变时,可逆反应即达到平衡状态;对于乙中反应:④⑤所表示的物理量均为变量,当它们不变时,可逆反应即达到平衡状态。综上分析,其中能表明甲、乙容器中反应都达到平衡状态的是④和⑤。
9.(2014·无锡质检)以下可逆反应,在给定的条件下一定达到了化学平衡状态的是( )
A.N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)[在混合气体中φ(NH3)=33.3%]
B.CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g)(在恒容容器中,容器内压强不再变化)
C.2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g)(在恒压条件下,总质量不再改变)
D.2NO2(g) 2NO(g)+O2(g)(在恒容条件下,气体颜色不再改变)
解析:选D。A项中,φ(NH3)=33.3%,不能说明是否一定为平衡状态。B项中,等体积反应,p总始终为恒量;C项中,总质量始终为恒量,都不能作为判断是否达到平衡状态的依据。
10.200 ℃时,将a mol H2(g)和b mol I2(g)充入到体积为V L的密闭容器中,发生反应:I2(g)+H2(g) 2HI(g)。
(1)反应刚开始时,由于c(H2)=________,c(I2)=____________,而c(HI)=________,所以化学反应速率____________最大,而________最小(为零);
(2)随着反应的进行,反应混合物中各组分浓度的变化趋势为c(H2)________,c(I2)________,而c(HI)____________,从而化学反应速率v(正)________,而v(逆)________;
(3)当反应进行到v(正)与v(逆)________时,此可逆反应就达到了平衡,若保持外界条件不变时,反应混合物中各组分的物质的量、物质的量浓度、质量分数、体积分数、反应物的转化率和生成物的产率及体系的总压强(或各组分的分压)都将________。
解析:由题意可知,反应刚开始时,c(H2)和c(I2)最大,分别为 mol/L、 mol/L,而c(HI)为0,故v(正)最大,v(逆)=0;随着反应的进行,H2和I2不断消耗,其浓度逐渐减小,故v(正)减小,而HI的浓度逐渐增大,v(逆)增大,当v(正)=v(逆)时即达平衡状态,外界条件不变,则平衡不移动,题中各种量都将保持不变。
答案:(1) mol/L mol/L 0 v(正) v(逆)
(2)减小 减小 增大 减小 增大
(3)相等 保持不变
11.在一定条件下,可逆反应A2(g)+B2(g) 2C(g)达到平衡时,各物质的平衡浓度c(A2)=0.5 mol·L-1、c(B2)=0.1 mol·L-1、c(C)=1.6 mol·L-1,若用a、b、c分别表示A2、B2、C的初始浓度(mol·L-1),则:
(1)a、b应满足的关系是____________;
(2)a的取值范围是____________。
解析:(1)设转化过程中A2(g)转化浓度为x mol·L-1,B2(g)的转化浓度也为x mol·L-1。平衡时:a-x=0.5,b-x=0.1。所以,a=b+0.4。
(2)①若A2、B2为起始物,生成1.6 mol·L-1 C需A2 0.8 mol·L-1,A2的起始浓度为0.5 mol·L-1+0.8 mol·L-1=1.3 mol·L-1。②若0.1 mol·L-1 B2全部由C生成,则A2的起始浓度为0.5 mol·L-1-0.1 mol·L-1=0.4 mol·L-1,故a的取值范围为0.4≤a≤1.3。
答案:(1)a=b+0.4 (2)0.4≤a≤1.3
[能力提升]
12.一定温度下,在2 L的恒容密闭容器内发生的反应中M、N的物质的量随反应时间变化的曲线如图所示。