(新)高中化学最基础考点系列考点6化学平衡建立的过程新人教版选修41

考点6 化学平衡建立的过程

【考点定位】本考点考查化学平衡的建立过程，进一步理解可逆反应的特征，明确化学平衡的建立条件及判断依据。

【精确解读】

1．可逆反应与不可逆反应

①可逆反应：在同一条件下，同时向正、反两个方向进行的化学反应称为可逆反应；

前提：反应物和产物必须同时存在于同一反应体系中，而且在相同条件下，正、逆反应都能自动进行；

②不可逆反应：在一定条件下，几乎只能向一定方向(向生成物方向)进行的反应；

正反应：从左向右进行的反应；

逆反应：从右向左进行的反应

速率含义与浓度关系

V正单位时间内反应物浓度的减少或生成物浓度的增加决定于反应物浓度

V逆单位时间反应物浓度的增加或生成物浓度的减少决定于反应物浓度

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化学平衡状态指的是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，反应混合物中各组分的浓度保持不变的状态；

如图所示(以起始生成物浓度为0为例)：

理解化学平衡状态应注意以下三点：

①前提：“一定条件下的可逆反应”，“一定条件”通常是指一定的温度和压强；

②实质：v正=v逆≠0；

③标志：“反应混合物中各组分的浓度保持不变”．浓度没有变化，并不是各种物质的浓度相同．对于

一种物质来说，由于单位时间内的生成量与消耗量相等，就表现出物质的多少不再随时间的改变而改变；

3、化学平衡状态的标志：

①逆：可逆反应；

②等：v正=v逆

③动：动态平衡；

④定：反应混合物中各组分的浓度保持一定，各组分的百分含量保持不变；

⑤变：外界条件改变，原平衡被破坏，在新的条件下建立新的平衡。

【精细剖析】

1．分析化学平衡的建立过程需要注意以下几点：

（1）反应达到平衡的过程是(以起始生成物浓度为0为例)：

①开始：反应物浓度最大，生成物浓度为0，正反应速率最大，逆反应速率为0；

②过程中：反应物浓度不断减小，生成物浓度不断增大，正反应速率不断减小，逆反应速率不断增大；

③平衡时：反应物浓度和生成物浓度都达到平衡，保持不变，正逆反应速率也保持不变；

（2）化学平衡研究的对象是可逆反应，因此不可能完全转化；达到化学平衡时，正逆反应速率相等，但不为零。

【典例剖析】在一定温度下，在体积为2L的恒容密闭容器中，某一反应中X、Y、Z三种气体的物质的量随时间变化的曲线如图所示，下列表述中正确的是( )

A．反应的化学方程式为2X=3Y+Z

B．t时，正、逆反应都不再继续进行，反应达到化学平衡

C．若t=4，则0～t的X的化学反应速率为0.1 mol•L-1•min-1

D．温度、体积不变，t时刻充入1 mol He使压强增大，正、逆反应速率都增大

【答案】C

【变式训练】对可逆反应4NH3(g)+5O2(g)⇌4NO(g)+6H2O(g)，下列叙述正确的是( )

A．达到化学平衡时，4υ正(O2)=5υ逆(NO)

B．若单位时间内生成x mol NO的同时，消耗x mol NH3，则反应达到平衡状态

C．达到化学平衡时，若增加容器体积，则正反应速率减少，逆反应速率增大

D．化学反应速率关系是：2υ正(NH3)=3υ正(H2O)

【答案】A

【实战演练】

1．工业制硫酸中的一步重要反应是SO2在400～500℃下的催化氧化：2SO2+O2⇌2SO3，这是一步正反应放热的可逆反应．如果反应在密闭容器中进行，下列有关说法中错误的是( )

A．使用催化剂是为了加快反应速率，提高生产效率

B．在上述条件下，SO2不可能100%地转化为SO3

C．为了提高SO2的转化率，应适当提高O2的浓度

D．达到平衡时，SO2的浓度与SO3的浓度相等

【答案】D

【解析】A．催化剂可加快反应速率，生产时间缩短，则提高生产效率，故A正确；B．为可逆反应，则SO2不可能100%地转化为SO3，故B正确；C．提高O2的浓度，可促进二氧化硫的转化，平衡正向移动，则可提高SO2的转化率，故C正确；D．平衡时，物质的量浓度不变，浓度是否相等，与起始量、转化率有关，故D错误；故答案为D。

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0.1mol•L-1、0.3mol•L-1、0.08mol•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0mol•L-1＜c1＜0.14mol•L-1

【答案】D

【解析】A．设X转化的浓度为x，

X(g)+3Y(g)⇌2Z(g)

3．在一定温度下，容器内某一反应中M、N的物质的量随反应时间变化的曲线如下图所示．下列叙述中，正确的是( )

A．该反应的化学方程式为2M⇌N

B．t1时N的浓度是M浓度的2倍

C．t2时正逆反应速率相等，反应达到平衡状态

D．t3时正反应速率大于逆反应速率

【答案】B

【解析】A．由图象可知，反应中M的物质的量逐渐增多，N的物质的量逐渐减少，则在反应中N为反应物，M为生成物，图象中，在相等的时间内消耗的N和M的物质的之比为2：1，所以反应方程式应为2N⇌M，故A错误；B．t1时，N的物质的量为6mol．M的物质的量为3mol，又同一反应体系体积相同，则根据C=，N的浓度是M浓度的2倍，故B正确；C．由图可知t2时M仍然在增大，N仍然在减小，此时反应继续向正方向移动，反应没有达到平衡，故C错误；D．由图可知t3时，M、N都不变，则反应达到平衡，正逆反应速率相等，故D错误；故答案为B。

【自我反思】