第07講 化學平衡狀態(tài)的建立（學生版）【暑假彎道超車】2024年新高二化學暑假講義+習題（人教版2019選擇性必修1）

第07講化學平衡狀態(tài)的建立1.變化觀念與平衡思想：從可逆反應化學平衡狀態(tài)的建立過程，認識化學平衡是一種動態(tài)平衡。2.證據(jù)推理與模型認知：熟知化學平衡狀態(tài)的特征，建立化學平衡狀態(tài)判斷方法的思維模型。一、化學平衡狀態(tài)的建立1．可逆反應(1)概念：在相同條件下，既能向方向進行，又能向方向進行的反應。(2)特征2．化學平衡狀態(tài)的建立在一定條件下的容積不變的密閉容器中，合成氨反應如下：N2＋3H2eq\o(\s\up14(高溫、高壓),,\s\do10(催化劑))2NH3如圖1所示，N2與H2發(fā)生反應。隨著反應的進行，體系中N2和H2的濃度逐漸，v正逐漸，而NH3的濃度逐漸，v逆逐漸，t1時刻，它們的濃度不再改變，v正v逆，反應達到平衡。如圖2所示，NH3發(fā)生分解反應。隨著反應的進行，體系中NH3的濃度逐漸，v逆逐漸，而N2和H2的濃度逐漸，v正逐漸，t2時刻起，它們的濃度不再改變，v正v逆，反應達到平衡。通過上述兩例說明，平衡的建立與建立的途徑無關。3．化學平衡狀態(tài)的概念在一定條件下的可逆反應，當正、逆反應的速率時，反應物和生成物的均保持不變，即體系的組成不隨時間而改變，這表明該反應中物質的轉化達到了“限度”，這時的狀態(tài)我們稱之為化學平衡狀態(tài)，簡稱化學平衡。4．化學平衡狀態(tài)的特征二、化學平衡狀態(tài)的判斷方法1．用本質特征判斷判斷依據(jù)：正反應速率與逆反應速率相等，即v正＝v逆。(1)同一種物質：該物質的速率等于它的速率。(2)不同的物質：速率之比等于化學方程式中各物質的之比，但必須是方向的速率。2．用宏觀特征判斷判斷依據(jù)：反應混合物中各組成成分的濃度、含量保持不變。(1)各組成成分的、、、體積(氣體)、均保持不變。(2)各組成成分的、、氣體的體積分數(shù)均保持不變。(3)反應物的、產(chǎn)物的保持不變。3．用“總壓強、混合氣體的密度、平均摩爾質量”判斷平衡狀態(tài)的注意事項(1)恒溫恒容條件下，用“總壓強、平均摩爾質量”判斷平衡狀態(tài)時，要特別關注反應前后氣體分子總數(shù)的變化，如：mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)是否平衡壓強當m＋n≠p＋q時，總壓強一定(其他條件一定)當m＋n＝p＋q時，總壓強一定(其他條件一定)混合氣體的eq\x\to(M)當m＋n≠p＋q時，eq\x\to(M)一定當m＋n＝p＋q時，eq\x\to(M)一定(2)恒溫恒容條件下，用“混合氣體的密度”判斷平衡狀態(tài)時，要特別關注反應前后是否有非氣態(tài)物質參與反應，如關注各物質的狀態(tài)是否平衡密度C(s)＋CO2(g)2CO(g)(ρ一定)N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)(ρ一定)H2(g)＋I2(g)2HI(g)(ρ一定)考點01可逆反應的理解【例1】下列反應屬于可逆反應的是A．鹽酸與溶液的中和反應B．吸水形成晶體藍礬的反應與藍礬受熱失去水分生成的反應C．溶于水D．溶于水【變式1-1】對于反應，下列有關說法錯誤的是A．該反應同時向生成HI和生成的方向進行B．該反應的與HI不可能同時存在同一個反應體系中C．該反應中生成HI的反應與生成的反應的條件相同D．該反應中不可能全部轉化為H1【變式1-2】對SO2、NOx、CO2和CO進行回收利用是節(jié)能減排的重要課題。某溫度下，向恒容密閉容器中充入NO2、SO2發(fā)生反應：NO2(g)+SO2(g)SO3(g)+NO(g)。向容器中充入S18O2和NO2，證明NO2、SO2的反應是可逆反應的是A．每消耗1molNO2同時消耗1molSO2B．一段時間后容器中存在S18O3C．一段時間后容器中存在N18O2D．一段時間后SO3的濃度保持不變考點02化學平衡狀態(tài)的含義【例2】下列說法中不正確的是（

）A．當一個可逆反應達到平衡狀態(tài)時，就是這個反應在該條件下所能達到的限度B．當一個可逆反應達到平衡狀態(tài)時，這個反應的正反應速率和逆反應速率相等C．可以通過控制反應條件，使2molSO2與1molO2反應生成2molSO3D．化學反應的限度可以通過改變條件來改變【變式2-1】可逆反應達到平衡的重要特征是（）A．反應停止了B．正、逆反應的速率均為零C．正、逆反應都還在繼續(xù)進行D．正、逆反應的速率相等【變式2-2】下列理解不正確的是A．化學平衡是一個動態(tài)平衡B．化學平衡研究的對象主要是可逆反應C．化學反應速率是研究化學反應進行的快慢問題，化學平衡是研究化學反應進行的限度問題D．化學反應達到平衡時，正反應和逆反應速率相等，是對反應中不同物質而言考點03化學平衡狀態(tài)的判斷【例3】可逆反應N2+3H2?2NH3在密閉容器中進行一段時間后，達到平衡狀態(tài)。則下列說法中正確的是A．N2、H2不再化合B．N2、H2、NH3濃度不再變化C．N2、H2、NH3的速率之比為1：3：2D．改變條件，N2、H2、NH3的濃度也不再變化【變式3-1】在密閉容器里發(fā)生反應：mA(g)+nB(g)pC(g)+qQ(g)，當m、n、p、q為任意整數(shù)時，達到平衡的標志是①體系的壓強不再改變

②體系的溫度不再改變

③各組分的濃度不再改變④各組分的質量分數(shù)不再改變

⑤反應速率A：B：C：D=m：n：p：q⑥單位時間內mmolA斷鍵反應，同時pmolC也斷鍵反應A．③④⑤⑥ B．②③④⑥ C．①③④⑤ D．①③④⑥【變式3-2】已知，下列能作為反應達到平衡狀態(tài)標志的是A．恒溫恒容時，體系的壓強不再變化B．消耗2molB的同時生成3molCC．D．B、C的物質的量濃度之比等于2∶31．反應進行到一定程度時，存在于A．和中 B．中C．中 D．中2．下列反應不是可逆反應的是A．CO2＋H2O=H2CO3和H2CO3=CO2＋H2OB．2H2O2H2↑＋O2↑和2H2+O22H2OC．2SO2＋O22SO3和2SO32SO2＋O2D．H2＋I22HI和2HIH2＋I23．汽車尾氣污染已成為突出的環(huán)境問題。反應2NO+2CO2CO2+N2可用于凈化汽車尾氣。一定條件下，該反應進行一段時間后，各物質的濃度均不再變化，此時A．反應完全停止 B．反應達到了平衡狀態(tài)C．反應物消耗完全 D．正反應速率大于逆反應速率4．在一定溫度下，反應A2(g)+B2(g)?2AB(g)達到平衡的標志是A．單位時間內生成nmolA2同時生成nmolABB．容器內氣體的總物質的量不隨時間而變化C．單位時間內生成nmolA2的同時生成nmolB2D．單位時間內生成2nmolAB的同時生成nmolB25．某可逆反應達到平衡狀態(tài)時，下列說法不正確的是A．化學平衡是一種動態(tài)平衡，v正＝v逆≠0B．一定條件下，可逆反應都能達到平衡狀態(tài)C．平衡狀態(tài)時，反應混合物中各組分含量保持不變D．平衡狀態(tài)時，反應混合物中各物質的濃度一定相同6．在一恒溫、恒容密閉容器中，發(fā)生反應：，下列能表明已達到平衡狀態(tài)的是①混合氣體的密度不變

②單位時間內生成，同時消耗了

③混合氣體的平均相對分子質量不變

④C的物質的量濃度不變

⑤混合氣體的壓強不變A．①②③ B．③④⑤ C．②③④ D．①②⑤7．在一定溫度下的容積不變的密閉容器中發(fā)生反應：。下列敘述中，能說明反應已達到化學平衡狀態(tài)的是A．Z的生成速率與Z的分解速率相等B．單位時間內消耗amolX，同時生成3amolZC．容器內的壓強不再變化D．混合氣體總的物質的量不再變化8．對于X(g)+3Y(g)2Z(g)，當生成2mol的Z時，該反應放出akJ能量，一定條件下，將1molX和3molY通入2L的恒容密閉容器中，反應10min，測得Y的物質的量為2.4mol。下列說法正確的是A．10min內，Y的平均反應速率為0.06mol/(L·min)B．第10min時，X的反應速率為0.01mol/(L·min)C．10min內，X和Y反應放出的熱量為akJD．達到化學平衡狀態(tài)時，正反應速率等于逆反應速率，且兩者速率均大于零9．可逆反應2NO2(g)2NO(g)＋O2(g)在恒容密閉容器中進行：①單位時間內生成nmolO2的同時，生成2nmolNO2②單位時間內生成nmolO2的同時，生成2nmolNO③用NO2、NO和O2的物質的量濃度變化表示的反應速率之比為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⑦混合氣體的平均相對分子質量不再改變可說明該反應達到化學平衡狀態(tài)的是A．①④⑥⑦ B．②③④⑥C．①④⑤⑦ D．①②⑥⑦10．下列能說明恒溫恒容密閉容器中的反應：已達到平衡狀態(tài)的是A．反應容器內壓強不隨時間變化B．反應容器內氣體的總物質的量不隨時間變化C．和的生成速率相等D．容器內、、、的物質的量濃度之比為11．汽車尾氣系統(tǒng)中的催化轉化器，可有效降低尾氣中的CO、NO和NO2等向大氣的排放。在催化轉化器的前半部發(fā)生的反應為2CO(g)＋2NO(g)2CO2(g)＋N2(g)。下列有關敘述正確的是A．反應達平衡時，正、逆反應速率均為零B．使用合適的催化劑，反應速率會加快C．升高溫度，反應速率可能減慢D．反應達平衡時，尾氣中CO2、N2的濃度之比為2：112．在一定溫度下，體積一定的密閉容器中可逆反應3Fe(s)+4H2O(g)Fe3O4(s)+4H2(g)達到平衡的標志是（

）A．容器內混合氣體的密度不再變化B．斷裂2molO-H的同時形成1molH-HC．容器內混合氣體的壓強不再變化D．消耗3molFe的同時生成1molFe3O413．在密閉容器中進行反應：X2(g)＋3Y2(g)?2Z(g)，其中X2、Y2、Z的起始濃度分別為0.1mol·L-1、0.4mol·L-1、0.2mol·L-1，在一定條件下，當反應達到平衡時，各物質的濃度有可能是A．c(Z)＝0.4mol·L-1 B．c(Y2)＝0.1mol·L-1C．c(X2)＝0.2mol·L-1 D．c(X2)＝0.05mol·L-1且c(Z)＝0.3mol·L-114．一定條件下，在容積為10L的固定容器中發(fā)生反應:N2(g)+3H2(g)2NH3(g)ΔH<0，反應過程如下圖。下列說法正確的是A．t1min時，正、逆反應速率相等B．曲線X表示NH3的物質的量隨時間變化的關系C．0~8min，H2的化學反應速率v(H2)=0.75mol·L-1·min-1D．10~12min，N2的化學反應速率v(N2)=0.25mol·L-1·min-115．CO2是一種廉價的碳資源，其綜合利用具有重要意義。在容積為1L的恒容密閉容器中，充入1.00molCO2(g)和3.00molH2(g)，一定條件下發(fā)生反應得到CH3OH(g)和H2O(g)，測得反應物X和CH3OH(g)的濃度隨時間的變化如圖所示。(1)0~3min內，v(CH3OH)=(保留三位有效數(shù)字)mol·L-1·min-1。(2)該反應的化學方程式為。(3)X代表的物質為