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1、 1|第 7 讲 可逆反应与化学平衡状态 一.可逆反应 1.定义 在相同条件下,既能向正反应方向进行,同时又能向逆反应方向进行的化学反应,称为可逆反应。在可逆反应中使用“”。2.特点 二同:相同条件;正、逆反应同时进行。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%。能量转化可逆。若正反应是吸(或放)热反应,则逆反应是放(或吸)热反应。对于可逆反应,可以通过改变反应条件,使之向着人们需要的反应方向最大限度地进行。【例 1】在恒容密闭容器中进行反应:X2(g)+Y2(g)Z(g)。已知 X2、Y2、Z 的起始浓度分别为 0.1 molL-1,0.3 molL-1,0.2 molL
2、-1。在一定条件下,当反应达到平衡时,各物质的浓度可能是()A.Z 为 0.3 molL-1 B.X2为 0.3 molL-1 C.Y2为 0.4 molL-1 D.Z 为 0.4 molL-1 例2 已知热化学方程式SO2(g)+12O2(g)SO3(g)H=98.32 kJmol-1,在密闭容器中充入2 mol SO2和1 mol O2充分反应,最终放出的热量为()A.=196.64 kJ B.=196.64 kJmol-1 C.196.64 kJ 二化学平衡状态 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浓度保持不变的状态。例如：在一定条
3、件下的容积不变的密闭容器中，合成氨反应如下：2|合成氨反应中有关物质的浓度随时间变化如图所示：由 a 图可知：N2与 H2发生反应。随着反应的进行，体系中 NH3的浓度逐渐 ，而 N2与 H2的浓度逐渐 。从某一时刻开始，它们的浓度均 。由 b 图可知：NH3发生分解反应。随着反应的进行，体系中 N2与 H2的浓度逐渐 ，而 NH3的浓度逐渐减小。从某一时刻开始，它们的浓度均 。2.特征 3.达平衡的标志（1）v 正=v 逆 例：N2（g）+3H2（g）2NH3（g）判断下列说法描述的状态是否达到化学平衡 3vN2=vH2 （）2vN2 正=vNH3 逆（）消 耗 1molN2 同时，生成 2
4、molNH3（）1mol H-H 键断裂同时，2mol N-H 键断裂（）单位时间内消耗的 N2 量是 NH3 量的两倍（）（2）随平衡改变的量不再变 223N+3H2NH高温、高压催化剂 3|随反应进行，永远为变量的有：，这些量不再变化时，P 总、V 总、n 总 A(g)+B(g)C(g)A(s)+B(g)C(g)n 总不变时达平衡 恒容装置中，P 总不变达平衡 恒压装置中，V 总不变达平衡 某气体的体积分数 A(g)+B(g)2C(g)A(g)+B(g)C(g)A(s)B(g)+C(g)B不变时达平衡 气体平均相对分子质量例：判断是否平衡 气体密度 例：判断下列说法是否平衡 恒容条件下 不
5、变时达平衡 2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)Ni(s)+4CO(g)Ni(CO)4(g)，不变时达平衡 NH2COONH4(s)2NH3(g)+CO2(g)2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)2A(g)+B(s)2C(g)H2(g)+I2(g)2HI(g)4|恒压条件下 不变时达平衡 具体浓度比 例：2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)，当 n 之比为 2:1:2 时达平衡（）例：CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)已知：830K 时，K=1，则 830K 下，n 之比为 2:1:1:2 时达平衡（）其他 例：绝热体系下，反应 2SO2(g)+O2(g)2SO3(g
6、)，体系温度不变时达平衡（）例 3 将 NO2与 SO2以体积比 12 置于恒温恒容密闭容器中发生反应:NO2(g)+SO2(g)SO3(g)+NO(g)H=-41.8 kJmol-1,下列能说明反应达到平衡状态的是()A.体系压强保持不变 B.混合气体颜色保持不变 C.每消耗 1 mol SO3的同时消耗 1 mol NO D.NO2、SO2、SO3、NO 的浓度之比为 1111 例 4 将一定量纯净的氨基甲酸铵置于密闭真空容器中(假设容器体积不变,固体试样体积忽略不计),在恒定温度下使其达到分解平衡 H2NCOONH4(s)2NH3(g)+CO2(g)。下列各项:2v(NH3)=v(CO2
7、)密闭容器中总压强不变 密闭容器中混合气体的密度不变 密闭容器中氨气的体积分数不变 密闭容器中 c(NH3)不变 能判断该反应已经达到化学平衡状态的是()A.B.C.D.全部【限时训练】1.判断正误(正确的打“”,错误的打“”)。(1)NH3和 HCl 生成 NH4Cl 与 NH4Cl 分解生成 NH3和 HCl 互为可逆反应()(2)可逆反应达到平衡状态时,反应组分的物质的量或浓度一定与化学方程式中对应物质的化学计量数成比 5|例()(3)对于恒温、恒容下,体系中所有物质是气体的可逆反应,混合气体的密度保持不变,反应达到平衡状态()(4)在 2 L 密闭容器内,800 时反应 2NO(g)+
8、O2(g)2NO2(g)体系中,当该容器内颜色保持不变时能说明该反应已达到平衡状态()(5)2 mol SO2和 1 mol O2在一定条件下充分反应,所得混合物的气体分子数等于 2NA()(6)对于NO2(g)+SO2(g)SO3(g)+NO(g)反应,当每消耗1 mol SO3的同时生成1 mol NO2时,说明反应达到平衡状态()(7)对于 A(g)+B(g)2C(g)+D(g)反应,当密度保持不变,在恒温恒容或恒温恒压条件下,均不能作为达到化学平衡状态的标志()2.下列说法正确的是()A.可逆反应的化学反应速率是指正反应速率 B.在可逆反应里正反应的速率是正值,逆反应的速率是负值 C.
9、在一定条件下,当可逆反应的正反应速率与逆反应速率相等时,反应物和生成物的浓度不再发生变化,这就是该反应所达到的限度 D.对于可逆反应来说,反应物转化为生成物没有一定的限度 3.在容积不变的密闭容器中,可逆反应 2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)达到平衡的标志是()A.单位时间内生成 1 mol O2的同时,有 2 mol SO3分解 B.混合气体的密度保持不变 C.混合气体的质量不再改变 D.SO2与 SO3的体积比不再变化 4.在一定条件下,在密闭容器中,发生可逆反应 2NO2(g)2NO(g)+O2(g),达到平衡状态的标志是()A.单位时间生成 n mol O2,同时生成 2n mol NO B.用 NO2、NO、O2表示反应速率之比为 221 的状态 C.NO2、NO、O2的物质的量之比为 221 的状态 D.混合气体的颜色不再改变的状态 5.已知 A(s)+2B(g)3C(g),下列能作为反应达到平衡状态的标志的是()A.恒温恒容时,体系的压强不再变化 B.消耗 2 mol B 的同时生成 3 mol C 6|C.2v(B)=3v(C)D.A、B、C 三种物质共存【参考答案】【经典例题】例 1 C 例 2 C 例 3 B 例 4 A【限时训练】1.；2.C 3.D 4.D 5.A