第三节 化学平衡
知识点讲解
一、化学平衡状态
1. 可逆反应
概念:在相同下,既能向正方向进行同时又能向逆方向进行的反应。
特征:反应不进行到底,反应物不能实现完全转化,反应体系中,与化学反应有关的各种物质共同存在。
2. 化学平衡状态
⑴ 化学平衡的建立
如果把某一可逆反应的反应物装入密闭容器,其反应过程如下:
① 反应开始时:v(正) 最大,v(逆)为为0。
② 反应进行时:反应物浓度减小→v(正)逐渐减小;生成物浓度由零逐渐增大→v(逆)从0开始逐渐增大。
⑵ 概念
在一定条件下的可逆反应里,当正、逆两个方向的反应速率相等,反应体系中所有参加反应的物质的浓度保持恒定的状态。
⑶ 化学平衡状态的特征
① 逆:研究对象必须是可逆反应。
② 动:化学平衡是 动态平衡,即当反应达到平衡时,正反应和逆反应都仍在继续进行。
③ 等:正反应速率和逆反应速率相等,即同一物质的消耗速率和生成速率相等。
④ 定:在平衡体系中,各组成成分的含量保持一定。
⑤ 变:改变影响平衡的条件,平衡会移动,达到新的平衡。
例1反应SO2+O2=2SO3在密闭容器中进行。下列关于该反应的说法正确的是
A. 增大压强能减慢反应速率
B. v(SO2):v(O2)=2:1证明该反应已达到化学平衡状态
C. 当反应物和生成物浓度不变时,反应已达平衡
D. 增大02的浓度可使SO2完全转化
【答案】C
应是可逆反应,增大02的浓度不能使SO2完全转化,D错误,答案选C。
例2可以证明可逆反应N2+3H22NH3已达到平衡状态的是
①一个N≡N键断裂的同时,有3个H﹣H键断裂
②一个N≡N键断裂的同时,有6个N﹣H键断裂
③其他条件不变时,混合气体平均相对分子质量不再改变
④恒温恒容时,体系压强不再改变
⑤NH3、N2、H2的体积分数都不再改变
⑥恒温恒容时,混合气体密度保持不变
⑦正反应速率v(H2)=0.6mol•L﹣1•min﹣1,逆反应速率v(NH3)=0.4mol•L﹣1•min﹣1
A. 全部 B. ②③④⑤ C. ②③④⑤⑦ D. ③⑤⑥⑦
【答案】C
【解析】①一个N≡N断裂的同时,有3个H—H键断裂,表示的都是正反应速率,无法判断正逆反应速率是否相等,①错误;②一个N≡N键断裂的同时,有6个N—H键断裂,正逆反应速率相等,达到了平衡状态,②正确;③反应两边气体的质量不变,气体的体积不相等,混合气体平均相对分子质量不再改变,说明正逆反应速率相等,达到了平衡状态,③正确;④保持其它条件不变时,体系压强不再改变,反应方程式两边气体的体积不相等,压强不变,说明正逆反应速率相等,达到了平衡状态,④正确;⑤NH3、N2、H2的体积分数都不再改变,说明各组分的浓度不变,达到了平衡状态,⑤正确;⑥恒温恒容时,混合气体的密度保持不变,由于气体的质量不变,容器的容积不变,所以气体的密度始终不变,故密度无法判断是否达到平衡状态,⑥错误;⑦正反应速率v(H2)=0.6mol/(L•min),逆反应速率v(NH3)=0.4mol/(L•min),说明正逆反应速率相等,达到了平衡状态,⑦正确。答案选C。
【拓展提升】
化学平衡状态的判断方法
1.直接判断法
(1) v正=v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。