江苏省高考化学新增分大一轮复习专题7化学反应速率与化学平衡第21讲化学反应的方向和限度讲义（含解析）苏

第21讲 化学反应的方向和限度

考纲要求 1.认识化学反应的可逆性。能用焓变和熵变说明常见简单化学反应的方向。2.理解化学平衡和化学平衡常数的含义，能利用化学平衡常数进行简单计算。

考点一 可逆反应与化学平衡建立

1.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

①二同：a.相同条件下；b.正、逆反应同时进行。

②一小：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“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)建立

”表示。

(3)平衡特点

3.判断化学平衡状态的两种方法 (1)动态标志：v正＝v逆≠0

①同种物质：同一物质的生成速率等于消耗速率。

②不同物质：必须标明是“异向”的反应速率关系。如aA＋bB应达到平衡状态。

(2)静态标志：各种“量”不变

①各物质的质量、物质的量或浓度不变。

②各物质的百分含量(物质的量分数、质量分数等)不变。

③温度、压强(化学反应方程式两边气体体积不相等)或颜色(某组分有颜色)不变。 总之，若物理量由变量变成了不变量，则表明该可逆反应达到平衡状态；若物理量为“不变量”，则不能作为平衡标志。

(1)二次电池的充、放电为可逆反应(×) (2)在化学平衡建立过程中，v正一定大于v逆(×) (3)恒温恒容下进行的可逆反应：2SO2(g)＋O2(g)耗速率相等时，反应达到平衡状态(×)

(4)在一定条件下，向密闭容器中充入1molN2和3molH2充分反应，生成2molNH3(×)

1.向含有2 mol SO2的容器中通入过量O2发生2SO2(g)＋O2(g)

－1

v正?A?acC＋dD，＝时，反

v逆?B?b2SO3(g)，当SO3的生成速率与SO2的消

催化剂

△2SO3(g) ΔH＝－Q

kJ·mol(Q＞0)，充分反应后生成SO3的物质的量______(填“＜”“>”或“＝”，下同)2mol，SO2的物质的量______0mol，转化率______100%，反应放出的热量________QkJ。 答案 ＜ > ＜ ＜

2.总压强不变在什么情况下不能作为反应达到平衡的标志？

答案 恒温恒容条件下，对于反应前后气体化学计量数相等的反应，总压强不变不能作为判断平衡的标志；恒温恒压条件下，对于一切反应，总压强不变均不能作为判断平衡的标志。 3.混合气体的密度不变在什么情况下不能作为反应达到平衡的标志？

答案 恒温恒容条件下，反应物、生成物都是气体的化学反应，混合气体的密度不变不能作为判断反应达到平衡的标志。

题组一 “极端转化”确定各物质的量 1.在密闭容器中进行反应：X2(g)＋Y2(g)

－1

－1

－1

2Z(g)，已知X2、Y2、Z的起始浓度分别为0.1 mol·L

、0.3mol·L、0.2mol·L，在一定条件下，当反应达到平衡时，各物质的浓度有可能

是( ) A.Z为0.3mol·L

－1

B.Y2为0.4mol·L D.Z为0.4mol·L

－1

－1

C.X2为0.2mol·L答案 A

－1

2.一定条件下，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、

－1－1c2、c3(均不为零)，达到平衡时，X、Y、Z的浓度分别为0.1mol·L、0.3mol·L、0.08mol·L－1

，则下列判断正确的是( )

B.平衡时，Y和Z的生成速率之比为2∶3 D.c1的取值范围为0＜c1＜0.14mol·L

－1

A.c1∶c2＝1∶3 C.X、Y的转化率不相等 答案 AD

解析 平衡浓度之比为1∶3，转化浓度亦为1∶3，故c1∶c2＝1∶3，A正确，C不正确；平衡时Y生成表示逆反应速率，Z生成表示正反应速率且v生成(Y)∶v生成(Z)应为3∶2，B不正确；由可逆反应的特点可知0＜c1＜0.14mol·L，D正确。

极端假设法确定各物质浓度范围

上述题目1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。 假设反应正向进行到底：X2(g)＋Y2(g)

－1

－1

2Z(g)

起始浓度(mol·L) 0.1 0.3 0.2 改变浓度(mol·L) 0.1 0.1 0.2 终态浓度(mol·L) 0 0.2 0.4 假设反应逆向进行到底：X2(g)＋Y2(g)

－1－1－1

2Z(g)

起始浓度(mol·L) 0.1 0.3 0.2 改变浓度(mol·L) 0.1 0.1 0.2 终态浓度(mol·L) 0.2 0.4 0

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 3.对于CO2＋3H2

CH3OH＋H2O，下列说法能判断该反应达到平衡状态的是( )

－1－1

1

A.v(CO2)＝v(H2)

3B.3v逆(H2)＝v正(H2O) C.v正(H2)＝3v逆(CO2)

D.断裂3molH—H键的同时，形成2molO—H键 答案 C

4.一定温度下，反应N2O4(g)

2NO2(g)的焓变为ΔH。现将1molN2O4充入一恒压密闭容器

中，下列示意图正确且能说明反应达到平衡状态的是( )

A.①②B.②④C.③④D.①④ 答案 D

解析 ΔH是恒量，不能作为判断平衡状态的标志；该反应是充入1molN2O4，正反应速率应是逐渐减小直至不变，③曲线趋势不正确。

5.在一定温度下的恒容容器中，当下列物理量不再发生变化时：①混合气体的压强；②混合气体的密度；③混合气体的总物质的量；④混合气体的平均相对分子质量；⑤混合气体的颜色；⑥各反应物或生成物的浓度之比等于化学计量数之比；⑦某种气体的百分含量 (1)能说明2SO2(g)＋O2(g)(2)能说明I2(g)＋H2(g)(3)能说明2NO2(g)

2SO3(g)达到平衡状态的是________。 2HI(g)达到平衡状态的是________。

N2O4(g)达到平衡状态的是________________________。

2CO(g)达到平衡状态的是________。 2NH3(g)＋CO2(g)达到平衡状态的是________。 5CO2(g)＋I2(s)达到平衡状态的是________。

(4)能说明C(s)＋CO2(g)(5)能说明NH2COONH4(s)(6)能说明5CO(g)＋I2O5(s)

答案 (1)①③④⑦ (2)⑤⑦ (3)①③④⑤⑦ (4)①②③④⑦ (5)①②③ (6)②④⑦ 6.若上述题目中的(1)～(4)改成一定温度下的恒压密闭容器，结果又如何？ 答案 (1)②③④⑦ (2)⑤⑦ (3)②③④⑤⑦ (4)②③④⑦

规避“2”个易失分点

(1)化学平衡状态判断“三关注”

关注反应条件，是恒温恒容，恒温恒压，还是绝热恒容容器；关注反应特点，是等体积反应，还是非等体积反应；关注特殊情况，是否有固体参加或生成，或固体的分解反应。 (2)不能作为“标志”的四种情况

①反应组分的物质的量之比等于化学方程式中相应物质的化学计量数之比。