化學(xué)選修考點過關(guān)（上）：考點 化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷

學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精在一定條件下的可逆反應(yīng)里，當(dāng)正反應(yīng)速率與逆反應(yīng)速率相等時，反應(yīng)物和生成物的物質(zhì)的量濃度不再發(fā)生改變的狀態(tài)，叫化學(xué)平衡狀態(tài)。其特點有：逆，指化學(xué)平衡狀態(tài)只適用于可逆反應(yīng),同一可逆反應(yīng),在同一條件下，無論反應(yīng)從正反應(yīng)方向開始還是從逆反應(yīng)方向開始，或同時從正、逆反應(yīng)方向開始，以一定的配比投入反應(yīng)物或生成物，則可以達(dá)到相同的平衡狀態(tài);動,指動態(tài)平衡,即化學(xué)反應(yīng)處于平衡狀態(tài)時,正、逆反應(yīng)并未停止,仍在進(jìn)行，只是正、逆反應(yīng)速率相等；等，指“v正＝v逆≠0”，即某一物質(zhì)在單位時間內(nèi)消耗的物質(zhì)的量濃度和生成的物質(zhì)的量濃度相等，也可以用不同物質(zhì)的化學(xué)反應(yīng)速率表示該反應(yīng)的正、逆反應(yīng)速率相等；定，指參加反應(yīng)的各組分的含量保持不變,即各組分的濃度、質(zhì)量分?jǐn)?shù)、體積分?jǐn)?shù)（有氣體參加的可逆反應(yīng)）、反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率等均保持不變；變，指平衡移動?？赡娣磻?yīng)的平衡狀態(tài)是相對的、暫時的,當(dāng)外界某一條件改變時,原平衡被破壞，化學(xué)平衡向著減弱這種改變的方向移動，在新的條件下達(dá)到新的平衡狀態(tài)。根據(jù)化學(xué)平衡狀態(tài)的特點，化學(xué)反應(yīng)達(dá)到平衡時，正逆反應(yīng)速率相等,某一物質(zhì)的物質(zhì)的量濃度保持一定，這也是判斷化學(xué)反應(yīng)是否平衡的直接標(biāo)志,除直接標(biāo)志之外，還有一些衍生的等價標(biāo)志。1.直接標(biāo)志（1)正逆反應(yīng)速率相等,也就是v（正)=v（逆）。對于這個標(biāo)志的使用有注意兩點:一是反應(yīng)速率應(yīng)有一正一逆，二是正逆反應(yīng)速率相等.（2）各組分的物質(zhì)的量濃度保持一定,也就是不再發(fā)生改變。2。等價標(biāo)志(1）與v正=v逆等價的標(biāo)志：從物質(zhì)的生成速率和消耗速率角度進(jìn)行判斷，對于同一物質(zhì)，某物質(zhì)的生成速率等于消耗速率；對于不同物質(zhì)，速率之比等于化學(xué)反應(yīng)方程式的系數(shù)之比，但必須是不同方向的化學(xué)反應(yīng)速率;從同一時間物質(zhì)的變化角度進(jìn)行判斷，對于同一物質(zhì)，同一時間內(nèi),生成的物質(zhì)的量等于消耗的物質(zhì)的量，對于不同物質(zhì)，同一時間內(nèi),生成的物質(zhì)的量與消耗的物質(zhì)的量之比等于化學(xué)反應(yīng)方程式系數(shù)之比；從正逆反應(yīng)速率的變化角度進(jìn)行判斷,正逆反應(yīng)速率不再發(fā)生改變;從物質(zhì)的微觀變化角度進(jìn)行判斷，如從單位時間內(nèi)化學(xué)鍵的變化情況、單位時間內(nèi)電子得失情況的變化、單位時間內(nèi)分子的變化情況等等。對反應(yīng)N2+3H2

?2NH3，當(dāng)有3molH—H鍵斷裂，同時有6molN-H鍵斷裂,則該反應(yīng)達(dá)到了化學(xué)平衡。（2）與各組分的物質(zhì)的量濃度保持一致等價的標(biāo)志：從質(zhì)量角度進(jìn)行判斷，如各組分質(zhì)量不再發(fā)生變化，反應(yīng)物總質(zhì)量或生成物總質(zhì)量不再發(fā)生變化，各組分的質(zhì)量分?jǐn)?shù)不再發(fā)生變化等;從物質(zhì)的量角度進(jìn)行判斷，如各組分物質(zhì)的量不再發(fā)生變化，各組分的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)不再發(fā)生變化，反應(yīng)物總的物質(zhì)的量或生成物總的物質(zhì)的量不再發(fā)生變化（只適用與反應(yīng)前后體積發(fā)生改變的反應(yīng),對于等體積如H2

+I2

?2HI的反應(yīng)除外）；對于有氣體參加的反應(yīng),且反應(yīng)前后氣體體積發(fā)生改變的反應(yīng)，還可以采用以下特殊的判斷標(biāo)志，如總物質(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）保持不變，利用總壓強作為判斷標(biāo)志，要從PV=nRT公式出發(fā)，先看體系的溫度和體積是否恒定，再關(guān)注反應(yīng)前后氣體體積是否恒定，如滿足上述兩個條件,則壓強恒定反應(yīng)平衡；利用平均摩爾質(zhì)量（平均相對分子質(zhì)量)作為判斷標(biāo)志，要從M=m/n公式出發(fā)，先看反應(yīng)前后是否有發(fā)生狀態(tài)的改變（如氣體轉(zhuǎn)變?yōu)楣腆w液體或固體液體轉(zhuǎn)變化氣體），再看反應(yīng)前后氣體體積是否恒定,如滿足上述兩個條件，則平均摩爾質(zhì)量恒定反應(yīng)平衡；利用混合物的密度作為判斷標(biāo)志,要從ρ=m/V公式出發(fā)，先看體系的溫度和體積是否恒定，再關(guān)注反應(yīng)前后是否有發(fā)生狀態(tài)的改變（如氣體轉(zhuǎn)變?yōu)楣腆w液體或固體液體轉(zhuǎn)變化氣體），如滿足上述兩個條件，則密度恒定反應(yīng)平衡?？傊?，反應(yīng)前后一直發(fā)生改變的物理量不再發(fā)生改變則可以作為平衡的標(biāo)志，而反應(yīng)前后一直不變的物質(zhì)量恒定則不可以作為平衡的標(biāo)志.【例題1】在一定溫度下的定容容器中，當(dāng)下列哪些物理量不再發(fā)生變化時，表明反應(yīng)A(g）＋2B(g)C(g）＋D（g）已達(dá)到平衡狀態(tài)的是（)①混合氣體的壓強②混合氣體的密度③B的物質(zhì)的量濃度④混合氣體的總物質(zhì)的量⑤混合氣體的平均相對分子質(zhì)量⑥v（C）與v(D）的比值⑦混合氣體的總質(zhì)量⑧混合氣體的總體積⑨C、D的分子數(shù)之比為1∶1A。①②③④⑤⑥⑦⑧B.①③④⑤C。①②③④⑤⑦D.①③④⑤⑧⑨【例題2】下列說法中能說明2HI（g)H2（g）＋I(xiàn)2（g)已達(dá)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)c(HI）＝c(I2）；（4)反應(yīng)速率：v（H2)＝v（I2）＝eq\f(1，2）v(HI);(5)c(HI)∶c(I2)∶c（H2)＝2∶1∶1；（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發(fā)生變化；(10)溫度和壓強一定時，混合氣體的密度不再發(fā)生變化．體的物質(zhì)的量也不變，故無論是否達(dá)到平衡狀態(tài)其平均相對分子質(zhì)量都不變化；（9)反應(yīng)體系中顏色不變即說明c(I2）不變化，達(dá)到平衡；(10）都是氣體且體積不變，密度始終不發(fā)生變化?！敬鸢浮浚?）(6）（9）【考點練習(xí)】1.在體積固定的密閉容器中,可逆反應(yīng):2NO2(g）2NO（g）+O2(g）達(dá)到平衡狀態(tài)的標(biāo)志是()①單位時間內(nèi)生成nmolO2的同時生成2nmolNO2②單位時間內(nèi)生成nmolO2的同時生成2nmolNO③用NO2、NO、O2表示的反應(yīng)速率之比為2∶2∶1④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A.①④⑥B.②③⑤C。①③④D.全部2.一定溫度下,在恒容的容器中發(fā)生如下反應(yīng):A（s）+2B(g)C(g）+D(g),當(dāng)下列物理量不發(fā)生變化時，能表明該反應(yīng)已達(dá)到平衡狀態(tài)的是()①混合氣體的密度②混合氣體的壓強③混合氣體的總物質(zhì)的量④B的物質(zhì)的量濃度A.①④B.②③C。②③④D。④3．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(dá)到分解平衡:NH2COONH4（s)2NH3(g)＋CO2(g).判斷該分解反應(yīng)已經(jīng)達(dá)到化學(xué)平衡的是()①2v（NH3）＝v(CO2)②密閉容器中總壓強不變③密閉容器中混合氣體的密度不變④密閉容器中氨氣的體積分?jǐn)?shù)不變A．①②B．②③C．②④D．②③④4．對于可逆反應(yīng)4NH3（g）＋5O2（g)4NO（g）＋6H2O(g),下列敘述正確的是（）A．達(dá)到平衡時：4v正(O2）＝5v逆（NO)B．若單位時間內(nèi)生成xmolNO的同時,消耗xmolNH3，則反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)C．達(dá)到平衡時，若增大容器容積，則正反應(yīng)速率減小，逆反應(yīng)速率增大D．化學(xué)反應(yīng)的速率關(guān)系是:2v正(NH3)＝3v逆（H2O）5.下列說法中，可以證明反應(yīng)N2(g）＋3H2（g）2NH3(g)已達(dá)到平衡狀態(tài)的是(）A.1個N≡N鍵斷裂的同時，有3個H-H鍵形成B。1個N≡N鍵斷裂的同時,有3個H—H鍵斷裂C.3個H-H鍵形成的同時，有6個N—H鍵斷裂D.1個N≡N鍵斷裂的同時，有6個N—H鍵形成6。在地殼中SiO2和HF存在以下平衡:SiO2（s）＋4HF(g)SiF4(g）＋2H2O(g）ΔH＝－148。9kJ·mol－1(1）如果該反應(yīng)在體積不變的密閉容器中發(fā)生，當(dāng)反應(yīng)達(dá)到平衡時（填字母）。a。2v正（HF）＝v逆(H2O)b.v(H2O)＝2v(SiF4)c。SiO2的質(zhì)量保持不變d。反應(yīng)物不再轉(zhuǎn)化為生成物(2）若反應(yīng)容器容積為2。0L，反應(yīng)時間8.0min，容器內(nèi)氣體的密度增大了0。12g·L－1,在這段時間內(nèi)HF的平均反應(yīng)速率為。7.恒溫恒容下，將2molA氣體和2molB氣體通入體積為2L的密閉容器中發(fā)生如下反應(yīng)：2A(g)＋B(g）xC（g）＋2D（s），2min時反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，此時剩余1。2molB，并測得C的濃度為1.2mol·L－1。（1)從開始反應(yīng)至達(dá)到平衡狀態(tài)，生成C的平均反應(yīng)速率為________。(2）x＝________。(3)下列各項可作為該反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的標(biāo)志的是________。A．壓強不再變化B．氣體密度不再變化C．A的消耗速率與B的消耗速率之比為2：1D．A的百分含量保持不變8.698K時，向VL的密閉容器中充入2molH2(g)和2molI2（g），發(fā)生反應(yīng)：H2（g）＋I(xiàn)2（g）2HI（g）ΔH＝－26.5kJ·mol－1，測得各物質(zhì)的物質(zhì)的量濃度與時間變化的關(guān)系如圖所示。請回答下列問題：（1)V＝.(2)該反應(yīng)達(dá)到最大限度的時間是，該時間內(nèi)平均反應(yīng)速率v（HI）＝.(3)下列說法中可以說明反應(yīng)2HI（g）H2(g）＋I(xiàn)2(g）已達(dá)到平衡狀態(tài)的是。A.單位時間內(nèi)生成nmolH2的同時生成2nmolHIB.溫度和體積一定時,容器內(nèi)壓強不再變化C。條件一定，混合氣體的平均相對分子質(zhì)量不再變化D.溫度和壓強一定時，混合氣體的密度不再變化（4）該反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)時，(填“吸收”或“放出”)的熱量為。參考答案與解析1.【解析】①中單位時間內(nèi)生成nmolO2的同時必定消耗2nmolNO2,而生成2nmolNO2時,必定消耗nmolO2,能說明反應(yīng)達(dá)到平衡；②中只指明正反應(yīng)，不能說明是否達(dá)到平衡;③中不論是否達(dá)到平衡,化學(xué)反應(yīng)速率之比都等于化學(xué)計量數(shù)之比，且未指明反應(yīng)進(jìn)行的方向；④中有色氣體的顏色不變,則表示物質(zhì)的濃度不再變化，說明反應(yīng)已達(dá)到平衡；⑤中體積固定，氣體質(zhì)量反應(yīng)前后守恒,密度始終不變;⑥中可逆反應(yīng)前后的壓強不變,意味著各物質(zhì)的含量不再變化?！敬鸢浮緼2.【解析】根據(jù)ρ=m(氣)V，ρ不變，說明m(氣)不變,即生成A(s)的速率等于消耗A(s）的速率,①符合題意。這是一個等體積反應(yīng)，反應(yīng)過程中壓強和總物質(zhì)的量始終保持不變,所以壓強和總物質(zhì)的量不變不能說明反應(yīng)已達(dá)平衡。4。【解析】達(dá)到化學(xué)平衡時v正＝v逆,當(dāng)v正（O2）：v逆(NO）＝5：4時說明v正＝v逆，反應(yīng)達(dá)到平衡，A項正確;單位時間內(nèi)生成xmolNO，必然消耗xmolNH3，不一定達(dá)到平衡，B項錯誤;增大容積,則壓強減小,正、逆反應(yīng)速率都減慢，C項錯誤；達(dá)到平衡時存在3v正（NH3）＝2v逆(H2O），D項錯誤?！敬鸢浮緼5?！窘馕觥緽項，指的是正反應(yīng)速率；C項，指的是逆反應(yīng)速率；D項，指的是正反應(yīng)速率?！敬鸢浮緼6?！窘馕觥?1)平衡時,a項，v正（HF)＝2v逆（H2O），錯誤；d項,反應(yīng)繼續(xù)進(jìn)行，只是轉(zhuǎn)化的生成物與分解的生成物相等，并不是不再轉(zhuǎn)化,錯誤。(2）密度增大了0。12g·L－1，說明質(zhì)量增加了0.24g,根據(jù)差量法可知增加的質(zhì)量相當(dāng)于SiO2的質(zhì)量,即為0。24gSiO2，其物質(zhì)的量為0.004mol，則轉(zhuǎn)化的HF為0。016mol，HF的反應(yīng)速率為eq\f(0.016mol，2.0L×8.0min)＝0.0010mol·L－1·min－1.【答案】（1)bc（2)0.0010mol·L－1·min－17.【解析】（1)v(C）＝eq\f(1.2mol·L－1，2min)＝0。6mol·L－1·min－1。（2)Δn(C）＝1.2mol·L－1×2L＝2.4mol，Δn(B)＝2mol－1.2mol＝0。8mol，Δn（C)Δn（B)＝2.4mol0.8mol＝x1，x＝3。（3)A項，x＝3，該反應(yīng)前后氣體的物質(zhì)的量不變，無論反應(yīng)是否達(dá)到平衡,壓強均不會變化；B項，氣體的密度不再變化，而氣體的體積不變，說明氣體的質(zhì)量不再發(fā)生變化，由于D為固體，故氣體的質(zhì)量不再發(fā)生變化，說明反應(yīng)已達(dá)到平衡狀態(tài);C項，A的消耗速率與B的消耗速率表示的反應(yīng)方向一致，不能說明反應(yīng)已達(dá)到平衡；D項，A的百分含量保持不變,說明反應(yīng)已達(dá)到平衡。【答案】（1)0.6mol·L－1·min－1(2)3（3）BDC項，反應(yīng)前后氣體總質(zhì)量和總物質(zhì)的量不變，故氣體的平均相對分子質(zhì)量不變,不能說明反應(yīng)達(dá)