内容发布更新时间 : 2024/6/4 23:37:02星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

第二节 化学平衡状态

高考导航 了解化学反应的可逆性。 了解化学平衡建立的过程。 理解外界条件(浓度、温度、压强、催化剂等)对化学平衡的影响，认识其一般规律。

考点一 可逆反应 化学平衡状态

1．可逆反应 (1)定义

在同一条件下既可以向正反应方向进行，同时又可以向逆反应方向进行的化学反应。 (2)特点

①二同：a.相同条件下；b.正逆反应同时进行。

②一小：反应物与生成物同时存在；任一组分的转化率都小于100%。 (3)表示

在方程式中用“”表示。 2．化学平衡状态 (1)概念

一定条件下的可逆反应中，正反应速率与逆反应速率相等，反应体系中所有参加反应的物质的质量或浓度保持不变的状态。

(2)特点

【深化拓展】

化学平衡状态的判断——“逆向相等，变量不变”

(1)“逆向相等”

反应速率必须一个是正反应的速率，一个是逆反应的速率，且经过换算后同一种物质的减少速率和生成速率相等。

(2)“变量不变”

如果一个量是随反应进行而改变的，当不变时为平衡状态；一个随反应的进行保持不变的量，不能作为是否是平衡状态的判断依据。

注意： (1)根据正、逆反应速率来判断可逆反应是否达到平衡时，要注意用同一种物质正、逆反应速率相等，不同种物质正、逆反应速率之比等于化学计量数之比。

(2)根据压强是否变化来判断可逆反应是否达到平衡时，要注意两点：一是容器的容积是否可变；二是反应前后气体的体积是否变化。

(3)对于不同的反应，用相同物理量判断时，结果可能不同。如压强不再变化时，对于气体体积变化的反应是平衡状态，但气体体积不变的反应不一定是平衡状态。

1．是可逆反应吗？

提示：不是。在不同条件下进行的反应物和生成物相反的反应不是可逆反应。 2．向含有2 mol的SO2的容器中通入过量氧气发生反应2SO2＋O23，充分反应后会生成2 mol SO3吗？

提示：不能。对于可逆反应，无论什么条件下，反应物都不可能完全转化为生成物。 3．各物质的物质的量之比等于方程式的化学计量数之比时，反应是否达到平衡状态？ 提示：不一定是平衡状态，因为此条件并不能说明各组分的物质的量不再变化了。 4．对可逆反应N2＋3H23，若某一时刻，v正(N2)＝v逆(NH3)。此时反应是否达到平衡状态？3v正(N2)＝v正(H2)呢？

提示：①第一种情况不是平衡状态。因为对于同一反应用不同反应物表示反应速率时，反应速率与化学方程式中的各物质的化学计量数成正比。v正(N2)＝v逆(NH3)时，正、逆反应速率并不相等，而是正反应速率大于逆反应速率。平衡时应为2v正(N2)＝v逆(NH3)。

②第二种情况也不是平衡状态。因为N2和H2都是反应物，在反应的任何时段都会有3v正(N2)＝v正(H2)。若是3v正(N2)＝v逆(H2)，则反应处于平衡状态。

命题角度一 化学平衡状态的特点

1．下列关于化学反应限度的说法中正确的是( )

A．一个可逆反应达到的平衡状态就是这个反应在该条件下所能达到的限度 B．当一个可逆反应达到平衡状态时，正反应速率和逆反应速率相等都等于0 C．平衡状态是一种静止的状态，因为反应物和生成物的浓度已经不再改变 D．化学反应的限度不可以通过改变条件而改变

解析：选A 可逆反应达到平衡状态后，虽v正＝v逆，但均不为0，是动态平衡，B、C错误；通过改变影响化学平衡移动的条件可以改变化学反应的限度，D错误。

2．(2014·福建莆田高三质检)在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、0.3 mol/L、0.2 mol/L，在一定条件下，当反应达到平衡时，各物质的浓度有可能是( )

A．Z为0.3 mol/L B．Y2为0.4 mol/L C．X2为0.2 mol/L D．Z为0.4 mol/L 解析：选A

假设反应正向进行到底：X2(g)＋Y2(g) 2Z(g) 起始浓度(mol/L) 0.1 0.3 0.2 改变浓度(mol/L) 0.1 0.1 0.2 终态浓度(mol/L) 0 0.2 0.4

假设反应逆向进行到底：X2(g)＋Y2(g) 2Z(g) 起始浓度(mol/L) 0.1 0.3 0.2 改变浓度(mol/L) 0.1 0.1 0.2 终态浓度(mol/L) 0.2 0.4 0 平衡体系中各物质的浓度范围为

0 mol/L

先假设反应正向或逆向进行到底，求出各物质浓度的最大值和最小值(开区间)，从而确定它们的浓度范围。

命题角度二 化学平衡状态的判断

[典例] (2014·衡水模拟)在一个不传热的固定容积的密闭容器中，发生可逆反应

mA(g)＋nB(g) pC(g)＋qD(g)，当m、n、p、q为任意整数时，反应达到平衡的标志是( )

①体系的压强不再改变

②体系的温度不再改变 ③各组分的浓度不再改变 ④各组分质量分数不再改变

⑤反应速率v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)＝m∶n∶p∶q

⑥单位时间内m mol A断键反应，同时p mol C也断键反应 ⑦体系的密度不再变化 A．③④⑤⑥ B．②③④⑥ C．①③④⑤ D．③④⑥⑦

[解析] 因为m＋n与p＋q的关系不确定，故容器内的压强随时间的变化不一定是变量，故①不一定是平衡状态；因容器是“不传热的固定容积的密闭容器”，反应过程中，体系中的温度应随时间发生变化，当温度不变时是平衡状态；各组分的浓度不再改变和各组分质量分数不再改变，反应都一定是平衡状态；速率之比等于方程式的化学计量数之比是恒定的，不论反应是否达到平衡状态都存在这一关系，故⑤不一定是平衡状态；单位时间内m mol A 断键反应，则说明有p mol C生成(同时p mol C也断键反应)，故⑥能说明反应已达平衡状态；⑦体系的总质量和总体积始终不变，体系的密度始终不变化，故⑦不能说明反应已达平衡状态。

[答案] B

3．一定温度下，可逆反应H2(g)＋I2(g) 2HI(g)达到化学平衡状态的标志是( ) A．混合气体的压强不再变化 B．混合气体的颜色不再变化 1

C．反应速率v(H2)＝v(HI)

2

D．c(H2)∶c(I2)∶c(HI)＝1∶1∶2

解析：选B 该反应是一个反应前后气体总体积不变的反应，无论是否达到平衡，只要温度不变，其混合气体的压强就不会改变，A错误；C项没有给出表示的化学反应速率是正反应速率还是逆反应速率，不能确定是否达到平衡，C错误；浓度具体比值还与投入起始量有关，不能作为平衡建立的标志，D错误；由于三种气体中只有I2是有颜色的，颜色不变说明I2的质量分数不变，已达到了平衡，B正确。

4．一定温度下在一容积不变的密闭容器中发生可逆反应2X(g) Y(g)＋Z(s)，以下不能说明该反应达到化学平衡状态的是( )

A．混合气体的密度不再变化 B．反应容器中Y的质量分数不变 C．X的分解速率与Y的消耗速率相等

D．单位时间内生成1 mol Y的同时生成2 mol X 解析：选C X的分解速率与Y的消耗速率之比为2∶1时，才能说明反应达到平衡状态，故C项说明反应未达到平衡状态。

【总结提升】

以下几种情况不能作为可逆反应达到化学平衡状态的标志：

(1)恒温、恒容条件下气体体积不变的反应，混合气体的压强或气体的总物质的量不随时间而变化。如2HI(g) I2(g)＋H2(g)。

(2)全部是气体参加的体积不变的反应，体系的平均相对分子质量不随时间而变化。如