内容正文:
第2节 化学平衡状态 化学平衡移动
素
养
呈
现
1.了解化学反应的可逆性及化学平衡的建立。(变化观念与平衡思想)
2.掌握化学平衡的特征。(证据推理与模型认知)
3.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。(变化观念与平衡思想)
4.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。(科学态度与社会责任)
考点一 可逆反应与化学平衡状态
[教材梳理·自主预诊]
一、可逆反应
1.定义
在 同一 条件下既可以向 正 反应方向进行,同时又可以向 逆 反应方向进行的化学反应。
2.特点
双向性
指可逆反应分为方向相反的两个反应:正反应和逆反应
双同性
指正、逆反应是在同一条件下,同时进行
共存性
指反应物的转化率小于100%,反应物与生成物共存
3.表示
在方程式中用“”表示。
二、化学平衡状态
1.概念
在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 质量或浓度 保持不变的状态。
2.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:
以上过程可用如图表示:
3.特点
三、判断化学平衡状态的两种方法
1.动态标志:v正=v逆≠0
(1)同种物质:同一物质的生成速率等于消耗速率。
(2)不同物质:必须标明是“异向”的反应速率关系。如aA+bBcC+dD,=时,反应达到平衡状态。
2.静态标志:各种“量”不变
(1)各物质的质量、物质的量或浓度不变。
(2)各物质的百分含量(物质的量分数、质量分数等)不变。
(3)温度、压强(化学反应方程式两边气体体积不相等)或颜色(某组分有颜色)不变。
1.正误判断(正确的打“√”,错误的打“×”)
(1)CaO+CO2===CaCO3和CaCO3CaO+CO2↑互为可逆反应( × )
提示:正、逆反应不是在同一条件下进行的,错误。
(2)化学反应达到平衡状态时,各组分的浓度、百分含量保持不变,但它们的物质的量之比不一定与方程式对应化学计量数之比相等( √ )
提示:方程式的化学计量数之比等于对应物质的物质的量的变化量之比,所以平衡时各物质的物质的量之比不一定等于化学计量数之比。正确。
(3)对反应A(g)+B(g)C(g)+D(g),压强不随时间而变,说明反应已达到平衡状态( × )
提示:对反应A(g)+B(g)C(g)+D(g),由于反应前后气体的量不变,所以压强一直不随时间而变,错误。
(4)在一恒温恒容的密闭容器中充入2 mol SO2、1 mol O2,一定条件下发生反应,在相同的容器中充入2 mol SO3,在相同条件下发生反应。二者最终达到的平衡各组分的百分含量对应相同( √ )
提示:根据等效平衡的建立条件,二者属于恒温恒容等量投料,建立的平衡等效。正确。
(5)可逆反应都具有一定的限度,化学反应的限度可以通过改变反应条件而改变( √ )
提示:可逆反应的反应物不能都转化为生成物,所以具有一定的限度。一个可逆反应达到平衡状态就是这个反应在该条件下所能达到的限度,条件改变平衡会发生移动,其限度发生变化。正确。
(6)在恒温恒压条件下,对于反应A(g)+B(g)2C(g)+D(g),当密度保持不变时,反应达到化学平衡状态( √ )
提示:此反应是所有物质均为气体且正反应气体物质的量增大的反应,由于恒压,所以未达到平衡前体系的体积会随反应进行而变化,只有平衡时体系内气体物质的量保持不变了,体系的体积才不再变化,密度才不再变化,所以正确。
(7)在2 L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( √ )
提示:颜色不变时也就是NO2浓度不变了,可以说明该反应已达到平衡状态,正确。
2.向含有2 mol SO2的容器中通入过量氧气发生反应:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) ΔH=-Q kJ·mol-1(Q>0),充分反应后生成SO3的物质的量 ______ 2 mol(填“<”“>”或“=”,下同),SO2的物质的量 ________ 0 mol,转化率 ________ 100%,反应放出的热量 ________ Q kJ。
答案:< > < <
[题组集训·夯实基础]
◆[题组1] “极端转化”确定各物质的量
1.可逆反应N2+3H22NH3,在容积为10 L的密闭容器中进行,开始时加入2 mol N2和3 mol H2,达平衡时,NH3的浓度不可能达到( )
A.0.1 mol·L-1 B.0.2 mol·L-1
C.0.05 mol·L-1 D.0.15 mol·L-1
解析:B [2 mol N2和