江苏省连云港市赣榆县赣榆县海头高级中学高中化学 专题2 第2单元 化学反应的方向和限度检测题 苏教版选修4.doc

化学反应的方向和限度新知预习一、化学反应的方向1.多数能自发进行的化学反应是_，但是，有不少_也能自发进行，还有一些_在室温条件下_自发进行，但在_温度下则_自发进行。2.固体硝酸铵的溶解是_热过程，氢氧化钠的溶解是_热过程，而氯化钠和蔗糖溶解过程的_变微乎其微，这些过程都是_进行的，显然，_不是这些过程自发进行的决定因素。3.固体溶解过程的一个共同特点，是固体中_排列的离子或分子进入到溶液体系中，整个体系由_变为_，即体系的_程度_或说体系的_增大。4.对于一个由大量粒子组成的体系，人们定义一个物理量熵来描述体系的_，符号为_，_越大，体系_越大。在同一条件下不同的物质有_的熵值，而同一物质的熵值与_有关。例如，对同一物质来说，_。物质的量为1 mol的物质的熵通常用_表示。对于水的三态的sm关系：_。5.反应的熵变s=_。对于确定的化学反应，在一定条件下具有确定的_。产生_的反应，气体物质的_增大的反应，_通常都是_，为_反应。许多_的反应在常温、常压下可以_进行，有些_的反应在常温、常压下_自发进行，但在_温度下可以_进行。6.铝热反应是熵_的反应，它在一定条件下_自发进行。7.在_、_一定的条件下，化学反应的方向是反应的_和_共同影响的结果，反应方向的判据为_：h-ts_0 反应_自发进行h-ts_0 反应达到_h-ts_0 反应_自发进行这个判据用文字表述为：在温度、压力一定的条件下，自发反应总是向h-ts_的方向进行，直至达到_。二、化学反应的限度1.一定条件下的可逆反应，进行一段时间后，一定会达到_状态，此时_速率和_速率相等，反应体系的_不再随时间而变化，反应达到一定的_，在研究大量实验基础上，人们发现可以用_来定量描述化学的应的限度。2.化学平衡常数的定义是在一定_下，当一个_达到_时，生成物_幂之积与反应物_幂之积的_是一个常数，这个常数就是该反应的化学平衡常数（简称平衡常数），用符号_表示。对于化学反应：aa+bbcc+dd平衡常数的表达式为k=如果反应物和生产物均为气体，平衡常数的表达式为_。说明：（1）k越大，说明平衡体系中_所占的比例越大，它的正向反应进行的程度越大，即该反应进行得越_，反应物_越_；反之，就越不完全，转化率就越小。一般地说，k_时，该反应进行得就基本完全了，k只受_影响，与反应物或生成物的浓度变化无关。（2）平衡常数表达式与_的书写方式有关。对于同一化学反应，由于_不同，各_、生成物的_不同，平衡常数的表达式就_。对于给定的化学反应，正、逆反应的平衡常数互为_。对于反应：n2（g）+h2（g）nh3（g）的化学平衡常数的表达式为kc=，对于反应n2（g）+3h2(g) 2nh3(g)的化学平衡常数的表达式为_，对于反应2nh3（g）n2(g)+3h2(g)的化学平衡常数的表达式为_，则kckc=_。对于反应feo(s)+co(g) fe(s)+co2(g)的化学平衡常数的表达式为_。3.借助平衡常数，可以判别一个化学反应是否达到化学平衡状态。对于化学反应aa+bbcc+dd的任意状态，称为浓度商（qc），若_，说明可逆反应逆向进行v（逆)v(正)。若qc=kc，则说明该反应已经达到_，v(正)=v（逆)。若_，则说明该反应正向进行，v(正)v（逆)。4.对于化学反应：aa+bbcc+dd反应物a的转化率可表示为_反应物b的转化率可表示为_知识回顾背景链接生活中的自发过程（1）自然界中水由高处往低处流，而不自动从低处往高处流。（2）生活中电流总是从电位高的地方向电位低的地方流动，其反方向也不会自动进行。（3）生活中一般在室温下，冰块会融化；铁器暴露在潮湿空气中会生锈；甲烷和氧气的混合气体遇明火就燃烧，这些过程都是自发的，其逆反应就是非自发的。知识链接（1）放热的自发反应甲烷燃烧：ch4（g）+2o2（g）co2（g）+2h2o（g） h=-802.3 kjmol-1铁生锈：2fe(s)+o2(g)=fe2o3(s) h=-824 kjmol-1氢气和氧气反应：h2（g）+o2(g) =h2o(l) h=-285.8 kjmol-1氢气和氯气反应：h2（g）+cl2(g)2hcl(g) h=-185 kjmol-1(2)吸热的自发过程室温下冰块的融化、硝酸盐类的溶解等都是自发的吸热过程。25 和1.01105 pa时a.n2o5分解：2n2o5(g) =4no2(g)+o2(g) h=+56.7 kjmol-1b.碳酸铵的分解：（nh4）2co3（s）=nh4hco3(s)+nh3(g) h=+74.9 kjmol-1(3)既不吸热也不放热的自发过程 如下图，a、b两瓶分别装有不同的惰性理想气体，两瓶口以活塞相连接。把活塞打开，则两种气体分别向对方瓶子中运动，最终达到两种气体的均匀混合物占据两个瓶子。此自发过程既不吸热也不放热。两种理想气体互相混合的示意图（4）自发过程和自发反应自发过程：在一定条件下不需要外力作用就能自动进行的过程。自发反应：在给定的一组条件下，一个反应可以自发地进行到显著程度，就称为自发反应。互动课堂疏导引导知识点1：化学反应进行方向的判据探究1.自发过程和自发反应（1）自发过程是指不加外力而自动进行的过程。例如：水总是从高处流向低处；热总能从高温物质传向低温物质；高压气体总是向低压处流动。这些都是自发过程。（2）自发过程的特点。从（1）中可看出自发过程都有一定的方向性，并且发生后不能自动恢复到原状。如：水不可能自动流回高处，热传递也不能再恢复，必须借助外力才能恢复。（3）自发反应：在一定条件下自动进行的化学反应，也是一个自发的过程。（4）自发反应的特点完全符合自发过程特点。只能在借助外力作用下，才能进行的反应属于非自发反应。如：h2o只能在电解时才转化成h2和o2，若停止通电，则反应停止。2.反应焓变与反应方向 19世纪的化学家曾认为决定化学反应能否自发进行的因素是反应热，放热反应可以自发进行，而吸热反应则不能。你同意这种观点吗？分析了大量化学反应及其焓变后人们得知，焓变的确是一个与反应能否自发进行有关的因素。（1）多数能自发进行的化学反应是放热反应。例如：在常温、常压下，氢氧化亚铁被氧化为氢氧化铁的反应是自发的，反应放热：4fe(oh)2(s)+2h2o(l)+o2(g)=4fe(oh)3(s)h(298k)=-444.3 kjmol-1(2)有不少吸热反应也能自发进行，如：nh4hco3（s）+ch3cooh(aq) =co2(g)+ch3coonh4(aq)+h2o(l) h(298 k)=+37.30 kjmol-1(3)有一些吸热反应在室温条件下不能自发进行，但在较高温度下则能自发进行。如在室温下和较高温度下均为吸热过程的caco3分解反应。caco3(s) =cao(s)+co2(g) h(298 k)=+178.2 kjmol-1，h（1 200 k）=+176.5 kjmol-1所以反应焓变不是决定反应能否自发进行的唯一因素。3.反应熵变与反应方向（1）你已知道，固体硝酸铵、氢氧化钠、氯化钠和蔗糖都能溶于水，它们溶解的过程与焓变有关吗？是什么因素决定它们的溶解过程能自发进行？ 固体硝酸铵的溶解是吸热过程，氢氧化钠的溶解是放热过程，而氯化钠和蔗糖溶解过程的焓变微乎其微，这些过程都是自发进行的。显然，热效应不是这些过程自发进行的决定因素。 由分析可知，固体溶解过程的一个共同特点是固体中整齐排列的离子（如氯化钠晶体中的na+和cl-）或分子（如蔗糖固体中的蔗糖分子）进入到溶液体系中，整个体系由有序变为无序，即体系的有序程度降低，或者说体系的混乱度增大。 对于一个由大量粒子组成的体系，人们定义一个物理量熵来描述体系的混乱度，符号为s。熵值越大，体系混乱度越大。在同一条件下不同的物质有不同的熵值，而同一物质的熵值与条件有关。例如，对同一物质来说，s（g）s(l)s(s)。 固体的溶解过程，以及墨水扩散过程和气体扩散过程，都是体系混乱度增大的过程，即熵增加的过程。（2）水的三态的熵的大小比较物质的量为1 mol的物质的熵通常用sm表示。在冰中，水分子的排列很有序，混乱度很小，所以sm（s）很小。在液态水中，水分子的运动范围增大，混乱度增大，因此sm（l）较大。在气态中，水分子可以完全自由地运动，混乱度最大，所以sm（g）最大。通过比较固态冰、液态水、气态水的sm，可以体会到物质的存在状态与它们的熵之间的关系。所以，对同一物质来说，sm（g）sm(l)sm(s)。（3）反应熵变与反应方向的关系化学反应中要发生物质的变化或物质状态的变化，因此存在着熵变。反应的熵变s为反应产物总熵与反应物总熵之差。对于确定的化学反应，在一定条件下具有确定的熵变。（1）许多熵增加的反应在常温、常压下可以自发进行。产生气体的反应，气体物质的物质的量增大的反应，熵变通常都是正值，为熵增加反应。例如：2h2o2（aq）=2h2o(l)+o2(g)s=467.4 jmol-1k-1nh4hco3（s）+ch3cooh(aq)co2(g)+ch3coon=h4(aq)+h2o(l)s=184.05 jmol-1k-1（2）有些熵增加的反应在常温、常压下不能自发进行，但在较高温度下可以自发进行。例如：caco3(s) =cao(s)+co2(g)s=169.6 jmol-1k-1c（石墨，s）+h2o(g) =co(g)h2(g)s=133.8 jmol-1k-1（3）铝热反应是熵减小的反应，它在一定条件下也可以自发进行。2al(s)+fe2o3(s) =al2o3(s)+2fe(s)s=-39.35 jmol-1k-1 事实证明，熵变是与反应能否自发进行有关的又一个因素。4.焓变与熵变对反应方向的共同影响（1）焓变与熵变对反应方向的共同影响研究表明，在温度、压力一定的条件下，化学反应的方向是反应的焓变和熵变共同影响的结果，反应方向的判据为h-ts；h-ts0 反应能自发进行h-ts=0 反应达到平衡状态h-ts0 反应不能自发进行 这个判据用文字表述为：在温度、压力一定的条件下，自发反应总是向h-ts0的方向进行，直至达到平衡状态。 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。放热反应的焓变小于零，熵增加反应的熵变大于零，都对h-ts0做出贡献，因此放热和熵增加有利于反应自发进行。（1）放热的熵增加反应一定能自发进行，如：2kclo3(s)=2kcl(s)+3o2(g);h=-78.03 kjmol-1s=1 110 jmol-1k-1（2）吸热的熵减小反应一定不能自发进行，如：co（g）c= (s,石墨)+ o2（g）；h=110.5 kjmol-1s=-89.36 jmol-1k-1（3）当焓变和熵变的作用相反时，如果二者大小相差悬殊，可能某一因素占主导地位。例如，常温下的放热反应：4fe(oh)2(s)+2h2o(l)+o2(g) =4fe(oh)3(s);h=-444.3 kjmol-1s=-280.1 jmol-1k-1焓变对反应的方向起决定性作用，h-ts0，常温、常压下反应能自发进行。（4）常温下的吸热反应如：nh4hco3（s）+ch3cooh(aq) =co2(g)+ch3coonh4(aq)+h2o(l);h=+37.301 kjmol-1s=184.05 jmol-1k-1 熵变对反应的方向起决定性作用，h-ts0，常温、常压下反应能自发进行。（5）此外，如果焓变和熵变的作用相反且相差不大时，温度有可能对反应的方向起决定性作用。 总之，在判断反应的方向时，应该同时考虑焓变与熵变这两个因素，用h-ts作为判据。知识点2：化学平衡状态1.溶解平衡(1)溶解平衡状态的建立当溶解速率与结晶速率相等时，达到溶解平衡状态 在一定温度下，当把适量蔗糖晶体溶解在水里时，一方面，蔗糖分子不断离开蔗糖表面扩散到水里去；另一方面，溶解在水里的蔗糖分子不断地在未溶解的蔗糖表面聚集成为晶体，当这两个相反的过程速率相等时，蔗糖的溶解达到最大限度，形成蔗糖的饱和溶液。在溶解平衡状态，溶解和结晶的过程并没有停止，只是速率相等罢了。因此，溶解平衡状态是一种动态平衡状态。（2）可逆反应与不可逆反应 像溶解平衡这类过程称作可逆过程，约定用“”表示。从左到右的过程称为正向反应；从右向左的过程称为逆向反应。如溶解、结晶过程可以表示如下：固体溶质溶液中的溶质2.化学平衡状态(1)化学平衡状态的建立 在一定条件下的某个可逆反应，在向一定体积的密闭容器中投入一定量反应物时，反应物的浓度最大。反应开始后，反应物的浓度逐渐减小，生成物的浓度则由零开始逐渐增大。因此，反应开始时，v（正）最大，v（逆）为零。随着反应的进行，v（正）逐渐减小，v（逆）逐渐增大。反应进行到某一时刻，v（正）=v（逆），此时，该可逆反应达到了化学平衡状态。上述可逆反应中，v（正）、v（逆）随反应进行的时间（t）的变化情况，可表示为下图。（2）化学平衡状态的含义 a.构成化学平衡体系的基本要求是：反应物和所有产物均处于同一反应体系中，反应条件（温度、压强等）保持不变。 b.达到化学平衡状态时，体系中所有反应物和生成物的质量（或浓度）保持不变。但是这个体系中的反应并没有停止，只是正、逆反应的速率相等。c.化学平衡状态的特征a.等：正反应速率和逆反应速率相等，即同一物质的消耗速率与生成速率相等。注意：不同物质的反应速率不一定相等。b.动：化学平衡从表面上、宏观上看好像反应停止了，但从本质上、微观上看反应并未停止，只不过正反应速率与逆反应速率相等罢了，即v（正）=v（逆）0，所以化学平衡是一种动态平衡。c.定：在平衡混合物中，各组成成分的含量保持一定，不再随时间的改变而改变。d.变：化学平衡是在一定条件下暂时的平衡，若影响化学平衡的外界条件改变，化学平衡状态就会发生改变。d.判断可逆反应是否达到化学平衡状态的依据和方法 可逆反应达到化学平衡状态时有两个主要的特征：一是正反应速率和逆反应速率相等；二是反应混合物中各组成成分的百分含量保持不变。这两个特征就是判断可逆反应是否达到化学平衡状态的核心性依据。可逆反应具备这两个特征中的任何一个，它就达到化学平衡状态，可逆反应不具备两个特征中的任何一个，它就未达到化学平衡状态。当对一个具体的可逆反应判断其是否达到化学平衡状态时，还会遇到一些与两个主要特征相关的新问题。现把一些具体方法以表的形式做以阐述。化学反应模型ma(g)+nb(g) pc(g)+qd(g)混合物体系中各成分的含量各物质的物质的量或物质的质量分数一定平衡各物质的质量或质量分数一定平衡各气体的体积或体积分数一定平衡总体积、总压强、总物质的量一定不一定平衡正、逆反应速率的关系在单位时间内消耗了m mol a，同时也生成了m mol a，即v（正）=v（逆）平衡在单位时间内消耗了n mol b的同时也消耗了p mol c，即v（正）=v（逆）平衡v(a)v(b)v(c)v(d)=mnpq,v（正）不一定等于v（逆)不一定平衡在单位时间内生成了n mol b的同时消耗了q mol d，因均指v（逆）不一定平衡压强m+np+q时，总压力一定（其他条件一定）平衡m+n=p+q时，总压力一定（其他条件一定）不一定平衡混合气体的平均相对分子质量（）一定时，只有当m+np+q时平衡一定，但m+n=p+q时不一定平衡温度任何化学反应都伴随着能量变化，当体系温度一定时（其他不变）平衡气体的密度（）密度一定不一定平衡颜色反应体系内有色物质的颜色稳定不变平衡知识点3：化学平衡常数1.化学平衡常数是指在一定温度下，可逆反应无论从正反应开始，还是从逆反应开始，也无论反应物起始浓度的大小，最后都能达到平衡，这时各生成物浓度的乘积除以各反应物浓度的乘积所得比值是一个常数，用k表示。例aa+bbcc+ddk=注意：上式中c(a)、c(b)、c(c)、c(d)是各物质处于化学平衡时的物质的量浓度。温度一定时，可逆反应无论从正反应开始，还是从逆反应开始，又无论反应物起始浓度大小，k是一个常数。对于在溶液中进行的反应，溶剂的浓度是一个常数，此常数可归到平衡常数中去，在k的表达式中不出现溶剂的浓度项。如：+h2o+oh-k=当反应中有固体物质时，因固体的浓度可看作常数，在k的表达式中不出现固体的浓度项。如：caco3(s) cao(s)+co2(g)k=c(co2)如果反应物和生成物均为气体，即使改变各组分的初始分压，当反应aa+bbcc+dd达到平衡时也为常数。为了区别起见，常将由各物质平衡浓度算得的平衡常数称为浓度平衡常数，用符号kc表示；而将由各物质平衡分压算得的平衡常数称为压强平衡常数，用kp表示。浓度平衡常数和压强平衡常数均为化学平衡常数。平衡常数的表达式与化学方程式的书写方式有关。同一个化学反应，化学方程式书写方式不同，平衡常数不同。如：h2（g）+i2（g）2hi（g） k=h2(g)+ i2(g) hi(g) k=2hi(g)h2(g)+i2(g) k=k=对于给定的化学反应，正、逆反应的平衡常数互为倒数。2.k的大小表示可逆反应进行的程度，k大,说明反应进行程度大，反应物的转化率也越大;k小,说明反应进行程度小，反应物转化率小。3.借助平衡常数，可以判别一个化学反应是否达到化学平衡状态。 对于可逆反应aa(g)+bb(g) cc(g)+dd(g)，在一定温度下的任意时刻，反应物与生成物的浓度有如下关系：qc=qc叫做该反应的浓度商。qc4.可逆反应的平衡常数并不随反应物或生成物浓度的改变而改变，但随温度的改变而改变。对于吸热反应：t k对于放热反应：t k所以利用k可判断反应的热效应。若升高温度，k值增大，则正反应为吸热反应；若升高温度，k值减小，则正反应为放热反应。如：某一化学反应在298 k时平衡常数为32.4，在398 k时为46.1，那么该反应为吸热反应。知识点4：平衡转化率1.平衡常数和平衡转化率的计算，通常利用“三段”式列式求解，所谓“三段式”就是在反应方程式中表示出“初始状态”“转化部分”“平衡状态”各组分的浓度或物质的量，进行列式求解，例如：在密闭容器中，将2.0 mol co与10 mol h2o混合加热到800 ，达到平衡：co（g）+h2o（g）co2(g)+h2（g）,且k=1.0。求co转化为co2的转化率。解：设co转化为co2的转化率为。 co（g）+h2o（g）co2（g）+h2（g）初始状态/mol 2.0 10 0 0已转化/mol 2.0 2.0 2.0 2.0平衡状态/mol 2.0(1-) 10-2.0 2.0 2.0k=1解得=83.3%答：co转化为co2的转化率为83.3%。2.反应的转化率与浓度变化关系的探究（1）对于多种物质参加的反应，如x（g）+2y（g）z（g）+3w（g），增大x（g）的浓度，y的转化率一定增大，x（g）的转化率一般是减小。（2）对于分解反应，要具体分析反应前后各物质的化学计量数的关系。对于反应前后化学计量数的和不变的反应，如2hi（g）h2（g）+i2（g），不论如何改变hi的浓度，hi的转化率都不变；对于反应前后化学计量数的和不相等的反应，如2nh3（g）n2（g）+3h2（g），增加氨的浓度，氨的转化率减小。活学巧用1.下列固体的溶解是明显的放热过程的是（ ）a.硝酸铵 b.氯化钠 c.氢氧化钠 d.蔗糖解析：固体硝酸铵的溶解是吸热过程，氢氧化钠的溶解是放热过程，而氯化钠和蔗糖的溶解过程的焓变微乎其微。答案：c2.能用能量判据判断下列过程的方向的是（ ）a.水总是自发地由高处往低处流b.放热反应容易自发进行，吸热反应不能自发进行c.有序排列的火柴散落时成为无序排列d.多次洗牌以后，扑克牌的毫无规律的混乱排列的几率大解析：a.水总是自发地由高处往低处流，有趋向于最低能量状态的倾向。b.吸热反应也可以自发进行，例如，在25 和1.01105 pa时，2n2o5（g）=4no2（g）+o2(g) h=56.7 kjmol-1，(nh4)2co3(s) =nh4hco3(s)+nh3(g) h=74.9 kjmol-1。不难看出，上述两个反应都是吸热反应，又都是熵增的反应，显然只根据焓变来判断反应进行的方向是不全面的。c.有序排列的火柴散落时成为无序排列，有趋向于最大混乱度的倾向，属于熵判据。d.扑克牌的无序排列也属于熵判据。答案：a3.已知石墨、金刚石燃烧的热化学方程式分别为：c(石墨，s)+o2(g) =co2(g) h=-393.5 kjmol-1c(金刚石，s)+o2(g) =co2(g) h=-395.4 kjmol-1关于金刚石和石墨的相互转化，下列说法正确的是( )a.石墨转化成金刚石是自发进行的过程 b.金刚石转化成石墨是自发进行的过程c.石墨比金刚石能量低 d.金刚石比石墨能量低解析：由热化学方程式可知，石墨比金刚石能量低，1 mol石墨转化为1 mol金刚石吸收1.9 kj的热量，金刚石转化为石墨是放热反应，根据化学反应的能量判据可知金刚石转化为石墨是自发进行的反应，所以b、c正确。答案：bc4.碳酸铵（nh4）2co3在室温下就能自发地分解产生氨气，对其说法正确的是（ ）a.碳酸铵分解是因为生成了易挥发的气体，使体系的熵增大b.碳酸铵分解是因为外界给予了能量c.碳酸铵分解是吸热反应，根据能量判据不能自发分解d.碳酸盐都不稳定，都能自发分解解析：碳酸铵自发分解，是因为体系中由于氨气的生成而使熵增大。答案：a点评：利用熵变来判断反应方向时，应注意熵变不是唯一的依据，有些s0的反应是自发的，有些s0的反应也是自发反应。5.下列反应中，熵显著增加的反应是( )a.co(g)+2h2(g) =ch3oh(g)b.caco3（s）+2hcl(l) =cacl2(l)+co2(g)+h2o(l)c.c(s)+o2(g) =co2(g)d.2hgo(s) =2hg(l)+o2(g)解析：气态的熵值液态的熵值固态的熵值。答案：bd6.下列反应中熵增加的是（ ）a.nacl晶体溶解于水 b.氢气在氧气中燃烧生成水c.碳酸氢铵分解 d.水蒸气冷凝为水解析：固体溶解的过程，产生气体的过程，气体的物质的量增大的反应，通常都为熵增加的过程，所以a、c符合题意。b为熵减少的反应，而同一物质的熵值与条件有关，对同一物质来说，s(g)s(l)s(s)，所以d为熵减小的过程。答案：ac7.下列反应中，在高温下不能自发进行的是（ ）a.co（g）=c(s)+o2(g) b.2n2o5(g) =4no2(g)+o2(g)c.(nh4)2co3(s) =nh4hco3(s)+nh3(g) d.mgco3(s) =mgo(s)+co2(g)解析：a、b、c、d都是分解反应，都是吸热反应。bcd三个反应都是熵增的反应，所以能自发进行，a不是熵增的反应，在高温下不能自发进行。答案：a8.对于化学反应方向的确定，下列说法正确的是( )a.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b.温度、压力一定时，放热的熵增加反应一定能自发进行c.反应焓变是决定反应能否自发进行的唯一因素d.固体的溶解过程与焓变有关解析：h-ts0，常温、常压下反应能自发进行，所以焓变和熵变是一定温度、压力下化学反应能否自发进行的复合判据，所以a正确，c不正确。放热反应的焓变小于零，熵增加反应熵变大于零，都对h-ts0作出贡献。显然，放热的熵增加反应一定能自发进行，所以b正确。固体的溶解过程，体系的混乱度增大，它是熵增加的过程，所以d不正确。答案：ab9.下列说法正确的是（ ）a.凡是放热反应都是自发的，凡是吸热反应都是非自发的b.自发反应一定是熵增大，非自发反应一定是熵减小或不变c.自发反应在恰当条件下才能实现d.自发反应在任何条件下都能实现解析：放热反应常常是容易进行的过程，吸热反应有些也是自发反应；自发反应的熵不一定增大，可能减小，也可能不变。过程的自发性只能用于判断过程的方向，是否能实现还要看具体的条件。答案：c10.下列说法中正确的是（ ）a.能自发进行的反应一定能迅速发生反应b.非自发进行的反应一定不可能发生反应c.能自发进行的反应实际可能没有发生反应d.常温下，2h2o2h2+o2，即常温下水的分解反应是自发反应解析：h-ts这个判据指的是在温度、压强一定的条件下，化学反应自动发生的趋势，即反应发生的可能性，它并不能说明在该条件下一个可能自发进行的化学反应能否实际发生，因为化学反应能否实际发生还涉及反应速率问题，所以a不正确，非自发不含有“不可能”之意。例如：水的分解在常温常压下是非自发的，但在通直流电条件下，电解生成氢气和氧气，只不过消耗了其他功，所以选项b错误；水在常温常压下电解才发生分解，即环境对它做电功才能使它发生，所以是非自发反应，所以d不正确。答案：c11.在一定温度下，反应a2（g）+b2(g) 2ab(g)达到平衡状态的标志是（ ）a.单位时间内生成n mol a2的同时生成n mol abb.容器内的总压强不随时间变化c.单位时间内生成2n mol ab的同时生成n mol b2d.单位时间内生成n mol a2的同时生成n mol b2e.容器内a2、b2、ab的物质的量之比是112时的状态f.容器中a2=b2=ab时的状态解析：化学平衡状态的根本标志是v(正)=v（逆），或平衡混合物中各组分的浓度或质量分数、体积分数等保持不变。只要具备上述两点之一，便一定是平衡状态；否则，不能确定为平衡状态。a项，根据化学方程式中的化学计量数之比，可知生成n mol ab必消耗mol a2,即单位时间内生成mol a2的同时生成n mol ab，显然反应未达到平衡状态。b项，是从压强方面来叙述的。由于此反应是反应前后气体分子数不变的反应，达到平衡或未达到平衡时压强都不随时间变化，因此不能用压强来说明反应是否达到平衡状态。c项，由题意可知当单位时间内生成2n mol ab时，也就消耗了n mol a2和n mol b2，这样同一时刻相同容积的容器中消耗的a2和生成的a2都是n mol，说明反应处于平衡状态。d项，只知道单位时间生成n mol a2和n mol b2，却不知道同时消耗多少a2和多少b2，故无法确定反应是否达到平衡。e、f两项是以混合物成分的含量来叙述的。由于达到化学平衡状态时，反应混合物中各物质的浓度保持不变，并不是相等，也不是它们的分子数之比一定等于其化学方程式中各物质的化学计量数之比，所以e、f两项不符合题意。答案：c点评：判断某一可逆反应是否达到化学平衡状态，关键要抓住：v(正)=v（逆）；各组分的浓度（或质量分数、体积分数）不变。而容器内气体的压强、物质的量、相对分子质量、密度能否作为判断依据，则应根据反应的具体情况而定。12.如下图的曲线是表示其他条件一定时，2no+o22no2（该反应放热）反应中no的转化率与温度的关系曲线，图中标有a、b、c、d四点，其中表示未达到平衡状态，且v（正）v（逆）的点是（ ）a.a点 b.b点 c.c点 d.d点解析：此坐标的纵轴表示的是no的转化率，横轴表示温度，曲线上的任一点都表示在此温度下达到平衡状态时对应的转化率，从c点作纵轴的平行线与曲线交于一点，这表示若想达到c点对应温度的平衡状态，需要转化更多的no，表示c点未达平衡状态，即v（正）v(逆)（反应向正反应方向进行）。答案：c13.下列哪种说法可以证明反应n2+3h22nh3已达到平衡状态（ ）a.1个nn键断裂的同时，有3个nh键形成b.1个nn键断裂的同时，有3个nh键断裂c.1个nn键断裂的同时，有6个nh键断裂d.1个nn键断裂的同时，有6个nh键形成解析：根据化学平衡的定义，当一个可逆反应达平衡时，v(正)=v（逆），同时各物质的质量分数保持不变，从本质上来讲反应虽然仍在进行，各种物质的绝对量不再变化，我们称达平衡状态。对此题要分清谁表示v（正），谁表示v（逆），例如，1个nn键断裂和生成6个nh键，表示向右进行生成nh3，即v（正）；6个nh键断裂和一个nn键生成表示向左进行，即v（逆）。所以c为v（正）=v（逆）。答案：c14.在一定温度下，向a l密闭容器中加入1 mol x气体和2 mol y气体，发生如下反应：x（g）+3y（g）2z（g），此反应达到平衡的标志是（ ）a.容器内压强不随时间变化 b.容器内各物质的浓度不随时间变化c.容器内x、y、z的浓度之比为122 d.单位时间消耗0.1 mol x同时生成0.2 mol z解析：正反应是气体物质的量减小的反应，容器内压强不随时间变化时，即气体的物质的量不再变化，各物质的浓度也不再变化，表明该反应达到了平衡状态。答案：ab15.关于化学平衡常数的叙述正确的是（ ）a.温度一定，一个化学反应的平衡常数是一个常数b.两种物质反应，不管怎样书写化学方程式，平衡常数不变c.温度一定时，对于给定的化学反应，正、逆反应的平衡常数互为倒数d.浓度商qckc,v(正)v(逆)解析：kc是温度的函数。平衡常数的表达式与化学方程式的书写方式有关，同一个化学反应，化学方程式书写方式不同，平衡常数不同，正、逆反应的平衡常数互为倒数。如：h2（g）+i2（g）2hi（g）,k正=，k逆=，所以k正=。浓度商qckc时，反应向正反应方向进行，v（正)v（逆）。所以a、c正确，b、d错误。答案：ac16.对于3fe(s)+4h2o(g) fe3o4(s)+4h2(g),反应的化学平衡常数的表达式为（ ）a.k= b.k=c.k= d.k=解析：化学平衡常数是化学反应达到平衡以后生成物浓度的化学计量数次方之积与反应物浓度的化学计量数次方之积的比值。在表达时，注意不能用固体、纯液体表示，因为它们的浓度可视为常数。答案：d17.在一定体积的密闭容器中，进行如下化学反应：co2（g）+h2(g) co(g)+h2o(g),其化学平衡常数k和温度t的关系如下表：t/7008008301 0001 200k0.60.91.01.72.6完成下列问题：（1）该反应的化学平衡常数表达式为k=_。（2）该反应为_反应（选填“吸热”或“放热”）。（3）能判断该反应是否达到化学平衡状态的依据是_。a.容器中压强不变 b.混合气体中c(co)不变c.v正（h2）=v逆（h2o） d.c(co2)=c(co)(4)某温度下，平衡浓度符合下式：c(co2)c(h2)=c（co）c（h2o），试判断此时的温度为_。解析：（1）根据化学平衡常数的表达式，即可写出k的表达式。（2）由化学平衡常数k和温度t的关系可以看出，温度越高，平衡常数越大，说明反应混合物中co和水蒸气的浓度越大，即升高温度，有利于向正反应方向进行，则正反应为吸热反应。（3）化学平衡状态的特征是v(正)=v(逆)，各组分的浓度保持不变，以此作为依据可判断：容器内的压强不应根据反应前后气体的物质的量是否改变而定。（4）当c(co2)c（h2）=c（co）c（h2o）时，即k=1。化学平衡常数的应用中，一定注意，它是温度的函数，用k来判断反应的热效应，若升高温度，k值增大，则正反应为吸热反应；若升高温度，k值减小，则正反应为放热反应。答案：（1） （2）吸热 （3）bc (4)83018.在一固定容积的密闭容器中，充入2 mol a和1 mol b发生反应：2a(g)+b(g) xc(g)，达到平衡后，c的体积分数为w%。若维持容器体积和温度不变，按0.6 mol a、0.3 mol b和1.4 mol c为起始物质，达到平衡后，c的体积分数为w%，则x的值（ ）a.只能为2 b.只能为3 c.可能为2或3 d.无法确定解析：两种不同的加入情况达到平衡后，c的体积分数均为w%，说明这两种加入情况达到平衡状态后，为等效平衡，在恒温恒容条件下，若x=2，将0.6 mol a，0.3 mol b和1.4 mol c等价变换成2 mol a,1 mol b，与第一种加入情况相同，因此等效；若x=3，那么此可逆反应就成为反应前后气体化学计量数之和相等的反应，将0.6 mol a，0.3 mol b和1.4 mol c，等价转换成mol a，mol b,=，与第一种加入的a、b的量情况等比例，因此等效。答案：c19.在一定温度下的密闭容器中存在如下反应：2so2+o22so3（g），知c始(so2)=0.4 moll-1，c始(o2)=1 moll-1，经测定该反应在该温度下的平衡常数k19，试判断：（1）当so2转化率为50%时，该反应是否达到平衡状态，若未达到，向哪个方向进行？（2）达平衡状态时，so2的转化率应为多少？解析：（1） 2so2+o22so3开始/moll-1 0.4 1 0转化/moll-1 0.2 0.1 0.2转化后/moll-1 0.2 0.9 0.2此时：=1.1119。因为当so2转化率为50%时，反应未达平衡状态，反应向正反应方向进行。（2）设达平衡时，so2转化的物质的量为x moll-1，则o2转化moll-1,生成so3为x moll-1。所以k=19，x=0.32，所以so2的转化率为100%=80%。答案：（1）未达平衡状态；向正反应方向进行（2）80%20.在合成氨反应过程中，某一时刻混合气体中各成分的体积比为v(n2)v(h2)v(nh3)=6181，反应一段时间后，混合气体中体积比变为v（n2）v（h2）v（nh3）=9278,则这段时间内h2转化率为_（气体体积在相同条件下测定）。解析：假定反应开始时，混合气体中n2有6体积、h2有18体积、nh3有1体积，反应中有x体积h2转化为nh3。 n2 + 3h22nh3起始 6 18 1变化 x 平衡 6- 8-x 1+则有（6-）（18-x）(1+)=9278(6-)(1+)=98，解得x=4.5h2的转化率=100%=25%答案：25%主动成长夯基达标1.下列过程是非自发的是（ ）a.水由高处向低处流 b.天然气的燃烧c.铁在潮湿空气中生锈 d.室温下水结成冰解析：自然界中水由高处向低处流、天然气的燃烧铁在潮湿空气中生锈、室温下冰的融化都是自发过程，其逆向都是非自发的。答案：d2.已知100 kpa、298.15 k时氢氟酸的电离过程hf（aq）=h+(aq)+f-（aq） h=-12.5 kjmol-1,s=-102.5 jmol-1k-1，试判断该过程的自发性。解析：h-ts=-12.5 kjmol-1-298.15 k(-10210-3 kjmol-1k-1)=18.1 kjmol-10。答案：该过程为非自发过程3.对于温度与反应方向的关系，下列判断不正确的是（ ）a.h0,s0，所有温度下反应自发进行b.h0,s0，所有温度下反应自发进行c.h0,s0，低温下反应自发进行d.h0,s0，所有温度下反应不能自发进行解析：h-ts所以a、c、d正确，b不正确。答案：b4.下列反应是自发进行的吸热反应的是（ ）a.naoh(l)+hcl(l)=nacl(l)+h2o(l) b.(nh4)2co3(s) =nh4hco3(s)+nh3(g)c.2co(g)+o2(g) 2co2（g） d.c(s)+h2o(g) co（g）+h2(g)解析：酸碱中和反应，燃烧反应都是放热反应，所以a、c是放热反应，b、d是吸热反应，且b、d都是熵增加的反应，所以b、d符合题意。答案：bd5.下列说法中正确的是（ ）a.化学平衡常数越大，说明化学反应速率必定较快b.可逆反应达到化学平衡状态较快，说明化学反应速率较快c.化学反应中，物质含有的活化分子数目越多，化学反应速率越快d.可逆反应维持的时间越长，生成物的百分含量必定越高解析：化学平衡常数的大小表达可逆反应进行程度的大小，不能说明化学反应速率的大小，a项不正确。化学平衡状态是可逆反应进行到的最大限度，此过程完成的快慢与化学反应速率有直接的关系，b项正确。就活化分子而言，使化学反应速率加快的是活化分子百分数，而不是活化分子数目，c项不正确。可逆反应达到化学平衡状态以后，平衡混合物任意一种的百分含量保持不变，d项不正确。答案：b6.可逆反应