应SiO2(s)2C(s)=Si(s)2CO(g)的S0，高温下能自发进行，说明反应H0，C项正确；任何温度下均能自发进行的反应说明H0，S0，D项错误。考点化学反应进行的方向及其判断题点反应焓变与反应方向3.下列说法完全正确的是()A.自发进行的反应均是放热反应B.S为正值的反应均能自发进行C.物质的量增加的反应，S为正值D.CaCO3(s)受热分解为CaO(s)和CO2(g)：S0答案D解析有些吸热反应也可以自发进行，如(NH4)2CO3(s)=NH4HCO3(s)NH3(g)，故A错；熵变与反应的自发性有关，但不能独立地作为反应是否自发的判据，故B错；物质的量增加的反应，其混乱度不一定增加，即S不一定为正值，如2H2S(g)O2(g)=2H2O(l)2S(s)，故C错；CaCO3(s)的分解产生了气体，为熵增加反应，故D正确。考点化学反应进行的方向及其判断题点反应熵变与反应方向4.已知在等温等压条件下，化学反应方向的判据为HTS0 反应不能自发进行设反应A=DEHTS(4 50011T) Jmol1，要防止反应发生，温度必须()A.高于409 KB.低于136 KC.高于136 K而低于409 KD.低于409 K答案A解析要防止反应发生需满足HTS0的条件，解不等式得T409 K，故A正确。考点化学反应进行的方向及其判断题点化学反应进行方向的复合判据5.向锥形瓶中加入约20 g NH4Cl晶体，在一小木块上洒少量水，将锥形瓶放在木头上，再向其中加入约40 g Ba(OH)28H2O，如图所示。用玻璃棒将固体充分混合均匀，静置。回答下列各问题：(1)拿起木块时发现_，证明该反应的H_0(填“”或“”或“(2)2NH4ClBa(OH)28H2O=BaCl22NH310H2O气体(3)AB解析(3)该实验中反应方程式的特点为H0，S0，因此A、B符合，C、D项中反应的H0。对点训练题组一反应的焓变和熵变与反应的方向1.下列说法正确的是()A.放热反应的焓变小于零，熵变大于零B.放热及熵增加的反应，一定能自发进行C.放热反应的焓变大于零，熵变小于零D.放热及熵减小的反应，一定能自发进行答案B解析放热反应的焓变小于0，熵变不一定大于0，A项和C项不正确；放热及熵增加的反应，HTS0，一定能自发进行，B项正确；放热及熵减小的反应，HTS不一定小于0，不一定能自发进行。2.已知下列过程都能自发进行，其中不能用“焓判据”解释的是()A.2Na(s)Cl2(g)=2NaCl(s)H0B.C3H8(g)5O2(g)=3CO2(g)4H2O(l)H0D.2Mg(s)O2(g)=2MgO(s)H0答案C解析焓判据是指H0，按焓判据反应不能发生，而题给条件是能自发进行，所以不能用“焓判据”解释该反应为自发反应。考点化学反应进行的方向及其判断题点反应焓变与反应方向3.下列反应在常温下能自发进行，并既能用焓判据解释又能用熵判据解释的是()A.HCl(g)NH3(g)=NH4Cl(s)B.2KClO3(s)=2KCl(s)3O2(g)C.2Na2O22H2O=4NaOHO2D.Ba(OH)28H2O2NH4Cl=BaCl22NH310H2O答案C解析A项，两种气体生成一种固体，熵减小，不能用熵判据解释，不符合题意；B项是吸热反应，不能用焓判据解释，不符合题意；C项，该反应是放热反应，生成物能量降低，能用焓判据解释，同时，固体与液体反应生成了气体，熵增加，也能用熵判据解释，符合题意；D项，NH4Cl与Ba(OH)28H2O反应产生NH3，熵增加，能用熵判据解释，同时温度降低，是一个吸热反应，不能用焓判据解释，不符合题意。考点化学反应进行的方向及其判断题点反应熵变与反应方向4.下列说法正确的是()A.反应N2(g)3H2(g)2NH3(g)的H0B.反应2CO2NO=N22CO2在常温下能自发进行，则反应的H0，S0C.反应TiO2(s)2Cl2(g)=TiCl4(g)O2(g) H0能自发进行，其原因是S0D.反应NH3(g)HI(g)=NH4I(s)在低温下可自发进行，则H0，S0答案C解析该反应的正反应为气体分子数减少的反应，S0，A项错误；从反应方程式中气体物质的化学计量数来看，物质的量在减小，即熵减小，但反应能自发进行，则该反应是放热反应，H0，S0时，不能判断GHTS的正负，与T有关；当H0，S0，非自发反应；当H0时，GHTS0，一定是自发反应；当H0，S0时，不能判断H的正负，与T有关。考点化学反应进行的方向及其判断题点化学反应进行方向的复合判据7.下列反应中，一定不能自发进行的是()A.2KClO3(s)=2KCl(s)3O2(g)H78.03 kJmol1S1 110 Jmol1K1B.CO(g)=C(s，石墨)O2(g)H110.5 kJmol1S89.36 Jmol1K1C.4Fe(OH)2(s)2H2O(l)O2(g)=4Fe(OH)3(s)H444.3 kJmol1S280.1 Jmol1K1D.NH4HCO3(s)CH3COOH(aq)=CO2(g)CH3COONH4(aq)H2O(l)H37.30 kJmol1S184.0 Jmol1K1答案B解析根据HTS0它是非自发反应BW(s)xG(g)=2Q(g)H0答案B解析M(s)=X(g)Y(s)，为熵增大的反应，S0，H0，在高温条件下能自发进行，A项错误；4X(g)5Y(g)=4W(g)6G(g)反应为气体体积增大的反应，S0，所以当H0时，一定满足HTS0，反应一定能够自发进行，当H0时，当高温时，HTS0成立，可以自发进行，C项错误；4M(s)N(g)2W(l)=4Q(s)为气体体积减小的反应，S0，当H0时，HTS0，一定不能自发进行，D项错误。考点化学反应进行的方向及其判断题点化学反应进行方向的复合判据9.已知反应FeO(s)C(s)=CO(g)Fe(s)的H0(假定H、S不随温度而变化)，下列叙述中正确的是()A.低温下为自发过程，高温下为非自发过程B.高温下为自发过程，低温下为非自发过程C.任何温度下均为非自发过程D.任何温度下均为自发过程答案B解析由反应能否自发进行的判据HTS知：H0、S0时，HTS的值的正、负不能确定，此时将由温度T决定。当处于低温时，HTS0，反应非自发进行；当温度升高，TS的值增大，当TSH，即HTS0时，反应自发进行，所以该反应高温下自发进行，低温下非自发进行。考点化学反应进行的方向及其判断题点化学反应进行方向的复合判据10.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H2 180.9 Jmol1，S6.61 Jmol1K1)()A.会变成灰锡 B.不会变成灰锡C.不能确定 D.升高温度才会变成灰锡答案A解析在等温、等压条件下，自发反应总是向着HTS0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HTS值的问题。HTS2 180.9 Jmol1273 K(6.61 Jmol1K1)376.37 Jmol10，因此在该条件下白锡会变为灰锡。考点化学反应进行的方向及其判断题点化学反应进行方向的复合判据11.反应CH3OH(l)NH3(g)=CH3NH2(g)H2O(g)在某温度自发向右进行，若反应的|H|17 kJmol1，|HTS|17 kJmol1，则下列正确的是()A.H0，HTS0B.H0，HTS0C.H0，HTS0D.H0，HTS0B.反应NH3(g)HCl(g)=NH4Cl(s)在室温下可自发进行，则该反应的H0C.CaCO3(s)=CaO(s)CO2(g)室温下不能自发进行，说明该反应的H0D.常温下，反应C(s)CO2(g)=2CO(g)不能自发进行，则该反应的H0答案B解析A项，该反应能自发进行，则HTS0，即HTS，而S0(气体化学计量数反应后减小)，则H0，A项不正确；B项，该反应自发进行，则HTS0，即H0、S0(气体化学计量数反应后减小)，则H0，即HTS，又知T0、S0(气体化学计量数反应后增大)，则H0，C项不正确；D项，该反应不能自发进行，则HTS0，即HTS，又知T0、S0(气体化学计量数反应后增大)，则H0，D项不正确。考点化学反应进行的方向及其判断题点化学反应进行方向的复合判据综合强化13.请按要求回答下列各题。(1)溶解少量蔗糖于水中，S_0(填“”或“(2)(4)0。(2)乙烯聚合成聚乙烯由气态转化为固态，混乱度减小，S0。(4)水蒸气凝结成水，由气态转化为液态，混乱度减小，S0，S0，GHTS0对自发反应起决定作用。考点化学反应进行的方向及其判断题点反应熵变与反应方向14.有A、B、C、D四个反应反应ABCDH/kJmol110.51.8012611.7S/Jmol1K130.0113.084.0105.0则在任何温度下都能自发进行的反应是_(填反应字母，下同)；任何温度下都不能自发进行的反应是_；在温度高于_ 时可自发进行的反应是_；在温度低于_ 时可自发进行的反应是_。(T273.15t)答案CB76.85A161.72D解析在任何温度下都能自发进行的反应满足HTS恒小于0，即H0，S0，满足此条件的为反应C。任何温度下都不能自发进行的反应满足HTS恒大于0，即H0，S0，满足此条件的为反应B。反应A的复合判据HTS10 500 Jmol1T30.0 Jmol1K1，当T350 K，即t76.85 时，HTS0，反应能自发进行。反应D的复合判据HTS11 700 Jmol1T105.0 Jmol1K1，当T111.43 K，即t161.72 时，HTS0，反应能自发进行。考点化学反应进行的方向及其判断题点化学反应进行方向的复合判据15.已知一个可逆反应，若正反应为自发过程，则其逆反应为非自发过程，反之，亦然。(1)已知2CO(g)CO2(g)C(s)，T980 K时，HTS0。当体系温度低于980 K时，估计HTS_0(填“大于”“小于”或“等于”，下同)；当体系温度高于980 K时，估计HTS_0。(2)电子工业中清洗硅片上的SiO2(s)的反应为SiO2(s)4HF(g)=SiF4(g)2H2O(g)H(298.15 K)94.0 kJmol1、S(298.15 K)75.8 Jmol1K1，设H和S不随温度而变化，则此反应自发进行的温度范围是_。答案(1)小于大于(2)小于T1 240 K解析(1)C(s)CO2(g)2CO(g)的反应为吸热反应，H0，则2CO(g)CO2(g)C(s)为放热反应，H0，且该反应S0，则当T980 K时，HTS0，T980 K时，HTS0。(2)由题给信息可知，要使反应能自发进行，应有HTS0，即94.0 kJmol1T(75.8103 kJmol1K1)0，则T1 240 K。考点化学反应进行的方向及其判断题点化学反应进行方向的复合判据15第1课时化学反应方向 专题2第二单元化学反应的方向和限度 学习目标定位 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 新知导学 达标检测 内容索引 新知导学 一 自发过程和自发反应 1 自发过程 在一定条件下 不借助外力而自发进行的过程 回答下列问题 1 下列现象的发生 你认为是自发过程的是 填字母 A 水由高处往低处流B 气温升高冰雪融化C 室温下 水自动结成冰D 生锈的铁变光亮 AB 2 自发过程具有的特点 能量角度体系趋向于从状态转变为状态 体系对外部做功或者热量 混乱度角度体系趋向于从状态转变为状态 2 有下列化学反应 白磷自燃 氯化氢分解 煤燃烧 钠与水反应 酸碱中和反应 其中属于能自发进行的化学反应 简称自发反应 的是 属于放热反应的是 高能 低能 释放 有序 无序 二 化学反应进行的方向与焓变 熵变的关系 1 化学反应进行的方向与焓变的关系 1 分析下列反应进行的方向与 H之间的关系 NaOH aq HCl aq NaCl aq H2O l 酸碱中和反应是热反应 H0 常温下自发进行 2Na s 2H2O l 2NaOH aq H2 g 该反应是热反应 H0 常温下自发进行 NH4HCO3 s CH3COOH aq CO2 g CH3COONH4 aq H2O l H 0 该反应在常温下自发进行 CaCO3 s CaO s CO2 g H 0 该反应在常温下自发进行 但在较高温度下自发进行 放 能 放 能 能 不能 能 2 自发反应与焓变的关系多数自发进行的化学反应是放热反应 但也有很多吸热反应能自发进行 因此 反应焓变是与反应进行的方向有关的因素之一 但不是决定反应能否自发进行的唯一因素 2 化学反应进行的方向与熵变的关系 1 熵的概念自发过程的体系趋向于由转变为 体系的混乱度 体系的混乱度常用熵来描述 熵的概念是表示体系的程度的物理量 其符号为S 熵值越大 体系的越大 2 影响熵大小的因素 同一条件下 不同的物质熵值 同一物质的熵与其聚集状态及外界条件有关 如同一种物质不同状态时熵值大小为S g S l S s 气态物质的物质的量越大 分子数越多 熵值越 有序 无序 增大 混乱或无序 混乱度 不同 大 3 熵判据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 S 零 这个原理叫做 在用来判断过程的方向时 就称为熵判据 当 S 0时 反应为反应 在一定条件下自发进行 当 S 0时 反应为反应 在一定条件下自发进行 4 反应熵变是与反应进行的方向有关的因素之一 但不是决定反应能否自发进行的唯一因素 如 2Al s Fe2O3 s Al2O3 s 2Fe s S 39 35J mol 1 K 1 上述反应为熵减少的反应 但在一定条件下 该反应也能自发进行 说明 熵判据 也具有一定的局限性 增大 大于 熵增原理 熵变 熵增 能 熵减 不能 1 从焓变 能量 角度 H0 有利于反应自发进行 3 在实际的化学反应中 若 H与 S符号相同时 对化学反应的方向的影响作用出现矛盾 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 例1下列自发反应可用焓判据来解释的是A 2N2O5 g 4NO2 g O2 g H 56 7kJ mol 1B NH4 2CO3 s NH4HCO3 s NH3 g H 74 9kJ mol 1C 2H2 g O2 g 2H2O l H 571 6kJ mol 1D CaCO3 s CaO s CO2 g H 178 2kJ mol 1 解析从焓变的角度分析 化学反应由高能状态向低能状态转化 使体系能量降低 表现为放热反应 较易进行 答案 解析 例2下列说法正确的是A 在常温下 放热反应一般能自发进行 吸热反应都不能自发进行B NH4HCO3 s NH3 g H2O g CO2 g H 185 57kJ mol 1 能自发进行 原因是体系有自发地向混乱度增加的倾向C 因为焓变和熵变都与反应的自发性有关 因此焓变和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 答案 解析 解析A项 有些能使熵值增大的吸热反应可以自发进行 错误 C项 焓变和熵变均不能单独作为反应自发性的判据 错误 D项 使用催化剂只能降低反应的活化能 增大反应速率 不能改变反应的方向 错误 三 化学反应进行的方向与自由能变化的关系 1 用焓变和熵变的复合判据判断反应的方向 1 由焓判据知反应是易自发进行的 由熵判据知熵值是自发的 很多情况下用不同的判据判定同一个反应 可能会出现相反的判断结果 2 体系的自由能变化 符号为 G 单位为kJ mol 1 综合考虑了焓变和熵变对体系的影响 可用于化学反应自发进行的方向的判断 G 放热 增加 H T S 2 已知反应 2NO g 2CO g N2 g 2CO2 g 在298K 101kPa的条件下 其 H 113 0kJ mol 1 S 145 3J mol 1 K 1 该反应 填 能 或 不能 用于消除汽车尾气中的NO 理由为 能 该反应的 H T S 69 7kJ mol 1 0 说明该反应在理论上是可行的 所以能用于消除汽车尾气中的NO 解析 G H T S 113 0kJ mol 1 298K 145 3 10 3kJ mol 1 K 1 69 7kJ mol 1 0 故理论上该反应能自发进行 答案 解析 1 复合判据判断反应方向的有关规律 当 H0 则 G0 S0 反应一定不能自发进行 当 H 0 S 0或 H 0 S 0时 反应能否自发进行与温度有关 一般低温时焓变影响为主 高温时熵变影响为主 2 反应发生的条件有多种 G H T S这个判据只能用于温度 压强一定条件下的反应 不能用于其他条件 如温度 体积一定 下的反应 3 反应的自发性只能判断方向性 反应能否实现 还要看具体的反应条件 例3 2017 仪征中学高二4月月考 当化学反应的 H 0 S 0时 反应一定能自发进行 下列反应属于该情况的是A Zn s 2HCl aq ZnCl2 aq H2 g B 2H2 g O2 g 2H2O l C CaCO3 s CaO s CO2 g D 2NH4Cl s Ca OH 2 s 2NH3 g CaCl2 s 2H2O l 解析A项是放热反应 H 0 反应后气体体积增大 S 0 正确 B项是放热反应 H 0 反应后气体体积减小 S0 反应后气体体积增大 S 0 错误 D项是吸热反应 H 0 反应后气体体积增大 S 0 错误 解析 例4回答下列问题 1 用钌的配合物作催化剂 一定条件下可直接光催化分解CO2 发生反应 2CO2 g 2CO g O2 g 该反应的 H 填 或 下同 0 S 0 在低温下 该反应 填 能 或 不能 自发进行 解析该反应为吸热反应 化学反应后气体的化学计量数之和增加 所以 H 0 S 0 故低温下 G H T S 0 反应不能自发进行 答案 解析 不能 2 已知在100kPa 298K时石灰石分解反应CaCO3 s CaO s CO2 g 的 H 0 S 0 则 该反应常温下 填 能 或 不能 自发进行 据本题反应数据分析 温度 填 能 或 不能 成为反应方向的决定因素 解析该反应的 H 0 S 0 属于熵增加的吸热反应 故在高温下该反应能够自发进行 答案 解析 不能 能 解析常温下石灰石不分解 3 已知CaSO4 s CO g CaO s SO2 g CO2 g H 218kJ mol 1 该反应能够自发进行的反应条件是 答案 解析 高温 解析自发反应的条件是 H T S0 故T 即T值较大 该反应应在高温下进行 4 某吸热反应能自发进行 则该反应的 S 填 或 0 解析吸热反应能自发进行 即 H 0 H T S0 故 S 0 学习小结 达标检测 1 2 3 4 5 1 知道了某过程有自发性之后 则A 可判断过程的方向B 可确定过程是否一定会发生C 可预测过程发生完成的快慢D 可判断过程的热效应 解析判断某反应是否自发 只是判断反应的方向 与反应是否会发生 反应的快慢 反应的热效应无关 答案 解析 解析反应2Mg s CO2 g 2MgO s C s 的 H 0 S 0 A项错误 反应NH3 g HCl g NH4Cl s 的 S 0 低温下能自发进行 根据 G H T S可知 H 0 B项错误 反应SiO2 s 2C s Si s 2CO g 的 S 0 高温下能自发进行 说明反应 H 0 C项正确 任何温度下均能自发进行的反应说明 H 0 S 0 D项错误 2 2017 盐城高二期末 下列反应中 H 0 S 0的是A 2Mg s CO2 g 2MgO s C s B 低温下能自发进行的反应 NH3 g HCl g NH4Cl s C 高温下能自发进行的反应 SiO2 s 2C s Si s 2CO g D 任何温度下均能自发进行的反应 2H2O2 l 2H2O l O2 g 1 2 3 4 5 答案 解析 解析有些吸热反应也可以自发进行 如 NH4 2CO3 s NH4HCO3 s NH3 g 故A错 熵变与反应的自发性有关 但不能独立地作为反应是否自发的判据 故B错 物质的量增加的反应 其混乱度不一定增加 即 S不一定为正值 如2H2S g O2 g 2H2O l 2S s 故C错 CaCO3 s 的分解产生了气体 为熵增加反应 故D正确 1 2 3 4 5 3 下列说法完全正确的是A 自发进行的反应均是放热反应B S为正值的反应均能自发进行C 物质的量增加的反应 S为正值D CaCO3 s 受热分解为CaO s 和CO2 g S 0 答案 解析 解析要防止反应发生需满足 H T S 0的条件 解不等式得T 409K 故A正确 1 2 3 4 5 4 已知在等温等压条件下 化学反应方向的判据为 H T S0反应不能自发进行设反应A D E H T S 4500 11T J mol 1 要防止反应发生 温度必须A 高于409KB 低于136KC 高于136K而低于409KD 低于409K 答案 解析 1 2 3 4 5 5 向锥形瓶中加入约20gNH4Cl晶体 在一小木块上洒少量水 将锥形瓶放在木头上 再向其中加入约40gBa OH 2 8H2O 如图所示 用玻璃棒将固体充分混合均匀 静置 答案 回答下列各问题 1 拿起木块时发现 证明该反应的 H 0 填 或 或 0 锥形瓶 粘 在木块上 2NH4Cl Ba OH 2 8H2O BaCl2 2NH3 10H2O 气体 1 2 3 4 5 3 下列变化过程与该实验中的焓变和熵变相同的是 A NH4NO3溶于水B CaCO3的分解反应C NaOH溶于水D 甲烷的燃烧 解析该实验中反应方程式的特点为 H 0 S 0 因此A B符合 C D项中反应的 H 0 答案 解析 第2课时化学平衡状态学习目标定位1.了解化学反应的可逆性。2.通过化学平衡状态的建立过程，知道化学平衡是一种动态平衡，理解并会判断化学平衡状态的标志。一、化学平衡状态1.可逆反应(1)含义：在相同条件下，既能向正反应方向进行，同时又能向逆反应方向进行的反应。(2)表示方法：如高温、高压并有催化剂作用的条件下，N2和H2反应生成NH3的可逆反应可表示为N23H22NH3。(3)特征正、逆反应发生的条件相同。反应不能进行到底，反应体系中，与化学反应有关的各种物质共存。2.化学平衡的建立在一定条件下，把1 mol N2和3 mol H2充入一密闭容器中，在一定条件下发生反应。根据要求填表：N23H22NH3反应物浓度v正生成物浓度v逆开始时c(N2)最大c(H2)最大最大00进行中c(N2)减小c(H2)减小减小增大增大平衡时c(N2)不变c(H2)不变不变不变不变以上过程可用下图表示：(1)化学平衡状态的概念在一定条件下的可逆反应里，当正、逆两个方向的反应速率相等时，反应体系中所有参加反应的物质的质量或浓度保持恒定的状态，称为化学平衡状态，简称化学平衡。(2)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：逆：研究的对象是可逆反应。等：化学平衡的条件是v正和v逆相等。动：化学平衡是一种动态平衡，此时反应并未停止。定：当可逆反应达到平衡时，各组分的质量(或浓度)为一定值。变：若外界条件改变，平衡可能发生改变，并在新条件下建立新的平衡。例1判断正误(正确的打“”，错误的打“”)(1)只有可逆反应才存在平衡状态()(2)化学平衡状态是一定条件下可逆反应进行到最大限度的结果()(3)化学反应达到化学平衡状态时，正逆反应的速率都为0()(4)化学反应达到化学平衡状态时反应物和生成物的浓度相等()(5)化学反应达到化学平衡状态时反应混合物中各组分的浓度一定与化学方程式中对应物质的化学计量数成比例()答案(1)(2)(3)(4) (5)考点化学平衡状态及其判断题点化学平衡状态的概念与特征例2(2018清江中学高二期末)一定条件下，A、B、C的起始浓度分别是0.5 molL1、0.1 molL1、1.6 molL1，可逆反应A(g)B(g)2C(g)达到平衡时，下列数据合理的是()A.c(A)1.0 molL1c(B)0.2 molL1B.c(B)0.5 molL1c(C)1.2 molL1C.c(A)0.4 molL1c(C)1.8 molL1D.c(A)0.9 molL1c(B)0.5 molL1答案D解析A(g)B(g)2C(g)起始量(molL1) 0.5 0.1 1.6正向进行极值转化(molL1) 0.4 0 1.8逆向进行极值转化(molL1) 1.3 0.9 0达到平衡状态时：0.4 molL1c(A)1.3 molL1，0c(B)0.9 molL1，0c(C)1.8 molL1。如果c(A)1.0 molL1，A增加0.5 molL1，则c(B)0.6 molL1，A项错误；如果c(B)0.5 molL1，则C减少0.8 molL1，则c(C)0.8 molL1，B项错误；根据以上分析可知C项错误；如果c(A)0.9 molL1，则A增加0.4 molL1，则c(B)0.5 molL1，D项正确。方法探究利用极端假设法确定各物质的浓度范围上述题目中可利用极端假设法判断，假设反应正向或逆向进行到底，求出各物质浓度的最大值和最小值，从而确定它们的浓度范围。假设反应正向进行到底：X2(g)Y2(g)2Z(g)起始浓度(molL1) 0.1 0.3 0.2改变浓度(molL1) 0.1 0.1 0.2终态浓度(molL1) 0 0.2 0.4假设反应逆向进行到底：X2(g)Y2(g)2Z(g)起始浓度(molL1) 0.1 0.3 0.2改变浓度(molL1) 0.1 0.1 0.2终态浓度(molL1) 0.2 0.4 0平衡体系中各物质的浓度范围为X2(0,0.2)，Y2(0.2,0.4)，Z(0,0.4)。二、化学平衡状态的判断依据与方法1.可逆反应达到化学平衡状态时的特征之一是v正v逆0。在一定温度下，可逆反应A(g)3B(g)2C(g)达到平衡的标志是。单位时间内生成n mol A，同时生成3n mol BC的生成速率与C的分解速率相等3v正(A)v逆(B)单位时间内生成n mol A，同时生成2n mol C2.可逆反应达到化学平衡状态时的另一特征是反应混合物中各组分的百分含量保持不变。一定温度下，在容积恒定的密闭容器中进行如下反应：A(s)2B(g)C(g)D(g)。当下列物理量不发生变化时，能表明该反应已达到平衡状态的是。混合气体的总物质的量B的物质的量浓度容器内气体的压强混合气体的密度化学平衡状态的判断依据(1)正反应速率与逆反应速率相等，v正v逆。对同一物质，该物质的生成速率等于它的消耗速率；对不同物质，速率之比等于方程式中的化学计量数之比，但必须是不同方向的速率。(2)可逆反应发生过程中的可变量保持不变在可逆反应中有很多可变量，如：浓度、物质的量、百分含量等，当可变量保持不变时，则反应达平衡。例3下列说法中，可以证明反应N2(g)3H2(g)2NH3(g)已达到平衡状态的是()A.1个NN键断裂的同时，有3个HH键形成B.1个NN键断裂的同时，有3个HH键断裂C.3个HH键形成的同时，有6个NH键断裂D.1个NN键断裂的同时，有6个NH键形成答案A解析B项，指的是正反应速率；C项，指的是逆反应速率；D项，指的是正反应速率。考点化学平衡状态及其判断题点由化学反应速率判断化学平衡状态例4(双选)(2017徐州高二期中)一定温度下在容积恒定的密闭容器中，进行如下可逆反应：A(g)2B(g)C(g)D(g)，观察下列物理量，能表明该反应已达到平衡状态的是()A.C物质的物质的量浓度不变B.物质C和物质D的物质的量浓度相等C.B物质的转化率不发生变化D.反应速率v(A)v(D)答案AC解析C物质的物质的量浓度不变，表明该反应已达到平衡状态，A项正确；物质C和物质D的物质的量浓度相等，不能表明该反应已达到平衡状态，B项错误；B物质的转化率不发生变化，说明正反应速率与逆反应速率相等，表明达到平衡状态，C项正确；反应速率之比等于化学计量数之比，则任意时刻v(A)v(D)，D项错误。考点化学平衡状态及其判断题点由“变量”到“恒量”判断化学平衡状态例5一定条件下，将NO2与SO2以体积比12置于恒压容器中发生反应：NO2(g)SO2(g) SO3(g)NO(g)H41.8 kJmol，下列不能说明反应达到平衡状态的是()A.气体的密度保持不变B.混合气体颜色保持不变C.SO3和NO2的体积比保持不变D.每消耗1 mol SO3的同时消耗1 mol NO2答案A解析由于该反应中各物质均为气体且前后气体体积相等，故恒压容器的体积始终保持不变，根据质量守恒，气体的密度始终保持不变，故不能判断反应是否达到平衡状态；建立平衡过程中，混合气体颜色、SO3与NO2的体积比一直变化，当它们不变时即达到了平衡状态；消耗SO3和消耗NO2的物质的量相同时，说明正、逆反应速率相等，达到了平衡状态。考点化学平衡状态及其判断题点化学平衡状态的综合判断1.下列关于化学平衡状态的理解正确的是()A.所有反应都存在平衡状态B.反应物与生成物的浓度相等C.正反应与逆反应停止进行D.正反应和逆反应的速率相等答案D考点化学平衡状态及其判断题点化学平衡状态的概念与特征2.14CO2与碳在高温条件下发生反应：14CO2C2CO，达到化学平衡后，平衡混合物中含14C的粒子有()A.14CO2 B.14CO2、14COC.14CO2、14CO、14C D.14CO答案C解析14CO2与C反应生成14CO(正反应)的同时，逆反应14CO的分解(生成14CO2和14C)也在进行，故平衡混合物中含14C的粒子有14CO2、14CO、14C。考点可逆反应题点可逆反应的特征及其应用3.(2018泰兴高级中学高二月考)可逆反应2A(g)2B(g)C(g)在恒定容积密闭容器中反应，下列选项中不能说明反应已达到平衡状态的是()A.混合气体中A与B的物质的量之比保持恒定B.容器内气体总压强不再改变的状态C.用A、B、C的物质的量浓度变化表示的反应速率的比为221D.混合气体的平均相对分子质量不再改变的状态答案C解析因A和B分别是反应物和生成物，混合气体中A与B的物质的量之比保持恒定，说明A和B的浓度不再改变，反应达到了平衡状态，A项正确；因2A(g)2B(g)C(g)是反应前后气体体积不相等的可逆反应，容器内气体总压强不再改变，说明反应达到了平衡状态，B项正确；因未说明用A、B、C的物质的量浓度变化表示的反应速率是正反应速率还是逆反应速率，无法证明正反应速率等于逆反应速率，则不能说明反应达到了平衡状态，C项错误；因反应前后气体的质量不变，但气体的总物质的量改变，所以混合气体的平均相对分子质量改变，当混合气体的平均相对分子质量不再改变时，说明反应达到了平衡状态，D项正确。考点化学平衡状态及其判断题点由化学反应速率判断化学平衡4.工业上常用煤和水作原料经过多步反应制得氢气，其中一步反应的原理为CO(g)H2O(g)CO2(g)H2(g)，下列选项的条件中可判断该反应达到平衡状态的是()A.单位时间内消耗2 mol的CO同时生成2 mol的CO2B.两个HO键断裂的同时有一个HH键断裂C.反应容器内的压强不再发生变化D.混合气体的相对分子质量不发生变化答案B解析A项描述的反应速率都是v正，无法判断是否达到平衡；B项说明H2O的分解速率(v正)与H2的消耗速率(v逆)相等，即v正(H2O)v逆(H2)，能判断反应达到平衡；C项，由于该反应前后气体的物质的量不变，故压强始终不变，不能说明可逆反应达到平衡；D项，混合气体的质量不变，物质的量不变，反应前后混合气体的相对分子质量不变，故不能说明反应达到平衡状态。考点化学平衡状态及其判断题点化学平衡状态的综合判断5.(1)在一定条件下，可逆反应达到平衡状态的本质特征是_，下列关系中能说明反应N2(g)3H2(g)2NH3(g)已经达到平衡状态的是_。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)(2)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。能说明反应N2(g)3H2(g)2NH3(g)达到平衡状态的有_；能说明反应H2(g)I2(g)2HI(g)达到平衡状态的有_；能说明反应2NO2(g)N2O4(g)达到平衡状态的有_。(3)已知N2O4(g)2NO2(g)H0，现将1 mol N2O4充入一恒压密闭容器中，下列示意图不能说明反应达到平衡状态的是_。答案(1)正反应速率与逆反应速率相等C(2)abcabeabce(3)B解析(2)由于在恒容条件下发生反应，反应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。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。(3)B项，对于一个特定反应，H固定不变，不能作为判断反应是否达到平衡状态的依据；C项，在t1时刻，2v正(N2O4)v逆(NO2)，反应达到平衡状态。考点化学平衡状态及其判断题点化学平衡状态的综合判断对点训练题组一可逆反应1.下列反应中，属于可逆反应的是()N23H22NH3,2NH33H2N22NaHCO3Na2CO3H2OCO2，Na2CO3H2OCO2=2NaHCO3CH3CH2OHCH2=CH2H2O，CH2=CH2HOHCH3CH2OH2NaCl22NaCl,2NaCl2NaCl2A.只有 B.C. D.答案A解析可逆反应是指在同一条件下既向正反应方向进行，又向逆反应方向进行的反应，符合此条件的只有。考点可逆反应题点可逆反应的概念与判断2.可逆反应2SO2(g)O2(g)2SO3(g)，充入由18O组成的氧气一段时间后，18O存在下列物质中的()A.多余的氧气中B.生成的三氧化硫中C.氧气和二氧化硫中D.二氧化硫、氧气和三氧化硫中答案D解析 18O2的加入定会与SO2结合生成含18O的SO3，同时含有18O的SO3又会分解得到SO2和O2，使得SO2和O2中也含有18O，因此18O存在于SO2、O2、SO3这三种物质中。考点可逆反应题点可逆反应的特征及其应用3.可逆反应N23H22NH3，在容积为10 L的密闭容器中进行，开始时加入2 mol N2和3 mol H2，达平衡时，NH3的浓度不可能达到()A.0.1 molL1 B.0.2 molL1C.0.05 molL1 D.0.15 molL1答案B解析2 mol N2和3 mol H2反应，假设反应能够进行到底，则3 mol H2完全反应，生成2 mol NH3，此时NH3浓度为0.2 molL1，但由于反应是可逆反应，不能完全反应，所以NH3浓度达不到0.2 molL1。考点可逆反应题点可逆反应的特征及其应用题组二化学平衡状态的建立与特征4.在一定条件下，某容器中发生反应：2SO2(g)O2(g)2SO3(g)，以下叙述错误的是()A.开始反应时，正反应速率最大，逆反应速率为零B.随着反应的进行，正反应速率逐渐减小，最后减小为零C.随着反应的进行，逆反应速率逐渐增大，最后保持恒定D.随着反应的进行，正反应速率逐渐减小，最后与逆反应速率相等且都保持恒定答案B解析化学平衡建立过程中，反应物浓度逐渐减小，故正反应速率逐渐减小，生成物浓度逐渐增大，故逆反应速率逐渐增大，当二者相等时达到平衡状态，但都不为零。考点化学平衡状态及其判断题点化学平衡状态的概念与特征5.N23H22NH3在密闭容器中反应一段时间后，达到平衡状态。则下列说法中正确的是()A.N2、H2不再化合B.N2、H2、NH3浓度不再变化C.N2、H2、NH3的质量相等D.改变条件，N2、H2、NH3的浓度也不再变化答案B解析化学平衡是动态平衡，若条件变化时平衡发生移动，N2、H2、NH3的浓度会随之改变。考点化学平衡状态及其判断题点化学平衡状态的概念与特征6.密闭的烧瓶里盛放气体A，在25 时建立平衡：2A(g)B(g)H0，把烧瓶置于100 的沸水中，在建立新平衡的过程中，烧瓶内混合气体的物理量始终不变的是()A.平均相对分子质量 B.密度C.容器内的压强 D.物质的量答案B解析若反应未达到平衡，则气体的物质的量就会发生变化，容器内的压强也会发生变化；由于总质量不变，则气体的平均摩尔质量会发生变化，所以平均相对分子质量也会发生变化，A、C、D错误；由于反应混合物都是气体，在任何时刻气体的质量不变，由于烧瓶的容积不变，则根据气体的密度计算公式可知气体的密度不变，故B正确。考点化学平衡状态及其判断题点化学平衡状态的概念与特征题组三化学平衡状态的判断7.一定条件下，可逆反应2A(g)B(g)3C(g)，在下列四种状态中处于平衡状态的是()选项正反应速率逆反应速率Av(A)2 molL1min1v(B)2 molL1min1Bv(A)2 molL1min1v(C)2 molL1min1Cv(A)1 molL1min1v(B)2 molL1min1Dv(A)1 molL1min1v(C)1.5 molL1min1答案D解析根据平衡状态的判断依据v正v逆知，v(A)v(B)v(C)213，即D中的反应达到平衡。考点化学平衡状态及其判断题点由化学反应速率判断化学平衡状态8.(2017泰州中学5月月度检测)可逆反应2NO2(g)2NO(g)O2(g)在密闭容器中反应，达到平衡状态的标志是()单位时间内生成n mol O2的同时生成2n mol NO2单位时间内生成n mol O2的同时生成2n mol NO 用NO2、NO、O2的物质的量浓度变化表示的反应速率的比为221的状态混合气体的颜色不再改变的状态A. B.C. D.答案A解析用不同物质的反应速率判断达到平衡，要求反应方向一正一逆，且反应速率之比等于化学计量数之比，生成O2，反应向正反应方向进行，生成NO2，反应向逆反应方向进行，且它们的速率之比等于12，能说明反应达到平衡，正确；根据的分析，错误；没有指明反应的方向，错误；NO2为红棕色气体，其余为无色气体，因此气体颜色不变，说明反应达到平衡，正确；A项正确。考点化学平衡状态及其判断题点由“变量”到“恒量”判断化学平衡状态9.(2017扬大附中期中)在一定条件下，使一定量的A和B气体混合发生2A(g)3B(g)4C(g)反应。下列描述中，说明反应已达到平衡状态的是()A.各物质的浓度之比c(A)c(B)c(C)234B.混合气体中各物质的浓度相等C.单位时间内，若消耗了a mol A物质，同时也消耗了2a mol C物质D.混合气体的体积是反应开始前的答案C解析开始时不知道A、B物质的量，且平衡状态与各物质浓度之比无关，因此无法判断，A项错误；根据化学平衡状态定义，是各组分浓度保持不变，不是浓度相等，B项错误；用不同物质的反应速率表示达到平衡，要求反应方向是一正一逆，且反应速率之比为化学计量数之比，C项正确；此反应是可逆反应，不能进行到底，D项错误。考点化学平衡状态及其判断题点化学平衡状态的综合判断10.298 K时，将20 mL 3x molL1 Na3AsO3、20 mL 3x molL1 I2和20 mL NaOH溶液混合，发生反应：AsO(aq)I2(aq)2OH(aq)AsO(aq)2I(aq)H2O(l)，溶液中c(AsO)与反应时间(t)的关系如图所示。下列不能判断反应达到平衡的是()A.溶液的pH不再变化B.v(I)2v(AsO)C.c(AsO)/c(AsO)不再变化D.c(I)2y molL1答案B解析溶液pH不变时，则c(OH)也保持不变，反应达到平衡状态；同一个化学反应，速率之比等于化学计量数之比，无论是否达到平衡，都存在v(I)2v(AsO)；c(AsO)/c(AsO)不再变化，可说明各物质的浓度不再变化，反应达到平衡状态；由图可知，当c(AsO)y molL1时，浓度不再发生变化，则达到平衡状态，由方程式可知此时c(I)2y molL1，达到平衡状态。考点化学平衡状态及其判断题点化学平衡状态的综合判断11.在一个绝热的固定容积的密闭容器中，可逆反应mA(g)nB(g)pC(g)qQ(g)(m、n、p、q为任意整数)达到平衡时的标志是()体系的压强不再改变体系的温度不再改变各组分的浓度不再改变各组分的质量分数不再改变反应速率vAvBvCvQmnpq单位时间内m mol A断键的同时有p mol C也断键A. B.C. D.答案C解析由于m、n、p、q的关系未知，所以压强不变不能作为平衡的标志；在整个平衡建立过程中，速率之比均等于化学计量数之比。考点化学平衡状态及其判断题点化学平衡状态的综合判断12.在一定条件下，将3 mol A和1 mol B两种气体混合于固定容积为2 L的密闭容器中，发生如下反应：3A(g)B(g)xC(g)2D(g)。2 min末该反应达到平衡，生成0.8 mol D，并测得C的浓度为0.2 molL1。下列判断错误的是()A.x1B.2 min内A的反应速率为0.3 molL1min1C.B的转化率为50%D.若混合气体的平均相对分子质量不变，则表明该反应达到平衡状态答案C解析3A(g)B(g)xC(g)2D(g)起始(mol) 3 1 0 0转化(mol) 3a a xa 2a平衡(mol) 33a 1a xa 2a由题意得：2a0.8 mol，a0.4 mol。0.2 molL1，x1，A正确；B项，v(A)0.3 molL1min1，B正确；C项，(B)100%40%，C错误；D项，由于该反应是反应前后气体体积不等的反应，气体的总物质的量只有在平衡时才保持不变，所以平均相对分子质量不变能说明该反应达到平衡状态。考点化学平衡状态及其判断题点化学平衡状态的综合考查综合强化13.一定温度下，在2 L的恒容密闭容器内发生的反应中M、N的物质的量随反应时间变化的曲线如图所示。请回答下列问题：(1)该反应的化学方程式为_。(2)在t2时刻存在的等量关系是_，此时反应是否达到化学平衡状态？_(填“是”或“否”)。(3)在t3时刻v正_(填“”“”或“”)v逆，理由是_。答案(1)2NM(2)n(M)n(N)否(3)M和N的物质的量不再发生变化，所以反应已达到平衡状态，故v正v逆解析(1)当N减少4 mol时，M增加2 mol，所以化学方程式为2NM。(2)t2时刻，n(M)n(N)4 mol，t2时刻后，N物质的量继续减小，M物质的量继续增加，故仍未达到平衡。(3)t3时刻，M和N的物质的量均不再发生变化，所以反应已达到平衡状态。考点化学平衡状态及其判断题点化学平衡状态的综合考查14.一定温度下，在10 L密闭容器中加入5 mol SO2和 3 mol O2，发生反应：2SO2(g)O2(g)2SO3(g)，10 min时，反应达到平衡状态，此时有3 mol SO2发生了反应。(1)反应生成了_ mol SO3，v(SO2)_。(2)平衡时SO3的浓度是_，SO2的转化率是_。(3)平衡时容器内气体的总物质的量为_ mol。(4)物质的浓度不再改变标志着该反应已达平衡，下列还可以说明该反应已达平衡的是_(填序号)。体系内压强不再改变容器内气体的密度不再改变混合气体的平均相对分子质量不再改变v正(SO3)2v逆(O2)n(SO3)n(O2)n(SO2)212答案(1)30.03 molL1min1(2)0.3 molL160%(3)6.5(4)解析v(SO2)0.03 molL1min12SO2O22SO3开始： 5 mol 3 mol 0变化： 3 mol 1.5 mol 3 mol平衡： 2 mol 1.5 mol 3 mol则平衡时SO3的浓度为0.3 molL1，SO2的转化率为100%60%，平衡时混合气体的总物质的量为2 mol1.5 mol3 mol6.5 mol。(4)根据反应方程式知：中体系压强不变，说明反应已达平衡状态；中容器的体积不变，混合气体的质量不变，则反应过程中密度始终不变，密度不变不能说明反应已达平衡状态；中混合气体的总质量不变，但反应过程中混合气体的总物质的量改变，若平均相对分子质量不变，说明反应已达平衡状态；表示v正v逆，说明反应已达平衡状态；中三者的物质的量之比等于化学计量数之比，不能说明反应已达平衡状态。考点化学平衡状态及其判断题点化学平衡状态的综合考查15.工业上“固定”和利用CO2能有效地减轻“温室”效应，可用CO2生产燃料甲醇：CO2(g)3H2(g)CH3OH(g)H2O(g)H49.0 kJmol1(1)在相同温度和容积不变时，能说明该反应已达平衡状态的是_。A.n(CO2)n(H2)n(CH3OH)n(H2O)1311B.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31D.容器内的密度保持不变(2)一定温度下，将6 mol CO2和8 mol H2充入2 L的密闭容器中，测得H2的物质的量随时间变化如图所示(实线)。图中数据a(1,6)代表的意思是：在1 min时H2的物质的量是6 mol。a点正反应速率_(填“大于”“等于”或“小于”)逆反应速率，在13 min内的平均反应速率v(H2) _。答案(1)BC(2)大于0.75 molL1min1解析(1)n(CO2)n(H2)n(CH3OH)n(H2O)1311，之后浓度可能还在变化，故A不一定达到平衡状态；该反应为反应前后压强可变的反应，压强不变时一定达到平衡状态；H2的消耗速率与CH3OH的消耗速率之比为31可知v正(H2)3v逆(CH3OH)，一定达到平衡状态；根据，从开始反应到反应达到平衡，密度不变，不能作为平衡标志，故D错误。(2)a点氢气的量在减少，故正反应速率大于逆反应速率；v(H2)0.75 molL1min1。16