2017_2018学年高中化学第二章化学反应速率和化学平衡第三节化学平衡第1课时化学平衡状态的建立及
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化学反应速率和化学平衡化学反应速率是指化学反应在单位时间内发生的变化量。
它是反应过程中物质转化的快慢程度的量化描述。
化学平衡是指当化学反应达到稳定状态时,反应物和生成物浓度之间的比例关系保持不变的状态。
反应速率和化学平衡是化学反应中两个重要的概念,它们对于我们理解和控制化学反应过程具有重要的意义。
一、化学反应速率化学反应速率的定义是单位时间内反应物消耗量或产物生成量与时间的比值。
它可以用下面的公式来表示:速率= ΔC/Δt其中,ΔC表示反应物浓度或产物浓度的变化量,Δt表示变化所用的时间。
化学反应速率受到多种因素的影响,其中最主要的有反应物浓度、温度、催化剂和反应物粒子间的碰撞频率等。
当反应物浓度增加时,反应发生的可能性就会增加,因此反应速率也会增大。
温度对于反应速率的影响很大,一般来说,温度升高时,反应速率会迅速增加。
这是因为温度升高会增加反应物的动能,提高粒子的碰撞频率,从而促进反应的进行。
催化剂是一种物质,它可以降低反应的活化能,使反应发生更容易。
催化剂通过提供一个新的反应路径,使反应能够以更低的能量发生。
因此,加入适量的催化剂可以大大加快反应速率。
此外,反应物粒子间的碰撞频率也会影响反应速率。
当反应物的浓度较低时,粒子之间的碰撞次数较少,因此反应速率较低。
二、化学平衡当一个化学反应达到平衡时,反应物和生成物的浓度之间的比例关系将保持不变。
在平衡状态下,反应物的转化速率等于生成物的转化速率。
化学平衡可以用下面的反应判断式来表示:aA + bB ⇌ cC + dD其中,A和B是反应物,C和D是生成物,a、b、c、d分别表示各物质的系数。
化学平衡是一个动态平衡,即反应物和生成物之间的转化一直在进行,但是总的浓度不再改变。
平衡常数K用来描述平衡系统中各组分浓度之间的关系。
当反应达到平衡时,平衡常数K的值将保持不变。
化学平衡可以通过改变反应条件来调节。
通过改变温度、压力或改变反应物浓度可以使平衡位置发生移动,从而改变反应的结果。
化学反应速率与化学平衡化学反应速率和化学平衡是化学反应中重要的概念。
化学反应速率指的是反应物转化为产物的速度,而化学平衡则是指反应物和产物浓度之间的平衡状态。
这两个概念在化学研究和工业应用中都有着重要的意义。
一、化学反应速率化学反应速率是指单位时间内反应物转化为产物的速度。
反应速率可以通过测量反应物浓度的变化来确定。
一般来说,反应速率与反应物浓度成正比,即反应物浓度越高,反应速率越快。
但是,反应速率还受到其他因素的影响,如温度、催化剂和反应物的物理状态等。
温度是影响化学反应速率的重要因素之一。
根据化学动力学理论,温度升高会导致反应物分子的平均动能增加,使得反应物分子更容易发生碰撞,从而提高反应速率。
催化剂也可以加速化学反应速率,它们通过提供新的反应路径或降低反应活化能来促进反应的进行。
此外,反应物的物理状态也会影响反应速率,例如,气体相反应速率通常比液体相反应速率快,因为气体分子更容易碰撞。
二、化学平衡化学平衡是指反应物和产物浓度之间的平衡状态。
在化学反应中,反应物会转化为产物,但是反应并不会一直进行下去,而是会在一定条件下达到平衡。
在平衡状态下,反应物和产物的浓度保持不变,而且正反应和逆反应的速率相等。
化学平衡的达成是通过正反应和逆反应同时进行实现的。
正反应是指反应物转化为产物的过程,而逆反应则是指产物转化为反应物的过程。
当正反应速率和逆反应速率相等时,化学反应达到平衡。
平衡常数是描述化学平衡状态的一个重要参数,它是反应物和产物浓度之间的比值。
平衡常数的大小决定了反应的方向,当平衡常数大于1时,正反应占优势;当平衡常数小于1时,逆反应占优势。
化学平衡对于理解和控制化学反应有着重要的意义。
在工业生产中,通过控制反应条件,可以使反应在有利的方向上进行,从而提高产物的产率和纯度。
此外,理解化学平衡还有助于解释一些化学现象,如酸碱中和反应、溶解度和配位化学等。
总结:化学反应速率和化学平衡是化学反应中的重要概念。
选修四复习资料(第二章化学反应速率与化学平衡)一、化学反应速率1. 化学反应速率(v)⑴定义:用来衡量化学反应的快慢,单位时间内反应物或生成物的物质的量的变化⑵表示方法:单位时间内反应浓度的减少或生成物浓度的增加来表示⑶计算公式:v=Δc/Δt(υ:平均速率,Δc:浓度变化,Δt:时间)单位:mol/(L·s)⑷影响因素:①决定因素(内因):反应物的性质(决定因素)②条件因素(外因):反应所处的条件2.※注意:(1)、参加反应的物质为固体和液体,由于压强的变化对浓度几乎无影响,可以认为反应速率不变。
(2)、惰性气体对于速率的影响①恒温恒容时:充入惰性气体→总压增大,但是各分压不变,各物质浓度不变→反应速率不变②恒温恒体时:充入惰性气体→体积增大→各反应物浓度减小→反应速率减慢二、化学平衡(一)1.定义:化学平衡状态:一定条件下,当一个可逆反应进行到正逆反应速率相等时,更组成成分浓度不再改变,达到表面上静止的一种“平衡”,这就是这个反应所能达到的限度即化学平衡状态。
2、化学平衡的特征逆(研究前提是可逆反应)等(同一物质的正逆反应速率相等)动(动态平衡)定(各物质的浓度与质量分数恒定)变(条件改变,平衡发生变化)3、判断平衡的依据判断可逆反应达到平衡状态的方法和依据(二)影响化学平衡移动的因素1、浓度对化学平衡移动的影响(1)影响规律:在其他条件不变的情况下,增大反应物的浓度或减少生成物的浓度,都可以使平衡向正方向移动;增大生成物的浓度或减小反应物的浓度,都可以使平衡向逆方向移动(2)增加固体或纯液体的量,由于浓度不变,所以平衡不移动(3)在溶液中进行的反应,如果稀释溶液,反应物浓度减小,生成物浓度也减小,V 正减小,V逆也减小,但是减小的程度不同,总的结果是化学平衡向反应方程式中化学计量数之和_大_的方向移动。
2、温度对化学平衡移动的影响影响规律:在其他条件不变的情况下,温度升高会使化学平衡向着吸热反应方向移动,温度降低会使化学平衡向着放热反应方向移动。
第二章化学反应速率和化学平衡一、化学反应速率课标要求1、掌握化学反应速率的含义及其计算2、了解测定化学反应速率的实验方法要点精讲1、化学反应速率(1)化学反应速率的概念化学反应速率是用来衡量化学反应进行的快慢程度的物理量。
(2)化学反应速率的表示方法对于反应体系体积不变的化学反应,通常用单位时间内反应物或生成物的物质的量浓度的变化值表示。
某一物质A的化学反应速率的表达式为:式中——某物质A的浓度变化,常用单位为mol·L-1。
——某段时间间隔,常用单位为s,min,h。
υ——物质A的反应速率,常用单位是mol·L-1·s-1,mol·L-1·s-1等。
(3)化学反应速率的计算规律①同一反应中不同物质的化学反应速率间的关系同一时间内,用不同的物质表示的同一反应的反应速率数值之比等于化学方程式中各物质的化学计量数之比。
②化学反应速率的计算规律同一化学反应,用不同物质的浓度变化表示的化学反应速率之比等于反应方程式中相应的物质的化学计量数之比,这是有关化学反应速率的计算或换算的依据。
(4)化学反应速率的特点①反应速率不取负值,用任何一种物质的变化来表示反应速率都不取负值。
②同一化学反应选用不同物质表示反应速率时,可能有不同的速率数值,但速率之比等于化学方程式中各物质的化学计量数之比。
③化学反应速率是指时间内的“平均”反应速率。
小贴士:①化学反应速率通常指的是某物质在某一段时间内化学反应的平均速率,而不是在某一时刻的瞬时速率。
②由于在反应中纯固体和纯液体的浓度是恒定不变的,因此对于有纯液体或纯固体参加的反应一般不用纯液体或纯固体来表示化学反应速率。
其化学反应速率与其表面积大小有关,而与其物质的量的多少无关。
通常是通过增大该物质的表面积(如粉碎成细小颗粒、充分搅拌、振荡等)来加快反应速率。
③对于同一化学反应,在相同的反应时间内,用不同的物质来表示其反应速率,其数值可能不同,但这些不同的数值表示的都是同一个反应的速率。
化学反应速率与化学平衡化学反应速率是指在化学反应中,反应物转化为产物的速度。
而化学平衡则是指在反应达到一定条件下,反应物和产物之间的浓度保持恒定的状态。
化学反应速率与化学平衡是化学反应动力学和热力学两个重要的概念,对于理解和研究化学反应过程具有重要意义。
一、化学反应速率化学反应速率是指单位时间内反应物浓度的变化量。
通常,我们用浓度的变化量除以时间的变化量来表示化学反应速率。
反应速率可以用以下公式来表示:速率= ΔC/Δt其中,ΔC表示反应物浓度的变化量,Δt表示时间的变化量。
单位上,速率通常用mol/(L·s)来表示。
化学反应速率与反应物浓度之间的关系可以通过实验数据进行研究和分析,得到所谓的速率方程式。
二、速率常数化学反应速率的大小与反应物浓度有关,与温度、催化剂等条件也有关。
实验数据表明,在反应初期,反应速率与反应物浓度成正比,即速率随着反应物浓度的增加而增加。
而随着反应进行,反应速率逐渐减小,最终趋于一个定值。
这个定值就是速率常数k。
速率常数是与特定化学反应有关的常数,它与反应物浓度无关。
速率常数k的大小可以通过实验测定得到,它是用来比较不同反应的速率快慢的重要指标。
三、反应级数反应级数是反应物浓度与反应速率之间的关系。
对于不同的反应,反应级数可能是整数、分数或负数。
分别代表了不同的速率与反应物之间的关系。
一般情况下,反应速率随着反应物浓度的增加而增加,反应级数为正数。
如果反应速率与反应物浓度成正比,反应级数为1;如果反应速率与反应物的平方根成正比,反应级数为1/2。
四、化学平衡化学平衡是指反应物和产物之间的浓度保持不变的状态。
在化学平衡下,反应物与产物之间的反应速率相等,虽然反应仍然继续进行,但是净反应速率为零。
在化学平衡条件下,反应物和产物的浓度比例保持不变,这个比例被称为平衡常数Keq。
化学平衡的条件是温度、压力和浓度保持恒定。
在不同的温度和浓度条件下,化学平衡的位置可能会发生变化。
第二章化学反应速率和化学平衡第三节化学平衡考纲解读1.了解化学反应的可逆性。
2.了解化学平衡建立的过程,理解化学平衡常数的含义,能够利用化学平衡常数进行简单计算。
3.理解外界条件(浓度、温度、压强、催化剂等)对化学平衡的影响,认识其一般规律。
4.了解化学反应速率和化学平衡的调控在生活、生产和科学研究领域中的重要作用。
预习提纲一、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又能向逆反应方向进行的反应。
(2)表示方法约定采用“”表示,把从左向右的反应称作正(向)反应,从右向左的反应称作逆(向)反应。
例如:SO 2和H2O可表示为SO2+H2O H2SO3(3)特征可逆反应发生的条件相同,反应不能进行到底,反应物不能实现完全转化,且反应体系中,与化学反应有关的各种物质共存。
2.不可逆反应有些反应的逆反应进行程度太小因而忽略,把几乎完全进行的反应叫不可逆反应,用“===”号表示。
例如:Ba2++SO42—==BaSO4↓二、化学平衡状态1.化学平衡的建立如果把某一可逆反应的反应物装入密闭容器,其反应过程如下:(1)反应开始时:反应物的浓度最大,正反应速率最大.生成物的浓度为零,逆反应速率为零.(2)反应进行时:反应物的浓度逐渐减小,正反应速率逐渐减小.生成物的浓度逐渐增大,逆反应速率逐渐增大.(3)最终在某一时刻,正反应速率与逆反应速率相等,反应物的浓度不再变化,生成物的浓度也不再变化。
上述过程用图示法表示如下2.概念在一定条件下的可逆反应里,当正反应和逆反应的速率相等,反应体系中所有参加反应的物质的质量或浓度保持恒定的状态。
3.特征(1)“动”——化学平衡是一种动态平衡,反应达到平衡时,反应并没有停止。
(2)“等”——v(正) =v(逆)>0。
(3)“定”——条件一定时,反应速率一定,混合物中各组分的浓度一定。
(4)“变”——当条件改变时,平衡一般要发生改变。
4.影响因素(1)浓度当其他条件不变时,增大反应物浓度或减小生成物浓度,平衡向正反应方向移动;增大生成物浓度或减小反应物浓度,平衡向逆反应方向移动。
化学反应速率与化学平衡化学反应速率与化学平衡是化学领域中的重要概念。
本文将从理论角度探讨化学反应速率与化学平衡之间的关系,并结合实际例子加以说明。
一、化学反应速率化学反应速率指的是反应物消耗或生成的速度,通常用物质浓度的变化率来表示。
反应速率的公式可表示为:速率= ΔC/Δt其中,ΔC表示反应物浓度的变化量,Δt表示时间的变化量。
化学反应速率受到多种因素的影响,如温度、浓度、表面积、催化剂等。
一般来说,温度越高,反应速率越快;浓度越高,反应速率越快;表面积越大,反应速率越快;催化剂的存在能够降低反应活化能,从而加快反应速率。
二、化学平衡化学平衡是指在封闭系统中,反应物和生成物浓度保持一定比例的状态。
在化学平衡中,正反应和逆反应同时发生,且速率相等,达到动态平衡。
根据勒夏特列亲和定律,一个化学平衡的反应可以用如下公式表示:aA + bB ⇌ cC + dD其中,A、B为反应物,C、D为生成物,a、b、c、d为化学计量数。
化学平衡的条件包括温度、压力和浓度。
根据利奥·恩希斯的法则,当某一条件发生变化时,系统会自动调整以维持化学平衡。
温度升高会使平衡位置移动到吸热反应的方向,而当温度降低时,则向放热反应方向移动。
三、化学反应速率与化学平衡的关系化学反应速率和化学平衡是反应动力学和反应热力学两个方面的研究对象。
它们之间存在密切的联系。
在反应初期,反应物浓度较高,反应速率也较快。
但随着时间的推移,反应物浓度逐渐降低,反应速率也减慢,最终趋于稳定。
这种情况下,反应尚未达到化学平衡。
在化学平衡时,正反应和逆反应达到动态平衡,速率相等。
这并不意味着反应速率为零,而是表示反应物和生成物的浓度保持稳定,反应速率呈稳定状态。
实际上,反应速率和平衡浓度之间存在着一种动态的关系。
当反应物浓度偏离平衡浓度时,反应势必要重新调整以恢复平衡,从而使反应速率发生变化。
例如,当反应物浓度增加时,反应速率会相应增加,以达到新的平衡状态。
课时跟踪检测(十二) 化学反应速率和化学平衡图像1.可逆反应:2AB3(g)A2(g)+3B2(g) ΔH >0,下列图像正确的是()解析:选D A项,升高温度,正、逆反应速率都增大,平衡向正反应方向移动,交叉点后,正反应速率大于逆反应速率,错误;B项,升高温度,平衡向正反应方向移动,B2%增大,错误;C项,当温度一定时,增大压强,AB3%降低,平衡应正向移动,而实际上增大压强,平衡逆向移动,错误;D项,当温度一定时,增大压强,平衡向逆反应方向移动,AB3%增大,符合题意;当压强一定时,升高温度,平衡向正反应方向移动,AB3%降低,符合题意,正确。
2.可逆反应a A(g)+b B(g)c C(g)+d D(g) ΔH =Q,同时符合两图中各曲线的规律的是( )A.a+b>c+d T1>T2Q>0B.a+b<c+d T1>T2Q>0C.a+b<c+d T1<T2Q<0D.a+b>c+d T1<T2Q<0解析:选D 对于左图,先拐先平衡,说明反应速率快,即T2>T1,随温度的升高,生成物的浓度减小,平衡向吸热反应方向移动,即正反应是放热反应,即Q<0;对于右图,v正和v逆相交后,随压强的增大,平衡向正反应方向移动,a+b>c+d,D选项正确。
3.对于可逆反应:m A(g)+n B(g)x C(g)ΔH=?在不同温度及压强(p1、p2)条件下,反应物A的转化率如图所示,下列判断正确的是( )A.ΔH>0,m+n>x B.ΔH>0,m+n <xC.ΔH<0,m+n<x D.ΔH<0,m+n>x解析:选D 根据图像(1),p1先拐说明p1>p2,增大压强A的转化率升高,说明增大压强平衡向正反应方向移动,m+n>x;根据图像(2),升高温度,A的转化率降低,说明升高温度,平衡向逆反应方向移动,即此反应的正反应ΔH<0,D正确.4.如图为某化学反应的速率与时间的关系示意图。
在t1时刻升高温度或者增大压强,速率的变化都符合示意图的反应是()A.2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) ΔΗ<0B.4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g) ΔΗ<0C.H2(g)+I2(g)2HI(g)ΔΗ>0D.N2(g)+3H2(g)2NH3(g)ΔΗ<0解析:选B 由图像知增大压强或升高温度后,v、v逆都增大,由于v逆增大的多,平衡逆向移动。
第二章化学反应速率和化学平衡知识点总结要点一化学反应速率大小的比较(一)化学反应速率1.表示方法通常用单位时间内反应物浓度的_______________或生成物浓度的 _______________来表示。
2.数学表达式:,单位为。
对于Δc(反应物)=c(初)-c(末), 对于Δc(生成物)=c(末)-c(初)。
Δt表示反应所需时间,单位为等。
3.单位一般为_______________或_____________或______________ 。
4、对某一具体的化学反应来说,用不同物质的浓度变化来表示化学反应速率时,数值往往不同,其数值之比等于。
(二)根据化学方程式对化学反应速率的计算求解化学反应速率的计算题一般按以下步骤:①写出有关反应的化学方程式;②找出各物质的起始量、转化量、某时刻量;③根据已知条件列方程式计算。
例如:反应 mA + nB pC起始浓度(mol/L) a b c转化浓度(mol/L) x某时刻浓度(mol/L) a-x(1)同一化学反应速率用不同物质表示时数值,但比较反应速率的快慢不能只看数值的大小,而要通过转化换算成同一物质表示,再比较数值的大小。
(2)比较化学反应速率与化学计量数的比值,如aA+bB==pY+qZ ,即比较与若则A表示的反应速率比B大。
(3)注意反应速率单位的一致性。
(4)注意外界条件对化学反应速率的影响规律。
在反应A+3B 2C+2D中,若某条件下v(A)=0.15 mol/ (L·min) , 则此时用v(B)表示该反应的化学反应速率为v(B)= _________ ;若起始条件下,物质C的物质的量为0,经过5秒后,C的物质的量浓度为0.45mol/L,则用v(C)表示该反应的化学反应速率为 _________ 。
(三)化学反应速率的测定按图安装两套装置,通过分液漏斗分别加入40 mL 1 mol/L和40 mL 4 mol/L的硫酸,比较二者收集10 mL H2所用的时间。
第1课时化学平衡状态的建立及标志[目标导航] 1.了解化学反应的可逆性,了解可逆反应的概念。
2.了解化学平衡的建立,通过分析化学平衡的建立,培养归纳和形象思维能力。
3.理解化学平衡的特征,树立对立统一的辩证唯物主义观点。
一、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又能向逆反应方向进行的化学反应。
(2)表示方法:用表示,把从左向右的反应称作正反应,从右向左的反应称作逆反应。
例如:SO2与H2O反应可表示为SO2+H2O H2SO3。
(3)特征:①正、逆反应发生的条件相同;②反应不能进行到底,反应体系中,与化学反应有关的各种物质共存。
2.可逆反应与不可逆反应的比较可逆反应不可逆反应在同一条件下,既能向正反应方向进行,又正反应几乎能进行到底或逆反应进行的程度能向逆反应方向进行的反应称为可逆反应。
非常小,这样的反应通常称为不可逆反应,化学方程式中用表示,如N2+3H2光照如NaOH+HCl===NaCl+H2O、H2+Cl2=====高温、高压△2HCl2NH3、H2+I22HI催化剂【合作探究】1.对于可逆反应:2SO2+O22SO3,在混合气体中充入一定量的18O2,足够时间后,18O原子将存在于哪些物质中?为什么?答案存在于SO2、O2、SO3中,因为通入18O2后,SO2和18O2反应生成含有18O的三氧化硫,同时三氧化硫再分解生成含有18O的二氧化硫和氧气。
2.判断下列关于“可逆反应”的叙述是否正确。
(1)反应物和生成物能相互转化的反应都是可逆反应()(2)可逆反应不能进行到底,反应物和生成物并存()1(3)可逆反应进行到一定程度时,反应就会停止()(4)可逆反应中反应物的转化率不能达到100%()(5)H2和O2的化合与H2O的分解是可逆反应()(6)乙酸和乙醇的酯化反应与乙酸乙酯在碱性条件下的水解反应是可逆反应()答案(1)×(2)√(3)×(4)√(5)×(6)×二、化学平衡状态1.化学平衡的建立在一定条件下,把某一可逆反应的反应物加入固定容积的密闭容器中。
反应过程如下:以上过程可用下图表示:2.化学平衡状态一定条件下,可逆反应中,正反应速率与逆反应速率相等,反应混合物中各种物质的浓度或质量保持不变的状态。
3.化学平衡状态的特征化学平衡状态具有“逆”“等”“动”“定”“变”的特征。
(1)逆:化学平衡研究的对象是可逆反应。
(2)等:正反应速率和逆反应速率相等。
(3)动:化学平衡从表面上或宏观上看好像停止了,但从本质上看反应并未停止,只不过正反应速率与逆反应速率相等罢了。
(4)定:在平衡混合物中,各组成成分的百分含量保持一定,不再随时间的改变而改变。
(5)变:化学平衡是在一定条件下建立的暂时平衡,若影响化学平衡的外界条件改变,化学平2衡状态就会发生改变。
【合作探究】1.v正=v逆指的是同一种物质还是不同种物质?当v正=v逆时,化学反应停止了吗?答案(1)化学反应达到平衡状态时,正反应速率和逆反应速率相等是指同一种物质的反应速率与生成速率相等。
不同种物质的正、逆反应速率不一定相等。
(2)v正=v逆,但二者均不为0,即反应没有停止。
2.化学平衡状态的建立,与反应途径是否有关?会不会因时间变化而变化?答案化学平衡状态的建立与反应途径无关,对于一个给定的可逆反应,如果反应条件一定,不论采取何种途径(反应无论是从反应物开始或还是从生成物开始)最后都能建立相同的化学平衡状态,该平衡状态也不会因时间的变化而变化。
一、可逆反应的判断与利用【例1】在密闭容器中进行反应:X2(g)+Y2(g)2Z(g),已知X2、Y2、Z的起始浓度分别为0.1 m ol·L-1、0.3 m ol·L-1、0.2 m ol·L-1,在一定条件下,当反应达到平衡时,各物质的浓度有可能是()A.Z为0.3 mol·L-1B.Y2为0.4 mol·L-1C.X2为0.2 mol·L-1D.Z为0.4 mol·L-1答案 A【方法探究】利用极端假设法确定各物质的浓度范围上述题目中可利用极端假设法判断,假设反应正向或逆向进行到底,求出各物质浓度的最大值和最小值,从而确定它们的浓度范围。
假设反应正向进行到底:X2(g)+Y2(g)2Z(g)起始浓度(mol·L-1) 0.1 0.3 0.2改变浓度(mol·L-1) 0.1 0.1 0.2终态浓度(mol·L-1) 0 0.2 0.4假设反应逆向进行到底:X2(g)+Y2(g)2Z(g)3起始浓度(mol·L-1) 0.1 0.3 0.2改变浓度(mol·L-1) 0.1 0.1 0.2终态浓度(mol·L-1) 0.2 0.4 0平衡体系中各物质的浓度范围为X2∈(0,0.2),Y2∈(0.2,0.4),Z∈(0,0.4)。
变式训练1在密闭容器中进行反应:X2(g)+3Y2(g)2Z(g),X2、Y2、Z的起始浓度分别为0.2 mol·L-1、0.6 mol·L-1、0.4 mol·L-1,当平衡时,下列数据肯定不正确的是()A.X2为0.4 mol·L-1,Y2为1.2 mol·L-1B.Y2为1.0 mol·L-1C.X2为0.3 mol·L-1,Z为0.2 mol·L-1D.Z为0.6 mol·L-1答案 A解析化学平衡研究的是可逆反应,故解这类题目时要善于利用极值法,可分别考虑反应正向进行彻底和反应逆向进行彻底两种情况。
由可逆反应的含义知,0<c(X2)<0.4 mol·L-1,0<c(Y2)<1.2 mol·L-1,0<c(Z)<0.8mol·L-1。
二、化学平衡状态的判断标志【例2】可逆反应:2NO22NO+O2在恒容的密闭容器中进行,达到平衡状态的标志是()①单位时间内生成n mol O2的同时生成2n mol NO2②单位时间内生成n mol O2的同时生成2n mol NO③用NO2、NO、O2表示的反应速率的比为2∶2∶1的状态④混合气体的颜色不再改变的状态⑤混合气体的密度不再改变的状态⑥混合气体的压强不再改变的状态⑦混合气体的平均相对分子质量不再改变的状态A.①④⑥⑦B.②③⑤⑦C.①③④⑤D.全部解析依据v正=v逆≠0判断:①单位时间内生成n mol O2的同时必消耗2n mol NO2,①能说明反应已达到平衡;②描述的均是正反应速率,无法判断;③无论反应是否达到平衡,均有此关系;依据组成一定判断:④NO2(红棕色)为有颜色的气体,颜色不变能说明反应体系中NO2浓4m度一定,反应已达到平衡;⑤因ρ=,反应前后,m、V均不变,ρ也不变,不能说明反应达V到平衡;这是一个反应前后气体分子数发生改变的反应,⑥⑦均能说明反应已达平衡。
答案 A【归纳总结】1.判断依据(1)正反应速率与逆反应速率相等:v正=v逆①对于同一物质,该物质的生成速率等于它的消耗速率;②对于不同物质,速率之比等于方程式中的化学计量数之比,但必须是不同方向的速率。
(2)可逆反应发生过程中的可变量达不变在可逆反应中有很多可变量,如:浓度、物质的量、百分含量等,当可变量达不变时,则反应达平衡。
2.判断方法以反应m A(g)+nB(g)p C(g)+q D(g)为例v正=同一物质生成速率等于消耗速率v逆化学反应速率之比等于化学计量数之比,且表示不同不同物质方向(即“一正一逆”)各组成成分的质量、物质的量、分子数、物质的量浓各物质的物理量度保持不变各组成成分的质量分数、物质的量分数、气体的体积各物质的含量分数保持不变可变气体的总物质的量m+n≠p+q时,气体的总物质的量一定量达恒容条件下的压强m+n≠p+q时,总压强一定不变m恒压条件下气体的密度m+n≠p+q时,ρ=一定V混合气体的平均相对分-子质量(M r)-m当m+n≠p+q时,M r=一定n有颜色变化的反应气体的颜色不再变化变式训练2下列说法可以证明H2(g)+I2(g)2HI(g)已达平衡状态的是________(填序号)。
①单位时间内生成n mol H2的同时,生成n mol H I②一个H—H键断裂的同时有两个H—I键1断裂③百分含量w(HI)=w(I2)④反应速率v(H2)=v(I2)=v(HI)⑤c(HI)∶c(H2)∶c(I2)25=2∶1∶1⑥温度和体积一定时,某一生成物浓度不再变化⑦温度和体积一定时,容器内压强不再变化⑧条件一定,混合气体的平均相对分子质量不再变化⑨温度和体积一定时,混合气体颜色不再变化⑩温度和压强一定时,混合气体的密度不再变化答案②⑥⑨解析(1)对于反应前后气体分子总数不等的可逆反应,可从化学反应速率、化学键断裂、物质的量、物质的量浓度、转化率、颜色、温度、平均相对分子质量、压强、密度等来判断。
(2)对于反应前后气体分子总数相等的可逆反应,可从化学反应速率、化学键断裂、物质的量、物质的量浓度、转化率、颜色、温度等来判断(此时平均相对分子质量、压强、密度不能作为判断依据)。
1.下列有关可逆反应的说法不正确的是()A.可逆反应是指在同一条件下能同时向正、逆两个方向进行的反应△B.2HI H2+I2是可逆反应点燃电解C.2H2+O2 ===== 2H2O与2H2O ===== 2H2↑+O2↑互为可逆反应D.可逆反应中反应物和生成物同时存在答案 C解析C项中两个反应是在不同的条件下进行的,故两个反应不互为可逆反应,C项不正确。
2.一定条件下,将A、B、C三种物质各1 mol通入一个密闭容器中发生反应:2A+B2C,达到平衡时,B的物质的量可能是()A.1.5 mol B.1 molC.0.5 mol D.0答案 B解析可逆反应不能进行彻底,若反应正向进行彻底,则剩余B 0.5 mol;若反应逆向进行彻底,则剩余B 1.5 mol。
故平衡时,0.5 mol<n(B)<1.5 mol。
3.一定条件下反应2AB(g)A2(g)+B2(g)达到平衡状态的标志是()A.容器内压强不随时间变化B.容器内,3种气体AB、A2、B2共存6C.容器中各组分的体积分数不随时间变化D.AB的消耗速率等于A2的消耗速率答案 C解析A项,该反应为等体积反应,压强不变不能作为平衡的标志;B项,未到达平衡状态,三种物质也能共存;D项,当AB的消耗速率应等于A2消耗速率的2倍时,该反应才达到平衡状态。
4.一定温度下某容积不变的密闭容器中,可逆反应C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)可建立平衡状态。