可逆反應(yīng)化學(xué)平衡狀態(tài)(原卷版)

2.2.1可逆反應(yīng)化學(xué)平衡狀態(tài)學(xué)習(xí)目標(biāo)重難點(diǎn)1．了解可逆反應(yīng)的含義及其特點(diǎn)。2．了解化學(xué)平衡的建立過(guò)程，掌握化學(xué)平衡狀態(tài)的特征。3．學(xué)會(huì)平衡狀態(tài)的判斷方法。重點(diǎn)：化學(xué)平衡的概念及特征。難點(diǎn)：化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷。知識(shí)01可逆反應(yīng)1．定義在同一條件下既可以向________方向進(jìn)行，同時(shí)又可以向________方向進(jìn)行的化學(xué)反應(yīng)。2．特點(diǎn)(1)二同：①相同________下；②正、逆反應(yīng)________進(jìn)行。(2)一?。悍磻?yīng)物與生成物同時(shí)存在，任一組分的轉(zhuǎn)化率都小于________。3．表示在方程式中反應(yīng)符號(hào)用“”表示。可逆反應(yīng)特點(diǎn)(1)二同：①相同條件下；②正、逆反應(yīng)同時(shí)進(jìn)行。(2)一小：反應(yīng)物與生成物同時(shí)存在，任一組分的轉(zhuǎn)化率都小于100%。1．可逆反應(yīng)等同于可逆過(guò)程嗎?答：2．有以下兩組反應(yīng)：(1)2H2＋O22H2O；2H2O2H2↑＋O2↑。(2)NH3＋HCl=NH4Cl；NH4ClNH3↑＋HCl↑。這兩組反應(yīng)互為逆反應(yīng)嗎？為什么？答：3．一定條件下，2molN2與3molH2充分反應(yīng)，所得體系中含有哪些氣體成分？答：4．過(guò)量的KI溶液與少量FeCl3溶液充分反應(yīng)，萃取分離出I2后向溶液中加KSCN溶液，溶液仍為紅色。寫(xiě)出該反應(yīng)的離子方程式。答：判斷正誤(正確的打“√”，錯(cuò)誤的打“×”)。(1)可逆反應(yīng)是指在同一條件下能同時(shí)向正、逆兩個(gè)方向進(jìn)行的反應(yīng)()(2)Cl2與水的反應(yīng)是不可逆反應(yīng)()(3)NH3和HCl生成NH4Cl與NH4Cl分解生成NH3和HCl互為可逆反應(yīng)()(4)電解水是氫氣在氧氣中燃燒的逆反應(yīng)()(5)CuSO4吸水形成晶體藍(lán)礬的反應(yīng)與藍(lán)礬受熱失去水分生成CuSO4的反應(yīng)()知識(shí)02化學(xué)平衡狀態(tài)1．化學(xué)平衡狀態(tài)的概念在一定條件下的可逆反應(yīng)體系中，當(dāng)正、逆反應(yīng)的速率________時(shí)，反應(yīng)物和生成物的濃度均________________，即體系的組成不隨時(shí)間而改變，這表明該反應(yīng)中物質(zhì)的轉(zhuǎn)化達(dá)到了“限度”，這時(shí)的狀態(tài)稱為化學(xué)平衡狀態(tài)，簡(jiǎn)稱化學(xué)平衡。2．化學(xué)平衡的特征化學(xué)平衡的特征可以概括為逆、等、動(dòng)、定、變。(1)逆：研究的對(duì)象是________反應(yīng)。(2)等：化學(xué)平衡的條件是v正和v逆________。(3)動(dòng)：化學(xué)平衡是一種________平衡，此時(shí)反應(yīng)并未停止。(4)定：當(dāng)可逆反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，各組分的質(zhì)量(或濃度)為一________。(5)變：若外界條件改變，平衡可能發(fā)生________，并在新條件下建立新的平衡。1．當(dāng)可逆反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，反應(yīng)停止了嗎?答：2．化學(xué)平衡如何建立的？答：3．化學(xué)平衡有哪些特征？答：4．化學(xué)平衡狀態(tài)有哪些主要標(biāo)志？答：5．用“總壓強(qiáng)、混合氣體的密度、平均摩爾質(zhì)量”判斷平衡狀態(tài)的注意事項(xiàng)答：判斷正誤(正確的打“√”，錯(cuò)誤的打“×”)。(1)所有的化學(xué)反應(yīng)都存在化學(xué)平衡狀態(tài)()(2)平衡時(shí)反應(yīng)已經(jīng)達(dá)到最大限度，反應(yīng)停止了()(3)平衡時(shí)各組分的濃度相等()(4)化學(xué)平衡狀態(tài)是一種動(dòng)態(tài)平衡()(5)3H2(g)＋N2(g)2NH3(g)反應(yīng)體系中H2與N2的物質(zhì)的量之比保持3∶1，一定達(dá)平衡狀態(tài)()(6)2NO2(g)N2O4(g)恒溫、恒容下，反應(yīng)體系中氣體的壓強(qiáng)保持不變，一定達(dá)平衡狀態(tài)()(7)CaCO3(s)O2(g)＋CaO(s)恒溫、恒容下，反應(yīng)體系中氣體的密度保持不變，一定達(dá)平衡狀態(tài)()(8)H2(g)＋Br2(g)2HBr(g)恒溫、恒容下，反應(yīng)體系中氣體的顏色保持不變，一定達(dá)平衡狀態(tài)()題型一可逆反應(yīng)【典例1】一定條件下，對(duì)于可逆反應(yīng)X(g)+3Y(g)2Z(g)，若X、Y、Z的起始濃度分別為c1、c2、c3(均不為零)，達(dá)到平衡時(shí)，X、Y、Z的濃度分別為0.1mol·L-1、0.3mol·L-1、0.08mol·L-1。下列判斷正確的是()。A．c1∶c2=3∶1B．達(dá)到平衡時(shí)，Y和Z的生成速率之比為2∶3C．X、Y的轉(zhuǎn)化率不相等D．c1的取值范圍為0<c1<0.14mol·L-1【答案】D【解析】平衡濃度之比為1∶3，轉(zhuǎn)化濃度之比也為1∶3，故c1∶c2=1∶3，A、C兩項(xiàng)不正確；速率之比等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比，達(dá)到平衡時(shí)，vY(生成)∶vZ(生成)=3∶2，B項(xiàng)不正確；由可逆反應(yīng)的特點(diǎn)可知0<c1<0.14mol·L-1，D項(xiàng)正確?！咀兪?】在一密閉容器中進(jìn)行如下反應(yīng)：2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)，已知反應(yīng)過(guò)程中某一時(shí)刻SO2、O2、SO3的濃度分別為0.2mol/L、0.1mol/L、0.2mol/L，當(dāng)反應(yīng)達(dá)平衡時(shí)，可能存在的數(shù)據(jù)是()A．SO2為0.4mol/L、O2為0.2mol/L B．SO2、SO3均為0.15mol/LC．SO3為0.25mol/L D．SO3為0.4mol/L化學(xué)平衡狀態(tài)具有的“五大特征”(1)逆：指化學(xué)平衡狀態(tài)只適用于可逆反應(yīng)，同一可逆反應(yīng)，在同一條件下，無(wú)論反應(yīng)從正反應(yīng)方向開(kāi)始還是從逆反應(yīng)方向開(kāi)始，或同時(shí)從正、逆反應(yīng)方向開(kāi)始，以一定的配比投入反應(yīng)物或生成物，則可以達(dá)到相同的平衡狀態(tài)。(2)動(dòng)：指動(dòng)態(tài)平衡，即化學(xué)反應(yīng)處于平衡狀態(tài)時(shí)，正、逆反應(yīng)并未停止，仍在進(jìn)行，只是正、逆反應(yīng)速率相等。(3)等：指“v正＝v逆≠0”。即某一物質(zhì)在單位時(shí)間內(nèi)消耗的物質(zhì)的量濃度和生成的物質(zhì)的量濃度相等，也可以用不同物質(zhì)的化學(xué)反應(yīng)速率表示該反應(yīng)的正、逆反應(yīng)速率相等。(4)定：指參加反應(yīng)的各組分的含量保持不變，即各組分的濃度、質(zhì)量分?jǐn)?shù)、體積分?jǐn)?shù)(有氣體參加的可逆反應(yīng))、反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率等均保持不變。(5)變：指平衡移動(dòng)。可逆反應(yīng)的平衡狀態(tài)是相對(duì)的、暫時(shí)的，當(dāng)外界某一條件改變時(shí)，原平衡被破壞，化學(xué)平衡向著減弱這種改變的方向移動(dòng)，在新的條件下達(dá)到新的平衡狀態(tài)。題型二化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷【典例2】一定溫度下的定容密閉容器中發(fā)生反應(yīng)：A(s)＋2B(g)C(g)＋D(g)，能說(shuō)明該反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的是()A．v(B)∶v(C)∶v(D)＝2∶1∶1B．Δn(A)∶Δn(B)∶Δn(C)∶Δn(D)＝1∶2∶1∶1C．混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量不再改變D．混合氣體總物質(zhì)的量不再改變【答案】C【解析】在反應(yīng)的任意狀態(tài)總有v(B)∶v(C)∶v(D)＝2∶1∶1，故用不同物質(zhì)的化學(xué)反應(yīng)速率判斷平衡時(shí)，不能只注意化學(xué)反應(yīng)速率之比等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比，還要考慮化學(xué)反應(yīng)速率的方向，故A、B項(xiàng)錯(cuò)誤；本題易忽略固體A的質(zhì)量，僅考慮到公式eq\x\to(M)＝eq\f(m總,n總)中氣體的n總不變就認(rèn)為eq\x\to(M)始終不變，實(shí)際上氣體的m總在變化，當(dāng)m總不變時(shí)反應(yīng)達(dá)到平衡，故C項(xiàng)正確，D項(xiàng)錯(cuò)誤。【變式2】在恒溫下的密閉容器中，有可逆反應(yīng)2NO(g)+O2(g)2NO2(g)ΔH＜0，不能說(shuō)明反應(yīng)已達(dá)到平衡狀態(tài)的是()A．正反應(yīng)生成NO2的速率和逆反應(yīng)生成O2的速率相等B．反應(yīng)器中壓強(qiáng)不隨時(shí)間變化而變化C．混合氣體顏色深淺保持不變D．混合氣體平均相對(duì)分子質(zhì)量保持不變“兩步法”突破化學(xué)平衡狀態(tài)標(biāo)志的判斷第一步:審題干條件，是恒溫恒容還是恒溫恒壓;審反應(yīng)特點(diǎn):①全部是氣體參與的等體積反應(yīng)還是非等體積反應(yīng);②有固體參與的等體積反應(yīng)還是非等體積反應(yīng)。第二步:看“變量”，所用標(biāo)志必須隨著反應(yīng)的進(jìn)行在改變，當(dāng)“變量”不變了，也就是變量一定了，說(shuō)明達(dá)到了平衡?！净A(chǔ)鞏固】1．下列反應(yīng)中，屬于可逆反應(yīng)的是()①N2+3H22NH3，2NH33H2+N2②2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑，Na2CO3+H2O+CO2=HCO3③CH3CH2OHCH2CH2↑+H2O，CH2=CH2+H2OCH3CH2OH④2Na+Cl22NaCl，2NaCl2Na+Cl2↑A．① B．①②③C．①②③④ D．①③④2．在已經(jīng)處于化學(xué)平衡的體系中，如果下列物理量發(fā)生變化，其中一定能表明平衡移動(dòng)的是()A．反應(yīng)混合物的濃度B．反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率C．正、逆反應(yīng)速率D．反應(yīng)混合物的壓強(qiáng)3．在下列反應(yīng)CO+H2OCO2+H2中，加入C18O后，則18O存在于()A．只存在于CO和CO2中 B．存在于CO、H2O、CO2中C．只存在于CO中 D．存在于CO、H2O、CO2、H2中7．在一定溫度下，固定的容積中，對(duì)反應(yīng)A(s)+2B(g)3C(g)，不能說(shuō)明該反應(yīng)已達(dá)到平衡的是()A．C生成的速率與C分解的速率相等B．單位時(shí)間內(nèi)消耗amolA，同時(shí)生成3amolCC．容器內(nèi)的壓強(qiáng)不再變化D．混合氣體的密度不再變化3．在一定溫度下，向aL密閉容器中加入1molO2和2molNO，發(fā)生如下反應(yīng)：O2(g)＋2NO(g)2NO2(g)，此反應(yīng)不一定達(dá)平衡的是()A．容器內(nèi)壓強(qiáng)不隨時(shí)間變化B．容器內(nèi)各物質(zhì)的濃度不隨時(shí)間變化C．容器內(nèi)O2、NO、NO2的濃度之比為1∶2∶2D．單位時(shí)間內(nèi)生成1molO=O，同時(shí)生成2molNO23．可逆反應(yīng)N2+3H22NH3的正、逆反應(yīng)速率可用各反應(yīng)物或生成物濃度的變化來(lái)表示，下列各關(guān)系中能說(shuō)明反應(yīng)已達(dá)到最大限度(即化學(xué)平衡)的是()A．N2將完全轉(zhuǎn)化為NH3 B．N2、H2和NH3的物質(zhì)的量濃度相等C．N2、H2和NH3的物質(zhì)的量濃度不再變化 D．正反應(yīng)和逆反應(yīng)的速率都為零5．一定條件下，在體積為1L的密閉容器中，1molX和1molY進(jìn)行反應(yīng)：2X(g)＋Y(g)Z(g)，下列敘述能證明該反應(yīng)已達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)的是()A．X的百分含量不再發(fā)生變化 B．c(X)∶c(Y)∶c(Z)＝2∶1∶1C．容器內(nèi)原子總數(shù)不再發(fā)生變化D．同一時(shí)間內(nèi)消耗2nmolX的同時(shí)生成nmolZ6．在一個(gè)不傳熱的固定容積的密閉容器中，可逆反應(yīng)mA(氣)＋nB(氣)pC(氣)＋qD(氣)當(dāng)m、n、p、q為任意整數(shù)時(shí)，不能作為達(dá)到平衡的標(biāo)志是()A．體系的壓強(qiáng)不再改變B．體系的溫度不再改變C．各組分的濃度不再改變D．各組分的質(zhì)量分?jǐn)?shù)不再改變6．在地殼內(nèi)，SiO2和HF存在以下平衡：SiO2(s)+4HF(g)SiF4(g)+2H2O(g)ΔH=+148．9kJ·mol-1。如果上述反應(yīng)在密閉容器中發(fā)生，當(dāng)反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)，下列說(shuō)法正確的是()A．2v正(HF)=v逆(H2O)B．v(H2O)=v(SiF4)C．SiO2的質(zhì)量保持不變D．反應(yīng)物不再轉(zhuǎn)化為生成物7．將一定量純凈的氨基甲酸銨置于特制的真空密閉容器中(假設(shè)容器體積不變，固體試樣體積忽略不計(jì))，在恒定溫度下使其達(dá)到分解平衡：NH2COONH4(s)2NH3(g)+CO2(g)下列不能判斷該分解反應(yīng)已經(jīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的是()A．v正(NH3)=2v逆(CO2)B．密閉容器中總壓強(qiáng)不變C．密閉容器中氨氣的體積分?jǐn)?shù)不變D．密閉容器中混合氣體的密度不變8．在一定溫度下，在恒定容積的密閉容器中進(jìn)行的可逆反應(yīng)A2(g)+B2(g)2AB(g)達(dá)到化學(xué)平衡的標(biāo)志是()A．容器內(nèi)的總壓強(qiáng)不隨時(shí)間而變化B．反應(yīng)速率v(A2)=v(B2)=v(AB)C．單位時(shí)間內(nèi)有nmolA2生成的同時(shí)就有2nmolAB生成D．容器內(nèi)混合氣體的密度不隨時(shí)間而變化9．在一密閉容器中進(jìn)行如下反應(yīng)：2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)，已知反應(yīng)過(guò)程中某一時(shí)刻SO2、O2、SO3的濃度分別為0.2mol/L、0.1mol/L、0.2mol/L，當(dāng)反應(yīng)達(dá)平衡時(shí)，可能存在的數(shù)據(jù)是()A．SO2為0.4mol/L、O2為0.2mol/L B．SO2、SO3均為0.15mol/LC．SO3為0.25mol/L D．SO3為0.4mol/L10．表示反應(yīng)X(g)4Y(g)＋Z(g)，在某溫度時(shí)X的濃度隨時(shí)間變化的曲線。下列有關(guān)該反應(yīng)的描述正確的是()A．第6min后，反應(yīng)停止B．當(dāng)反應(yīng)達(dá)到一定的反應(yīng)限度時(shí)，X的物質(zhì)的量減少了0.85molC．當(dāng)達(dá)到平衡時(shí)，Z的濃度增加了0.85mol·L－1D．若降低溫度，v(正)減小，v(逆)增大【培優(yōu)競(jìng)賽】11．一定溫度下，在2L的密閉容器中，M、N兩種氣體的物質(zhì)的量隨時(shí)間變化的曲線如圖所示：(1)反應(yīng)的化學(xué)方程式為_(kāi)____________________。(2)反應(yīng)達(dá)到最大限度的時(shí)間是___min，該時(shí)間內(nèi)的平均反應(yīng)速率v(N)=____________，v(M)=____________。(3)反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)，放出6QkJ的熱量，當(dāng)容器中充入1molN，反應(yīng)放出的熱量為_(kāi)___________。①等于QkJ②小于QkJ③大于QkJ④等于2QkJ(4)判斷該反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的依據(jù)是____________。①該條件下，正逆反應(yīng)速率都為零②該條件