专题2第二单元第2课时

第2课时 化学平衡状态[目标要求] 1.了解化学反应的可逆性，了解可逆反应的概念、特点。

2.理解化学平衡建立的过程。

3.理解化学平衡的特征。

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。

如：N 2＋3H22NH 3。

2．特点(1)同一条件下，正反应和逆反应同时发生、同时存在。

(2)反应不能进行到底，反应物不能实现完全转化。

(3)反应体系中，与化学反应有关的各种物质同存于同一反应体系。

(4)反应达到限度时，反应仍在进行，没有停止。

二、化学平衡状态 1．含义在一定条件下，当正、逆两个方向的反应速率相等时，反应体系中所有参加反应的物质的质量或浓度可以保持恒定。

2．特征①逆：可逆反应 ②等：v 正＝v 逆 ③定：物质恒定④动：动态平衡，反应没停止 ⑤变：条件变，平衡移动 三、化学平衡状态的判断1．看v (正)与v (逆)是否相等。

2．看体系中的各物质是否保持恒定。

知识点一 可逆反应1．下列反应属于可逆反应的是( )A ．H 2和O 2点燃生成H 2O 的反应与H 2O 电解生成H 2和O 2的反应B ．CuSO 4吸水形成晶体蓝矾与蓝矾加热失去水分生成CuSO 4C ．Cl 2溶于水D ．Na 2O 溶于水 答案 C解析 A 、B 项的反应不是在同一条件下进行，不属于可逆反应；D 项反应能进行到底，不属于可逆反应；同一条件下，Cl 2与水反应生成HCl 和HClO ，同时，HCl 和HClO 反应生成Cl 2与水，属于可逆反应。

2．在密闭容器中进行如下反应：X 2(g)＋Y 2(g)2Z(g)，已知X 2、Y 2、Z 的起始浓度分别为0.1 mol·L －1、0.3 mol·L －1、0.2 mol·L －1，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 mol·L －1B ．X 2为0.2 mol·L －1C ．Y 2为0.4 mol·L －1D ．c (X 2)＋c (Y 2)＋c (Z)＝0.55 mol·L －1 答案 A解析 可逆反应中，反应体系中各物质一定共存，如果B 、C 选项中的数据存在，则Z高温、高压 催化剂的浓度为0，这是不可能的，A 选项符合题意；又因为该反应是总体积不变的反应，达到平衡时，不论X 2、Y 2、Z 怎么变化，总物质的量不会改变，总浓度也不会改变，即：c (X 2)＋c (Y 2)＋c (Z)＝0.6 mol·L －1。

知识点二 化学平衡状态的判定3．能够说明一个可逆反应H 2(g)＋I 2(g)已达到平衡状态的是( )A ．1 mol H —H 键断裂的同时有1 mol H —I 键形成B ．1 mol H —H 键断裂的同时有2 mol H —I 键形成C ．1 mol I —I 键断裂的同时有2 mol HI 键形成D ．1 mol H —H 键断裂的同时有1 mol I —I 键形成 答案 D解析 断裂反应物的化学键和形成生成物的化学键都表示正反应，断裂生成物的化学键和形成反应物的化学键都表示逆反应，只要抓住反应方向相反和物质的生成和消耗量符合反应方程式，问题便可解决。

4．在一定条件下，反应：2NO ＋O 22NO 2在定容容器中发生，对该反应达到平衡的标志的描述中，错误的是( )A ．混合气体的总分子数不再变化B ．混合气体的颜色不再变化C ．容器的总压强不再变化D ．混合气体的总质量不再变化 答案 D解析 该反应为物质的量改变的反应，在定容容器中，建立平衡的过程会有压强的改变、总分子数的改变、颜色的改变，一旦这些可变量不变了，则证明平衡建立了，而总质量在任何情况下都不发生变化。

5．在一定温度下，反应A 2(g)＋B 2(g)2AB(g)达到平衡的标志是( )A ．单位时间生成n mol 的A 2，同时生成n mol 的AB B ．容器内的总压强不随时间的变化而变化C ．单位时间生成2n mol 的AB 同时生成n mol 的B 2D ．平均相对分子质量不随时间变化而变化 答案 C解析 该反应是等体积反应，压强不随时间变化，不能证明为平衡状态。

平均式量不随时间变化也不能证明为平衡状态。

如果不是等体积反应，则这两种情况都能证明为平衡状态。

练基础落实1．在密闭容器中，充入SO 2和18O 原子组成的氧气，在一定条件下开始反应，在达到平衡后，18O 存在于( )A ．只存在于氧气中B ．只存在于SO 3中C ．只存在于SO 2和SO 3中D ．SO 2、SO 3、O 2中都存在 答案 D解析 该反应是可逆反应，正反应、逆反应同时存在；化学平衡是动态平衡，正反应发生时，18O 存在于SO 3中，逆反应发生时，SO 3中的18O 又可以转化到SO 2中。

2．可逆反应a A(g)＋b B(g)C(g)的正、逆反应速率可用各反应物或生成物浓度的变化来表示。

下列各关系式中能说明反应已达到平衡状态的是()A．a v正(A)＝b v正(B) B．b v正(A)＝a v逆(B)C．a v正(C)＝c v正(A) D．a v正(A)＝b v逆(B)答案 B解析当正反应速率等于逆反应速率时，可逆反应达到平衡状态。

正、逆反应速率相等有以下几种表现形式：若用同一物质表示：v正＝v逆；若用不同物质表示v逆∶v正＝化学方程式中的化学计量数之比。

根据化学方程式中A、B、C间的计量关系，可知上述四个选项中，只有b v正(A)＝a v逆(B)表示正、逆反应速率相等。

3．可逆反应2HI(g)2(g)＋I2(g)在密闭容器中进行，下列能说明该反应已达到平衡状态的是()A．容器内压强不随时间变化而变化B．混合气体总分子数不随时间变化而变化C．混合气体的颜色不再改变D．c(H2)与c(I2)保持相等答案 C解析该反应为体积不变的反应，总分子数不变、压强不变不证明平衡已建立，H2、I2都是生成物且计量数相等，二者浓度相等也不能证明平衡已建立。

4．可逆反应：2NO22NO＋O2在恒容密闭容器中进行，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之比为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混合气体的平均相对分子质量不再改变的状态A．①④⑥B．②③⑤C．①③④D．①②③④⑤⑥答案 A5．3 mol H2和1 mol N2放入密闭容器中，使用催化剂发生反应：N2＋3H23，从反应开始到平衡过程中，不可能出现的是()A．2 mol NH3B．0.5 mol NH3C．0.9 mol N2D．H2和NH3物质的量相等答案 A解析可逆反应不可能进行到底。

当生成2 mol NH3时，N2和H2的物质的量均为0，这种情况不可能出现。

练方法技巧6．在一定温度下的刚性密闭容器中，当下列哪些物质量不再发生变化时，表明下述反应：A(s)＋2B(g)＋D(g)已达到平衡状态()①混合气体的压强②混合气体的密度③B的物质的量浓度④气体的总物质的量⑤混合气体的平均相对分子质量⑥物质C的百分含量⑦各气体的物质的量A．②③⑤⑥⑦B．①②③⑥⑦C．②③④⑤⑥D．①③④⑤⑦思路点拨：解答本题需要注意以下两点：(1)判断反应达到平衡状态的根本标志是v(正)＝v(逆)和反应混合物中各组成成分的百分含量不变。

(2)物质的状态及反应前后气体的化学计量数之间的关系。

答案 A解析A(s)＋2B(s)C(g)＋D(g)是反应前后气体体积相等的反应，不管是否平衡，混合气体的压强始终不变，气体的总物质的量也不变，不是判断是否达到平衡的标志。

7．某体积可变的密闭容器，盛有适量的A和B的混合气体，在一定条件下发生反应：A＋3B2C。

若维持温度和压强不变，当达到平衡时容器的体积为V L，其中C气体的体积占10%。

下列推断正确的是()①原混合气体的体积为1.2V L②原混合气体的体积为1.1V L③反应达到平衡时气体A消耗掉0.05V L ④反应达平衡时气体B消耗掉0.05V LA．②③B．②④C．①③D．①④答案 A解析设起始A和B的体积分别为a、bA＋3B 2C起始的体积(L) a b0转化的体积(L) 0.05V0.15V10%V平衡时体积(L) a－0.05V b－0.15V10%Va－0.05V＋b－0.15V＋10%V＝Va＋b＝1.1V8．已知汽车尾气无害化处理反应为2NO(g)＋2CO(g)2(g)＋2CO2(g)ΔH<0下列说法不正确的是()A．升高温度可使该反应的逆反应速率降低B．反应达平衡后，CO的反应速率保持不变C．使用高效催化剂可有效提高正、逆反应速率D．单位时间内消耗CO和N2的物质的量之比为2∶1时，反应达到平衡答案 A解析此反应的正反应是放热反应，升高温度，正、逆反应速率都增大，但平衡逆移，故A错；加入催化剂，能同等程度地提高正、逆反应速率，故C正确；平衡时，各成分的反应速率保持不变，但不为0，故B正确；消耗CO为v(正)，消耗N2为v(逆)，当单位时间内消耗CO和N2的物质的量之比为2∶1时，均换算为CO的反应速率，得v(正)＝v(逆)，达平衡，故D正确。

练综合拓展9．在200 ℃时，将a mol H2(g)和b mol I2(g)充入到体积为V L的密闭容器中，发生反应：I2(g)＋H2(g)。

(1)反应刚开始时，由于c(H2)＝______，c(I2)＝______，而c(HI)＝______，所以化学反应速率____________最大，而________最小(为零)；(2)随着反应的进行，反应混合物中各组分浓度的变化趋势为c(H2)______，c(I2)________，而c(HI)__________，从而化学反应速率v正____________，而v逆________；(3)当反应进行到v正与v逆________时，此可逆反应就达到了平衡，若保持外界条件不变时，反应混合物中各组分的物质的量、物质的量浓度、质量分数、体积分数、反应物的转化率和生成物的产率及体系的总压强(或各组分的分压)都将________。

答案(1)aV mol·L－1bV mol·L－10v正v逆(2)减小减小增大减小增大(3)相等保持不变10．有A 、B 、C 三种气体，若起始时取1 mol A 与2 mol B 发生反应：A ＋2B2C ，达到平衡时，c (A)、c (B)、c (C)之比等于v (A)、v (B)、v (C)之比，则达到平衡时A 的物质的量是__________。