高中化學：06化學平衡狀態(tài)

課題06：化學平衡狀態(tài)

一、學習目標：班級姓名

1.知道化學平衡狀態(tài)的概念和特征

2.會判斷一個可逆反應是否處于化學平衡狀態(tài)

二、學習過程

1.化學平衡的建立

在一定條件下的容積不變的密閉容器中，合成氨反應如下：N2+3H2篝船2NH3,圖為向容器

t濃度

中充入Nz和H2時濃度隨時間變化的圖像：r

S—；—S

NH.3

Oht

圖1

思考：1.畫出向容器中充入N%時濃度隨時間變化的圖像？

2.畫出上述平衡建立過程中的正逆反應速率隨時間變化的圖像？

vA

2.化學平衡狀態(tài)

在一定條件下的可逆反應體系中，當_____________時，反應物和生成物的均保持不變，即體系

的組成不隨時間而改變，這表明該反應中物質的轉化達到了“”，這時的狀態(tài)稱之為化學平衡狀態(tài)，

簡稱化學平衡。

3.化學平衡的特征（逆、等、動、定、變）

【例1】正誤判斷：（1）合成氨反應中，如果N2過量，則可以使H2完全消耗（）

（2）對于可逆反應，若加入反應物，則反應先向正反應方向進行，停止后再向逆反應方向進行（）

（3）只有可逆反應才存在化學平衡狀態(tài)（）

（4）化學平衡狀態(tài)是一定條件下可逆反應進行到最大限度的結果（）

（5）化學反應達到化學平衡狀態(tài)時，各組分的濃度一定與方程式中對應物質的化學計量數成比例（）

【例2】在一定溫度下，將2moiSCh和1molCh充入一定容積的密閉容器中，在催化劑作用下發(fā)生如下反

應：2SC）2（g）+O2（g）-2sCh（g）△”=-197kJ-moL,當達到化學平衡時，下列說法中正確的是（）

A.生成SO32moiB.SO2和SO3共2moiC.放出197kJ熱量D.含氧原子共8moi

【例3】在一定溫度下，容器內某一反應中M、N的物質的量隨反應時間變化的曲線如圖所示，下列表述

正確是（）

A.化學方程式：2M—N

B.“時，正、逆反應速率相等，達到平衡

C.七時，正反應速率大于逆反應速率

D.人時，N的濃度是M的濃度的2倍

4.化學平衡狀態(tài)的判斷方法

（1）用本質特征判斷：正反應速率與逆反應速率相等，即

（2）用宏觀特征判斷：變量不變

判斷依據：反應混合物中各組成成分的濃度、含量保持不變。

各組成成分的質量(質量分數)、物質的量(物質的量分數)、分子數、氣體的體積(體積分數)、物

質的量濃度、反應物的轉化率、產物的產率均保持不變。

【例3】一定條件下，在體積為1L的密閉容器中,lmolX和ImolY進行反應:2X(g)+Y(g)一Z(g),下列敘述能

證明該反應已達到化學平衡狀態(tài)的是()

A.X的體積分數不再發(fā)生變化B.c(X)：c(Y)：c(Z)=2：1：1

C.容器內原子總數不再發(fā)生變化D.同一時間內消耗2mnolX的同時生成nmolZ

【變式1】在例4中，Y的體積分數不再發(fā)生變化，能否說明反應達到化學平衡狀態(tài)？Y的質量分數不再

發(fā)生變化，能否說明反應達到化學平衡狀態(tài)？

【例4】在恒溫恒容的密閉容器中，當下列物理量不再發(fā)生變化時：①混合氣體的壓強，②混合氣體的密

度，③混合氣體的總物質的量，④混合氣體的平均相對分子質量，⑤混合氣體的顏色，⑥各反應物或生

成物的反應速率之比都等于化學計量數之比。

(1)能證明2sO2(g)+O2(g)=2soMg)達到平衡狀態(tài)的是(填序號，下同)。

(2)能證明b(g)+H2(g)12Hl(g)達到平衡狀態(tài)的是。

(3)能證明A(s)+2B(g)=C(g)+D(g)達到平衡狀態(tài)的是。

【變式2】在恒溫恒壓的密閉容器中，當下列物理量不再發(fā)生變化時：①混合氣體的壓強，②混合氣體的

密度，③混合氣體的總物質的量，④混合氣體的平均相對分子質量

能證明2sCh(g)+02(g)12so3(g)達到平衡狀態(tài)的是。

【變式3】在絕熱恒容的密閉容器中，當下列物理量不再發(fā)生變化時：①混合氣體的壓強，②混合氣體的

密度，③混合氣體的總物質的量，④混合氣體的平均相對分子質量⑤溫度不變

能證明2so2(g)+O2(g)5==±2SC)3(g)達到平衡狀態(tài)的是。

三.課后限時作業(yè)

1.下列對化學反應限度的敘述中，不正確的是()

A.任何可逆反應在給定的條件下的進程都有一定的限度，不同反應的限度不同

B.可逆反應的最大轉化率不能達到100%,所以可逆反應不容易發(fā)生

C.化學反應達到平衡時，反應物和生成物的濃度均不再改變，但物質間的轉化仍在進行

D.改變反應條件，化學反應限度可能改變

2.一定條件下，反應N2+3H2一2N%達到平衡的標志是()

A.一個N三N鍵斷裂的同時，有六個N—H鍵形成

B.一個N三N鍵斷裂的同時，有三個H-H鍵斷裂

C.三個H-H鍵斷裂的同時，有六個N-H鍵斷裂

D.三個H—H鍵斷裂的同時，有六個N-H鍵形成

3.已知：N2O4(g)^2NO2(g)AH>0,現將1molN2O4充入一恒壓密閉容器中，下列示意圖不能說明反

應達到平衡狀態(tài)的是()

4.對于反應2so2(g)+O2(g)=02SC)3(g)，判斷下列說法正確的是()

①單位時間內生成2moiSO?，同時生成ImolCh，則處于化學平衡狀態(tài)②SO2的生成速率等于SCh的

消耗速率，則處于化學平衡狀態(tài)③S02、。2、S03的體積分數不再發(fā)生變化，則處于化學平衡狀態(tài)

④S02、。2、S03的分子數之比為2：1：2,則處于化學平衡狀態(tài)

A.①③B.②④C.②③D.③④

5.恒溫恒容下，向密閉容器按n(CO2)：n(H2)=l：1通入氣體,發(fā)生反應CC)2(g)+3H2(g)=CH30H值)+比。值),

能判斷反應處于平衡狀態(tài)的是

A.va(CO2)=3v)E(H2)B.體系內氣體密度保持不變

C.斷裂3moiH—H鍵的同時生成3moiH—0鍵D.CO2的體積分數保持不變

6.可逆反應：2NCh(g)一2NO(g)+O2(g)在恒容的密閉容器中進行，達到平衡狀態(tài)的標志是()

①單位時間內生成nmolO2的同時生成2nmolNO2;②單位時間內生成nmolO2的同時生成2〃molNO；

③用NO?、NO、O2表示的反應速率的比為2：2：1；④混合氣體的顏色不再改變；⑤混合氣體的密度不

再改變；⑥混合氣體的壓強不再改變；⑦混合氣體的平均相對分子質量不再改變

A.①④⑥⑦B.②③⑤⑦C.①③④⑤D.全部

7.將一定量純凈的氨基甲酸鏤置于密閉真空容器中(假設容器體積不變，固體試樣體積忽略不計)，在恒定

溫度下使其達到分解平衡：H2NCOONH4(S)-2NH3(g)+CC)2(g)。下列各項：?2u(NH3)=v(CO2)；②

密閉容器中總壓強不變；③密閉容器中混合氣體的密度不變；④密閉容器中氨氣的體積分數不變；⑤密

閉容器中C(NH3)不變。能判斷該反應已經達到化學平衡狀態(tài)的是()

A.②③⑤B.②③④C.①④D.全部

8.一定條件下，0.3molX(g)與0.3molY(g)在容積固定的密閉容器中發(fā)生反應：X(g)+3Y(g)-2Z(g)AH

=—akJmol下列說法正確的是()

A.反應一段時間后，X與Y的物質的量之比仍為1：1

B.達到平衡時，反應放出0.1akJ的熱量

C.達到平衡后，若向平衡體系中充入稀有氣體，Z的正反應速率將不發(fā)生變化

D.X的體積分數保持不變，說明反應已達到平衡

9.密閉容器中的反應：N2(g)+3HKg)-2NH3(g)△H<0,在673K、30MPa下，n(NH3)和n(H2)隨時間變

化的關系如圖所示。下列敘述正確的是()丁

A.a點的正反應速率比b點的大Ka

B.c點處反應達到平衡狀態(tài)\,皿

4NH,

C.d點時刻)和e點(t2時刻)處n(N2)不一樣/名：比

D.d點時，n(N3)：n(H2)=l：3-------；詰

10.rc,在容積不變的密閉容器中發(fā)生反應：2sO2(g)+O2(g)一2so3(g),實驗測得SO2(g)的物質的量濃

度c(S02)(單位：mol.L")隨反應時間t(單位：min)的關系如圖所示。下列說法正確的是

A.U~t2時間內用S02表示的平均反應速率v(SCh)=7^^mol-L'-min-1

B.a點與b點的正反應速率：v正(a)<v逆(b)

C.b點的反應速率：VLV逆

D.c點對應的容器中：c(SO2)一定等于c(SCh)

0/ih6/4

11.恒溫下，將amolN?與bmolH2的混合氣體通入一個固定容積的密閉容器中，發(fā)生如下反應：

N2+3H：1=^2NH3。

iSKyr.

(1)反應進行到某時刻t時,nt(N2)=13mol,nt(NHs)=6mol,則a=。

(2)反應達平衡時，混合氣體的體積為716.8L(標準狀況)，其中N%的含量(體積分數)為25%,平

衡時NH3的物質的量為。

(3)原混合氣體與平衡時混合氣體的總物質的量之比n(始):n(平尸(寫出最簡整數比，下同)。

(4)達到平衡時，N2和H2的轉化率之比a(N2)：a(H2)=。

12.在698K時,向某VL的密閉容器中充入2molH2(g)和2mol12(g),發(fā)生反應:H2(g)+I2(g)U2HI(g)

AH=-26.5kJmol測得各物質的物質的量濃度與時間變化的關系如圖所示。

請回答下列問題：

(1)V=L?

(2)該反應達到最大限度的時間是,該時間內平均反應速率v(HI)=。

(3)該反應達到平衡狀態(tài)時，(填“吸收”或“放出”)的熱量為kJ。

13.800℃時在2L密閉容器內反應：2N0(g)+02(g)=2NC>2(g)體系中，n(NO)隨時間的變化

如表：

時間/S012345

?(NO)/mol0.0200.0100.0080.0070.0070.007

(1)達平衡時NO的轉化率o

(2)下圖中表示N02的變化的曲線是，用02表示從0?2s內該反應的平均速率v(O2)=

(3)能說