2.2.2化学平衡状态(知识清单+分层练习)-高二化学同步精品课堂（苏教版2019选择性必修第一册）

2.2.2化学反应的方向与限度 （化学平衡状态）基础知识清单 一、可逆反应 1.定义 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。 2.表示方法 可逆反应方程式用“”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)同一条件下，正反应和逆反应同时发生。 (2)反应不能进行到底，反应物不能实现完全转化。 (3)反应体系中，与化学反应有关的各种物质共存于同一反应体系。 (4)反应达到限度时，反应仍在进行，没有停止。 二、化学平衡状态 1.化学平衡的建立 (1)化学平衡的建立过程。 实例：以N2＋3H22NH3为例 N2＋3H22NH3 反应物浓度 v正 生成物浓度 v逆 开始时 c(N2)最大 c(H2)最大 最大 0 0 进行中 c(N2)减小 c(H2)减小 减小 增大 增大 平衡时 c(N2)不变 c(H2)不变 不变 不变 不变 (2)化学平衡建立的浓度—时间图像和速率—时间图像。 2.化学平衡状态 当外界条件不变时，可逆反应进行到一定程度，反应物和生成物的浓度不再随时间而发生变化，称之为化学平衡状态。 3.化学平衡状态的特征 4.化学反应达到平衡状态的判断方法 1．直接标志 (1)v正＝v逆 ①同一种物质的生成速率等于消耗速率； ②在化学方程式同一边的不同物质的生成速率和消耗速率之比等于化学计量数之比； ③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各组分的浓度不随时间的改变而改变； ②各组分的质量分数、物质的量分数、体积分数不随时间的改变而改变。 2.间接标志——“变量不变” (1)反应体系中的总压强不随时间的改变而变化(适用于反应前后气体分子数不等的反应)。 (2)对于反应混合物中存在有颜色物质的可逆反应，若体系中颜色不再改变，则反应达到平衡状态。 (3)根据平均摩尔质量(即平均相对分子质量)计算公式M＝，若M在反应过程中是一变量，则平均摩尔质量(平均相对分子质量)保持不变，反应达到平衡状态。 (4)对同一物质而言，断裂化学键的物质的量与形成化学键的物质的量相等。 课后分层练 1．在一定体积的密闭容器中进行反应：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)。已知反应过程中某一时刻N2、H2、NH3的浓度分别为0.1 mol·L－1、0.3 mol·L－1、0.2 mol·L－1。当反应达到平衡时，可能存在的数据是(　　) A．N2为0.2 mol·L－1，H2为0.6 mol·L－1 B．N2为0.15 mol·L－1 C．N2、H2均为0.18 mol·L－1 D．NH3为0.4 mol·L－1 [答案] B [解析]　反应为可逆反应，反应体系中任何一种物质的转化率都小于100%，所以A、D错误；从题给量的比例关系知无论反应进行到什么程度，c(N2)∶ c(H2)＝1∶ 3，因此两者不可能同时均为0.18 mol·L－1。 2．在一密闭容器中进行反应：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)。已知反应过程中某一时刻SO2、O2、SO3的浓度分别为0.2 mol·L－1、0.1 mol·L－1、0.2 mol·L－1。当反应达到平衡时可能存在的数据是(　　) A．SO2为0.4 mol·L－1，O2为0.2 mol·L－1 B．SO3为0.25 mol·L－1 C．SO2、SO3均为0.15 mol·L－1 D．SO3为0.4 mol·L－1 [答案] B [解析]　A项数据表明，题中0.2 mol·L－1的SO3完全转化成了SO2和O2，即平衡时，c(SO3)＝0，这是不可能的；B项说明在题给浓度的基础上又有0.05 mol·L－1 SO2和0.025 mol·L－1 O2反应生成了0.05 mol·L－1 SO3，这是可能的；C项数据表明SO2、SO3的浓度都在原浓度基础上减少了0.05 mol·L－1，这也是不可能的；D项数据说明SO2完全转化成了SO3，即平衡时c(SO2)＝0，c(O2)＝0，这也是不可能的。 3．可逆反应在一定条件下达到化学平衡时，下列说法正确的是(　　) A．正反应速率等于逆反应速率，且都为零 B．反应物和生成物浓度相等 C．反应体系中混合物的组成保持不变 D．反应物断开化学键吸收的能量等于生成物形成化学键所放出的能量 [答案] C [解析]　可逆反应达到平衡时，属于动态平衡，正、逆反应速率相等，但是都不为零，故A错误；可逆反应达到平衡时，反应物和生成物的浓度不再发生变化，各组分浓度不变，但是各组分浓度不一定相等，故B错误；当反应体系中各混合物的组成保持不变时，达到平衡状态，故C正