2.2.2化学反应的限度
【典例导悟】
【典例1】(2009•山东高考)
是制备硫酸的重要反应。
下列叙述正确的是
A.催化剂V2O5不改变该反应的逆反应速率
B.增大反应体系的压 强,反应速率一定增大
C.该反应是 放热反应,降低温度将缩短反应达到平衡的时间
D.在t1、t2时刻,SO3(g)的浓度分别是c1、c2,则时间间隔t1~t2内,SO3(g)生成的平均速率为
【规范解答】选D。加入催化剂同时改变正、逆反应速率,A项错误;若是恒容条件,增加不参与反应的气体而使反应体系的压强增大,由于浓度不变,反应速率就不变,B项错误;降低温度使反应速率降低,将增大反应达到平衡的时间,C项错误;根据计算平均速率的定义公式可得D项正确。
【解析】选D。图中随反应进行,物质的量减少的N为反应物,物质 的量增多的M为生成物,Δn(N)∶Δn(M)
=(8-2) mol∶(5-2) mol=2∶1,所以反应方程式为
2N M;t2时刻,n(M)=n(N),但反应未达平衡,此时正反应速率大于逆反应速率;t3时刻反应达平衡,正反应速率等于逆反应速率;t1时刻,n(M)=3 mol,n(N)=6 mol,N的浓度是M浓度的2倍。
【思路点拨】解答本题要注意以下两点:
(1)条件改变若使正反应速率增大,则逆反应速率必然也增大。
(2)反应达平衡后的特征。
【自主解答】选A。升高温度和使用高效催化剂使正反应速率和逆反应速率都增大;反应达平衡后,反应速率保持恒定;CO的消耗表示v(正),CO2的消耗表示
v(逆),当两者速率相等时,表示反应达到平衡状态。
【互动探究】(1)该反应达平衡后,若升高温度,对该化学平衡的影响是什么?
(2)反应达平衡后,CO和CO2的物质的量一定相等吗?
提示:(1)升高温度,该可逆反应的正、逆反应速率都要增大,由于化学反应都伴随能量变化,故正、逆反应速率的增大程度不同,v(正)≠v(逆),所以化学平衡一定会移动。
(2)不一定。CO和CO2的物质的量不存在必然的关系。
⑤各组成成分浓度关系也与是否平衡无必然联系;
⑥某一生成物浓度不变时,说明达到平衡状态;
⑦因该反应反应前后气体体积不变,故在恒温恒容下压强不变不能作为是否达到平衡的判断依据;
⑧因该反应反应前后气体体积不变,且质量守恒,反应从始至终平均相对分子质量是不变的,不能作为平衡判据;
⑨颜色不变,代表着c(I2)不变,反应达到平衡;
⑩恒温恒压,且反应前后气体体积不变,则容积也恒定,又质量守恒,故密度也是自始至终不变的,不能作为平衡判断依据。
(2)⑥和⑨解析同上,可判断反应达到平衡状态;
⑦⑧⑩因反应前后气体体积改变,可以判断反应达到平衡。
答案:(1)②⑥⑨ (2) ⑥⑦⑧⑨⑩
【学业达标训练】
1.下列反应体系中,不属于可逆反应的是( )
A.Cl2溶解于水
B.氨气溶解于水
C.工业合成氨
D.水电解生成H2和O2与H2在O2中燃烧生成H2O