第7单元 第2课时 夯实教材基础(2) 化学平衡状态 化学平衡常数(Word教参)-【新高考方案】2024高考化学一轮复习(老教材 新高考)
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教辅
内容正文:
第2课时:夯实教材基础(2)——化学平衡状态 化学平衡常数
基础落实(一) 化学平衡状态
系统主干知识
1.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
2.化学平衡状态
(1)概念
一定条件下的可逆反应,当反应进行到一定程度时,正反应速率和逆反应速率相等,反应物和生成物的浓度均保持不变,我们称为“化学平衡状态”,简称化学平衡。
(2)建立:以“N2+3H22NH3”为例。
①正反应开始进行的c-t图如图(a)
②逆反应开始进行的c-t图如图(b)
③反应过程中v正、v逆变化(正反应开始)
以上过程可用v-t图表示为
(3)特征
动
化学平衡是一种动态平衡,即当达到平衡时,正、逆反应仍在进行,没有停止
等
正、逆反应速率相等,即v正=v逆≠0
定
反应物和生成物的含量(即反应物与生成物的物质的量、物质的量浓度、质量分数、体积分数等)保持不变
变
条件改变,平衡状态可能改变,新条件下建立新的平衡状态
题点细练过关
题点(一) 化学平衡标志的判定
1.一定温度下,在恒容密闭容器中发生反应2HI(g)+Cl2(g)2HCl(g)+I2(s)。下列事实不能说明该反应达到平衡状态的是( )
A.容器内气体压强不再改变
B.容器内气体密度不再改变
C.容器内气体颜色不再改变
D.断裂1 mol Cl—Cl键的同时断裂1 mol H—Cl键
解析:选D 反应过程中压强为变量,压强不再改变说明反应达到平衡;反应过程中气体质量为变量,体积不变,所以气体密度是变量,容器内气体密度不再改变说明反应达到平衡;容器内气体颜色不再改变,说明氯气的浓度不变,反应一定达到平衡状态;平衡时断裂1 mol Cl—Cl键的同时断裂2 mol H—Cl键,因此D项不能说明该反应达到平衡状态。
2.在1 L恒温恒容的密闭容器中投入一定量N2O5,发生反应:
反应1:N2O5(g)===N2O4(g)+O2(g) ΔH=+28.4 kJ·mol-1
反应2:N2O4(g)2NO2(g) ΔH=-56.9 kJ·mol-1
现有下列情况:①混合气体的密度保持不变;②气体压强保持不变;③气体的平均摩尔质量保持不变;④保持不变;⑤O2的物质的量保持不变;⑥v正(N2O4)∶v逆(NO2)=1∶2。能表明反应2一定达到平衡状态的是( )
A.①②③⑤ B.②③④⑥
C.①③⑤⑥ D.②③④⑤
解析:选B ①反应中各物质均为气体,混合气体的总质量不变,且反应在恒容条件下进行,则混合气体的密度始终不变,故不能判断是否达到平衡,错误;②反应2的平衡建立过程中,气体总物质的量不断变化,则气体压强不断变化,当气体压强保持不变时,反应2达到平衡状态,正确;③平衡建立过程中,混合气体的总质量不变,但其总物质的量不断变化,故当气体的平均摩尔质量保持不变时,反应2达到平衡状态,正确;④保持不变,则c(NO2)、c(N2O4)均保持不变,反应2达到平衡状态,正确;⑤反应1是不可逆反应,O2的物质的量始终保持不变,不能据此判断反应2是否达到平衡,错误;⑥v正(N2O4)∶v逆(NO2) =1∶2,正、逆反应速率相等,反应2达到平衡状态,正确。
3.在一定温度下的恒容容器中,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;⑧混合气体的物质的量之比。
(1)能说明NH2COONH4(s)2NH3(g)+CO2(g)达到平衡状态的是________。
(2)能说明5CO(g)+I2O5(s)5CO2(g)+I2(s)达到平衡状态的是________。
答案:(1)①②③ (2)②④⑦⑧
[思维建模]
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。
④绝热容器中温度不变。
⑤密度不变(注意容器中的气体质量和体积变化)。
⑥平均相对分子质量不变(注意气体质量与气体物质的量变化)。
总之,可以利用平衡建立过程中“变量不变”作