2022年化学平衡标志平衡移动及常见图形总结.docx
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1、可逆反应达到平稳状态的标志及判定在肯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转变的状态,叫化学平稳状态;其特点有:(1) )“逆”:化学平稳讨论的对象是可逆反应;(2) )“等”:化学平稳的实质是正、逆反应速率相等,即:v 正 v 逆;( 3)“动”: v 正 v 逆 0(4) )“定”:平稳体系中,各组分的浓度、质量分数及体积分数保持肯定(但不肯定相等),不随时间的变化而变化;(5) )“变”:化学平稳是在肯定条件下的平稳,如外界条件转变,化学平稳可能会分数移动;(6) )“同”:在外界条件不变的前提下,可逆反应不论实行何种途径,即不论由
2、正反应开头仍是由逆反应开头, 最终所处的平稳状态是相同的, 即同一平稳状态;可逆反应达到平稳状态的标志及判定方法如下: 以 mAg +nBgpCg+qDg 为例: 一、直接标志: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 ;反应体系中各物质的百分含量保持不变;二、间接标志:混合气体的总压强、总体积、总物质的量不随时间的转变而转变(m+ n p+ q);各物质的浓度、物质的量不随时间的转变而转变;各气体的体积、各气体的分压不随时间的转变而转变;对于密闭容器中的可逆反应: mAg + nBgpCg+ qDg 是否达到平
3、稳仍可以归纳如下表:化学反应mAg +nBgpCg+qDg是否平稳混合物体系各物质的物质的量或物质的质量分数肯定平稳中各成分的含量各物质的质量或质量分数肯定平稳各气体的体积或体积分数肯定平稳总体积、总压强、总物质的量肯定不肯定平稳正、逆反应速率之间的关 系在单位时间内消耗了mmol A ,同时也生成了 m molA,平稳即 v 正 v 逆在单位时间内消耗了n mol B ,同时也消耗了 p molC,平稳即 v 正 v 逆v :vB :vC :vD m:n :p :q ,不肯定平压强混合气体的平均相对分v 正不肯定等于 v 逆在单位时间内生成了n mol B ,同时也消耗了 q mol D,其
4、它条件肯定、总压强肯定,且其它条件肯定、总压强肯定,且m+m+nnp +p +qq平均相对分子质量肯定,且m+np +q平均相对分子质量肯定,且m+n p +q即表达的都是 v 逆衡不肯定平稳平稳不肯定平稳平稳不肯定平子质量温度任何化学反应都相伴着能量变化,当体系温度肯定时衡 平稳气体的密度密度肯定颜色反应体系内有色物质的颜色稳固不变不肯定衡平稳平三、例题分析:【例题 1】可逆反应: 2NO2g2NOg + O2g ,在体积固定的密闭容器中,达到平稳状态的标志是 单位时间内生成 n mol O 2 的同时生成 2n mol NO2 单位时间内生成 n mol O 2 的同时生成 2n mol
5、NO用 NO2 、NO、O2 表示的反应速率的比为2 : 2 : 1的状态混合气体的颜色不再转变的状态混合气体的密度不再转变的状态 混合气体的压强不再转变的状态 混合气体的平均相对分子质量不再转变的状态A. B.C.D. 全部解析: 单位时间内生成 n mol O 2 必消耗 2n mol NO2,而生成 2n mol NO2 时, 必消耗 n mol O 2 ,能说明反应达到平稳;不能说明;中无论达到平稳与否, 化学反应速率都等于化学计量系数之比; 有颜色的气体颜色不变, 就表示物质的浓度不再变化,说明反应已达到平稳;体积固定,气体质量反应前后守恒, 密度始终不变; 反应前后 V 0 ,压强
6、不变,意味着各物质的含量不再变化;由于气体的质量不变, 气体的平均相对分子质量不变时, 说明气体中各物质的量不变,该反应 V 0 ,能说明该反应达到平稳;答案: A点拨: 化学平稳状态的根本标志是: v 正 v 逆 ,各组分百分含量不变;在解题时要牢牢抓住这两个根本标志,并明确气体的颜色、密度、压强、平均相对 分子质量的变化与根本标志的关系,才能全面分析,正确作答;【例题 2】在肯定温度下的恒容密闭容器中, 能说明反应 X2 g + Y2g2XYg已达到平稳的是: 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CXY气体的物质的量分数不变DX2 和 Y2 的消耗速率相等
7、解析: 该反应的特点:第一是可逆反应,其次是反应前后气体体积相等;依据压强之比等于气体物质的量之比的推断,该反应在整个反应过程中总压强是不变 的, A不能说明该反应已经达到平稳;同理推断,容器中气体的平均相对分子质量始终不随时间变化, B 不能说明该反应已经达到平稳;X2 和 Y2 的化学计量数相等,其消耗速率始终相等, D不能说明该反应已经达到平稳;C选项符合题意, 能说明该反应已经达到平稳;答案: C点拨: 结合化学反应方程式的特点, 反应前后系数不变, 正确利用直接标志与间接标志判定;【例题 3】在肯定温度下可逆反应 Ag + 3Bg2Cg 达到平稳的标志是: AC的生成速率与 C的分解
8、速率相等B单位时间生成 n mol A ,同时生成 3n mol B CA、B、C的浓度不再发生变化DA、B、C的分子个数比为 1 : 3 : 2解析: 化学平稳的标志是正反应速率与逆反应速率相等,C的生成速率是正反应速率, C的分解速率是逆反应速率,因此A选项正确; A、B、C 的浓度不再发生变化,是平稳状态的宏观表现,因此选项C正确; B选项中由于 A、B 都是逆反应速率,与正反应无关,因此错误; A、B、C的分子个数比为 1 : 3 : 2的偶然存在性,不能作为判定平稳标志的依据;答案: A、C点拨: 化学平稳的标志: v 正 v 逆;反应混合物中各组分的浓度和含量不变;用速率描述时,肯
9、定要留意一“正”、一“逆”,且相等;【练习 1】对于可逆反应 2HIgI 2g + H 2g ,以下表达能够说明已达到平稳状态的是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 2 mol H I 键的同时生成 1 mol II 键D混合气体的颜色不再变化时答案: D点拨:该反应的特点是反应前后气体物质的化学计量系数和相等, 因此压强始终保持不变;因此 B 选项错误;在反应过程中的任意时刻断裂 2 mol H I 键的同时生成 1 mol I I 键,因此 C选项错误;【练习 2】在恒容密闭容器中,不能作为反应2SO2g + O 2g2SO3g 达到平稳的标志是:A混
10、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答案: A、D点拨: A选项是在特别情形下显现的情形,B、C 选项均说明混合气体的物质的量不再变化, D选项利用公式 d m/V , m、V 不变,所以密度始终不变;【练习 3】在肯定温度下的密闭容器中,当物质的以下物理量不再变化时,说明反应As + 2BgCg + Dg已达到平稳的是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.气体的总物质的量解析:题给反应是一个反应前后气体分子总数不变的可逆反应;明显混合气体压强和总的物质的量始终保持
11、不变, 不能用来判定反应是否达到平稳; 由于 A是固体,所以密度是一个变化量, 那么 B 的浓度也是一个变化量, 因此当混合气体的密度、 B的物质的量浓度不再变化时,说明反应已达平稳;答案: B、C四:应留意的问题:(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定化学平稳状态的基本方法; 这两个关系中的任何一个都可以单独用作判定化学反应是否达到平稳状态的标准;(2) )在 mAg +nBgpCg+qDg 反应中,v : vB : vC : vD m:n :p :q,在应用 v 正 v 逆 判定化学平稳状态时要充分留意这一点;(3) )化学平稳状态中,反应混合物里各组成成
12、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肯定是化学平稳状态;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定 化学平稳状态时,肯定要谨慎;(4) )向气相化学平稳体系加入惰性气体以后, 化学平稳是否被破坏, 要依据“增大气体压强, 化学平稳向气体体积缩小的反应方向移动; 减小压强化学平稳向气体体积扩大的反应方向移动”的原就作分析判定;(5) )物质的化学变化都相伴着能量的变化;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稳状态;化学平稳状
13、态的标志习题1. 在肯定温度下的定容密闭容器中,当以下物理量不再变化时, 说明反应: As 2BgCg Dg已达平稳的是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 、气体总物质的量2. 达到化学平稳的条件是A、逆反应停止进行B 、反应物与生成物浓度相等C 、正反应与逆反应停止进行D 、正反应和逆反应速率相等;6. 以下反应在密闭容器中进行,aA( g) bB( g)mC( G) nD(g),表示其已达到平稳状态的表达中正确选项A、平稳时的压强与反应起始的压强之比为m n/a bB、用物质 A表示的反应速度与物质C表示的反应速度之比为a/mC、物质 B的浓度不随时间而转变D、单
14、位时间内 x mol B 参与反应同时有 x mol B生成10. 在恒温、恒容下,当反应容器内总压强不随时间变化时,以下可逆反应肯定达到平稳的是A、A 气 B 气C气B、A 气 2B 气3C 气C、A 气 B 气C气 D气D、以上都达到平稳12. 在肯定温度下,可以说明可逆反应:A2 气 B2 气2AB气 已达到平稳的是:a 单位时间内生成n摩尔 A2,同时生成 n摩尔 B2; b 单位时间内生成 2n摩尔 AB,同时生成 n摩尔 B2; c 单位时间内生成 n摩尔 A2,同时消耗 n摩尔 B2; d 容器内的总压强不随时间变化而变化A、a bcdB、只有 a bcC、只有 bcD、只有 b
15、13. 能够充分说明在恒温下的密闭容器中反应:2SO2 O22SO3,已经达到平稳的标志是 A、容器中 SO2、O2、SO3共存B、容器中 SO2和SO3的浓度相同 C、容器中 SO2、O2、SO3的物质的量为 2: 1: 2D、容器中压强不随时间的变化而改变14. 在2NO2N 2O4的可逆反应中,以下状态肯定属于平稳状态的是A、N2O4和 NO2的分子数比为 1: 2B、N2O4 和NO2的浓度相等C、平稳体系的颜色肯定不再转变D、单位时间 1 mol N2O4变为 NO2的同时, 2 mol NO2变为 N2O415、可逆反应:2 NO 22 NOO2在密闭容器中反应,达到平稳状态的标志
16、是: 单位时间内生成 n molO2 的同时生成 2n molNO2;单位时间内生成n molO2,同时生成 2n mol NO;用 NO2、NO、O2 的物质的量浓度变化表示的反应速率的比为2 : 2 : 1的状态;混合气体的颜色不再转变的状态;混合气体的密度不再转变的状态;混合气体的平均相对分子质量不再转变的状态A. B. C.D. 17、肯定温度下,可逆反应A2g 3B2g2AB 3g 达到平稳的标志是A容器内每削减 1mol A2,同时生成 2mol AB3 B 容器内每削减 1mol A2,同时生成 3molB2C容器内 A2、B2、AB3 的物质的量之比为 1:3:2 D.容器内
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