高考化學(xué)備考-考點38 可逆反應(yīng)與化學(xué)平衡狀態(tài)

關(guān)注微信公眾號“好未來試卷”或“高考試卷分享”，獲得更多學(xué)習(xí)資料考點３8可逆反應(yīng)與化學(xué)平衡狀態(tài)1?；瘜W(xué)平衡研究的對象—-可逆反應(yīng)(1）在相同條件下，既能向正反應(yīng)方向進行，同時又能向逆反應(yīng)方向進行的化學(xué)反應(yīng)，稱為可逆反應(yīng)。在可逆反應(yīng)中使用“”?？赡娣磻?yīng)必須是同一條件下既能向正反應(yīng)方向進行又能向逆反應(yīng)方向進行的反應(yīng),對于在不同反應(yīng)條件下進行的反應(yīng)物、生成物正好相反的反應(yīng)則不能認為是可逆反應(yīng)。（2）特點：三同一?、偃篴．相同條件下；ｂ．正、逆反應(yīng)同時進行；c．反應(yīng)物與生成物同時存在。②一小:任一組分的轉(zhuǎn)化率都小于100％.2．化學(xué)平衡狀態(tài)一定條件下的可逆反應(yīng),當(dāng)反應(yīng)進行到一定程度時，正反應(yīng)速率和逆反應(yīng)速率相等,反應(yīng)物的濃度和生成物的濃度不再改變,我們稱之為“化學(xué)平衡狀態(tài)”，簡稱化學(xué)平衡。（1）建立過程在一定條件下，把某一可逆反應(yīng)的反應(yīng)物加入固定容積的密閉容器中。反應(yīng)過程如下：以上過程可用如圖表示：3．化學(xué)平衡狀態(tài)的特征4．化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷（１）動態(tài)標(biāo)志：ｖ正=v逆≠０①同種物質(zhì)：同一物質(zhì)的生成速率等于消耗速率.②不同物質(zhì)：必須標(biāo)明是“異向”的反應(yīng)速率關(guān)系.如aＡ＋bBcC+ｄD，=時,反應(yīng)達到平衡狀態(tài)。（２)靜態(tài)標(biāo)志：各種“量"不變①各物質(zhì)的質(zhì)量、物質(zhì)的量或濃度不變；②各物質(zhì)的百分含量（物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)、質(zhì)量分?jǐn)?shù)、體積分?jǐn)?shù)）不變;③溫度、壓強（化學(xué)反應(yīng)方程式兩邊氣體體積不相等)或顏色（某組分有顏色)不變。（3）綜合分析舉例mA（g）+ｎB(g）pC(g）＋qD(g)狀態(tài)混合物體系中各成分的含量各物質(zhì)的物質(zhì)的量或各物質(zhì)的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)一定平衡各物質(zhì)的質(zhì)量或各物質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)一定平衡各氣體的體積或體積分?jǐn)?shù)一定平衡總壓強、總體積、總物質(zhì)的量一定不一定平衡正、逆反應(yīng)速率的關(guān)系在單位時間內(nèi)消耗了ｍｍｏlA，同時生成mｍoｌA，即v正=v逆平衡在單位時間內(nèi)消耗了nｍolB，同時生成pｍolC不一定平衡ｖA∶vB∶vC∶vD=m∶n∶p∶q，v正不一定等于v逆不一定平衡在單位時間內(nèi)生成了ｎmoｌＢ，同時消耗了qmolＤ不一定平衡壓強m+n≠p＋q時，總壓強一定（其他條件一定）平衡m+n＝ｐ+ｑ時,總壓強一定(其他條件一定）不一定平衡混合氣體的平均相對分子質(zhì)量（)一定,當(dāng)m+n≠p+q時平衡一定，當(dāng)m+ｎ＝ｐ+q時不一定平衡溫度任何化學(xué)反應(yīng)都伴隨著能量的變化,在其他條件不變的情況下，體系溫度一定平衡密度密度一定不一定平衡顏色含有有色物質(zhì)的體系顏色不再變化平衡考向一可逆反應(yīng)的特點典例1在已達到平衡的可逆反應(yīng)2SO２＋O2２ＳO3中，充入由18O組成的氧氣一段時間后，18O存在于下列物質(zhì)中的A．多余的氧氣中B。生成的三氧化硫中C.氧氣和二氧化硫中D。二氧化硫、氧氣和三氧化硫中【解析】化學(xué)平衡是動態(tài)平衡，1８O2的加入一定會與SO２結(jié)合生成含18O的SO3,同時含18O的SO3又會分解得到SO2和O２,使SO2中也含有18O,因此18Ｏ存在于SO2、Ｏ２、SO３這三種物質(zhì)中。【答案】D極端假設(shè)法確定物質(zhì)的濃度范圍（１）原理：可逆反應(yīng)不可能進行完全,反應(yīng)體系各物質(zhì)同時共存。(2)假設(shè)反應(yīng)正向或逆向進行到底,求出各物質(zhì)濃度的最大值和最小值，從而確定它們的濃度范圍.考向二化學(xué)平衡狀態(tài)的確定典例１在一定溫度下，向2Ｌ固定容積的密閉容器中通入１ｍolCO2、3molH２,發(fā)生反應(yīng)ＣＯ２（ｇ）+3Ｈ２（g）CH３OH（g)+H２O（g)ΔＨ〈0。能說明該反應(yīng)已達到平衡狀態(tài)的是A?；旌蠚怏w的平均相對分子質(zhì)量不變Ｂ．體系中=eq\f（1，3），且保持不變Ｃ.混合氣體的密度不隨時間變化D.單位時間內(nèi)有nmｏlH-H鍵斷裂，同時有nmolO-H鍵生成【解析】Ａ項，eq\x\to（M）是變量，當(dāng)ｅq\ｘ\tｏ(M）不變,可以說明反應(yīng)已達平衡；B項，是不變量eq＼b\ｌc\(\rc\）（\a\ｖs4\aｌ\co1（\f(1,3)）），不能說明反應(yīng)是否達平衡;C項,ρ是不變量，不能說明反應(yīng)是否達平衡；D項,二者均表示v正,不能說明反應(yīng)是否達平衡?！敬鸢浮緼2．一定溫度下，反應(yīng)N2O４（g）2NO２（g)的焓變?yōu)棣?，F(xiàn)將1moｌＮ2O4充入一恒壓密閉容器中,下列示意圖正確且能說明反應(yīng)達到平衡狀態(tài)的是A。①②?B.②④?C.③④ D．①④判斷化學(xué)平衡狀態(tài)的方法-—“逆向相等,變量不變”１。下列有關(guān)可逆反應(yīng)和化學(xué)反應(yīng)限度的理解不正確的是Ａ.可逆反應(yīng)是指在同一條件下,既能向正反應(yīng)方向進行，同時又能向逆反應(yīng)方向進行的反應(yīng)B．可逆反應(yīng)達到化學(xué)平衡狀態(tài)時，正反應(yīng)速率與逆反應(yīng)速率相等C．可逆反應(yīng)達到化學(xué)平衡狀態(tài)時，反應(yīng)物與生成物的物質(zhì)的量相等D.化學(xué)反應(yīng)的限度可以通過改變條件來改變2。一定溫度下，在恒容密閉容器中發(fā)生反應(yīng)２HI（g)+Cl2（ｇ)2HCl（ｇ)+Ｉ2(s)。下列事實不能說明該反應(yīng)達到平衡狀態(tài)的是A.容器內(nèi)氣體壓強不再改變B.容器內(nèi)氣體密度不再改變C。容器內(nèi)氣體顏色不再改變D。斷裂1ｍolCl-Cｌ鍵同時斷裂１molH—Cl鍵3．在其它條件一定時，圖中曲線表示反應(yīng)２NＯ（g)+O２（g)２NO2(g）ΔH〉0達平衡時NＯ的轉(zhuǎn)化率與溫度的關(guān)系，圖上標(biāo)有A、B、C、D、E點，其中表示未達平衡狀態(tài)且ｖ正〉v逆的點是A。Ａ或Ｅ?? B.B點? ?C．C點 ?? D。Ｄ點4。一定溫度下，在一固定體積的密閉容器中，對于可逆反應(yīng)A（s)+３Ｂ（g)２C(ｇ），下列說法說明達到平衡狀態(tài)的是①C的生成速率和Ｃ的分解速率相等；②單位時間內(nèi)生成amｏｌA，同時生成3ａｍｏlB；③氣體密度不再變化；④混合氣體的總壓強不再變化;⑤A、B、C的物質(zhì)的量之比為1∶3∶２;⑥混合氣體的平均相對分子質(zhì)量不變A．②④⑤ B．①③④⑥C．①②④⑥ ?? D．①②③④⑤5。用Cl2生產(chǎn)某些含氯有機物時會生成副產(chǎn)物HＣl,利用下列反應(yīng)可實現(xiàn)氯的循環(huán)利用：４HCl(g）+O２(g）２Ｃl2(g)＋2Ｈ２O（ｇ)ΔH=－１15．６kJ·mol—1。恒溫恒容的密閉容器中,充入一定量的反應(yīng)物發(fā)生上述反應(yīng),能充分說明該反應(yīng)達到化學(xué)平衡狀態(tài)的是Ａ。氣體的質(zhì)量不再改變B．氯化氫的轉(zhuǎn)化率不再改變C.斷開4moｌＨ—Ｃl鍵的同時生成4ｍolH—O鍵D。ｎ（HCl）∶n(Ｏ2）∶n(Ｃｌ2）∶n（H2O)＝4∶1∶２∶２6．現(xiàn)在一容器中加入一定量的A和Ｂ，發(fā)生化學(xué)反應(yīng):Ａ+2B3Ｃ.如果在反應(yīng)中用v（A)、v（B）、v（C)表示正反應(yīng)速率，用v′(A）、v′（B)、ｖ′（C)表示逆反應(yīng)速率，下列描述中正確的是Ａ。在容器中，任何時候ｖ（A）=ｖ（Ｂ）＝v(C)B．在任何時候容器中都必然存在著:v(A)∶v（Ｂ）∶v（C)=ｖ′（A）∶ｖ′（B）∶v′(Ｃ）=1∶2∶3C。當(dāng)v(A)＝v(B)=ｖ′（A)=ｖ′（B)時,表示反應(yīng)已達到平衡狀態(tài)D.當(dāng)v′(A)＝v′(B）時,表示反應(yīng)已達到平衡狀態(tài)7。在反應(yīng)2SO2+Ｏ2２SO３中，有ａmolＳO2和ｂmolO2參加反應(yīng)，達到化學(xué)平衡狀態(tài)時有cmolＳO3生成，則ＳO2在反應(yīng)混合物中的體積分?jǐn)?shù)為A.QUOＴE100cab×100%B。QＵOTE100ca+b+c×100％C。QUOTE100c(a-b)×(a-c)×10０％Ｄ.ＱUOTE100(a-c)a+b-0.5c％8．在恒容密閉容器中通入A、Ｂ兩種氣體，在一定條件下發(fā)生反應(yīng)：2Ａ(ｇ）+B（g)2C（g)ΔＨ>0.達到平衡后,改變一個條件（x），下列量(ｙ)一定符合圖中曲線的是選項xｙA通入A氣體B的轉(zhuǎn)化率B加入催化劑A的體積分?jǐn)?shù)C增大壓強混合氣體的總物質(zhì)的量Ｄ升高溫度混合氣體的總物質(zhì)的量9．已知X(g)和Y（g）可以相互轉(zhuǎn)化:2X(g）Y（g）ΔH〈0。現(xiàn)將一定量Ｘ（g）和Ｙ(g）的混合氣體通入一體積為1L的恒溫密閉容器中,反應(yīng)物及生成物的濃度隨時間變化的關(guān)系如圖所示。則下列說法不正確的是A.若混合氣體的壓強不變，則說明反應(yīng)已達化學(xué)平衡狀態(tài)B．a(chǎn)、b、c、d四個點表示的反應(yīng)體系中，表示化學(xué)反應(yīng)處于平衡狀態(tài)的只有b點Ｃ。25～30ｍｉｎ內(nèi)用X表示的平均化學(xué)反應(yīng)速率是０.0８mol·L?１·mｉｎ?1Ｄ．反應(yīng)進行至2５ｍin時,曲線發(fā)生變化的原因是增加Y的濃度10。中國政府承諾,到2０20年，單位GDP二氧化碳排放比200５年下降4０%～５０％.CO2可轉(zhuǎn)化成有機物實現(xiàn)碳循環(huán)。在體積為1L的密閉容器中，充入1ｍolCO2和3mｏlH2，一定條件下反應(yīng)：ＣＯ2（g)+3Ｈ2（ｇ）ＣＨ3OH(g）+H２Ｏ(g)，測得ＣO２和CH3OH（ｇ)的濃度隨時間變化如圖所示。（1）從3ｍｉn到9ｍiｎ,v（H2)＝____＿__moｌ·L－1·miｎ-1.（2）能說明上述反應(yīng)達到平衡狀態(tài)的是_____＿＿_（填字母）。Ａ．反應(yīng)中ＣO2與ＣH３OＨ的物質(zhì)的量濃度之比為１∶１（即圖中交叉點）B．混合氣體的密度不隨時間的變化而變化C．單位時間內(nèi)消耗3mｏlＨ2，同時生成1molＨ2OD.CO2的體積分?jǐn)?shù)在混合氣體中保持不變（3）平衡時CO2的轉(zhuǎn)化率為＿_＿_＿＿__。(4）平衡時混合氣體中CH３OＨ(g)的體積分?jǐn)?shù)是____＿_＿__＿＿＿__＿_____＿___＿＿______.（5）一定溫度下,第9miｎ時v逆(CH3ＯH）__＿__＿__(填“大于”“小于”或“等于”）第３miｎ時v正（CH3ＯH）.1.［2０１9浙江4月選考]下列說法正確的是A．H（g）+I2（g)2ＨI（ｇ)，其他條件不變，縮小反應(yīng)容器體積，正逆反應(yīng)速率不變B.C(s)＋H2O(g)H2（g）＋CO(g)，碳的質(zhì)量不再改變說明反應(yīng)已達平衡C.若壓強不再隨時間變化能說明反應(yīng)2Ａ（？）＋B(ｇ）2C（？）已達平衡，則A、C不能同時是氣體D．1molN2和3mｏlH2反應(yīng)達到平衡時H２轉(zhuǎn)化率為10％，放出的熱量為Q1;在相同溫度和壓強下，當(dāng)2mｏｌNＨ３分解為Ｎ2和H2的轉(zhuǎn)化率為１0％時,吸收的熱量為Q2，Ｑ2不等于Q１2.[2０17新課標(biāo)Ⅲ］砷（As)是第四周期ⅤA族元素,可以形成As2Ｓ3、As２O５、H3AｓO3、H3AsO４等化合物,有著廣泛的用途。回答下列問題:(4)298K時，將20ｍL３xmol·L?1Na3AsＯ3、20mＬ３xmol·L?1I2和２0mLNaＯH溶液混合,發(fā)生反應(yīng)：(aｑ）+I2(aq)+２ＯＨ?(aq）（aq）+2Ｉ?（aｑ）+H2O(l）。溶液中ｃ（）與反應(yīng)時間(t）的關(guān)系如圖所示。①下列可判斷反應(yīng)達到平衡的是___＿__＿___（填標(biāo)號).a。溶液的pH不再變化b。v(Ｉ?)=2v(）ｃ．ｃ（)／c()不再變化d.c（Ｉ?)=yｍoｌ·L?1②tｍ時，v正_＿＿__ｖ逆(填“大于”“小于”或“等于”）。③ｔｍ時v逆_＿＿__tn時v逆(填“大于”“小于”或“等于”)，理由是_____＿__＿＿_＿_.變式拓展變式拓展2．【答案】Ｄ【解析】因反應(yīng)容器保持恒壓,所以容器體積隨反應(yīng)進行而不斷變化，結(jié)合ρ氣=QUＯＴEmV可知，氣體密度不再變化，說明容器體積不再變化,即氣體的物質(zhì)的量不再變化,反應(yīng)達到平衡狀態(tài),①符合題意；無論是否達平衡狀態(tài)，反應(yīng)的ΔH都不變，②不符合題意；反應(yīng)開始時,加入1mｏｌN２Ｏ4，隨著反應(yīng)的進行，Ｎ2O４的濃度逐漸變小，故v正（N2O4)逐漸變小，直至達到平衡,③不符合題意；Ｎ２O4的轉(zhuǎn)化率不再變化，說明N2O4的濃度不再變化,反應(yīng)達到平衡狀態(tài)，④符合題意?？键c沖關(guān)考點沖關(guān)１．【答案】C【解析】可逆反應(yīng)在同一條件下，既能向正反應(yīng)方向進行,同時又能向逆反應(yīng)方向進行,A項正確;正反應(yīng)速率和逆反應(yīng)速率相等是可逆反應(yīng)達到化學(xué)平衡狀態(tài)的基本標(biāo)志，B項正確；可逆反應(yīng)達到化學(xué)平衡狀態(tài)時,反應(yīng)物、生成物的物質(zhì)的量不再發(fā)生變化,但不一定相等,C項錯誤；可逆反應(yīng)達到化學(xué)平衡狀態(tài)是有條件的,條件變化平衡可能就會移動，D項正確。2.【答案】D【解析】在恒容密閉容器中發(fā)生反應(yīng)２HI(g）＋Cl2(g)2ＨCl（g）+I２(ｓ)，根據(jù)化學(xué)方程式,反應(yīng)過程中壓強為變量，壓強不再改變一定平衡，故可以說明；在恒容密閉容器中發(fā)生反應(yīng)2ＨI（g）＋Cl2（g)２HCｌ(ｇ）＋I２（ｓ)，反應(yīng)過程中氣體質(zhì)量為變量，所以密度是變量，容器內(nèi)氣體密度不再改變一定平衡，故可以說明；容器內(nèi)氣體顏色不再改變，說明氯氣的濃度不變,一定達到平衡狀態(tài)，故可以說明；平衡時斷裂1mｏlCｌ—Cｌ鍵同時斷裂2mｏlH—Cl鍵，故D不能說明。3.【答案】C【解析】點B、Ｄ在曲線上，處于平衡狀態(tài)，故B、D項錯誤;在曲線上方的A點，當(dāng)溫度一定時，若達到平衡狀態(tài),則應(yīng)減?。危系霓D(zhuǎn)化率，即反應(yīng)逆向進行,所以A點的正反應(yīng)速率小于逆反應(yīng)速率,E點與A點相似，A項錯誤；同理推知，C點時的正反應(yīng)速率大于逆反應(yīng)速率，Ｃ項正確?！疽族e提醒】曲線上的點都是平衡點。不在平衡線上的點,可以根據(jù)其轉(zhuǎn)化率與平衡點上的轉(zhuǎn)化率比較得出移動方向。4?！敬鸢浮浚隆窘馕觥竣偈桥袛嗥胶鉅顟B(tài)的本質(zhì)依據(jù),正確；②生成A、B都是逆反應(yīng)方向，在任何條件下都成立，錯誤;③容器體積不變，氣體密度不變，說明氣體總質(zhì)量不變,即平衡不移動，正確；④容器體積不變，一定溫度下，當(dāng)壓強不變時，氣體總物質(zhì)的量不變，正確；⑤A、B、C的物質(zhì)的量之比等于其化學(xué)計量數(shù)之比不能說明反應(yīng)是否達到平衡，錯誤;⑥隨著反應(yīng)進行,氣體質(zhì)量增大，氣體總物質(zhì)的量減小,相對分子質(zhì)量增大，當(dāng)相對分子質(zhì)量不變時,說明達到平衡狀態(tài)，正確.5?！敬鸢浮緽【解析】反應(yīng)物和生成物均為氣體，氣體的總質(zhì)量始終不變,Ａ錯誤;反應(yīng)正向進行時，HCl的轉(zhuǎn)化率升高；反應(yīng)逆向進行時,HCl的轉(zhuǎn)化率降低，當(dāng)ＨCl的轉(zhuǎn)化率不再改變時,可以說明可逆反應(yīng)達到平衡狀態(tài),B正確；斷開4molＨ-Cl鍵和生成4ｍoｌH-Ｏ鍵均表示正反應(yīng)方向的反應(yīng)速率，不能據(jù)此判斷反應(yīng)是否達到平衡狀態(tài),C錯誤；達到平衡狀態(tài)時,各反應(yīng)物和生成物的物質(zhì)的量保持不變,但各物質(zhì)的物質(zhì)的量之比不一定等于對應(yīng)的化學(xué)計量數(shù)之比,D錯誤。6．【答案】Ｂ【解析】在可逆反應(yīng)中實際上存在兩個反應(yīng)，即正反應(yīng)和逆反應(yīng),兩個反應(yīng)中的反應(yīng)速率之比總是等于其化學(xué)計量數(shù)之比,所以ｖ(Ａ）∶v(B）∶v（C)=v′(A）∶ｖ′(B)∶v′(C）=1∶2∶3,故A錯誤、Ｂ正確;當(dāng)v(A)=v′(A)或v′(B)＝ｖ（B)時反應(yīng)達到平衡狀態(tài),不會存在v（A）＝ｖ（B)=v′(A）＝v′(Ｂ)，故C錯；ｖ′（A）、ｖ′（B)都是逆反應(yīng)速率，故D錯。7．【答案】D【解析】本題考查了化學(xué)平衡的基本計算.amｏlＳO2和bmoｌO2參加反應(yīng),達到化學(xué)平衡狀態(tài)時有cmolＳＯ３生成,則：故φ（SO2）＝QＵOＴEa-ca-c+b-0.5c+c×100%＝ＱUOTE100(a-c)８.【答案】A【解析】A項,當(dāng)通入A氣體時,平衡向正反應(yīng)方向移動，B的轉(zhuǎn)化率增大，正確;Ｂ項，加入催化劑只能改變反應(yīng)速率,平衡不移動,Ａ的體積分?jǐn)?shù)不變,錯誤；C項，增大壓強，平衡向正反應(yīng)方向移動，混合氣體的總物質(zhì)的量減小，錯誤;D項，正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，升高溫度，平衡向吸熱反應(yīng)方向移動,混合氣體的總物質(zhì)的量減小,錯誤。9．【答案】D【解析】Ａ項，正反應(yīng)是氣體分子數(shù)減小的反應(yīng)，所以當(dāng)壓強不再發(fā)生變化時，可以說明反應(yīng)已經(jīng)達到平衡狀態(tài),A項正確；B項,根據(jù)圖象可知,只有b點表示的反應(yīng)體系中，各物質(zhì)的濃度不再發(fā)生變化，所以只有b點表示反應(yīng)處于平衡狀態(tài)，B項正確;C項,25~３0ｍin內(nèi)Ｘ的濃度變化量是0。4ｍｏl·L?1，所以用X表示的平均化學(xué)反應(yīng)速率是QUOＴE0.4mol·L-15min＝０．08moｌ·L?１·min?１，C項正確；D項,反應(yīng)進行至2５miｎ時，X物質(zhì)的濃度增大,Ｄ項不正確。10?！敬鸢浮?1）0．125（2）D（3)75％（4）3０％（5）小于【解析】（1）從3miｎ到9ｍｉｎ消耗CO２是0.25ｍｏｌ·L－１,根據(jù)方程式可知消耗氫氣是0。75ｍoｌ·L-１,則v（H2)=0．75moｌ·Ｌ-1÷6min=０。１25mol·L-1·miｎ－1。(２）反應(yīng)中CO2與ＣH３OＨ的物質(zhì)的量濃度之比為1∶１(即圖中交叉點）時反應(yīng)速率仍然發(fā)生變化,沒有達到平衡狀態(tài),A錯誤;密度是混合氣體的質(zhì)量和容器容積的比值，在反應(yīng)過程中質(zhì)量和容積始終是不變的，B錯誤；單位時間內(nèi)消耗３mｏlH2,同時一定生成1ｍｏlH2Ｏ，不能說明反應(yīng)達到平衡狀態(tài),C錯誤；ＣＯ2的體積分?jǐn)?shù)在混合氣體中保持不變說明反應(yīng)達到平衡狀態(tài)，D正確。（3）平衡時消耗ＣO2是0．７5mｏl·L—１，則CO2的轉(zhuǎn)化率為×１０0％＝75%。（4）平衡時剩余氫氣是0。75mｏl,生成水蒸氣是0。75ｍol,則混合氣體中CH３OH(g)的體積分?jǐn)?shù)是×100％=30%。（5）第9mｉn時反應(yīng)達到平衡狀態(tài)，則v逆（ＣＨ３OH）小于第3min時v正（ＣＨ3OH）。直通高考直通高考１.【答案】B【解析】A.該可逆反應(yīng)的反應(yīng)前后氣體