專題04 化學反應的方向與限度（考點清單）-2024-2025學年高二化學上學期期中考點大串講（蘇教版2019）

專題04化學反應的方向與限度考點01自發(fā)過程和自發(fā)反應考點02化學反應進行方向的判據考點03可逆反應考點04化學平衡狀態(tài)考點05化學平衡常數考點06平衡轉化率▉考點01自發(fā)過程和自發(fā)反應1．自發(fā)過程（1）含義：在一定條件下，不用借助外力就可以自發(fā)進行的過程。（2）特點①能量角度：體系趨向于從高能狀態(tài)轉變?yōu)榈湍軤顟B(tài)(體系對外部做功或者釋放熱量)。②混亂度角度：在密閉條件下，體系有從有序自發(fā)轉變?yōu)闊o序的傾向。2．自發(fā)反應（1）定義：在一定溫度和壓強下，無需外界幫助就能自動進行的化學反應。（2）自發(fā)反應的特征。①具有方向性，即反應的某個方向在一定條件下是自發(fā)的，則其逆反應在該條件下肯定不自發(fā)。②體系趨向于從高能量狀態(tài)轉變?yōu)榈湍芰繝顟B(tài)。③體系趨向于從有序體系轉變?yōu)闊o序體系。 ▉考點02化學反應進行方向的判據1.化學反應的自發(fā)性與反應焓變的關系 （1）放熱反應：絕大多數都能自發(fā)進行，且反應放出的熱量越多，體系能量降低得越多，反應越完全。 （2）吸熱反應：有些也能自發(fā)進行。 結論：反應的焓變是影響化學反應能否自發(fā)進行的因素之一。 2.反應熵變與反應方向 （1）熵 ①定義：衡量一個體系混亂度的物理量，其符號為S。 ②特點：混亂度越大，體系越無序，體系的熵值就越大。 ③熵的比較 a.同一物質：S(高溫)>S(低溫)；S(g)>S(l)>S(s)。 b.相同條件下的不同物質：分子結構越復雜，熵值越大。 c.S(混合物)>S(純凈物)。 （2）熵變 ①定義：反應前后體系熵值的變化，記為ΔS。 ②計算式：ΔS＝S(生成物)－S(反應物)。 ③熵增或熵減的判斷 a.物質由固態(tài)到液態(tài)、由液態(tài)到氣態(tài)或由固態(tài)到氣態(tài)的過程，ΔS>0，是熵增加的過程。 b.氣體體積增大的反應，熵變通常都是ΔS>0，是熵增加的反應。 c.氣體體積減小的反應，熵變通常都是ΔS<0，是熵減小的反應。 （3）熵變與反應方向 ①熵增加有利于反應的自發(fā)進行。 ②某些熵減小的反應在一定條件下也能自發(fā)進行。 結論：反應的熵變是與反應能否自發(fā)進行有關的一個因素，但不是唯一因素。 3.焓變、熵變與反應的方向 在溫度、壓強一定的條件下，自發(fā)反應總是向ΔH－TΔS<0的方向進行。ΔH－TΔS<0，反應能自發(fā)進行； ΔH－TΔS＝0，反應達到平衡狀態(tài)； ΔH－TΔS>0，反應不能自發(fā)進行。 ▉考點03可逆反應1.定義在相同條件下，既能向正反應方向進行，同時又能向逆反應方向進行的反應。 2.表示方法 可逆反應方程式用“”連接，把從左向右進行的反應稱為正反應，把從右向左進行的反應稱為逆反應。3.特點 （1）同一條件下，正反應和逆反應同時發(fā)生。 （2）反應不能進行到底，反應物不能實現完全轉化。 （3）反應體系中，與化學反應有關的各種物質共存于同一反應體系。 （4）反應達到限度時，反應仍在進行，沒有停止。 ▉考點04化學平衡狀態(tài)1.化學平衡的建立 （1）化學平衡的建立過程。（2）化學平衡建立的濃度—時間圖像和速率—時間圖像。2.化學平衡狀態(tài) 當外界條件不變時，可逆反應進行到一定程度，反應物和生成物的濃度不再隨時間而發(fā)生變化，稱之為化學平衡狀態(tài)。 3.化學平衡狀態(tài)的特征 4.化學反應達到平衡狀態(tài)的判斷方法1．直接標志（1）v正＝v逆①同一種物質的生成速率等于消耗速率； ②在化學方程式同一邊的不同物質的生成速率和消耗速率之比等于化學計量數之比； ③在化學方程式兩邊的不同物質的生成(或消耗)速率之比等于化學計量數之比。 （2）各組分的濃度保持一定 ①各組分的濃度不隨時間的改變而改變； ②各組分的質量分數、物質的量分數、體積分數不隨時間的改變而改變。2.間接標志——“變量不變” （1）反應體系中的總壓強不隨時間的改變而變化(適用于反應前后氣體分子數不等的反應)。 （2）對于反應混合物中存在有顏色物質的可逆反應，若體系中顏色不再改變，則反應達到平衡狀態(tài)。 （3）根據平均摩爾質量(即平均相對分子質量)計算公式M＝eq\f(m(氣總),n(氣總))，若M在反應過程中是一變量，則平均摩爾質量(平均相對分子質量)保持不變，反應達到平衡狀態(tài)。 （4）對同一物質而言，斷裂化學鍵的物質的量與形成化學鍵的物質的量相等。▉考點05化學平衡常數1.定義式對于可逆反應：aA(g)＋bB(g)cC(g)＋dD(g)，在一定溫度下，反應達到平衡后，將各物質的物質的量濃度代入表示式K＝eq\f(cc(C)?cd(D),ca(A)?cb(B))，得到的結果是一個定值，稱為該反應的化學平衡常數。2.意義 K值越大，反應進行的程度越大，反應物轉化率越大。一般地，K＞105時，認為該反應進行得就基本完全了。 3.影響因素 K只受溫度影響，與反應物和生成物的濃度無關。 固體、純液體、水溶液中水的濃度可視為定值，其濃度不列入平衡常數表達式中。 4.化學平衡常數表達式與化學方程式的書寫有關。若反應方向改變、化學計量數等倍擴大或縮小，化學平衡常數也會改變。 已知兩反應的平衡常數分別為K1、K2。 ①若兩反應互為逆反應，則K1?K2＝1。 ②若兩反應的反應物和生成物相同，反應1的系數是反應2的n倍，則K1＝Keq\o\al(n,2)。 ③若兩反應相加，則總反應的平衡常數K＝K1?K2。 ④若兩反應相減，則總反應的平衡常數K＝eq\f(K1,K2)。 ▉考點05平衡轉化率1.定義 某一反應物的平衡轉化率α等于該物質在反應中已轉化的量(如物質的量、物質的量濃度等)與該物質起始總量的比值。 2.表達式 平衡轉化率α＝eq\f(該反應物的起始總量－該反應物的平衡量,該反應物的起始總量)×100% 對于反應aA＋bBcC＋dD，反應物A的平衡轉化率為α(A)＝eq\f(c0(A)－c(A),c0(A))×100%，式中c0(A)和c(A)分別表示A的初始濃度和A的平衡濃度。 3.意義 反應的平衡轉化率能表示在一定溫度和一定起始濃度下反應進行的限度。1．（23-24高二上·江蘇徐州·期中）對于放熱反應，下列說法正確的是A．反應物的總能量小于生成物的總能量 B．該反應的逆反應是吸熱反應C．升高溫度可以使反應速率減小 D．增大的濃度能使完全轉化【答案】B【解析】A．反應為放熱反應，因此反應物的總能量大于生成物的總能量，A錯誤；B．反應為放熱反應，因此該反應的逆反應是吸熱反應，B正確；C．溫度越高，反應速率越快，因此升高溫度可以使反應速率加快，C錯誤；D．反應為可逆反應，因此增大的濃度，平衡正向移動，可以提高SO2的轉化率，但不能使完全轉化，D錯誤；答案選B。2．（24-25高二上·湖北襄陽·階段練習）下列說法正確的是A．放熱反應無需加熱即可進行，而吸熱反應則必須在加熱條件下才能進行B．若反應物的總能量低于生成物的總能量，則該反應放熱C．冰在室溫下自動熔化成水，這是熵增的過程D．能夠自發(fā)進行的反應一定是熵增的過程【答案】C【解析】A．放熱反應是指反應物的總能量高于生成物的總能量的化學反應，有些放熱反應也需要加熱，如燃燒反應，吸熱反應是指反應物的總能量低于生成物的總能量的化學反應，有些吸熱反應不需要加熱就能進行，故A錯誤；B．若反應物的總能量低于生成物的總能量，則該反應吸熱，故B錯誤；C．冰在室溫下自動熔化成水的過程是混亂度增加的過程，ΔS＞0，是熵增過程，故C正確；D．低溫條件下，放熱且熵減的反應也能自發(fā)進行，則能夠自發(fā)進行的反應不一定是熵增的過程，故D錯誤；答案選C。3．（23-24高二下·江蘇徐州·階段練習）已知“凡氣體分子總數增加的反應都是熵增大的反應”。下列反應在任何溫度下都不自發(fā)進行的是A．2O3(g)=3O2(g)H<0 B．2CO(g)=2C(s)+O2(g)H>0C．N2(g)+3H2(g)=2NH3(g)H<0 D．CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g)H>0【答案】B【解析】A．該反應的H<0，根據方程式可知S>0，則根據G=H-T?S可知，任何溫度下都能滿足H-T?S<0，反應可自發(fā)進行，A不符合題意；B．該反應的H>0，根據方程式可知S<0，任何溫度下都滿足G=H-T?S>0，反應不能自發(fā)進行，B符合題意；C．該反應的H<0，根據方程式可知S<0，則在較低溫度下，可滿足H-T?S<0，反應可自發(fā)進行，C不符合題意；D．該反應的H>0，根據方程式可知S>0，所以在較高溫度下，可滿足H-T?S<0，反應可自發(fā)進行，D不符合題意；故選B。4．（24-25高二上·四川遂寧·開學考試）一定條件下的密閉容器中，發(fā)生可逆反應N2(g)+3H2(g)2NH3(g)。下列情況不能說明該反應一定達到化學平衡的是A．N2、H2、NH3的物質的量濃度之比為1：3：2B．NH3的體積分數保持不變C．正反應和逆反應的速率相等D．N2的質量保持不變【答案】A【解析】A．N2、H2、NH3的物質的量濃度之比為1：3：2，不能說明各組分含量不變，即不能說明該反應達到平衡狀態(tài)，A符合題意；B．氨氣是生成物，NH3的體積分數保持不變，說明該反應達到平衡狀態(tài)，B不符合題意；C．正反應和逆反應的速率相等，說明達到平衡狀態(tài)，C不符合題意；D．N2的質量保持不變，則各組分含量保持不變，說明達到平衡狀態(tài)，D不符合題意；故選A。5．（23-24高二上·江蘇常州·期末）氯元素具有多種化合價，可形成、、、和等離子，在一定條件下能發(fā)生相互轉化。在新型催化劑作用下，氧化HCl可獲得：

kJ?mol。對于該反應下列說法正確的是A．該反應B．4molHCl與1mol反應轉移電子數約為C．的使用能使氧化HCl的反應進行完全D．反應的平衡常數為【答案】A【解析】A．該反應能自發(fā)進行，說明△G=△H-T△S＜0，該反應中△S＜0，則△H＜0，故A正確；B．根據方程式可知，氯元素由-1價上升至0價，氧元素由0價下降至-2價，反應中每消耗1molO2轉移4mol電子，但該反應為可逆反應，即4molHCl與1molO2反應轉移電子數小于4×6.02×1023，故B錯誤；C．使用催化劑可以加快反應速率，不能使可逆反應進行完全，故C錯誤；D．平衡常數為生成物濃度冪次方的乘積與反應物濃度冪次方的乘積的比值，則，故D錯誤；故選：A。6．（23-24高二上·江蘇蘇州·階段練習）一定溫度下，在容積不變的密閉容器中進行如下可逆反應：，下列能表明該反應已達到化學平衡狀態(tài)的是①

②SiF4的體積分數不再變化③容器內氣體壓強不再變化

④混合氣體的體積不再變化⑤4molH-O鍵斷裂的同時，有2molH-F鍵斷裂A．①②③ B．②④⑤ C．②③ D．③④⑤【答案】C【解析】①表示反應進行的方向相反，但速率之比不等于化學計量數之比，反應未達平衡狀態(tài)；②SiF4的體積分數不再變化，則各物質的濃度不變，反應達平衡狀態(tài)；③反應前后氣體的分子數不等，反應過程中體系的壓強不斷發(fā)生改變，當容器內氣體壓強不再變化時，反應達平衡狀態(tài)；④密閉容器的體積不變，則混合氣體的體積始終不變，反應不一定達平衡狀態(tài)；⑤4molH-O鍵斷裂的同時，有2molH-F鍵斷裂，雖然反應進行的方向相反，但變化量之比不等于化學計量數之比，反應未達平衡狀態(tài)；綜合以上分析，②③符合題意，故選C。7．（23-24高二下·江蘇徐州·期中）已知：X(s)+2Y(g)?3Z(g)，，下列說法錯誤的是A．增加X的用量，對反應速率沒有影響B(tài)．升高反應溫度，逆反應速率增大，正反應速率減小C．達到化學平衡狀態(tài)時，Z的濃度不再發(fā)生變化D．0.1molX和0.2molY充分反應生成Z的物質的量一定小于0.3mol【答案】B【解析】A．X為固體，故增加X的用量，對反應速率沒有影響，A正確；B．升高反應溫度，正、逆反應速率增大，B錯誤；C．Z的濃度為變量，達到化學平衡狀態(tài)時，Z的濃度不再發(fā)生變化，C正確；D．該反應為可逆反應，不能完全進行，故0.1molX和0.2molY充分反應生成Z的物質的量一定小于0.3mol，D正確；故選B。8．（23-24高二上·江蘇南京·階段練習）對于反應，下列說法正確的是A．該反應在任意條件下均能自發(fā)進行B．恒容條件下，當容器內氣體密度不變時反應達到平衡反應C．其他條件一定，增加壓強，反應平衡常數增大D．的焓變【答案】D【解析】A．反應中<0、<0，<0反應自發(fā)進行，則該反應在低溫下能自發(fā)進行，故A錯誤；B．反應前后氣體總質量不變，恒容條件下，容器體積不變，則容器內混合氣體密度始終不變，不能據此判斷平衡狀態(tài)，故B錯誤；C．化學平衡常數只與溫度有關，其它條件不變，增大壓強，平衡正向移動，但溫度不變，化學平衡常數不變，故C錯誤；D．SO2Cl2(g)轉變?yōu)镾O2Cl2(l)要放熱，則反應SO2(g)+Cl2(g)?SO2Cl2(l)的焓變ΔH<akJ/mol，故D正確；故選D。9．（23-24高二下·河南信陽·期中）T℃時，向容積為2L的剛性密閉容器中充入1molCO2和一定量的H2發(fā)生反應：。平衡時p(HCHO)與起始的關系如圖所示。已知初始加入2molH2，容器內的總壓強為1.2mkPa。下列說法正確的是A．5min時反應到達c點，B．a點時，混合氣體平均摩爾質量為C．b點時，D．c點時，再加入CO2(g)和H2O(g)，使二者分壓均增大0.1mkPa，平衡不移動【答案】D【解析】A．根據圖像可知：在反應開始時加入n(CO2)=1mol，n(H2)=2mol，反應進行到c點時，假設CO2變化的物質的量是xmol，根據物質反應轉化關系可知反應產生HCHO、H2O的物質的量是xmol，平衡時氣體的物質的量分別是n(CO2)=(1-x)mol，n(H2)=(2-2x)mol，n(HCHO)=n(H2O)=xmol，平衡時氣體總物質的量為n(總)=(1-x)mol+(2-2x)mol+xmol+xmol=(3-x)mol，此時氣體總壓強p(總)=，HCHO的壓強為p(HCHO)==0.2mkPa，解得x=0.5mol，故5min時反應到達c點，v(H2)==0.1mol/(L·min)，A錯誤；B．根據圖像可知：在a點時=1，n(H2)=n(CO2)=1mol，假設反應消耗CO2的物質的量是ymol，根據物質反應轉化關系可知平衡時n(CO2)=(1-y)mol，n(H2)=(1-2y)mol，n(HCHO)=n(H2O)=ymol，平衡時氣體總物質的量為n(總)=(1-y)mol+(1-2y)mol+ymol+ymol=(2-y)mol，平衡時氣體壓強為p(平衡)=，p(HCHO)==xmkPa，解得y=mol，氣體的總物質的量n(總)=(2-y)mol=(2-)mol，a點混合氣體的平均摩爾質量為g/mol，B錯誤；C．溫度不變，化學平衡常數不變，故b點時反應的化學平衡常數與c點對應的平衡常數相等，c點平衡下，p(CO2)=；同理p(H2)=0.4mkPa，p(HCHO)=p(H2O)=0.2mkPa，則Kp=，C錯誤；D．c點時再加入CO2(g)和H2O(g)，使二者分壓均增大0.1mkPa，此時Qp==Kp，化學平衡不移動，D正確；故合理選項是D。10．（24-25高二上·吉林·階段練習）在一密閉容器中進行反應：已知反應過程中某一時刻的濃度分別為。當反應達到平衡時，可存在的數據是A．濃度為B．濃度為濃度為C．濃度為D．濃度為濃度為【答案】D【分析】在一密閉容器中進行反應：，反應過程中某一時刻的濃度分別為，若正反應轉化徹底，的濃度分別為，，，若逆反應轉化徹底，的濃度分別為，，。該反應為可逆反應，物質濃度范圍，，?！窘馕觥緼．由分析可知，，A錯誤；B．若濃度為，說明此時配合逆向移動，由方程式化學計量數關系可知，濃度為，B錯誤；C．由分析可知，，C錯誤；D．若濃度為，說明配合逆向移動，由方程式化學計量數關系可知，濃度為，D正確；故選D。11．（24-25高二上·吉林·階段練習）化學與生產、生活密切相關，下列說法正確的是A．冰在室溫下自動融化成水，這是熵增的過程B．燃煤時，將塊狀煤碾碎的目的是減少二氧化碳的生成C．一氧化碳燃燒時，能量的轉化形式主要由熱能轉化為化學能D．天氣炎熱時，將煮好的熟食放入冰箱，是為了防止食鹽晶體的析出【答案】A【解析】A．冰在室溫下自動融化成水，由固態(tài)轉化為液態(tài)，混亂度增大，這是熵增的過程，A正確；B．燃煤時，將塊狀煤碾碎的目的是增大煤與空氣的接觸面積，加快反應速率，提高煤的利用率，不能減少二氧化碳的生成，B不正確；C．一氧化碳燃燒時，通過發(fā)生化學反應放出熱量，能量的轉化形式主要由化學能轉化為熱能，C不正確；D．天氣炎熱時，將煮好的熟食放入冰箱，是為了降低溫度，從而減緩食物變質的速率，D不正確；故選A。12．（24-25高二上·吉林·階段練習）某密閉容器中，在高溫條件下，有利于自發(fā)進行的反應是A．

B．

C．

D．

【答案】A【解析】A．反應的、ΔS＞0，由＜0可知，在高溫下能自發(fā)進行，A符合題意；B．反應的、ΔS＜0，由＜0可知，在低溫下能自發(fā)進行，B不符合題意；C．反應的、ΔS＜0，由＜0可知，在低溫下能自發(fā)進行，C不符合題意；D．反應的、ΔS＞0，由＜0可知，在任何條件下都能自發(fā)進行，D不符合題意；故選A。13．（23-24高二上·上?！て谀┟夯た梢岳妹禾恐迫∷簹鈴亩铣杉状迹篊O(g)＋2H2(g)?CH3OH(g)。已知①常壓下反應的能量變化如圖所示。②化學鍵H-HH-OO=O鍵能kJ/mol436x496③CO(g)＋O2(g)=CO2(g)ΔH＝－280kJ/molH2(g)＋O2(g)=H2O(g)ΔH＝－240kJ/molH2O(l)=H2O(g)

ΔH＝＋44kJ/mol請回答下列問題：（1）請寫出表示氣態(tài)甲醇燃燒熱的熱化學方程式。（2）已知氣態(tài)分子分解成氣態(tài)原子時所需要的能量為鍵能，則H—O鍵的鍵能x為kJ/mol；（3）甲醇氣體分解為CO和H2兩種氣體的反應的活化能為kJ/mol。（4）在(填“高溫”或“低溫”)情況下有利于CO和H2制備甲醇的反應自發(fā)進行?！敬鸢浮浚?）CH3OH(g)+O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)ΔH=-757kJ?mol-1（2）462（3）510（4）低溫【解析】（1）由圖可得熱化學方程式：①CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g)ΔH=-91kJ/mol②CO(g)+O2(g)═CO2(g)ΔH=-280kJ/mol③H2(g)+O2(g)═H2O(l)ΔH=-284kJ/mol根據蓋斯定律，③×2+②-①可得：CH3OH(g)+O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)ΔH=-757kJ?mol-1，故答案為：CH3OH(g)+O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)ΔH=-757kJ?mol-1；（2）已知：H2(g)+O2(g)═H2O(l)ΔH=-284kJ/mol，H2O(l)═H2O(g)ΔH=+44kJ/mol二者相加可得：H2(g)+O2(g)═H2O(g)ΔH=-240kJ/mol，反應熱=反應物總鍵能-生成物總鍵能，則436kJ/mol+×496kJ/mol-2×xkJ/mol=-240kJ/mol，解得x=462，故答案為：462；（3）由圖形可知甲醇氣體分解為CO和H2兩種氣體的反應的活化能為(419+91)kJ/mol=510kJ/mol，故答案為：510；（4）CO(g)+2H2(l)=CH3OH(g)ΔH=-91kJ/mol的ΔH＜0、ΔS＜0，ΔH-TΔS＜0反應自發(fā)進行，故在低溫下反應具有自發(fā)性，故答案為：低溫。14．（23-24高二上·江蘇蘇州·階段練習）完成下列問題（1）向某體積固定的密閉容器中加入和一定量(未知)的B三種氣體，一定條件下發(fā)生反應，各物質濃度隨時間變化如圖所示。已知在反應過程中混合氣體的平均相對分子質量沒有變化。請回答：①若，則內反應速率。②寫出該反應的化學方程式：。（2）已知部分化學鍵的鍵能如表：化學鍵鍵能/946436a①已知生成放出熱量，則a=。②在恒溫、恒容條件下，模擬工業(yè)合成氨反應，下列描述能作為判斷t時刻合成氨反應達到化學平衡狀態(tài)的依據有(填序號)。A．t時刻的濃度不再改變B．t時刻及其前后容器內氣體的密度不再改變C．t時