专题2 第2单元 第2课时 化学平衡状态-【金版教程】2024-2025学年新教材高中化学选择性必修1作业与测评课件PPT（苏教版2019）

专题2　化学反应速率与化学平衡 第二单元 化学反应的方向与限度 第2课时　化学平衡 状态 预习作业 01 课时作业 02 目录 CONTENTS 预习作业 (建议用时：15分钟) 一、可逆反应 1．可逆反应的概念 在___________下，既能向___________方向进行又能向___________方向进行的反应。 2．可逆反应的表示方法 约定采用“________”表示，把从左向右的反应称作_____________，从右向左的反应称作______________。 相同条件 正反应 逆反应 正(向)反应 逆(向)反应 预习作业 4 最大 最大 为0 为0 减小 减小 增大 增大 不再发生变化 预习作业 5 2．概念 当外界条件不变时，可逆反应进行到一定程度，反应物和生成物的浓度___________________________，这种状态称为化学平衡状态，简称化学平衡。此时正、逆反应都____________。 不再随时间而发生变化 没有停止 预习作业 6 答案 解析 解析　t2～t3时，正、逆反应速率相等，反应达到平衡状态，即反应达到限度，此时v正＝v逆≠0，各物质的浓度不再发生变化，A正确，B、C错误；t1时，正、逆反应速率均不为0，反应向正反应方向进行的同时也向逆反应方向进行，D错误。 预习作业 7 答案 预习作业 8 解析 解析　由于该反应从逆反应开始进行，故反应刚开始时， 生成物浓度最大，正反应速率最小，A正确；随着反应的进行， 生成物浓度逐渐减小，逆反应速率逐渐减小，反应物浓度逐渐 增大，正反应速率逐渐增大，B错误；该反应不能进行彻底，故 平衡时CO2的浓度不可能是0 mol·L－1，C错误；该反应建立平衡 的过程中，逆反应速率大于正反应速率，且逆反应速率逐渐减小，正反应速率逐渐增大，达到平衡时正、逆反应速率相等，D错误。 预习作业 9 答案 解析 解析　可逆反应中，反应物不可能完全转化。由于反应中X、Y按物质的量之比为1∶1反应，所以X过量，若Y完全反应，则c(Z)＝3．0 mol·L－1，c(W)＝2．0 mol·L－1。但Y不可能完全反应，所以0 mol·L－1<c(Z)<3．0 mol·L－1，0 mol·L－1<c(W)<2．0 mol·L－1。D肯定错误。 预习作业 10 答案 预习作业 11 解析 预习作业 12 课时作业 (建议用时：40分钟) 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 课时作业 14 答案 解析 解析　A、B为反应物，AB为生成物，且由方程式可知反应物和生成物的浓度变化相等，D正确。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 课时作业 15 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 课时作业 16 解析 解析　首先根据“一边倒”法，若反应物完全转化为生成物，则c(SO3)＝0．4 mol·L－1；若生成物完全转化为反应物，则c(SO2)＝0．4 mol·L－1，c(O2)＝0．2 mol·L－1，因此各物质的浓度范围为0<c(SO3)<0．4 mol·L－1，0<c(SO2)<0．4 mol· L－1，0<c(O2)<0．2 mol·L－1，且根据原子守恒知c(SO2)＋c(SO3)＝0．4 mol·L－1，由以上分析，B可能存在。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 课时作业 17 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 课时作业 18 答案 解析 解析　A项，由于是定容容器，反应前后气体的质量不变，故反应中气体的密度保持不变，故不能作为判断是否达到平衡状态的依据，同理D也不能；C项，反应速率之比等于反应方程式中的化学计量数之比，故不论是否达到平衡，它们速率的比值总是不变的，故不能证明已达到平衡。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 课时作业 19 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 课时作业 20 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 课时作业 21 解析 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 课时作业 22 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 课时作业 23 解析 解析　A项，因为反应物和生成物均为气体，所以气体的总质量一直不变，不能说明反应达到平衡状态；C项，断开4 mol H—Cl键的同时生成4 mol H—O键，均表示正反应，不能说明反应达到平衡状态；D项，各物质的物质的量之比等于化学方程式中化学计量数之比，不能说明反应达到平衡状态。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 课时作业 24 答案 解析 解析　D项，如果刚开始加入氢气和氮气的物质的量之比为3∶1或开始加入的是氨气，反应的任何时刻氢气和氮气的物质的量之比始终是3∶1，因此氢气和氮气的物质的量之比为3∶1时，反应不一定达到平衡。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 课时作业 25 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 课时作业 26 解析 解析　各物质的浓度之比等于化学计量数之比不是化学平衡状态的判断标志，A不符合题意；根据化学平衡状态定义，是各组分浓度保持不变，不是浓度相等，B不符合题意；用不同物质的反应速率表示达到平衡，要求反应方向是一正、一逆，且反应速率之比为化学计量数之比，C可说明反应已达平衡；此反应是可逆反应，不能进行到底，D不符合题意。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 课时作业 27 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 课时作业 28 解析 解析　达到平衡时正、逆反应速率相等，且条件不变，速率不再变化，t1时刻v正最大，之后减小，则t1时刻未达到平衡，A不符合题意；0～t1时，CO2、CO的物质的量的变化量之比应等于1∶1，B不符合题意；随着反应的进行，NO的质量越来越小，总质量不变，则NO的质量分数逐渐减小，t1时，NO的质量分数不再改变，说明反应达到平衡状态，C符合题意；反应的温度和压强不同，其ΔH不同，达到平衡前绝热体系中反应的焓变会发生变化，D不符合题意。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 课时作业 29 解析　由于该反应为反应前后气体分子数目不变的反应，体系的压强始终保持不变，A不能说明反应达到平衡状态；SO3和NO的物质的量之比始终为1∶1，C不能说明反应达到平衡状态；消耗SO3和生成NO2均表示同一方向的反应，D不能说明反应达到平衡状态。 答案 解析 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 课时作业 30 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 课时作业 31 答案 b 0．0015 mol·L－1·s－1 bc 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 课时作业 32 解析 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 课时作业 33 答案 16 8 mol　 5∶4 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 课时作业 34 解析 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 课时作业 35 　　　　　　　　　　　　　 R  二、化学平衡状态 1．建立过程 1．如图是可逆反应X2＋3Y22Z在反应过程中的反应速率(v)与时间(t)的关系曲线，下列叙述正确的是(　　) A．t2～t3时，各物质的浓度不再发生变化 B．t2时，反应未达到限度 C．t2～t3时，反应已停止进行 D．t1时，反应只向正反应方向进行 2．在一定条件下，将0．3 mol CO2和0．2 mol H2通入2 L密闭容器中，进行反应：CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)。下列关于该反应建立平衡的说法正确的是(　　) A．反应刚开始时，生成物浓度最大，正反应速率最小 B．随着反应的进行，反应物浓度逐渐减小，正反应速率逐渐增大 C．达到平衡状态时反应体系中CO2的浓度为0 mol·L－1 D．该反应建立平衡过程的v­t(时间)图像为 3．在一定条件下，某密闭容器中发生可逆反应2X(g)＋2Y(g)3Z(g)＋2W(g)，X、Y的初始浓度分别为2．5 mol·L－1和2．0 mol·L－1，达平衡后，下列各生成物的浓度数据中肯定错误的是(　　) A．c(Z)＝1．5 mol·L－1 B．c(Z)＝2．4 mol·L－1 C．c(W)＝1．6 mol·L－1 D．c(W)＝2．0 mol·L－1 4．一定温度下，0．1 mol N2和0．3 mol H2在恒容的密闭容器中发生如下反应：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)　ΔH<0。下列说法不正确的是(　　) A．达到平衡状态时，v正(NH3)∶v逆(N2)＝2∶1 B．c(N2)∶c(H2)∶c(NH3)＝1∶3∶2时，说明反应已达到平衡状态 C．容器内的压强不再变化时，说明反应已达到平衡状态 D．升高温度时，v正(NH3)增大，v逆(NH3)也增大 解析　达到平衡时，正、逆反应速率相等，因同一反应中恒有v正(NH3)＝2v正(N2)，eq \f(v正（NH3）,v逆（N2）)＝eq \f(2,1)时，可得v正(N2)＝v逆(N2)，说明反应达到平衡状态，A正确；浓度的比值与化学计量数的比值相等不能说明反应达到平衡状态，B错误；恒温恒容条件下，气体的压强之比等于物质的量之比，该反应的正反应为气体分子数减小的反应，压强不再改变时，说明气体总物质的量不再改变，则反应达到平衡状态，C正确；升高温度，正、逆反应速率都增大，D正确。 一、选择题(每小题只有1个选项符合题意) 1．下列对可逆反应的认识正确的是(　　) A．SO2＋Br2＋2H2O===H2SO4＋2HBr与2HBr＋H2SO4(浓)===Br2＋SO2↑＋2H2O互为可逆反应 B．既能向正反应方向进行，又能向逆反应方向进行的反应叫可逆反应 C．在同一条件下，同时向正、逆两个方向进行的反应叫可逆反应 D．NH4Cleq \o(=====,\s\up17(△))NH3↑＋HCl↑与NH3＋HCl===NH4Cl互为可逆反应 2．A和B在溶液中进行如下的可逆反应：A＋BAB，反应开始时溶液中只有A和B，反应过程中A、B、AB的物质的量浓度随时间变化的曲线图正确的是(　　) 3．一定条件下，在一密闭容器中进行反应2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)，已知反应过程中某一时刻SO2、O2、SO3的浓度分别为0．2 mol·L－1、0．1 mol·L－1、0．2 mol·L－1，当反应达到平衡时，可能存在的情况是(　　) A．SO2为0．4 mol·L－1，O2为0．2 mol·L－1 B．SO2为0．25 mol·L－1 C．SO2、SO3均为0．15 mol·L－1 D．SO3为0．4 mol·L－1 [方法技巧]　“一边倒”法判断可逆反应中物质的浓度取值 (1)完全转化到“”的右侧，求出生成物的最大值，反应物的最小值，此时反应物可能为0，也可能不为0。 (2)完全转化到“”的左侧，求出反应物的最大值，生成物的最小值。 (3)根据(1)、(2)得出各物质浓度的取值范围。 4．在一定温度下的定容容器中，当下列哪些物理量不再发生变化时，表明反应A(g)＋2B(g)C(g)＋D(g)已达到平衡状态(　　) A．混合气体的密度 B．混合气体总物质的量 C．v(C)与v(D)的比值 D．混合气体总体积 5．恒温时向2 L密闭容器中通入一定量的气体X和Y，发生反应：2X(g)＋Y(g)3Z(g)，Y的物质的量n(Y)随时间t变化的曲线如图所示。下列说法正确的是(　　) A．正反应速率a点比b点小 B．t0 min时该反应停止 C．t0 min时，c(Z)＝0．75 mol·L－1 D．当密闭容器中的压强不再变化，该可逆反应达到了化学平衡状态 6．将2 mol X和2 mol Y充入2 L密闭容器中发生如下反应：X(g)＋3Y(g)2Z(g)＋aQ(g)，2 min后达到平衡状态时生成0．8 mol Z，测得Q的浓度为0．4 mol·L－1，则下列叙述错误的是(　　) A．a的值为2 B．平衡时X的浓度为0．2 mol·L－1 C．达到平衡时Y转化了1．2 mol D．2 min内，反应的平均速率v(Y)＝0．3 mol·L－1·min－1 解析　平衡时生成0．8 mol Z，测得Q的浓度为0．4 mol·L－1，则生成的Q的物质的量n(Q)＝0．4 mol·L－1×2 L＝0．8 mol，所以2∶a＝0．8 mol∶0．8 mol，计算得出a＝2，A正确；平衡时生成0．8 mol Z，则参加反应的X的物质的量为0．8 mol×eq \f(1,2)＝0．4 mol，故平衡时X的物质的量为2 mol－0．4 mol＝1．6 mol，平衡时X的浓度为eq \f(1.6 mol,2 L)＝0．8 mol·L－1，B错误；平衡时生成0．8 mol Z，则参加反应的Y的物质的量为0．8 mol×eq \f(3,2)＝1．2 mol，C正确；2 min内反应的平均速率v(Y)＝eq \f(1.2 mol,2 L×2 min)＝0．3 mol·L－1·min－1，D正确。 7．用Cl2生产某些含氯有机物时会生成副产物HCl，利用下列反应可实现氯的循环利用：4HCl(g)＋O2(g)2Cl2(g)＋2H2O(g)　ΔH＝－115．6 kJ·mol－1。在恒温恒容的密闭容器中，充入一定量的反应物发生上述反应，能充分说明该反应达到化学平衡状态的是(　　) A．气体的总质量不再改变 B．氯化氢的物质的量不再改变 C．断开4 mol H—Cl键的同时生成4 mol H—O键 D．n(HCl)∶n(O2)∶n(Cl2)∶n(H2O)＝4∶1∶2∶2 8．下列描述的化学反应状态，不一定是平衡状态的是(　　) A．H2(g)＋Br2(g)2HBr(g)恒温、恒容下，反应体系中气体的颜色保持不变 B．2NO2(g)N2O4(g)恒温、恒容下，反应体系中气体的压强保持不变 C．CaCO3(s)CO2(g)＋CaO(s)恒温、恒容下，反应体系中气体的密度保持不变 D．3H2(g)＋N2(g)2NH3(g)反应体系中H2与N2的物质的量之比保持3∶1 9．在一定条件下，使一定量的X和Y气体混合发生反应：2X(g)＋3Y(g)4Z(g)。下列描述说明反应已达到平衡状态的是(　　) A．各物质的浓度之比c(X)∶c(Y)∶c(Z)＝2∶3∶4 B．混合气体中各物质的浓度相等 C．单位时间内，若消耗了a mol X物质，同时也消耗了2a mol Z物质 D．恒温、恒压条件下，混合气体的体积是反应开始前的eq \f(4,5) 10．(2023·河南濮阳高二月考)净化汽车尾气的主要原理为2NO(g)＋2CO(g)2CO2(g)＋N2(g)　ΔH<0。若该反应在绝热、恒容的密闭体系中进行，下列示意图正确且能说明反应在t1时刻达到平衡状态的是(　　) 11．一定条件下，将NO2与SO2以体积比为1∶2置于恒温密闭容器中，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的物质的量之比保持不变 D．每消耗1 mol SO3的同时生成1 mol NO2 [规律方法]　 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而变化，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。 二、非选择题 12．800 ℃时，在2 L密闭容器中发生反应2NO(g)＋O2(g)2NO2(g)，在反应体系中，n(NO)随时间的变化如表所示： 时间/s 0 1 2 3 4 5 n(NO)/mol 0．020 0．010 0．008 0．007 0．007 0．007 (1)如图中表示NO2变化曲线的是________(填序号)，用O2表示0～2 s内该反应的平均速率v＝_______________________。 (2)能说明该反应已经达到平衡状态的是________(填序号)。 a．v(NO2)＝2v(O2) b．容器内压强保持不变 c．v逆(NO)＝2v正(O2) d．容器内气体的密度保持不变 解析　(1)根据表中一氧化氮的物质的量的变化可知，该反应正向进行，则二氧化氮的物质的量在不断增大，0～3 s内，Δn(NO)＝(0．02－0．007) mol＝0．013 mol＝Δn(NO2)，Δc(NO2)＝0．0065 mol·L－1，所以表示NO2变化曲线的是b，0～2 s内Δc(NO)＝eq \f(0.02 mol－0.008 mol,2 L)＝0．006 mol·L－1，v(NO)＝eq \f(Δc（NO）,Δt)＝eq \f(0.006 mol·L－1,2 s)＝0．003 mol·L－1·s－1，所以v(O2)＝eq \f(1,2)v(NO)＝0．0015 mol·L－1·s－1。 (2)a项，v(NO2)＝2v(O2)未指明正、逆反应速率，不能说明正、逆反应速率相等，无法判断反应是否处于平衡状态；b项，该反应反应前后气体分子数不同，压强不变说明正、逆反应速率相等，反应达到平衡状态；c项，v逆(NO)＝2v正(O2)时，正、逆反应速率相等，反应达到平衡状态；d项，恒容容器，气体体积不变，反应物、生成物都是气体，质量不变，密度始终不变，则密度不变不能说明反应达到平衡状态。 13．恒温下，将a mol N2与b mol H2的混合气体通入一个固定容积的密闭容器中，发生如下反应：N2(g)＋3H2(g)eq \o(,\s\up17(催化剂),\s\do15(高温、高压))2NH3(g)。 (1)反应进行到某时刻t时，nt(N2)＝13 mol，nt(NH3)＝6 mol，则a＝________。 (2)反应达平衡时，混合气体的体积为716．8 L(标准状况下)，其中NH3的含量(体积分数)为25%，平衡时NH3的物质的量为________。 (3)原混合气体与平衡时混合气体的总物质的量之比n(始)∶n(平)＝________(写出最简整数比)。 解析　(1)反应进行到t时，nt(N2)＝13 mol，nt(NH3)＝6 mol，由化学方程式可知，参加反应的N2的物质的量为3 mol，故N2的起始物质的量为13 mol＋3 mol＝16 mol，即a＝16。 (2)反应达平衡时，混合气体的总物质的量n(总)＝eq \f(716.8 L,22.4 L·mol－1)＝32 mol，其中NH3的物质的量为32 mol×25%＝8 mol。 (3)利用差量法计算 N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)　 减少的物质的量 转化量/mol 4 12 8 8 由以上分析可知，每生成8 mol NH3，达到平衡时减少的物质的量为8 mol。由(2)知，平衡时混合气体总物质的量为32 mol，故原混合气体的物质的量为32 mol＋8 mol＝40 mol，原混合气体物质的量与平衡时混合气体的总物质的量之比为40 mol∶32 mol＝5∶4。 $$