可逆反应达到平衡状态的标志及判断.docx

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可逆反应达到平衡状态的标志及判断

可逆反应达到平衡状态的标志及判断

一、可逆反应达到平衡状态的标志及判断

在一定条件下的可逆反应里，当正反应速率与逆反应速率相等时，反应物和生成物的物质的量浓度不再发生改变的状态，叫化学平衡状态。

其特点有：

（1）“逆”：

化学平衡研究的对象是可逆反应。

（2）“等”：

化学平衡的实质是正、逆反应速率相等，即：

v（正）＝v（逆）。

（3）“动”：

v（正）＝v（逆）≠0

（4）“定”：

平衡体系中，各组分的浓度、质量分数及体积分数保持一定（但不一定相等），不随时间的变化而变化。

（5）“变”：

化学平衡是在一定条件下的平衡，若外界条件改变，化学平衡可能会分数移动。

（6）“同”：

在外界条件不变的前提下，可逆反应不论采取何种途径，即不论由正反应开始还是由逆反应开始，最后所处的平衡状态是相同的，即同一平衡状态。

可逆反应达到平衡状态的标志及判断方法如下：

以mA（g）+nB（g）

 pC（g）+qD（g）为例：

（一）直接标志：

①速率关系：

正反应速率与逆反应速率相等，即：

A消耗速率与A的生成速率相等，A消耗速率与C的消耗速率之比等于m:

p；

②反应体系中各物质的百分含量保持不变。

（二）间接标志：

①混合气体的总压强、总体积、总物质的量不随时间的改变而改变（m+n≠p+q）；

②各物质的浓度、物质的量不随时间的改变而改变；

③各气体的体积、各气体的分压不随时间的改变而改变。

对于密闭容器中的可逆反应：

mA（g）+nB（g）

 pC（g）+qD（g）是否达到平衡还可以归纳如下表：

化学反应

mA（g）+nB（g）

 pC（g）+qD（g）

是否平衡

混合物体系中各成分的含量

①各物质的物质的量或物质的质量分数一定

平衡

②各物质的质量或质量分数一定

平衡

③各气体的体积或体积分数一定

平衡

④总体积、总压强、总物质的量一定

不一定平衡

正、逆反应速率之间的关系

①在单位时间内消耗了mmolA，同时也生成了mmolA，

即v（正）＝v（逆）

平衡

②在单位时间内消耗了nmolB，同时也消耗了pmolC，

即v（正）＝v（逆）

平衡

③v（Ａ）:

v（B）:

v（C）:

v（D）＝m:

n:

p:

q，

v（正）不一定等于v（逆）

不一定平衡

④在单位时间内生成了nmolB，同时也消耗了qmolD，

即叙述的都是v（逆）

不一定平衡

压强

①其它条件一定、总压强一定，且m+n≠p+q

平衡

②其它条件一定、总压强一定，且m+n＝p+q

不一定平衡

混合气体的平均相对分子质量

①平均相对分子质量一定，且m+n≠p+q

平衡

②平均相对分子质量一定，且m+n＝p+q

不一定平衡

温度

任何化学反应都伴随着能量变化，当体系温度一定时

平衡

气体的密度

密度一定

不一定平衡

颜色

反应体系内有色物质的颜色稳定不变

平衡

（三）应注意的问题：

（1）正逆反应速率相等与反应混合物中各组分的百分含量均保持不变是判断化学平衡状态的基本方法。

这两个关系中的任何一个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，

v（Ａ）:

v（B）:

v（C）:

v（D）＝m:

n:

p:

q，在应用v（正）＝v（逆）判断化学平衡状态时要充分注意这一点。

（3）化学平衡状态中，反应混合物里各组成成分的浓度（或百分比含量）保持不变，但是反应混合物里各组成成分的浓度（或百分含量）保持不变的化学反应状态并不一定是化学平衡状态。

因此，在应用反应混合物里各组成成分的浓度、百分含量、物质的颜色、气体的压强、气体的密度、气体的平均摩尔质量等判断化学平衡状态时，一定要慎重。

（4）向气相化学平衡体系加入惰性气体以后，化学平衡是否被破坏，要按照“增大气体压强，化学平衡向气体体积缩小的反应方向移动；减小压强化学平衡向气体体积扩大的反应方向移动”的原则作分析判断。

（5）物质的化学变化都伴随着能量的变化。

处在绝热容器内的可逆反应，当体系内的温度恒定时，化学反应的状态是平衡状态

二、化学反应速率、可逆反应限度练习题 

（一）选择题 

1. H2、N2合成NH3的反应中，当分别用以下各种物质表示反应速率时，则反应速率最快的是（    ）   A．v（N2）=0.6mol/L·min            B．v（NH3）=0.9mol/L·min C．v（H2）=1.2mol/L·min            D．v（H2）=0.025mol/L·s 2. 200

C，将10ml 0.1mol/l Na2S2O3溶液和10ml 0.1mol/l的H2SO4溶液混合，2分钟后溶液中明显出现浑

浊。

已知温度每升高100

C，化学反应速率增大到原来的2倍，那么C50时，同样的反应要看到明显浑浊，需要的时间是 （    ） A．15秒       B．20秒       C．40秒       D．48秒 

3. 某反应2A（g）+B（g）  

 C（g）经10s后A的物质的量浓度为0.2mol/L，B的物质的浓度降低了0.02mol/L，则A物质的起始浓度为（   ） 

A．0.24 mol/L        B．0.6 mol/L       C．2.4 mol/L       D．4.2 mol/L 

4. 一定条件下可逆反应：

2A（g） 

   B（g）＋3C（g）在下列四种状态时属于平衡状态的是（      ）  正反应速率                逆反应速率 

A．  v（A）=2mol·L-1·s-1       v（C）=2mol·L-1·s-1 

B．  v（A）=2mol·L-1·s-1       v（B）=1.5mol·L-1·s-1 

C．  v（A）=2mol·L-1·s-1       v（B）=2mol·L-1·s-1

D．  v（A）=60mol·L-1·min-1    v（C）=1.5mol·L-1·s-1

5．某反应过程中能量变化如下图，则该反应的ΔH值  

 A．ΔH>0      B．ΔH<0     C．ΔH=0    D．无法判断  

6. 在一定温度下，向aL密闭容器中加入1 mol X气体和2 mol Y气体，发生如下反应X（g）+2Y（g）

2Z（g），不能作为此反应达到平衡的标志的是（   ） 

A．容器内压强不随时间变化                B．容器内各物质的浓度不随时间变化 

C. 容器内X、Y、Z浓度之比为1：

2：

2      D．混和气的平均摩尔质量不随时间变化时 

7．下列关于化学反应限度的叙述错误的是（    ）  

A．任何可逆反应都有一定的反应限度     B．化学反应达到限度时，正逆反应速率相等  

C．化学反应的限度与时间的长短无关  D．化学反应的限度是不可以改变的  

8. 某温度下，反应N2O4  

2NO2（g）（正反应为吸热反应）在密闭容器中达到平衡。

下列说法不正确的是（   ） 

A. 加压时（体积变小），将使正反应速率增大 

B. 保持体积不变，加入少许NO2，将使正反应速率减小 C. 保持体积不变，加入少许N2O4，再达平衡时，颜色变深 D. 保持体积不变，升高温度，再达平衡时颜色变深

 9．下列关于化学反应速率的说法正确的是（    ）  

A化学反应速率指一定时间内任何一种反应物浓度的减少或任何一种生成物浓度的增加  

B．化学反应速率为“0.8mol/L·s”所表示的意义是：

时间为1s时，某物质的浓度为

0.8mol/L  

C．根据化学反应速率的大小可以知道化学反应进行的快慢  

D．对于任何化学反应来说，反应速率越大，反应现象越来越明显 

10.密闭容器中可逆反应2SO2+O2

2SO3，△H＜0，达到平衡，此时改变条件下列有关说法正确的是 

A.升高温度时，V正增大，V逆减小 B.加入催化剂平衡不移动，V正、V逆均不变 

C.恒温恒容充入Ne压强增大，V正、V逆均增大    D.V正、V逆均变化时，化学平衡不一定移动 

11、一定温度下的定容密闭容器中，下列能表明反应：

A（s）＋2B（g） 

C（g）＋D（g）已达平衡的是             

A．2v正（B） = v逆（D）时                 B．混合气体的密度不随时间变化时 

C．v正（B）:

 v正（D） =2:

1时              D．气体的平均摩尔质量不随时间变化时 12、某体积可变的密闭容器，盛有适量的A和B的混合气体，在一定条件下发生反应：

A+3B 

2C  若维持温度和压强不变，当达到平衡时容器的体积为VL，其中C气体的体积占10%。

下列推断正确的是                

①原混合气体的体积为1.2L；     ②原混合气体的体积为1.1L；

 ③反应达到平衡时气体A消耗掉0.05VL；④反应达平衡时气体B消耗掉0.05VL。

A. ②③         B. ②④           C. ①③            D. ①④ 

（二）填空题 

11. 反应A+3B=2C+2D在四种不同情况下的反应速率分别为①vA=0.15 mol/L·s  ②vB=0.6 mol/L·s ③vC=0.2 mol/L·s  ④vD=0.45 mol/L·s  该反应进行的快慢顺序为            

12. 将质量相同的锌粒分别投入下列四个烧杯的溶液中，反应速率相同的是______，反应速率最快的是______。

13. 将2molH2O和2molCO置于1L容器中，在一定条件下，加热至高温，发生如下可逆反应：

2H2O（g） 

2H2（g）+O2（g）     2CO（g）+O2（g） 

2CO2（g） 

（1）当上述系统达到平衡时，欲求其混合气体的平衡组成，则至少还需要知道两种气体的平衡浓度，但这两种气体不能同时是____ 和____ 或    ____   和  ___  （填化学式） 

（2）若平衡时，O2和CO2的物质的量分别为：

n（O2）平=a____ mol,n（CO2）平=b____ mol。

 试求n（H2O）平=          。

（用含a、b的代数式表示）。

14、在2L密闭容器中加入4molA和6molB，发生下列反应：

4A（g）+6B（g）4C（g）+5D（g），经5s后，剩下的A为2.5mol，则B的反应速率是____________

15、可逆反应：

2NO2（g）

2NO（g）+O2（g），在体积固定的密闭容器中，达到平衡状态的标志是

①单位时间内生成nmolO2的同时生成2nmolNO2

②单位时间内生成nmolO2的同时生成2nmolNO

③用NO2、NO、O2表示的反应速率的比为2:

2:

1的状态

④混合气体的颜色不再改变的状态

⑤混合气体的密度不再改变的状态

⑥混合气体的压强不再改变的状态

⑦混合气体的平均相对分子质量不再改变的状态

A.①④⑥⑦   B.②③⑤⑦    C.①③④⑤   D.全部

16、在一定温度下的恒容密闭容器中，能说明反应X2（g）+Y2（g）

2XY（g）已达到平衡的是：

A．容器内的总压不随时间变化

B．容器中气体的平均相对分子质量不随时间变化

C．XY气体的物质的量分数不变

D．X2和Y2的消耗速率相等

17、在一定温度下可逆反应A（g）+3B（g）

2C（g）达到平衡的标志是：

A．C的生成速率与C的分解速率相等

B．单位时间生成nmolA，同时生成3nmolB

C．A、B、C的浓度不再发生变化

D．A、B、C的分子个数比为1:

3:

2

18、对于可逆反应2HI（g）

I2（g）+H2（g），下列叙述能够说明已达到平衡状态的是

A．各物质的量的浓度比2:

1:

1

B．容器内的总压不随时间变化

C．断裂2molH－I键的同时生成1molI－I键

D．混合气体的颜色不再变化时

19、在恒容密闭容器中，不能作为反应2SO2（g）+O2（g）

2SO3（g）达到平衡的标志是：

A．混合气体的分子数之比为2:

1:

2

B．混合气体的压强不再发生变化

C．混合气体的平均相对分子质量不再发生变化

D．混合气体的密度不再发生变化

20、在一定温度下的密闭容器中，当物质的下列物理量不再变化时，表明反应

A（s）+2B（g）

C（g）+D（g）已达到平衡的是

A.混合气体的压强           B.混合气体的密度 

C.B的物质的量浓度          D.气体的总物质的量

（三）计算题 

用3.48gMnO2与过量盐酸加热，反应后生 成的Cl2的质量是多少？

反应后剩余的盐酸用100ml 0.2mol/L的NaOH溶液恰好完全中和，再向溶液中加入过量的AgNO3溶液时，生成沉淀的质量是多少？

高中常见的可逆反应；

N2+3H2=2NH3，工业合成氨2SO2+O2=2SO3，SO2的催化氧化Cl2+H2O=HCl+HClOH2+I2=2HI，类似的还有S与H2的反应，即HI、H2S不稳定，易分解CO2+H2O=H2CO3，类似的还有SO2CO+H2O=CO2+H22NO2=N2O4NH3+H2O=NH3.H2O有机中羧酸与醇在浓硫酸存在时的酯化反应，酯在酸催化时的水解反应。

此外，弱酸等弱电解质的电离，如醋酸、一水合氨等；盐的水解，如NH4Cl、CH3COONa等，也是可逆的。