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专题7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专题7化学反应速率与化学平衡[考点分布]知识内容考试要求2016年2017年2018年4月10月4月11月4月11月(1)化学反应的限度bT12T12T12(2)化学平衡的概念bT12T12T12T14T14(3)化学平衡状态的特征bT12T12T12T14T14专题7化学反应速率与化学平衡知识内容考试要求2016年2017年2018年4月10月4月11月4月11月(4)自发反应的概念a(5)熵变的概念aT30(二)(1)(6)用熵变、焓变判断化学反应的方向c专题7化学反应速率与化学平衡知识内容考试要求2016年2017年2018年4月10月4月11月4月11月(7)化学平衡常数bT30(一)(2)(8)反应物的转化率bT30(1)T21T16、T21、T30(一)(1)T22T22、T30(一)(1)(3)专题7化学反应速率与化学平衡知识内容考试要求2016年2017年2018年4月10月4月11月4月11月(9)化学平衡常数与反应限度、转化率的关系cT30(1)T30(2)T30(二)T30(一)(2)高能低能有序无序化学反应进行的方向一、自发反应1．自发过程(1)概念在一定条件下，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(体系对外部做功或释放热量)。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)。无需外界帮助混乱度S2．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。二、熵、熵变1．熵的概念熵是衡量一个体系___________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)。熵的变化ΔS自发进行2．熵变的概念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___________。混乱度混乱度三、用熵变、焓变判断化学反应的方向1．熵变与反应方向研究表明，对于化学反应而言，决定化学反应能否自发进行的一个因素是体系的___________。大多数自发反应有趋向于体系___________增大的倾向。放热越多完全焓变2．焓变与反应方向研究表明，对于化学反应而言，绝大多数___________反应都能自发进行，且反应放出的热量___________，体系能量降低得也越多，反应越___________。可见，反应的___________是制约化学反应能否自发进行的另一个因素。能自发进行达到平衡状态不能自发进行3．综合判断反应方向的依据(1)ΔH－TΔS0，反应_______________。(2)ΔH－TΔS＝0，反应_______________。(3)ΔH－TΔS0，反应_______________。题组化学反应方向的判断1．实验证明，多数能自发进行的反应都是放热反应。对此说法的理解正确的是()A．所有的放热反应都是自发进行的B．所有的自发反应都是放热的C．焓变是影响反应是否具有自发性的一种重要因素D．焓变是决定反应是否具有自发性的唯一判据答案：C2．(2019·金华高二质检)下列过程属于熵增加的是()A．一定条件下，水由气态变成液态B．高温高压条件下使石墨转变成金刚石C．4NO2(g)＋O2(g)===2N2O5(g)D．固态碘升华答案：D3．(2019·宁波月考)下列说法错误的是()A．2NO(g)＋2CO(g)===N2(g)＋2CO2(g)在常温下能自发进行，则该反应的ΔH0B．反应NH3(g)＋HCl(g)===NH4Cl(s)在室温下可自发进行，则该反应的ΔH0C．一定温度下，反应MgCl2(l)===Mg(l)＋Cl2(g)的ΔH0，ΔS0D．常温下，反应C(s)＋CO2(g)===2CO(g)不能自发进行，则该反应的ΔH0解析：选A。A项，该反应是熵减的反应，常温下能自发进行说明ΔH0；B项，该反应是熵减的反应，常温下能自发进行说明ΔH0；C项，此反应为高温下MgCl2的分解反应，ΔH0，ΔS0；D项，该反应ΔS0，常温下不能自发进行，则有ΔH－TΔS0，故ΔH0。4．下列反应中，一定不能自发进行的是()A．2KClO3(s)===2KCl(s)＋3O2(g)ΔH＝－78.03kJ/molΔS＝1110J/(mol·K)B．CO(g)===C(石墨，s)＋1/2O2(g)ΔH＝110.5kJ/molΔS＝－89.36J/(mol·K)C．4Fe(OH)2(s)＋2H2O(l)＋O2(g)===4Fe(OH)3(s)ΔH＝－444.3kJ/molΔS＝－280.1J/(mol·K)D．NH4HCO3(s)＋CH3COOH(aq)===CO2(g)＋CH3COONH4(aq)＋H2O(l)ΔH＝37.301kJ/molΔS＝184.05J/(mol·K)解析：选B。根据ΔH－TΔS，当ΔH0，ΔS0时，ΔH－TΔS0，反应肯定能自发进行；当ΔH0，ΔS0时，ΔH－TΔS0，反应一定不能自发进行。焓变、熵变和温度对化学反应方向的影响ΔHΔSΔH－TΔS反应情况－＋永远是负值在任何温度下均能自发进行＋－永远是正值在任何温度下均不能自发进行＋＋低温为正；高温为负低温时不能自发进行；高温时能自发进行－－低温为负；高温为正低温时能自发进行；高温时不能自发进行化学平衡状态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相等，反应体系中所有参加反应的物质的质量或浓度保持不变的状态。正反应逆反应2．化学平衡的建立从___________开始建立从___________开始建立3．平衡特点题组一化学平衡状态的特点1．(2017·浙江4月选考，T12)已知：X(g)＋2Y(g)3Z(g)ΔH＝－akJ·mol－1(a0)。下列说法不正确的是()A．0.1molX和0.2molY充分反应生成Z的物质的量一定小于0.3molB．达到化学平衡状态时，X、Y、Z的浓度不再发生变化C．达到化学平衡状态时，反应放出的总热量可达akJD．升高反应温度，逆反应速率增大、正反应速率减小解析：选D。升高反应温度，正、逆反应速率均增大。2．(2018·浙江11月选考，T14)已知X(g)＋Y(g)2W(g)＋M(g)ΔH＝akJ·mol－1(a＞0)。一定温度下，在体积恒定的密闭容器中，加入1molX(g)与1molY(g)。下列说法正确的是()A．充分反应后，放出热量为akJB．当反应达到平衡状态时，X与W的物质的量浓度之比一定为1∶2C．当X的物质的量分数不再改变，表明该反应已达到平衡D．若增大Y的浓度，正反应速率增大，逆反应速率减小解析：选C。A项，反应X(g)＋Y(g)2W(g)＋M(g)属于可逆反应，且为吸热反应，则1molX(g)与1molY(g)充分反应后不可能完全转化，吸收的热量小于akJ，故A错误；B项，当反应达到平衡状态时，正反应速率和逆反应速率相等，反应混合物中各组分的浓度保持不变，但X与W的物质的量浓度之比不一定为1∶2，故B错误；C项，当X的物质的量分数不再改变，说明正反应速率和逆反应速率相等，表明该反应已达到平衡，故C正确；D项，若增大Y的浓度，正、逆反应速率均增大，故D错误。3．一定条件下，对于可逆反应：X(g)＋3Y(g)2Z(g)，若X、Y、Z的起始浓度分别为c1、c2、c3(均不为零)，达到平衡时，X、Y、Z的浓度分别为0.1mol·L－1、0.3mol·L－1、0.08mol·L－1，则下列判断正确的是()A．c1∶c2＝3∶1B．平衡时，Y和Z的生成速率之比为2∶3C．X、Y的转化率不相等D．c1的取值范围为0mol·L－1c10.14mol·L－1解析：选D。X、Y的平衡浓度之比为1∶3，转化浓度亦为1∶3，故c1∶c2＝1∶3，转化率相等，A、C不正确；平衡时Y生成表示逆反应，Z生成表示正反应，且vY(生成)∶vZ(生成)应为3∶2，B不正确；由可逆反应的特点可知0mol·L－1c10.14mol·L－1，D正确。极端假设法确定各物质浓度范围可逆反应各物质浓度范围可根据极端假设法判断，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。例如：可逆反应X2(g)＋Y2(g)2Z(g)，各物质的起始浓度分别为c(X2)＝0.1mol·L－1，c(Y2)＝0.3mol·L－1，c(Z)＝0.2mol·L－1。假设反应正向进行到底：X2(g)＋Y2(g)2Z(g)起始浓度(mol·L－1)0.10.30.2改变浓度(mol·L－1)0.10.10.2终态浓度(mol·L－1)00.20.4假设反应逆向进行到底：X2(g)＋Y2(g)2Z(g)起始浓度(mol·L－1)0.10.30.2改变浓度(mol·L－1)0.10.10.2终态浓度(mol·L－1)0.20.40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)。题组二化学平衡状态的判断4．(2018·浙江4月选考，T14)反应N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)ΔH0，若在恒压绝热容器中发生，下列选项表明反应一定已达平衡状态的是()A．容器内的温度不再变化B．容器内的压强不再变化C．相同时间内，断开H—H键的数目和生成N—H键的数目相等D．容器内气体的浓度c(N2)∶c(H2)∶c(NH3)＝1∶3∶2解析：选A。A项中，因反应在恒压绝热容器中发生且是放热反应，容器内的温度不再变化，说明已达平衡状态，正确；B项中，由于反应是在恒压绝热容器中发生，因此容器内的压强始终不变，错误；C项中，相同时间内，断开H—H键与生成N—H键表示的都是正反应速率，错误；D项中，容器内气体的浓度c(N2)∶c(H2)∶c(NH3)＝1∶3∶2不能说明正反应速率和逆反应速率相等，错误。5．(2019·金丽衢十二校联考)过氧乙酸(CH3COOOH)有强氧化性，可用于物体表面、皮肤、果蔬、环境的消毒，其制备反应为CH3COOH＋H2O2CH3COOOH＋H2O，下列有关说法正确的是()A．降低温度可加快该反应速率B．加入合适的催化剂可提高H2O2的转化率C．达到平衡时，v正＝v逆＝0D．达到平衡时，v正(CH3COOH)＝v逆(H2O2)解析：选D。降低温度，化学反应速率减慢，A项错误；催化剂能加快化学反应速率，但不能使化学平衡移动，B项错误；达到平衡时，v正＝v逆≠0，C项错误；达到平衡时，v正(CH3COOH)＝v正(H2O2)＝v逆(H2O2)，D项正确。6．(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。①能说明反应：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)达到平衡状态的有________；②能说明反应：H2(g)＋I2(g)2HI(g)达到平衡状态的有________；③能说明反应：2NO2(g)N2O4(g)达到平衡状态的有________；④能说明反应：C(s)＋H2O(g)CO(g)＋H2(g)达到平衡状态的有________。解析：(2)中判断时首先要注意本题中反应的条件是恒温恒容，其次要注意反应物和生成物中是否有固体物质存在，以及反