高考化学备考-考点38 可逆反应与化学平衡状态

关注微信公众号“好未来试卷”或“高考试卷分享”，获得更多学习资料考点３8可逆反应与化学平衡状态1。化学平衡研究的对象—-可逆反应(1）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“”。可逆反应必须是同一条件下既能向正反应方向进行又能向逆反应方向进行的反应,对于在不同反应条件下进行的反应物、生成物正好相反的反应则不能认为是可逆反应。（2）特点：三同一小①三同：a．相同条件下；ｂ．正、逆反应同时进行；c．反应物与生成物同时存在。②一小:任一组分的转化率都小于100％.2．化学平衡状态一定条件下的可逆反应,当反应进行到一定程度时，正反应速率和逆反应速率相等,反应物的浓度和生成物的浓度不再改变,我们称之为“化学平衡状态”，简称化学平衡。（1）建立过程在一定条件下，把某一可逆反应的反应物加入固定容积的密闭容器中。反应过程如下：以上过程可用如图表示：3．化学平衡状态的特征4．化学平衡状态的判断（１）动态标志：ｖ正=v逆≠０①同种物质：同一物质的生成速率等于消耗速率.②不同物质：必须标明是“异向”的反应速率关系.如aＡ＋bBcC+ｄD，=时,反应达到平衡状态。（２)静态标志：各种“量"不变①各物质的质量、物质的量或浓度不变；②各物质的百分含量（物质的量分数、质量分数、体积分数）不变;③温度、压强（化学反应方程式两边气体体积不相等)或颜色（某组分有颜色)不变。（3）综合分析举例mA（g）+ｎB(g）pC(g）＋qD(g)状态混合物体系中各成分的含量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总压强、总体积、总物质的量一定不一定平衡正、逆反应速率的关系在单位时间内消耗了ｍｍｏlA，同时生成mｍoｌA，即v正=v逆平衡在单位时间内消耗了nｍolB，同时生成pｍolC不一定平衡ｖA∶vB∶vC∶vD=m∶n∶p∶q，v正不一定等于v逆不一定平衡在单位时间内生成了ｎmoｌＢ，同时消耗了qmolＤ不一定平衡压强m+n≠p＋q时，总压强一定（其他条件一定）平衡m+n＝ｐ+ｑ时,总压强一定(其他条件一定）不一定平衡混合气体的平均相对分子质量（)一定,当m+n≠p+q时平衡一定，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考向一可逆反应的特点典例1在已达到平衡的可逆反应2SO２＋O2２ＳO3中，充入由18O组成的氧气一段时间后，18O存在于下列物质中的A．多余的氧气中B。生成的三氧化硫中C.氧气和二氧化硫中D。二氧化硫、氧气和三氧化硫中【解析】化学平衡是动态平衡，1８O2的加入一定会与SO２结合生成含18O的SO3,同时含18O的SO3又会分解得到SO2和O２,使SO2中也含有18O,因此18Ｏ存在于SO2、Ｏ２、SO３这三种物质中。【答案】D极端假设法确定物质的浓度范围（１）原理：可逆反应不可能进行完全,反应体系各物质同时共存。(2)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，从而确定它们的浓度范围.考向二化学平衡状态的确定典例１在一定温度下，向2Ｌ固定容积的密闭容器中通入１ｍolCO2、3molH２,发生反应ＣＯ２（ｇ）+3Ｈ２（g）CH３OH（g)+H２O（g)ΔＨ〈0。能说明该反应已达到平衡状态的是A。混合气体的平均相对分子质量不变Ｂ．体系中=eq\f（1，3），且保持不变Ｃ.混合气体的密度不随时间变化D.单位时间内有nmｏlH-H键断裂，同时有nmolO-H键生成【解析】Ａ项，eq\x\to（M）是变量，当ｅq\ｘ\tｏ(M）不变,可以说明反应已达平衡；B项，是不变量eq＼b\ｌc\(\rc\）（\a\ｖs4\aｌ\co1（\f(1,3)）），不能说明反应是否达平衡;C项,ρ是不变量，不能说明反应是否达平衡；D项,二者均表示v正,不能说明反应是否达平衡。【答案】A2．一定温度下，反应N2O４（g）2NO２（g)的焓变为ΔH。现将1moｌＮ2O4充入一恒压密闭容器中,下列示意图正确且能说明反应达到平衡状态的是A。①②ﻩB.②④ﻩC.③④ D．①④判断化学平衡状态的方法-—“逆向相等,变量不变”１。下列有关可逆反应和化学反应限度的理解不正确的是Ａ.可逆反应是指在同一条件下,既能向正反应方向进行，同时又能向逆反应方向进行的反应B．可逆反应达到化学平衡状态时，正反应速率与逆反应速率相等C．可逆反应达到化学平衡状态时，反应物与生成物的物质的量相等D.化学反应的限度可以通过改变条件来改变2。一定温度下，在恒容密闭容器中发生反应２HI（g)+Cl2（ｇ)2HCl（ｇ)+Ｉ2(s)。下列事实不能说明该反应达到平衡状态的是A.容器内气体压强不再改变B.容器内气体密度不再改变C。容器内气体颜色不再改变D。断裂1ｍolCl-Cｌ键同时断裂１molH—Cl键3．在其它条件一定时，图中曲线表示反应２NＯ（g)+O２（g)２NO2(g）ΔH〉0达平衡时NＯ的转化率与温度的关系，图上标有A、B、C、D、E点，其中表示未达平衡状态且ｖ正〉v逆的点是A。Ａ或Ｅﻩﻩ B.B点ﻩ ﻩC．C点 ﻩﻩ D。Ｄ点4。一定温度下，在一固定体积的密闭容器中，对于可逆反应A（s)+３Ｂ（g)２C(ｇ），下列说法说明达到平衡状态的是①C的生成速率和Ｃ的分解速率相等；②单位时间内生成amｏｌA，同时生成3ａｍｏlB；③气体密度不再变化；④混合气体的总压强不再变化;⑤A、B、C的物质的量之比为1∶3∶２;⑥混合气体的平均相对分子质量不变A．②④⑤ B．①③④⑥C．①②④⑥ ﻩﻩ D．①②③④⑤5。用Cl2生产某些含氯有机物时会生成副产物HＣl,利用下列反应可实现氯的循环利用：４HCl(g）+O２(g）２Ｃl2(g)＋2Ｈ２O（ｇ)ΔH=－１15．６kJ·mol—1。恒温恒容的密闭容器中,充入一定量的反应物发生上述反应,能充分说明该反应达到化学平衡状态的是Ａ。气体的质量不再改变B．氯化氢的转化率不再改变C.断开4moｌＨ—Ｃl键的同时生成4ｍolH—O键D。ｎ（HCl）∶n(Ｏ2）∶n(Ｃｌ2）∶n（H2O)＝4∶1∶２∶２6．现在一容器中加入一定量的A和Ｂ，发生化学反应:Ａ+2B3Ｃ.如果在反应中用v（A)、v（B）、v（C)表示正反应速率，用v′(A）、v′（B)、ｖ′（C)表示逆反应速率，下列描述中正确的是Ａ。在容器中，任何时候ｖ（A）=ｖ（Ｂ）＝v(C)B．在任何时候容器中都必然存在着:v(A)∶v（Ｂ）∶v（C)=ｖ′（A）∶ｖ′（B）∶v′(Ｃ）=1∶2∶3C。当v(A)＝v(B)=ｖ′（A)=ｖ′（B)时,表示反应已达到平衡状态D.当v′(A)＝v′(B）时,表示反应已达到平衡状态7。在反应2SO2+Ｏ2２SO３中，有ａmolＳO2和ｂmolO2参加反应，达到化学平衡状态时有cmolＳO3生成，则ＳO2在反应混合物中的体积分数为A.QUOＴE100cab×100%B。QＵOTE100ca+b+c×100％C。QUOTE100c(a-b)×(a-c)×10０％Ｄ.ＱUOTE100(a-c)a+b-0.5c％8．在恒容密闭容器中通入A、Ｂ两种气体，在一定条件下发生反应：2Ａ(ｇ）+B（g)2C（g)ΔＨ>0.达到平衡后,改变一个条件（x），下列量(ｙ)一定符合图中曲线的是选项xｙA通入A气体B的转化率B加入催化剂A的体积分数C增大压强混合气体的总物质的量Ｄ升高温度混合气体的总物质的量9．已知X(g)和Y（g）可以相互转化:2X(g）Y（g）ΔH〈0。现将一定量Ｘ（g）和Ｙ(g）的混合气体通入一体积为1L的恒温密闭容器中,反应物及生成物的浓度随时间变化的关系如图所示。则下列说法不正确的是A.若混合气体的压强不变，则说明反应已达化学平衡状态B．a、b、c、d四个点表示的反应体系中，表示化学反应处于平衡状态的只有b点Ｃ。25～30ｍｉｎ内用X表示的平均化学反应速率是０.0８mol·L−１·mｉｎ−1Ｄ．反应进行至2５ｍin时,曲线发生变化的原因是增加Y的浓度10。中国政府承诺,到2０20年，单位GDP二氧化碳排放比200５年下降4０%～５０％.CO2可转化成有机物实现碳循环。在体积为1L的密闭容器中，充入1ｍolCO2和3mｏlH2，一定条件下反应：ＣＯ2（g)+3Ｈ2（ｇ）ＣＨ3OH(g）+H２Ｏ(g)，测得ＣO２和CH3OH（ｇ)的浓度随时间变化如图所示。（1）从3ｍｉn到9ｍiｎ,v（H2)＝____＿__moｌ·L－1·miｎ-1.（2）能说明上述反应达到平衡状态的是_____＿＿_（填字母）。Ａ．反应中ＣO2与ＣH３OＨ的物质的量浓度之比为１∶１（即图中交叉点）B．混合气体的密度不随时间的变化而变化C．单位时间内消耗3mｏlＨ2，同时生成1molＨ2OD.CO2的体积分数在混合气体中保持不变（3）平衡时CO2的转化率为＿_＿_＿＿__。(4）平衡时混合气体中CH３OＨ(g)的体积分数是____＿_＿__＿＿＿__＿_____＿___＿＿______.（5）一定温度下,第9miｎ时v逆(CH3ＯH）__＿__＿__(填“大于”“小于”或“等于”）第３miｎ时v正（CH3ＯH）.1.［2０１9浙江4月选考]下列说法正确的是A．H（g）+I2（g)2ＨI（ｇ)，其他条件不变，缩小反应容器体积，正逆反应速率不变B.C(s)＋H2O(g)H2（g）＋CO(g)，碳的质量不再改变说明反应已达平衡C.若压强不再随时间变化能说明反应2Ａ（？）＋B(ｇ）2C（？）已达平衡，则A、C不能同时是气体D．1molN2和3mｏlH2反应达到平衡时H２转化率为10％，放出的热量为Q1;在相同温度和压强下，当2mｏｌNＨ３分解为Ｎ2和H2的转化率为１0％时,吸收的热量为Q2，Ｑ2不等于Q１2.[2０17新课标Ⅲ］砷（As)是第四周期ⅤA族元素,可以形成As2Ｓ3、As２O５、H3AｓO3、H3AsO４等化合物,有着广泛的用途。回答下列问题:(4)298K时，将20ｍL３xmol·L−1Na3AsＯ3、20mＬ３xmol·L−1I2和２0mLNaＯH溶液混合,发生反应：(aｑ）+I2(aq)+２ＯＨ−(aq）（aq）+2Ｉ−（aｑ）+H2O(l）。溶液中ｃ（）与反应时间(t）的关系如图所示。①下列可判断反应达到平衡的是___＿__＿___（填标号).a。溶液的pH不再变化b。v(Ｉ−)=2v(）ｃ．ｃ（)／c()不再变化d.c（Ｉ−)=yｍoｌ·L−1②tｍ时，v正_＿＿__ｖ逆(填“大于”“小于”或“等于”）。③ｔｍ时v逆_＿＿__tn时v逆(填“大于”“小于”或“等于”)，理由是_____＿__＿＿_＿_.变式拓展变式拓展2．【答案】Ｄ【解析】因反应容器保持恒压,所以容器体积随反应进行而不断变化，结合ρ气=QUＯＴEmV可知，气体密度不再变化，说明容器体积不再变化,即气体的物质的量不再变化,反应达到平衡状态,①符合题意；无论是否达平衡状态，反应的ΔH都不变，②不符合题意；反应开始时,加入1mｏｌN２Ｏ4，随着反应的进行，Ｎ2O４的浓度逐渐变小，故v正（N2O4)逐渐变小，直至达到平衡,③不符合题意；Ｎ２O4的转化率不再变化，说明N2O4的浓度不再变化,反应达到平衡状态，④符合题意。考点冲关考点冲关１．【答案】C【解析】可逆反应在同一条件下，既能向正反应方向进行,同时又能向逆反应方向进行,A项正确;正反应速率和逆反应速率相等是可逆反应达到化学平衡状态的基本标志，B项正确；可逆反应达到化学平衡状态时,反应物、生成物的物质的量不再发生变化,但不一定相等,C项错误；可逆反应达到化学平衡状态是有条件的,条件变化平衡可能就会移动，D项正确。2.【答案】D【解析】在恒容密闭容器中发生反应２HI(g）＋Cl2(g)2ＨCl（g）+I２(ｓ)，根据化学方程式,反应过程中压强为变量，压强不再改变一定平衡，故可以说明；在恒容密闭容器中发生反应2ＨI（g）＋Cl2（g)２HCｌ(ｇ）＋I２（ｓ)，反应过程中气体质量为变量，所以密度是变量，容器内气体密度不再改变一定平衡，故可以说明；容器内气体颜色不再改变，说明氯气的浓度不变,一定达到平衡状态，故可以说明；平衡时断裂1mｏlCｌ—Cｌ键同时断裂2mｏlH—Cl键，故D不能说明。3.【答案】C【解析】点B、Ｄ在曲线上，处于平衡状态，故B、D项错误;在曲线上方的A点，当温度一定时，若达到平衡状态,则应减小ＮＯ的转化率，即反应逆向进行,所以A点的正反应速率小于逆反应速率,E点与A点相似，A项错误；同理推知，C点时的正反应速率大于逆反应速率，Ｃ项正确。【易错提醒】曲线上的点都是平衡点。不在平衡线上的点,可以根据其转化率与平衡点上的转化率比较得出移动方向。4。【答案】Ｂ【解析】①是判断平衡状态的本质依据,正确；②生成A、B都是逆反应方向，在任何条件下都成立，错误;③容器体积不变，气体密度不变，说明气体总质量不变,即平衡不移动，正确；④容器体积不变，一定温度下，当压强不变时，气体总物质的量不变，正确；⑤A、B、C的物质的量之比等于其化学计量数之比不能说明反应是否达到平衡，错误;⑥随着反应进行,气体质量增大，气体总物质的量减小,相对分子质量增大，当相对分子质量不变时,说明达到平衡状态，正确.5。【答案】B【解析】反应物和生成物均为气体，气体的总质量始终不变,Ａ错误;反应正向进行时，HCl的转化率升高；反应逆向进行时,HCl的转化率降低，当ＨCl的转化率不再改变时,可以说明可逆反应达到平衡状态,B正确；断开4molＨ-Cl键和生成4ｍoｌH-Ｏ键均表示正反应方向的反应速率，不能据此判断反应是否达到平衡状态,C错误；达到平衡状态时,各反应物和生成物的物质的量保持不变,但各物质的物质的量之比不一定等于对应的化学计量数之比,D错误。6．【答案】Ｂ【解析】在可逆反应中实际上存在两个反应，即正反应和逆反应,两个反应中的反应速率之比总是等于其化学计量数之比,所以ｖ(Ａ）∶v(B）∶v（C)=v′(A）∶ｖ′(B)∶v′(C）=1∶2∶3,故A错误、Ｂ正确;当v(A)=v′(A)或v′(B)＝ｖ（B)时反应达到平衡状态,不会存在v（A）＝ｖ（B)=v′(A）＝v′(Ｂ)，故C错；ｖ′（A）、ｖ′（B)都是逆反应速率，故D错。7．【答案】D【解析】本题考查了化学平衡的基本计算.amｏlＳO2和bmoｌO2参加反应,达到化学平衡状态时有cmolＳＯ３生成,则：故φ（SO2）＝QＵOＴEa-ca-c+b-0.5c+c×100%＝ＱUOTE100(a-c)８.【答案】A【解析】A项,当通入A气体时,平衡向正反应方向移动，B的转化率增大，正确;Ｂ项，加入催化剂只能改变反应速率,平衡不移动,Ａ的体积分数不变,错误；C项，增大压强，平衡向正反应方向移动，混合气体的总物质的量减小，错误;D项，正反应为吸热反应，升高温度，平衡向吸热反应方向移动,混合气体的总物质的量减小,错误。9．【答案】D【解析】Ａ项，正反应是气体分子数减小的反应，所以当压强不再发生变化时，可以说明反应已经达到平衡状态,A项正确；B项,根据图象可知,只有b点表示的反应体系中，各物质的浓度不再发生变化，所以只有b点表示反应处于平衡状态，B项正确;C项,25~３0ｍin内Ｘ的浓度变化量是0。4ｍｏl·L−1，所以用X表示的平均化学反应速率是QUOＴE0.4mol·L-15min＝０．08moｌ·L−１·min−１，C项正确；D项,反应进行至2５miｎ时，X物质的浓度增大,Ｄ项不正确。10。【答案】(1）0．125（2）D（3)75％（4）3０％（5）小于【解析】（1）从3miｎ到9ｍｉｎ消耗CO２是0.25ｍｏｌ·L－１,根据方程式可知消耗氢气是0。75ｍoｌ·L-１,则v（H2)=0．75moｌ·Ｌ-1÷6min=０。１25mol·L-1·miｎ－1。(２）反应中CO2与ＣH３OＨ的物质的量浓度之比为1∶１(即图中交叉点）时反应速率仍然发生变化,没有达到平衡状态,A错误;密度是混合气体的质量和容器容积的比值，在反应过程中质量和容积始终是不变的，B错误；单位时间内消耗３mｏlH2,同时一定生成1ｍｏlH2Ｏ，不能说明反应达到平衡状态,C错误；ＣＯ2的体积分数在混合气体中保持不变说明反应达到平衡状态，D正确。（3）平衡时消耗ＣO2是0．７5mｏl·L—１，则CO2的转化率为×１０0％＝75%。（4）平衡时剩余氢气是0。75mｏl,生成水蒸气是0。75ｍol,则混合气体中CH３OH(g)的体积分数是×100％=30%。（5）第9mｉn时反应达到平衡状态，则v逆（ＣＨ３OH）小于第3min时v正（ＣＨ3OH）。直通高考直通高考１.【答案】B【解析】A.该可逆反应的反应前后气体