第二讲 化学平衡状态
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．能正确计算化学反应的转化率(α)。 4．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。 5．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。 2016，卷甲 27T(1)(2)； 2016，卷乙 27T(2)； 2016，卷丙 27T(2)(4)； 2015，卷Ⅰ 28T(4)； 2015，卷Ⅱ 27T(3)； 2014，卷Ⅰ 28T(3)； 2014，卷Ⅱ 26T(2)(3) 可逆反应 化学平衡状态
[知识梳理]
一、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：①相同条件下；②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100%。 3．表示：在方程式中反应符号用“二、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，反应体系中所有参加反应的物质的质量或浓度保持不变的状态。
2．特点
”表示。
[自我检测]
1．向含有2 mol SO2的容器中通入过量氧气发生反应：2SO2＋O2
催化剂△
2SO3，充分
反应后生成SO3的物质的量________2 mol(填“<”“>”或“＝”，下同)，SO2的物质的量
________0 mol，转化率________100%。
答案：< > <
2．(教材改编题)在一恒温、恒容的密闭容器中发生反应A(s)＋2B(g)当下列物理量不再变化时，能够表明该反应已达到平衡状态的是( )
A．混合气体的压强 C．A的物质的量浓度
B．混合气体的平均相对分子质量 D．气体的总物质的量
C(g)＋D(g)，
解析：选B。因反应前后气体分子总数不变，故无论反应是否达到平衡状态，混合气体的压强和气体的总物质的量都不改变；A为固体，不能用来判断是否达到平衡状态；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。
(1)可逆反应不等同于可逆过程。可逆过程包括物理变化和化学变化，而可逆反应属于化学变化。
(2)化学反应的平衡状态可以从正反应方向建立，也可以从逆反应方向建立。 (3)化学反应达到化学平衡状态的正、逆反应速率相等，是指同一物质的消耗速率和生成速率相等，若用不同物质表示时，反应速率不一定相等。
(4)化学反应达到平衡状态时，各组分的浓度、百分含量保持不变，但不一定相等。
(2017·成都模拟)在一个密闭容器中用等物质的量的A和B发生反应：A(g)＋3B(g)
2C(g)，该反应达到平衡时，平衡混合气中A的体积分数为( )
B．60% D．无法计算
A．50% C．70%
[解析] 设起始和转化的A的物质的量分别为a mol和b mol A(g)＋3B(g)起始(mol)： a a
反应(mol)： b 3b 2b 平衡(mol)： a－b a－3b 2b
混合气中A的体积分数为(a－b)÷(2a－2b)×100%＝50%。 [答案] A
(1)如果将方程式中C的化学计量数改为1，则答案选什么？ (2)如果将A的体积分数改为A的转化率，则答案选什么？
2C(g)
答案：(1)如果C的化学计量数改为1，则 A(g)＋3B(g)
C(g)
起始量(mol) a a 0 转化量(mol) b 3b b 平衡量(mol) a－b a－3b b
平衡混合气中A的体积分数为[(a－b)/(2a－3b)]×100%，无法计算，选D。 b
(2)A的转化率为×100%，因此无法计算其转化率，选D。
a
从定性、定量两个角度考查可逆反应的特点
1．在已达到平衡的可逆反应2SO2＋O2
时间后，18O存在于下列物质中的( )
A．多余的氧气中 B．生成的三氧化硫中 C．氧气和二氧化硫中
D．二氧化硫、氧气和三氧化硫中
解析：选D。化学平衡是动态平衡，18O2的加入一定会与SO2结合生成含18O的SO3，同时含18O的SO3又会分解得到SO2和O2，使SO2中也含有18O，因此18O存在于SO2、O2、SO3这三种物质中。
2．在一定条件下发生反应：3A(g)＋2B(g)
xC(g)＋2D(g)，在2 L密闭容器中，把4 mol
－
催化剂△
2SO3中，充入由18O 组成的氧气一段
A和2 mol B混合，2 min 后达到平衡时生成1.6 mol C，又测得反应速率vB＝0.2 mol·L
1·min－1，则下列说法中正确的是(
)
A．x＝3
B．B的转化率为20%
C．平衡时气体压强是原来的0.94倍 D．达到平衡时A的浓度为1.4 mol·L1
解析：选D。反应的B的物质的量为0.2 mol·L1·min1×2 L×2 min＝0.8 mol。 3A(g) ＋ 2B(g)
xC(g) ＋ 2D(g)
－
－
－
起始 4 mol 2 mol 0 0 反应 1.2 mol 0.8 mol 1.6 mol 0.8 mol 平衡 2.8 mol 1.2 mol 1.6 mol 0.8 mol
所以可以计算出：x＝4，B的转化率为40%，平衡时气体压强是原来的1.07倍，达到平衡时A的浓度为1.4 mol·L1。
化学平衡状态的判定
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第七章第二讲化学平衡状态
