内容正文:
第十讲 化学平衡
知识梳理
· 考点一、可逆反应与化学平衡
1.可逆反应
在同一条件下,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。
可逆反应总是不能进行到底,得到的总是反应物和生成物的混合物。
2.化学平衡
1)定义:化学平衡状态,就是指在一定条件下的可逆反应里,正反应速率和逆反应速率相等,反应混合物中各组分的浓度保持不变的状态
2)标志
①v正=v逆
②各组分成分的物质的量、质量、含量保持不变
3)特征:
①“逆”:研究对象必须是 可逆 反应
②“等”:处于密闭体系的可逆反应,化学平衡状态建立的条件是正反应速率和逆反应速率相等。即v(正)=v(逆)≠0。这是可逆反应达到平衡状态的重要标志。
③“定”:当一定条件下可逆反应一旦达平衡(可逆反应进行到最大程度)状态时,在平衡体系的混合物中,各组成成分的含量(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)保持一定而不变(即不随时间的改变而改变)。这是判断体系是否处于化学平衡状态的重要依据。
④“动”:指定化学反应已达化学平衡状态时,反应并没有停止,实际上正反应与逆反应始终在进行,且正反应速率等于逆反应速率,所以化学平衡状态是动态平衡状态。
⑤“变”:任何化学平衡状态均是暂时的、相对的、有条件的(与浓度、压强、温度等有关)。而与达平衡的过程无关(化学平衡状态既可从正反应方向开始达平衡,也可以从逆反应方向开始达平衡)。
1.在恒容的密闭容器中,一定温度下可逆反应A(g)+3B(g)⇌ 2C(g)达到化学反应平衡的标志是
A.单位时间内消耗nmolA,同时消耗3nmolB
B.A、B、C三者的浓度相同
C.容器内气体的压强不随时间的变化而变化
D.混合气体的密度不在发生变化
【答案】C
【解析】A.单位时间内消耗nmolA,同时消耗3nmolB,都是正向反应,不能判断正逆反应速率是否相等,反应不一定平衡,故不选A;
B.平衡时A、B、C三者的浓度相等,不一定浓度不再改变,反应不一定平衡,故B错误;
C.反应前后气体系数和不同,容器内气体的压强是变量,容器内气体的压强不随时间的变化而变化,说明气体的物质的量不变,反应达平衡状态,故选C;
D.反应前后气体总质量不变、容器体积不变,密度是恒量,混合气体的密度不变,反应不一定平衡,故不选D;
选C。
2.对SO2、NOx、CO2和CO进行回收利用是节能减排的重要课题。某温度下,向恒容密闭容器中充入NO2、SO2发生反应:NO2(g)+SO2(g) ⇌SO3(g)+NO(g)。只改变下列某一反应条件时,能使上述反应速率加快的是
A.向容器中充入氩气使压强增大 B.使用催化剂
C.降低温度 D.移除产生的NO
【答案】B
【解析】A.向恒容密闭容器中充入氩气使压强增大,各物质的浓度不变,化学反应速率不变,故A不选;
B.使用催化剂能使上述反应速率加快,故B选;
C.降低温度,反应速率减慢,故C不选;
D.移除产生的NO,生成物浓度减小,反应速率减慢,故D不选;
正确答案是B。
3.4NH3+5O2⇌4NO+6H2O是工业制硝酸的主要反应。若反应达到平衡,下列判断错误的是
A.NO的生成速率等于NO的消耗速率 B.NO的质量分数不再改变
C.m(NO)不再改变 D.NH3已全部转化为NO
【答案】D
【解析】A.NO的生成速率是正反应速率,NO的消耗速率逆反应速率,正、逆反应速率相等,说明达到平衡状态,故A正确;
B.对于恒容容器而言,各物质的质量分数不再改变,说明达到平衡状态,故B正确;
C.m(NO)不再改变,说明正逆反应速率相等,已经达到平衡状态,故C正确;
D.该反应为可逆反应,反应不可能完全,所以NH3不可能全部转化为NO,故D错误;
故选D。
4.将和放置于密闭容器中,发生反应,充分反应后,生成的的物质的量可能是
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】根据反应方程式,以及所给量,氧气不足,假设氧气完全反应,生成SO3物质的量为0.5mol×2=1mol,因为该反应为可逆反应,不能完全进行,因此SO3的物质的量应在0mol<n(SO3)<1mol,选项D符合题意;故答案为D。
5.反应2SO2+O2⇌2SO3达到平衡后,通入少量18O2气体,再达到平衡时,18O 存在于
A.O2中 B.SO2、O2中 C.SO2、SO3中 D.SO2、O2 、SO3中
【答案】D
【解析】可逆反应是同时向正反两个方向进行的反应,2SO2+O2⇌2SO3是可逆反应,反应2SO2+O2⇌2SO3达到平衡后,通入少量18O2气体,再达到平衡时,18O 存在于SO2、O2 、SO3中,故选D。
· 考点二、化学平衡的移动的判断
化学平衡状态的判断
反应举例
mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)
平衡