人教版高中化学选修4教学讲义，复习补习资料（含典例分析，巩固练习）：06【提高】化学平衡状态

化学平衡状态 【学习目标】 1、了解化学平衡建立的过程，知道化学平衡常数的含义； 2、理解化学平衡常数的含义，能利用化学平衡常数计算反应物的转化率 【典型例题】 类型一、可逆反应 例1、在一定量的密闭容器中进行反应：N2 (g)+3H2 (g)2NH3 (g)。已知反应过程中某一时刻N2、H2、NH3的浓度分别为0.1 mol/L、0.3 mol/L、0.2 mol/L。当反应达到平衡时，可能存在的数据是（ ）。 A．N2为0.2 mol/L，H2为0.6 mol/L B．N2为0.15 mol/L C．N2、H2均为0.18 mol/L D．NH3为0.4 mol/L 【答案】B 【解析】本题考查对可逆反应的特征的理解，解答时，应注意两点：（1）可逆反应既可向正反应方向进行，同时又可向逆反应方向进行；（2）可逆反应不能进行到底，只能反应到一定程度达到平衡状态，平衡时各物质的物质的量都大于零。 对于本题，若反应从题给某一时刻开始向正反应方向进行并达到平衡，此时NH3的浓度应小于0.4 mol/L；若反应从题给某一时刻开始向逆反应方向进行并达到平衡，此时N2的浓度应小于0.2 mol/L，H2的浓度应小于0.6 mol/L；从题给量的关系易知无论反应进行到什么程度，c (N2)∶c (H2)=1∶3，因此，两者不可能同时均为0.18 mol/L。 【总结升华】解答可逆反应的问题要特别注意，即反应物不可能完全转化为生成物，生成物也不可能完全转化为反应物。另外还要注意量的变化，元素原子不可能凭空增加或减少。总之要注意：“可逆”和“守恒”。 举一反三： 【变式1】对于可逆反应2SO2+O22SO3，在混合气体中充入一定量的18O2，足够长的时间后，18O（ ）。 A．只存在于O2中 B．只存在于O2和SO3中 C．只存在于O2和SO2中 D．存在于SO2、O2和SO3中 【答案】D 类型二、化学平衡的概念及其建立 例2、（2019 北京朝阳）在一定条件下，容器内某一反应M、N的物质的量随反应时间变化的曲线如下图所示，下列表述中正确的是（ ）。 A．反应的化学方程式为2MN B．t2时，正、逆反应速率相等，达到平衡 C．t3时，正反应速率大于逆反应速率 D．t1时，N的浓度是M的浓度的2倍 【思路点拨】仔细观察图像，根据图像写出方程式是解题的关键。 【答案】D 【解析】由图像知，0～t2时间内N的物质的量的变化量是M物质的量的变化量的2倍，可得反应的方程式为2NM；t2时刻体系并未达到平衡，故正反应速率与逆反应速率不相等；t3时刻反应已达到平衡，此时v (正)=v (逆)，因此选项A、B、C的说法都是错误的。 【总结升华】对于一个由正反应开始的反应体系，随着反应的进行，反应物不断减少，生成物不断增多，v (正)越来越小，v (逆)越来越大，但始终v (正)＞v (逆)，反应进行到某一时刻，v (正)=v (逆)，这时就达到了化学平衡。 举一反三： 【变式1】哈伯因发明了由氮气和氢气合成氨气的方法而获得1918年诺贝尔化学奖。现向一密闭容器中充入1 mol N2和3 mol H2，在一定条件下使该反应发生N2+3H22NH3，有关说法正确的是（ ）。 A．达到化学平衡时，N2将完全转化为NH3 B．达到化学平衡时，N2、H2和NH3的物质的量浓度一定相等 C．达到化学平衡时，N2、H2和NH3的物质的量浓度不再变化 D．达到化学平衡时，正反应和逆反应的速率都为零 【答案】C 类型三、化学平衡的标志 例3、在一定温度下的定容密闭容器中，当容器中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 【答案】B、C 【解析】考查反应：A (s)+2B (g)C (g)+D (g)，方程式两边气体分子的化学计量数之和相等，显然混合气体的压强和总物质的量均始终保持不变，不能用来判断反应是否达到平衡；由于A是固体，所以(气)是一个变化量，而c (B)也是一个变化量，那么当(气)、c (B)不再变化时说明反应已 ... ...