高中化学 专题2 化学反应速率与化学平衡 第二单元 化学反应的方向和限度 4 可逆反应与化学平衡状态学案 苏教版选修4.doc

可逆反应与化学平衡状态【考点精讲】一、可逆反应1. 概念：在一定条件下，既能向正反应方向进行，同时又能向逆反应方向进行的反应称为可逆反应。2. 表示：用“”表示，如：Cl2 + H2O H+ +Cl + HClO3. 特点：二同：a. 相同条件下；b. 正逆反应同时进行，反应物与生成物同时存在。一小：任一组分的转化率都小于100%。二、化学平衡状态1. 概念：在一定条件下的可逆反应里，正反应速率和逆反应速率相等，反应体系中所有参加反应的物质的百分含量保持恒定的状态。2. 化学平衡的建立3. 特征逆：化学平衡状态只对可逆反应而言。等：正反应速率等于逆反应速率。定：在平衡混合物中，各组成成分的含量保持不变。动：化学平衡是一种动态平衡，反应达到平衡时，正逆反应都仍在继续进行。变：化学平衡是在一定条件下暂时的平衡。当影响化学平衡的外界条件改变，化学平衡就会发生移动。【典例精析】例题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 molL1、0.3 molL1、0.2 molL1，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 molL1B. Y2为0.4 molL1C. X2为0.2 molL1D. Z为0.4 molL1思路导航：可根据极端假设法判断，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（molL1） 0.1 0.3 0.2改变浓度（molL1） 0.1 0.1 0.2终态浓度（molL1） 0 0.2 0.4假设反应逆向进行到底：X2（g）Y2（g）2Z（g）起始浓度（molL1） 0.1 0.3 0.2改变浓度（molL1） 0.1 0.1 0.2终态浓度（molL1） 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）。答案：A例题2一定条件下，对于可逆反应X（g）3Y（g）2Z（g），若X、Y、Z的起始浓度分别为c1、c2、c3（均不为零），达到平衡时，X、Y、Z的浓度分别为0.1 molL1、0.3 molL1、0.08 molL1，则下列判断正确的是（）A. c1c231B. 平衡时，Y和Z的生成速率之比为23C. X、Y的转化率不相等D. c1的取值范围为0 molL1c10.14 molL1思路导航：平衡浓度之比为13，转化浓度亦为13，故c1c213，A、C不正确；平衡时Y生成表示逆反应，Z生成表示正反应且vY（生成）vZ（生成）应为32，B不正确；由可逆反应的特点可知0 molL1c10.14 molL1。答案：D例题3在一恒温、恒容的密闭容器中发生反应A（s）2B（g）C（g）D（g），当下列物理量不再变化时，能够表明该反应已达平衡状态的是（）A. 混合气体的压强B. 混合气体的平均相对分子质量C. A的物质的量浓度D. 气体的总物质的量思路导航：因反应前后气体分子数不变，故无论反应是否平衡，混合气体的压强和气体的总物质的量都不改变；A为固态，其物质的量浓度为常数；若反应正向移动，混合气体的质量增加，则混合气体的平均相对分子质量变大，反之变小，故混合气体的平均相对分子质量不变时说明反应达到平衡状态。答案：B例题4 一定温度下，可逆反应2NO22NO+O2在容积固定的密闭容器中反应，达到平衡时的标志是（）单位时间内生成n mol O2，同时生成2n mol NO2单位时间内生成n mol O2，同时生成2n mol NO 用NO2、NO、O2的物质的量浓度变化表示的反应速率为2：2：1 混合气体的压强不再变化混合气体的颜色不再变化混合气体的平均分子量不再改变A. B. C. D. 以上全部思路导航：在一定条件下，可逆反应达到平衡的实质是正逆反应速率相等且不为0。中可以说明正逆反应速率相等，正确。不正确，氧气和NO均属于生成物，二者的生成速率之比始终是1：2。不正确，在任何时刻用NO2、NO、O2的物质的量浓度变化表示的反应速率之比均为2：2：1。正确，由于反应前后气体的体积发生变化，因此当容器体积固定时，压强不再发生变化，可以说明反应已经达到平衡。正确，颜色的深浅与其自身的浓度大小有关，而体系中只有NO2是红棕色气体，因此当混合气体的颜色不再变化时，可以说明反应达到平衡。正确，混合气体的平均分子量是混合气体的质量与物质的量的比值，因为反应前后气体质量恒定，但混合气体的物质的量是变化的，故当混合气体的平均分子量不再改变时，可以说明反应达到平衡。答案：A【总结提升】“两审”“两标志”突破化学平衡状态的判断1. “两审”一审题干条件，是恒温恒容还是恒温恒压；二审反应特点：全部是气体参与的等体积反应还是非等体积反应；是有固体参与的等体积反应还是非等体积反应。2. “两标志”（1）本质标志 v正v逆0对于某一可逆反应来说，正反应消耗掉某反应物的速率等于逆反应生成该反应物的速率。对同一物质而言，断裂的化学键的物质的量与形成的化学键的物质的量相等。（2）等价标志 可变化的量不再改变全部是气体参加的气体体积可变的反应，体系的压强、平均相对分子质量不再随时间而变化。例如，N2（g）3H2（g）2NH3（g）。体系中各组分的物质的量浓度、体积分数、物质的量分数保持不变。对于有有色物质参加或生成的可逆反应，体系的颜色不再随时间而变化。例如，2NO2（g）N2O4（g）。体系中某反应物的转化率或某生成物的产率达到最大值且不再随时间而变化。注意以下几种情况不能作为可逆反应达到化学平衡状态的标志：恒温、恒容条件下气体体积不变的反应，混合气体的压强或气体的总物质的量不随时间而变化。如2HI（g）I2（g）H2（g）全部是气体参加的体积不变的反应，体系的平均相对分子质量不随时间而变化。如2HI（g）I2（g）H2（g）全部是气体参加的反应，恒容条件下体系的密度保持不变。