专题四 化学平衡（知识串讲）-【复习帮】2023-2024学年高二化学期中知识串讲+专题检测一遍过（人教版2019选择性必修1）

专题四 化学平衡 一、化学平衡状态 1．可逆反应 (1)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。 (2)特征： 双向性：可逆反应分为正反应方向和逆反应方向； 双同性：正、逆反应在相同条件下，同时进行； 共存性：反应不能进行到底，反应物转化率小于100%，反应物与生成物共存。 (3)表示方法 在化学方程式中用“”表示。 2．化学平衡的建立 在一定条件下的容积不变的密闭容器中，合成氨反应如下：N2＋3H22NH3。请根据图示填表： 　　 反应物浓度 v正 生成物浓度 v逆 开始时 最大 最大 0 0 进行中 减小 减小 增大 增大 平衡时 不变 不变 不变 不变 上述过程的v－t图像可表示为 3.化学平衡状态 在一定条件下的可逆反应体系中，当正、逆反应的速率相等时，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，这表明该反应中物质的转化达到了“限度”，这时的状态称之为化学平衡状态，简称化学平衡。 4．化学平衡的特征 化学平衡的特征可以概括为逆、等、动、定、变，即： （1）逆：研究的对象是可逆反应。 （2）等：化学平衡的条件是v正和v逆相等。 （3）动：化学平衡是一种动态平衡，此时反应并未停止。 正逆反应同时进行，正逆反应速率相等。 （4）定：当可逆反应达到平衡时，各组分的质量(或浓度)为一定值。 （5）变：若外界条件改变，平衡可能发生改变，并在新条件下建立新的平衡。 常见的外界条件有温度、压强、浓度等。 例1．可逆反应：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)，充入由18O组成的氧气一段时间后，18O存在下列物质中的(　　) A．多余的氧气中 B．生成的三氧化硫中 C．氧气和二氧化硫中 D．二氧化硫、氧气和三氧化硫中 【变式探究】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 二、化学平衡状态的判断方法 1．用本质特征判断 判断依据：正反应速率与逆反应速率相等，即v正＝v逆。 (1)同一种物质：该物质的生成速率等于它的消耗速率。 (2)不同的物质：速率之比等于化学方程式中各物质的化学计量数之比，但必须是不同方向的速率。 2．用宏观特征判断 判断依据：反应混合物中各组成成分的浓度、含量保持不变。 (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。 3．用“总压强、混合气体的密度、平均摩尔质量”判断平衡状态的注意事项 (1)恒温恒容条件下，用“总压强、平均摩尔质量”判断平衡状态时，要特别关注反应前后气体分子总数的变化，如： mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g) 是否平衡 压强 当m＋n≠p＋q时，总压强一定(其他条件一定) 是 当m＋n＝p＋q时，总压强一定(其他条件一定) 不一定 混合气体的 当m＋n≠p＋q时，一定 是 当m＋n＝p＋q时，一定 不一定 (2)恒温恒容条件下，用“混合气体的密度”判断平衡状态时，要特别关注反应前后是否有非气态物质参与反应，如 关注各物质的状态 是否平衡 密度ρ C(s)＋CO2(g)2CO(g)(ρ一定) 是 N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)(ρ一定) 不一定 H2(g)＋I2(g)2HI(g)(ρ一定) 不一定 例2．在一定温度下，容积一定的密闭容器中发生反应A(s)＋2B(g)C(g)＋D(g)，当下列物理量不再发生变化时，表明反应已达平衡的是(　　) ①混合气体的密度　②混合气体的压强　③B的物质的量浓度　④混合气体的总物质的量 A．①② B．②③ C．①③ D．①④ 【变式探究】可逆反应：2NO2(g)2NO(g)＋O2(g)在恒容的密闭容器中进行，达到平衡状态的标志是(　　) ①单位时间内生成n mol O2的同时生成2n mol NO2 ②单位时间内生成n mol O2的同时生成2n mol NO ③用NO2、NO、O2表示的反应速率的比为2∶2∶1的状态 ④混合气体的颜色不再改变的状态 ⑤混合气体的密度不再改变的状态 ⑥混合气体的压强不再改变的状态 ⑦混合气体的平均相对分子质量不再改变的状态 A．①④⑥⑦ B．②③⑤⑦ C．①③④⑤ D．全部 【方法技巧】判断可逆反应是否达到平衡的方法 “双向相等，变量不变”，即判断可逆反应是否达到化学平衡状态，必须是正、逆两个方向，