高中化学7-2必考知识点

第二节化学平衡状态,1了解化学反应的可逆性。2了解化学平衡建立的过程。理解化学平衡常数的含义，能够利用化学平衡常数进行简单的计算。3理解化学平衡的标志。4了解化学平衡计算的一般方法。,化学反应速率、化学平衡之间有着密切的内在联系和规律性。复习时，要以此为纲，把握本质，加深理解，使知识规律化、系统化、网格化、具体化，并由此及彼、由表及里地加以推广应用。在此基础上，归纳总结确定或判断化学平衡状态的方法规律，并比较“四大”动态平衡(化学平衡、电离平衡、溶解平衡、水解平衡)研究的对象范围、有关原理的分析应用等。,一、化学平衡状态1化学平衡的建立用可逆反应中正反应速率和逆反应速率的变化表示化学平衡的建立过程，如图所示。2化学平衡的本质正反应速率_逆反应速率。,3化学平衡的特征(1)逆：研究的对象必须是_。(2)动：化学平衡是_平衡，即当反应达到平衡时，正反应和逆反应仍在继续进行。(3)等：正反应速率_逆反应速率，即v(正)v(逆)0。(4)定：反应混合物中，各组分的百分含量_。(5)变：改变影响平衡的外界条件，平衡会_，然后达到新的平衡。,二、化学平衡常数1化学平衡常数：化学平衡状态是在一定条件下可逆反应进行的最大限度。对于可逆反应aAbBcCdD，在一定温度下，无论反应物的起始浓度如何，反应达到平衡状态后，_除以_为一个定值。我们把这个定值称为该反应的化学平衡常数，简称平衡常数。表达式为：K_。K值越大，表示正向反应进行得_；K值越小，表示反应进行得_。2化学平衡常数只与_有关系，与_没有关系。在使用平衡常数时应注明温度。_的浓度可视为定值，其浓度不列入平衡常数表达式中。,答案：一、2.等于3.可逆反应动态等于保持不变破坏二、1.生成物浓度的幂的乘积反应物浓度的幂的乘积越完全越不完全2.温度反应物以及生成物的浓度固体、纯液体,1在一定温度下的定容密闭容器中，当物质的下列物理量不再变化时，不能说明反应A(s)2B(g)C(g)D(g)已达平衡状态的是()A混合气体的压强B混合气体的密度CB的物质的量浓度D气体的平均相对分子质量答案：A,2在密闭容器中进行反应：2SO2(g)O2(g)2SO3(g)。已知反应过程中某一时刻SO2、O2、SO3的浓度分别为0.2 molL1、0.1molL1、0.2 molL1，当反应达到平衡时，可能存在的数据是()ASO2为0.4 molL1，O2为0.2 molL1BSO2为0.25 molL1CSO2、SO3均为0.15 molL1DSO3为0.4 molL1,解析：根据质量守恒定律，平衡时硫原子为：0.20.20.4 mol/L，则C是错误的；又可逆反应进行不到底，硫原子不可能完全转化为SO3或完全转化为SO2，则A、D是错误的。答案：B,3(2009杭州模拟)等物质的量的X(g)与Y(g)在密闭容器中进行可逆反应：X(g)Y(g)2Z(g)W(s)H0，下列叙述正确的是()A平衡常数K值越大，X的转化率越大B达到平衡时，反应速率正(X)2逆(Z)C达到平衡后，降低温度，正向反应速率减小的倍数大于逆向反应速率减小的倍数D达到平衡后，升高温度或增大压强都有利于该反应平衡向逆反应方向移动答案：A,4在某温度时将2 mol A和1 mol B两种气体通入容积为2 L的密闭容器中，发生如下反应：2A(g)B(g)xC(g),2 min 时反应达到平衡状态，经测定B的物质的量为0.4 mol，C的反应速率为0.45 molL1min1。下列各项能表明该反应达到平衡的是()AA(正B(逆)12B混合气体密度不再变化C混合气体压强不再变化DA的转化率不再变化答案：D,5(2008山东高考)高温下，某反应达平衡，平衡常数K 恒容时，温度升高，H2浓度减小。下列说法正确的是()A该反应的焓变为正值B恒温恒容下，增大压强，H2浓度一定减小C升高温度，逆反应速率减小D该反应化学方程式为COH2O CO2H2答案：A,6下列叙述中，不正确的是()A某特定反应的平衡常数仅是温度的函数B催化剂不能改变平衡常数的大小C平衡常数发生变化，化学平衡必定发生移动达到新的平衡D化学平衡发生移动，平衡常数必发生变化答案：D,7在一固定容积的密闭容器中，进行如下化学反应：CO2(g)H2(g)CO(g)H2O(g)，其化学平衡常数K和温度T的关系如下表：,试回答下列问题：(1)该反应为_反应(填“吸热”或“放热”)。(2)能判断该反应是否达到化学平衡状态的依据是_。a容器中气体压强不变b混合气体中c(CO)不变cv正(H2)v逆(H2O)dc(CO2)c(CO),(3)800时，向固定容积的密闭容器中放入混合物，起始浓度分别为c(CO)0.01 mol/L，c(H2O)0.03 mol/L，c(CO2)0.01 mol/L，c(H2)0.05 mol/L，则反应开始时，H2O的消耗速率比生成速率_(填“大”、“小”或“不能确定”)。(4)850时，在1 L固定容积的密闭容器中放入2 mol CO2和1 mol H2，平衡后CO2的转化率为_，H2的转化率为_。,解析：化学平衡常数是反应达到平衡时，生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比值，本题反应的化学平衡常数Kc(CO)c(H2O)/c(CO2)c(H2)。(1)根据题表知平衡常数随温度的升高而增大，可推知升温平衡向正反应方向移动。(2)化学平衡的本质是正逆反应速率相等，特征是各物质的浓度不变。(3)起始浓度代入平衡常数的表达式中，其比值小于对应温度下的K值，则反应将向正反应方向移动，H2O的消耗速率比生成速率小。,(4)850时，平衡常数为1.0，设反应中转化的CO2的物质的量为x mol，则有CO2(g)H2(g)CO(g)H2O(g)起始量(mol)2100转化量(mol)xxxx平衡量(mol)2x1xxx根据化学平衡常数的关系可得：(2x)(1x)x2解得x2/3，则CO2的转化率为33.3%，H2的转化率为66.7%。,答案：(1)吸热(2)b、c(3)小(4)33.3%(5)66.7%,8PCl5的热分解反应如下：PCl5(g)PCl3(g)Cl2(g)H0(1)写出反应的平衡常数表达式。(2)已知t时，在容积为10.0 L的密闭容器中充入2.00 mol PCl5，达到平衡后，测得容器内PCl3的浓度为0.150 molL1。该温度下的平衡常数K为_。在210时，反应PCl5(g)PCl3(g)Cl2(g)的平衡常数K为1，则t_210(填“”、“”或“”)。该温度下PCl5的分解率为_。,解析：(2),PCl5(g)PCl3(g)Cl2(g)为吸热反应，则温度越高，K值越大，K0.450K1，则t210。由可知PCl5分解浓度为(0.2000.050) molL1，则PCl5的分解率为： 100%75.0%,1.直接判断法(1)正逆0(即同一物质的消耗速率与生成速率相等)。(2)各物质的浓度保持不变。,2间接判断法(1)各物质的百分含量保持不变。(2)各物质的物质的量不随时间的改变而改变。(3)各气体的体积不随时间的改变而改变。以反应mA(g)nB(g)pC(g)qD(g)为例来说明：,特别提醒(1)判断化学平衡状态时，首先要审清反应的外界条件，抓住反应的特点(化学计量数、物质的状态等)。然后再具体分析。(3)化学平衡状态的判断中，无论是哪种情况，只要符合(正)(逆)；各组分的质量或物质的量浓度保持不变中的一个，则该反应就达到了平衡状态。,案例精析【例1】(2009宁波模拟)可逆反应：2NO2(g)2NO(g)O2(g)，在体积固定的密闭容器中，达到平衡状态的标志是()单位时间内生成n mol O2的同时生成 2n mol NO2单位时间内生成n mol O2的同时生成2n mol NO用NO2、NO、O2表示的反应速率的比为221的状态,混合气体的颜色不再改变的状态混合气体的密度不再改变的状态混合气体的压强不再改变的状态混合气体的平均相对分子质量不再改变的状态ABC D全部,(1)若反应2NO2(g)2NO(g)O2(g)在一绝热密闭容器中进行，温度不变时，能否说明反应一定达到平衡状态。(2)若把2NO2(g)2NO(g)O2(g)变为反应H2(g)I2(g)2HI(g)，则中能说明反应达到平衡状态的标志是哪个？说明理由：_。,解析本题不仅考查了化学平衡的直接标志，也要求对化学平衡的间接标志进行分析，判断。中单位时间内生成n mol O2的同时必消耗2 n mol NO2，而生成2 n mol NO2时 ，必消耗n mol O2，能说明反应达到平衡，不能说明。中无论达到平衡与否，化学反应速率之比都等于化学计量数之比。有色气体的颜色不变，则表示物质的浓度不再变化，说明反应已达到平衡。体积固定、气体质量反应前后守恒，密度始终不变。,反应前后可逆反应压强不变，意味着各物质的含量不再变化。由于气体的质量不变，气体的平均相对分子质量不变时，说明气体中各物质的物质的量不变，该反应0，能说明反应达到平衡。答案A(1)能，任何反应都具有热效应，温度不变时，意味着正、逆反应速率相等，反应达到平衡。(2)。该反应前后体积不变，质量不变，物质的量不变，所以反应自始至终密度、压强、平均相对分子质量不变。,对于可逆反应4NH3(g)5O2(g)4NO(g)6H2O(g)，下列叙述正确的是()A达到化学平衡时，4v正(O2)5v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，则正反应速率减小，逆反应速率增大D化学反应速率关系是：2v正(NH3)3v正(H2O),解析：由题意知v正(O2)v逆(NO)54，达平衡时，v正(NO)v逆(NO)，故A正确；生成NO和消耗NH3都表示正反应速率，B错；增大容器体积，各物质的浓度都减小，所以正、逆反应速率都减小，C错；在反应的任意状态总有v正(NH3)v正(H2O)46，即3v正(NH3)2 v正(H2O)，D不正确。答案：A,1.应用(1)判断、比较可逆反应进行程度的大小。K值越大，反应进行的程度越大；K值越小，反应进行的程度越小。(2)判断可逆反应是否达到化学平衡状态对于可逆反应aA(g)bB(g)cC(g)dD(g)，在一定温度下的任意时刻，反应物与生成物浓度有如下关系：,(3)判断可逆反应的反应热若升高温度，K值增大，则正反应为吸热反应；若升高温度，K值减小，则正反应为放热反应。(4)计算反应物或生成物的平衡浓度及反应物的转化率。,2相关计算(1)步骤写出有关化学平衡的方程式。确定各物质的起始浓度、转化浓度、平衡浓度。根据已知条件建立等式关系进行解答。,(2)模式如mA(g)nB(g)pC(g)qD(g)，令A、B起始物质的量浓度分别为a mol/L、b mol/L，达到平衡后消耗A的物质的量浓度为mx mol/L。mA(g)nB(g)pC(g)qD(g)起始(mol/L)ab00变化(mol/L)mxnxpxqx平衡(mol/L)amxbnxpxqx,(3)说明反应物：c(平)c(始)c(变)；生成物：c(平)c(始)c(变)各物质的转化浓度之比等于化学方程式中化学计量数之比。,特别提醒由于上述气体反应方程式只反映各组分的物质的量之比或同温同压下各组分的体积之比，故凡是气体的压强变化，密度变化均必须转化为物质的量的变化或气体的体积变化才能按上述模式进行计算。,案例精析【例2】硫酸生产中，SO2催化氧化生成SO3；2SO2(g)O2(g) 2SO3(g)某温度下，SO2的平衡转化率()与体系总压强(p)的关系如图所示。,根据图示回答下列问题：(1)将2.0 mol SO2和1.0 mol O2置于10 L 密闭容器中，反应达到平衡后，体系总压强为0.10 MPa。该反应的平衡常数等于_。(2)平衡状态由A变到B时，平衡常数K(A)_K(B)(填“”“0)(1)写出该反应的平衡常数表达式：_；升高温度，平衡常数K将_。(填“增大”，“减小”，“不变”)(2)一定条件下，该反应达平衡后，保持其他条件不变，再充入C气体，20min后又达新平衡。试推测，与原平衡状态相比，第15min时，V正_(填“增大”，“减小”，“不变”)，V逆_(填“增大”，“减小”，“不变”)。,(3)该反应的速率与时间的关系如下图所示：可见在t1、t3、t5、t7时反应都达到平衡，如果t2、t4、t6、t8时都只改变了一个反应条件，试判断改变的是什么条件：t2时_；t4时_；t6时_；t8时_。,答案：(1)KC2/AB3减小(2)增大增大(3)升高温度减小压强