1、1专题 06 化学平衡2知识一 可逆反应【例 1】下列有关可逆反应的说法不正确的是A可逆反应是指在同一条件下能同时向正、逆两个方向进行的反应B2SO 2+O2 2SO3是可逆反应CNH 4Cl NH3+HCl与 NH3+HCl NH4Cl 互为可逆反应D可逆反应的化学方程式中用“ ”表示，不能用“ ”表示【答案】 C 【变式】1.可逆反应 N23H 2 2NH3，在容积为 10 L 的密闭容器中进行，开始时加入 2 3mol N2和 3 mol H2，达平衡时，NH 3的浓度不可能达到( )A.0.1 molL1 B.0.2 molL1 C.0.05 molL1 D.0.15 molL1【答案
2、】B2在密闭容器中进行如下反应：X 2(g)Y 2(g) 2Z(g)，已知 X2、Y 2、Z 的起始浓度分别为0.1 molL1 、0.3 molL 1 、0.2 molL 1 ，在一定条件下，当反应达到平衡时，各物质的浓度有可能是( )AZ 为 0.3 molL1 BX 2为 0.2 molL1CY 2为 0.4 molL1 D c(X2) c(Y2) c(Z)0.55 molL 1【答案】A【解析】可逆反应中，反应体系中各物质一定共存，如果 B、C 选项中的数据存在，则 Z 的浓度为 0，这是不可能的，A 选项符合题意；又因为该反应是总体积不变的反应，达到平衡时，不论 X2、Y 2、Z 怎
3、么变化，总物质的量不会改变，总浓度也不会改变，即： c(X2) c(Y2) c(Z)0.6 molL 1 。知识二 化学平衡状态4【例】根据下面条件判断反应是否达到平衡状态。5举例 mA(g)+nB(g) pC(g) +qD(g) 状态各物质的物质的量或各物质的物质的量分数一定平衡各物质的质量或各物质的质量分数一定 平衡各气体的体积或体积分数一定 平衡混合物体系中各成分的含量总压强、总体积、总物质的量一定 不一定平衡在单位时间内消耗了 m mol A，同时生成 m mol A，即 v 正 =v 逆平衡在单位时间内消耗了 n mol B，同时生成 p mol C不一定平衡vA vB vC vD=
4、m n p q， v 正 不一定等于 v 逆 不一定平衡正、逆反应速率的关系在单位时间内生成了 n mol B，同时消耗了q mol D不一定平衡m+n p+q 时，总压强一定（其他条件一定）平衡压强m+n=p+q 时，总压强一定（其他条件一定） 不一定平衡一定，当 m+n p+q 时 平衡混合气体的平均相对分子质量（ ） 一定，当 m+n=p+q 时 不一定平衡温度任何化学反应都伴随着能量的变化，在其他条件不变的情况下，体系温度一定平衡密度 密度一定 不一定平衡颜色 含有有色物质的体系颜色不再变化 平衡【变式】.可逆反应：2NO 2 2NO+O2在恒容的密闭容器中反应，达到平衡状态的标志是
5、单位时间内生成 n mol O2的同时，生成2 n mol NO26 单位时间内生成 n mol O2的同时，生成2 n mol NO 用NO 2、NO、O 2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 BC D【答案】A2可逆反应 2HI(g) H2(g)I 2(g)在密闭容器中进行，下列能说明该反应已达到平衡状态的是( )A容器内压强不随时间变化而变化B混合气体总分子数不随时间变化而变化C混合气体的颜色不再改变D c(H2)与 c(I2)保持相等【答案】C【解析】该反应为体积不变
6、的反应，总分子数不变、压强不变不证明平衡已建立，H 2、I 2都是生成物且计量数相等，二者浓度相等也不能证明平衡已建立。3在一定条件下，反应：2NOO 2 NO2在定容容器中发生，对该反应达到平衡的标志的描述中，错误的是( )A混合气体的总分子数不再变化 B混合气体的颜色不再变化C容器的总压强不再变化 D混合气体的总质量不再变化【答案】D【解析】该反应为物质的量改变的反应，在定容容器中，建立平衡的过程会有压强的改变、7总分子数的改变、颜色的改变，一旦这些可变量不变了，则证明平衡建立了，而总质量在任何情况下都不发生变化。4.一定条件下，可逆反应 2A(g) B(g)3C(g)，在下列四种状态中处
7、于平衡状态的是( )选项 正反应速率 逆反应速率A v(A)2 molL 1 min1 v(B)2 molL 1 min1B v(A)2 molL 1 min1 v(C)2 molL 1 min1C v(A)1 molL 1 min1 v(B)2 molL 1 min1D v(A)1 molL 1 min1 v(C)1.5 molL 1 min1【答案】D【解析】 根据平衡状态的判断依据 v 正 v 逆 知， v(A) v(B) v(C)213，即 D 中的反应达到平衡。5.一定温度下，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(
8、 )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【答案】C1.3 mol H 2和 1 mol N2放入密闭容器中，使用催化剂发生反应：N 23H 2 2NH3，从反应开始到平衡过程中，不可能出现的是( )A2 mol NH 3 B0.5 mol NH 3C0.9 mol N 2 DH 2和 NH3物质的量相等8【答案】A【解析】 可逆反应不可能进行到底。当生成 2 mol NH3时，N 2和 H2的物质的量均为 0，这种情况不可能出现。2可逆反应 aA(g) bB(g)
9、cC(g)的正、逆反应速率可用各反应物或生成物浓度的变化来表示。下列各关系式中能说明反应已达到平衡状态的是( )A av 正 (A) bv 正 (B) B bv 正 (A) av 逆 (B)C av 正 (C) cv 正 (A) D av 正 (A) bv 逆 (B)【答案】B【解析】 化学平衡建立时， v 正 v 逆 ，对于不同物质而言，要符合物质的反应速率之比等于化学计量数之比的要求。同时必须要使反应方向不同，A、C 选项方向都是正反应；B 选项方向相反且符合 v 正 (A) v 逆 (B) a b，符合题意，D 选项错误。3在一定温度下的定容密闭容器中，当物质的下列物理量不再发生变化时，
10、表明反应 A(s)2B(g) C(g)D(g)已达到平衡状态的是( )A混合气体的密度 B混合气体的总物质的量C混合气体的压强 D混合气体的总体积【答案】A4可逆反应 N23H 2 2NH3，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，NH 3的浓度不可能达到( )A0.1 molL 1 B0.2 molL 1C0.05 molL 1 D0.15 molL 1【答案】B【解析】2 mol N 2和 3 mol H2反应，假设反应能够进行到底，则 3 mol H2完全反应，生成2 mol NH3，此时 NH3浓度为 0.2 molL1 ，但由
11、于反应是可逆反应，不能完全反应，所以NH3浓度达不到 0.2 molL1 。5.在体积、温度都相同的条件下，反应 2A(g)2B(g) C(g)3D(g)分别从下列两条途径建立平衡：.A、B 的起始物质的量均为 2 mol；9.C、D 的起始物质的量分别为 2 mol 和 6 mol。以下叙述中不正确的是 ( )A、两途径最终达到平衡时，体系内混合气体的百分组成相同B、两途径最终达到平衡时，体系内混合气体的平均相对分子质量相同C达平衡时，途径的反应速率 vA等于途径的反应速率 vAD达平衡时，途径所得混合气体的密度为途径所得混合气体密度的Error!【答案】C【解析】 途径中 2 mol C
12、和 6 mol D 按方程式转化为 A、B，相当于 4 mol A 和 4 mol B，该反应为反应前后气体物质的量不变的反应，故在恒温、恒容条件下，途径和途径将建立等效平衡，A、B 均正确；因为途径达平衡时各组分的浓度为途径的两倍，达平衡时途径的反应速率 vA小于途径的反应速率 vA，C 错误。6/在一恒温、恒容的密闭容器中有如下平衡：H 2(g)I 2(g) 2HI(g)，已知 H2和 I2的起始浓度均是 0.10 molL1 ，达到平衡时 HI 的浓度为 0.16 molL1 。若 H2和 I2的起始浓度均变为 0.20 molL1 ，则平衡时 H2的浓度是( )A0.16 molL 1
13、 B0.08 molL 1C0.04 molL 1 D0.02 molL 1【答案】C7下列各关系式中能说明反应： N 23H 22NH 3已达到平衡状态的是( )A3 v 正 (N2) v 正 (H2) B v 正 (N2) v 逆 (NH3)C2 v 正 (H2)3 v 逆 (NH3) D v 正 (N2)3 v 逆 (H2)【答案】C【解析】解题的关键在于抓住化学平衡状态的主要特征之一： v 正 v 逆 。108在一定温度下，反应 H2(g)I 2(g)2HI(g) 达到平衡的标志是( )A单位时间生成 n mol 的 H2，同时生成 n mol 的 I2B容器内总压强不随时间而变化C单
14、位时间内生成 2n mol HI，同时生成 n mol 的 H2D当 v(H2)Error! v(HI)时【答案】C【解析】达到平衡状态时 v 正 v 逆 ，即速率对应方向相反。A 中的速率虽然符合化学计量数之比，但都为逆反应速率。B 中由于反应气体的化学计量数相等，所以反应过程中压强不变，故压强不变，不能说明达到平衡。D 中的反应速率无方向，故也不正确。9在一个定容的密闭容器中进行如下反应：2SO 2(g)O 2(g)2SO 3(g)。已知反应过程中的某一时间 SO2、O 2和 SO3的浓度分别为 0.1 molL1 、0.05molL 1 和 0.3molL1 。当反应达平衡时可能存在的数
15、据正确的是 ( )A c(SO2)0.25molL 1B c(O2)0.2molL 1C c(SO2) c(SO3)0.15molL 1D c(SO3) c(O2)0.25molL 1【答案】A10. (1)在一定温度下，可以证明 H2(g)I 2(g)2HI(g) 已达平衡状态的是_(填11序号)。单位时间内生成 n mol H2的同时，生成 n mol HI；一个 HH 键断裂的同时有两个 HI 键断裂；百分含量 (HI)(I 2)；反应速率 v(H2) v(I2)Error! v(HI)； c(HI) c(H2) c(I2)211 ；温度和体积一定时，某一生成物浓度不再变化；温度和体积一
16、定时，容器内压强不再变化；条件一定，混合气体的平均相对分子质量不再变化；温度和体积一定时，混合气体颜色不再变化；温度和压强一定时，混合气体的密度不再变化。(2)在上述的说法中能说明 2NO2(g)N 2O4(g)达到平衡状态的是_(填序号)。【答案】 (1) (2)反应是一个物质的量在反应前后不发生变化的可逆反应，温度和体积一定时，无论反应是否达到平衡，容器内压强都不发生变化，故不能说明反应达到平衡状态；由于该反应的物质的量和质量均不发生变化，故无论反应是否达到平衡，混合气体的平均摩尔质量(或平均相对分子质量)不发生变化，故不能说明反应达到平衡状态；温度一定时，混合气体的颜色不发生变化，说明
17、c(I2)不变，反应达到平衡状态；温度和压强一定时，混合气体的密度与其平均相对分子质量成正比，由于混合气体的平均相对分子质量不变，故混合气体的密度不变，故不能说明反应已达平衡状态。(2)中某组分的浓度不变，中说明 c(NO2)不变，均能说明反应达到平衡状态；若气体的总物质的量不变，说明反应 2NO2(g)N 2O4(g)达到平衡状态，、均能说明该反应的总物质的量不变，故它们均达到了平衡状态。11将固体 NH4I 置于密闭容器中，在某温度下发生下列反应：12NH4I(s) NH3(g)HI(g)2HI(g) H2(g)I 2(g)当反应达到平衡时， c(H2)0.5 molL 1 ， c(HI)
18、4 molL 1 。试回答：(1)计算平衡时 NH3、I 2的浓度： c(NH3)_， c(I2)_。(2)增大压强，容器内 I2的物质的量 n(I2)_(填“增大”、“减小”或“不变”下同)，NH 4I 的物质的量 n(NH4I)_。【答案】(1)5 molL 1 0.5 molL1 (2)减小 增大【解析】(1)列式并设如下：平衡时 NH3的浓度为 x，I 2的浓度为 y。NH4I(s) NH3(g)HI(g)x x2 y2HI(g) H2(g)I 2(g)2y y y则有： y0.5 molL 1 c(H2) c(I2)x2 y c(HI)4 molL 1得 x5 molL 1(2)增大
19、压强，平衡向化学计量数小的方向移动，反应平衡向逆反应方向移动使得反应平衡也向逆反应方向移动，故 n(I2)减小， n(NH4I)增大。12.已知 A(g)B(g) C(g)D(g)反应的平衡常数和温度的关系如下：温度/ 700 800 830 1 000 1 200平衡常数 1.7 1.1 1.0 0.6 0.4回答下列问题：(1)该反应的平衡常数表达式 K_， H_(填“”或“”)0。(2)830 时，向一个 5 L 的密闭容器中充入 0.20 mol A 和 0.80 mol B，如反应初始6 s 内 A 的平均反应速率 v(A)0.003 molL 1 s1 。则 6 s 时 c(A)_
20、molL 1 ，C 的物质的量为_mol；若反应经一段时间后，达到平衡时 A的转化率为_，如果这时向该密闭容器中再充入 1 mol 氩气，平衡时 A 的转化率为_。(3)判断该反应是否达到平衡的依据为_。a压强不随时间改变13b气体的密度不随时间改变c c(A)不随时间改变d单位时间里生成 C 和 D 的物质的量相等(4)1 200 时，反应 C(g)D(g)A(g) B(g)的平衡常数的值为_。【答案】(1)Error! (2)0.022 0.09 80% 80%(3)c (4)2.5(2)v(A)0.003 molL 1 s1 ，则 A 减少的浓度 c(A) v(A)t0.003 molL
21、1 s1 6 s0.018 molL 1 ，故剩余的 A 的浓度为Error!0.018 molL1 0.022 molL 1 ；A 减少的物质的量为 0.018 molL1 5 L0.09 mol，根据化学方程式中的化学计量关系知，生成的 C 的物质的量为 0.09 mol。设 830 达到化学平衡时，A 的转化浓度为 x molL1 ，则A(g) B(g) C(g)D(g)起始浓度(molL 1 ) 0.04 0.16 0 0转化浓度(molL 1 ) x x x x平衡浓度(molL 1 ) 0.04 x 0.16 x x x由Error! 1.0，解得 x0.032，故 A 的转化率 (A)Error!100%80%；由于容器的容积是固定的，通入氩气后各组分的浓度不变，反应速率不改变，化学平衡不移动。(3)由于该反应是反应前后气体体积不变的反应，容器中压强、气体的密度都始终不变，故 a、b 项错误； c(A)随反应的进行不再变化，故 c 可以说明反应已达到平衡状态；不论是否达到平衡状态，单位时间里生成 C 和 D 的物质的量都相等，故 d 项错误。 (4)反应“C(g)D(g)A(g) B(g)”与“A(g)B(g)C(g) D(g)”互为逆反应，平衡常数互为倒数关系，故 1 200 时，C(g)D(g)A(g) B(g)的平衡常数KError! 2.5 。
