2.2.1 化学平衡状态-2023-2024学年高二化学必备【考点·题型】讲与练（人教版2019选择性必修1）

2.2.1 化学平衡状态 核心素养发展目标 1、通过化学平衡状态的建立过程，知道化学平衡是一种动态平衡 2、熟知化学平衡状态的特征，掌握化学平衡状态的判断方法 考点梳理 一、化学平衡的研究对象——可逆反应 1、可逆反应的概念：在相同条件下，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称为可逆反应 2、表示方法 可逆反应方程式常用“”连接，把从左向右进行的反应称为正反应，把从右向左进行的反应称为逆反应 3、特点 (1)双向性：可逆反应分为方向相反的两个反应——正反应和逆反应 (2)双同性：同一条件下，正反应和逆反应同时发生、同时存在 (3)共存性：反应不能进行到底，反应物和生成物共存于同一体系中，反应物的转化率小于100%。 (4)能量转化类型相反：若正反应放热，则逆反应吸热 二、化学平衡状态 1、化学平衡的建立 (1)从浓度对速率的影响的角度分析 对于可逆反应N2＋3H22NH3，在一定温度下，将1 mol N2和3 mol H2通入一定体积的密闭容器中 浓度 速率变化 v正、v逆关系 反应开始 反应物浓度最大 v正最大 v正＞v逆 生成物浓度为0 v逆为0 反应进行中 反应物浓度逐渐减小 v正逐渐减小 v正＞v逆 生成物浓度逐渐增大 v逆增大 反应一段时间(t1)后 反应物浓度不再改变 v正不变 v正＝v逆≠0 (2)利用速率—时间(v­t)图像分析 (3)从建立的途径(物质的投料方式)角度分析 从反应物投料 N2与H2发生反应，随着反应的进行，体系中NH3的浓度逐渐增大，而N2与H2的浓度逐渐减小。从某一时刻开始，它们的浓度均不再改变 从生成物投料 NH3发生分解反应，随着反应的进行，体系中N2与H2的浓度逐渐增大，而NH3的浓度逐渐减小。从某一时刻开始，它们的浓度均不再改变 2、化学平衡状态的概念：在一定条件下，当反应进行到一定程度时，正反应速率与逆反应速率相等，反应物的浓度和生成物的浓度都不再改变，即体系的组成不随时间而改变，这表明该反应中物质的转化达到了“限度”，这时的状态我们称为化学平衡状态，简称化学平衡 【微点拨】 ①化学平衡状态是可逆反应在一定条件下所能达到的或完成的最大限度，即该反应进行的限度。化学反应的限度决定了反应物在该条件下转化为生成物的最大转化率 ②对于可逆反应来说，当处于化学平衡状态时，转化率、产率达到了最大限度 3、化学平衡状态的特征 (1)逆：化学平衡状态研究的对象是可逆反应 (2)等：平衡时，同一物质的正、逆反应速率相等，即：v正＝v逆≠0(实质) (3)动：平衡时，反应仍在不断进行，是一种动态平衡 (4)定：平衡时，各物质的转化率(α)、百分含量(w%)、物质的量(n)、物质的质量(m)、物质的量浓度(c)、混合气体的平均摩尔质量()、混合气体的密度(ρ)、压强(P)等所有物理量全部恒定 (5)变：外界条件改变时，平衡可能被破坏，并在新的条件下建立新的化学平衡，即发生化学平衡移动 三、化学平衡状态的判断方法 可逆反应达到平衡状态时主要有以下两个特征：①v正＝v逆；②混合物中各组分的百分含量不变(除百分含量外其他在反应过程中变化的量，达到平衡后均不再发生变化，即“变化量”达“定量”)，以上两个特征可作为判断可逆反应达平衡的标志 1、直接标志 (1)正、逆反应速率相等 ①同种物质：v正＝v逆≠0，(同一种物质的生成速率等于消耗速率) ②不同种物质：＝ a.在化学方程式同一边的不同物质的生成速率与消耗速率之比等于化学计量数之比 b.在化学方程式两边的不同物质的生成(或消耗)速率之比等于化学计量数之比 (2)各组分的浓度保持一定 ①各组成成分的质量、物质的量、分子数、体积(气体)、物质的量浓度均保持不变 ②各组成成分的质量分数、物质的量分数、气体的体积分数均保持不变 ③反应物的转化率、产物的产率保持不变 2、常见的判断依据：以mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)为例 类型 判断依据 是否是平衡状态 混合物体系中各成分的含量 ①各物质的物质的量或各物质的物质的量的分数一定 平衡 ②各物质的质量或各物质质量分数一定 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 正、逆反应 速率的关系 ①在单位时间内消耗了m molA同时生成m molA，即v(正)=v(逆) 平衡 ②在单位时间内消耗了n molB同时消耗了p molC，则v(正)=v(逆) 平衡 ③在单位时间内生成n molB，同时消耗了q molD，因均指v(逆) 不一定平衡