2019-2020学年第二学期高中化学新课突破（人教选修4）：2．3 第1课时　可逆反应与化学平衡状态【自主预习、课堂达标】

人教版选修4：
——可逆反应与化学平衡状态
【课堂达标】
1．可逆反应达到平衡的主要特征是(　　)
A．反应停止了
B．正、逆反应的速率均为零
C．正、逆反应都还在进行
D．正、逆反应的速率相等
解析：选D　一定条件下，当同一种物质的正、逆反应速率相等时，表明可逆反应处于平衡状态。
2．分析各选项中的各组反应，其中互为可逆反应的是(　　)
A．2KHCO3K2CO3＋H2O＋CO2↑
K2CO3＋H2O＋CO2===2KHCO3
B．CO2＋H2O===H2CO3　H2CO3===CO2＋H2O
C．NH3＋HCl===NH4Cl　NH4ClNH3＋HCl
D．2NaCl2Na＋Cl2↑　2Na＋Cl22NaCl
解析：选B　可逆反应是指同一条件下进行的反应，而选项A、C、D中的两反应的反应条件不同，均不属于可逆反应。
3．在一定的条件下，使NO与O2在一密闭容器中进行的反应，下列各选项说法中错误的是(　　)
A．反应开始时，正反应速率最大，逆反应速率为0
B．随着反应的进行，正反应速率逐渐减小，最后为0
C．随着反应的进行，逆反应速率逐渐增大，最后不变
D．随着反应的进行，正反应速率逐渐减小，最后不变
解析：选B　化学平衡建立的过程：随着反应的进行，正反应速率逐渐减小，逆反应速率逐渐增大，最后不变，但都不为零。
5．(2019·沈阳高二期中)对可逆反应4NH3(g)＋5O2(g)4NO(g)＋6H2O(g)，下列叙述正确的是(　　)
A．达到化学平衡时，4v正(O2)＝5v逆(NO)
B．若单位时间内生成x
mol
NO的同时，消耗x
mol
NH3，则反应达到平衡状态
C．达到化学平衡时，若增加容器体积，则正反应速率增大，逆反应速率减小
D．化学反应速率关系是2v正(NH3)＝3v正(H2O)
解析：选A　反应达到平衡时，v正(O2)∶v逆(NO)＝5∶4，即4v正(O2)＝5v逆(NO)，A正确；生成NO和消耗NH3均表示正反应方向，不能证明反应达到平衡状态，B错误；增加容器体积，反应物和生成物的浓度均减小，正、逆反应速率均减小，C错误；根据化学方程式可知，v正(NH3)∶v正(H2O)＝4∶6，即3v正(NH3)＝2v正(H2O)，D错误。
6．下列各关系中能说明反应N2＋3H22NH3已达到平衡状态的是(　　)
A．3v正(N2)＝v正(H2)　
B．v正(N2)＝v逆(NH3)
C．2v正(H2)＝3v逆(NH3)
D．v正(N2)＝3v逆(H2)
解析：选C　如果v(正)与v(逆)的比等于化学计量数之比，则该反应达到平衡状态；而v(正)∶v′(正)或v(逆)∶v′(逆)等于化学计量数之比，则不能判断该反应是否达到平衡状态。
7．一定条件下，将NO2与SO2以体积比1∶2置于密闭容器中发生反应：NO2(g)＋SO2(g)SO3(g)＋NO(g)　ΔH＝－41.8
kJ·mol－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．SO3和NO的体积比保持不变
D．每消耗1
mol
SO3的同时生成1
mol
NO2
解析：选B　由于该反应为前后气体体积相等的反应，体系的压强始终保持不变，故不能以压强不变判断反应是否达到平衡，A错误；SO3与NO的体积比始终保持1∶1，C错误；消耗SO3和生成NO2为同一方向的反应，D错误。
8.在一定量的密闭容器中进行反应：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)。已知反应过程中某一时刻N2、H2、NH3的浓度分别为0.1
mol·L－1、0.3
mol·L－1、0.2
mol·L－1。当反应达到平衡时，可能存在的数据是(　　)
A．N2为0.2
mol·L－1，H2为0.6
mol·L－1
B．N2为0.15
mol·L－1
C．N2、H2均为0.18
mol·L－1
D．NH3为0.4
mol·L－1
[解析]　反应为可逆反应，反应体系中任何一种物质的转化率都小于100%，所以A、D错误；从题给量的关系知无论反应进行到什么程度，c(N2)∶c(H2)＝1∶3，因此两者不可能同时均为0.18
mol·L－1，所以C错误。
[答案]　B
9.一定条件下，在容器中进行如下反应：X2(g)＋Y2(g)2Z(g)，已知X2、Y2、Z的起始浓度分别为0.1
mol·L－1、0.3
mol·L－1、0.2
mol·L－1，平衡时各物质的浓度有可能是(　　)
A．Z为0.3
mol·L－1
B．Y2为0.4
mol·L－1
C．X2为0.2
mol·L－1
D．Z为0.4
mol·L－1
解析：选A　本题可用“一边倒”法来判断：
　　　　　
　　　X2　＋　Y22Z
①全部为反应物　　　0.2　　　0.4　　0
②最多的生成物　　　0　　　　0.2　　0.4
即可得各物质平衡浓度的取值范围：
0mol·L－1；
0．2
mol·L－1mol·L－1；
0mol·L－1。
10．下列反应是否是可逆反应？对不属于可逆反应的说明理由。
(1)2H2＋O22H2O
。
(2)6CO2＋6H2O6O2＋C6H12O6
。
(3)H2＋I22HI
。
答案：(1)(2)均不属于可逆反应，因为正逆反应反应条件不同　(3)可逆反应
11．向含有2
mol的SO2的容器中通入过量氧气，发生2SO2＋O22SO3，充分反应后生成SO3的物质的量
2
mol(填“<”“>”或“＝”，下同)，SO2的物质的量
0
mol，转化率
100%。
答案：<　>　<
12．在某一容积为5
L的密闭容器内，加入0.2
mol的CO和0.2
mol的H2O，在催化剂存在的条件下加热至高温，发生如下反应：CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)　ΔH>0。反应中CO2的浓度随时间变化情况如图：
(1)根据上图数据，反应开始至达到平衡时，CO的化学反应速率为
；反应达到平衡时；c(H2)＝
。
(2)判断该反应达到平衡的依据是
。
①CO减少的化学反应速率和CO2减少的化学反应速率相等
②CO、H2O、CO2、H2的浓度都相等
③CO、H2O、CO2、H2的浓度都不再发生变化
④正、逆反应速率都为零
解析：(1)由图可知10
min时达到平衡，v(CO)＝v(CO2)＝0.03
mol·L－1÷10
min＝0.003
mol·L－1·min－1。由化学方程式得c(H2)＝c(CO2)＝0.03
mol·L－1。
(2)达到平衡的标志是各物质的百分组成不变，浓度不变，正、逆反应速率相等且不为零。CO减少的化学反应速率是正反应速率，CO2减少的化学反应速率是逆反应速率。所以①③可作为判断反应达到平衡的依据。
答案：(1)0.003
mol·L－1·min－1　0.03
mol·L－1
(2)①③
【课后总结】
分点突破1　可逆反应与不可逆反应
1．可逆反应
(1)概念：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反应。
(2)表示方法：约定采用(符号)表示，把从左向右的反应称作正反应，从右向左的反应称作逆反应。
(3)特征：可逆反应发生的条件相同，反应不能进行到底，反应物不能实现完全转化，反应体系中，与化学反应有关的各种物质共存。
2．不可逆反应
有些反应的逆反应进行程度太小可忽略，把几乎完全进行的反应叫不可逆反应，用“===”表示。
【归纳总结】
可逆反应的特征
1双向性：可逆反应分为方向相反的两个反应：正反应和逆反应。
2双同性：正逆反应在相同条件下是同时进行的。
3共存性：反应物和生成物共存于同一体系中，反应物的转化率小于100%。
4能量转化类型相反：若正反应放热，则逆反应吸热。
分点突破2　化学平衡状态
1．化学平衡的建立
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
以上过程可用下图表示
2.化学平衡状态
一定条件下，可逆反应中，正反应速率与逆反应速率相等，反应混合物中各种物质的浓度或质量保持不变的状态。
3．化学平衡状态的特征
【归纳总结】
1．对化学平衡状态的理解
(1)化学平衡状态是一定条件下的可逆反应进行到最大限度的结果。
(2)对于一个既定的可逆反应，如果其他条件一定，不论采取何种途径(反应是从反应物开始或从生成物开始)，最后都能建立化学平衡状态。
(3)化学平衡状态不会因时间变化而变化。
(4)可逆反应达到化学平衡状态的根本原因是v(正)＝v(逆)，正是由于各物质的消耗速率与生成速率相等，才会有反应混合物中各组分的浓度保持不变。
2．判断可逆反应是否达到平衡状态的方法
(1)本质标志：v正＝v逆≠0。
(2)直接标志：“定”，即反应混合物中各组分的含量保持不变。
(3)间接标志：指所表述的内容并非直接而是间接反映“等”和“定”的意义。