高中化学 可逆反应达到平衡的标志及判断素材

可逆反应达到平衡状态的标记和判断在特定条件下可逆反应中，当反应物和产物的质量浓度正、逆反应率相等时，不再变化的状态称为化学平衡状态。特性包括：(1)“逆”:化学平衡研究的对象是可逆反应。(2)“等”:化学平衡的本质是正数，反向反应速度等于，即v(正)=v(反)。(3)“移动”:v(正)=v(反)0(4)“固定”:在平衡系统中，每个组的浓度、质量分数和体积分数不随时间变化，是常数(不一定相同)。(5)“变化”:化学平衡是在一定条件下的平衡，如果外部条件发生变化，化学平衡可能会转移到分数上。(6)“相同”:在外部条件不变的前提下，可逆反应将处于相同的平衡状态，即相同的平衡状态，无论是从积极反应开始还是从反向反应开始。可逆反应实现平衡状态的表示和判断方法如下。以MA(g) nB(g) pC(g) qD(g)为例。一、直接标志：速度关系：正反应速度等于反反应速度。也就是说，a消费率等于a的生成速度，a消费率和c的消费率为m : p；和一样。反应系统中各物质的100%含量保持不变。二、间接标志：混合气体的总压力、总体积、总物质量不会随时间而变化(m np q)；各物质的浓度、物质的数量不随时间变化。各气体的体积和气体的分压不随时间变化。密封容器中的可逆反应：下表也可以概括mA(g) nB(g) pC(g) qD(g)是否平衡。化学反应MA(g) nB(g) pC(g) qD(g)是否平衡混合物系统中各成分的含量每种物质的数量或物质的质量分数是恒定的平衡每种物质的质量或质量分数平衡每种气体的体积或体积分数是固定的平衡总体积、总压力、总物质量不一定是平衡的正负反应速度的关系在单位时间内消耗了m mol A，还生成了m mol A即v(正)=v(反向)平衡 n mol B消耗了单位时间，p mol C也消耗了。即v(正)=v(反向)平衡v(a):v(b):v(c):v(d)=m :n : p : q、v(正)不一定等于v(反向)不一定是平衡的单位时间内生成为n mol B，还消耗了q mol D。也就是说，叙述都是v(逆)不一定是平衡的压力其他条件必须，总压力必须，m n p q平衡其他条件必须，总压力必须，m n=p q不一定是平衡的混合气体的平均相对分子质量平均相对分子质量和m n p q平衡平均相对分子质量和m n=p q不一定是平衡的温度任何化学反应都伴随着系统温度恒定时的能量变化平衡气体的密度密度固定不一定是平衡的颜色反应系统内有色物质的颜色稳定性不变平衡三、案例研究：【例1】可逆反应：2 NO2 (g) 2to (g) O2 (g)，在体积固定的密封容器中实现平衡状态的签名 n mol O2在单位时间内生成，生成2n mol NO2 n mol O2在单位时间内生成，生成2n mol NO 2 : 2 : 1的反应速度比用NO2，NO，O2表示混合气体的颜色不再变化的状态混合气体的密度不再变化。混合气体的压力不再变化的状态混合气体的平均相对分子质量不再变化的状态A.b .c .d .全部分析：在单位时间内生成n mol O2会消耗2n mol NO2，生成2n mol NO2会消耗n mol O2，从而使反应平衡。不能说明；无论中银平衡与否，化学反应速度等于化学测量系数的比率。有色气体的颜色不变，意味着物质的浓度不再变化，反应达到了均衡。体积固定，气体质量反应前后保存，密度始终不变；反应前后V 0，压力不变，意味着各物质含量不再变化。气体的质量恒定，因此说明气体的平均相对分子质量不变时，气体中各物质的数量不变，这个反应V 0说明该反应达到平衡。答案：a要点：化学平衡状态的基本指示如下。v(正)=v(逆)，各组中%含量没有变化。解决问题时，要牢牢抓住这两个根本标志，明确机体的颜色、密度、压力、平均相对分子质量的变化与根本标志的关系，才能充分分析和正确回答。在恒温恒容密封容器中，可以看到反应X2(g) Y2(g) 2XY(g)处于平衡状态：A.容器的总压力不随时间变化B.容器中气体的平均相对分子质量不随时间变化C.xy气体物质的数量分数保持不变D.x2和Y2的消耗率相同分析：这种反应的特点：第一种是可逆反应，第二种是反应前后气体体积相同。根据压力比与气体物质量相同的比率的推断，这种反应不能说明整个反应过程中总压力是恒定的，a的反应已经达到了平衡。同样，容器中气体的平均相对分子质量总是不随时间变化，b不能说反应已经平衡了。X2和Y2的化学量数相同，消耗率总是相同的，d不能说反应平衡了。c选项与标题匹配，表示反应平衡。答案：c点拨：结合化学反应方程的特性，正确利用直接标记和间接标记进行判断，反应前后系数不变。在一定温度下使可逆反应A(g) 3B(g) 2C(g)平衡的标志如下：A.c的生成速度等于c的分解速度B.单位时间生成n mol A，同时生成3n mol BC.a、b、c的浓度不再改变D.a、b、c的分子数比例为1 : 3 : 2分析：化学平衡的符号是正向反应速度和反向反应速度相同，c的生成速度是正向反应速度，c的分解速度是反向反应速度，所以a选项是正确的。a、b、c的浓度不再变化，是平衡状态的宏观表示，因此选项c是正确的。b选项无效，因为a，b都是反应速度，与正向反应无关。a，b，c的分子数比是1 3360 3 : 2的偶然存在，不能用作判断平衡标记的标准。答案：a，c点拨号：化学平衡的指示: v(正)=v(反)；反应混合物各成分的浓度和含量不变。用速度描述时，必须注意“正”、“反”和“相同”。练习1对于可逆反应2HI(g) I2(g) H2(g)，可以看出以下叙述达到了平衡状态A.每种物质的浓度比2 : 1: 1B.容器的总压力不随时间变化C.2在损坏molh-I键的同时生成1 mol I-I键D.当混合气体的颜色不再变化时答案：d点拨：这个反应等于反应前后气体物质的化学量系数，所以压力总是恒定的。因此，b选项无效。在反应过程中的任何时间点，2molh-I键被打破，生成1mol I-I键，因此c选项无效。在定容量密封容器中无法平衡反应2SO2(g) O2(g) 2SO3(g)的标志如下：A.混合气体的分子数比率为2 : 1: 2B.混合气体的压力不再变化C.混合气体的平均相对分子质量不再变化D.混合气体的密度不再变化答案：a，d点击式：a选项发生在特殊情况下，b，c选项说明混合气体的物质量不再变化，d选项利用公式d=m/v，m，v，密度不变。在一定温度的密封容器中，当物质的下一个物理量不再变化时，表现出反应A(s) 2B(g)C(g) D(g)已平衡A.混合气体的压力b .混合气体的密度C.b的物质浓度d .气体中的物质总量分析：问题转移反应是反应前后气体分子量不变的可逆反应。显然，混合气体压力和总物质的量总是恒定的，不能用来判断反应是否平衡；因为a是固体，所以密度变化的量，b的浓度也是变化量，所以混合气体的密度，b的质量浓度不再变化时，反应是平衡的。答案：b，c四、需要注意的问题：(1)可逆反应速度保持在反应混合物中各成分的100%不变，是判断化学平衡状态的基本方法。这两种关系中的任何一种都可以单独用作判断化学反应是否达到平衡状态的标准。(2)在mA(g) nB(g)pC(g) qD(g)反应中在此点上，应用v(a):v(b):v(c):v(d)=m :n : p : q，v(正)=v(逆)以确定化学平衡状态(3)在化学平衡状态下，反应混合物中各成分的浓度(或百分比含量)保持不变，但反应混合物中各成分的浓度(或百分比含量)保持不变，化学反应状态不一定是化学平衡状态。因此，应用反应混合物中包含的各成分的浓度、100%的含量、物质的颜色、气体的压力、气体的密度、气体的平