第三节 化学平衡
1．了解化学反应的可逆性，了解可逆反应的概念、特点。 2.通过化学平衡状态的建立过程，知道化学平衡是一种动态平衡。
可逆反应与不可逆反应
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化学反应。
(2)表示方法：采用“ ”连接，把从左向右进行的反应称作正反应，把从右向左进行的反应称作逆反应。
(3)特点
①双向性：可逆反应具有方向相反的两个反应，即正反应和逆反应；
②双同性：正反应和逆反应在相同条件下同时进行；
2．不可逆反应：有些反应的逆反应进行程度太小因而忽略，把这类反应叫不可逆反应，用“===”连接。
1．正误判断：正确的打“√”，错误的打“×”，并阐释错因或列举反例。
语句描述 | 正误 | 阐释错因或列举反例 |
(1)Cl2与水的反应属于可逆反应 | ||
(2)NH3和HCl生成NH4Cl与NH4Cl分解生成NH3和HCl互为可逆反应 | ||
(3)可逆反应中反应物的转化率不能达到100% | ||
答案：(1)√
(2)× 两反应发生的条件不相同
(3)√
2．为什么工业合成氨反应中，N2、H2和NH3同时存在？
答案：因为在N2与H2化合生成NH3的同时，NH3也在发生分解反应，生成N2和H2，即该反应为可逆反应，故反应物和生成物同时存在。
1．下列反应不属于可逆反应的是( )
A．SO2溶于水生成H2SO3；H2SO3分解
B．H2与I2化合成HI；HI分解
C．SO2与O2化合成SO3；SO3分解
D．电解水生成H2与O2；H2与O2点燃生成水
解析：选D。A项，SO2＋H2O H2SO3；B项，H2＋I2 2HI；C项，2SO2＋O22SO3，上述三个反应，正、逆反应的反应条件相同，故都属于可逆反应。D项，电解水生成H2与O2和H2与O2生成水的反应条件不同，故不属于可逆反应。
2．(2019·长沙高二质检)可逆反应N2＋3H2 2NH3，在容积为10 L的密闭容器中进行，开始时加入2 mol N2和3 mol H2，达平衡时，NH3的浓度不可能达到( )
A．0.1 mol/L B．0.2 mol/L
C．0.05 mol/L D．0.15 mol/L
解析：选B。2 mol N2和3 mol H2反应，假设反应能够进行到底，则2 mol N2与3 mol H2反应最多生成2 mol NH3，此时NH3浓度为0.2 mol/L，但由于该反应是可逆反应，不能进行到底，所以NH3的浓度达不到 0.2 mol/L。
化学平衡状态
1．化学平衡的建立
在一定条件下，把1 mol N2和3 mol H2充入一密闭容器中，在一定条件下发生反应N2＋3H2 2NH3。根据要求填表：
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 |
以上过程中的v t图像表示如下：
2．化学平衡状态
3．化学平衡的特征
正误判断：正确的打“√”，错误的打“×”，并阐释错因或列举反例。
语句描述 | 正误 | 阐释错因或列举反例 |
(1)化学平衡状态是一定条件下可逆反应进行到最大限度地结果 | ||
(2)反应达到化学平衡状态时，正、逆反应速率都为0 | ||
(3)反应达到化学平衡状态时，反应混合物中各组分的浓度保持相等 | ||
(4)气体的压强不变时，反应一定处于平衡状态 | ||
(5)反应体系中气体的密度不变时，反应可能达到平衡状态 | ||
答案：(1)√
(2)× 化学平衡是动态平衡，平衡状态时，正、逆反应速率相等但不为0
(3)× 各组分的浓度保持不变，但不一定相等
(4)× 不一定，如恒容密闭容器中发生H2(g)＋I2(g) 2HI(g)的反应，反应过程中气体压强始终不变
(5)√
训练一 化学平衡状态的建立及特征
1．对于可逆反应M＋N Q达到平衡时，下列说法正确的是( )
A．M、N、Q三种物质的浓度一定相等
B．M、N全部变成了Q
C．反应混合物各成分的百分比不再变化
D．反应已经停止
解析：选C。可逆反应达到平衡时，平衡体系中各组成成分的百分比保持不变。
2．在已达到平衡的可逆反应2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)中，充入由18O组成的氧气一段时间后，18O存在于( )
A．氧气中
B．氧气和三氧化硫中
C．氧气和二氧化硫中
D．二氧化硫、氧气和三氧化硫中
解析：选D。化学平衡是动态平衡，加入的18O2会与SO2结合生成含18O的SO3，同时含有18O的SO3又会分解得到SO2和O2，使得SO2和O2中也含有18O，因此18O存在于SO2、O2、SO3这三种物质中。
训练二 根据正、逆反应速率的关系判断化学平衡状态
3．下列各关系中能说明反应N2＋3H2 2NH3已达到平衡状态的是( )
A．3v正(N2)＝v正(H2)
B．v正(N化学平衡状态2)＝v逆(NH3)
C．2v正(H2)＝3v逆(NH3)
D．v正(N2)＝3v逆(H2)
解析：选C。如果v正与v逆之比等于化学计量数之比，则该反应达到平衡状态；而v正∶v′正或v逆∶v′逆等于化学计量数之比，则不能判断该反应是否达到平衡状态。
4．(2019·厦门高二月考)一定条件下，可逆反应2A(g) B(g)＋3C(g)，在下列四种状态中处于平衡状态的是( )
选项 | 正反应速率 | 逆反应速率 |
A | v(A)＝2 mol/(L·min) | v(B)＝2 mol/(L·min) |
B | v(A)＝2 mol/(L·min) | v(C)＝2 mol/(L·min) |
C | v(A)＝1 mol/(L·min) | v(B)＝2 mol/(L·min) |
D | v(A)＝1 mol/(L·min) | v(C)＝1.5 mol/(L·min) |
解析：选D。v(A)∶v(B)∶v(C)＝2∶1∶3，根据平衡状态的判断依据v(正)＝v(逆)知，D项中的反应达到平衡状态。
利用反应速率关系判断化学平衡状态的“两角度”
(1)对于同一物质而言，该物质的生成速率等于它的消耗速率。
(2)对于不同物质而言，反应速率之比等于化学方程式中的化学计量数之比，但必须是不同方向的反应速率。
训练三 根据相关“量”判断化学平衡状态
5．恒温恒压下，对于反应X2(g)＋Y2(g) 2XY(g)达到平衡状态的标志是( )
A．v正(X2)＝2v逆(XY)
B．单位时间内生成2n mol XY的同时，生成n mol Y2
C．容器内气体密度不随时间变化而变化
D．X2、Y2、XY的浓度之比为2∶2∶1
解析：选B。A.达到平衡状态时，不同物质表示的正、逆反应速率之比等于化学计量数之比，故应为2v正(X2)＝v逆(XY)，A错误；B.生成2n mol XY，表示正反应速率，生成n mol Y2，表示逆反应速率，且满足反应速率之比等于化学计量数之比，B正确；C.恒温恒压下，容器内气体密度始终保持不变，C错误；D.X2、Y2、XY的浓度之比为2∶2∶1，不能说明浓度不再随时间变化而变化，D错误。
发布评论