化学键 对同一物质而言,断裂的化学键的物质的量与形成的化学键的物质的量相等。如反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g),若有下列各项成立
a.断裂1 mol N≡N键的同时生成1 mol N≡N键;
b.断裂1 mol N≡N键的同时生成3 mol H-H键;
c.生成1 mol N≡N键的同时生成6 mol N-H键 平衡 2.以下几种情况不能作为可逆反应达到化学平衡状态的标志
(1)某一时刻,各物质的浓度(或物质的量或分子数)之比等于化学计量数之比的状态。
(2)恒温、恒容条件下气体体积不变的反应,混合气体的压强或气体的总物质的量不随时间变化,如2HI(g)I2(g)+H2(g)。
(3)全部是气体参加的体积不变的反应,体系的平均相对分子质量不随时间变化而变化,如2HI(g)I2(g)+H2(g)。
(4)全部是气体参加的反应,恒容条件下体系的密度保持不变。
[对点练]
在恒温、容积为2 L的密闭容器中加入1 mol CO2和3 mol H2,发生如下反应:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ΔH<0。可认定该可逆反应在一定条件下已达到化学平衡状态的是( )
A.容器中CO2、H2、CH3OH、H2O的物质的量之比为1∶3∶1∶1
B.v正(CO2)=3v逆(H2)
C.容器内混合气体平均相对分子质量保持不变
D.容器中CO2、H2、CH3OH、H2O的物质的量浓度都相等
解析:选C 因为反应前后气体的物质的量不等,所以相对分子质量随着反应进行而改变,当平均相对分子质量不变时,反应达到平衡。
[题点全练-过高考]
题点一 可逆反应的特点
1.反应2SO2+O22SO3达到平衡后,再向反应容器中充入含氧的同位素8O的氧气,经过一段时间后,8O原子存在于( )
A.O2 B.SO2
C.O2和SO2 D.O2、SO2和SO3
答案:D
2.将0.2 mol·L-1的KI溶液和0.1 mol·L-1 Fe2(SO4)3溶液等体积混合后,取混合液分别完成下列实验,能说明溶液中存在化学平衡"2Fe3++2I-2Fe2++I2"的是( )
实验编号 实验操作 实验现象 ① 滴入KSCN溶液 溶液变红色 ② 滴入AgNO3溶液 有黄色沉淀生成 ③ 滴入K3[Fe(CN)6]溶液 有蓝色沉淀生成 ④ 滴入淀粉溶液 溶液变蓝色
A.①和② B.②和④ C.③和④ D.①和③
解析:选A ①现象说明存在Fe3+,②现象说明有I-,③现象说明有Fe2+生成,④现象说明有I2生成。但是③④不能说明反应为可逆反应。
[规律方法]
(1)可逆反应的概念强调"相同条件",如2H2O电解点燃2H2↑+O2↑不是可逆反应。
(2)二次电池的充、放电不是可逆反应。
(3)可逆反应不等同于可逆过程。可逆过程包括物理变化和化学变化,而可逆反应属于化学变化。
(4)一个可逆反应达到的平衡状态就是这个反应在该条件下所能达到的限度。
(5)化学反应的限度可以通过改变条件而改变。
题点二 化学平衡状态的判断
3.在一定条件下,可逆反应X(g)+2Y(g)2Z(g) ΔH=-a kJ·mol-1达到化学平衡时,下列说法一定正确的是( )
A.反应放出a kJ热量
B.X和Y的物质的量之比为1∶2
C.反应物和生成物的浓度都不再发生变化
D.X的正反应速率等于Z的逆反应速率
解析:选C 由于参加反应的反应物的量未知,所以不能确定放出热量的多少,A错误;根据化学方程式可知,X、Y反应或生成的物质的量之比是1∶2,不能确定平衡时二者的物质的量的关系,B错误;可逆反应达到平衡时,反应体系的任何物质的浓度都不会发生变化,C正确;反应达到平衡时,X的正反应速率与Z的逆反应速率之比是1∶2,D错误。
4.一定温度下在容积恒定的密闭容器中,进行如下可逆反应:A(s)+2B(g)C(g)+D(g),下列叙述能表明该反应已达到平衡状态的是( )
①混合气体的密度不再变化时
②容器内气体的压强不再变化时
③混合气体的总物质的量不再变化时