第2讲 化学平衡状态及其移动
【2024·备考】
最新考纲:1.了解化学反应的可逆性。2.了解化学平衡建立的过程,掌握化学平衡的概念。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,认识并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。
核心素养:1.变化观念与平衡思想:知道化学变化需要一定的条件,并遵循一定规律:认识化学变化有一定限度,是可以调控的。能多角度、动态地分析化学反应,运用化学反应原理解决实际问题。2.证据推理与模型认知:建立观点、结论和证据之间的逻辑关系:知道可以通过分析、推理等方法认识化学平衡的特征及其影响因素,建
立模型。通过运用模型解释化学现象,揭示现象的本质和规律。
考点一 可逆反应与化学平衡状态 (频数:★★☆ 难度:★★☆)
名师课堂导语 本考点主要考查:(1)化学平衡状态的特点；(2)化学平衡状态的判断,特别是一些创新性的判断依据是考查重点,复习时加以关注。 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100%。 (3)表示
在化学方程式中用“
”表示。
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.化学平衡状态 (1)概念
一定条件下的可逆反应,当反应进行到一定程度时,正反应速率和逆反应速率相等,反应物的浓度和生成物的浓度不变,我们称为“化学平衡状态”,简称化学平衡。 (2)建立过程
在一定条件下,把某一可逆反应的反应物加入固定容积的密闭容器中。反应过程如下:
以上过程可用下图表示:
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)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aA＋bBv（正）（A）adD,＝b时,反应达到平衡状态。
v逆（B）(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。
cC＋
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。
这些判据不要死记硬背,在判定时要灵活运用“变量不变原则”: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。
[速查速测]
1.(易混点排查)正确的打“√”,错误的打“×”
(1)2H2O 2H2↑＋O2↑为可逆反应(×)
(2)二次电池的充、放电为可逆反应(×)
(3)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(√)
(4)化学反应达到化学平衡状态时,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(√)
(5)一个可逆反应达到的平衡状态就是这个反应在该条件下所能达到的限度(√) 2.(教材改编题)(RJ选修4·P325改编)一定温度下,对可逆反应A(g)＋2B(g)3C(g)的下列叙述中,能说明反应已达到平衡的是( ) A.单位时间内消耗a mol A,同时生成3a mol C B.容器内B的浓度不再变化 C.混合气体的物质的量不再变化 1D.A的消耗速率等于C的生成速率的2倍 答案 B
3.(思维探究题)通过图像判断反应是否达到平衡是高考命题新方向: 判断:一定温度下,反应N2O4(g)
2NO2(g)的焓变为ΔH。现将1 mol N2O4充
入一恒压密闭容器中,下列示意图正确且能说明反应达到平衡状态的是________。
答案 ①④
[A组 基础知识巩固]
1.(2024·广东广州模拟)可逆反应:2NO2中反应,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 NO2； ②单位时间内生成n mol O2 的同时生成2n mol NO；
③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.①④⑥ C.①③④
B.②③⑤ D.①②③④⑤⑥
2NO＋O2在固定体积的密闭容器
【解析】 此题列出了判断可逆反应是否达到平衡状态的多种情况,应从平衡状态的两个重要特征上判断:(1)v(正)＝v(逆),(2)混合物中各组成成分的百分含量不变。①符合特征(1)；②表示的都是正反应方向；③说明了反应中各物质的转化量的关系；④NO2是红棕色气体,颜色不变时说明NO2的浓度保持不变,符合特征(2)；⑤中是恒容条件,ρ始终不变；⑥中说明符合特征(2)。故①④⑥能说明是否达到平衡状态。 答案 A
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 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
【解析】 平衡浓度之比为1∶3,转化浓度亦为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。 答案 D
3.(2024·湖北宜昌模拟)苯乙烯是现代石油化工产品中最重要的单体之一。在工业上,苯乙烯可由乙苯和CO2催化脱氢制得:
在温度为T1时,此反应的平衡常数K＝0.5。在2 L密闭容器中加入乙苯(g)与CO2,反应到某时刻测得混合物中各组分的物质的量均为1.0 mol,请回答下列问题: (1)该时刻的化学反应________(填“已达到”或“未达到”)平衡状态。 (2)下列能说明乙苯与CO2在该条件下反应已达到平衡状态的是________(填字母)。
a.v正(CO2)＝v逆(CO2) b.c(CO2)＝c(CO)＝0.5 mol/L c.混合气体的密度不变 d.CO2的体积分数保持不变
(3)若将反应改为恒压绝热条件下进行,达到平衡状态时,则乙苯的物质的量浓度
高2024届高2024级高中化学一轮复习第七章化学反应速率和化学平衡第2讲
