2017-2018学年高二第一学期化学选修四《化学平衡的标志和判断》复习资料(有答案)
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在一定条件下的可逆反应里,当正反应速率与逆反应速率相等时,反应物和生成物的物质的量浓度不再发生改变的状态,叫化学平衡状态。
其特点有:逆,指化学平衡状态只适用于可逆反应,同一可逆反应,在同一条件下,无论反应从正反应方向开始还是从逆反应方向开始,或同时从正、逆反应方向开始,以一定的配比投入反应物或生成物,则可以达到相同的平衡状态;动,指动态平衡,即化学反应处于平衡状态时,正、逆反应并未停止,仍在进行,只是正、逆反应速率相等;等,指“v正=v逆≠0”,即某一物质在单位时间内消耗的物质的量浓度和生成的物质的量浓度相等,也可以用不同物质的化学反应速率表示该反应的正、逆反应速率相等;定,指参加反应的各组分的含量保持不变,即各组分的浓度、质量分数、体积分数(有气体参加的可逆反应)、反应物的转化率等均保持不变;变,指平衡移动。
可逆反应的平衡状态是相对的、暂时的,当外界某一条件改变时,原平衡被破坏,化学平衡向着减弱这种改变的方向移动,在新的条件下达到新的平衡状态。
根据化学平衡状态的特点,化学反应达到平衡时,正逆反应速率相等,某一物质的物质的量浓度保持一定,这也是判断化学反应是否平衡的直接标志,除直接标志之外,还有一些衍生的等价标志。
1.直接标志(1)正逆反应速率相等,也就是v(正)=v(逆)。
对于这个标志的使用有注意两点:一是反应速率应有一正一逆,二是正逆反应速率相等。
(2)各组分的物质的量浓度保持一定,也就是不再发生改变。
2. 等价标志(1)与v正=v逆等价的标志:从物质的生成速率和消耗速率角度进行判断,对于同一物质,某物质的生成速率等于消耗速率;对于不同物质,速率之比等于化学反应方程式的系数之比,但必须是不同方向的化学反应速率;从同一时间物质的变化角度进行判断,对于同一物质,同一时间内,生成的物质的量等于消耗的物质的量,对于不同物质,同一时间内,生成的物质的量与消耗的物质的量之比等于化学反应方程式系数之比;从正逆反应速率的变化角度进行判断,正逆反应速率不再发生改变;从物质的微观变化角度进行判断,如从单位时间内化学键的变化情况、单位时间内电子得失情况的变化、单位时间内分子的变化情况等等。
高二化学选修四化学平衡状态判断专题练习姓名:___________班级:___________1.在一定温度下,可逆反应N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g)达到平衡的标志是()A.NH3生成的速率和NH3分解的速率相等B.N2、H2、NH3的浓度相等C.单位时间内生成n mol N2,同时生成3n mol H2 D.N2、H2、NH3的分子数之比为1:3:22.反应N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g)△H<0,若在恒压绝热容器中发生,下列选项表明反应一定已达平衡状态的是()A.容器内的温度不再变化B.容器内的压强不再变化C.相同时间内,断开H﹣H键的数目和生成N﹣H键的数目相等D.容器内气体的浓度c(N2):c(H2):c(NH3)=1:3:23.在醋酸溶液中,CH3COOH电离达到平衡的标志是()A.溶液显电中性B.溶液中检测不出CH3COOH分子存在C.氢离子浓度恒定不变D.c(H+)=c(CH3COO﹣)4.在恒温、恒容条件下,能说明可逆反应:H2(g)+I2(g)⇌2HI(g)达到平衡状态的是()A.气体的压强保持不变B.v(H2)正=2v(HI)逆C.气体的密度保持不变D.气体的颜色保持不变5.可逆反应:2NO22NO+O2在体积固定的密闭容器中,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的物质的量浓度变化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.②③⑤⑦ C.①③④⑤ D.全部6.反应3Fe(s)+4H 2O(g)Fe3O4(s)+4H2(g)在温度和容积不变的条件下进行.能表明反应达到平衡状态的叙述是()A.容器内压强不再变化B.Fe3O4的物质的量不变C.v(H2O)=v(H2)D.反应不再进行7.对于反应A(g)+B(g)⇌3C(g)(正反应为放热反应),下述为平衡状态标志的是()①单位时间内A、B生成C的分子数与分解C的分子数相等②外界条件不变时,A、B、C浓度不随时间变化③体系温度不再变化④恒容条件下体系的压强不再变化⑤体系的分子总数不再变化。
等效平衡的问题及解答一.基本概念:相同条件下,同一可逆反应体系中,不管从正反应开始,还是从逆反应开始,达到平衡时,任何物质的百分含量(浓度、质量分数、体积分数等)都保持不变的化学平衡互称等效平衡。
等效平衡是运用平衡思想处理特殊化学平衡问题的一种思维分析方式和解题方法。
正确、深入地理解等效平衡,有助于我们对化学平衡的深入认识,更有效地解决有关化学平衡问题。
二.判断方法与方法指导:使用极限转化(归零)的方法将各种情况变换成同一反应物或生成物,然后观察有关物质的数量是否相当。
(解等效平衡的题,有一种基本的解题方法——极限转换法。
由于等效平衡的建立与途径无关,不论反应时如何投料,都可以考虑成只加入反应物的“等效”情况。
所以在解题时,可以将所加的物质“一边倒”为起始物质时,只要满足其浓度与开始时起始物质时的浓度相同或成比例,即为等效平衡。
但是,要区分“浓度相同”或“浓度成比例”的情况,必须事先判断等效平衡的类型。
有了等效平衡类型和条件的判断,就可以采用这种“一边倒”的极限转换法列关系式了。
)1.对于一般可逆反应,在恒温、恒容条件下建立平衡,改变起始时加入物质的物质的量,如果能够按化学计量数换算成同一边的物质的物质的量与原平衡相同,则两平衡等效。
例1.一可逆反应:2A(g)+3B(g)=x C(g)+4D(g),若按下列两种配比,在同温、同体积的密闭容器中进行反应。
有(1)0.8mol A,1.2mol B,1.2mol C,2.4mol D(2)1.4mol A,2.1mol B,0.6mol C,1.2mol D达到平衡后,C的质量分数相同,则x的值为(B )A. 1B. 2C. 3D. 42.在恒温、恒压下,改变起始时加入物质的物质的量,只要按化学方程式系数比换算成同一边物质的物质的量之比与原平衡相同,两平衡等效。
如合成氨反应:按下列三条途径建立的平衡为等效平衡:(H2) (N2) (NH3)Ⅰ. 3mol 1mol 0molⅡ. 0mol 0mol 2molⅢ. 3nmol nmol xmol (x≥0)例2.在恒温、恒压下,有下列气体反应分别从两条途径进行2A(g)+2B(g)C(g)+3D(g) Ⅰ. 2mol 2mol 0 0Ⅱ. 0 0 2mol 6mol下列叙述正确的是(A D )A.Ⅰ、Ⅱ两条途径最终达到平衡时,体系内混合气体的百分组成相同B.Ⅰ、Ⅱ两条途径最终达到平衡时,体系内混合气体的百分组成不同C.达到平衡时,Ⅰ途径所用的时间与Ⅱ途径所用的时间相同D.达到平衡时,Ⅰ途径混合气体密度等于Ⅱ途径混合气体的密度[小结] 若恒温、恒容,则3n+3x/2=3, n+x/2=1 ;若恒温、恒压,则(3n+3x/2) ︰(n+x/2)=3︰1 。
第一讲化学平衡【知识一览】一、化学平衡状态:化学平衡状态是指在一定条件下的可逆反应,正反应和逆反应的速率相等,反应混合物中各组分的浓度保持不变的状态。
二、平衡移动:【高考热点题型探究】一、判断化学平衡状态标志1.下列说法中能说明2HI(g) H2(g)+I2(g)已达平衡状态的是__________。
(1)单位时间内生成n mol H2的同时生成n mol HI;(2)一个H-H键断裂的同时有两个H-I键断裂;(3)c(HI)=c(I2);(4)反应速率:v(H2)=v(I2)=12v(HI);(5)c(HI)∶c(I2)∶c(H2)=2∶1∶1;(6)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,混合气体的颜色不再发生变化; (10)温度和压强一定时,混合气体的密度不再发生变化。
2.可逆反应: 2A(气) + 3B(气)3C(气), 在 一定的条件下, 使一定量A 和B 气体反应, 达 到平衡状态时, 具有的性质是: ( )A. 各物质的浓度之比为c(A):c(B):c(C)=2:3:3B. 平衡时气体的总体积是反应开始时的3/5C. 平衡时混合物中各组份的浓度相等D. 单位时间内, 若消耗了 a mol A 物质, 同时也消耗了 1.5 a mol 的C 物质 3.一定条件下的密闭容器中,可逆反应2A(g) B(g)+3C(g)在下列四种状态中处于平4.在一定容积的密闭容器中发生如下可逆反应: A(g)+2B(g)3C(g); △H >0,达到平衡的标志是: ( )A. 混合气体的压强不再变化B. 混合气体的密度不再变化C. 混合气体的物质的量不再变化D. 混合气体的温度不再变化 5.在一定的温度下的定容密闭容器中,可逆反应:H 2(g )+I 2(g)2HI(g)达到平衡的标志是( )A 、混合气体密度不变B 、混合气体颜色不变C 、混合气体压强不变D 、混合气体总物质的量不变6.在一定的温度下的定容密闭容器中,不能说明可逆反应:2NO+O 22NO 2达到平衡的标志是( )A 、混合气体密度不变B 、混合气体颜色不变C 、混合气体压强不变D 、混合气体总物质的量不变7.在一定温度下的定容密闭容器中,当下列物理量不再变化时,表明反应: A (s ) + 2B (g )C (g )+D (g ) 已达平衡的是 ( )A 、混合气体的压强B 、混合气体的密度C 、 B 的物质的量浓度D 、气体总物质的量二、平衡的移动:8.下列反应达到化学平衡时,增大压强,平衡是否移动?向哪个方向移①2NO(g) + O2(g)2NO2 (g)②CaCO3(s)CaO(s) + CO2 (g)③H2O(g) + C (s)CO(g) + H2(g)④H2O(g) + CO(g)CO2(g) + H2(g)⑤H2S(g)H2(g) + S(s)9.在硫酸工业中,通过下列反应使SO2氧化为SO3:2SO2 + O22SO3△H<0,试回答下列问题: 生产过程中常常通入过量的空气,你认为其原因是什么?10.反应2A (g)2B (g) + E (g) △H>0达到平衡时,要使反应向正反应方向移动,应采用的措施是( )A、加压B、减压C、加入正催化剂D、升温11.已知NO2能形成二聚分子2NO2N2O4△H<0 现在要测定NO2的相对分子质量,应采用的适宜条件为()A、高温低压B、低温高压C、低温低压D、高温高压12.可逆反应H2O(g)+C(s)CO(g)+H2(g) 在一定条件下达到平衡状态,改变下列条件,能否引起平衡移动?CO浓度有何变化?①加入更多的碳②增加H2的浓度13.反应2A (g)2B (g) + E (g) △H>0达到平衡时,要使正反应速率下降,A的浓度增大,应采用的措施是()A、加压B、减压C、减小E的浓度D、降温14.下列事实中不能用平衡移动原理解释的是()A. 密闭、低温是存放氨水的必要条件B. 实验室用排饱和食盐水法收集氯气C. 硝酸工业生产中,使用过量空气以提高NH3的利用率D. 在FeSO4溶液中,加入铁粉以防止氧化15.对于X+Y(s)Z的平衡,若增大压强,Y的转化率增大,则X和Y的状态是( )A. X为气态,Z为固态B. X为固态,Z为气态C. X为气态,Z为气态D. X为固态,Z为固态16.某可逆反应,当改变条件使化学平衡向正反应方向移动时,下列有关叙述正确的是( )①生成物的百分含量一定增加②生成物的产量一定增加③反应物的转化率一定增大④反应物浓度一定降低⑤正反应速率一定大于逆反应速率⑥使用了合适的催化剂A ①②B ②⑤C ③⑤D ④⑥17.恒温下, 反应aX(g)bY(g) +cZ(g)达到平衡后, 把容器体积压缩到原来的一半且达到新平衡时, X的物质的量浓度由0.1mol/L增大到0.19mol/L, 下列判断正确的是: ()A. a>b+cB. a<b+cC. a=b+cD. a=b=c 18.某温度下,体积一定的密闭容器中进行如下可逆反应:X(g)+Y(g)Z(g) +cW(s) ;ΔH>0下列叙述正确的是()A、加入少量W,逆反应速率增大B、当容器中气体压强不变时,反应达到平衡C、升高温度,平衡逆向移动D、平衡后加入X,上述反应的ΔH增大19.反应NH4HS(s)NH3(g)+H2S(g)在某一温度下达到平衡时,下列各种情况中,不能使平衡发生移动的是()A.移走一部分NH4HS 固体B.其他条件不变时,通SO2气体C.容器体积不变时,充入氦气D.保持压强不变时,充入氦气20.在容积一定的密闭容器中,反应2A B(g) + C(g) 达到平衡后,升高温度容器内气体的密度增大,则下列叙述正确的是()A.正反应是吸热反应,且A不是气态B.正反应是放热反应,且A气态C.其他条件不变,加入少量C,该平衡向逆反应方向移动D.改变压强对该平衡的移动无影响21.密闭容器中,反应xA(g) + yB(g) zC(g)达平衡时,A的浓度为0.5mol/L, 若保持温度不变,将容器的容积扩大到原来的2倍,达新平衡时A的浓度降为0.3mol/L。
高二化学选修4《化学平衡》知道重点高二化学选修4《化学平衡》知道重点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。
为了能够使众多考生加深记忆本文库在这里整理了化学平衡知识点,希望能帮助到大家。
(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。
3、压强对化学平衡移动的影响影响规律:其他条件不变时,增大压强,会使平衡向着__体积缩小___方向移动;减小压强,会使平衡向着___体积增大__方向移动。
注意:(1)改变压强不能使无气态物质存在的化学平衡发生移动(2)气体减压或增压与溶液稀释或浓缩的化学平衡移动规律相似4.催化剂对化学平衡的影响:由于使用催化剂对正反应速率和逆反应速率影响的程度是等同的,所以平衡__不移动___。
化学平衡【知识精讲深化思维】要点一、可逆反应1、可逆反应与不可逆反应的有关概念(1)可逆反应与不可逆反应的比较2、可逆反应的特征①正、逆反应在同一条件下同时发生,方向相反。
②反应物和生成物共存于同一体系。
③反应物不可能全部转化为生成物,即任意一种反应物的转化率均小于100%。
④必须是“同一条件”。
在不同条件下能向两个方向进行的反应,不能称作可逆反应。
⑤同一化学反应在不同条件下可能为可逆反应或不可逆反应。
如敞口容器中,CaCO3(s)高温CaO (s)+CO2↑,反应产生的气体可及时脱离反应体系,反应不可逆;密闭容器中,CaCO3(s)CaO (s)+CO2,反应产生的气体不写“↑”,气体物质不能从反应体系中逸出,与各反应物共存,反应可逆。
又如2H2+O22000C 2H2O。
要点二:化学平衡状态1、化学平衡状态(1)化学平衡状态建立的前提:研究对象必须是可逆反应(2)建立的过程:如果把某一可逆反应的反应物装入密闭容器中:①反应开始时,反应物浓度最大,V正最大;生成物浓度为0,V逆为0;②反应过程中,反应物浓度逐渐减小,V正逐渐减小;生成物浓度逐渐增大,V逆逐渐增大;③达到平衡时,V正、V逆相等,此时反应体系中各组分的浓度不再变化。
(3)标志:V正、V逆相等,参与反应的各物质的“量”保持不变。
(4)特征:“逆”“等”“动”“定”“变”①逆:研究对象是可逆反应。
②等:化学平衡状态的建立的条件是正反应速率和逆反应速率相等,即V正=V逆≠0,所以化学平衡状态是动态平衡。
③动:指化学反应达到化学平衡状态时,反应并没有停止,实际上正反应与逆反应始终在进行,只是正反应速率等于逆反应速率,即V正=V逆≠0。
④定:在一定条件下,可逆反应一旦达到平衡(可逆反应进行到最大限度),在平衡体系中组分的质量或浓度保持恒定(即不随时间的改变而改变),这是判断体系达到化学平衡状态的重要依据。
⑤变:任何平衡状态均是暂时的、相对的、有条件的(与浓度、压强、温度等无关,化学反应既可以从正方向开始达到平衡,也可以从逆反应开始达到平衡),当外界条件变化时,原来的化学平衡也会发生相应的变化。
高二化学平衡知识点与考点大全化学平衡是化学反应中达到动态平衡的状态,是高中化学中的重要内容。
在高二化学学习中,掌握化学平衡的知识点与考点对于理解和解答相关试题至关重要。
本文将全面介绍高二化学平衡的知识点与考点,帮助同学们更好地学习和理解该部分内容。
一、化学平衡的基本概念化学平衡指的是在封闭系统中,反应物与生成物浓度之间达到一定的比例关系,反应速率正反两个方向相等,系统处于动态平衡状态。
化学平衡的基本概念是学习化学平衡的出发点。
化学平衡的特征:1. 可逆性:反应物与生成物相互转化,反应可以向前进行,也可以向后进行。
2. 动态平衡:反应在一定时间内来回变化,但总体浓度不变。
3. 定态:动态平衡时,各参与物质的浓度保持不变。
二、平衡常量和平衡常量表达式平衡常量是描述化学平衡时,反应物与生成物浓度比例的一个量度,用K表示。
平衡常量的大小与化学反应的方向无关,只与温度有关。
平衡常量的表达式可根据反应式得到,根据不同的反应类型,平衡常量的表达式也不同。
考点:1. 平衡常量的定义及其特点。
2. 平衡常量与温度的关系。
三、平衡常量的计算平衡常量的计算是化学平衡部分的重点和难点之一。
平衡常量的计算可以通过浓度法、分压法或折射率法等方法,根据实际问题选择合适的计算方式,并结合已知条件进行计算。
考点:1. 根据反应物与生成物的浓度关系计算平衡常量。
2. 根据反应物与生成物的分压关系计算平衡常量。
四、影响平衡位置的因素平衡位置是指在化学平衡状态下,反应物与生成物的浓度比例。
化学平衡的位置受到多种因素的影响,下面介绍几个重要的因素。
1. 温度:温度升高,平衡位置向反应吸热方向移动;温度降低,平衡位置向反应放热方向移动。
2. 压力:对气体反应的平衡位置有较大影响,压力增大,则平衡位置向生成物方向移动,压力减小,则平衡位置向反应物方向移动。
3. 浓度变化:增加某一物质浓度,平衡位置向与该物质浓度变化方向相反的方向移动;减小某一物质浓度,平衡位置向与该物质浓度变化方向相同的方向移动。
第二节化学平衡原创不容易,为有更多动力,请【关注、关注、关注】,谢谢!落红不是无情物,化作春泥更护花。
出自龚自珍的《己亥杂诗·其五》一、化学平衡1、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,各组成成分浓度不再变化,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:4、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)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:在其他条件不变的情况下,温度升高会使化学平衡向吸热反应方向移动,温度降低会使化学平衡向放热反应方向移动。
(3)压强对化学平衡移动的影响:其他条件不变时,增大压强,会使平衡向着体积缩小方向移动;减小压强,会使平衡向着体积增大方向移动。
注意:○1改变压强不能使无气态物质存在的化学平衡发生移动○2气体减压或增压与溶液稀或浓缩的化学平衡移动规律相似(4)催化剂对化学平衡的影响:由于使用催化剂对正反应速率和逆反应速率影响的程度是等同的,所以平衡不移动。
但是使用催化剂可以影响可逆反应达到平衡所需的时间。
(5)勒夏特列原理(平衡移动原理):如果改变影响平衡的条件之一(如温度,压强,浓度),平衡向着能减弱这种改变的方向移动。
【习题一】(2018•长春一模)已知反应A2(g)+2B2(g)⇌2AB2(g)△H0下列说法正确的是()A.升高温度,正向反应速率增加,逆向反应速率减小B.升高温度有利于反应速率增加,从而短达到平衡的时间C.达到平衡后,升高温度或增大压强都有利于该反应平衡正向移动D.达到平衡后,降低温度或减小压强都有利于该反应平衡正向移动考点】化学平衡的影响素.【专题】化学平衡专题.【分析】A、升高温度正、逆反应速率都增大;B、升高温度反应速加快;C、升温平衡吸热反应方向进行,增大压强平衡向气体体积减小的方向移动;D、降低温度平衡向放热反应移动,减小压强平衡向气体体积增大的方向移动.【解答】解:A、升高温度正、逆反应速率都增大,该反应正反应是放热反应,逆反应速率增大更多,平衡向逆反应移动,故A错;B、升高温度反应速率加快,缩短到达平衡的时间,故B正确;C、该反应正反应是体积减小的放热反应,升高温度有于平衡向逆反应移动,增大压强有利于平衡向气正反应移动,故C错误;D、该反应正反应是体积减小的放热反应,降低温度,平衡正向进行,减小压强平衡向气体体积增大的方向移动,即向逆反应移动,故D错误;故选:B。
教学目标知识与技能:使学生理解化学平衡状态建立的过程,认识化学平衡状态的特征,并能初步判断化学反应是否处于平衡状态。
过程与方法:通过做硫酸铜晶体结晶的实验,引导学生分析、认识可逆过程与平衡状态的建立及特征,培养学生利用实验探究、分析、解决问题的能力。
情感态度与价值观:培养学生透过现象看本质的科学态度与科学素养。
教学重点、难点:1. 化学平衡状态建立的过程。
2. 认识化学平衡状态的特征,并能初步判断化学反应是否处于平衡状态。
教学过程:引入:有些化学反应如NaOH 与HCl 反应,反应极为完全,而我们也接触过一些反应,如氮气与氢气反应,SO 2与O 2反应等可逆反应,反应是不能进行到底的,因此,研究化学反应,不仅要了解反应的方向性,还要关注反应进行的限度,事实上,大多数的化学反应都是难以进行到底的,都属于可逆反应。
复习:一、可逆反应1、定义:在同一反应条件下,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。
正反应:从左到右进行的反应逆反应:从右到左进行的反应注意:①正反应和逆反应发生的条件相同;②可逆反应是有限度的,反应物不能完全转化为生成物,反应物、生成物共同存在。
③可逆反应的化学方程式用“ ”连接而不用“===”号 。
交流与讨论:P47结论:随着时间的变化,反应物的浓度逐渐减小,生成物的浓度逐渐增大,同时正反应速率逐渐减小,逆反应速率逐渐增大,当正反应速率与逆反应速率相等时,反应物、生成物的浓度不再发生变化,此时,可逆反应达到最大限度,反应达化学平衡状态。
二、化学平衡的状态1、化学平衡状态:就是指在一定条件下的可逆反应里,正、逆反应速率相等,反应物与生成物浓度不再改变的状态。
它是可逆反应达到的最大限度。
强调:可逆反应;内在本质:v (正)= v (逆) ≠0;外在标志:反应混合物中各组分的浓度保持不变;正、逆反应速率针对同一物质而言。
2、化学平衡状态的特征逆:研究对象是可逆反应。
等:逆正v v 。
化学平衡的标志和判断化学平衡状态的判断:具体表现为“一等六定”:一等:正逆反应速率相等;六定:① 物质的量一定,② 平衡浓度一定,③ 百分含量保持一定,④ 反应的转化率一定,⑤ 产物的产率一定,⑥ 正反应和逆反应速率一定。
除了上述的“一等六定”外,还可考虑以下几点:①同一物质单位时间内的消耗量与生成量相等。
②不同物质间消耗物质的量与生成物质的量之比符合化学方程式中各物质的化学计量数比。
③在一定的条件下,反应物的转化率最大,或产物的产率最大。
④对于有颜色变化的可逆反应,颜色不再改变时。
对于反应前后气体总体积变的可逆反应,还可考虑以下几点:①反应混合物的平均相对分子量不再改变。
②反应混合物的密度不再改变。
③反应混合物的压强不再改变。
还可以从化学键的生成和断裂的关系去判断是否处于化学平衡状态。
1、等速标志:指反应体系中用同一种物质来表示的正反应速率和逆反应速率相等。
即 V (正)= V (逆)2、各组分浓度不变标志:因为V (正)= V (逆)≠0,所以在同一瞬间、同一物质的生成量等于消耗量。
总的结果是混合体系中各组成成分的物质的量、质量、物质的量浓度;各成分的体积分数、质量分数;转化率等不随时间变化而改变。
3.有气体参与的可逆反应:(1)从反应混合气体的平均相对分子质量(M )考虑:M=m(总)/n(总)①若各物质均为气体:当气体△n(g)≠0时,若M 一定时,则标志达平衡。
如2SO 2(g)+O 2(g)2SO 3(g)当气体△n(g)=0时,若M 为恒值,无法判断是否平衡。
如H 2(g)+I 2(g)2HI(g) ②若有非气体参加:无论△n(g)≠0或△n(g)=0时,当若M 一定时,则标志达平衡。
如C(s)+O 2(g) CO 2(g)、CO 2(g)+ C(s) 2CO(g) (2)从气体密度考虑:密度=质量/体积①若各物质均为气体:A.恒容:密度总为恒值,不能作为平衡标志。
B.恒压:a. △n(g)=0时,密度总为恒值,不能作为平衡标志。
b. △n(g)≠0时,密度为一定值,则可作为平衡的标志。
②若有非气体参加:A.恒容:密度为一定值,则可作为平衡的标志。
B.恒压:△n(g)=0时,密度为一定值,则可作为平衡的标志。
(3)从体系内部压强考虑:因为恒温、恒容条件下,n(g)越大,则压强就越大。
若各成分均为气体时,只需考虑△n(g)。
①△n(g)=0时,则压强为恒值,不能作为平衡标志。
②△n(g)≠0时,当压强为一定值,可作为平衡的标志。
(4)从体系内部温度考虑:当化学平衡尚未建立或平衡发生移动时,反应总要放出或吸收热量。
若为绝热体系,当体系温度一定时,则标志达到平衡。
例1:在一定温度下,可逆反应A(g)+3B(g) 2C(g)达到平衡的标志是(A C)A.C的生成速率与C的分解速率相等B.单位时间生成n mol A,同时生成3n mol BC.A、B、C的浓度不再变化D.A、B、C的分子数比为1:3:2例2:在一定温度下,向a L密闭容器中加入1 mol X气体和2 mol Y气体,发生如下反应:X(g)+2Y(g) 2Z(g),此反应达到平衡的标志是(A B)A.容器内压强不随时间变化B.容器内各物质的浓度不随时间变化C.容器内X、Y、Z的浓度之比为1:2:2D.单位时间消耗0.1 mol X同时生成0.2 mol Z例3:下列说法中可以充分说明反应: P(气)+Q(气) R(气)+S(气) , 在恒温下已达平衡状态的是(B)A.反应容器内压强不随时间变化B.P和S的生成速率相等C.反应容器内P、Q、R、S四者共存D.反应容器内总物质的量不随时间而变化化学反应达到平衡状态的标志专题分析1.判断可逆反应达到平衡状态的方法:(1)V正=V逆(第一特征)为标志:规律:①同一物质的生成速率等于消耗速率;②在方程式同一边的不同物质生成速率与消耗速率之比(或消耗速率与生成速率之比,前后比较项必须相反)等于方程式系数之比;③方程式不同一边的不同物质生成速率与生成速率之比(或消耗速率与消耗速率之比,前后比较项必须相同)等于方程式系数之比;④反应放出的热量与吸收的热量相等,即体系温度不变。
(2)各组成成分的百分含量保持不变(第二特征)为标志:规律:①各组分的质量分数不变;②各气体组分的体积分数不变;③各组分的物质的量分数不变;④各组分的分子数之比不变;⑤各组分的物质的量浓度不变时一定平衡(变化时不一定);⑥各组分的转化率或产率不变;⑦若某组分有色,体系的颜色不再改变时一定平衡(变化时不一定)。
2.反应类型分析:(1)对于反应:mA2(气)+nB2(气) pC(气)+Q,下述特征标志均表示可逆反应达到了平衡状态:①生成A2的速率与消耗A2的速率相等; 生成B2的速率与消耗B2的速率相等;生成C的速率与分解C的速率相等; 生成C的分子数与分解C的分子数相等;生成A2的速率:消耗B2的速率= m:n 消耗A2的速率:生成B2的速率=m:n消耗A2的速率:消耗C的速率=m:p 消耗B2的速率:消耗C的速率=n:p生成A2的速率:生成C的速率=m:p 生成B2的速率:生成C的速率=n:p单位时间内,每生成pmolC的同时生成了mmolA2和n molB2;单位时间内,每消耗pmolC的同时消耗了mmolA2和n molB2②A2、B2、C的(质量、体积、物质的量)百分组成、分子数之比不变;③A2、B2、C的物质的量浓度不变; ④A2、B2的转化率不变;⑤C的产率不变; ⑥气体的颜色不变; ⑦隔热条件下,体系温度不变;(2)当反应前后气体的体积相等时,即m+n = p时:⑧A2、B2、C的物质的量浓度不变或物质的量浓度之比不变,也标志反应达到了平衡状态;但物质的量浓度大小、气体颜色深浅因外界压强改变而改变,平衡不移动,平衡状态不变。
故这两项发生改变时,不能作为判断反应是否达到了平衡状态或平衡是否发生了移动的标志。
⑨气体的总物质的量、总压强、总体积、单位体积内分子总数、气体密度、平均分子量大小因反应前后始终不变,有的或随外加压强改变而变化但平衡不移动。
故不能判断反应是否达到了平衡状态或平衡是否发生了移动。
因而通常不作为平衡标志。
(3)当反应前后气体的体积不相等时,即m+n≠p时,下列各项也可作为判断反应达到了平衡状态或平衡不再发生移动的标志:⑩A2、B2、C的物质的量不变时;单位体积内分子总数不变时;恒容下体系压强不变时;恒压下体系的总体积不变时;平均分子量不变时; 混合物的密度不变时:针对训练1.在一定温度下,反应A2(气)+B2(气)2AB(气)达到平衡的标志是( )A.单位时间内生成n mol的A2同时生成nmol的ABB.容器内的总压强不随时间变化C.单位时间内生成2nmol的AB同时生成n mol的B2D.单位时间内生成n mol的A2同时生成nmol的B22.在一定温度下的恒容容器中,当下列物理量不再发生变化时,表明反应:A(固)+3B(气)2C(气)+D(气)已达平衡状态的是( )A.混合气体的压强B.混合气体的密度C.B的物质的量浓度D.气体的总物质的量3.下列说法可以证明反应N2+3H22NH3已达平衡状态的是( )A.1个N≡N键断裂的同时,有3个H-H键形成B.1个N≡N键断裂的同时,有3个H-H键断裂C.1个N≡N键断裂的同时,有6个N-H键断裂D.1个N≡N键断裂的同时,有6个N-H键形成4.对于可逆反应N2+3H22NH3,下列能表示反应处于化学平衡状态的是( )A. 正反应V(N2)= 1/3mol/L·s, 逆反应V(H2)= 2/3mol/L·sB. 正反应V(NH3)=1 mol/L·s , 逆反应V(H2)=3/2mol/L·sC. 正反应V(NH3)=2 mol/L·s , 逆反应V(N2)=2 mol/L·sD. 正反应V(NH3)=2 mol/L·s, 逆反应V(H 2)=1 mol/L·s5.在一定温度下,下列叙述不是可逆反应A(气)+3B(气)2C(气)+2D(固)达到平衡的标志的是( )①C的生成速率与C的分解速率相等②单位时间内生成amolA,同时生成3amolB③A、B、C的浓度不再变化④A、B、C的分压强不再变化⑤混合气体的总压强不再变化⑥混合气体的物质的量不再变化⑦单位时间内消耗amolA,同时生成3amolB⑧A、B、C、D的分子数之比为1:3:2:2A.②⑧B.②⑤⑧C.①③④⑦D.②⑤⑥⑧6.在恒温下的密闭容器中,有可逆反应2NO2N2O4 + 热量,下列能说明反应达到了平衡状态的是( )①NO2缔合生成N2O4的速率与N2O4分解生成NO2速率相等时②C(NO2)= C(N2O4)时③N2O4处于不再分解时④NO2的分子数与N2O4分子数比为2:1时⑤体系颜色深浅不再发生改变时⑥反应器中压强不再随时间变化时⑦混合气体的平均分子量保持不变时⑧混合气体的密度保持不变时A.①③⑤⑧B.②④⑥⑧C.③⑤⑦D.⑤⑥⑦7.可逆反应2HI(气)H2(气)+I2(气)达到平衡后,当改变外界条件(如某一物质浓度、体系压强、温度等)而发生下列项目的变化时,能作为平衡一定发生了移动的标志是( )A.气体的密度发生了变化B.气体的平均分子量发生了变化C.气体的颜色发生了变化D.体系的温度发生了变化8.在373K时,密闭容器中充入一定物质的量的NO2和SO2,发生如下反应: NO2+ SO2NO + SO3 ,达到平衡时,下列叙述正确的是( )A. NO 和SO3的物质的量一定相等B. NO2和SO2 的物质的量一定相等C.平衡体系中总物质的量一定等于反应开始时总物质的量D.SO2、NO2、NO、SO3的物质的量一定相等针对性训练答案与提示1、C2、BC(难点提示:因反应消耗固体A,气体的总质量发生了变化,因而未达平衡时气体密度会改变。
)3、AC(提示BD均为正反应速率)4、B5、A6、D7、BD(B项变化可能是只改变[H2]或只改变[I2]引起,故各组分的百分含量一定改变。
)8、A C。