内容正文:
第七章 化学反应速率与化学平衡
第2讲 化学平衡
1
1.可逆反应
(1)定义:同一条件下,即可向正反应方向进行,同时也可以向逆反应方向进行的反应。
(2)常见的可能反应
合成氨、弱电解质的电离、盐类的水解等
(3)特征:
一、化学平衡状态
【温馨提示】
可逆反应方程式中不用“=”表示,而用“ ”连接
a.反应有一定限度,转化率小于100%
b.反应物、生成物共存
极端假设法在解化学平衡状态题中的应用
例1.(双选)一定条件下,对于可逆反应
X(g)+3Y(g) ⇌ 2Z(g),若X、Y、Z的起始浓度分别为c1、c2、c3(均不为零),达到平衡时,X、Y、Z的浓度分别为0.1 mol·L-1、0.3 mol·L-1、0.08 mol·L-1,则下列判断正确的是 ( )
A. c1∶c2=1∶3
B. 平衡时,Y和Z的生成速率之比为2∶3
C. X、Y的转化率不相等
D. c1的取值范围为0 mol·L-1<c1<0.14 mol·L-1
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2.化学平衡状态
(1)概念:一定条件下的可逆反应中,正反应速率与逆反应速率相等,反应体系中所有参加反应的物质的浓度保持不变的状态。
(2)特点:
逆、等、动、定、变
(3)判断标志:
“正逆相等”
“变量不变”
其它变量:压强、气体的总物质的量、平均相对分子质量、气体的密度、颜色、绝热容器的温度等
例2、能够说明 N2 + 3H2 2NH3反应在恒温恒容密闭容器中已达到平衡状态的是 :
(1)容器内N2、H2、NH3三者浓度相等
(2)容器内N2、H2、NH3的浓度比恰为1:3:2
(3)t min内生成1molNH3同时消耗0.5molN2
(4)t min内生成1molN2同时消耗3mol H2
(5)断裂3molH-H键的同时,断裂6molN-H键
(6)v(N2) = 3v(H2)
(7)容器内压强不随时间的变化而变化
(8)容器内气体的平均密度不再发生变化
(9)容器内的平均摩尔质量不再发生变化
(×)
(×)
(×)
(√)
(√)
(√)
(√)
(×)
3v正(N2) = v逆(H2)
(×)
例3、在一定温度下的恒容密闭容器中,当下列物理量不再发生变化时: ①混合气体的压强, ②混合气体的密度, ③混合气体的总物质的量,④混合气体的平均相对分子质量,⑤混合气体的颜色,⑥各反应物或生成物的浓度之比等于化学计量数之比, ⑦某种气体的百分含量。
(1)能说明I2(g)+H2(g) 2HI(g)达到平衡状态的是_____。
(2)能说明2NO2(g) N2O4(g)达到平衡状态的是________。
(3)能说明C(s)+CO2(g) 2CO(g)达到平衡状态的是________。
(4)能说明NH2COONH4(s) 2NH3(g)+CO2(g)达到平衡状态的是________。
(5)能说明反应 达到平衡状态的是_________。
⑤⑦
①③④⑤⑦
①②③④⑦
①②③
若上述题目中的(1)~(3)改成在一定温度下的恒压密闭容器中进行,结果又如何?
(1)⑤⑦ (2)②③④⑤⑦ (3)②③④⑦
②④⑦
化学平衡状态标志的判断
(1)“两审”
一审题干条件: 恒温恒容还是恒温恒压;
二审反应特点:
①是否有固体或液体物质参加反应
②反应前后气体体积是否发生变化。
(2)“两标志”
“正逆相等”
“变量不变”
恒温恒容Ⅰ
恒温恒压Ⅱ
例4、汽车尾气净化的主要原理为 。若该反应在绝热、恒容的密闭体系中进行,下列示意图正确且能说明反应在进行到 时刻达到平衡状态的是_________(填序号)。
②③④⑤
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5. 298K时,将20mL3xmol·L-1Na3AsO3、20mL3xmol·L-1I2和20mLNaOH溶液混合,发生反应:
AsO3 3-(aq)+I2(aq)+2OH-(aq) ⇌ AsO 43-(aq)+2I-(aq)+H2O(l)。
溶液中c(AsO)与反应时间(t)的关系如图所示。
1)下列可判断反应达到平衡的是________(填标号)。
a.溶液的pH不再变化 b.v(I-)=2v(AsO3 3-)
c.c(AsO 43-)/c(AsO3 3-)不再变化 d.c(I-)=ymol·L-1
(2)tm时,v正________v逆(填“大于”“小于”