化学平衡状态 以及判定

第二节化学平衡状态化学平衡移动1.了解化学反应的可逆性及化学平衡的建立。2.掌握化学平衡的特征。理解外界条件（浓度、温度、压强、催化剂等）对化学平衡的影响，能用相关理论解释其一般规律。3.了解化学平衡的调控在生活、生产和科学研究领域中的重要作用。考纲要求：化学平衡状态考点一学什么双基为本，基稳才能楼高？一理清两个概念1．可逆反应2．化学平衡状态一定条件下的可逆反应，当反应进行到一定程度时，正反应速率和逆反应速率，反应物的浓度和生成物的浓度的状态，称为“化学平衡状态”，简称化学平衡。相等不变二掌握化学平衡状态的建立、特点和判定标准1．化学平衡的建立(1)建立过程在一定条件下，把某一可逆反应的反应物加入固定容积的密闭容器中。反应过程如下：(2)建立过程可用下图表示：2．化学平衡的特点3．化学平衡的判定对于密闭容器中的可逆反应：mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)是否达到平衡可以归纳如下表(用“平衡”或“不一定平衡”填表)化学反应mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)是否平衡混合物体系中各成分的含量①各物质的物质的量或物质的质量分数一定______②各物质的质量或质量分数一定_____③各气体的体积或体积分数一定_____④总体积、总压强、总物质的量一定___________平衡平衡平衡不一定平衡化学反应mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)是否平衡正、逆反应速率之间的关系①在单位时间内消耗了mmolA，同时也生成了mmolA_____②在单位时间内消耗了nmolB，同时也消耗了pmolC______③v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)＝m∶n∶p∶q___________④在单位时间内生成了nmolB，同时也消耗了qmolD___________压强①其他条件一定、总压强一定，且m＋n≠p＋q_____②其他条件一定、总压强一定，且m＋n＝p＋q___________平衡不一定平衡平衡不一定平衡平衡不一定平衡化学反应mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)是否平衡混合气体的平均相对分子质量①平均相对分子质量一定，且m＋n≠p＋q______②平均相对分子质量一定，且m＋n＝p＋q____________温度任何化学反应都伴随着能量变化，当体系温度一定时______气体的密度密度一定____________颜色反应体系内有色物质的颜色稳定不变______平衡不一定平衡平衡不一定平衡平衡基点小练判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。(1)2H2O电解点燃2H2↑＋O2↑为可逆反应()(2)二次电池的充、放电为可逆反应()(3)对反应A(g)＋B(g)C(g)＋D(g)，压强不随时间而变，说明反应已达平衡状态()(4)对于NO2(g)＋SO2(g)SO3(g)＋NO(g)反应，当每消耗1molSO3的同时生成1molNO2时，说明反应达到平衡状态()(5)化学平衡状态指的是反应静止了，不再发生反应了()×××××(6)对于A(g)＋B(g)2C(g)＋D(g)反应，当密度保持不变，在恒温恒容或恒温恒压条件下，均不能作为达到化学平衡状态的标志()(7)恒温恒容下进行的可逆反应：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)，当SO3的生成速率与SO2的消耗速率相等时，反应达到平衡状态()(8)在2L密闭容器内，800℃时反应2NO(g)＋O2(g)2NO2(g)体系中，当该容器内颜色保持不变时能说明该反应已达到平衡状态()×√×考什么？高考为标，全练题点无盲区备考题点（一）化学平衡状态的判定1．可逆反应：2NO2(g)2NO(g)＋O2(g)，在容积固定的密闭容器中达到平衡状态的标志是()①单位时间内生成nmolO2的同时生成2nmolNO2②单位时间内生成nmolO2的同时生成2nmolNO③用NO2、NO、O2表示的反应速率之比为2∶2∶1的状态④混合气体的颜色不再改变的状态⑤混合气体的密度不再改变的状态⑥混合气体的压强不再改变的状态⑦混合气体的平均相对分子质量不再改变的状态A．只有①④⑥⑦B．只有②③⑤⑦C．只有①③④⑤D．全部①中单位时间内生成nmolO2的同时生成2nmolNO2，能说明反应达到平衡，②单位时间内生成nmolO2必生成2nmolNO，不能说明反应达到平衡状态。③中无论达到平衡与否，用各物质表示的化学反应速率之比都等于化学计量数之比。④有色气体的颜色不变，则表示物质的浓度不再变化，说明反应已达到平衡。⑤气体体积固定、质量反应前后守恒，密度始终不变。⑥反应前后Δνg≠0，压强不变，意味着各物质的含量不再变化。⑦由于气体的质量不变，气体的平均相对分子质量不变时，说明气体中各物质的物质的量不变，反应达到平衡。A2．一定温度下在容积恒定的密闭容器中，进行如下可逆反应：A(s)＋2B(g)C(g)＋D(g)，下列叙述能表明该反应已达到平衡状态的是()①混合气体的密度不再变化时②容器内气体的压强不再变化时③混合气体的总物质的量不再变化时④B的物质的量浓度不再变化时⑤混合气体的平均相对分子质量不再改变的状态⑥当v正(B)＝2v逆(C)A．①④⑤⑥B．②③⑥C．②④⑤⑥D．只有④A为固态，反应正向进行时气体质量增大，逆向进行时气体质量减小，所以，密度不变时平衡，①正确；该反应前后气体体积不变，所以压强不变时不一定平衡，②错误；该反应前后气体物质的量相等，所以混合气体的总物质的量不变不一定平衡，③错误；B的浓度不变，说明反应平衡了，④正确；混合气体的平均相对分子质量不再改变的状态，说明气体的质量不变，正、逆反应速率相等，反应达到平衡，⑤正确；v正(B)＝2v逆(C)时，说明正、逆反应速率相等，反应达到平衡，⑥正确。A3．一定温度下，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因反应容器保持恒压，所以容器体积随反应进行而不断变化，结合ρ气＝m/V可知，气体密度不再变化，说明容器体积不再变化，即气体的物质的量不再变化，反应达到平衡状态，①符合题意；无论是否平衡，反应的ΔH都不变，②不符合题意；反应开始时，加入1molN2O4，随着反应的进行，N2O4的浓度逐渐变小，故v正(N2O4)逐渐变小，直至达到平衡，③不符合题意；N2O4的转化率不再变化，说明N2O4的浓度不再变化，反应达到平衡状态，④符合题意，故选D。D[活学活用]2．可逆反应：2NO22NO＋O2在恒容的密闭容器中进行，达到平衡状态的标志是()①单位时间内生成nmolO2的同时生成2nmolNO2②单位时间内生成nmolO2的同时生成2nmolNO③用NO2、NO、O2表示的反应速率的比为2∶2∶1的状态④混合气体的颜色不再改变的状态⑤混合气体的密度不再改变的状态⑥混合气体的压强不再改变的状态⑦混合气体的平均相对分子质量不再改变的状态A．①④⑥⑦B．②③⑤⑦C．①③④⑤D．全部学习·探究区本课时栏目开关知识·回顾区学习·探究区自我·检测区3．一定温度下，在固定容积的密闭容器中，可逆反应：mA(s)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)，当m、n、p、q为任意正整数时，下列状态：①体系的压强不再发生变化，②体系的密度不再发生变化，③各组分的物质的量浓度不再改变，④各组分的质量分数不再改变，⑤反应速率vB∶vC∶vD＝n∶p∶q，其中，能说明反应已达到平衡的是()A．只有③④B．只有②③④C．只有①②③④D．①②③④⑤学习·探究区解析若n＝p＋q，压强不变时，不能说明反应已达到平衡；B根据ρ＝m气V，随着反应的进行，m(气)变而V不变，故ρ是变量，当ρ不变时，反应已达到平衡。本课时栏目开关知识·回顾区学习·探究区自我·检测区3．恒温恒容条件下，发生化学反应H2(g)＋I2(g)2HI(g)，下列选项中不能作为达到平衡的标志的是()A．混合气体颜色不再变化B．单位时间内生成nmol氢气的同时生成nmol碘蒸气C．若该反应在隔热密闭体积恒定的容器中进行反应，体系的温度不再变化D．2v正(H2)＝v逆(HI)自我·检测区解析单位时间内生成nmolH2(g)是逆反应，生成nmolI2(g)也是逆反应，故无法判断反应是否达平衡。B本课时栏目开关知识·回顾区学习·探究区自我·检测区4．对于恒容密闭容器中发生的可逆反应N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)ΔH0，能说明反应达到化学平衡状态的为()A．断开一个N≡N键的同时有6个N—H键生成B．混合气体的密度不变C．混合气体的平均相对分子质量不变D．N2、H2、NH3分子数比为1∶3∶2的状态自我·检测区解析断开N≡N键与生成N—H键是同一个反应方向，A不对；C恒容密闭容器混合气体密度始终不变；平均相对分子质量Mr＝mn，反应过程中m始终不变，若Mr不变，则n不变，说明反应已达平衡。本课时栏目开关知识·回顾区学习·探究区自我·检测区5．550℃时，有如下反应：2SO2＋O22SO3ΔH0。(1)把2molSO2和1molO2放入恒容的密闭容器中，判断该反应达到平衡状态的标志是(填字母)。a．SO2和SO3浓度相等b．SO2百分含量保持不变c．容器中气体的压强不变d．SO3的生成速率与SO2的消耗速率相等e．容器中混合气体的密度保持不变自我·检测区本课时栏目开关知识·回顾区学习·探究区自我·检测区(2)(1)中所述反应到达平衡后，再向混合气体中充入一定量的18O2，足够长的时间后，18O原子(填字母)。a．只存在于O2中b．只存在于O2和SO3中c．只存在于O2和SO2中d．存在于O2、SO2和SO3中自我·检测区解析(1)到达平衡时，各组分百分含量不变，所以b正确。这是一个不等体反应，压强不变，说明反应已达平衡，c正确。答案(1)bc(2)可逆反应表现为正、逆反应均在进行，随着正反应的进行，18O会存在于SO3中，随着逆反应的进行，18O又会存在于SO2中。(2)d本课时栏目开关知识·回顾区学习·探究区自我·检测区规律•方法判断化学平衡状态的方法——“正逆相等，变量不变”以下几种情况不能作为可逆反应达到化学平衡状态的标志：①某一时刻，各物质的浓度(或物质的量或分子数)之比等于化学计量数之比的状态。②恒温、恒容条件下气体体积不变的反应，混合气体的压强或气体的总物质的量不随时间而变化，如2HI(g)I2(g)＋H2(g)。③全部是气体参加的体积不变的反应，体系的平均相对分子质量不随时间而变化，如2HI(g)I2(g)＋H2(g)。④全部是气体参加的反应，恒容条件下体系的密度保持不变。题点(二)极端假设法在化学平衡计算中的应用2．在一密闭容器中进行反应：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)。已知反应过程中某一时刻SO2、O2、SO3的浓度分别为0.2mol·L－1、0.1mol·L－1、0.2mol·L－1。当反应达到平衡时可能存在的数据是()A．SO2为0.4mol·L－1，O2为0.2mol·L－1B．SO3为0.25mol·L－1C．SO2、SO3均为0.15mol·L－1D．SO3为0.4mol·L－1自我·检测区本课时栏目开关知识·回顾区学习·探究区自我·检测区4．可逆反应N2＋3H22NH3，在容积为10L的密闭容器中进行，开始时加入2molN2和3molH2，达平衡时，NH3的浓度不可能达到()A．0.1mol·L－1B．0.2mol·L－1C．0.05mol·L－1D．0.15mol·L－1解析：2molN2和3molH2反应，假设反应能够进行到底，则3molH2完全反应，生成2molNH3，此时NH3的浓度为0.2mol·L－1，但由于是可逆反应，不能完全反应，所以NH3的浓度达不到0.2mol·L－1。答案：B5．在密闭容器中进行反应：X2(g)＋Y2(g)2Z(g)，已知X2、Y2、Z的起始浓度分别为0.1mol·L－1、0.3mol·L－1、0.2mol·L－1，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－1B．Y2