第18講-化學(xué)反應(yīng)限度(人教版2019必修第二冊)-(原卷版)

第1第18講化學(xué)反應(yīng)限度必備知識必備知識1．可逆反應(yīng)(1)定義：在相同條件下既可以向正反應(yīng)方向進行，同時又可以向逆反應(yīng)方向進行的化學(xué)反應(yīng)。(雙向性)(2)特點——“三同一小”：①三同：a．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(填“大于”或“小于”)100%。(3)表示方法：在化學(xué)方程式中用“”表示。2．化學(xué)平衡狀態(tài)(1)定義：在一定條件下的可逆反應(yīng)中，反應(yīng)物和生成物的濃度不再隨時間的延長而發(fā)生變化，正反應(yīng)速率和逆反應(yīng)速率相等的狀態(tài)。(2)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。化學(xué)平衡的建立過程可用如下v－t圖像表示。圖像分析：eq\x(反應(yīng)開始時)—反應(yīng)物濃度最大，生成物濃度為0，v正最大，v逆＝0↓eq\x(\a\al(0～t1時刻,反應(yīng)過程中))—eq\a\vs0\al(反應(yīng)物濃度逐漸__減小__→v正逐漸__減小__,生成物濃度由零逐漸__增大__→v逆從零逐漸__增大__)↓eq\x(\a\al(t1時刻達,到平衡時))—eq\a\vs0\al(v正__＝__v逆，反應(yīng)混合物各組分的濃度__保持不變__即達到,化學(xué)平衡狀態(tài))(3)化學(xué)平衡特征eq\x(逆)—化學(xué)平衡研究的對象是可逆反應(yīng)|eq\x(動)—eq\a\vs4\al(化學(xué)平衡是一種動態(tài)平衡，反應(yīng)達到平衡狀態(tài)時，反應(yīng)并沒有停止，v≠0。)|eq\x(等)—v正＝v逆，都大于零。|eq\x(定)—反應(yīng)物和生成物的濃度(或百分含量)保持不變|eq\x(變)—eq\a\vs4\al(條件改變，平衡狀態(tài)__可能__改變，新條件下,建立新的平衡狀態(tài))3．平衡轉(zhuǎn)化率對可逆反應(yīng)aA(g)＋bB(g)cC(g)＋dD(g)，當(dāng)反應(yīng)達到化學(xué)平衡狀態(tài)時，A的平衡轉(zhuǎn)化率為：α(A)＝eq\f(A的起始濃度－A的平衡濃度,A的起始濃度)×100%。易混易錯點易混易錯點1．易錯點(1)可逆反應(yīng)的概念強調(diào)“相同條件”，如2H2O通電點燃2H2↑＋O2↑通電點燃(2)二次電池的充、放電不是可逆反應(yīng)。(3)可逆反應(yīng)不等同于可逆過程?？赡孢^程包括物理變化和化學(xué)變化，而可逆反應(yīng)屬于化學(xué)變化。(4)一個可逆反應(yīng)達到的平衡狀態(tài)就是這個反應(yīng)在該條件下所能達到的限度。(5)化學(xué)反應(yīng)的限度可以通過改變條件而改變。(6)化學(xué)反應(yīng)的平衡狀態(tài)可以從正反應(yīng)方向建立，也可以從逆反應(yīng)方向建立。(7)化學(xué)反應(yīng)達到平衡狀態(tài)的正、逆反應(yīng)速率相等，是指同一物質(zhì)的消耗速率和生成速率相等，若用不同物質(zhì)表示時，反應(yīng)速率不一定相等。(8)化學(xué)反應(yīng)達平衡狀態(tài)時，各組分的濃度、百分含量保持不變，但不一定相等。2．“兩審”“兩標(biāo)志”突破化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷(1)“兩審”一審題干條件恒溫恒容或恒溫恒壓二審反應(yīng)特點全部是氣體參與的等體積反應(yīng)還是非等體積反應(yīng)有固體或液體參與的等體積反應(yīng)還是非等體積反應(yīng)(2)“兩標(biāo)志”。Ⅰ．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，eq\f(v正A,v逆B)＝eq\f(a,b)時，反應(yīng)達到平衡狀態(tài)。Ⅱ．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)的量分數(shù)、質(zhì)量分數(shù)、體積分數(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。Ⅲ．綜合分析化學(xué)反應(yīng)mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)是否平衡混合物體系中各成分的含量①各物質(zhì)的物質(zhì)的量或物質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)一定平衡②各物質(zhì)的質(zhì)量或質(zhì)量分數(shù)一定平衡③各氣體的體積或體積分數(shù)一定平衡④總體積、總壓強、總物質(zhì)的量一定不一定正、逆反應(yīng)速率之間的關(guān)系①在單位時間內(nèi)消耗了mmolA，同時也生成了mmolA平衡②在單位時間內(nèi)消耗了nmolB，同時也消耗了pmolC平衡③v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)＝m∶n∶p∶q不一定④在單位時間內(nèi)生成了nmolB，同時也消耗了qmolD不一定壓強①其他條件一定、總壓強一定，且m＋n≠p＋q平衡②其他條件一定、總壓強一定，且m＋n＝p＋q不一定混合氣體的平均相對分子質(zhì)量①平均相對分子質(zhì)量一定，且m＋n≠p＋q平衡②平均相對分子質(zhì)量一定，且m＋n＝p＋q不一定溫度任何化學(xué)反應(yīng)都隨著能量變化，當(dāng)體系溫度一定時平衡氣體的密度密度一定不一定顏色對于有色物質(zhì)參加或生成的可逆反應(yīng)，反應(yīng)體系內(nèi)有色物質(zhì)的顏色穩(wěn)定不變平衡化學(xué)鍵對同一物質(zhì)而言，斷裂的化學(xué)鍵的物質(zhì)的量與形成的化學(xué)鍵的物質(zhì)的量相等。如反應(yīng)N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)，若有下列各項成立a．?dāng)嗔?molN≡N鍵的同時生成1molN≡N鍵；b．?dāng)嗔?molN≡N鍵的同時生成3molH—H鍵；c．生成1molN≡N鍵的同時生成6molN—H鍵平衡3．以下幾種情況不能作為可逆反應(yīng)達到化學(xué)平衡狀態(tài)的標(biāo)志(1)某一時刻，各物質(zhì)的濃度(或物質(zhì)的量或分子數(shù))之比等于系數(shù)之比的狀態(tài)。(2)恒溫、恒容條件下氣體體積不變的反應(yīng)，混合氣體的壓強或氣體的總物質(zhì)的量不隨時間變化，如2HI(g)I2(g)＋H2(g)。(3)全部是氣體參加的體積不變的反應(yīng)，體系的平均相對分子質(zhì)量不隨時間變化而變化，如2HI(g)I2(g)＋H2(g)。(4)全部是氣體參加的反應(yīng)，恒容條件下體系的密度保持不變。細細剖精析·易混不混·易錯不錯1．反應(yīng)2H2O通電點燃2H2↑＋O2↑通電點燃【細剖精析】不是可逆反應(yīng)，因為條件不同。2．化學(xué)平衡概念中，正反應(yīng)速率和逆反應(yīng)速率相等的含義是什么？【細剖精析】這里的v正與v逆相等是對同一種物質(zhì)而言的，不同的兩種物質(zhì)則必須是一個為正反應(yīng)速率，另一個為逆反應(yīng)速率且二者之比等于化學(xué)計量數(shù)之比。3．平衡正向移動，反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率一定增大嗎？【細剖精析】不一定，如A(g)＋B(g)C(g)，增大A的濃度時平衡右移，但A的轉(zhuǎn)化率會減小。4．①總壓強不變在什么情況下不能作為反應(yīng)達到平衡的標(biāo)志？【細剖精析】①恒溫恒容條件下，對于反應(yīng)前后氣體化學(xué)計量數(shù)之和相等的反應(yīng)，總壓強不變不能作為判斷平衡的標(biāo)志；恒溫恒壓條件下，對于一切可逆反應(yīng)，總壓強不變均不能作為判斷平衡的標(biāo)志。②混合氣體的密度不變在什么情況下不能作為反應(yīng)達到平衡的標(biāo)志？【細剖精析】②恒溫恒容條件下，反應(yīng)物、生成物都是氣體的化學(xué)反應(yīng)，混合氣體的密度不變不能作為判斷反應(yīng)達到平衡的標(biāo)志。恒溫恒壓條件下，反應(yīng)物、生成物都是氣體的化學(xué)反應(yīng)，若反應(yīng)前后氣體的化學(xué)計量數(shù)之和相等，則混合氣體的密度不變不能作為判斷反應(yīng)達到平衡的標(biāo)志。對點訓(xùn)練對點訓(xùn)練1．下列關(guān)于可逆反應(yīng)的說法正確的是A．正反應(yīng)和逆反應(yīng)在相同條件下同時進行B．氯化銨分解和氨氣與氯化氫反應(yīng)生成氯化銨屬于可逆反應(yīng)C．可逆反應(yīng)達到一定限度后，反應(yīng)就停止了D．同一可逆反應(yīng)的正反應(yīng)進行的程度一定大于逆反應(yīng)的進行程度2．下列說法錯誤的是A．水的生成與電解是可逆反應(yīng)B．溫度升高，正、逆反應(yīng)速率都增大C．化學(xué)反應(yīng)的速率和限度均可通過改變化學(xué)反應(yīng)條件來改變D．化學(xué)反應(yīng)達到平衡狀態(tài)時，正反應(yīng)速率與逆反應(yīng)速率相等3．化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)反應(yīng)的限度是化工生產(chǎn)研究的主要問題之一，下列對化學(xué)反應(yīng)速率和反應(yīng)限度的認識正確的是A．決定化學(xué)反應(yīng)速率的主要因素是溫度、濃度、壓強和催化劑B．對任何化學(xué)反應(yīng)來說，反應(yīng)速率越大，對應(yīng)現(xiàn)象越明顯C．用Zn和稀硫酸反應(yīng)制備H2時，增大硫酸濃度一定可以加快產(chǎn)生H2的速率D．任何可逆反應(yīng)都有一定的限度，且限度是可以改變的4．一定溫度下，在恒容密閉容器中發(fā)生反應(yīng)：。當(dāng)、、、的濃度不再變化時，下列說法正確的是A．和全部轉(zhuǎn)化為和B．該反應(yīng)已達到化學(xué)平衡C．正、逆反應(yīng)速率相等且等于零D．、、、的濃度一定相等5．可逆反應(yīng)2NO2(g)=2NO(g)＋O2(g)在體積固定的密閉容器中，達到平衡狀態(tài)的標(biāo)志是①單位時間內(nèi)生成nmolO2的同時生成2nmolNO2②單位時間內(nèi)生成nmolO2的同時生成2nmolNO③用NO2、NO、O2表示的反應(yīng)速率的比為2∶2∶1的狀態(tài)④混合氣體的顏色不再改變的狀態(tài)⑤混合氣體的密度不再改變的狀態(tài)⑥混合氣體的壓強不再改變的狀態(tài)⑦混合氣體的平均相對分子質(zhì)量不再改變的狀態(tài)A．①④⑥⑦ B．②③⑤⑦ C．①③④⑤ D．全部6．下列平衡建立判斷依據(jù)中，敘述不正確的項有A．2HI(g)H2(g)+I2(g)若1molH?H鍵斷裂的同時有2molH?I鍵斷裂，則平衡建立B．3Z(s)X(g)+2Y(g)加入Z后，若氣體平均摩爾質(zhì)量不變，則平衡建立C．N2(g)+3H2(g)2NH3(g)若恒容條件下裝置壓強不變，則平衡建立D．C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)若恒容條件下氣體密度不變，則平衡建立7．在一個不傳熱的固定容積的密閉容器中，發(fā)生可逆反應(yīng)mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)，當(dāng)m、n、p、q為任意整數(shù)時，反應(yīng)達到平衡的標(biāo)志是①體系的壓強不再改變②體系的溫度不再改變③各組分的物質(zhì)的量濃度不再改變④各組分的質(zhì)量分數(shù)不再改變⑤反應(yīng)速率v(A):v(B):v(C):v(D)=m:n:p；q⑥單位時間內(nèi)mmolA斷鍵反應(yīng)，同時pmolC也斷鍵反應(yīng)A．③④⑤⑥ B．②③④⑥ C．①③④⑤ D．①③④⑥8．在一定溫度下，一定量純凈的X(s)置于一體積不變的容器中進行反應(yīng)，X(s)?2Y(g)+3Z(g)ΔH=-akJ/mol(a>0)，可以判斷該反應(yīng)已達平衡狀態(tài)的是①Y、Z的物質(zhì)的量濃度保持不變②密閉容器中Y的體積分數(shù)保持不變③密閉容器中混合氣體的密度不變④密閉容器中的總壓強不變⑤混合氣體的平均摩爾質(zhì)量保持不變A．①②③④ B．①③④ C．①③④⑤ D．全部9．工業(yè)上，在持續(xù)加熱的條件下用氫氣和碘蒸氣經(jīng)鉑黑催化合成碘化氫，化學(xué)方程式為：H2(g)+I2(g)?2HI(g)。在實驗室中模擬該反應(yīng)時，控制反應(yīng)條件不變，將一定量的氫氣和碘蒸氣充入恒容密閉容器中，反應(yīng)一段時間后，不能確定該反應(yīng)已經(jīng)達到化學(xué)平衡狀態(tài)的是A．容器中的壓強不再變化 B．H2的濃度不再變化C．容器中混合物的顏色不再變化 D．HI的物質(zhì)的量不再變化10．在一定溫度下的定容容器中，有反應(yīng)。當(dāng)下列的物理量不再發(fā)生變化時，表明已達到平衡狀態(tài)的是A．混合氣體的密度 B．混合氣體的壓強C．氣體的總物質(zhì)的量 D．物質(zhì)A的物質(zhì)的量濃度11．一定溫度和壓強不變的條件下，發(fā)生可逆反應(yīng)：A(g)＋3B(g)?4C(g)，下列敘述能作為該反應(yīng)達到平衡狀態(tài)的標(biāo)志的是①混合氣體的平均摩爾質(zhì)量不再變化②v(A)∶v(B)∶v(C)=1∶3∶4③A、B、C的濃度不再變化④C的體積分數(shù)不再變化⑤A、B、C的分子數(shù)之比為1∶3∶4⑥混合氣體的密度不再變化⑦單位時間消耗amolA，同時生成3amolBA．②③④⑤⑥⑦ B．③④⑦C．③④⑥⑦ D．①③⑤⑥⑦12．在兩個恒容的密閉容器中進行下列兩個可逆反應(yīng)：甲：；乙：，現(xiàn)有下列狀態(tài)：①混合氣體平均相對分子質(zhì)量不再改變②恒溫時，氣體壓強不再改變③各氣體濃度相等④絕熱時，反應(yīng)體系溫度保持不變⑤斷裂氫氧鍵速率是斷裂氫氫鍵速率的2倍⑥混合氣體密度不交⑦單位時間內(nèi)，消耗水質(zhì)量與生成氫氣質(zhì)量比為9∶1其中能表明甲、乙容器中反應(yīng)都達到平衡狀態(tài)的是A．①②⑤ B．③④⑥ C．⑥⑦ D．④⑤提升訓(xùn)練提升訓(xùn)練1．一定條件下，物質(zhì)的量均為0.3mol的X(g)與Y(g)在容積固定的密閉容器中發(fā)生反應(yīng)：X(g)+3Y(g)2Z(g)ΔH=-akJ?mol-1，下列說法正確的是A．達到平衡后，向平衡體系中充入稀有氣體，正反應(yīng)速率不發(fā)生變化B．反應(yīng)一段時間后，X與Y的物質(zhì)的量之比仍為1：1C．達到平衡時，反應(yīng)放出0.1akJ的熱量D．X的體積分數(shù)保持不變，說明反應(yīng)已達到平衡2．化學(xué)反應(yīng)中，有時存在“一種物質(zhì)過量，另一種物質(zhì)仍不能完全反應(yīng)”的特殊情況。下列反應(yīng)中屬于這種情況的是()①過量的Zn與18mol·L－1硫酸溶液反應(yīng)②過量的氫氣與少量的氮氣在催化劑存在和一定條件下充分反應(yīng)③過量的二氧化錳與濃鹽酸④過量的銅與濃硫酸⑤過量的銅與稀硝酸⑥過量的稀硫酸與塊狀石灰石⑦常溫下過量濃硫酸與鋁A．②③⑤ B．②③④⑥⑦C．①④⑤ D．①②③④⑤3．一定條件下，某容器中各微粒在反應(yīng)前后變化的示意圖如下，其中●和○代表不同元素的原子。關(guān)于此反應(yīng)的說法不正確的是A．反應(yīng)物總能量一定低于生成物總能量 B．一定屬于可逆反應(yīng)C．一定有非極性共價鍵斷裂 D．一定屬于氧化還原反應(yīng)4．298K時，合成氨反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)ΔH＝－92.4kJ/mol，在該溫度下，取1molN2和3molH2放在密閉容器內(nèi)反應(yīng)。下列說法正確的是A．在有催化劑存在的條件下，反應(yīng)放出的熱量為92.4kJB．有無催化劑該反應(yīng)放出的熱量都為92.4kJC．反應(yīng)放出的熱量始終小于92.4kJD．若再充入1molH2，到達平衡時放出的熱量應(yīng)為92.4kJ5．一定條件下，0.3molN2(g)與0.3molH2(g)在體積為1L的密閉容器中發(fā)生反應(yīng)（未配平）：N2(g)+H2(g)-→NH3(g)，下列示意圖合理的是A． B．C． D．6．在一定溫度下，將2molSO2和1molO2充入一固定容積的密閉容器中，在催化劑作用下發(fā)生如下放熱反應(yīng)：2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)，對該反應(yīng)的下列說法中正確的是A．若向該體系中通入過量的二氧化硫，則氧氣的轉(zhuǎn)化率可達到100%B．該反應(yīng)過程中SO2和O2的總能量一定低于SO3的總能量C．當(dāng)達到化學(xué)平衡時，該容器中SO2和SO3共2molD．當(dāng)達到反應(yīng)限度時，單位時間內(nèi)生成nmolO2，同時消耗2nmolSO37．下列關(guān)于物質(zhì)“反應(yīng)程度”的說法正確的是A．一定條件下，2molSO2與足量O2反應(yīng)，可制備2molSO3B．一定條件下，1molN2與3molH2反應(yīng)，可制備1.0molNH3C．10mL18.0mol/L的H2SO4與足量銅加熱反應(yīng)，可制備0.09molSO2D．含4molHCl的濃鹽酸與足量MnO2加熱反應(yīng)，可制備1molCl28．NA為阿伏加德羅常數(shù)的值，下列敘述不正確的是A．1.8gNH中含有電子數(shù)為NAB．標(biāo)準(zhǔn)狀況下，2.24LHF中所含原子數(shù)為0.2NAC．2.0gH218O與D2O的混合物中所含中子數(shù)為NAD．在一定條件下，1molI2與1molH2完全反應(yīng)生成的HI分子數(shù)小于2NA9．已知溶液和溶液能發(fā)生如下反應(yīng)：，下列關(guān)于該反應(yīng)的說法正確的是A．升高溫度會減慢反應(yīng)速率B．增大和的濃度能加快反應(yīng)速率C．當(dāng)上述可逆反應(yīng)達到平衡時，溶液中與一定相等D．當(dāng)上述可逆反應(yīng)達到平衡時，的轉(zhuǎn)化率為10．在恒溫恒容條件下，CO和H2，可以合成甲醇：CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)，當(dāng)反應(yīng)在一段時間后達到最大限度時，下列敘述不正確是A．CO和H2的速率之比為1∶2 B．正反應(yīng)速率保持不變C．使用催化劑，CO的轉(zhuǎn)化率會提高 D．反應(yīng)體系中甲醇的物質(zhì)的量不再變化11．對于密閉容器中反應(yīng)：N2(g)+3H2(g)2NH3(g)，673K、30MPa下n(NH3)和