2019高考化學 難點剖析 專題36 化學平衡狀態(tài)的判斷講解.doc

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專題36 化學平衡狀態(tài)的判斷 一、高考題再現 1．（2018江蘇）一定溫度下，在三個容積相同的恒容密閉容器中按不同方式投入反應物，發(fā)生反應2SO2(g)+ O2(g)2SO3(g)(正反應放熱)，測得反應的相關數據如下： 下列說法正確的是 A. v1< v2，c2< 2c1 B. K1> K3，p2> 2p3 C. v1< v3，α1(SO2 ) >α3(SO2 ) D. c2> 2c3，α2(SO3 )+α3(SO2 )<1 【答案】CD 2．（2018天津）室溫下，向圓底燒瓶中加入1 molC2H5OH和含1molHBr的氫溴酸，溶液中發(fā)生反應；C2H5OH+HBr?C2H5Br+H2O，充分反應后達到平衡。已知常壓下，C2H5Br和C2H5OH的沸點分別為38.4℃和78.5℃。下列有關敘述錯誤的是 A. 加入NaOH，可增大乙醇的物質的量 B. 增大HBr濃度，有利于生成C2H5Br C. 若反應物增大至2 mol，則兩種反應物平衡轉化率之比不變 D. 若起始溫度提高至60℃，可縮短反應達到平衡的時間 【答案】D 【解析】A．加入NaOH，中和HBr，平衡逆向移動，可增大乙醇的物質的量， A正確。B．增大HBr濃度，平衡正向移動，有利于生成C2H5Br。C．若反應物增大至2 mol，實際上就是將反應的濃度都增大至原來的2倍，比例不變（兩次實驗反應物的比例都是1:1，等于方程式中的系數比），這里有一個可以直接使用的結論：只要反應物的投料比等于系數比，達平衡時反應物的轉化率一定是相等的。所以兩種反應物的轉化率一定是1:1。D．若起始溫度提高至60℃，考慮到HBr是揮發(fā)性酸，在此溫度下會揮發(fā)出去，降低HBr的濃度減慢速率，增加了反應時間。 3．(2017天津）常壓下羰基化法精煉鎳的原理為：Ni(s) +4CO(g)Ni(CO)4(g)。230℃時，該反應的平衡常數K=210﹣5．已知：Ni(CO)4的沸點為42.2℃，固體雜質不參與反應。 第一階段：將粗鎳與CO反應轉化成氣態(tài)Ni(CO)4； 第二階段：將第一階段反應后的氣體分離出來，加熱至230℃制得高純鎳。 下列判斷正確的是 A．增加c(CO)，平衡向正向移動，反應的平衡常數增大 B．第一階段，在30℃和50℃兩者之間選擇反應溫度，選50℃ C．第二階段，Ni(CO) 4分解率較低 D．該反應達到平衡時，v生成[Ni(CO)4]=4v生成(CO) 【答案】B 二、應試對策： 化學平衡狀態(tài)的判斷方法 1．直接判斷法 (1) v正＝v逆>0(即同一物質的消耗速率與生成速率相等)。 (2 )各物質的濃度保持不變。 2．間接判斷法 (1) 各物質的百分含量保持不變。 (2) 各物質的物質的量不隨時間的改變而改變。 (3) 各氣體的體積不隨時間的改變而改變。 例如：我們以密閉容器中的反應mA(g)＋nB(g) pC(g)＋qD(g)為例來說明： 化學反應 mA(g) + nB(g) pC(g)+ qD(g) 是否平衡 混合物體系中各成分的含量 ①各物質的物質的量或物質的質量分數一定 平衡 ②各物質的質量或質量分數一定 平衡 ③各氣體的體積或體積分數一定 平衡 ④總體積、總壓強、總物質的量一定 不一定平衡 正、逆反應速率之間的關系 ①在單位時間內消耗了m mol A，同時也生成了m mol A， 即v(正) ＝ v(逆) 平衡 ②在單位時間內消耗了n mol B，同時也消耗了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在單位時間內生成了n mol B，同時也消耗了q mol D， 即敘述的都是v(逆) 不一定平衡 壓強 ①其它條件一定、總壓強一定，且m + n ≠ p + q 平衡 ②其它條件一定、總壓強一定，且m + n ＝ p + q 不一定平衡 混合氣體的平均相對分子質量 ①平均相對分子質量一定，且m + n ≠ p + q 平衡 ②平均相對分子質量一定，且m + n ＝ p + q 不一定平衡 溫度 任何化學反應都伴隨著能量變化，當體系溫度一定時 平衡 氣體的密度 密度一定 不一定平衡 顏色 反應體系內有色物質的顏色穩(wěn)定不變 平衡 典例1下列說法，可以表明反應N2 + 3H22NH3已達到平衡的標志是 A． 1molN≡N鍵斷裂的同時，有6molN-H鍵形成 B． 1molN≡N鍵斷裂的同時，有3molH-H鍵斷裂 C． 1molN≡N鍵斷裂的同時，有3molH-H鍵形成 D． 1molN≡N鍵斷裂的同時，有2molN-H鍵斷裂 【答案】C 典例2相同溫度下體積固定的密閉容器中發(fā)生如下可逆反應：A2(g) + 3B2 (g)2AB3(g)，下列情況一定能說明該可逆反應已經達到化學平衡狀態(tài)的是 A． v(A2) 正 = v(B2) 逆 B． 斷裂1個A2鍵，同時斷裂3個B2鍵 C． c(A2):c(B2):c(AB3)=1:3:2 D． 容器內氣體的壓強不隨時間而變化 【答案】D 【解析】A. 因A2和B2前的系數并不相等，因此v(A2) 正 = v(B2) 逆并不代表正逆反應速率相等，只有當3v(A2) 正 = v(B2) 逆時才是正逆反應速率相等，A錯誤；B. 斷裂1個A2鍵，同時斷裂3個B2鍵均指正反應方向，不能說明正逆反應速率相等，B錯誤；C. 當c(A2):c(B2):c(AB3)=1:3:2時，并不代表各物質的濃度保持不變，C錯誤；D.因該反應前后氣體的分子數目不等，當反應沒有達到平衡時，氣體的分子數目就會變化，容器內氣體的壓強也就會隨之改變，壓強不變說明反應已達到平衡狀態(tài)，D正確。 典例3可逆反應：2NO22NO+O2在固定體積的密閉容器中反應，達到平衡狀態(tài)的標志是 (1)單位時間內生成n mol O2的同時，生成2n mol NO2 (2)單位時間內生成n mol O2的同時，生成2n mol NO (3)用NO2、NO、O2的物質的量濃度變化表示的反應速率的比為2:2:1的狀態(tài) (4)混合氣體的顏色不再改變的狀態(tài) (5)混合氣體的平均相對分子質量不再改變的狀態(tài) A． 僅(1)(4)(5) B． 僅(2)(3)(5) C． 僅(1)(3)(4) D． (1)(2)(3)(4)(5) 【答案】A 【解析】可逆反應2NO22NO+O2 在恒容密閉容器中反應，則(1)單位時間內生成n mol O2的同時，生成2n mol NO2，說明正反應速率和逆反應速率相等，達到平衡；(2)單位時間內生成n mol O2的同時，生成2n mol NO，只有正反應速率，不能說明正反應速率和逆反應速率相等，反應不一定處于平衡狀態(tài)；(3)用NO2、NO、O2的物質的量濃度變化表示的反應速率的比為2:2:1的狀態(tài)，不能說明正反應速率和逆反應速率相等，反應不一定處于平衡狀態(tài)；(4)混合氣體的顏色不再改變的狀態(tài)，說明反應混合物中二氧化氮的濃度保持不變，反應達到平衡；(5)該反應的正反應方向是氣體分子數增大的方向，反應過程中氣體的平均相對對分子質量減小，所以當混合氣體的平均相對分子質量不再改變時達到平衡。 典例4一定溫度下，在恒容密閉容器中發(fā)生反應2HI(g)+Cl2(g)2HCl(g)+I2(s)。下列事實不能說明該反應達到平衡狀態(tài)的是（ ） A． 斷裂1 mol Cl-Cl鍵同時形成1 mol H-Cl鍵 B． 容器內氣體密度不再改變 C． 容器內氣體壓強不再改變 D． 容器內氣體顏色不再改變 【答案】A 典例5在一個恒溫的固定容積的密閉容器中,發(fā)生可逆反應mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(s),當m、n、p、q為任意整數時,一定達到平衡的標志是(　　) ①體系的溫度不再改變 ②氣體總質量不再改變 ③各組分的濃度不再改變 ④各組分的質量分數不再改變 ⑤反應速率v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)=m∶n∶p∶q ⑥混合氣體密度不再改變 A． ③④⑤⑥ B． ②③④⑥ C． ①②④⑥ D． ①③④⑥ 【答案】B 【解析】①由于反應是在恒溫下進行的，所以體系的溫度不再改變不能判斷該反應達到平衡狀態(tài)，①錯誤； ②D是固體，根據質量守恒定律可知氣體的質量是變化的，則氣體總質量不再改變能據此判斷該反應達到平衡狀態(tài)，②正確；③各組分的物質的量濃度不再改變，該反應達到平衡狀態(tài)，③正確；④當該反應達到平衡狀態(tài)，各組分的質量分數不再改變，該反應達到平衡狀態(tài)，④正確；⑤當反應速率v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)=m∶n∶p∶q時不能據此判斷該反應是否達到平衡狀態(tài)，且D是固體，不能表示反應速率，⑤錯誤； ⑥反應前后容積不變，但氣體的質量是變化的，所以體系的密度不再變化能說明反應達到平衡狀態(tài)，⑥正確。