化學(xué)平衡狀態(tài)的建立（原卷版）-2024年人教版新高二化學(xué)復(fù)習講義+習題

第07講化學(xué)平衡狀態(tài)的建立

I顏羽目標

1.變化觀念與平衡思想：從可逆反應(yīng)化學(xué)平衡狀態(tài)的建立過程，認識化學(xué)平衡是一種動態(tài)平衡。

2.證據(jù)推理與模型認知：熟知化學(xué)平衡狀態(tài)的特征，建立化學(xué)平衡狀態(tài)判斷方法的思維模型。

￡翅識導(dǎo)航

可逆反應(yīng)-

-特征

化學(xué)平衡狀

化學(xué)平

態(tài)的建立

衡狀態(tài)

的建立逆

等

"化學(xué)平衡狀態(tài)動

化學(xué)平I11

衡狀態(tài)

變

的建立

用本質(zhì)特

正反應(yīng)速率與逆反應(yīng)速率相等

征判斷

化學(xué)平衡

用宏觀特反應(yīng)混合物中各組成成分的濃

狀態(tài)的判

征判斷度、含量保持不變

斷方法

用"總壓強、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

一、化學(xué)平衡狀態(tài)的建立

1.可逆反應(yīng)

(1)概念：在相同條件下，既能向方向進行,又能向方向進行的反應(yīng)O

(2)特征

一指可逆反應(yīng)分為方向相反的兩個方向:

J正反應(yīng)方向和逆反應(yīng)方向

雙同性一指正、逆反應(yīng)是在祖回條件下，同時進行

指反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率小于100%,反應(yīng)物與

生成物共存

2.化學(xué)平衡狀態(tài)的建立

|W1溫、圖壓4

在一定條件下的容積不變的密閉容器中，合成氨反應(yīng)如下:N+3H-2NH

22催化劑3

如圖1所示，N2與H2發(fā)生反應(yīng)。隨著反應(yīng)的進行，體系中N2和H2的濃度逐漸，V正逐漸,

而NH3的濃度逐漸，V逆逐漸,九時刻，它們的濃度不再改變，VJEV逆，反應(yīng)達到平衡。

如圖2所示，NH3發(fā)生分解反應(yīng)。隨著反應(yīng)的進行，體系中NH3的濃度逐漸,V逆逐漸，而

N2和H2的濃度逐漸,VIE逐漸,e時刻起，它們的濃度不再改變，V正—V逆，反應(yīng)達到平衡。

通過上述兩例說明，平衡的建立與建立的途徑無關(guān)。

3.化學(xué)平衡狀態(tài)的概念

在一定條件下的可逆反應(yīng)，當正、逆反應(yīng)的速率時，反應(yīng)物和生成物的均保持不變，即體

系的組成不隨時間而改變,這表明該反應(yīng)中物質(zhì)的轉(zhuǎn)化達到了“限度”，這時的狀態(tài)我們稱之為化學(xué)平衡狀態(tài),

簡稱化學(xué)平衡。

4.化學(xué)平衡狀態(tài)的特征

—研究對象為可逆反應(yīng)

—正、逆化學(xué)反應(yīng)速率粗笠，即仁“逆

--化學(xué)平衡是動態(tài)平衡，即，=u逆比0

—平衡混合物中，各組分的濃度保持二定

——外界條件改變，化學(xué)平衡狀態(tài)可能發(fā)生改變

二、化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷方法

1S.用本質(zhì)特征判斷

判斷依據(jù)：正反應(yīng)速率與逆反應(yīng)速率相等，即丫止=丫逆。

(1)同一種物質(zhì)：該物質(zhì)的速率等于它的速率。

(2)不同的物質(zhì)：速率之比等于化學(xué)方程式中各物質(zhì)的之比，但必須是方向的速率。

2.用宏觀特征判斷

判斷依據(jù)：反應(yīng)混合物中各組成成分的濃度、含量保持不變。

(1)各組成成分的、、、體積(氣體)、均保持不變。

(2)各組成成分的、、氣體的體積分數(shù)均保持不變。

(3)反應(yīng)物的、產(chǎn)物的保持不變。

3.用“總壓強、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

(1)恒溫恒容條件下，用“總壓強、平均摩爾質(zhì)量”判斷平衡狀態(tài)時，要特別關(guān)注反應(yīng)前后氣體分子總數(shù)的變

化，如：

mA(g)+wB(g)—pC(g)+qD(g)是否平衡

當機+歷力+夕時，總壓強一定(其他條件一定)—

壓強

當m+n^p+q時，總壓強一定(其他條件一定)—

混合氣體當小+〃初+q時，M一定

的17

當m+n=p+q時，M一定

(2)恒溫恒容條件下，用“混合氣體的密度”判斷平衡狀態(tài)時，要特別關(guān)注反應(yīng)前后是否有非氣態(tài)物質(zhì)參與反

應(yīng)，如

關(guān)注各物質(zhì)的狀態(tài)是否平衡

C(s)+CO2(g)=2co(g)(p一定)—

密度N2(g)+3H2(g)一2NH3(g)S一定)—

H2(g)+I2(g)02HI(g)(p一定)—

信考點睛舔

考點01可逆反應(yīng)的理解

【例11下列反應(yīng)屬于可逆反應(yīng)的是

A.鹽酸與NaOH溶液的中和反應(yīng)

B.CuSC>4吸水形成晶體藍磯的反應(yīng)與藍磯受熱失去水分生成CuSC)4的反應(yīng)

C.Cl?溶于水

D.Na2。溶于水

【變式1-1］對于反應(yīng)HZ+UF-HI,下列有關(guān)說法錯誤的是

A.該反應(yīng)同時向生成HI和生成的方向進行

B.該反應(yīng)的H?與HI不可能同時存在同一個反應(yīng)體系中

C.該反應(yīng)中生成HI的反應(yīng)與生成H2的反應(yīng)的條件相同

D.該反應(yīng)中H?不可能全部轉(zhuǎn)化為Hl

【變式1-2】對SCh、NOx、CO2和CO進行回收利用是節(jié)能減排的重要課題。某溫度下，向恒容密閉容器

中充入NO?、SO2發(fā)生反應(yīng)：NO2(g)+SO2(g)-S03(g)+N0(g)o向容器中充入S*Ch和NO2,證明NO2、SO2

的反應(yīng)是可逆反應(yīng)的是

A.每消耗ImolNCh同時消耗ImolSOs

B.一段時間后容器中存在SI8O3

C.一段時間后容器中存在Ni8Ch

D.一段時間后SO3的濃度保持不變

考點02化學(xué)平衡狀態(tài)的含義

【例2】下列說法中不正確的是()

A.當一個可逆反應(yīng)達到平衡狀態(tài)時，就是這個反應(yīng)在該條件下所能達到的限度

B.當一個可逆反應(yīng)達到平衡狀態(tài)時，這個反應(yīng)的正反應(yīng)速率和逆反應(yīng)速率相等

C.可以通過控制反應(yīng)條件，使2moiSO2與1molCh反應(yīng)生成2moiSO3

D.化學(xué)反應(yīng)的限度可以通過改變條件來改變

【變式2-1】可逆反應(yīng)達到平衡的重要特征是()

A.反應(yīng)停止了

B.正、逆反應(yīng)的速率均為零

C.正、逆反應(yīng)都還在繼續(xù)進行

D.正、逆反應(yīng)的速率相等

【變式2-2］下列理解不正確的是

A.化學(xué)平衡是一個動態(tài)平衡

B.化學(xué)平衡研究的對象主要是可逆反應(yīng)

C.化學(xué)反應(yīng)速率是研究化學(xué)反應(yīng)進行的快慢問題，化學(xué)平衡是研究化學(xué)反應(yīng)進行的限度問題

D.化學(xué)反應(yīng)達到平衡時，正反應(yīng)和逆反應(yīng)速率相等，是對反應(yīng)中不同物質(zhì)而言

考點03化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷

【例3】可逆反應(yīng)N2+3H2U2NH3在密閉容器中進行一段時間后，達到平衡狀態(tài)。則下列說法中正確的是

A.用、壓不再化合

B.N2、a、NH3濃度不再變化

C.N2、H2、NH3的速率之比為1：3：2

D.改變條件，N2、H2、NH3的濃度也不再變化

【變式3-1］在密閉容器里發(fā)生反應(yīng)：mA(g)+nB(g)pC(g)+qQ(g),當m、n、p、q為任意整數(shù)時,達到平

衡的標志是

①體系的壓強不再改變②體系的溫度不再改變③各組分的濃度不再改變

④各組分的質(zhì)量分數(shù)不再改變⑤反應(yīng)速率DA：DB：DC：UD=m：n：p：q

⑥單位時間內(nèi)mmolA斷鍵反應(yīng)，同時pmolC也斷鍵反應(yīng)

A.③④⑤⑥B.②③④⑥C.①③④⑤D.①③④⑥

【變式3-2］已知A(s)+2B(g)-3C(g),下列能作為反應(yīng)達到平衡狀態(tài)標志的是

A.恒溫恒容時，體系的壓強不再變化

B.消耗2molB的同時生成3molC

C.2V正(B)=3v逆(C)

D.B、C的物質(zhì)的量濃度之比等于2:3

了遒關(guān)檢測

1.反應(yīng)CmO+H?。COz+H?進行到一定程度時，18。存在于

A.CO和CO?中B.CO、H2O,CO?中

C.CO中D.CO、H2O>CO?、H?中

2.下列反應(yīng)不息可逆反應(yīng)的是

A.CO2+H2O=H2CO3和H2CO3=CO2+H2O

占燃

B.2H2。典2H27+O2T和2H2+O22H2。

催化劑催化劑

C.2so2+O22sO3和2SO32so2+O2

AA

AA

D.H2+I2=2HI和2HI=H2+l2

3.汽車尾氣污染已成為突出的環(huán)境問題。反應(yīng)2N0+2co*CO2+N2可用于凈化汽車尾氣。一定條件下，

該反應(yīng)進行一段時間后，各物質(zhì)的濃度均不再變化，此時

A.反應(yīng)完全停止B.反應(yīng)達到了平衡狀態(tài)

C.反應(yīng)物消耗完全D.正反應(yīng)速率大于逆反應(yīng)速率

4.在一定溫度下，反應(yīng)A2(g)+B2(g"2AB(g)達到平衡的標志是

A.單位時間內(nèi)生成nmolA2同時生成nmolAB

B.容器內(nèi)氣體的總物質(zhì)的量不隨時間而變化

C.單位時間內(nèi)生成nmolAz的同時生成nmolBi

D.單位時間內(nèi)生成2nmolAB的同時生成nmolB?

5.某可逆反應(yīng)達到平衡狀態(tài)時，下列說法不正確的是

A.化學(xué)平衡是一種動態(tài)平衡，丫正=丫逆力0

B.一定條件下，可逆反應(yīng)都能達到平衡狀態(tài)

C.平衡狀態(tài)時，反應(yīng)混合物中各組分含量保持不變

D.平衡狀態(tài)時，反應(yīng)混合物中各物質(zhì)的濃度一定相同

6.在一恒溫、恒容密閉容器中，發(fā)生反應(yīng)：2A(g)+B(g),C(g)+D(g),下列能表明已達到平衡狀態(tài)的是

①混合氣體的密度不變②單位時間內(nèi)生成ImolD,同時消耗了2mO1A③混合氣體的平均相對分子質(zhì)量不

變④C的物質(zhì)的量濃度不變⑤混合氣體的壓強不變

A.①②③B.③④⑤C.②③④D.①②⑤

7.在一定溫度下的容積不變的密閉容器中發(fā)生反應(yīng)：X(g)+2Y(g).—-3Z(g)。下列敘述中，能說明反應(yīng)已

達到化學(xué)平衡狀態(tài)的是

A.Z的生成速率與Z的分解速率相等

B.單位時間內(nèi)消耗amolX,同時生成3amolZ

C.容器內(nèi)的壓強不再變化

D.混合氣體總的物質(zhì)的量不再變化

8.對于X(g)+3Y(g)f2Z(g),當生成2moi的Z時，該反應(yīng)放出akJ能量，一定條件下，將1molX和3mol

Y通入2L的恒容密閉容器中，反應(yīng)10min,測得Y的物質(zhì)的量為2.4mol。下列說法正確的是

A.10min內(nèi)，Y的平均反應(yīng)速率為0.06mol/(L-min)

B.第10min時，X的反應(yīng)速率為0.01mol/(L-min)

C.10min內(nèi)，X和Y反應(yīng)放出的熱量為akJ

D.達到化學(xué)平衡狀態(tài)時，正反應(yīng)速率等于逆反應(yīng)速率，且兩者速率均大于零

9.可逆反應(yīng)2NCh(g)2NO(g)+Ch(g)在恒容密閉容器中進行：

①單位時間內(nèi)生成nmolCh的同時，生成2nmolNCh

②單位時間內(nèi)生成nmolO2的同時，生成2nmolNO

③用NO2>NO和O2的物質(zhì)的量濃度變化表示的反應(yīng)速率之比為2：2：1

④混合氣體的顏色不再改變

⑤混合氣體的密度不再改變

⑥混合氣體的壓強不再改變

⑦混合氣體的平均相對分子質(zhì)量不再改變

可說明該反應(yīng)達到化學(xué)平衡狀態(tài)的是

A.①④⑥⑦B.②③④⑥

C.①④⑤⑦D.①②⑥⑦

10.下列能說明恒溫恒容密閉容器中的反應(yīng)：P(g)+Q(g)hR(g)+S(g)已達到平衡狀態(tài)的是

A.反應(yīng)容器內(nèi)壓強不隨時間變化

B.反應(yīng)容器內(nèi)氣體的總物質(zhì)的量不隨時間變化

C.P和S的生成速率相等

D.容器內(nèi)P、Q、R、S的物質(zhì)的量濃度之比為

11.汽車尾氣系統(tǒng)中的催化轉(zhuǎn)化器，可有效降低尾氣中的CO、NO和N02等向大氣的排放。在催化轉(zhuǎn)化器

的前半部發(fā)生的反應(yīng)為2co(g)+2N0(g).2co2(g)+N2(g)。下列有關(guān)敘述正確的是

A.反應(yīng)達平衡時，正、逆反應(yīng)速率均為零

B.使用合適的催化劑，反應(yīng)速率會加快

C.升高溫度，反應(yīng)速率可能減慢

D.反應(yīng)達平衡時，尾氣中CCh、N2的濃度之比為2：1

12.在一定溫度下，體積一定的密閉容器中可逆反應(yīng)3Fe(s)+4H2O(g)=Fe3O4(s)+4H2(g)達到平衡的標志

是()

A.容器內(nèi)混合氣體的密度不再變化

B.斷裂2molO-H的同時形成ImolH-H

C.容器內(nèi)混合氣體的壓強不再變化

D.消耗3molFe的同時生成lmolFe3O4

13.在密閉容器中進行反應(yīng)：X2(g)+3Y2(g)U2Z(g),其中X2、Y2、Z的起始濃度分別為0」mol-L\0.4mol.L-1,

0.2moLL-i,在一定條件下，當反應(yīng)達到平衡時，各物質(zhì)的濃度有可能是

1

A.c(Z)=0.4mol-L->B.c(Y2)=0.1mol-L-

1

C.c(X2)=0.2mol-L-