高考化学（人教版）一轮总复习学案第20讲化学平衡常数化学反应进行的方向

第20讲化学平衡常数化学反应进行的方向

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考试要求：।.了解化学平衡常数的含义，能书写平衡常数表达式，能进行平衡常数、转化

率的简单计算。2.能利用平衡常数和浓度商的关系判断化学反应是否达到平衡及平衡移动的方

向。3.了解浓度商和化学平衡常数的相对大小与反应方向间的联系。4.知道化学反应是有方向

的，知道化学反应的方向与反应的焰变和端变有关。

名师点拨：本讲内容是高考的重点与热点，在高考中的考点主要有两个：一是化学平衡

常数的计算及利用化学平衡常数进行化学平衡移动方向的判断和反应是放热还是吸热等；二

是焰变、病变与化学反应方向的关系。化学平衡常数及转化率的理解和应用是压轴题，特别

是涉及二者的计算更是重点和难点，通常结合图像加以分析，并联系生产、生活实际考查学

生知识运用能力，特别是用平衡分压等代替平衡浓度来表示平衡常数的题目更应加以关注。

考点一化学平衡常数的含义及其应用

©•核心知识梳理

1.化学平衡常数

⑴含义

在一定温度—下,当一个可逆反应达到.化学平衡—时,生成物浓度寐之积—与反

应物浓度簌之积的比值是一个常数,简称平衡常数，用符号K表示。化学平衡常数是

指某一具体反应的平衡常数。

(2)表达式

对于一•般的可逆反应加A(g)+”B(g)pC(g)+qD(g),在一定温度下达到平衡时，平衡常

数的表达式：

MC)Y(D)

—c&A)d(BL

①平衡常数表达式中，各物质的浓度均为平衡时的浓度。其书写形式与化学方程式的书

写有关。

②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

①K值越大，正反应进行的程度—也大一，反应物的转化率当K>105时,

可以认为反应进行得较完全。

②K值越小，正反应进行的程度*L，反应物的转化率越小。当KV10一5时,

认为反应很难进行。

(4)影响因素

①内因：反应物本身一的性质。

②外因：只受温度影响,与浓度一、H强一、_催化剂「等外界因素无关。即

在一定温度下，平衡常数保持不变。

(5)平衡常数的应用

①判断、比较可逆反应进行的程度

一般来说，一定温度下的一个具体的可逆反应：

正反应进行平衡时生平衡时反应反应物

K值

的程度成物浓度物浓度转化率

越大越大越大越小越高

越小越小越小越大越低

②判断正在进行的可逆反应的方向以及反应是否达到平衡

对于可逆反应：〃?A(g)+〃B(g)pC(g)+qD(g),若浓度商=:嘿则将浓度商

和平衡常数作比较可得可逆反应所处的状态。

③判断可逆反应的反应热

2.平衡转化率

转化率是指平衡时转化了的某反应物的量与转化前该反应物的量之比，用来表示反应限

度。

可逆反应中某一反应物A的平衡转化率可表示为：

如尸―代表A的初始浓度，CKA)代表A的平衡浓度］。

［易错警示卜平衡转化率的几点注意事项

(1)在同一条件下，平衡转化率是最大的转化率。

实际产量

(2)产率=皿台;3X100%,“产率”不一定是平衡状态下的。

(3)催化剂可以提高产率，但是不能提高平衡转化率。

(4)平衡时混合物组分的百分含量=平簿线靠短X100%

3.化学平衡的计算方法—“三段式法”

化学平衡的计算模式可采取“三段式”的方式，依题意，列出化学方程式，并计算。“三

段式法”是有效解答化学平衡计算题的“万能钥匙”。解题时要注意清楚有条理地列出起始

量、转化量、平衡量，按题目要求进行计算，同时还要注意单位统一。

(1)计算步骤：

叵］—写出有关化学平衡的化学方程式。

I标示I—标示出各物质的起始量、转化量、平衡量。

用既］—根据已知条件列式计算，注意单位统一。

(2)具体方法:

可按下列模式进行计算：如mA(g)+〃B(g)pC(g)+qD(g),令A、B起始物质的量浓度

分别为4moi・LI、Z?mol-L1,达到平衡后消耗A的物质的量浓度为mrmolL)

mA(g)+〃B(g)pC(g)+qD(g)

起始/(mol・L-i)abOO

变化/(molL')nvcnxpxqx

平衡/(mol-L「)a-rnxb-nxpxqx

相关计算:

①平衡常数：K=®_鬻尊、。

②A的平衡转化率：。平(人)=詈X100%°

③A的物质的量分数:

a-nvc

必A)=「内+—〃叶小1。。％°

④混合气体的密度：〃混=修。

⑤混合气体的平均相对分子质量：~M=—.

n&

(3)注意事项：

①注意反应物和生成物的浓度关系。

反应物；c(平)=(?(始)—c(变)；

生成物：。(平)=e(始)+《变)。

②利用小=节和M=肃十算时要注意“总应为气体的质量，V应为反应容器的体积，〃

息应为气体的总物质的量。

③起始浓度之比、平衡浓度之比不一定与化学计量数成正比，但物质之间是按化学计量

数之比反应和生成的，故各物质的浓度变化之比一定等于化学计量数之比，这是计算的关键。

(4)化学平衡常数计算“四要求”

有关K的计算要明确题目要求，一般有四种情况：

①写出K的表达式——只要求写出化学平衡常数的表达式。

②写出K的计算式——只要求写出K的计算式而不要求计算结果。

③列式计算K—写出K的计算式(计算过程)并求出最后计算结果。

④求K的数值一只要直接给出K的计算结果即可。

另外，还要注意看计算时是否要求带单位，若无特别要求，一般不用带单位。

特别提醒

使用化学平衡常数应注意的问题

(1)化学平衡常数K值的大小是可逆反应进行程度的标志，它能够表示可逆反应进行的程

度。一个反应的K值越大，表明平衡时生成物的浓度越大，反应物的浓度越小，反应物的转

化率也越大。可以说，化学平衡常数是在一定温度下一个反应本身固有的内在性质的定量体

现。

(2)化学平衡常数只与温度有关，与反应物或生成物的浓度无关。

(3)反应物或生成物中有固体和纯液体存在时，其浓度可看作“1”，而不计入平衡常数表达

式中。如H?0⑴的浓度，固体物质的浓度均不写，但水蒸气浓度要写。

(4)化学平衡常数是指某一具体反应的平衡常数。若反应方向改变，则平衡常数改变，正、

逆反应的平衡常数互为倒数；若化学方程式中各物质的化学计量数等倍扩大或缩小，尽管是

同一反应，平衡常数也会改变。

基础小题自测

1.判断正误，正确的打“J”，错误的打“X”。

(l)CH3COOH+C2H5OHCH3COOC2H54-H2O的平衡常数表达式为K=

dCH3copc2HS)YH2O)、

c(CH3C00H〉c(C2H5OH)。('

(2)对于反应2SO2(g)+O2(g)2s03(g),在恒温恒容条件达到平衡时，当向容器中充入

S03,平衡向逆方向移动，平衡常数减小。(X)

⑶反应A(g)+3B(g)2C(g),达平衡后，温度不变，增大压强，平衡正向移动，平衡常

数K值增大。(X)

(4)反应物和生成物相同的同一类型的化学方程式，如果化学计量数不同，但K值可能完

全相同。(X)

(5)增大反应物的浓度，平衡正向移动，化学平衡常数增大。(X)

I提示］增大反应物的浓度，平街向正反应方向移动，但K不变化，因为K只受温度的影

响，温度不变，K不变。

(6)可根据K随温度的变化情况判断反应的热效应。(V)

(7)对于一个可逆反应，化学计量数不同，化学平衡常数表达式及数值也不同。(V)

(8)平衡常数发生变化，化学平衡一定发生移动。(V)

(9)化学平衡发生移动，平衡常数一定发生变化。(X)

I提示］不一定，平衡常数只与温度有关。

(10)平衡常数表达式中，物质的浓度可以是任一时刻的浓度。(X)

(II)可逆反应2A(s)+R(g)2c(g)+3D(g)的平衡常数为K=珠胎需A(X)

(⑵对于反应：2sO2(g)+O2(g)2so3(g),升高温度，K值减小，则A”<0。(V)

(13)化学平衡常数大的可逆反应的反应物的转化率一定大。(X)

(14)催化剂能改变化学反应速率，也能改变平衡常数。(X)

(15)反应SO2(g)+2CO(g)2CO2(g)+S(l)A”V0在恒容的密闭容器中进行，平衡前，

随着反应的进行，容器内压强始终不变。(X)

［提示］反应前后气体分子数不等，平衡前容器内压强逐渐变小。

(16)对某一可逆反应，升高温度则化学平衡常数一定变大。(X)

［提示］对于正反应吸热的反应，升高温度平衡正向移动，K增大；对于正反应放热的反应，

升高温度平衡逆向移动，K变小。

(17)化学平衡常数和转化率都能体现反应进行的程度。(V)

［提示］化学反应达平衡时，各反应物的转化率达最大。化学平衡常数本身就是化学平衡时

各物质浓度的关系。故平衡常数和转化率是从两个不同的角度来反映化学反应进行的程度。

(18)C(s)+H2O(g)C0(g)+H2(g)的平衡常数表达式为长=呼合寝。(X)

2.在一定温度下，1L的密闭容器中发生反应C(s)+H2O(g)C0(g)+H2(g),平衡时测

得C、40、8、%的物质的量都为O.lmoL

(1)该反应的平衡常数K=0.1o

(2)若升高平衡体系的温度，该反应的平衡常数会增大，则该反应的AH>(填”>”或

“V”)0。

(3)相同条件下，向该密闭容器中充入各物质的起始量如下：①均为0.2mol；②C(s)、H2O

均为0.2moLCO、氐均为O.lmol,判断该反应进行的方向：①一向逆反应方向.，②一向正

反应方向.。

3.深度思考：

对于N2+3H22NH3Kl

NH3仙+为2K2

试分别写出平衡常数表达式，并判断其关系。

&NH3)

[提ZF]KI=3

C(N2)C(H2)

当N2)C|(H2)

KI=

C(NH3)

［方法点拨］

(1)若方程式的系数是原来的2倍，则K=K：

(2)若方程式的系数是原来的3倍，则长=的;

(3)若一个方程式等于两个方程式相加，则K=K"

(4)若一个方程式等于两个方程式相减，则K=W。

考点突破提升

微考点1平衡常数的概念辨析

►►■典例1(1)(2021.河南洛阳高三检测)工业上消除氮氧化物的污染，可用如下反应：

CH4(g)+2NO2(g)N2(g)+CC)2(g)+2H2O(g)AH=akJmol।

在温度Ti和乃时，分别将0.50molCH4和1.2molNC)2充入体积为1L的密闭容器中，测得

“(CH。随时间变化数据如下表：

时间/min

72(CH4)/mol010204050

温度

Ty0.500.350.250.100.10

.......

T20.500.300.180.15

下列说法不正确的是(D)

A.lOmin内，A时。9出)比7时小

B.温度：T］<T2

C.AW：a<0

D.平衡常数：K(Ti)VK(A)

1

［解析］根据题意可知，IQmin内，/时7;(CHd)=0.015moll/'.min_.T2时7;(CH4)=0.02molL

【mini八时。(CHQ比"时小，A项正确；升高温度，反应速率增大，7S>T,,B项正确；

温度升高，平衡时甲烷剩余量增多，说明升高温度平衡向逆反应方向移动，正反应放热，所

以“VO,C项正确；力时正反应进行的程度大，因此平衡常数K(TI)>K(T2),D项错误。

(2)(2020.山东等级考模拟二，【0)反应I、II、HI均会在工业生产硝酸过程中发生，其中

反应I、II发生在氧化炉中，反应IH发生在氧化塔中，不同温度下各反应的化学平衡常数如

下表所示。下列说法正确的是(A)

化学平衡常数

反应in：2NO+O2

温度(阴反应I：4NH3+5O2反应n：4NH3+302

2NO2

4N0+6H2。2N2+6H2O

5001.1X10267.1X10341.3X102

7002.1X10192.6X10251.0

A.使用选择性催化反应I的催化剂可增大氧化炉中NO的含量

B.通过改变氧化炉的温度可促进反应I而抑制反应II

C.通过改变氧化炉的压强可促进反应I而抑制反应II

D.氧化炉出气在进入氧化塔前应进一步提高温度

［解析］使用选择性催化反应I的催化剂可增大反应I的速率，进而增大氧化炉中NO的含

量，故A正确；升高温度，反应I和反应n的K值均减小，则正反应均为放热反应，无法通

过改变氧化炉的温度促进反应I而抑制反应H,故B错误；反应I和反应n的正反应均为气

体体积增大的反应，无法通过改变氧化炉的压强促进反应I而抑制反应H,故C错误；氧化

炉出气在进入氧化塔前应降低温度，促进反应in正向进行，故D错误,

〔对点集训1〕(1)(2021.经典习题选萃)03是一种很好的消毒剂，具有高效、洁净、方

便、经济等优点。03可溶于水，在水中易分解，产生的9］为游离氧原子，有很强的杀菌消毒

能力。常温常压下发生的反应如下：

反应①0302+［0］AH>0平衡常数为K|：

反应②［0］+。32O2AH<0平衡常数为七；

总反应：2033O2AH<0平衡常数为K。

下列叙述正确的是(C)

A.降低温度，总反应K减小

B.K=KI+K2

C.适当升温，可提高消毒效率

D.压强增大，后减小

［解析］降温，总反应平衡向右移动，K增大，A项错误；乂=啦黑"、角=.篇％、、

K=言协=K,K2,B项错误；升高温度，反应①平衡向右移动，c(［Ol)增大，可提高消毒效率，

C项正确；对于给定的反应，平衡常数只与温度有关，D项错误。

(2)(2021.山东枣庄二调)在一定温度下，向2L恒容密闭容器中充入ImolA,发生反应：

2A(g)B(g)+C(g)o反应过程中c(C)随时间变化的曲线如图所示，下列说法不正确的是

(B)

A.反应在0〜50s的平均反应速率o(C)=1.6X103moiL

B.该温度下，反应的平衡常数K=0.025mol・L-i

C.保持其他条件不变，升高温度，平衡时c(B)=0.09mol.Lr,则该反应的AHV0

D.反应达平衡后，再向容器中充入ImolA,该温度下再达到平衡时，A的转化率不变

［解析］反应在0〜50s的平均反应速率0(C)="嘿上=1.6X10-3molLA正确；

该温度下，平衡时，c(C)=0.10molL-1,则c(B)=0.10molLT,c(A)=0.50molL-1-0.20molL

r=0.30molL1反应的平衡常数K=然黎迎R不正确；升高温度，平衡时o(B)

=0.09molL_1<0.1OmolL-1,则平衡向逆反应方向移动，该反应的A//<0,C正确；反应达

平衡后，再向容器中充入ImolA,平衡正向移动，达到平衡时与原平衡等效，所以A的转化

率不变，D正确。

微考点2化学平衡常数的应用

►►■典例2(1)(2021•山东滨州高三检测)将一定量纯净的氨基甲酸钱固体置于密闭容

器中，发生反应：NH2COONH4(S)2NH3(g)+CO2(g)o该反应的平衡常数的负对数(一IgQ

值随温度(7)的变化曲线如图所示，下列说法不正确的是(C)

A.该反应的AH〉。

B.A点对应状态的平衡常数K(A)=l(f2.294

C.NH3的体积分数不变时，该反应一定达到平衡状态

D.30c时，B点对应状态的W正)V。(逆)

［解析］-IgK越大，平衡常数K越小，根据图像得随温度升高，平衡常数增大，说明升高

温度平衡向正反应方向移动，正反应是吸热反应，A正确；A点对应的一lgK=-2.294,平衡

常数K(A)=10-2.294,B正确；该反应的反应物是固体，反应体系中的气体NH?、CO2的体积

分数不变，NH3的体积分数不变时不一定达到平衡，C错误；30C时，B点的&大于平衡常

数K,反应向逆反应方向进行，则B点对应状态的仪正)Vp(逆)，D正确。

(2)(2021•经典习题选萃)近年来，随着聚酯工业的快速发展，氯气的需求量和氯化氢的产

出量也随之迅速增长。因此，将氯化氢转化为氯气的技术成为科学研究的热点。回答下列问

题：

©Deacon发明的直接氧化法为:4HCl(g)+O2(g)=2Ch(g)+2H2O(g)o右图为刚性容器中，

进料浓度比以HQ):c(Ch)分别等于1：1、4：1、7：1时HC1平衡转化率随温度变化的关系：

可知反应平衡常数K(300℃)_大于.K(400℃)(填“大于”或“小于”)。设HC1初始浓

度为co，根据进料浓度比c(HCl):c(O2)=1：1的数据计算K(400℃)=

0422X0422

一(1一0裒而二^21启一(列出计算式)。按化学计量比进料可以保持反应物高转化率'同时

降低产物分离的能耗。进料浓度比C(HC1)：C(O2)过低、过高的不利影响分别是02和Cb分

离能耗较高、HC1转化率较低一°

②在一定温度的条件下，进一步提高HC1的转化率的方法是一增加反应体系压强、及时

除去产物—(写出2种)。

［解析］①分析任意一条平衡曲线可知，在进料浓度比固定的条件下，随着温度的升高，HC1

的平衡转化率降低，说明正反应为放热反应，由于K只与温度有关，升高温度，平衡逆向移

动，平衡常数K减小，即K(300℃)大于K(400C)。

根据进料浓度比及HC1的平衡转化率间的关系可知，c(HCl)：86)=1：1的曲线为最上

面的那条曲线，由该曲线可知：温度为400(时HC1的平衡转化率为84%。

根据条件可列三段式如下：

4HCl(g)+Ch(g)2ck(g)+2H2O(g)

初始：c()coO0

转化：Coxo.84co义0.210()X0.428X0.42

平衡：coX(l-O.84)c0X(l-0.21)coX0.42coX0.42

/(02)，(比0)

K(400℃)=4

C(HC1)C(O2)

(coX042)2.(COX042)2

=4

[coX(1-0.84)]-[C0X(1-0.21)]

O.422XO.422

=(l-O.84)4X(l-O.21)co

进料浓度比dHCI)：门(。2)过低，导致产品Cb混有大量。2,则导致分离两气体时能耗较

高；而进料浓度比c(HCl)：c(O2)过高，则导致HC1的转化率过低，浪费原料。

②在温度一定时，要增大HC1的平衡转化率，可采取措施有：及时移走部分产物、增大

体系压强等

〔对点集训2］(1)(2021・湖北宜昌模拟)化学平衡常数K的数值大小是衡量化学反应进

行程度的标志，在常温下，下列反应的平衡常数的数值如下：

30

2N0(g)N2(g)+O2(g)ATi=lX10

81

2H2(g)+O2(g)2H2O(g)^=2X10

92

2CO2(g)2co(g)+O2(g)&=4X10-

以下说法正确的是(C)

A.常温下，NO分解产生02的反应的平衡常数表达式为K=C(N2)"O2)

B.常温下，水分解产生。2,此时平衡常数的数值约为5XI。」80

C.常温下，NO、40、CO2三种化合物分解放出O2的倾向由大到小的顺序为NO>H2O

>C02

D.以上说法都不正确

［解析］化学平衡常数是指生成物的浓度嘉之积除以反应物的浓度嘉之积的数值，故A错；

根据方程式的书写反写，平衡常数是原来的倒数，故B错；根据化学平衡常数K值越大，化

学反应进行的程度越大，故C正确；因C项正确，故D错误。

(2)(2021•经典习题汇编)①CH4—CO?催化重整反应为CH4(g)+CO2(g)2C0(g)+

2H2(g)。某温度下，在体积为2L的容器中加入2moic七、ImolCO?以及催化剂进行重整反应,

达到平衡时C02的转化率是50%,其平衡常数为_；_moF.L-2。

②甲醉既是重要的化工原料，又可作为燃料，利用合成气(主要成分为CO、CO2和HA在

催化剂作用下合成甲醇。发生的主要反应之一为CO(g)+2H2(g)CH30H(g)A”V0,该反

应的化学平衡常数K表达式为空三,,篇;号曾

如图，能正确反映平衡常数K随温度变化关系的曲线为(填曲线标记字母)，其判断

理由是—反应为放热反应，升高温度，平衡逆向移动，平衡常数K减小，故曲线a符合要求

©F.Daniels等曾利用测压法在刚性反应器中研究了25C时NzOUg)分解反应:

2N2O5(g)—4NO2(g)+O2(g)

2N2O4(g)

其中NCh二聚为N2O4的反应可以迅速达到平衡。体系的总压强p随时间，的变化如下表

所示〃=8时，所。5盘)完全分解］:

r/min040801602601300170000

p/kPa35.840.342.545.949.261.262.363.1

则25℃时N2O4(g)2NO2(g)反应的平衡常数Kp=!MkPa(Kp为以分压表示的平衡

常数，计算结果保留1位小数)。

［解析］①达到平衡时C02转化率为50%,则平衡时△〃(CO2)=0.5mol,根据三段式：

CH4(g)+CO2(g)=2CO(g)+2H2(g)

n怕2mollmolOO

An0.5mol0.5mol1mol1mol

〃求1.5mol0.5molImol1mol

可得反应平衡时C(CH4)=L；：""=O.75molL\c(CO2)=*普=0.25mol-L-\c(CO)

11Ol111O1l22

=J}=0.5mol-L.C(H2)=J；=0.5mol-L,则平衡常数K=molL=1

/L/LU./DAU.ZDO

mol2-L-2<>

②根据平衡常数的定义可知，一定温度下，反应达平衡时，生成物浓度森之积与反应物

浓度嘉之积的比值为平衡常数，故该反应的化学平衡常数表达式为仁温瑞)。根据题

干可知AHV0,即该反应为放热反应，所以升高温度，平衡逆向移动，平衡常数K减小，故

曲线a符合要求。

③根据N2O5分解反应先发生：2N2O5=4NO2+O2,起始N2O5为35.8kPa,可得完全分

解时。2的分压为17.9kPa,NO2(不考虑转化为N2O4)的分压为71.6kPa；发生2NO2N2O4

导致Nth减少，压强降低，设生成N2O4的分压为xkPa,则最终有〃(O2)+p(NO2)+p(N2O4)=

俄NO?)(71.6—2X26.4)：

l7.9kPa+(71.6-2x)kPa+xkPa=63.1kPa,解得：x=26.4；则Kp=

P(N2O4)

=13.4kPao

字萃取精华：

书写化学平衡常数表达式时的注意事项

对于同一化学反应，由于书写方式不同，各反应物、生成物的系数不同，平衡常数的

表达式就不同

对于给定的同一化学反应，其正、逆反应的平衡常数互为倒数

考点二化学反应进行的方向

核心知识梳理

1.自发过程

(I)定义：在一定条件下，不需要借助—无_、—曳—等外力作用就能自动进行的过程。

(2)特点：①体系趋向于从一高一能量状态转变为低能量状态(体系对外部J故功.或

放出能量):②在密闭条件下，体系有从々序转变为，^序的倾向性(无序体系更加

稳定)。

2.烯、爆变

⑴一是描述体系混乱程度的物理量,符号为S。燃值越大，体系混乱度越大。

(2)影响嫡大小的因素

①相同条件下，物质不同徜不同。

②同一物质的烯：气态®液态⑴固态(s)。

(3)端变：AS=S(反应产物)一S(反应物)。

(4)常见的嫡增过程

①同一种物质的不同状态：5(g)_>_5(l)>5(s)o

②反应后气体物质的量增加的反应。

3.化学反应方向的判据

［微点拨1(。某些自发反应需在一定条件下才能自动进行，非自发反应具备了一定条件也能

发生。

(2)对于一个特定的气相反应，病变的大小取决于反应前后的气体物质的化学计量数大小。

基础小题自测

1.判断正误，正确的打“J”，错误的打“X”。

⑴工业合成氨N2(g)+3H2(g)2NE(g)反应，在低温时自发进行。(V)

(2)Na与HzO的反应是燃增的放热反应，该反应能自发进行。(J)

(3)某吸热反应能自发进行，因此该反应是增增反应。(V)

(4)放热过程有自发进行的倾向性，但并不一定能自发进行，吸热过程没有自发进行的倾

向性，但在一定条件下也可自发进行。(V)

(5)婚变是影响反应是否具有自发性的唯一因素。(X)

(6)吸热且炳增加的反应，当温度升高时，反应一定能自发进行。(X)

⑺8NH3(g)+6NC>2(g)=7N2(g)+12H2O(g)△”<(),则该反应一定能自发进行。(V)

(8)CaCO3(s)T=CaO(s)+CO1(g)是一个烯增加的过程。(J)

(9)放热的反应一定能够自发进行，吸热的反应不能自发进行。(X)

(10)—10℃的水结成冰，可用埔变的判据来解释反应的自发性。(X)

(11)A”VO、AS>0的反应在温度低时不能自发进行。(X)

［提示］AHVO、A5>0时，则AGVO,任何温度下反应都能自发进行。

(12)某吸热反应能自发进行，因此该反应是燧增反应。(J)

(13)2NO(g)+2CO(g)=N2(g)+2CO2(g)在常温下能自发进行，则该反应的AH>0。

(X)

(14)反应NH3(g)+HCl(g)=NHQ(s)在室温下可自发进行，则该反应的A〃VO。(J)

(15)CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g)室温下不能自发进行，说明该反应的△“<0。(X)

［提示］CaCO3(s)分解为吸热反应，

(16)需要加热的反应，一定不能自发进行。(X)

(17)由能量判据和燧判据组合而成的复合判据，将更适合于所有的过程。(J)

2.深度思考：

(1)下列说法正确的是(C)

A.所有能自发进行的化学反应都是放热反应

B.同一物质固、液、气三种状态的牖值相同

C.AH<0,AS>0的反应可自发进行―

D.在其他条件不变的情况下，使用催化剂可以改变化学反应进行的方向

(2)分析下列反应，在任何温度下均能自发进行的是(D)

1

A.2N2(g)+O2(g)=2N2O(g)A/7=+163kJmoI_

B.Ag(s)4-^C12(g)=AgCl(s)A//=-127kJ-mor1

-1

C.HgO(s)=Hg(l)+1o2(g)A//=+91kJ-mol

1

D.H2O2(l)=5O2(g)4-H2O(l)A/7=-98kJ-mol

(3)能自发进行的反应一定能实际发生吗？

［提示］(2)A项，该反应A”〉。、AS<0,在任何温度下都不能自发进行；B项，该反应

VO、AS<0,在高温下不能自发进行；C项，该反应AH〉。、AS>0,在低温下不能自发进行;

D项，该反应△“<()、AS>0,在任何温度下都能自发进行。

(3)不一定，化学反应方向的判据指出的仅仅是在一定条件下化学反应自发的趋势，并不

能说明在该条件下反应一定能实际发生，还要考虑化学反应的快慢问题。

考点突破提升

微考点1化学反应方向的判断

►►■典例1(1)(2021・经典习题汇编)下列有关说法正确的是(D)

A.反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g)的△〃<(),AS>0

B.反应4Fe(s)+3Ch(g)=2Fe2O3(s)常温下可自发进行，该反应为吸热反应

C.Na与HzO的反应是牖增的放热反应，该反应不能自发进行

D.某吸热反应能自发进行，因此该反应是燃增反应

［解析M(g)+3H2(g)2N%(g)的ASV0,故A项错误；在常温下能自发进行，NG=bH

—7ASV0,该反应的气体被消耗，嫡减少，ASV0,因此该反应△”<(),属于放热反应，故B

项错误；若反应的△，<(),AS>0则AGV0,反应一定能自发进行，故C项错误；若一个反

应的△”>()且能够自发进行，那么必有AS>0,故D项正确。

(2)(2021・湖北荆门模拟)①汽车燃油不完全燃烧时产生CO,有人设想按下列反应除去CO：

2CO(g)=2C(s)+O2(g)o已知该反应的△”>(),判断该设想能否实现并写出依据：_该设想

不能实现，因为该反应是持增、靖减的反应，任何温度下均不能自发进行

②超音速飞机在平流层飞行时，尾气中的NO会破坏臭斜层。科学家正在研究利用催化技

术将尾气中的NO和CO转变成CO?和N2,化学方程式为2NO+2CO2CO2+N2o若反应

能够自发进行，则反应的(填或“=")0。

［解析］①2co(g)=2C(s)+O2(g),该反应是给增、病减的反应。根据△G=AH—7AS>0,

该设想不能实现。

②该反应为炳减反应，能自发进行，说明AHVO。

〔对点集训1〕(2021•云南玉溪元江一中高三月考)下列说法正确的是(B)

A.能自发进行的反应一定能迅速发生

B.反应NH4HCO3(s)=NH3(g)+H2O(g)+CO2(g)AH=+185.57kJmo「能自发进行，

是因为体系有自发地向混乱度增大的方向转变的倾向

C.因为熠变和埔变都与反应的自发性有关，因此焙变或燧变均可以单独作为判断反应能

否自发进行的判据

D.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

［解析1反应进行的自发趋势与反应速率无关，能自发进行的反应速率不一定大，A项错误；

△“一TASV0的反应可自发进行，由△”>()、AS>0,能自发进行，是因为体系有自发地向混

乱度增大的方向转变的倾向，B项壬确；熔变或病变单独作为判断反应方向的判据不全面，应

使用复合判断据Aa-TASVO判断反应能否自发进行，C项错误；催化剂对平衡移动无影响,

即催化剂不能改变化学反应进行的方向，D项错误。

字萃取精华:

焙变、嫡变和温度对化学反应方向的影响

△S△H—7AS反应情况

—+负值在任何温度下，过程均自发进行

+—正值在任何温度下，过程均不能自发进行

低温为正

++低温时非自发，高温时自发

高温为负

低温为负

一—低温时自发，高温时非自发

高温为正

微考点2转化率的判断与“算

►►■典例2

(2021・湖北黄冈模拟)在恒压、、。和02的起始浓度一定的条件下，催化反应相同时间，

测得不同温度下NO转化为N02的转化率如图中实线所示(图中虚线表示相同条件下NO的平

衡转化率随温度的变化)。下列说法正确的是(B)

A.反应2N0(g)+Ch(g)2NCh(g)的AH>0

B.图中X点所示条件下，延长反应时间能提高NO转化率

C.图中Y点所示条件下，增加02的浓度不能提高NO转化率

D.380c下，c起始(02)=5.0X104moiLNO平衡转化率为50%,则平衡常数K=2000

1解析］随温度升高NO的转化率先升高后降低，说明温度升高平衡向逆方向移动，AHV0,

A错误；根据上述分析，X点时，反应还未到达平衡状态，延长反应时间能提高NO的转化率，

B正确；Y点，反应已经达到平衡状态，增加02的浓度，平衡向正反应方向移动，提高NO

-1

的转化率，C错误；设NO起始浓度为amol-L,NO的转化率为50%,则平衡时NO、O2

和NO?的浓度分别为0.5amolL-\(5X10-4-0.25a)molf\0.5amolL-1,根据平衡常数表

2

C(NO2)

达式K=2=

C(NO)-C(O2)

________(0.5ap_________1

7=2000,D错误。

(0.5a)2X(5X10-4-0.25fl)"5X10

(对点集训2〕(1)(2021•山东青岛高三检测)在10L恒容密闭容器中充入X(g)和Y(g),

发生反应X(g)+Y(g)M(g)+N(g),所得实验数据如下表:

实验温度起始时物质的量/mol平衡时物质的量/mol

编号/℃〃(X)〃(Y)〃(M)

7000.400.100.090

②8000.100.400.080

③8000.200.30a

④9000.100.15b

下列说法正确的是(C)

A.实验①中，若5min时测得，n(M)=0.050mol,则。至5min时间内，用N表示的平均

反应速率。(N)=1.0X102molL'min1

B.实验②中，该反应的平衡常数K=2.0

C实验③中，达到平衡时，X的转化率为60%

D.实验④中，达到平衡时，Q0.060

[解析I该反应是气体分子数相等的反应，由实脸①②数据知：温度升高，M的产率减小，

0.05mol

所以该反应的正反应是放热反应C实验①中，0〜5min内，。(N)=0(M)=$^-=1X103molL

-'-min-1,A项错误，实验②中，达到平衡时，.X)=MC)m[=0002moiLjc(Y)=

1UL

(0.4—0.08)mol_0.08molO.OO82

IN—0.032mol-L,c(M)—c(N)=7777—0.008mol-L,K=八“可、二八一二1,B

1UL1ULU.UUZ入U・U”

0乂0

1010

项错误；实睑③温度与实验②相同，所以平衡常数相同，K=—-------——=1,解得4=0.12,

0.2—。[).3—a

10X10

012

所以反应转化的X也是0.12mol,X的平衡转化率为黄X100%=60%,C项正确；实验④中

反应物起始浓度均为实验③的一半，两实验中反应物比值相等，因该反应是气体分子数不变

的反应，所以若在恒温恒容条件下两实验所达平衡是等效的，即实验④若在800°C达平衡时，

〃(M)=0.()6mol,现在温度是900。升高温度，平衡逆向移动，故〃V0.060,D项错误。

(2)(2021・安徽滁州模拟)化工生产中原料转化与利用非常重要，现有反应：CCL+

H2CHCh+HCL查阅资料可知沸点：CCL为77C,CHCb为61.2℃。在密闭容器中，

该反应达到平衡后，测得下表数据。

实验初始CC14浓初始H2浓度CC14的平衡

温度℃

序号(molL-1)转化率

11100.81.2a

21101.01.050%

31001.01.0b

①在100℃时，此反应的化学平衡常数表达式为:

，汇二:：在11。℃时的平衡常数为1。

②在实验2中，若I小时后反应达到平衡，则H,的平均反应速率为0.3mol・Llh」.

在此平衡体系中再加入0.5molCCL»和l.OmolHCL平衡将向逆反应方向移动。

③实验1中，CCLi的转化率〃二50%（填"=”或"V"）。实验3中,b的值（填

字母序号）。

A.等于50%

B.大于50%

C.小于50%

D.由本题所给资料无法判断

f解析］①根据题给各物质的沸点及反应温度可知所有物质均为气态，该反应的平衡常数表

达式K=由实验2可知，CCL的转化率为50%,则立衡时C（CCL0=«H2）