热点07化学反应的方向和限度-聚焦高中化学反应类热点问题（含解析）.doc

化学反应的方向和限度 1．化学反应方向的判据 （1）焓判据 放热反应过程中体系能量降低，ΔHS(l)>S(s)。 ③熵判据：体系的混乱度增加，ΔS>0，反应有自发进行的倾向。但有些熵减 的过程也能自发进行，故只用熵变来判断反应进行的方向也不全面。 （3）复合判据——自由能变化判据 在温度、压强一定的条件下，化学反应进行的方向是反应的焓变和熵变共同 影响的结果，因此，把焓变和熵变判据结合起来组成的复合判据即自由能变化ΔG， 更适合于所有过程的判断。ΔG=ΔH−TΔS（T 为开尔文温度），ΔG的正、负决定 着反应的自发与否。 ①ΔH－TΔS0，反应不能自发进行。 2．化学平衡状态的判断 （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 cC+dD， = 时，反应达到平衡状态。 （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、体积分数）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。 （3）综合分析 举例 mA(g)+nB(g) pC(g) +qD(g) 状态 混合物体系中各成 分的含量 各物质的物质的量或各物质的物质的量分 数一定 平衡 各物质的质量或各物质的质量分数一定 平衡 各气体的体积或体积分数一定 平衡 总压强、总体积、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，同时生成 m mol A，即 v 正=v 逆 平衡 在单位时间内消耗了 n mol B，同时生成 p mol C 不一定平衡 vA∶vB∶vC∶vD=m∶n∶p∶q，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，同时消耗了 q mol D 不一定平衡 压强 m+n≠p+q 时，总压强一定（其他条件一定） 平衡 m+n=p+q 时，总压强一定（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，当 m+n≠p+q 时 平衡 一定，当 m+n=p+q 时 不一定平衡 温度 任何化学反应都伴随着能量的变化，在其他 条件不变的情况下，体系温度一定 平衡 密度 密度一定 不一定平衡 颜色 含有有色物质的体系颜色不再变化 平衡 3．化学平衡常数的应用 ①判断反应进行的限度 K 值大，说明反应进行的程度大，反应物的转化率高。K值小，说明反应进 行的程度小，反应物的转化率低。 K 105 反应程度 很难进行 反应可逆 反应可接近完全 ②判断反应是否达到平衡状态 化学反应 aA(g)+bB(g) cC(g)+dD(g)在任意状态时，浓度商均为 Qc= 。 Qc>K 时，反应向逆反应方向进行； Qc=K 时，反应处于平衡状态； Qc0 ΔS0，且随温度的升高而增大。 焓变、熵变和温度对化学反应方向的影响 ΔH ΔS ΔH−TΔS 反应情况 − + 始终是负值 在任何温度下反应均自发进行 + − 始终是正值 在任何温度下反应均非自发进行 + + 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 1．在 25 ℃、1.01×105Pa下，反应 2N2O5(g) 4NO2(g)+O2(g) ΔH=+56.7 kJ· mol−1 能自发进行的合理解释是 A．该反应是分解反应 B．该反应的熵增效应大于焓变效应 C．该反应是熵减反应 D．该反应是放热反应 【答案】B 2．分析下列反应在任何温度下均能自发进行的是 A．2N2(g)＋O2(g)===2N2O(g) ΔH＝＋163 kJ·mol－1 B．Ag(s)＋ Cl2(g)===AgCl(s) ΔH＝－127 kJ·mol－1 C．HgO(s)===Hg(l)＋ O2(g) ΔH＝＋91 kJ·mol－1 D．H2O2(l)=== O2(g)＋H2O(l) ΔH＝－98 kJ·mol－1 【答案】D 【解析】反应自发进行的前提条件是反应的ΔH－TΔS＜0，温度的变化可能使ΔH －TΔS的符号发生变化。对 题型二 化学平衡状态的判断 可逆反应：2NO2(g) 2NO(g)＋O2(g)在体积固定的密闭容器中进行，达到 平衡状态的标志是 ①单位时间内生成 n mol O2的同时生成 2n mol NO2 ②单位时间内生成 n mol O2的同时生成 2n mol NO ③用 NO2、NO、O2表示的反应速率的比为 2∶2∶1 ④混合气体的颜色不再改变 ⑤混合气体的密度不再改变 ⑥混合气体的压强不再改变 ⑦混合气体的平均相对分子质量不再改变 A．①④⑥⑦ B．②③⑤⑦ C．①③④⑤ D．全部 【答案】A 【解析】①单位时间内生成 n mol O2的同时生成 2n mol NO2，能说明反应达到平 衡状态；②描述的都是正反应方向，无法判断反应是否达到平衡状态；③无论达 到平衡与否，用各物质表示的反应速率之比总是等于化学方程式中各物质的化学 计量数之比；④混合气体的颜色不变能够说明反应达到了化学平衡；因容器体积 固定，混合气体质量一定，密度是一个常数，所以⑤不能说明反应达到平衡状态； 该反应是一个反应前后气体体积不相等的反应，而容器的体积又固定，所以⑥能 说明反应达到平衡状态；⑦混合气体的总质量一定，若平均相对分子质量不变， 则混合气体的总物质的量不变，说明反应达到了平衡状态。 判断化学平衡状态的方法——“逆向相等，变量不变” 1．一定温度下，在一固定体积的密闭容器中，对于可逆反应 A(s)＋3B(g) 2C(g)， 下列说法说明达到平衡状态的是 ①C的生成速率和 C的分解速率相等；②单位时间内生成 a mol A，同时生成 3a mol B；③气体密度不再变化；④混合气体的总压强不再变化；⑤A、B、C 的物质的量之比为 1∶3∶2；⑥混合气体的平均相对分子质量不变 A．②④⑤ B．①③④⑥ C．①②④⑥ D．①②③④⑤ 【答案】B 2．已知 X(g)和 Y(g)可以相互转化：2X(g) Y(g) ΔH