可逆反应和化学平衡状态的判定
平衡反应和可逆反应

平衡反应和可逆反应
化学平衡是指反应前后化学式两边的量的总和不变。
1.等效平衡
同一可逆反应,一定条件下,当改变起始时反应物或生成物物质的量或物质的量浓度,达到平衡时,混合物中各组分的百分组成相等,这样的平衡称等效平衡。
2.规律与判断
(1)一般可逆反应,恒温恒容时,当起始反应物或生成物的物质的量通过化学计量数换算相同时,则建立等效平衡。
如反应2SO2+O2 2SO3 在(A)、(B)条件时建立等效平衡
(A)起始时加入:2molSO2 + 1molO2
(B)起始时加入:2molSO3
注意:此情况下,无论反应物还是生成物,起始时物质的量一定要与化学计量数比相同。
(2)一般可逆反应,恒温恒压时,当起始反应物或生成物的物质的量比(不一定要求与化学计量数比相同)相同时,即建立等效平衡。
如反应2SO2+O2 2SO3 在(C)、(D)时建立等效平衡
(C)起始时加入:1molSO2 + 1molO2
(D)起始时加入:2molSO2 + 2molO2
(3)对于反应前后体积不变的气体反应,恒温恒容时,当起始反应物或生成物的物质的量比(不一定要求与化学计量数比相同)相同时,建立等效平衡。
如反应H2+I2(气)2HI 在(E)、(F)时建立等效平衡
(E)起始时加入:1molH2+2molI2
(F)起始时加入:2molH2+4molI2。
可逆反应与化学平衡状态判断

二、化学平衡状态
3.化学平衡状态的判断
压强
mA(g) + nB(g)⇌pC(g) + qD(g) 可能的情况 ①m+n≠p+q时,总压强一定
②m+n=p+q时,总压强一定
混合气体的平均相对 分子质量Mr
①当m+n≠p+q时,Mr一定 ②当m+n=p+q时,Mr一定
混合气体的密度 恒温、恒压或恒温、恒容时,密度一定
2.(双选)能说明反应2CH3OH(l)+H2S(g) 平衡状态的是( )
A. v(CH3OH) = 2v(H2S) B. 恒容容器中,体系的压强不再改变 C. 恒容容器中,体系中气体的密度不再改变 D. 恒容容器中,气体的摩尔质量不再改变
(CH3)2S(l) +2H2O(l)达
3.在一定温度下的恒容密闭容器中,可逆反应达到平衡状态时,某些
是否达平衡 达平衡
不一定达平 衡
达平衡
不一定达平 衡
不一定达平 衡
二、化学平衡状态
3.化学平衡状态的判断
mA(g) + nB(g)⇌pC(g) + qD(g)
可能的情况
是否达平衡
颜色 温度
反应体系内有色物质颜色一定,就是有色物质 的浓度不变
任何化学反应都伴随着能量变化,绝热条件下 反应体系的温度恒定
物理量恒定不变:a.各物质的浓度不变,b.平衡混合物中各组分的物
质的量分数或质量分数不变,c.容器内气体压强不变,d.容器内气体
密度不变,e.容器内气体颜色不变。
①能说明反应N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)达到平衡状态的有______;
②能说明反应H2(g)+I2(g)
化学平衡条件的判定

化学平衡条件的判定
化学平衡是化学反应过程的一个重要特征,它描述了在一定条件下,可逆反应达到动态平衡的状态。
平衡条件的判定涉及到多个方面,以下是化学平衡条件的主要判定依据:
1.化学反应速率:
2.在可逆反应中,当正反应速率与逆反应速率相等时,反应物和生成物的浓度
将不再发生变化,此时达到了化学平衡状态。
因此,通过测量反应速率,可以判断反应是否达到平衡。
3.化学平衡常数:
4.化学平衡常数(Kc或Kp)是反应达到平衡时,生成物浓度的幂次方与反应
物浓度的幂次方的比值。
对于一定的化学反应,平衡常数是温度的函数。
因此,通过测量平衡常数,可以判断反应是否达到平衡。
5.化学平衡转化率:
6.转化率是反应物在反应后转化为生成物的百分比。
在达到平衡时,转化率达
到最大值。
因此,通过测量转化率,可以判断反应是否达到平衡。
7.温度和压力:
8.温度和压力对化学平衡有显著影响。
对于一定的化学反应,温度升高或压力
降低可能会使平衡向生成物的方向移动,反之亦然。
因此,通过测量温度和压力的变化,可以判断反应是否达到平衡。
9.混合物组成:
10.在达到平衡时,混合物的组成将保持不变。
因此,通过测量混合物的组成,
可以判断反应是否达到平衡。
总结:化学平衡条件的判定需要综合考虑多个方面,包括化学反应速率、化学平衡常数、化学平衡转化率、温度和压力以及混合物组成等。
通过这些参数的测量和分析,可以准确地判断化学反应是否达到平衡状态。
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m A(g) + n B(g) p C(g)+ q D(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:m A(g) + n B(g)p C(g)+ q D(g)是否达到平衡还可以归纳如下化学反应m A(g) + n B(g)p C(g)+ q D(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m mol A,同时也生成了m mol A,即v(正) =v(逆)平衡②在单位时间内消耗了n mol B,同时也消耗了p mol C,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n mol B,同时也消耗了q mol D, 不一定平即叙述的都是v(逆)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、例题分析:【例题1】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n mol O2的同时生成2n mol NO2② 单位时间内生成n mol O2的同时生成2n mol NO③ 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。
化学平衡-平衡状态的判断

(1)对于同一物质来说,当:
Ⅰ.V(正)=V(逆) 或 Ⅱ.V(消耗)=V(生成) 时,化学 反应达到平衡状态 (2)对于不同物质来说: 判断方法:反应速率方向相反,并且速率之比等于 化学计量数之比
【例1】 在一定温度下,可逆反应:
A(g)+3B(g) 2C(g)达到平衡的标志是(AC )
化学反应的限度
化学平衡状态的判断
商城高中
3、化学平衡状态的特征
(1)逆:可逆反应 (2)动:动态平衡(正逆反应仍在进行)
(3)等:正反应速率=逆反应速率≠0 (4)定:反应混合物中各组分的浓度或质量保持恒定 不变
(5)变:条件改变,原平衡被破坏,在新的条件下建 立新的平衡。
三、化学平衡状态的判断 以xA(g)+yB(g) zC(g)为例,分析 化学反应达到平衡状态的标志:
•
解析 关于平衡状态的判断,一定要根 据实际反应分析选项,判断是否达到平衡 状态,只有在平衡状态下具备的性质才能 作为“标志”。本题中的反应是一个反应 前后气体物质的量不等的可逆反应。②在 反应过程中的任意时刻都符合。⑧可能是 平衡状态,也可能不是平衡状态。 • 答案 A
【例 4】 在一定温度下固定体积的容器中 , 下 列 叙 述 是 可 逆 反 应 A(g)+3B(g) 2C(g)+2D(s) 达 到 平 ①③④⑤⑥⑦ 衡 的 标 志 的 是 ( ) ①C的生成速率与C的分解速率相等 ②单位时间内生成amolA,同时生成3amolB ③A、B、C的浓度不再变化 ④混合气体的密度不再变化 ⑤混合气体的总压强不再变化 ⑥混合气体的物质的量不再变化 ⑦单位时间内消耗amolA,同时生成 3amolB
• 答案 A
化学反应平衡的判断

如何判断一个化学反应是否已达平衡,方法很多,本文总结如下,供大家参考。
一、根据化学平衡的概念:一定条件下的可逆反应,正反应和逆反应速率相等,反应混合物中各组分的浓度保持不变的状态。
即:化学平衡的根本标志是V(正)=V(逆):一定条件下的可逆反应:某物质的消耗速率等于该物质的生成速率;说明该反应达平衡。
因为反应速率之比等于方程式的系数比。
所以要描述一个可逆反应达平衡,必须一个描述正反应,一个描述逆反应,且描述的量之比等于方程式的系数比。
例1:对反应N2+3H22NH3而言,以下不能说明反应达平衡的是( )。
A.同一时间内消耗1 mol N2的同时生成3 mol H2B.同一时间内消耗1 mol N2的同时消耗2 mol NH3C.1 mol氮氮三键断裂的同时,6 mol氮氢键断裂D.某时刻各物质的物质的量浓度相等解:A中消耗1 mol N2描述的是正反应,生成3 mol H2描述的是逆反应。
(根据方程式生成3 mol H2的同时一定生成1 mol N2),所以A可以说明该反应达平衡。
B中消耗1 mol N2描述的是正反应,消耗2 mol NH3描述的是逆反应;(根据方程式消耗2 mol NH3的同时一定生成1 mol N2),所以B可以说明该反应达平衡C中1 mol氮氮三键断裂描述的是正反应,6 mol氮氢键断裂描述的是逆反应;(根据方程式6 mol氮氢键断裂的同时一定生成1 mol氮氮三键),所以C可以说明该反应达平衡。
答案选D二、根据其他条件判断(一)有气体参加或生成的反应(1)平均摩尔质量M=m(总)/n(总)①如果全为气体:A:在密闭容器中,如果不是等体积反应:例:如N2(g)+3H2(g)2NH3(g)其平均摩尔质量M一定,可以说明该反应达平衡。
(因为全是气体,所以气体的总质量m不变;假设平衡左移,气体总物质的量增大,假设平衡右移,气体总物质的量减小,即平衡移动,M一定改变)B:在密闭容器中,如果是等体积反应:例如I2(g)+H2(g)2HI(g)其平均摩尔质量M一定,不能说明该反应达平衡。
可逆反应达到平衡状态的几种判断方法
可逆反应达到平衡状态的几种判断方法化学平衡是每年高考中的必考题目,而判断一个可逆反应是否达到平衡状态是化学平衡题型中常见的考点之一,那么如何应对这一题型呢?下面介绍一些判断可逆反应是否达到平衡状态的标志,供大家参考。
一、化学平衡状态的概念化学平衡状态是指在一定条件下的可逆反应中,正反应速率和逆反应速率相等、反应混合物中各组分浓度保持不变的状态。
由化学平衡状态的概念可知,要想判断一个可逆反应是否达到平衡状态,可从反应速率和含量两个角度去考虑。
二、速率特征(1)在一定条件下的可逆反应中,对于同种物质而言,如果反应速率大小相等,方向相反,则可逆反应达到平衡状态。
(2)在一定条件下的可逆反应中,对于不同物质而言,如果反应速率大小比等于化学计量数之比,且方向相反,则可逆反应达到平衡状态。
如m A (g )+ n B (g ) c C (g )+ q D(g )I、在一定条件下:V A(正)= V A(逆),则该可逆反应达到平衡状态。
II、在一定条件下,V A(正):VB(逆)= m :n ,则该可逆反应达到平衡状态例1、在2L密闭容器内,800℃时反应2NO (g )+ O2 (g )2NO2 (g )体系中,能说明该反应已达到平衡状态的是( B 、D )A、V (NO2 )= 2 V (O2 )B、V逆(NO )=2 V正(O2 )C、NO2的消耗速率与NO的生成速率相等D、单位时间内生成n mol NO的同时消耗n mol NO解析:A未指明反应方向,A错。
根据速率特征( 2 )可知B对。
C反应的方向同为逆反应方向,C错。
根据速率特征( 1 )可知D对。
三、含量特征在一定条件下的可逆反应中,当反应混合物中各组分的浓度保持不变、各组分的百分含量保持不变的时候,可逆反应达到平衡状态。
如m A (g )+ n B (g ) c C (g )+ q D(g )在一定条件下:⑴、当某一成分(如A)的浓度保持不变⑵、某一成分(如A)的百分含量(如体积分数)保持不变则可逆反应达到平衡状态。
化学平衡状态的判断
1化学平衡状态的判断1.可逆反应:在密闭容器反应,达到平衡状态的标志是单位时间内生成的同时生成单位时间内生成的同时,生成2n mol NO用、NO、的物质的量浓度变化表示反应速率的比为2:2:1的状态混合气体的颜色不再改变的状态混合气体的平均相对分子质量不再改变的状态.A. B. C. D.2.时,将置于1L密闭的烧瓶中,然后将烧瓶放入的恒温槽中,烧瓶内的气体逐渐变为红棕色:下列结论不能说明上述反应在该条件下已经达到平衡状态的是的消耗速率与的生成速率之比为1:2生成速率与消耗速率相等烧瓶内气体的压强不再变化烧瓶内气体的质量不再变化的物质的量浓度不再改变烧瓶内气体的颜色不再加深烧瓶内气体的平均相对分子质量不再变化烧瓶内气体的密度不再变化.A. B. C. 只有 D. 只有3.对于可逆反应,下列叙述正确的是A. 和化学反应速率关系是B. 达到化学平衡时,C. 达到化学平衡时,若增加容器体积,则正反应速率减少,逆反应速率增大D. 若单位时间内生成xmolNO的同时,消耗,则反应达到平衡状态4.对可逆反应,下列叙述正确的是A. 达到化学平衡时,B. 若单位时间内生成x mol NO的同时,消耗x mol ,则反应达到平衡状态C. 达到化学平衡时,若增加容器体积,则正反应速率减少,逆反应速率增大D. 化学反应速率关系是:5.一定条件下,容积为1L的密闭容器中发生反应:下列各项中不能说明该反应已达化学平衡状态的是A. B. HF的体积分数不再变化C. 容器内气体压强不再变化D. 容器内气体的总质量不再变化6.下列方法中一定能证明已达平衡状态的是A. 一个键断裂的同时有一个键断裂B. 温度和体积一定时,某一生成物浓度不再变化C. 温度和体积一定时,容器内压强不再变化D. 温度和压强一定时混合气体密度不再变化化学平衡状态的判断1.在一个不传热的固定容积的密闭容器中,可逆反应:,达到平衡的标志是反应速率:::3:2 各组分的物质的量浓度不再改变体系的压强不再发生变化混合气体的密度不变体系的温度不再发生变化单位时间内3mol 断键反应同时2mol 也断键反应.A. 、、、、B. 、、、C. 、、、、 D. 、、、、2.可逆反应达到平衡状态的主要特征是A. 正、逆反应的速率均为零B. 正、逆反应都还在进行C. 正、逆反应的速率相等D. 反应停止了3.在一密闭容器中进行反应:已知反应过程中某一时刻、、的浓度分别为、、当反应达到平衡时,可能存在的数据是A. 为,为B. 为C. 、分别为、D. 为4.在一定温度下,容积一定的密闭容器中发生反应,当下列物理量不再发生变化时,表明反应已达平衡的是混合气体的密度混合气体的压强的物质的量浓度混合气体的总物质的量.A. B. C. D.5.在一个密闭容器中进行如下反应:,反应过程中某一时刻、、Z的浓度分别为、、当反应达到平衡时,下列数据可能合理的是A. Z的浓度为B. 、Z的浓度均为C. 与Z的浓度之和为D. 的浓度为单位时间内生成n mol 的同时生成单位时间内生成n mol 的同时生成2nmolNO用、NO、的物质的量浓度变化表示的反应速率之比为2:2:1的状态混合气体的颜色不再改变的状态混合气体的密度不再改变的状态混合气体的压强不再改变的状态混合气体的平均相对分子质量不再改变的状态、NO、的分子数之比为2:2:1的状态.A. B. C. D.7.在一定条件下,反应紫红色,达到平衡时,要使混合气体的颜色加深,可采取的措施是增大氢气的浓度升高温度降低温度缩小体积增大HI的浓度减小压强.A. B. C. D.8.在一定温度下的密闭固定容积容器中,当下列物理量不再变化时,表明已达平衡的是A. 混合气体的压强B. 混合气体的平均相对分子质量C. 混合气体的分子数目D. 混合气体的总物质的量1化学平衡状态的判断1.恒温条件下,可逆反应:在体积固定的密闭容器中进行,达到平衡状态的标志的是的体积分数不再改变的状态单位时间内生成n mol 的同时生成2n mol NO混合气体的颜色不再改变的状态混合气体的密度不再改变的状态混合气体的平均相对分子质量不再改变的状态.A. B. C. D. 全部2.可逆反应在一定条件下达到化学平衡时,下列说法正确的是A. 正反应速率等于逆反应速率,且都为零B. 反应物和生成物浓度相等C. 反应体系中混合物的组成保持不变D. 断开化学键吸收的能量等于形成化学键所放出的能量.单位时间内生成n 的同时生成2n ;单位时间内生成n 的同时生成2n mol NO;混合气体的颜色不再改变的状态;混合气体中不变;的消耗速率与NO的生成速率相等;容器内压强不随时间变化而变化.A. B. C. D.4.一定条件下,在密闭容器中,能表示反应一定达到化学平衡状态的是、Y、Z的物质的量之比是1:2:2 、Y、Z的浓度不再发生变化容器中的压强不再发生变化单位时间内生成n molZ,同时生成2n mol Y容器中平均相对分子质量不再发生变化,正,逆A. B. C. D.5.可逆反应:在一固定容积的密闭容器中反应,达到平衡状态的标志是单位时间内生成的同时生成单位时间内生成的同时,生成2nmolNO用、NO、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改变的状态混合气体的密度不再改变的状态混合气体的平均相对分子质量不再改变的状态.A. B. C. D.6.温度下反应正反应为吸热反应,在密闭容器中达到平衡,下列说法正确的是加压时体积变小,将使正反应速率增大保持体积不变,加入少许,将使正反应减小;保持体积不变,加入少许,再达到平衡时颜色变深;保持体积不变,升高温度,再达平衡时颜色变深升高温度,正反应速率减小,平衡逆向移动.A. B. C. D.7.时,将置于1L密闭的烧瓶中,然后将烧瓶放入的恒温槽中,烧瓶内的气体逐渐变为红棕色:。
化学平衡和可逆反应的关系
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平衡状态下的反应物和生成物的浓 度不再发生变化
化学平衡的建立需要一定时间和条 件,可以通过改变反应条件来影响 平衡状态
PART THREE
可逆反应是指在同一条件下,正反应和逆反应同时进行的化学反应。 可逆反应通常不会进行到底,即反应物不会完全转化为生成物。
可逆反应在一定条件下可以达到平衡状态,此时正反应和逆反应的速率相等。
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化学平衡是相对的、有条件的,当 外界条件变化时,平衡会发生移动。
化学平衡是建立在动态平衡基础上 的,是一个相对静止的状态。
动态平衡:化学平衡是动态平衡, 反应中的正逆反应速率相等且不为 零。
可逆反应:化学平衡是针对可逆反 应而言的,正逆反应同时进行,并 且正逆反应速率相等。
汇报人:XX
可逆反应的特点是具有反应速率,并且反应速率相等。
可逆反应在一定条 件下可以发生,但 反应方向可以相反
可逆反应的反应 物和生成物都是 可逆的
可逆反应的反应 速率可以相等, 也可以不等
可逆反应的反应 条件可以相同, 也可以不同
反应物和生成物共 存
正反应和逆反应同 时进行
反应RT FOUR
定义:可逆反应 在一定条件下达 到平衡状态,正 逆反应速率相等, 反应物和生成物 的浓度不再发生
变化。
特点:可逆反应 达到平衡状态后, 反应混合物中各 组分的浓度保持 不变,反应速率
等于零。
影响因素:温 度、压力、浓 度、催化剂等。
意义:可逆反应 达到平衡状态是 化学反应的一个 重要特征,是化 学平衡体系的一 个重要组成部分。
在农业领域,化学平衡和可逆反应可以 用来研究植物生长和发育过程中的化学 反应机制,以及如何通过调节化学平衡 来提高作物的产量和品质。
可逆反应平衡状态的判定
可逆反应平衡状态的判定
可逆反应平衡状态可以通过化学反应的速率相互达到动态平衡来判定。
在可逆反应中,正反应和逆反应同时发生,当它们的速率达到相等时,反应达到平衡状态。
判定可逆反应平衡状态的方法包括以下几点:
1. 反应物和生成物的浓度不再发生变化。
在平衡状态下,正反应和逆反应的速率相等,反应物被消耗和生成的速率也相等,反应物和生成物的浓度保持稳定。
2. 反应物和生成物的物质比例恒定。
在平衡状态下,反应物和生成物的物质比例保持不变,即生成物与反应物的摩尔比例保持不变。
3. 反应物和生成物的活性不再发生变化。
在平衡状态下,反应物和生成物的活性保持稳定,即反应物转化为生成物和生成物转化为反应物的速率保持恒定。
4. 反应物和生成物间的化学势相等。
在平衡状态下,反应物和生成物之间的化学势达到平衡,即化学势的差值为零。
需要注意的是,判断可逆反应平衡状态是基于理想条件下的理论推断,实际反应中可能受到温度、压力、浓度等外部条件的影响,从而导致反应不达到平衡。
因此,在实际反应中需要综合考虑化学平衡常数K、Le Chatelier原理等因素来判定反应的平衡状态。
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1.下列反应不属于可逆反应的是()A.SO2溶于水生成H2SO3;H2SO3分解B.H2与I2化合成HI;HI分解C.SO2与O2化合成SO3;SO3分解D.电解水生成H2与O2;H2与O2点燃生成水解析:选D。
A项,SO2+H2O H2SO3;B项,H2+I22HI;C项,2SO2+O2催化剂△2SO3,上述三个反应,正、逆反应的反应条件相同,故都属于可逆反应。
D项,电解水生成H2与O2和H2与O2生成水的反应条件不同,故不属于可逆反应。
2.(2020·长沙高二质检)可逆反应N2+3H22NH3,在容积为10 L的密闭容器中进行,开始时加入2 mol N2和3 mol H2,达平衡时,NH3的浓度不可能达到() A.0.1 mol/L B.0.2 mol/LC.0.05 mol/L D.0.15 mol/L解析:选B。
2 mol N2和3 mol H2反应,假设反应能够进行到底,则2 mol N2与3 mol H2反应最多生成2 mol NH3,此时NH3浓度为0.2 mol/L,但由于该反应是可逆反应,不能进行到底,所以NH3的浓度达不到0.2 mol/L。
3.在恒容密闭容器中进行反应:X2(g)+Y2(g)2Z(g),已知X2、Y2、Z的起始浓度分别为0.1 mol·L-1、0.3 mol·L-1、0.2 mol·L-1,在一定条件下,当反应达到平衡状态时,各物质的浓度可能是()A.c(Z)=0.3 mol·L-1B.c(X2)=0.2 mol·L-1C.c(Y2)=0.4 mol·L-1D.c(X2)+c(Y2)+c(Z)=0.55 mol·L-1解析:选A。
假设反应由正反应方向开始进行,由于Y2(g)过量,则完全转化时,Z(g)的浓度为0.4 mol·L-1;假设反应由逆反应方向开始进行,则完全转化时,X2(g)、Y2(g)的浓度分别为0.2 mol·L-1、0.4 mol·L-1。
由题意知,该反应为可逆反应,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,故A项正确,B、C项错误;又该反应是反应前后总体积不变的反应,反应达到平衡状态时,不论X2、Y2、Z怎么变化,总物质的量不会改变,物质的总浓度也不会改变,即c(X2)+c(Y2)+c(Z)=0.6 mol·L-1,故D项错误。
4.下列各关系中能说明反应N2+3H22NH3已达到平衡状态的是() A.3v正(N2)=v正(H2)B.v正(N2)=v逆(NH3)C.2v正(H2)=3v逆(NH3)D.v正(N2)=3v逆(H2)解析:选C。
如果v正与v逆之比等于化学计量数之比,则该反应达到平衡状态;而v正∶v′正或v逆∶v′逆等于化学计量数之比,则不能判断该反应是否达到平衡状态。
5.下列说法中可以证明反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g)已达到平衡状态的是() A.1个N≡N键断裂的同时,有3个H—H键形成B.1个N≡N键断裂的同时,有3个H—H键断裂C.1个N≡N键断裂的同时,有3个N—H键断裂D.1个N≡N键断裂的同时,有6个N—H键形成解析:选A。
N≡N键断裂、H—H键断裂、N—H键形成都代表正反应,B、D项不能判断反应是否达到平衡;N≡N 键断裂代表正反应,N—H键断裂、H—H键形成都代表逆反应,而且正、逆反应速率之比等于化学计量数之比,A项能证明该反应已达到平衡状态。
6.(2020·黄山高二质检)在一定温度下的恒容密闭容器中,以下说法能表明反应A(s)+2B(g)C(g)+D(g)已达平衡的是()A.混合气体的压强不变B.混合气体的密度不变C.每消耗2 mol B,同时生成1 mol CD.C和D的浓度比不变解析:选B。
A项,该反应为反应前后气体物质的量不变的反应,容器内混合气体的压强不随反应的进行而变化,故压强不变不能作为平衡标志,错误;B项,根据密度的定义式知,混合气体的密度随反应的进行而变化,当密度不变时已达平衡,正确;C项,消耗2 mol B 和生成1 mol C均为正反应,不能作为平衡标志,错误;D项,随着反应的进行,C和D的浓度比始终不变,不能作为平衡标志,错误。
7.将0.2 mol·L-1 KI溶液和0.05 mol·L-1 Fe2(SO4)3溶液等体积混合后,取混合溶液分别完成下列实验,能说明溶液中存在化学平衡“2Fe3++2I-2Fe2++I2”的是()实验编号实验操作实验现象①滴入KSCN溶液溶液变红色②滴入AgNO3溶液有黄色沉淀生成③滴入K3[Fe(CN)6]溶液有蓝色沉淀生成④滴入淀粉溶液溶液变蓝色A.①和②C.③和④D.①和③解析:选D。
由浓度及反应关系可知I-过量,所以要说明溶液中存在该化学平衡则只要证明溶液中同时含有Fe3+和Fe2+即可。
①溶液变红色,说明溶液中存在Fe3+;②黄色沉淀是AgI,说明溶液中含有I-;③有蓝色沉淀生成,说明溶液中含有Fe2+;④溶液变蓝色,说明溶液中含有I2。
综上所述,D项正确。
8.H2NCOONH4是工业由氨合成尿素的中间产物。
一定温度下,在体积不变的密闭容器中发生反应H 2NCOONH 4(s)2NH 3(g)+CO 2(g),能说明该反应达到平衡状态的是( )①每生成34 g NH 3的同时消耗44 g CO 2 ②混合气体的平均相对分子质量不变 ③NH 3的体积分数保持不变 ④混合气体的密度保持不变 ⑤c (NH 3)∶c (CO 2)=2∶1 A .①③⑤ B .①③④ C .②④D .①④解析:选D 。
①每生成34 g NH 3的同时必然生成44 g CO 2,同时消耗44 g CO 2,说明正、逆反应速率相等,反应达到平衡状态,故①选;②因反应物H 2NCOONH 4为固体,则混合气体的平均相对分子质量为2×17+443=26恒不变,所以混合气体的平均相对分子质量不变,不能说明反应达到平衡状态,故②不选;③由反应方程式可知,NH 3的体积分数为23×100%恒不变,所以NH 3的体积分数保持不变,不能说明反应达到平衡状态,故③不选;④由于反应物H 2NCOONH 4是固体,没有达到平衡状态前,气体质量会变化,容器体积不变,则混合气体的密度也会发生变化,所以密度不变,说明反应达到了平衡状态,故④选;⑤因NH 3和CO 2均为生成物,所以c (NH 3)∶c (CO 2)恒等于2∶1,不能说明反应达到平衡状态,故⑤不选。
9.下面三个图是用计算机制作的,在密闭容器里、不同条件下进行的反应Y(g)X(g)的进程图解。
图中的“○”是X ,“●”是Y 。
已知起始时它们存在n (X)+n (Y)=2 mol 的关系。
下列说法不正确的是( )A .当横坐标是以分为单位的反应进程时,图像中纵坐标表示X 和Y 的物质的量分数B .图像①②的交点只表示含量相等,③的重合线表示含量相等且反应达到平衡C .达到平衡时c (Y)/c (X)的值,最大的是②,最小的是①D .图③达到平衡时,n (X)=0.5 mol解析:选D 。
图像①②的交点只表示含量相等,并不表示反应达到平衡;③的重合线既表示含量相等,也表示反应达到平衡,B 项正确。
图③中平衡时两者的含量都为50%,起始时X 、Y 的物质的量之和为2 mol ,该反应前后气体物质的量不变,所以平衡时n (X)=1 mol ,D 项错误。
10.(2020·泉州高二质检)在一定条件下,容器内某一反应中参加反应的M 、N 的物质的量随反应时间变化的曲线如图所示,下列表述中正确的是( )A .反应的化学方程式为2MNB .t 2时,正、逆反应速率相等,达到平衡C .t 3时,正反应速率大于逆反应速率D .t 1时,N 的浓度是M 的浓度的2倍解析:选D 。
由图像知,O ~t 2时间内N 的物质的量的变化量是M 的物质的量的变化量的2倍,可得反应的化学方程式为2NM ;t 2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;t 3时刻反应已达到平衡,此时v 正=v 逆,因此选项A 、B 、C 均错误。
t 1时,n (N)=6 mol ,n (M)=3 mol ,浓度之比等于物质的量之比,故t 1时,N 的浓度是M 的浓度的2倍,D 正确。
11.在4 L 密闭容器中充入6 mol A 气体和5 mol B 气体,在一定条件下发生反应3A(g)+B(g)2C(g)+x D(g) ΔH <0,达到平衡时,生成了2 mol C ,经测定D 的浓度为0.5mol/L ,下列判断不正确的是( ) A .x =1B .平衡时B 的转化率为20%C .B 的转化率不变,该反应达到平衡状态D .容器内温度保持恒定,该反应达到平衡状态解析:选A 。
平衡时c (C)=c (D)=0.5 mol/L ,可知x =2;B 的转化率为1 mol 5 mol ×100%=20%;B 的转化率不变、容器内温度保持恒定,都能说明各物质的量保持恒定,反应达到平衡状态。
12.在某一容积为5 L 的密闭容器内,加入0.2 mol 的CO 和0.2 mol 的H 2O ,在催化剂存在的条件下加热至高温,发生如下反应:CO(g)+H 2O(g)CO 2(g)+H 2(g) ΔH >0。
反应中CO 2的浓度随时间变化情况如图。
(1)根据上图数据,反应开始至达到平衡时,v (CO)为________;反应达到平衡时,c (H 2)=________。
(2)判断该反应达到平衡的依据是________。
A.CO减少的速率和CO2减少的速率相等B.CO、H2O、CO2、H2的浓度都相等C.CO、H2O、CO2、H2的浓度都不再发生变化D.正、逆反应速率都为零解析:(1)由题图可知,10 min时反应达到平衡,v(CO)=v(CO2)=0.03 mol·L-1÷10 min=0.003 mol·L-1·min-1。
反应达到平衡时,由化学方程式得c(H2)=c(CO2)=0.03 mol·L-1。
(2)达到平衡的标志是各物质的百分比不变,浓度不变,正、逆反应速率相等且不为零。
CO 减少的速率是正反应速率,CO2减少的速率是逆反应速率。
所以A、C可作为判断反应达到平衡的依据。
答案:(1)0.003 mol·L-1·min-10.03 mol·L-1(2)AC。