内容正文:
清单03 化学平衡状态与平衡常数
01 可逆反应
1.概念
在相同条件下,既能向 方向进行,同时又能向 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 ,把从右向左进行的反应称为 。例如:SO2与H2O反应可表示为SO2+H2O H2SO3。
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 发生、同时存在。
(3)共存性:反应 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 热。
【例1】(2023·河北衡水·高二统考期末)密闭容器中,一定量的和在一定条件下发生反应生成,经过足够长的时间,反应“停止”了。可以说明该反应是可逆反应的判断是
A.反应生成了 B.和消耗完了
C.只有和共同存在 D.、和共同存在
02 化学平衡状态
1.化学平衡的建立
在一定条件下,把某一可逆反应的反应物加入固定容积的密闭容器中。反应过程如下:
——正反应速率最大,逆反应速率为零;
——反应物浓度逐渐减小→v正逐渐减小;生成物浓度由零逐渐增大→v逆从零开始逐渐增大;
——v正=v逆,反应混合物中各组分的浓度保持不变。
以上过程可用下图表示:
2.化学平衡状态
一定条件下,可逆反应中,正反应速率与逆反应速率 ,反应混合物中各种物质的浓度或质量保持不变的状态。
3.化学平衡状态的特征
化学平衡状态具有“ ”“ ”“ ”“ ”“ ”的特征。
(1)逆:化学平衡研究的对象是 反应。
(2)等:正反应速率和逆反应速率 。
(3)动:化学平衡从表面上或宏观上看好像停止了,但从本质上看反应并未停止,只不过正反应速率与逆反应速率相等罢了。
(4)定:在平衡混合物中,各组成成分的百分含量保持一定,不再随 的改变而改变。
(5)变:化学平衡是在一定条件下建立的暂时平衡,若影响化学平衡的外界条件改变,化学平衡状态就会发生改变。
【例2】(2023上·天津河西·高二统考期末)在一定温度下的容积不变的密闭容器中发生反应:,下列叙述能说明反应一定达到平衡的是
A.各物质的浓度相等 B.各物质在体系中的百分含量相等
C.单位时间内消耗量 D.体系内正反应速率:
03 化学平衡状态的判断
1.用本质特征判断
判断依据:正反应速率与逆反应速率 ,即v正=v逆。
(1)同一种物质:该物质的生成速率 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 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. 判断平衡的依据
可逆反应大道平衡状态时有两个主要特征作为判断的核心依据:
(1)正逆相等-----同一物质正逆反应速率相等;
(2)变量不变-----反应混合物中各组分的百分含量保持不变。
判断可逆反应达到平衡状态的方法和依据
例举反应
mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)
是否平衡
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
②各物质的质量或各物质质量分数一定
③各气体的体积或体积分数一定
④总体积、总压强、总物质的量一定
正逆反应速率关系
①在单位时间内消耗了m molA同时生成m molA,即V(正)=V(逆)
②在单位时间内消耗了n molB同时消耗了p molC,则V(正)=V(逆)
③V(A):V(B):V(C):V(D)=m:n:p:q,V(正)不一定等于V(逆)
④在单位时间内生成n molB,同时消耗了q molD,因均指V(逆)
压强
①m+n≠p+q时,总压力一定(其他条件一定)
②m+n=p+q时,总压力一定(其他条件一定)
混合气体平均相对分子质量M
①M一定时,只有当m+n≠p+q时
②M一定时,但m+n=p+q时
温度
任何反应都伴随着能量变化,当体系温度一定时(其他不变)
体系的密度
密度一定
其他
如体系颜色不再变化等(平衡体系中有带颜色气体参加)
4.用“总压强、混合气体