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“平衡”判斷全突破[考向合作探究]考向一 化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷化學(xué)平衡狀態(tài)判斷的“兩審”一審題干條件:是恒溫恒容還是恒溫恒壓。二審反應(yīng)特點:全部是氣體參與的等體積反應(yīng)還是非等體積反應(yīng);有固體參與的等體積反應(yīng)還是非等體積反應(yīng)。化學(xué)平衡狀態(tài)判斷的“兩標(biāo)志”本質(zhì)標(biāo)志v正=v逆尹0。對于某一可逆反應(yīng)來說,正反應(yīng)消耗掉某反應(yīng)物的速率等于逆反應(yīng)生成該反應(yīng)物的速率。等價標(biāo)志體系中各組分的質(zhì)量、物質(zhì)的量濃度、體積分數(shù)、物質(zhì)的量分數(shù)保持不變。對同一物質(zhì)而言,斷裂的化學(xué)鍵的物質(zhì)的量與形成的化學(xué)鍵的物質(zhì)的量相等。對于有有色物質(zhì)參加或生成的可逆反應(yīng),體系的顏色不再隨時間而變化。例如 ,2NO2(g) N2O4(g)。體系中某反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率或某生成物的產(chǎn)率達到最大值且不再隨時間而變化。全部是氣體參加的氣體體積可變的反應(yīng),體系的壓強、平均相對分子質(zhì)量不再隨時間而變化。例如,N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)。[注意]以下幾種情況不能作為可逆反應(yīng)達到化學(xué)平衡狀態(tài)的標(biāo)志:某一時刻,各物質(zhì)的濃度(或物質(zhì)的量或分子數(shù))之比等于化學(xué)計量數(shù)之比的狀態(tài)。恒溫、恒容條件下氣體體積不變的反應(yīng),混合氣體的壓強或氣體的總物質(zhì)的量不隨時間而變化,如2HI(g) I2(g)+H2(g)。全部是氣體參加的體積不變的反應(yīng),體系的平均相對分子質(zhì)量不隨時間而變化,如2HI(g) I2(g)+H2(g)。全部是氣體參加的反應(yīng),恒容條件下體系的密度保持不變。[題組訓(xùn)練]1.一定溫度下,可逆反應(yīng)H2(g)+I2(g) 2HI(g)達到化學(xué)平衡狀態(tài)的標(biāo)志是()混合氣體的壓強不再變化混合氣體的顏色不再變化1反應(yīng)速率v(H2)=*(HI)D.c(H2):c(I2):c(HI)=1:1:2解析:選B該反應(yīng)是一個反應(yīng)前后氣體總體積不變的反應(yīng),無論是否達到平衡,只要溫度不變,其混合氣體的壓強就不會改變,A錯誤;C項沒有給出表示的化學(xué)反應(yīng)速率是正反應(yīng)速率還是逆反應(yīng)速率,不能確定是否達到平衡,C錯誤;濃度具體比值還與投入起始量有關(guān),不能作為平衡建立的標(biāo)志,D錯誤;由于三種氣體中只有I2是有顏色的,顏色不變說明I2的質(zhì)量分數(shù)不變,已達到了平衡,B正確。2.一定溫度下,反應(yīng)N2O4(g) 2NO2(g)的焓變?yōu)橐恕,F(xiàn)將1molN2O4充入一恒壓密閉容器中,下列示意圖正確且能說明反應(yīng)達到平衡狀態(tài)的是()>H_(kj.mo>H_(kj.moi)土毒m海②③④①② B.②④③④ D.①④解析:選D因反應(yīng)容器保持恒壓,所以容器體積隨反應(yīng)進行而不斷變化,結(jié)合p氣=mV可知,氣體密度不再變化,說明容器體積不再變化,即氣體的物質(zhì)的量不再變化,反應(yīng)達到平衡狀態(tài),①符合題意;無論是否平衡,反應(yīng)的AH都不變,②不符合題意;反應(yīng)開始時,加入1molN2O4,隨著反應(yīng)的進行,N2O4的濃度逐漸變小,故v正(N2O4)逐漸變小,直至達到平衡,③不符合題意;n2o4的轉(zhuǎn)化率不再變化,說明n2o4的濃度不再變化,反應(yīng)達到平衡狀態(tài),④符合題意,故選Do[探規(guī)尋律]判斷平衡狀態(tài)的方法——“逆向相等,變量不變”“逆向相等”:反應(yīng)速率必須一個是正反應(yīng)的速率,一個是逆反應(yīng)的速率,且經(jīng)過換算后同一種物質(zhì)的減小速率和生成速率相等。“變量不變”:如果一個量是隨反應(yīng)進行而改變的,當(dāng)不變時為平衡狀態(tài);一個隨反應(yīng)的進行保持不變的量,不能作為是否是平衡狀態(tài)的判斷依據(jù)。考點二全面突破化學(xué)平衡里知室精生化學(xué)平衡狀態(tài)判斷的“兩類標(biāo)志”及“一角度”判斷化學(xué)反應(yīng)是否達到化學(xué)平衡狀態(tài),關(guān)鍵是看給定條件下能否推出“變量”達到“不變”。常
用到的判斷標(biāo)志有:(1)絕對標(biāo)志本質(zhì)上H不同證(X) _砸(Y)物質(zhì):X的化學(xué)計量數(shù)一丫的化學(xué)計量數(shù)廠各組分的濃度不變卜各組分的物質(zhì)的量(質(zhì)量分數(shù))不變陛上無熱交換時體系溫度不變各氣體組分的體積分數(shù)不變反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率不變(2)相對標(biāo)志有氣體參加的反應(yīng),氣體的總壓強、總體積、總物質(zhì)的量不變時,當(dāng)是等體積反應(yīng)時,不一定達到平衡;當(dāng)是不等體積反應(yīng)時,達到平衡。②氣體的密度(氣體的總質(zhì)量氣體的總體積)、氣體的平均相對分子質(zhì)量②氣體的密度(氣體的總質(zhì)量氣體的總體積)、氣體的平均相對分子質(zhì)量(氣體的總質(zhì)量
氣體的總物質(zhì)的量)不變時,要具體分析各表達式中的分子或分母變化情況,判斷是否平衡。如果平衡體系中的物質(zhì)有顏色,則平衡體系的顏色不變時,達到平衡。(3)一角度從微觀的角度分析,如反應(yīng)N2(g)+3H2(g) 2NH3(g),下列各項均可說明該反應(yīng)達到了平衡狀態(tài):斷裂ImolN三N鍵的同時生成ImolN三N鍵;斷裂ImolN三N鍵的同時生成3molH—H鍵;斷裂ImolN三N鍵的同時斷裂6molN—H鍵;生成ImolN三N鍵的同時生成6molN—H鍵。化學(xué)平衡狀態(tài)移動判斷的方法和規(guī)律(1)化學(xué)平衡移動△?「2條件改變、宓?珍 一定時間演原平衡 '平衡破壞 *建立新的平衡用=邂證'=電逆,各組分含量各組分含量各組分含量又保持-定發(fā)生變化保持新的一止(4)不能用勒夏特列原理解釋的問題若外界條件改變后,無論平衡向正反應(yīng)方向移動或向逆反應(yīng)方向移動都無法減弱外界條件的變化,則平衡不移動。如對于H2(g)+Br2(g)2HBr(g),由于反應(yīng)前后氣體的分子總數(shù)不變,外界壓強增大或減小時,平衡無論正向或逆向移動都不能減弱壓強的改變。所以對于該反應(yīng),壓強改變,平衡不發(fā)生移動。催化劑能同等程度地改變正、逆反應(yīng)速率,所以催化劑不會影響化學(xué)平衡。當(dāng)外界條件的改變對平衡移動的影響與生產(chǎn)要求不一致時,不能用勒夏特列原理解釋,如工業(yè)合成氨條件的選擇。N題組集題組一多角度、全方位突破化學(xué)平衡狀態(tài)標(biāo)志的判定在一定溫度下的定容容器中,當(dāng)下列物理量不再發(fā)生變化時:①混合氣體的壓強,②混合氣體的密度,③混合氣體的總物質(zhì)的量,④混合氣體的平均相對分子質(zhì)量,⑤混合氣體的顏色,⑥各反應(yīng)物或生成物的濃度之比等于系數(shù)之比⑴能說明2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g)達到平衡狀態(tài)的是。能說明I2(g)+H2(g) 2HI(g)達到平衡狀態(tài)的是 O能說明2NO2(g) N2O4(g)達到平衡狀態(tài)的是 O能說明C(s)+CO2(g) 2CO(g)達到平衡狀態(tài)的是 O能說明A(s)+2B(g) C(g)+D(g)達到平衡狀態(tài)的是o答案(1)①③④(2)⑤(3)①③④⑤(4)①②③④(5)②④若上述題目改成一定溫度下的恒壓密閉容器,結(jié)果又如何?答案(1)②③④(2)⑤(3)②③④⑤(4)②③④(5)②④將一定量純凈的氨基甲酸銨置于密閉真空恒容容器中(固體試樣體積忽略不計),在恒定溫度下使其達到分解平衡:NH2COONH4(s)2NH3(g)+CO2(g)。判斷該分解反應(yīng)已經(jīng)達到化學(xué)平衡的是( )20(NH3)=0(CO2)密閉容器中c(NH3):c(CO2)=2:1密閉容器中混合氣體的密度不變密閉容器中氨氣的體積分數(shù)不變答案C解析該反應(yīng)為有固體參與的非等體反應(yīng),且容器容積不變,所以壓強、密度均可作標(biāo)志,該題應(yīng)特別注意D項,因為該反應(yīng)為固體的分解反應(yīng),所以NH3、CO2的體積分數(shù)始終為定值(NH3為2,CO2為;)。I失誤防范I 化學(xué)平衡標(biāo)志判斷“三關(guān)注”關(guān)注反應(yīng)條件,是恒容容器,還是恒壓容器;關(guān)注反應(yīng)特點,是等體積反應(yīng),還是非等體積反應(yīng);關(guān)注特殊情況,是否有固體參加或生成。題組二化學(xué)平衡狀態(tài)移動方向及結(jié)果的判定4.在一定條件下,可逆反應(yīng)2NO2(g) N2O4(g)AH<0達到平衡,當(dāng)分別改變下列條件時,請?zhí)羁眨罕3秩萜魅莘e不變,通入一定量NO2,則達到平衡時NO2的百分含量 (填“增大”、“減小”或“不變”,下同);保持容器容積不變,通入一定量N2O4,則達到平衡時NO2的百分含量 。保持壓強不變,通入一定量NO2,則達到平衡時NO2的百分含量 ;保持壓強不變,通入一定量N2O4,則達到平衡時NO2的百分含量 。保持容器容積不變,通入一定量氖氣,則達到平衡時NO2的轉(zhuǎn)化率;保持壓強不變,通入氖氣使體系的容積增大一倍,則達到平衡時NO2的轉(zhuǎn)化率。答案(1)減小減小(2)不變不變(3)不變減小解析(1)保持容器容積不變,通入一定量NO2,則增加了NO2的濃度,所以平衡正向移動,且NO2轉(zhuǎn)化率比原來大,NO2的含量減小;保持容器容積不變,通入一定量N2O4,則增加了N2O4的濃度,所以平衡逆向移動,但其進行的程度比原來的N2O4的轉(zhuǎn)化率要小,所以NO2的含量減小。(2)保持壓強不變,通入一定量NO2或N2O4,不影響平衡,所以NO2的含量不變。(3)保持容器容積不變,通入一定量氖氣,此過程中各物質(zhì)的物質(zhì)的量濃度都沒有發(fā)生改變,所以平衡不移動,NO2的轉(zhuǎn)化率不變;保持壓強不變,通入氖氣使體系的容積增大一倍,則相當(dāng)于減小壓強,所以平衡向生成NO2的方向移動,所以NO2的轉(zhuǎn)化率會減小。5.(2013-重慶理綜,7)將E和F加入密閉容器中,在一定條件下發(fā)生反應(yīng):E(g)+F(s) 2G(g)。忽略固體體積,平衡時G的體積分數(shù)(%)隨溫度和壓強的變化如下表所示。.壓強/MPa_體積分數(shù)/%溫度/C1.02.03.081054.0ab915c75.0d1000ef83.0①b<f②915°C,2.0MPa時E的轉(zhuǎn)化率為60%③該反應(yīng)的AS>0④K(1000C)>K(810C)上述①?④中正確的有()A.4個B.3個C.2個D.1個答案A解析由表中數(shù)據(jù)分析得出該反應(yīng)正向是吸熱反應(yīng),然后逐項分析。反應(yīng)E(g)+F(s)2G(g)是氣體分子數(shù)增大的反應(yīng),壓強增大平衡逆向移動,故b<54.0;由b到83.0%可知轉(zhuǎn)化率是增大的,溫度升高,G的體積分數(shù)增大,平衡正向移動,故正反應(yīng)是吸熱的,由此可知f>75.0,故b<f,①正確°915C、2.0MPa時,G的體積分數(shù)(物質(zhì)的量分數(shù))為75.0%,設(shè)總的物質(zhì)的量為4mol,則E為1mol,G為3mol,根據(jù)反應(yīng)E(g)+F(s)2G(g)可知:生成3molG,消耗1.5molE,所以E的轉(zhuǎn)化率為上-'X100%=60%,②正確。該反應(yīng)是氣體分子數(shù)增大的反應(yīng),故AS>0,③1+1.5正確。因為該反應(yīng)正向吸熱,升高溫度平衡正向移動,平衡常數(shù)增大,故④正確。6.(2014.江蘇,15改編)一定溫度下,在三個體積均為1.0L的恒容密閉容器中發(fā)生反應(yīng):2CH3OH(g) CH3OCH3(g)+H2O(g)容器編號溫度(C) 4 3 3^起始物質(zhì)的量(mol) 2—皿 平衡物質(zhì)的量(mol)CHOH(g)CHOCH(g)HO(g)I38730.203 3碩0.08020.080II3870.40I2070.200.0900.090下列說法正確的是()該反應(yīng)的正方應(yīng)為吸熱反應(yīng)達到平衡時,容器I中的CH3OH體積分數(shù)比容器II中的小容器I中反應(yīng)到達平衡所需時間比容器III中的長若起始時向容器I中充入CH3OH0.15mol、CH3OCH30.15mol和H2O0.10mol,則反應(yīng)將向正反應(yīng)方向進行答案D解析A項,根據(jù)表格中數(shù)據(jù),容器I和容器I中起始物質(zhì)的量都是0.20mol,溫度在387^時,達到平衡時CH3OCH3的物質(zhì)的量為0.080mol,而溫度在207°C時,達到平衡時CH3OCH3的物質(zhì)的量為0.090mol,說明該反應(yīng)的正反應(yīng)為放熱反應(yīng),錯誤;B項,由于該反應(yīng)是一個反應(yīng)前后氣體體積相等的反應(yīng),因此容器I和容器II的平衡為等效平衡,故CH3OH的體積分數(shù)一樣大,錯誤;C項,容器I的溫度高,反應(yīng)速率快,達到平衡所需時間短,錯誤;D項,容器I中的K=008|=4,而此時的Q=0.10X*10o0.67,因此Q<K,則反應(yīng)將向正反應(yīng)方向進行,正確。I方法技巧I對于反應(yīng)物或生成物只有一種的可逆反應(yīng)而言,在改變物質(zhì)濃度而引起化學(xué)平衡移動時應(yīng)遵循或應(yīng)用下列方法進行分析:在溫度、容積不變的容器中加入某種氣體反應(yīng)物(或生成物)的平衡移動問題:對于aA(g) bB(g)+cC(g)或bB(g)+cC(g) aA(g),當(dāng)T、V不變時,加入A、B、C氣體,相當(dāng)于給體系增大壓強,但平衡移動的最終結(jié)果是由濃度決定。在溫度、壓強不變的體系中加入某種氣體反應(yīng)物(或生成物)的平衡移動問題:對于aA(g) bB(g)+cC(g)或bB(g)+cC(g) aA(g),當(dāng)T、p不變時,加入A氣體,平衡移動的最終結(jié)果與原平衡等效,相當(dāng)于平衡不移動;而加入B或C,則平衡的移動由濃度決定。化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷方法直接判斷法間接判斷法3、從反應(yīng)混合氣體的平均相對分子質(zhì)量M考慮(I)若各物質(zhì)均為氣體對于非等化學(xué)計量數(shù)的反應(yīng),M一定時可做為達到平衡標(biāo)志。如:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)對于等化學(xué)計量數(shù)反應(yīng),M一定時不能做為平衡標(biāo)志。如:H2(g)+I2(g)2HI(g)(II)若有非氣體參與,無論等計量數(shù)或非等計量數(shù)反應(yīng),M一定時可做為達到平衡標(biāo)志。如:C(s)+O2(g)CO2(g)、CO2(g)+C(s)2CO(g)4、從氣體密度考慮當(dāng)反應(yīng)前后各成分均為氣體時恒容:p不變時,不能做為達到平衡的標(biāo)志。恒壓:等計量數(shù)的反應(yīng),p不變時,不能作為達到平衡的標(biāo)志。非等計量數(shù)的反應(yīng),p不變時,可做為達到平衡的標(biāo)志。當(dāng)有非氣體物質(zhì)參與時恒容:p不變時,可作為達到平衡的標(biāo)志。恒壓:p不變時,可作為達到平衡的標(biāo)志。5、 從體系內(nèi)部壓強考慮:因為在恒溫、恒容條件下,氣體的物質(zhì)的量越大則壓強p就越大,所以只需考慮氣體物質(zhì)的量的變化量△n(g)。當(dāng)乙n(g)=0,即等計量數(shù)的反應(yīng)則p為恒值,不能作平衡標(biāo)志。當(dāng)乙n(g片0,即非等計量數(shù)的反應(yīng)則當(dāng)p一定時,可做平衡標(biāo)志。6、 反應(yīng)體系中有顏色的物質(zhì),若體系顏色不變,則達到平衡。注意:對于反應(yīng)前后氣體體積不變的反應(yīng)(即反應(yīng)前后化學(xué)計量數(shù)相等的反應(yīng)),通常不能用物質(zhì)的量、容器的壓強、氣體的密度、平均相對分子質(zhì)量等是否變化作為判斷平衡狀態(tài)的標(biāo)志。淺談化學(xué)平衡狀態(tài)的確定《化學(xué)平衡》是中學(xué)化學(xué)重要的一節(jié),也是高考化學(xué)一大熱點,其中化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷也是考試中的一大難點。每年考察的知識點不變,只要掌握判斷化學(xué)平衡狀態(tài)的方法就不難。在一定條件下,可逆反應(yīng)進行到一定程度時,正反應(yīng)速率和逆反應(yīng)速率相等,反應(yīng)物和生成物的濃度不再發(fā)生變化,這種狀態(tài)稱為化學(xué)平衡狀態(tài),簡稱化學(xué)平衡。那么如何判斷這個可逆反應(yīng)有沒有達到化學(xué)平衡狀態(tài)呢?下面談?wù)勅N方法:一、“等”:v正=v逆先看方向:正反應(yīng)與逆反應(yīng)再看數(shù)值J同種物質(zhì):速率相等L不同物質(zhì):速率之比=系數(shù)之比化學(xué)平衡狀態(tài)建立的條件是正反應(yīng)速率和逆反應(yīng)速率相等,這是可逆反應(yīng)達到化學(xué)平衡狀態(tài)的標(biāo)志。但先要注意方向:正反應(yīng)與逆反應(yīng),如果都是正反應(yīng)或者都是逆反應(yīng)不能說明達到化學(xué)平衡狀態(tài)。再要注意數(shù)值,對于同種物質(zhì),正逆反映速率數(shù)值相等即可說明達到化學(xué)平衡狀態(tài),但如果是不同物質(zhì)要考慮速率之比應(yīng)等于系數(shù)之比才能說明達到化學(xué)平衡狀態(tài)。例1、在一定條件下,可逆反應(yīng)N2(g)+3H2(g)=2NH3(g)達到化學(xué)平衡的標(biāo)志是()A、 NH3的生成速率與NH3的分解速率相等B、 單位時間內(nèi)生成amolN2同時消耗3amolH2C、 單位時間內(nèi)生成amolN2同時消耗amolH2D、 單位時間內(nèi)生成ImolN三N斷裂同時有3molH-H合成解析:化學(xué)平衡的標(biāo)志引正^逆f(生成nh3)禮分解nh3)=A對生成amolN2與生成3amolH2都表示逆反應(yīng)的,不論是否達到平衡,單位時間內(nèi)生成amolN2總是同時生成3amolH2nB錯生成amolN2表示逆反應(yīng),消耗amolH2表示正反應(yīng),但是N2、H2的化學(xué)計量數(shù)之比為1:3nC錯ImolN三N斷裂表示正反應(yīng),3molH-H合成表示逆反應(yīng),而且N2、H2的化學(xué)計量數(shù)之比為1:3nv正(N2)=3v逆mnD對二、 “定”:各組分的濃度(c)保持不變一各組分的質(zhì)量(m)、物質(zhì)的量(n)、氣體體積(V)及各組分的質(zhì)量分數(shù)(Wm)、物質(zhì)的量分數(shù)(Wn)、氣體體積分數(shù)(Wv)保持不變,說明達到化學(xué)平衡狀態(tài)例2、一定條件下,可逆反應(yīng)H2(g)+I2(g)=2HI(g),下列說法能作為達到化學(xué)平衡狀態(tài)的標(biāo)志( )A、 I2在混合氣體中體積分數(shù)保持不變B、 H2、I2、HI的濃度相等C、 %l、HI的濃度不再變化D、 C(H2):C(I2):C(HI)=1:1:2解析:達到化學(xué)平衡時,反應(yīng)混合物中各組分的濃度是保持不變,而不是相等nA、C對,B錯達到化學(xué)平衡時,C(H2):C(I2):C(HI)不一定等于1:1:2,這只是它們的化學(xué)計量數(shù)之比與是否達到平衡狀態(tài)無關(guān)nD錯三、 特例判斷法(1)氣體的總質(zhì)量(m)、總物質(zhì)的量(n)、總體積(V)、總壓強(P)、混合氣體的密度(P)混合氣體的平均相對分子質(zhì)量(Mr)保持不變,則不一定達到化學(xué)平衡狀態(tài)例如:aA(g)+bB(g)—cC(g)+dD(g)當(dāng)a+bNc+d時,氣體總的n、V、P、混合氣體的平均相對分子質(zhì)量Mr(Mr=m總/n總)保持不變,說明達到平衡狀態(tài)當(dāng)a+b=c+d時,氣體總的n、V、P、混合氣體的平均相對分子質(zhì)量Mr(Mr=m總/n總)保持不變,則不一定達到平衡狀態(tài)例3、一定條件下,可逆反應(yīng)H2(g)+I2(g)=2HI(g),下列說法能作為達到化學(xué)平衡狀態(tài)的標(biāo)志( )A、 混合氣體的總質(zhì)量保持不變B、 混合氣體的總物質(zhì)的量保持不變C、 混合氣體的平均相對分子質(zhì)量保持不變D、 H2、I2、HI的質(zhì)量分數(shù)保持不變解析:根據(jù)質(zhì)量守恒,反應(yīng)前后都是氣體,故任何時刻混合氣體總質(zhì)量都保持不變nA錯反應(yīng)前后氣體物質(zhì)系數(shù)之和為2,反應(yīng)后氣體系數(shù)之和也為2n任何時刻,混合氣體的總物質(zhì)的量都保持不變nB錯由A、B,Mr=m總/n總n任何時刻混合氣體的平均相對分子質(zhì)量(Mr)都保持不變nC錯故選D混合氣體密度P=m總/V總保持不變,能否用來判斷達到平衡狀態(tài),取決于m總、V總依情況而定例4、一定T、V下,可逆反應(yīng)2SO2(g)+O2(g)=2SO3(g),由于混合氣體密度P=m總/V總,在任何時刻m總、V總都保持不變,故P也不變np不變不能說明達到平衡狀態(tài)(2)體系溫度、顏色保持不變,說明達到化學(xué)平衡狀態(tài)任何一個化學(xué)反應(yīng)都伴隨著能量的變化,一個方向是放熱反應(yīng),另一個方向就是吸熱方向,體系溫度保持不變,說明向吸熱方向進行的速率和向放熱方向進行的速率相等即達到化學(xué)平衡狀態(tài)。對于反應(yīng)體系內(nèi)有顏色的物質(zhì)參與反應(yīng)或生成,當(dāng)體系顏色保持不變時說明該物質(zhì)的百分含量保持不變即達到化學(xué)平衡狀態(tài)
以反應(yīng)aA(g)+bB(g)一cC(g)+dD(g)為例,列表總結(jié):“等,,:"=v逆在單位時間內(nèi)消耗了amolA同時也生成了amolA,即v正小逆在單位時間內(nèi)消耗了bmolB同時也消耗了cmolC,即v^=v逆在單位時間內(nèi)生成了bmolB同時也消耗了dmolDv(A):v(B):v(C):v(D)=a:b:c:d,v正不一定等于v逆(不論是否平衡,該式都成立)平衡平衡不一定平衡不一定平衡“定,:混合體系中各組分含量保持不變各物質(zhì)的c、n、m,Wn、Wm一定各氣體的體積(V)、體積分數(shù)(Wv)一定平衡平衡特殊判斷當(dāng)a+b^c+d時,氣體總的n、V、P、Mr保持不變當(dāng)a+b=c+d時,氣體總的n、V、P、Mr保持不變混合氣體的密度(=m總/V總)保持不變體系溫度一定時(其他不變)體系內(nèi)有色物質(zhì)的顏色保持不變平衡不一定平衡不一定平衡平衡平衡能否說明達到化學(xué)平衡狀態(tài)主要看這種狀態(tài)是任何時刻都具有的還是只有化學(xué)平衡狀態(tài)才具有的,只有化學(xué)平衡狀態(tài)才具有的特征才能用來作為達到化學(xué)平衡狀態(tài)的標(biāo)志化學(xué)平衡狀態(tài)標(biāo)志的判斷平衡狀態(tài)的標(biāo)志:(1)速率關(guān)系(本質(zhì)特征):同一種物質(zhì):該物質(zhì)的生成速率等于它的消耗速率。不同的物質(zhì):速率之比等于方程式中各物質(zhì)的計量數(shù)之比,但必須是不同方向的速率。(等價反向)(2)各成分含量保持不變(宏觀標(biāo)志):各組成成分的質(zhì)量、物質(zhì)的量、分子數(shù)、體積(氣體)、物質(zhì)的量濃度均保持不變。各組成成分的質(zhì)量分數(shù)、物質(zhì)的量分數(shù)、氣體的體積分數(shù)均保持不變。若反應(yīng)前后的物質(zhì)都是氣體,且總體積不等,則氣體的總物質(zhì)的量、總壓強(恒溫、恒容)、平均摩爾質(zhì)量、混合氣體的密度(恒溫、恒壓)均保持不變。反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率、產(chǎn)物的產(chǎn)率保持不變。化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷舉例反應(yīng)mA(g)+nB(g)——pC(g)+qD(g)平衡是否建立混合物體系中各成分的含量①各物質(zhì)的物質(zhì)的量或各物質(zhì)的物質(zhì)的量分數(shù)一定②各物質(zhì)的質(zhì)量或各物質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)一定③各氣體的體積或體積分數(shù)一定④總壓強、總體積、總物質(zhì)的量一定(m+n和p+q的關(guān)系不定)正、逆反應(yīng)速率的關(guān)系①在單位時間內(nèi)消耗了mmolA同時生成mmolA②在單位時間內(nèi)消耗了nmolB同時生成pmolC③v:v:v:v=m:n:p:q A——BC——D④在單位時間內(nèi)生成了nmolB,同時消耗qmolD壓強①m+n/p+q時,總壓強一定(其他條件一定)②m+n=p+q時,總壓強一定(其他條件一定)混合氣的Mr①”一定時,只有當(dāng)m+n/p+q時,②M一定,但m+n=p+q時溫度在其他條件不變的條件下,體系溫度一定時體系的密度密度一定【鞏固練習(xí)】在恒溫下的密閉容器中,有可逆反應(yīng)2NO(g)+O2(g)=2NO2(g);AH<0,不能說明已達到平衡狀態(tài)的是 2 2A.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)器中壓強不隨時間變化而變化C.混合氣體顏色深淺保持不變 D.混合氣體平均分子量保持不變在一定溫度下,反應(yīng)A2(g)+B2(g)=2AB(g)達到平衡的標(biāo)志是A.單位時間生成的nmol的A2同時生成nmol的AB B.容器內(nèi)的總壓強不隨時間變化C.單位時間生成2nmol的AB同時生成nmol的B2 D.單位時間生成nmol的A2同時生成nmol的B2下列敘述表示可逆反應(yīng)N2+3H2二―2NH3一定處于平衡狀態(tài)的是A.N2、H2、NH3的百分含量相等 B.單位時間,消耗amol以的同時消耗3amolH2單位時間,消耗amolN2的同時生成3amolH2反應(yīng)若在定容的密器中進行,溫度一定時,壓強不隨時間改變對于固定體積的密閉容器中進行的氣體反應(yīng)可以說明A(g)+B(g)—C(g)+D(g)在恒溫下已達到平衡的是A.反應(yīng)容器的壓強不隨時間而變化 B.A氣體和B氣體的生成速率相等C.A、B、C三種氣體的生成速率相等 D.反應(yīng)混合氣體的密度不隨時間而變化下列說法中,可以表明反應(yīng)N2+3H2—^2NH3已達到平衡狀態(tài)的是A.lmolN三N鍵斷裂的同時,有3molH—H鍵形成 B.lmolN三N鍵斷裂的同時,有3molH—H鍵斷裂
C.lmolN三N鍵斷裂的同時,有6molN—H鍵形成 D.lmolN三N鍵斷裂的同時,有6molN—H鍵斷裂可逆反應(yīng)N2+3H2=^2NH3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表示。下列各關(guān)系中能說明反應(yīng)已達到平衡狀態(tài)的是A.3v正(N2)=v正(H2) B.v正(N2)=v逆(NH/C.2v正(H2)=3v逆(NH3) D.v正(N2)=3v逆(H2)在2NO;(紅棕色);N2O4(無色)的可逆反應(yīng)中:下列狀態(tài)說明達到平衡標(biāo)志的是A.c(N204)=c(N02)的狀態(tài) B.N2O4處于不再分解的狀態(tài)C.NO的分子數(shù)與N0分子數(shù)比為2:1的狀態(tài) D?體系的顏色不再發(fā)生改變的狀態(tài)8、可逆反應(yīng)H2(氣)+I2(氣)=2HI(氣)達到平衡時的標(biāo)志是()A、混合氣體的密度恒定不變 B.混合氣體的顏色不再改變C.H2、I2、HI的濃度相等 D.I2在混合氣體中體積分數(shù)不再改變9、 在一定的溫度下,固定容器中發(fā)生可逆反應(yīng)A(g)+3B(g)C2C(g)達到平衡的標(biāo)志是A、C的生成速率與C的分解速率相等A、C的生成速率與C的分解速率相等3nmolBC、A、B、C的物質(zhì)的量濃度保持不變2E、容器中氣體的密度保持不變G、容器中氣體的總壓強保持不變B、單位時間生成nmolA,同時生成D、A、B、C的分子數(shù)之比為1:3:F、混合氣體的平均摩爾質(zhì)量保持不變在恒溫、恒容下,當(dāng)反應(yīng)容器內(nèi)總壓強不隨時間變化時,下列可逆反應(yīng)一定達到平衡的A、A(氣)+B(氣)—C(氣) B、A(氣)+2B(氣)—3C(氣)C、A(氣)+B(氣)—C(氣)+D(氣) D、以上都達到平衡能夠充分說明在恒溫下的密閉容器中反應(yīng):2SO2+O2—2SO3,已經(jīng)達到平衡的標(biāo)志是A、容器中so2、o2、so3共存 2B、、容器中So2和SO3的濃度相同C、容器中SO:、0:、S033的物質(zhì)的量為2:1:2 D、容器中壓強不隨時間的變化而改變可逆反應(yīng):2扁2==2N0+02在密閉容器中反應(yīng),達到平衡狀態(tài)的標(biāo)志是:( )①單位時間內(nèi)生成nmol02的同時生成2nmolN02 ②單位時間內(nèi)生成nmol02的同時,生成2nmolNO用N02、NO、02的物質(zhì)的量濃度變化表示的反應(yīng)速率的比為2:2:1的狀態(tài)④混合氣體的顏色不再改變的狀態(tài)⑤混合氣體的密度不再改變的狀態(tài)⑥混合氣體的平均相對分子質(zhì)量不再改變的狀態(tài)A.①④⑥ B.②③⑤ C.①③④ D.①②③④⑤⑥13、下列說法中可以充分說明反應(yīng):P(氣)+Q(氣) R(氣)+S(氣), 在恒溫下已達平衡狀態(tài)的是()A.反應(yīng)容器內(nèi)壓強不隨時間變化 B.P和S的生成速率相等C.反應(yīng)容器內(nèi)P、Q、R、S四者共存D.反應(yīng)容器內(nèi)總物質(zhì)的量不隨時間而變化在一定溫度下的恒容容器中,當(dāng)下列物理量不再發(fā)生變化時,表明反應(yīng): A(s)+3B(g)2C(g)+D(g) 已達平衡狀態(tài)的是A.混合氣體的壓強 B.混合氣體的密度C.B的物質(zhì)的量濃度 D.氣體的總物質(zhì)的量15、下列方法中可以證明2HI(g)=H2(g)+I2(g)已達平衡狀態(tài)的是。①單位時間內(nèi)生成nmolH2的同時生成nmolHI;②一個H—H鍵斷裂的同時有兩個H—I鍵斷裂;③百分組成3(HI)=w(I2);④反應(yīng)速率v(H2)=v(I2)=v(HI)/2時;c(HI):c(H2):c(I2)=2:1:1時;⑥溫度和體積一定時,某一生成物濃度不再變化;⑦溫度和體積一定時,容器內(nèi)壓強不再變化;⑧條件一定,混合氣體的平均相對分子質(zhì)量不再變化;⑨溫度和體積一定時,混合氣體的顏色不再變化;⑩溫度和壓強一定時,混合氣體的密度不再變化。化學(xué)平衡之判斷化學(xué)平衡狀態(tài)一、判斷化學(xué)平衡狀態(tài)的標(biāo)志1、 什么是化學(xué)平衡狀態(tài)化學(xué)平衡狀態(tài)是指一定條件下的可逆反應(yīng)里,正反應(yīng)速率=逆反應(yīng)速率,反應(yīng)混合物中各組分的含量保持不變的狀態(tài)。2、 平衡狀態(tài)的判斷方法:直接判定:V正=¥逆>0同一物質(zhì),該物質(zhì)的生成速率等于它的消耗速率。不同的物質(zhì)分兩種情況:在方程式同一側(cè)的不同物質(zhì),它們的生成速率與消耗速率之比(或消耗速率與生成速率之比,前后比較項必須相反)等于反應(yīng)方程式中化學(xué)計量數(shù)之比;方程式不同側(cè)的物質(zhì),它們的生成速率與生成速率之比(或消耗速率與消耗速率之比,前后比較項必須相同)等于反應(yīng)方程式中化學(xué)計量數(shù)之比。從微觀化學(xué)鍵的斷裂與生成判斷。如N2(g)+3H2(g)==2NH3(g)湖化學(xué)鍵n三N3H-H6N-H同種物質(zhì),新鍵生成和舊鍵斷裂數(shù)目相同同側(cè)不同物質(zhì),生成與斷裂(或斷裂與生成)數(shù)目;不同側(cè)物質(zhì),生成與生成(斷裂與斷裂)數(shù)目例1、可逆反應(yīng)知N2(g)+3H2(g)==2NH3(g)湖的正逆反應(yīng)速率可用反應(yīng)物或生成物的生成或消耗速度來表示下列各關(guān)系中能說明反應(yīng)已達平衡狀態(tài)的是()瓦iA.3V(N2消耗)=V(H2消耗) B.V(N2生成)=V(N2消耗)C.2V(H2消耗)=3V(NH3消耗)D.2V(N2生成)=V(NH3消耗)例2、可逆反應(yīng)2NO2(g)=2NO(g)+O2(g),在體積固定的密閉容器中,達到平衡狀態(tài)的標(biāo)志是( )A單位時間內(nèi)生成nmol02的同時生成2nmolNO2B單位時間內(nèi)生成nmol02的同時生成2nmolNOC單位時間內(nèi)生成nmolN02的同時消耗nmolN02D用N02、NO、02表示的反應(yīng)速率的比為2:2:1的狀態(tài)例3、對可逆反應(yīng)瑯4NH3(g)+5O2(g)==4NO(g)+6H2O(g)桿下列敘述正確的是()A擬達到化學(xué)平衡時桿4v正(O2)=5v逆(NO)B擬若單位時間內(nèi)生成xmolNO的同時消耗xmolNH3桿則反應(yīng)達到平衡狀態(tài)C擬達到化學(xué)平衡時若增大容器體積,則正反應(yīng)速率減小,逆反應(yīng)速率增大D擬化學(xué)反應(yīng)速率關(guān)系是2v正(NH3)=3v正(H2O)例3、下列方法中可以說明N2+3H2=2NH3已達到平衡的是()A擬一個N三N鍵斷裂的同時有三個H-H鍵形成B擬一個N三N鍵斷裂的同時有三個H-H鍵斷裂C擬一個N三N鍵斷裂的同時有六個N-H鍵斷裂D擬一個N三N鍵斷裂的同時有六個N-H鍵形成壤間接判定組成成分的質(zhì)量、物質(zhì)的量、分子數(shù)、體積(氣體)、物質(zhì)的量濃度保持不變。各組成成分的質(zhì)量分數(shù)、物質(zhì)的量分數(shù)、氣體的體積分數(shù)保持不變。若反應(yīng)前后的物質(zhì)都是氣體,且系數(shù)不等,總物質(zhì)的量、總壓強況恒溫、恒容壤、平均摩爾質(zhì)量、混合氣體的密度(恒溫、恒壓)保持不變。反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率、產(chǎn)物的產(chǎn)率保持不變。符合平衡常數(shù)K值總之^能變的量保持不變說明已達平衡。二、具體判斷方法:注意事項:在研究化學(xué)平衡時注意各物質(zhì)的狀態(tài),和左右兩邊氣體系數(shù)和是否相等。在做題時注意用公式推出結(jié)論,再進行討論。在此要注意哪些是可變量,哪些是不變量。密度P密度=質(zhì)量/體積例1、可逆反應(yīng)金亨2NO2(g)=2NO(g)+02(g),在體積固定的密閉容器中,密度保持不變能否判斷是平衡狀態(tài)況(否)原因:在反應(yīng)中質(zhì)量不變,體積不變,密度是個恒定量,不隨時間的變化而變化。例2、逆反應(yīng)2NO2(g)=2NO(g)+O2(g)琲在壓強固定的密閉容器中,密度保持不變能否判斷是平衡狀態(tài)(能)原因:該反應(yīng)左右兩邊氣體系數(shù)不等,說明隨著反應(yīng)的進行體積是變化的,而氣體總質(zhì)量保持不變,所以密度是個變化量,現(xiàn)在不變說明已經(jīng)達到平衡。例3、逆反應(yīng)2HI(g)=H2(g)+I2(g)中,恒定壓強下密度保持不變能否判斷是平衡狀態(tài)況(否)原因:該反應(yīng)左右兩邊氣體系數(shù)相等,在恒定壓強下氣體的
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