化学平衡标志、平衡移动及常见图形总结
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化学平衡标志、平衡移动及常见图形总结
work Information Technology Company.2020YEAR
可逆反应达到平衡状态的标志及判断
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:
(1)“逆”:化学平衡研究的对象是可逆反应。
(2)“等”:化学平衡的实质是正、逆反应速率相等,即:v(
=v(逆)。
正)
=v(逆) ≠0
(3)“动”:v(
正)
(4)“定”:平衡体系中,各组分的浓度、质量分数及体积分数保持一定(但不一定相等),不随时间的变化而变化。
(5)“变”:化学平衡是在一定条件下的平衡,若外界条件改变,化学平衡可能会分数移动。
(6)“同”:在外界条件不变的前提下,可逆反应不论采取何种途径,即不论由正反应开始还是由逆反应开始,最后所处的平衡状态是相同的,即同一平衡状态。
可逆反应达到平衡状态的标志及判断方法如下:
以m A(g) + n B(g) p C(g)+ q D(g)为例:
一、直接标志:
①速率关系:正反应速率与逆反应速率相等,即:A消耗速率与A的生成速率相等,A消耗速率与C的消耗速率之比等于m : p;
②反应体系中各物质的百分含量保持不变。
二、间接标志:
①混合气体的总压强、总体积、总物质的量不随时间的改变而改变(m + n≠p + q);
②各物质的浓度、物质的量不随时间的改变而改变;
③各气体的体积、各气体的分压不随时间的改变而改变。
对于密闭容器中的可逆反应:m A(g) + n B(g) p C(g)+ q D(g)是否达到平衡还可以归纳如下表:
化学反应m A(g) + n B(g) p C(g)+ q D(g) 是否平衡
混合物体系中各成分的含量①各物质的物质的量或物质的质量分数一定平衡
②各物质的质量或质量分数一定平衡
③各气体的体积或体积分数一定平衡
④总体积、总压强、总物质的量一定
不一定平
衡
正、逆反应速率之间的关系①在单位时间内消耗了m mol A,同时也生成了m
mol A,
即v(正) = v(逆)
平衡
②在单位时间内消耗了n mol B,同时也消耗了p
mol C,
即v(正) =v(逆)
平衡
③v(A) : v(B) : v(C) : v(D) =m : n : p :
q,
v(正) 不一定等于v(逆)
不一定平
衡
④在单位时间内生成了n mol B,同时也消耗了q
mol D,
即叙述的都是v(逆)
不一定平
衡
压强①其它条件一定、总压强一定,且m + n≠p + q平衡
②其它条件一定、总压强一定,且m + n=p + q
不一定平
衡
混合气体的平均相对分子质量①平均相对分子质量一定,且m + n≠p + q平衡
②平均相对分子质量一定,且m + n=p + q
不一定平
衡
温度任何化学反应都伴随着能量变化,当体系温度一定时平衡
气体的密度密度一定不一定平衡
颜色反应体系内有色物质的颜色稳定不变平衡三、例题分析:
【例题1】可逆反应:2NO2(g) 2NO(g) + O2(g),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 NO2
②单位时间内生成n mol O2的同时生成2n mol NO
③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. ①④⑥⑦
B. ②③⑤⑦
C. ①③④⑤
D. 全部
解析:①单位时间内生成n mol O2必消耗2n mol NO2,而生成2n mol NO2时,必消耗n mol O2,能说明反应达到平衡;②不能说明;③中无论达到平衡与否,化学反应速率都等于化学计量系数之比;④有颜色的气体颜色不变,则表示物质的浓度不再变化,说明反应已达到平衡;⑤体积固定,气体质量反应前后守恒,密度始终不变;⑥反应前后△V ≠ 0,压强不变,意味着各物质的含量不再变化;⑦由于气体的质量不变,气体的平均相对分子质量不变时,说明气体中各物质的量不变,该反应△V ≠ 0,能说明该反应达到平衡。
答案:A
点拨:化学平衡状态的根本标志是:①v(正) =v(逆),②各组分百分含量不变。在解题时要牢牢抓住这两个根本标志,并明确气体的颜色、密度、压强、平均相对分子质量的变化与根本标志的关系,才能全面分析,正确作答。
【例题2】在一定温度下的恒容密闭容器中,能说明反应X 2(g) + Y2(g)
2XY(g)已达到平衡的是:
A.容器内的总压不随时间变化
B.容器中气体的平均相对分子质量不随时间变化
C.XY气体的物质的量分数不变
D.X
2和Y
2
的消耗速率相等
解析:该反应的特点:首先是可逆反应,其次是反应前后气体体积相等。根据压强之比等于气体物质的量之比的推断,该反应在整个反应过程中总压强是不变的,A不能说明该反应已经达到平衡。同理推断,容器中气体的平均相对分子质量始终不随时间变化,B不能说明该反应已经达到平衡。X2和Y2的化学计量数相等,其消耗速率始终相等,D不能说明该反应已经达到平衡。C选项符合题意,能说明该反应已经达到平衡。
答案:C