《第07讲 化学平衡状态的建立（解析版）【暑假弯道超车】2024年新高二化学暑假讲义+习题（人教版2019选择性必修1）》由会员分享，可在线阅读，更多相关《第07讲 化学平衡状态的建立（解析版）【暑假弯道超车】2024年新高二化学暑假讲义+习题（人教版2019选择性必修1）（16页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、 第07讲 化学平衡状态的建立1.变化观念与平衡思想：从可逆反应化学平衡状态的建立过程，认识化学平衡是一种动态平衡。2.证据推理与模型认知：熟知化学平衡状态的特征，建立化学平衡状态判断方法的思维模型。一、化学平衡状态的建立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2化学平衡状态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：N23H22NH3如图1所示，N2与H2发生反应。随着反应的进行，体系中N2和H2的浓度逐渐减小，v正逐渐减小，而NH3的浓度逐渐增大，v逆逐渐增大，t1时刻，它们的浓度不再改变，v正v逆，反应达到平衡。如
2、图2所示，NH3发生分解反应。随着反应的进行，体系中NH3的浓度逐渐减小，v逆逐渐减小，而N2和H2的浓度逐渐增大，v正逐渐增大，t2时刻起，它们的浓度不再改变，v正v逆，反应达到平衡。通过上述两例说明，平衡的建立与建立的途径无关。3化学平衡状态的概念在一定条件下的可逆反应，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”，这时的状态我们称之为化学平衡状态，简称化学平衡。4化学平衡状态的特征二、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
3、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mnpq时
4、，总压强一定(其他条件一定)是当mnpq时，总压强一定(其他条件一定)不一定混合气体的当mnpq时，一定是当mnpq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C(s)CO2(g)2CO(g)(一定)是N2(g)3H2(g)2NH3(g)(一定)不一定H2(g)I2(g)2HI(g)(一定)不一定考点01 可逆反应的理解【例1】下列反应属于可逆反应的是A盐酸与溶液的中和反应B吸水形成晶体蓝矾的反应与蓝矾受热失去水分生成的反应C溶于水D溶于水【答案】C【分析】可逆反应是指在同一条件下，既能向生成
5、物方向进行，同时又能向反应物方向进行的反应，据此分析。【解析】A盐酸和氢氧化钠的反应进行彻底，不属于可逆反应，故A不选；B吸水形成晶体蓝矾的反应与蓝矾受热失去水分生成的反应中，反应条件不一样，不是可逆反应，故B不选；C溶于水反应生成盐酸和次氯酸，同时二者又反应生成氯气和水，属于可逆反应，故C选；D溶于水生成氧化钠，不属于可逆反应，故D不选；故选：C。【变式1-1】对于反应，下列有关说法错误的是A该反应同时向生成HI和生成的方向进行B该反应的与HI不可能同时存在同一个反应体系中C该反应中生成HI的反应与生成的反应的条件相同D该反应中不可能全部转化为H1【答案】B【分析】可逆反应是指在相同条件下，
6、既能向正方向进行同时又能向逆方向进行的反应。【解析】A该反应为可逆反应，则可同时向生成HI和生成的方向进行，A正确；B该反应为可逆反应，该反应的与HI能同时存在同一个反应体系中，B错误；C该反应为可逆反应，该反应中生成HI的反应与生成的反应的条件相同，C正确；D 可逆反应存在限度，反应不能进行到底，可逆反应无论进行多长时间，反应物都不可能100%地全部转化为生成物，则该反应中不可能全部转化为HI，D正确；答案选B。【变式1-2】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)
7、。向容器中充入S18O2和NO2，证明NO2、SO2的反应是可逆反应的是A每消耗1molNO2同时消耗1molSO2B一段时间后容器中存在S18O3C一段时间后容器中存在N18O2D一段时间后SO3的浓度保持不变【答案】C【解析】A不管该反应是否为可逆反应，每消耗1molNO2都会同时消耗1molSO2，故A不选；B不管该反应是否为可逆反应，一段时间后容器中都会存在S18O3，故B不选；C若该反应不是可逆反应，则一段时间后容器中不存在N18O2，若反应同时逆向进行，容器中会存在N18O2，故C选；D不管该反应是否为可逆反应，一段时间后SO3的浓度都会保持不变，故D不选；正确答案是C。考点02
8、化学平衡状态的含义【例2】下列说法中不正确的是（）A当一个可逆反应达到平衡状态时，就是这个反应在该条件下所能达到的限度B当一个可逆反应达到平衡状态时，这个反应的正反应速率和逆反应速率相等C可以通过控制反应条件，使2 mol SO2与1 mol O2反应生成2 mol SO3D化学反应的限度可以通过改变条件来改变【答案】C【解析】A当一个可逆反应达到平衡状态时，正逆反应速率相等，这个反应在该条件下反应物的转化率最大，所以就是这个反应在该条件下所能达到的限度，故A正确；B对于可逆反应，达到平衡状态时，正、逆反应速率相等，反应物的转化率最大，故B正确；C 2SO2O22SO3是可逆反应，无论怎样控制
9、条件，反应物的转化率不可能达到100%，即2 mol SO2与1 mol O2反应不会生成2 mol SO3，故C错误；D化学反应的限度可通过改变条件，如温度、压强等来改变，D正确；故答案为C。【变式2-1】可逆反应达到平衡的重要特征是（）A反应停止了B正、逆反应的速率均为零C正、逆反应都还在继续进行D正、逆反应的速率相等【答案】D【解析】A化学平衡是动态平衡，达到平衡时反应并没有停止，A不符合题意；B达到平衡时，正、逆反应速率相等但不为0，B不符合题意；C正、逆反应都还在进行并不是达到平衡的特征，如达到平衡之前正逆反应也都在进行，C不符合题意；D达到化学平衡状态时，正、逆反应的速率相等且不等
10、于0为达到平衡的特征，D符合题意。答案选D。【变式2-2】下列理解不正确的是A化学平衡是一个动态平衡B化学平衡研究的对象主要是可逆反应C化学反应速率是研究化学反应进行的快慢问题，化学平衡是研究化学反应进行的限度问题D化学反应达到平衡时，正反应和逆反应速率相等，是对反应中不同物质而言【答案】D【解析】A化学平衡状态的本质为，是一个动态平衡，故A不选；B可逆反应才存在化学平衡，即化学平衡研究的对象主要是可逆反应，故B不选；C化学反应速率是指表示化学反应进行的快慢；化学平衡是指在宏观条件一定的可逆反应中，化学反应正逆反应速率相等，反应物和生成物各组分浓度不再改变的状态，即化学反应进行的程度，故C不选
11、；D化学反应达到平衡时，正反应和逆反应速率相等，是对同种物质而言，其生成速率和消耗速率相等，不同种物质的速率之比和系数成正比，判据错误，故选D。答案选D。考点03 化学平衡状态的判断【例3】可逆反应N2+3H22NH3在密闭容器中进行一段时间后，达到平衡状态。则下列说法中正确的是AN2、H2不再化合BN2、H2、NH3浓度不再变化CN2、H2、NH3的速率之比为1：3：2D改变条件，N2、H2、NH3的浓度也不再变化【答案】B【解析】A达到平衡时，正、逆反应仍在进行，只是正、逆反应速率相等，故A不选；B达到平衡时，各组分的质量或浓度不再发生变化，故选B；C速率之比等于化学计量数之比，不能说明正
12、反应速率等于逆反应速率，因此不能说明反应是否达到平衡状态，故C不选；D化学平衡是动态平衡，若条件改变引起平衡移动时，N2、H2、NH3的浓度会随之改变，故D不选；故选：B。【变式3-1】在密闭容器里发生反应：mA(g)+nB(g)pC(g)+qQ(g)，当m、n、p、q为任意整数时，达到平衡的标志是体系的压强不再改变体系的温度不再改变各组分的浓度不再改变 各组分的质量分数不再改变反应速率A：B：C：D=m：n：p：q单位时间内m mol A断键反应，同时p mol C也断键反应ABCD【答案】B【解析】该反应的反应前后气体计量数之和如果相等，则反应压强始终不变，所以体系的压强不再改变时，该反应
13、不一定达到平衡状态，错误； 无论该反应是放热反应还是吸热反应，当体系的温度不再改变，正、逆反应速率相等，则该反应达到平衡状态，正确； 各组分的浓度不再改变，则正逆反应速率相等，该反应达到平衡状态，正确；各组分的质量分数不再改变，则正、逆反应速率相等，该反应达到平衡状态，正确；无论该反应是否达到平衡状态，都存在反应速率A：B：C：D=m：n：p：q，所以该反应不一定达到平衡状态，错误；单位时间内m mol A断键反应，同时p mol C也断键反应，正、逆反应速率相等，反应达到平衡状态，正确；综上所述有符合题意；故答案为：B。【变式3-2】已知，下列能作为反应达到平衡状态标志的是A恒温恒容时，体系
14、的压强不再变化B消耗2molB的同时生成3molCCDB、C的物质的量浓度之比等于23【答案】A【解析】A由反应可知，该反应是气体体积增大的反应，恒温恒容时，体系的压强不再变化，说明反应达到了平衡，故A正确；B由反应可知，该反应消耗2molB的同时一定生成3molC，无法判断反应达到平衡，故B错误；C由不能说明正逆反应速率相等，所以无法判断反应达到平衡，故C错误；D A、B、C三种物质共存不能说明浓度保持不变，无法判断反应达到平衡，故D错误；故答案A。1反应进行到一定程度时，存在于A和中B中C中D中【答案】B【解析】由于反应为可逆反应，正反应、逆反应同时进行，则含有O元素的物质中均含有，故答案选B。2下列反应不是可逆反应的是ACO2H2O=H2CO3和H2CO3=CO2H2OB2H2O2H2O2和2H2+O22H2OC2SO2O2 2SO3和2SO3 2SO2O2DH2I2 2HI和2HIH2I2【答案】B【解析】A二氧化碳易溶于水，溶于水的二氧化碳部分与水反应生成碳酸，同时碳酸也能够分解生成二氧化碳和水，则两个反应为可逆反应，故A不符合题意；B电解水制得氢气和氧气的反应条件与氢气在氧气中燃烧的反应条件不同，则两个反应不是可逆反应，故B符合题意；C二氧
