1、【 精品教育资源文库 】 第 1 讲 化学反应的方向与限度 【 2019 备考】 最新考纲： 1.了解化学平衡常数的含义，能够利用化学平衡常数进行相关计算。 2.能正确计算化学反应的转化率。 考点一 化学反应进行的方向 (频数： 难度： ) 1.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 体系趋向于从 高能 状态转变为 低能 状态 (体系对外部做功或释放热量 )。 在密闭条件下，体系有从 有序 转变为 无序 的倾 向性 (无序体系更加稳定 )。 2.化学反应方向 (1)判据 (2)一般规律： 【 精品教育资源文库 】 H0的反应任何温度下都能
2、自发进行； H0， S0， S0时， 高温 下反应能自发进行。 说明：对于一个特定的气相反应，熵变的大小取决于反应前后的气体物质的系数大小。 基础判断正误 (1)放热过程均可以自发进行，吸热过程均不能自发进行 ( ) (2)CaCO3=高温 CaO CO2 是一个熵增的过程 ( ) (3)焓变是影响反应是否具有自发性的唯一因素 ( ) (4) H 0、 S 0时，反应一定能自发进行 ( ) (5)吸热且熵增加的反应，当温度升高时，反应一定能自发进行 ( ) (6) 10 的水结成冰，可用熵变的判据来解释反应的自发性 ( ) (7)(2015 天津高考 )Na与 H2O的反应是熵增的放热反应，该
3、反应能自发进行 ( ) (8)(2014 天津高考 )某吸热反应能自发进行，因此该反应是熵增反应 ( ) (9)(2014 江苏高考 )2NO(g) 2CO(g)=N2(g) 2CO2(g)在常温下能自发进行，则该反应的 H 0( ) (10)(2013 江苏高考 )反应 NH3(g) HCl(g)=NH4Cl(s)在室温下可自发进行，则该反应 的 H 0( ) (11)(2012 江苏高考 )CaCO3(s)=CaO(s) CO2(g)室温下不能自发进行，说明该反应的 H 0( ) (12)(2011 江苏高考 )一定温度下，反应 MgCl2(l)=Mg(l) Cl2(g)的 H 0、 S0
4、( ) 答案 (1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) (8) (9) (10)(11)(12)题组 焓变、熵变与化学反应方向的判断 【 精品教育资源文库 】 1.反应 2AB(g)=C(g) 3D(g)在高温时能自发进行，反应后体系中物质的总能量升高，则该反应 的 H、 S应为 ( ) A. H0 B. H0， S0 D. H0， S0。反应后体系中物质的总能量升高，说明正反应是吸热反应， H0。 答案 C 2.下列说法中，正确的是 ( ) A.反应产物的总能量大于反应物的总能量 时， H 0 B.已知反应 H2(g) I2(g) 2HI(g)平衡常数为 K，则 2H2(g)
5、 2I2(g) 4HI(g)的平衡常数为 2K C. H 0、 S 0的反应在温度低时不能自发进行 D.在其他外界条件不变的情况下，使用催化剂，不能改变化学反应进行的方向 解析 H生成物能量和反应物能量和，当反应产物的总能量大于反应物的总能量时， H 0， A错误 ；因为相同温度下，系数变为原来的 n倍，则化学平衡常数为原来的 n次方，所以反应 2H2(g) 2I2(g) 4HI(g)的平衡常数为 K2， B错误；根据 G H T S判断，对于 H 0、 S 0的反应在温度低时 G 0，反应能自发进行， C 错误；催化剂只改变反应速率，不改变化学反应进行的方向， D正确。 答案 D 3.(1)
6、汽车燃油不完全燃烧时产生 CO，有人设想按下 列反应除去 CO： 2CO(g)=2C(s) O2(g) 已知该反应的 H0 ， 简 述 该 设 想 能 否 实 现 的 依 据 ：_ _。 (2)超音速飞机在平流层飞行时，尾气中的 NO 会破坏臭氧层。科学家正在研究利用催化技术将尾气中的 NO和 CO转化成 CO2和 N2，化学方程式如下： 2NO 2CO 2CO2 N2。反应能够自发进行，则反应的 H_0(填 “”“0，不能实现。 【 精品教育资源文库 】 (2)该反应为熵减反应，能自发进行说明 H”“ (3)B 探源：本考题源于教材 LK选修 4 P44“ 例 1” 及拓展，对化学平衡常数
7、的理解及运用进行了考查。 题组一 化学平衡常数的理解及表示方法 【 精品教育资源文库 】 1.(2018 邢台期末联考 )只改变一个影响化学平衡的因素，平衡常数 K与化学平衡移动的关系叙述不正确的是 ( ) A.K值不变，平衡可能移动 B.平衡向右移动时， K 值不一定变化 C.K值有变化，平衡一定移动 D.相同条件下，同一个反应的方程式的系数增大 2倍， K值也增大两倍 解析 因改变压强或浓度引起化学平衡移动时， K 值不变， A 项和 B 项均正确； K 值只与温度有关， K值发生了变化，说明体系的温度改变，则平衡一定移动， C项正确；相同条件下，同一个反应的方程式的系数增大 2倍， K
8、值应该变为 K(原 )2， D项错误。 答案 D 2.(2018 潍坊质检 )某温度下，在一个 2 L的密闭容器中，加入 4 mol X和 2 mol Y进行如下 反应： 3X(g) 2Y(g) 4Z(s) 2W(g)，反 应一段时间后达到平衡，测得生成 1.6 mol Z，则下列说法正确的是 ( ) A.该反应的化学平衡常数表达式是 K 中 Z4WX3Y 2 B.此时， Y的平衡转化率是 40% C.增大该体系的压强，化学平衡常数增大 D.增加 Y， Y的平衡转化率增大 解析 化学平衡常数的表达式中不能出现固体或纯液体物质，而物质 Z是固体， A错误；根据化学方程式可知，平衡时减少的 Y的物
9、质的量是 1.6 mol 12 0.8 mol，所以 Y的转化率为 0.8 mol2 mol 100% 40%， B 正确；平衡常数只与温度有关，增大压强时平衡常数不变， C 错误；增加 Y后平衡右移， X的转化率增大，而 Y的转化率减小， D错误。 答案 B 3.无色气体 N2O4是一种强氧化剂，为重要的火箭推进剂之一。 N2O4与 NO2转换的热化学方程式为： N2O4(g) 2NO2(g) H 24.4 kJ/mol。 (1)平衡常数 K 可用反应体系中气体物质的分压表示，即 K表达式中用平衡分压代替平衡浓度，分压总压 物质的量分数 例如： p(NO2) p 总 x(NO2)。写出上述反
10、应平衡常数 Kp的表达式 _(用 p 总 、各气体物质的量分数 x表示 )；影响 Kp的因素为 _。 【 精品教育资源文库 】 (2)上述反应中，正反应速率 v 正 k 正 p(N2O4)，逆反应速率 v 逆 k 逆 p2(NO2)，其中 k 正 、k 逆 为速率常数，则 Kp为 _(以 k 正 、 k 逆 表示 )。 解析 (1)Kp p总 x（ NO2） 2p总 x（ N2O4） p总 x2（ NO2）x（ N2O4） ，与化学平衡常数 K 一样，影响 Kp的因素为温度。 (2)Kp p2（ NO2）p（ N2O4） ，达到平衡时， v 正 v 逆 ，即 k 正 p(N2O4) k 逆
11、p2(NO2)，p2（ NO2）p（ N2O4） k正k逆，故 Kp k正k逆。 答案 (1)p总 x2（ NO2）x（ N2O4） (其他合理答案亦可 ) 温度 (2)k正k逆题组二 化学平衡常数及转化率的求算 4.(2018 安徽省 “ 江淮十校 ” 高三第一次联考 )300 时，将气体 X 和气体 Y 各 0.16 mol充入 10 L 恒容密闭容器中，发生反应： X(g) Y(g) 2Z(g) H0，一段时间后达到平衡。反应过程中测定的数据如下表： t/min 2 4 7 9 n(Y)/mol 0.12 0.11 0.10 0.10 下列说法正确的是 ( ) A.前 2 min的平均反
12、应速率 v(X) 2.010 2 mol/(Lmin) B.其他条件不变，再充入 0.1 mol X和 0.1 mol Y，再次平衡时 Y的转化率不变 C.当 v 逆 (Y) 2v 正 (Z)时，说明反应达到平衡 D.该反应在 250 时的平衡常数小于 1.44 解析 A.前 2 min的平均反应速率 v(X) v(Y) (0.04/10/2) mol/(Lmin) 2.0 10 3 mol/(Lmin) ，故 A错误； B.其他条件不变，再充入 0.1 mol X和 0.1 mol Y，相当于加压，加压平衡不移动，再次平衡时 Y的转化率不变，故 B正确； C.当 v 逆 (Y) 2v 正 (
13、Z)时，反应未达到平衡，故 C错误； D.该反应在 300 时，平衡常数为 1.44，降温平衡右移， 250 时的平衡常数大于 1.44，故 D错误。 答案 B 5.(2018 山东名校联盟期末联考 )氮和碳一样也 存在一系列氢化物如 NH3、 N2H4、 N3H5、 N4H6等。 (1)上述氮的系列氢化物的通式为 _； N3H5的电子式为 _。 【 精品教育资源文库 】 (2)已知 4NH3(g) 5O2(g)=4NO(g) 6H2O(g) H1 a kJ/mol K1 ； 4NH3(g) 3O2(g)=2N2(g) 6H2O(g) H2 b kJ/mol K2 ； 写出 N2 与 O2
14、反 应 生 成 1 mol NO 气 体 的 热 化 学 方 式 程 式 为_； 该 反应式的平衡常数表达式 K _(用 K1、 K2表示 )。 (3)已知 NH3H 2O 为一元弱碱， N2H4H 2O为二元弱碱，在水溶液中的一级电离方程式表示为N2H4H 2O H2O N2H5 H2O OH ，则可溶性盐盐酸肼 (N2H6Cl2)第一步水解的离子方程式为 _； 溶液中离子浓度由大到小的顺序为 _。 (4)如图所示，隔板 固定不动，活塞 可自由移动， M、 N两个容器均发生 如下反应： N2(g) 3H2(g) 2NH3(g) 向 M、 N 中 ， 各通入 2 mol N2和 6 mol H2。初始 M、 N 容积相同，并保持温度不变。则到达平衡时 H2的转化率 (H 2)为 M_N(填 “ ”“ ”“ ”) 。 若在某条件下，反应 N2(g) 3H2(g) 2NH3(g)在容器 N 中达到平衡，测得容器中含有 1.0 mol N2、 0.4 mol H2、 0.2 mol NH3，此时容积为 2.0 L。则此条件下的平衡常数为 _。 解析 (1)氮的系列氢化物的通式为 NnHn 2； N3H5电子式为 。 (1) 4 得： 1/2N2(g) 1/2O2(g)=NO(g) H (a b)/4 kJmol 1， KNO/N21/2
