高2021届高2018级高中化学第一轮复习配套学案第七章第23讲

第23讲化学平衡状态化学平衡的移动

考纲要求 1.了解化学反应的可逆性及化学平衡的建立。2.掌握化学平衡的特征。3.理解外界条件(浓度、温度、压强、催化剂等)对化学平衡的影响,能用相关理论解释其一般规律。4.了解化学平衡的调控在生活、生产和科学研究领域中的重要作用。

1.可逆反应

(1)定义

在同一条件下,既可以向正反应方向进行,同时又可以向逆反应方向进行的化学反应。

(2)特点

①二同：a.相同条件下；b.正、逆反应同时进行。

②一小：反应物与生成物同时存在；任一组分的转化率都小于(填“大于”或“小于”)100%。

(3)表示

在方程式中用“”表示。

理解应用

向含有2 mol SO2的容器中通入过量O2发生2SO2(g)＋O2(g)催化剂

2SO3(g)ΔH＝－Q kJ·mol

△

－1(Q＞0),充分反应后生成SO3的物质的量______(填“＜”“>”或“＝”,下同)2 mol,SO2的物质的量______0 mol,转化率______100%,反应放出的热量________ Q kJ。

答案＜>＜＜

2.化学平衡状态

(1)概念

一定条件下的可逆反应中,正反应速率与逆反应速率相等,反应物的浓度和生成物的浓度都不再改变,达到一种表面静止的状态。

(2)建立

(3)平衡特点

3.判断化学平衡状态的两种方法 (1)动态标志：v 正＝v 逆≠0

①同种物质：同一物质的生成速率等于消耗速率。

②不同物质：必须标明是“异向”的反应速率关系。如a A ＋b B c C ＋d D,v 正(A )v 逆(B )＝a

b

时,反应

达到平衡状态。

(2)静态标志：各种“量”不变

①各物质的质量、物质的量或浓度不变。

②各物质的百分含量(物质的量分数、质量分数等)不变。

③温度、压强(化学反应方程式两边气体体积不相等)或颜色(某组分有颜色)不变。

总之,若物理量由变量变成了不变量,则表明该可逆反应达到平衡状态；若物理量为“不变量”,则不能作为平衡标志。 理解应用

1.在一定温度下的恒容容器中,当下列物理量不再发生变化时：①混合气体的压强；②混合气体的密度；③混合气体的总物质的量；④混合气体的平均相对分子质量；⑤混合气体的颜色；⑥各反应物或生成物的浓度之比等于化学计量数之比；⑦某种气体的百分含量 (1)能说明2SO 2(g)＋O 2(g)2SO 3(g)达到平衡状态的是________。 (2)能说明I 2(g)＋H 2(g)2HI(g)达到平衡状态的是________。

(3)能说明2NO 2(g)

N 2O 4(g)达到平衡状态的是________________________。

(4)能说明C(s)＋CO 2(g)2CO(g)达到平衡状态的是________。

(5)能说明NH 2COONH 4(s)2NH 3(g)＋CO 2(g)达到平衡状态的是________。 (6)能说明5CO(g)＋I 2O 5(s)

5CO 2(g)＋I 2(s)达到平衡状态的是________。

答案 (1)①③④⑦ (2)⑤⑦ (3)①③④⑤⑦ (4)①②③④⑦ (5)①②③ (6)②④⑦

2.若上述题目中的(1)～(4)改成一定温度下的恒压密闭容器,结果又如何？ (1)____________。(2)____________。 (3)____________。(4)____________。

答案 (1)②③④⑦ (2)⑤⑦ (3)②③④⑤⑦ (4)②③④⑦

题组一“极端转化”确定各物质的量

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 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－1 B.Y2为0.4 mol·L－1

C.X2为0.2 mol·L－1

D.Z为0.4 mol·L－1

答案 A

2.(2019·长沙一中月考)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 mol·L－1、0.3 mol·L－1、0.08 mol·L －1,则下列判断正确的是()

A.c1∶c2＝3∶1

B.平衡时,Y和Z的生成速率之比为2∶3

C.X、Y的转化率不相等

D.c1的取值范围为0＜c1＜0.14 mol·L－1

答案 D

【解析】平衡浓度之比为1∶3,转化浓度之比亦为1∶3,故c1∶c2＝1∶3,A、C不正确；平衡时Y生成表示逆反应速率,Z生成表示正反应速率且v生成(Y)∶v生成(Z)应为3∶2,B不正确；由可逆反应的特点可知0＜c1＜0.14 mol·L－1。

极端假设法确定各物质浓度范围

上述题目1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(mol·L－1) 0.1 0.3 0.2

改变浓度(mol·L－1) 0.1 0.1 0.2

终态浓度(mol·L－1) 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(mol·L－1) 0.1 0.3 0.2

改变浓度(mol·L－1) 0.1 0.1 0.2

终态浓度(mol·L－1) 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)。