2019-2020年高考化学一轮复习 专题7 化学反应速率和化学平衡 第二单元 化学反应的方向和限度学案 苏教版.doc

2019-2020年高考化学一轮复习 专题7 化学反应速率和化学平衡 第二单元 化学反应的方向和限度学案 苏教版考试标准知识条目必考要求加试要求1.化学反应的限度ab2.化学平衡的概念ab3.化学平衡状态的特征ab4.自发反应的概念、熵变的概念a5.用熵变、焓变判断化学反应的方向c6.化学平衡常数b7.反应物的转化率b8.化学平衡常数与反应限度、转化率的关系c1可逆反应(1)定义在同一条件下既可以向正反应方向进行，同时又可以向逆反应方向进行的化学反应。(2)特点二同：a.相同条件下；b.正、逆反应同时进行。一小：反应物与生成物同时存在；任一组分的转化率都小于(填“大于”或“小于”)100%。(3)表示在方程式中用“”表示。2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。(2)化学平衡的建立(3)平衡特点题组一正确理解概念1下列说法错误的是()A可逆反应不等同于可逆过程。可逆过程包括物理变化和化学变化，而可逆反应属于化学变化B化学反应达到化学平衡状态的正逆反应速率相等，是指同一物质的消耗速率和生成速率相等，若用不同物质表示时，反应速率一定不相等C一个可逆反应达到的平衡状态就是这个反应在该条件下所能达到的限度D化学反应的限度可以通过改变反应条件而改变答案B2向含有2 mol的SO2的容器中通入过量氧气发生2SO2(g)O2(g)2SO3(g)HQ kJmol1(Q0)，充分反应后生成SO3的物质的量_2 mol(填“”或“”，下同)，SO2的物质的量_0 mol，转化率_100%，反应放出的热量_ Q kJ。答案题组二极端假设，界定范围，突破判断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0.1 molL1、0.3 molL1、0.08 molL1，则下列判断正确的是()Ac1c231B平衡时，Y和Z的生成速率之比为23CX、Y的转化率不相等Dc1的取值范围为0c10.14 molL1答案D解析平衡浓度之比为13，转化浓度亦为13，故c1c213，A、C不正确；平衡时Y生成表示逆反应，Z生成表示正反应速率且vY(生成)vZ(生成)应为32，B不正确；由可逆反应的特点可知，c1的取值范围为0c1S(l)S(s)。b熵变的含义熵变是反应前后体系熵的变化，用S表示，化学反应的S越大，越有利于反应自发进行。(3)综合判断反应方向的依据HTS0，反应不能自发进行。题组一焓变与自发反应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C题组二熵变与自发反应2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C4NO2(g)O2(g)=2N2O5 (g)D固态碘升华答案D3下列反应中，熵显著增加的反应是()ACO(g)2H2(g)=CH3OH(g)BCaCO32HCl=CaCl2H2OCO2CC(s)O2(g)=CO2(g)D2Hg(l)O2(g)=2HgO(s)答案B解析反应中若生成气体或气体的量增加，都会使混乱度增大，熵增加。题组三复合判据的应用4已知：(NH4)2CO3(s)=NH4HCO3(s)NH3(g)H74.9 kJmol1。下列说法中正确的是()A该反应中熵变小于0，焓变大于0B该反应是吸热反应，因此一定不能自发进行C碳酸盐分解反应中熵增加，因此任何条件下所有碳酸盐分解一定自发进行D判断反应能否自发进行需要根据H与S综合考虑答案D5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。答案会自发变成灰锡，不能再继续使用。解析HTS2 180.9 Jmol1103273 K(6.61 Jmol1K1)1030.38 kJmol10，能自发进行。焓变、熵变和温度对化学反应方向的影响HSHTS反应情况永远是负值在任何温度下均自发进行永远是正值在任何温度下均非自发进行低温为正高温为负低温时非自发，高温时自发低温为负高温为正低温时自发，高温时非自发考点三化学平衡常数(加试)1概念在一定温度下，当一个可逆反应达到化学平衡时，生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比值是一个常数，用符号K表示。2表达式对于反应aA(g)bB(g)cC(g)dD(g)，K(固体和纯液体的浓度视为常数，通常不计入平衡常数表达式中)。3意义(1)K值越大，反应物的转化率越大，正反应进行的程度越大。(2)K只受温度影响，与反应物或生成物的浓度变化无关。(3)化学平衡常数是指某一具体反应的平衡常数。4借助平衡常数可以判断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，反应物与生成物浓度有如下关系：Q，称为浓度商。Q题组一化学平衡常数的理解及关系判断1下列说法正确的是()A平衡常数表达式中，可以是物质的任一浓度B催化剂能改变化学反应速率，也能改变平衡常数C平衡常数发生变化，化学平衡不一定发生移动D化学平衡发生移动，平衡常数不一定发生变化答案D2对于N2(g)3H2(g)2NH3(g)K1 2NH3(g)N2(g)3H2(g)K2试分别写出平衡常数表达式，并判断其关系_。答案K1、K2、K1题组二化学平衡常数及其影响因素3温度为T 时，在体积为10 L的真空容器中通入1.00 mol 氢气和1.00 mol碘蒸气，20 min后，反应达到平衡，此时测得碘蒸气的浓度为0.020 molL1。涉及的反应可以用下面的两个化学方程式表示：H2(g)I2(g)2HI(g)2H2(g)2I2(g)4HI(g)下列说法正确的是()A反应速率用HI表示时，v(HI)0.008 molL1min1B两个化学方程式的意义相同，但其平衡常数表达式不同，不过计算所得数值相同C氢气在两个反应方程式中的转化率不同D第二个反应中，增大压强平衡向生成HI的方向移动答案A解析H2(g)I2(g)2HI(g)初始浓度 0.100 0.100 0(molL1)平衡浓度 0.020 0.020 0.160(molL1)转化浓度 0.080 0.080 0.160(molL1)所以，v(HI)0.160 molL120 min0.008 molL1min1，A正确；K64，而KK6424 096，故选项B错；两个化学方程式表示的是一个反应，反应达到平衡时，氢气的浓度相同，故其转化率相同，C错；两个反应相同，只是表达形式不同，压强的改变对平衡的移动没有影响，D错。4已知反应：CO(g)CuO(s)CO2(g)Cu(s)和反应：H2(g)CuO(s)Cu(s)H2O(g)在相同的某温度下的平衡常数分别为K1和K2，该温度下反应：CO(g)H2O(g)CO2(g)H2(g)的平衡常数为K。则下列说法正确的是()A反应的平衡常数K1B反应的平衡常数KC对于反应，恒容时，温度升高，H2浓度减小，则该反应的焓变为正值D对于反应，恒温恒容下，增大压强，H2浓度一定减小答案B解析在书写平衡常数表达式时，纯固体不能表示在平衡常数表达式中，A错误；由于反应反应反应，因此平衡常数K，B正确；反应中，温度升高，H2浓度减小，则平衡左移，即逆反应为吸热反应，正反应为放热反应，因此H”、“”或“解析K1，K2，K3，K3K1K2。Qv逆。考点四有关化学平衡的计算(加试)1分析三个量：即起始量、变化量、平衡量。2明确三个关系：(1)对于同一反应物，起始量变化量平衡量。(2)对于同一生成物，起始量变化量平衡量。(3)各转化量之比等于各反应物的化学计量数之比。3计算方法：三段式法化学平衡计算模式：对以下反应：mA(g)nB(g)pC(g)qD(g)，令A、B起始物质的量(mol)分别为a、b，达到平衡后，A的消耗量为mx mol，容器容积为V L。mA(g)nB(g)pC(g)qD(g)起始(mol) a b 0 0变化(mol) mx nx px qx平衡(mol) amx bnx px qx则有：(1)K(2)c平(A) molL1。(3)(A)平100%，(A)(B)。(4)(A)100%。(5)。(6)(混)gL1。(7)gmol1。题组一有关转化率的计算及判断1已知可逆反应：M(g)N(g)P(g)Q(g)H0，请回答下列问题：(1)在某温度下，反应物的起始浓度分别为c(M)1 molL1，c(N)2.4 molL1；达到平衡后，M的转化率为60%，此时N的转化率为_。(2)若反应温度升高，M的转化率_(填“增大”、“减小”或“不变”)。(3)若反应温度不变，反应物的起始浓度分别为c(M)4 molL1，c(N)a molL1；达到平衡后，c(P)2 molL1，a_。(4)若反应温度不变，反应物的起始浓度为c(M)c(N)b molL1，达到平衡后，M的转化率为_(保留一位小数)。答案(1)25%(2)增大(3)6(4)41.4%解析(1)M(g)N(g)P(g)Q(g)始态 1 2.4 0 0molL1变化量 160% 160%molL1因此N的转化率为100%25%。(2)由于该反应的H0，即该反应为吸热反应，因此升高温度，平衡右移，M的转化率增大。(3)根据(1)可求出各平衡浓度：c(M)0.4 molL1c(N)1.8 molL1c(P)0.6 molL1c(Q)0.6 molL1因此化学平衡常数K由于温度不变，因此K不变，新状态达到平衡后c(P)2 molL1c(Q)2 molL1c(M)2 molL1c(N)(a2) molL1K解得a6。(4)设M的转化率为x，则达到平衡后各物质的平衡浓度分别为c(M)b(1x) molL1c(N)b(1x) molL1c(P)bx molL1c(Q)bx molL1K解得x41.4%。题组二化学平衡常数、转化率的相互换算2SO2常用于制硫酸，其中一步重要的反应为2SO2(g)O2(g)2SO3(g)H0。若向一个2 L的密闭容器中充入0.4 mol SO2、0.2 mol O2和0.4 mol SO3，发生上述反应。请回答下列问题：(1)当反应达到平衡时，各物质的浓度可能是_(填字母)。Ac(SO2)0.3 molL1、c(O2)0.15 molL1Bc(SO3)0.4 molL1Cc(O2)0.2 molL1、c(SO2)0.4 molL1Dc(SO3)0.3 molL1(2)任选上述一种可能的情况，计算达到平衡时的平衡常数为_。(3)某温度时，将4 mol SO2和2 mol O2通入2 L密闭容器中，10 min时反应达到平衡，SO2的转化率为80%，则010 min内的平均反应速率v(O2)_，该温度下反应2SO2(g)O2(g)2SO3(g)的平衡常数K_。答案(1)AD(2)(或180)(3)0.08 molL1min180解析(1)2SO2(g)O2(g)2SO3(g)起始浓度 0.2 0.1 0.2(molL1)正向进行 0 0 0.4到底(molL1)逆向进行 0.4 0.2 0到底(molL1)由此可知，A、D项可能。(2) 2SO2(g)O2(g)2SO3(g)起始浓度 0.2 0.1 0.2(molL1)转化浓度 0.1 0.05 0.1(molL1)平衡浓度 0.3 0.15 0.1(molL1)可得A项中K1，同理可得出选项D中K2180。(3)v(SO2)0.16 molL1min1，换算出v(O2)0.08 molL1min1。 2SO2(g)O2(g)2SO3(g)起始浓度 2 1 0(molL1)转化浓度 1.6 0.8 1.6(molL1)平衡浓度 0.4 0.2 1.6(molL1)可得K80。1 (3)一定条件下，由CO2和H2制备甲醇的过程中含有下列反应：反应1：CO2(g)H2(g)CO(g)H2O(g)H1反应2: CO(g)2H2(g)CH3OH(g) H2反应3: CO2(g)3H2(g)CH3OH(g)H2O(g) H3其对应的平衡常数分别为K1、K2、K3，它们随温度变化的曲线如图1所示。则H2_H3(填“大于”、“小于”或“等于”)，理由是_。图1(4)在温度T1时，使体积比为31的H2和CO2在体积恒定的密闭容器内进行反应。T1温度下甲醇浓度随时间变化曲线如图2所示：不改变其他条件，假定t时刻迅速降温到T2，一段时间后体系重新达到平衡。试在图中画出t时刻后甲醇浓度随时间变化至平衡的示意曲线。图2答案(3)小于由图1可知，随温度升高，K1增大，则H10，根据盖斯定律又得H3H1H2所以H2v2，请在下图中画出反应体系中c(SO2)随时间t变化的总趋势图。答案(1)高温(2)(3)C(4)如果气相中SO2和CO2两种气体的浓度之比随时间发生变化，则表明两个反应同时发生(5)ABC(6)解析(1)反应的正反应是气体总分子数增加的反应，则有S0，又知H0，该反应若能自发进行，说明HTS0，生成物的能量高于反应物的能量，反应的Hc(SO2)且c(SO2)0，则反应、同时发生。(5)由图可知，CO的初始体积百分数越大、温度越低，CaS的质量百分数越大，即反应进行的程度越大，则反应产生的SO2就会越少，故B、C项正确，D项错误；向反应体系中投入石灰石，因CaCO3SO2CaSO3CO2，也会减少SO2的产生，A项正确。(6)因反应与同时进行，且v1v2，反应首先达到平衡状态，在建立平衡的过程中，c(SO2)逐渐增大。由于反应在进行的过程中，c(CO2)会逐渐增大，又会导致反应平衡逆向移动，c(SO2)又会逐渐减小。据此可画出c(SO2)随时间t变化的总趋势图。练出高分(一)1下列反应不属于可逆反应的是()ACl2溶于水BNH3溶于水C可充电电池的反应，如H2OZnAg2OZn(OH)22AgD合成NH3的反应答案C解析A选项Cl2溶于水是可逆反应，Cl2H2OHClHClO；B选项NH3溶于水是可逆反应，NH3H2ONH3H2ONHOH；C选项可充电电池的反应不是同时进行的，也不是在相同条件下进行的反应，不是可逆反应。2下列反应属于可逆反应的是()AH2和O2点燃生成H2O的反应与H2O电解生成H2和O2的反应BCuSO4吸水形成晶体蓝矾与蓝矾加热失去水分子生成CuSO4CSO2溶于水DNa2O溶于水答案C3在一定量的密闭容器中进行反应：N2(g)3H2(g)2NH3(g)。已知反应过程中某一时刻N2、H2、NH3的浓度分别为0.1 molL1、0.3 molL1、0.2 molL1。当反应达到平衡时，可能存在的数据是()AN2为0.2 molL1，H2为0.6 molL1BN2为0.15 molL1CN2、H2均为0.18 molL1DNH3为0.4 molL1答案B解析对于本题，若反应从题给某一时刻开始向正反应方向进行并达到平衡，此时NH3的浓度应小于0.4 molL1；若反应从题给某一时刻开始向逆反应方向进行并达到平衡，此时N2的浓度应小于0.2 molL1，H2的浓度应小于0.6 molL1；从题给量的关系易知无论反应进行到什么程度，c(N2)c(H2)13，因此两者不可能同时均为0.18 molL1。4在已达到平衡的可逆反应2SO2O22SO3中，充入由18O组成的氧气一段时间后，18O存在于()A多余的O2中 B生成的SO3中CO2和SO3中 D三种物质中答案D解析充入18O2后，平衡正向移动生成含18O的三氧化硫。由于反应具有可逆性，三氧化硫又分解生成含18O的二氧化硫和氧气，故反应一段时间后，三种物质中均含18O。5下列说法可充分说明P(g)Q(g)S(g)R(g)，在恒温下、恒容密闭容器中的反应已达平衡的是()A容器里P、Q、R、S四种物质共存B容器里Q、R的体积分数不再改变C容器内气体压强、密度不随时间变化D单位时间内生成n mol P同时生成n mol Q答案B解析只要反应开始，容器里P、Q、R、S必共存，无法说明反应是否已达平衡；因该反应是气体分子总数不变的可逆反应，因而反应无论进行到什么程度，其容器内气体的压强、密度(恒容)都不会改变，因而选项C不能作为反应已达平衡的标志；选项B中，当容器里Q、R的体积分数不变时，表明反应已达平衡；选项D均描述的是逆向反应过程。6在一定温度下，某体积不变的密闭容器中发生如下可逆反应：A2(g)B2(g)2AB(g)，该反应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而变化C单位时间内生成2n mol AB的同时生成n mol B2D容器内混合气体的平均相对分子质量保持不变答案C解析可逆反应达到平衡状态时，正、逆反应速率相等，即生成n mol A2、n mol B2的同时生成2n mol的AB，故C正确，A不正确；又因该反应为气体体积不变的反应，故无论是否达平衡状态，总压强以及混合气体的平均相对分子质量均保持不变。7对于可逆反应：2SO2(g)O2(g)2SO3(g)，正反应速率分别用v(SO2)、v(O2)、v(SO3)表示，逆反应速率分别用v(SO2)、v(O2)、v(SO3)表示，该反应达平衡时，则下列关系式中正确的是()Av(SO2)v(SO2) Bv(O2)v(SO3)Cv(SO3)v(O2) Dv(SO2)v(SO3)答案A解析对于正反应有v(SO2)v(O2)v(SO3)212，对于逆反应有v(SO2)v(O2)v(SO3)212，而达到平衡时有v(SO2)v(SO2)、v(O2)v(O2)、v(SO3)v(SO3)、v(SO3)2v(O2)。8一定条件下，将A、B、C三种物质各1 mol通入一个密闭容器中发生反应：2AB2C，达到平衡时，B的物质的量可能是()A1.5 mol B1 molC0.5 mol D0答案B解析用极端假设法考虑平衡完全向左进行、完全向右进行的两种情形。 2A B2C起始/mol 1 1 1向左/mol 11 10.5 0 2A B 2C起始/mol 1 1 1向右/mol 0 10.5 11得到B的极值为1.5 mol和0.5 mol，实际上该反应为可逆反应，不可能完全向左、向右进行到底，即0.5 moln(B)”、“(2)解析(1)反应达到平衡前，正反应速率大于逆反应速率，v(H2)v(NH3)。(2)v(H2)、v(N2)均表示正反应速率，无论是否达到平衡，v(H2)v(N2)31。17一定条件下，可逆反应A2B22C达到了化学平衡状态，经测得平衡时c(A2)0.5 molL1，c(B2)0.1 molL1，c(C)1.6 molL1。若A2、B2、C的起始浓度分别用a molL1、b molL1、c molL1表示，请回答：(1)a、b应满足的关系是_。(2)a的取值范围是_。答案(1)ab0.4(2)0.4a1.3解析(1)设反应的A2为x molL1，则c(A2)a molL1x molL10.5 molL1，c(B2)b molL1x molL10.1 molL1，ab0.4。(2)c(C)0时，a取最大值，此时a0.50.81.3；c(B2)0时，a取最小值，此时a0.50.10.4。a的取值范围是0.4a1.3。18反应N2(g)3H2(g)2NH3(g)在恒温恒容条件下进行，下列情况中，反应正向进行的是_；反应逆向进行的是_；处于平衡状态的是_；无法判断是否达到平衡的是_。A单位时间内消耗2 mol N2，同时生成4 mol NH3B单位时间内消耗3 mol H2，同时生成2 mol NH3C单位时间内生成2 mol N2，同时生成6 mol NH键D混合气体的密度不再随时间改变E容器中气体的压强不再随时间而改变F单位时间内生成2 mol NH3，同时又生成2 mol HH键答案FCEABD解析本题考查了对可逆反应的方向性及平衡状态标志的判断。A因为消耗2 mo