内容正文:
6.2.1 可逆反应与化学平衡
学习聚焦
知识精讲
知识点01 可逆反应及判定
可逆反应
在同一条件下,既能向正反应方向进行,同时又能向逆反应方向进行的反应。
可逆反应总是不能进行到底,得到的总是反应物和生成物的混合物。
【即学即练1】当可逆反应在一定条件下达到平衡时,和的关系为
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】A.v逆>v正,逆反应速率大于正反应速率,反应尚未达到平衡,A错误;
B.v逆<v正,正反应速率大于逆反应速率,反应尚未达到平衡,B错误;
C.v逆=v正=0,说明反应已经停止,并不是平衡状态,C错误;
D.v逆=v正≠0,说明反应达到平衡状态,D正确;
故答案选D。
知识点02 化学平衡状态的建立
化学平衡
1)定义:化学平衡状态,就是指在一定条件下的可逆反应里,正反应速率和逆反应速率相等,反应混合物中各组分的浓度保持不变的状态
2)标志
①v正=v逆
②各组分成分的物质的量、质量、含量保持不变
3)特征:
①“逆”:研究对象必须是 可逆 反应
②“等”:处于密闭体系的可逆反应,化学平衡状态建立的条件是正反应速率和逆反应速率相等。即v(正)=v(逆)≠0。这是可逆反应达到平衡状态的重要标志。
③“定”:当一定条件下可逆反应一旦达平衡(可逆反应进行到最大程度)状态时,在平衡体系的混合物中,各组成成分的含量(即反应物与生成物的物质的量,物质的量浓度,质量分数,体积分数等)保持一定而不变(即不随时间的改变而改变)。这是判断体系是否处于化学平衡状态的重要依据。
④“动”:指定化学反应已达化学平衡状态时,反应并没有停止,实际上正反应与逆反应始终在进行,且正反应速率等于逆反应速率,所以化学平衡状态是动态平衡状态。
⑤“变”:任何化学平衡状态均是暂时的、相对的、有条件的(与浓度、压强、温度等有关)。而与达平衡的过程无关(化学平衡状态既可从正反应方向开始达平衡,也可以从逆反应方向开始达平衡)。
【即学即练2】已知: 。T℃时,在体积为2L的恒容密闭容器中,起始加入2mol (g)和1mol (g),达到平衡时生成0.6mol (s)。下列说法能说明反应达到平衡状态的是
A.硫化氢的浓度是氧气浓度的2倍 B.容器中混合气体的压强不变
C.反应放出的热量为0.3Q kJ D.消耗2mol (g)的同时生成2mol (g)
【答案】B
【解析】A.起始加入2mol (g)和1mol (g),投料比为反应系数比,则硫化氢的浓度是氧气浓度的2倍为定值,不能说明反应达到平衡,A错误;
B.反应为气体分子数减小的反应,容器中混合气体的压强不变,说明反应达到平衡,B正确;
C.放热多少只能说明反应进行的程度大小,不能说明反应达到平衡,C错误;
D.消耗2mol (g)的同时生成2mol (g)描述的都是正反应,不能说明反应达到平衡,D错误;
故选B。
知识点03 化学平衡状态的判断
化学平衡状态的判断
反应举例
mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)
平衡判定
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分数一定
②各物质的质量或各物质的质量分数一定
③各气体的体积或体积分数一定
④m+n=p+q时,总体积、总压力、总物质的量一定
m+n≠p+q时,总体积、总压力、总物质的量一定
平衡
平衡
平衡
不一定平衡
平衡
正、逆反应速率的关系
①在单位时间内消耗了mmolA,同时生成mmolA,即v正=v逆
平衡
②在单位时间内消耗了nmolB,同时消耗了pmolC,即v正=v逆
平衡
③v(A):v(B):v(C):v(D)=m:n:p:q,v正不一定等于v逆
不一定平衡
④在单位时间内生成nmolB,同时消耗了qmolD
不一定平衡
压强
①m+n≠p+q时,总压强一定,其他条件一定
②m+n=p+q时,总压强一定,其他条件一定
平衡
不一定平衡
混合气体平均相对分子质量Mr
①m+n≠p+q时,Mr一定
②m+n=p+q时,Mr一定
平衡
不一定平衡
温度
任何反应都伴随着能量变化,当体系温度一定时
平衡
体系的密度
密度一定
不一定平衡
颜色
体系颜色不再变化
平衡
【思考】颜色发生变化,化学平衡一定被破坏吗?
不一定,如2HI(g) H2(g)+I2(g),增大压强,碘蒸气浓度增大,颜色变深,但化学平衡未被破坏。
特殊标志
“特殊标志”是指在特定环境、特定反应中,能间接衡量某一可逆反应是否达到化学平衡状态的标志。离开上述界定,它们不能作为一般反应是否达到化学平衡的判断依据。
(1)压强
① 对于反应前后气态物质化学计量数有变化的可逆反应,当体系总压强不变时,可逆反应一定处于化学平衡状态。如:N2(