内容正文:
第2课时 化学平衡状态
一、可逆反应
正反应
逆反应
正反应
逆反应
提示:不是。充、放电过程条件不同,也不是同时发生。
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二、化学平衡状态
化学平衡状态的建立 建立过程
图像
化学平衡状态 概念 当外界条件不变时,可逆反应进行到一定程度,正反应速率与逆反应速率相等,反应物和生成物的浓度不再随时间而发生变化
特征
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[微思考]
①何为正逆反应速率相等?
②“反应物和生成物的浓度保持不变”是指反应物的浓度等于生成物的浓度吗?
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提示:正逆反应速率相等是指同种物质消耗的速率等于生成的速率,若比较的是不同的物质,则反应速率与反应方程式的化学计量数成正比。
提示:不是,“反应物和生成物的浓度保持不变”是指某种反应物或生成物的各自浓度不随时间延长而发生改变。
解析:在可逆反应中,平衡时不可能出现某物质浓度为零的情况。A.X2为0.2 mol·L-1,表明Z2全部转化为X2和Y2,错误;同理,C、D错误。
答案:B
解析:可逆反应中,反应物不可能完全转化。由于反应中X、Y按物质的量之比为1∶1反应,所以X过量,若Y完全反应,则c(Z)=3.0 mol·L-1,c(W)=2.0 mol·L-1。但Y不可能完全反应,所以0 mol·L-1<c(Z)<3.0 mol·L-1,
0 mol·L-1<c(W)<2.0 mol·L-1。
答案:B
解析:根据题给数据和反应方程式分析,X和Y的平衡浓度之比为1∶3,反应中浓度变化量之比为1∶3,故c1∶c2=1∶3,A正确;平衡时,Y和Z的生成速率之比等于化学方程式中化学计量数之比,等于3∶2,B正确;X、Y的变化量之比和起始量之比相同,所以二者转化率相等,C错误;利用极限法分析,若起始时c3=0,则c1=0.14,又c1、c2、c3均不为0,故c1的取值范围为0<c1<0.14,D正确。
答案:C
[解析] ①中生成n mol O2的同时生成2n mol NO,都是正反应速率,不能作为判断依据;②中生成n mol O2为正反应速率,同时生成2n mol NO2为逆反应速率,且符合化学计量数之比,正确;③不能作为判断依据;④中NO2为红棕色气体,颜色不再发生变化,说明其浓度不再发生变化,说明反应达到平衡;⑤中该体系混合气体的密度为一恒定的数值,所以不能作为判断达到平衡的标志。
[答案] B
[生成认知]
1.化学平衡的判断依据,即化学平衡的两个主要特征
2.判断方法
本质特征 v(正)=v(逆)≠0
宏观表现 反应混合物中各组分含量保持不变
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量浓度一定 平衡
②各物质的质量或质量分数一定 平衡
③各气体的体积或体积分数一定 平衡
④总体积、总压强、总物质的量一定 不一定平衡
压强 ①若m+n≠p+q时,总压强一定(其他条件一定) 平衡
②m+n=p+q时,总压强一定(其他条件一定) 不一定平衡
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3.利用“变量”与“不变量”判断化学平衡状态
提示:不能,由于反应体系中的A为固体,生成B、C都是气体,因此不管反应进行到什么程度,B的百分含量始终是50%。
解析: 2v(CO)消耗=3v(H2O)生成是用不同物质表示的化学反应速率,反应速率之比等于系数之比,但都是正反应方向的,A错误;在任何情况下断裂3NA个H—H键的同时,都会生成30 g 1丙醇,这表示的都是正反应速率,不能据此判断反应是否达到平衡状态,B不符合题意;反应在绝热密闭容器中进行,若容器中的压强不再变化,说明气体的物质的量及反应放出的热量不再发生变化,反应达到平衡状态,C符合题意;反应在恒容密闭容器中进行,气体的体积不变,由于反应混合物都是气体,气体的质量不变,则混合气体的密度始终不变,因此不能据此判断反应是否达到平衡状态,D不符合题意。
答案:C
解析:正反应速率和逆反应速率相等,或各组分的物质的量、体积分数、质量分数、浓度等不再变化时,反应达到平衡状态,③④已达平衡,⑤不一定处于平衡状态;若该反应为体积不变的气体反应,无论反应是否达到平衡,容器内混合气体的总物质的量、总压强、混合气体的质量、密度、平均相对分子质量等都不随时间变化而变化,①②不一定处于平衡状态。
答案:A
赢微点——内化学科素养
化学平衡状态的判断步骤
解题步骤 解题注意事项
审题,看清要求 先看题目,了解题目要求及给出的可能的化学平衡状态
套用两个标志 (1)微观标志:v正=v逆≠0
(2)宏观标志:反应混合物中各组分的百分含量一定
解析:①中表示的反应速率的方向相反,但不满足反应速率之比等于相应的化学计量数之比;②产物中I2(g)有颜色,当体系的颜色不再发生变化时,说明I2(g)的浓度不再变化,可以判断反应达到平衡状态;平衡时各物质的浓度不