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第32讲 化学平衡状态与化学平衡移动
[课程标准] 1.理解外界条件(浓度、温度、压强)对化学平衡的影响,能用相关理论解释其一般规律。2.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。
考点一 化学平衡状态
1.可逆反应——“二同一不能”
(1)“二同”:同一条件下;正、逆反应同时进行。
(2)“一不能”:不能进行到底。
2.化学平衡状态
(1)概念
一定条件下的可逆反应中,当正反应速率和逆反应速率相等时,反应物和生成物的浓度均保持不变,即体系的组成不随时间而改变的状态。
(2)建立
(3)特征
3.判断平衡状态的两种方法
(1)“正逆相等”: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,反应达平衡状态。
(2)“变量不变”:如果一个量是随反应进行而改变的,当其不变时为平衡状态;一个随反应进行保持不变的量,不能作为判断是否平衡的依据。
[正误辨析]
(1)二次电池的充、放电为可逆反应( )
(2)在化学平衡建立过程中,v正一定大于v逆( )
(3)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( )
(4)在一定条件下,向密闭容器中充入1 mol N2和3 mol H2充分反应,生成2 mol NH3( )
答案: (1)× (2)× (3)× (4)×
1.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0.1 mol/L、0.3 mol/L、0.2 mol/L,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0.3 mol/L B.Y2为0.4 mol/L
C.X2为0.2 mol/L D.Z为0.4 mol/L
A [当Z完全转化为X2、Y2时,X2、Y2分别为0.2 mol/L、0.4 mol/L;当0.1 mol/L X2完全转化为Z时,Y2为0.2 mol/L,Z为0.4 mol/L,则0<X2<0.2 mol/L,0.2 mol/L<Y2<0.4 mol/L,0<Z<0.4 mol/L,A选项符合题意。]
2.可逆反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g)的正、逆反应速率可用各反应物或生成物浓度的变化来表示。下列各关系中能说明反应已达到平衡状态的是( )
A.3v正(N2)=v正(H2)
B.v正(N2)=v逆(NH3)
C.2v正(H2)=3v逆(NH3)
D.v正(N2)=3v逆(H2)
C [A项无逆反应速率;B项,=,即2v正(N2)=v逆(NH3)时,反应达到平衡状态;C项,=,即2v正(H2)=3v逆(NH3)时反应达到平衡状态;D项,=,即3v正(N2)=v逆(H2)时反应达到平衡状态。]
3.在一定温度下的定容容器中,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2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)达到平衡状态的是 (填序号,下同)。
(2)能说明I2(g)+H2(g)2HI(g)达到平衡状态的是 。
(3)能说明2NO2(g)N2O4(g)达到平衡状态的是 。
(4)能说明C(s)+CO2(g)2CO(g)达到平衡状态的是 。
(5)能说明NH2COONH4(s)2NH3(g)+CO2(g)达到平衡状态的是 。
(6)能说明5CO(g)+I2O5(s)5CO2(g)+I2(s)达到平衡状态的是 。
答案: (1)①③④⑦ (2)⑤⑦ (3)①③④⑤⑦ (4)①②③④⑦ (5)①②③ (6)②④⑦
4.若将上述题目中的(1)~(4)改成一定温度下的恒压密闭容器,结果又如何?
(1) (2)
(3) (4)
答案: (1)②③④⑦ (2)⑤⑦ (3)②③④⑤⑦ (4)②③④⑦
5.汽车尾气净化的主要原理为2NO(g)+2CO(g) 2CO2(g)+N2(g) ΔH<0。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t1时刻达到平衡状态的是 (填标号)。
解析: ①达到平衡时,v正应保持不变。②由于是放热反应,又是绝热容器,体系温度升高,平衡左移,K减小,达到平衡时保持不变。③图中达到平衡时,CO、CO2的物质的量的变化量之比不是1∶1。④w(NO)逐渐减小,达到平衡时保持不变。⑤因正反应