2026高考化学考前静悟　五、化学反应的方向　速率与平衡

五、化学反应的方向速率与平衡(一)化学反应的方向复合判据ΔG＝ΔH－TΔS<0注意(1)ΔH<0，ΔS>0的反应任何温度下都能自发进行。(2)ΔH>0，ΔS<0的反应任何温度下都不能自发进行。(3)当ΔH<0，ΔS<0时，低温下反应能自发进行；当ΔH>0，ΔS>0时，高温下反应能自发进行。易错辨析(1)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()(2)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()(3)ΔH<0，ΔS>0时，反应自发进行，如金属钠和水的反应()(4)一定温度下，反应2H2(g)＋O2(g)2H2O(g)能自发进行，该反应ΔH<0()(5)反应4Fe(s)＋3O2(g)2Fe2O3(s)常温下可自发进行，该反应为吸热反应()(6)反应N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)的ΔH<0，ΔS>0()(7)常温下，反应C(s)＋CO2(g)2CO(g)不能自发进行，则该反应的ΔH<0()答案(1)×(2)×(3)√(4)√(5)×(6)×(7)×解析(1)反应是否能自发，必须综合考虑反应体系的焓变和熵变。依据ΔG＝ΔH－TΔS分析，ΔG<0时可自发，当ΔH>0，ΔS>0时，只要熵增较大，常温下可以有ΔG<0，如Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl的反应虽然是吸热反应，但常温下也可以自发进行。(2)催化剂只能降低反应的活化能，加快反应速率，不能改变化学反应进行的方向。(3)金属钠和水反应生成氢气并大量放热，ΔH<0，ΔS>0，所以ΔG＝ΔH－TΔS<0，该反应在任何温度下都能自发进行。(4)、(5)反应后气体分子数均减少，都是熵减反应(ΔS<0)，且在一定温度下均能自发进行，根据ΔG＝ΔH－TΔS<0反应能自发进行，可知这两个反应均属于放热反应(ΔH<0)。(6)反应后气体分子数减少，ΔS<0。(7)反应为气体分子数增加的熵增反应(ΔS>0)，常温下不能自发进行，则该反应ΔH>0。(二)化学反应速率及影响因素1.速率(公式法，v＝ΔcΔt＝ΔnV·2.化学反应速率的影响(①浓度——固体或纯液体不作考虑；②温度——注意受热易分解或易挥发物质对速率的影响；③压强——注意反应体系内各气态物质浓度是否变化；④催化剂——注意催化剂活性与温度的关系，一定温度下，催化剂的活性最高，温度过高会失去活性；⑤原电池；⑥接触面积。最有效的手段是使用催化剂，其次是温度。关注矛盾的主要方面：哪个影响更大？)易错辨析(1)增大反应物的浓度，能够增大活化分子的百分含量，所以反应速率增大()(2)增大反应体系的压强，反应速率不一定增大()(3)恒压容器中发生反应N2＋O22NO，若在容器中充入He，正、逆反应的速率均不变()(4)10.0mL2mol·L-1的盐酸跟锌片反应，加入适量的氯化钠溶液，反应速率不变()(5)已知t1℃时，反应C＋CO22COΔH>0的速率为v，若升高温度，逆反应速率减小()(6)CuCl(s)＋2Cl-(aq)[CuCl3]2-(aq)，其他条件相同，增大CuCl的量，可加快生成[CuCl3]2-的速率()(7)催化剂能影响活化能，进而影响ΔH()(8)决速步骤反应是活化能最低，反应最快的基元反应()(9)中间产物就是过渡态()(10)为了加快锌和稀硫酸生成氢气的速率，可以滴加几滴硫酸铜溶液()(11)升高温度能使化学反应速率增大，主要原因是增大了反应物分子中活化分子的百分数()(12)催化剂能降低反应的活化能，提高活化分子百分数，增大反应速率()答案(1)×(2)√(3)×(4)×(5)×(6)×(7)×(8)×(9)×(10)√(11)√(12)√(三)化学平衡及平衡移动1.化学平衡状态(1)定义：在一定条件下，可逆反应的正反应速率等于逆反应速率，体系中各成分的浓度(或百分含量)保持不变的状态称为化学平衡状态，简称化学平衡。(2)特征及其意义特征意义逆化学平衡的研究对象是可逆反应等平衡后v正＝v逆，这是平衡的本质动化学平衡是动态平衡，即v正＝v逆≠0定体系中各成分的浓度和百分含量保持“定值”，这是平衡的现象变条件改变，平衡可能会移动2.化学平衡常数及影响因素(1)化学平衡常数的表达式及大小与化学方程式的书写有关。例如：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)K1＝c2(NH3)c(N2)·c3(H2)，则12N2(g)＋32H2(g)NH3(g)K2＝(K1)12或K1(用K1表示，下同)；2NH3(2)平衡常数K与温度的关系温度变化可逆反应的ΔHK的变化升温吸热反应，ΔH>0增大降温减小升温放热反应，ΔH<0减小降温增大(3)平衡常数K与浓度商Q的关系达到平衡状态，Q＝K；平衡正向移动，Q<K；平衡逆向移动，Q>K。3.影响化学平衡移动的因素(假设研究对象均为基元反应)条件的改变瞬间速率的变化和相对大小平衡移动的方向浓度增大c反瞬间v正增大，v逆不变，v正>v逆正移(右移)增大c产瞬间v正不变，v逆增大，v正<v逆逆移(左移)压强反应前后气体计量数之和不同加压瞬间v正、v逆均增大，计量数之和大的v增大幅度更大往气体减少方向移动减压瞬间v正、v逆均减小，计量数之和大的v减小幅度更大往气体增多方向移动温度升高温度瞬间v正、v逆均增大，吸热反应方向v增大幅度更大往吸热反应方向移动降低温度瞬间v正、v逆均减小，吸热反应方向v减小幅度更大往放热反应方向移动注：催化剂同等程度影响v正、v逆，加催化剂后，v正＝v逆，平衡不移动，但催化剂可以缩短达到平衡的时间4.外因对化学平衡的影响及实验探究(1)浓度对化学平衡的影响已知：在K2Cr2O7溶液中存在以下平衡：Cr2O72-(橙色)＋H2O2CrO42-(黄色)取一支试管，加入2mL0.1mol·L-1K2Cr2O7溶液，然后按下表步骤进行实验，观察溶液颜色的变化，判断平衡是否发生移动及移动的方向。完成下表：实验步骤实验现象结论①向试管中滴加5~10滴6mol·L-1NaOH溶液溶液变为黄色在其他条件不变时，减小生成物的浓度，平衡正向移动②向试管中继续滴加5~10滴6mol·L-1H2SO4溶液溶液变为橙色在其他条件不变时，增大生成物的浓度，平衡逆向移动(2)温度对化学平衡的影响在CuCl2溶液中存在以下平衡：[Cu(H2O)4]2+(蓝色)＋4Cl-[CuCl4]2-(黄色)＋4H2OΔH>0分别取2mL0.5mol·L-1CuCl2溶液加入两支试管中，将其中的一支试管先加热，然后置于冷水中，观察并记录实验现象，与另一支试管进行对比。完成下表：实验步骤实验现象结论①加热试管溶液变为黄绿色在其他条件不变时，升高温度，平衡向吸热反应方向移动②将上述试管置于冷水中溶液由黄绿色变为蓝绿色在其他条件不变时，降低温度，平衡向放热反应方向移动5.多平衡体系中图像问题(1)化学平衡数据、图像信息应用(有哪些变量？怎么变？为什么这么变？注意特殊的点或曲线)。(2)物质选择性变化①怎么变？条件变化→移动方向→移动结果；②和为1的，知一个找另外一个；③多个反应中使用高效催化剂能改变物质的选择性，大幅度提高目标产物在最终产物中的比例。自我检测1.化学平衡常数基本常识判断(1)平衡正向移动，K增大；平衡逆向移动，K减小()(2)同一反应的K改变，温度一定改变，平衡一定移动()(3)温度一定，对于给定的化学反应，正、逆反应的平衡常数互为倒数()(4)平衡常数表达式中不可能有水的浓度()答案(1)×(2)√(3)√(4)×解析(1)K只受温度的影响。平衡的移动可能是温度改变引起的，这种改变会影响K值；但也可能是浓度或者压强改变引起的，这种改变不会影响K值。(2)K改变则温度一定改变。由于温度对v正、v逆影响程度不一样，温度改变平衡一定移动。(3)温度一定时，对于确定的化学反应，其化学平衡常数不变。对于给定的化学反应，由于正反应、逆反应的反应物与生成物相反，则正、逆反应的平衡常数互为倒数。(4)若反应中的水是气态可以写入平衡常数表达式。2.基本理论的理解与辨析(1)在一定条件下，平衡向正反应方向移动，正反应速率变大()(2)Fe2O3(s)＋3CO(g)2Fe(s)＋3CO2(g)，增加炼铁炉高度，延长CO和铁矿石接触时间，能降低平衡时尾气中CO的体积分数()(3)向平衡体系FeCl3＋3KSCNFe(SCN)3＋3KCl中加入适量KCl固体，平衡逆向移动，溶液的颜色变浅()(4)对于2NO2(g)N2O4(g)的平衡体系，压缩体积，增大压强，平衡正向移动，混合气体的颜色变浅()(5)4NH3(g)＋5O2(g)4NO(g)＋6H2O(g)，减压、增加氧气的量能提高氨气的平衡转化率()(6)反应N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)，其他条件相同，增大n(H2)n(N2(7)Fe2O3(s)＋3CO(g)2Fe(s)＋3CO2(g)ΔH<0，升高温度使反应物的活化分子数增多，能提高反应速率和CO平衡转化率()答案(1)×(2)×(3)×(4)×(5)√(6)√(7)×3.已知汽缸中生成NO的反应为N2(g)＋O2(g)2NO(g)ΔH>0。汽车启动后，汽缸温度越高，单位时间内NO的排放量越大