2. 2.1化学平衡状态 讲义 2024-2025学年高二上学期化学人教版（2019）选择性必修1

化学平衡状态 【核心素养发展目标】 1. 从可逆反应化学平衡状态的建立过程,认识化学平衡是一种动态平衡 2. 熟知化学平衡状态的特征,掌握化学平衡状态的判断方法 【主干知识梳理】 一、化学平衡状态 1. 化学平衡的研究对象-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称为可逆反应 (2)表示方法 可逆反应方程式常用“”连接,把从左向右进行的反应称为正反应,把从右向左进行的反应称为逆反应 (3)特点 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:同一条件下,正反应和逆反应同时发生、同时存在 ③共存性:反应不能进行到底,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 2. 化学平衡状态的建立 (1)从建立的途径(物质的投料方式)角度分析 从反应物投料 N2与H.发生反应,随着反应的进行,体系中NH;的浓度逐渐增大,而 _. N2.与H,的浓度逐渐减小。从某一时刻开始,它们的浓度均不再改变 从生成物投料 -H: NH.发生分解反应,随着反应的进行,体系中N:与H;的浓度逐渐增大 -NH. 而NH。的浓度逐渐减小。从某一时刻开始,它们的浓度均不再改变 -M. (2)从浓度对速率的影响的角度分析 对于可逆反应N+3H-2NH,在一定温度下,将1molN;和3molH通入一定体积的密闭容器中 浓度 速率变化 V正、v关系 反应物浓度最大 v最大 反应开始 v正V道 生成物浓度为0 v为0 反应物浓度逐渐减小 v正逐渐减小 反应进行中 v正v益 生成物浓度逐渐增大 v增大 反应一段时间()后 反应物浓度不再改变 v正不变 V正-V0 (3)利用速率-时间(v-t)图像分析 __{ 3. 化学平衡状态的概念:在一定条件下,当反应进行到一定程度时,正反应速率与逆反应速率相等,反应物的 浓度和生成物的浓度都不再改变,即体系的组成不随时间而改变,这表明该反应中物质的转化达到了“限度”, 这时的状态我们称为化学平衡状态,简称化学平衡,也就是说化学平衡状态是指在一定条件下的可逆反应,正 反应和逆反应的速率相等,反应混合物中各组分的浓度保持不变的状态 【微点拨】 ①化学平衡状态是可逆反应在一定条件下所能达到的或完成的最大限度 ②对于可逆反应来说,当处于化学平衡状态时,转化率、产率达到了最大限度 4.:化学平衡状态的特征 越努力,越幸运 为梦想而努力! (1)逆:化学平衡状态研究的对象是可逆反应 (2)等:平衡时,同一物质的正、逆反应速率相等,即:v正一v70 (3)动:平衡时,反应仍在不断进行,是一种动态平衡 (4)定:平衡时,各物质的转化率(g)、百分含量(w%)、物质的量(n)、物质的质量(m)、物质的量浓度(c)、混合气 体的平均摩尔质量(M)、混合气体的密度(p)、压强(P)等所有物理量全部恒定 (5)变:外界条件改变时,平衡可能被破坏,并在新的条件下建立新的化学平衡,即发生化学平衡移动 【对点训练1】 1. 下列有关可逆反应的说法不正确的是( ) A. 可逆反应是指在同一条件下能同时向正、逆两个方向进行的反应 B. 2△H+I.是可道反应 点燃 C. 2H+O' “2Ho与2HO D. 可逆反应中反应物和生成物同时存在 2. 模型法是化学中把微观问题宏观化的最常见方法,对于2HBr(g)H(g)+Br(g)反应,下列四个图中可以 表示该反应在一定条件下为可逆反应的是( _。 催化剂_2sO(g),充入由18O组成的氧气一段时间后,180存在下列物质中的( 3.可逆反应:2SO(g)+O(g)) _ A.多余的氧气中 B. 生成的三氧化疏中 C. 氧气和二氧化疏中 D. 二氧化疏、氧气和三氧化疏中 4. 在乙酸乙醐、乙醇、乙酸水溶液共存的化学平衡体系中加入含重氢的水,经过足够长的时间后,可以发现 除了水外,体系中含有重氢的化合物是( A,只有乙醇 B. 只有乙酸 C. 乙酸乙、乙醇、乙酸 D. 只有乙醇和乙酸 5. 在一定条件下,某密团容器中发生可逆反应2X(g)+2Y(g)-3乙(g)+2W(g),X、Y的初始浓度分别为2.5 molL二1和2.0molL一1,达平衡后,下列各生成物的浓度数据中肯定错误的是( A. c(乙)-1.5molL-1 B. c(Z)-2.4molL-1 C. c(W)-1.6molL-1 D. c(W)-2.0mol I_1 催化剂 NH的浓度分别为0.1molL-1L、0.3molL-1、0.2molL-1。当反应达到平衡时,可能存在的数据是( ) A. N:为0.2molL-1,H为06molL-1 B. N.为015molL-1 C. N、H均为0.18molL-1 D. NH:为04molL-1 SO.浓度分别为0.2molL-1、0.1molL-1、0.2molL-1,达到平衡时浓度可能是( ) A. sO、O分别为0.4molL-1、0.2molL-1 B. sO.为0.25molL-1 C. sO、sO.均为0.15molL-1 D. sO为024molL-1,sO.为014molL-1 8. 将0.2molL-1KI溶液和0.05molL-1Fe(SO):溶液等体积混合后,取混合溶液分别完成下列实验,能说明 溶液中存在化学平衡“2Fe3++2I-2Fe2++I”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 ③ 滴入AgNO:溶液 有黄色沉淀生成 滴入K[Fe(CN)]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 C③和④ B. ②和④ D.①和③ 越努力,越幸运 为梦想而努力! 二、化学平衡状态的判断方法“正、逆相等,变量不变” 1. 用本质特征判断:正反应速率与逆反应速率相等,即正三?,速率必须一个是正反应速率,一个是逆反应 速率,且经过换算后用同一种物质表示的消耗速率和生成速率相等 ①同一种物质:该物质的生成速率等于它的消耗速率 ②不词的物质:速率之比等于化学方程式中各物质的化学计量数之比,但必须是不同方向的速率 如:aA+bB cC+aD,v正□Av逆口B□一ab时,反应达到平衡状态 2. 用宏观特征判断:反应混合物中各组成成分的浓度、含量保持不变 一变量不变 (1)各物质的质量、物质的量、分子数、体积(气体)、物质的量浓度均保持不变 (2)各物质的质量分数、物质的量分数、气体的体积分数均保持不变 (③)反应物的转化率、产物的产率保持不变 (4)温度、压强(化学反应方程式两边气体体积不相等)或颜色(某组分有颜色)不变 总之,要抓住变化的量不变可以作为平衡的标志;如果该物理量始终是一个定值,就不能作为判断是否达平 衡的标 3. 常见的判断依据:以mA(g)+nB(g)-pC(g)+qD(g)为例 类型 判断依据 是否是平衡状态 ①各物质的物质的量或各物质的物质的量的分数一定 平衡 ②各物质的质量或各物质质量分数一定 混合物体系中各 平衡 成分的含量 ③各气体的体积或体积分数一定 平衡 ④总体积、总压强、总物质的量一定 不一定平衡 ①在单位时间内消耗了mmolA同时生成mmolA,即v(正)-w逆 平衡 ②在单位时间内消耗了nmolB同时消耗了ymolC,则v(正)-w逆 正、逆反应 平衡 速率的关系 ③在单位时间内生成nmolB,同时消耗了amolD,因均指逆 不一定平衡 ④wA)wB)wC)wD)一m:n:pq,w(正)不一定等于w逆 不一定平衡 ①m十np十q时,总压强一定(其他条件一定) 平衡 压强 ②m十n一p十a时,总压强一定(其他条件一定) 不一定平衡 ①M一定时,只有当m十ny+q时 混合气体平均相 平衡 对分子质量M ②M一定时,但m+n-p+q时 不一定平衡 温度 任何反应都伴随着能量变化,当体系温度一定时 平衡 颜色 反应体系内有色物质的颜色一定 平衡 恒温恒容时,密度一定 不一定平衡 体系的密度 恒温恒压时,若m十ny十q,则密度一定时 平衡 恒温恒压时,若m十n一p十q,则密度一定时 不一定平衡 【微点拨】 ①对同一物质而言,断裂化学键的物质的量与形成化学键的物质的量相等则一定处于平衡状态 ②对绝热密闭容器,温度保持不变则一定处于平衡状态 ③若反应中有固体或液体,平均相对分子质量一定、密度一定则一定处于平衡状态 mA(s)+nB(g)pC(g)+qD(g),若A为固体或液体,则 是否是平衡状态 混合气体的平均摩尔质量一定 平衡 混合气体的密度一定 平衡 【对点训练2】 1. 一定条件下,将NO与SO以体积比为1:2置于密闭容器中,发生反应NO(g)+SO(g)→SO(g)+NO 越努力,越幸运 为梦想而努力! (g) AH=-41.8kJ-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. SO。和NO的体积比保持不变 D. 每消耗1molsO;的同时生成1molNO 2. 可逆反应:2NO(g)-2NO(g)+O(g)在恒容的密团容器中进行,达到平衡状态的标志是( _~ ①单位时间内生成nmolO;的同时生成2nmolNO ②单位时间内生成nmolO,的同时生成2nmolNO ③用NO、NO、O.表示的反应速率的比为2:2:1的状态 ④混合气体的颜色不再改变的状态 混合气体的密度不再改变的状态 混合气体的压强不再改变的状态 混合气体的平均相对分子质量不再改变的状态 B.②③ A. ①④ C.①③④ D. 全部 3.在一定温度下,容积一定的密闭容器中发生反应A(s)+2B(g)-C(g)+D(g),当下列物理量不再发生变化时. 表明反应已达平衡的是( ①混合气体的密度 ②混合气体的压强 ③B的物质的量浓度 ④混合气体的总物质的量 B.②③ A.①② C.①③ D.①④ 4. 可逆反应:N2(g)+3H(g)2NH(g)的正、逆反应速率可用各反应物或生成物浓度的变化来表示。下列各 关系中能说明反应已达到平衡状态的是( ) A. 3vN)-v(H) B. vON)-(NH) C. 2v(H)-3o(NH) D.v正)-3v(H) 5. 下列说法中可以证明反应N(g)+3H(g)→2NH;(g)已达到平衡状态的是( ) A.1个N=N键断裂的同时,有3个H-H键形成 B. 1个N一N键断裂的同时,有3个H-H键断裂 C.1个N一N键断裂的同时,有3个N-H键断裂 D. 1个N一N键断裂的同时,有6个N-H键形成 6. 将一定量纯净的氛基甲酸安置于密闭真空容器中(假设容器体积不变,固体试样体积忽略不计),在恒定温度 下使其达到分解平衡:HNCOONH(s)→2NH(g)+CO(g)。下列各项:①2wNH)=w(CO):②密闭容器中 总压强不变:③密闭容器中混合气体的密度不变:④密闭容器中氛气的体积分数不变;密闭容器中cONH) 不变。能判断该反应已经达到化学平衡状态的是( ) C.①④ A.②③ B.②③④ D. 全部 7. 下列描述的化学反应状态,不一定是平衡状态的是( ) A. H(g)+Br(g)-2HBr(g)恒温、恒容下,反应体系中气体的颜色保持不变 B. 2NO(g)→NO(g)恒温、恒容下,反应体系中气体的压强保持不变 C. CaCO(s)→CO(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)-2NH(g)反应体系中H.与N2的物质的量之比保持3:1 8. 在一定温度下的恒容容器中,当下列物理量不再发生变化时:①混合气体的压强;②混合气体的密度;③混 合气体的总物质的量;④混合气体的平均相对分子质量;混合气体的颜色;各反应物或生成物的浓度之比 等于化学计量数之比:某种气体的百分含量 (1)能说明2SO(g)+O(g)2SO(g)达到平衡状态的是 (填序号,下同) (2)能说明I2(g)+H(g)-2HI(g)达到平衡状态的是 (③3)能说明2NO(gNOg)达到平衡状态的是 (4)能说明C(s)+CO(g)一2CO(g)达到平衡状态的是 (5)能说明NH.COONH.(s)2NH(g)+CO(g)达到平衡状态的是 (6能说明5CO(g)+IO(s)5CO(g)+I(s)达到平衡状态的是 【课时跟踪检测】 1. 下列有关可逆反应的说法不正确的是( _~ 越努力,越幸运 为梦想而努力! A. 可逆反应是指在同一条件下能同时向正、逆两个方向进行的反应 B. 2H△H+I,是可逆反应 C. 可逆反应达到化学平衡状态时,反应体系中各物质的浓度相等 D. 可逆反应中反应物和生成物同时存在 2NH(g) 催化剂 AH--92.0kJmol-1.将此温度下的1molN 和3molH,充入一密闭容器中.在催化剂存在时进行反应。测得反应放出的热量(假设测量过程中没有能量损失 - A.一定小于92.0kJ C. 一定等于92.0k] B.一定大于92.0kJ D:无法确定 3.14CO,与碳在高温条件下发生反应:14CO+C一2CO,达到化学平衡后,平衡混合物中含14C的粒子有 _~ B. 14CO、14CO A. 14CO2 C. 14CO、14CO、14C D. 1CO 在经过较长的时间后 以下说法中正确的是( A,8o只存在于o和sO中 B. 1so只存在于O中 C. 三氧化疏的相对分子质量均为82 D. 二氧化疏的相对分子质量可能为64、66、68 5. 在密团容器中进行反应:X(g)+3Y(g)-2乙(g):若X、Y、Z.的初始浓度分别为01molL二1、03 molL-1、0.2molL-1,当反应达到平衡后,各物质的浓度可能是( ) ①x.为02molL-1 ②Y2为0.1molL-1 ③乙为03molL-1 ④Y:为0.6molL-1 A.①② B.②③ C. ③④ D.①④ 6. 一定条件下,对于可逆反应X(g)+3Y(g)→2Z(g),若X、Y、乙的起始浓度分别为c、c、c(均不为零) 达到平衡时,X、Y、乙的浓度分别为0.1molL-1、0.3molL-1、0.08molL-1,则下列判断正确的是( _~ A. c:c-3:1 B. 平衡时,Y和乙的生成速率之比为2:3 C. X、Y的转化率不相等 D. c的取值范围为0molL-1c.014molL-1 7. 在一密闭容器中进行反应:2X(g)+Y(g)→2乙(g)。已知反应过程中某一时刻X、Y、乙的浓度分别为0.3 molL-1、0.1molL-1、0.4molL-1,当反应达到平衡时,不可能存在的是( A. cCX)-0.5molL-1 B.c(Y)+c)=0.5mol-L-1 C. cCY+c(Z)-105molL-1 D. c(X+c(Y)+a(Z)-075molL-1 8. 在一定条件下,某容器中充入N:和H合成NH,以下叙述错误的是( 一_ A.开始反应时,正反应速率最大,逆反应速率为零 B. 随着反应的进行,正反应速率逐渐减小,最后减小为零 C. 随着反应的进行,逆反应速率逐渐增大,最后保持恒定 D.随着反应的进行,正反应速率逐渐减小,最后与逆反应速率相等且都保持恒定 9. 在1273K、100.0kPa条件下,乙完生成乙的反应C.H(g) CH(g)+H(g)达到平衡后( 7_。 A. CH。的浓度保持不变 B. CH。仍在不断分解,其浓度不断减少 C. CH。的分解速率大于生成速率 D. CH.仍在不断生成,其浓度不断增加 10. 一定条件下,0.3molX(g)与0.3molY(g)在容积固定的密闭容器中发生反应:X(g)+3Y(g)2Z(g) △H一 -akJmol-1,下列说法正确的是( A.反应一段时间后,X与Y的物质的量之比仍为1:1 B, 达到平衡时,反应放出0.1ak]的热量 C. 达到平衡后,若向平衡体系中充入稀有气体,乙的正反应速率将不发生变化 D. X的体积分数保持不变,说明反应已达到平衡 11. 下列对化学反应限度的叙述中,不正确的是( A. 任何可逆反应在给定的条件下的进程都有一定的限度,不同反应的限度不同 越努力,越幸运 为梦想而努力! B. 可逆反应的最大转化率不能达到100%,所以可逆反应不容易发生 C. 化学反应达到平衡时,反应物和生成物的浓度均不再改变,但物质间的转化仍在进行 D. 改变反应条件,化学反应限度可能改变 12. 一定条件下,可逆反应2A(g)B(g)+3C(g),在下列四种状态中处于平衡状态的是( _~_ 选项 正反应速率 逆反应速率 A w(A)-2molL- 1.min-1 B)-2molL-1min二1 B wA)-2molL 1min-1 w(C)-2molL-1min-1 C (A)-1molL 1.min-1 wB)-2molL-1min-1 w(A)-1molL D v(C)-1.5molL 1min-1 1min-1 13. 在一定温度下的恒容密闭容器中,以下说法能表明反应:A(s)+2B(g)C(g)+Dg)已达平衡的是( ) A. 混合气体的压强不变 B. 混合气体的密度不变 C. 每消耗2molB,同时生成1molC D.:C和D的浓度比不变 14. 在一容积不变、绝热的密团容器中发生可逆反应:2X(s)Y(g)+Z(g)A=一bkJmol-1,以下说法不能 说明该反应达到化学平衡状态的是( ) A. 混合气体的密度不再变化 B. 反应容器中Y的质量分数不变 C. 该反应体系的温度不再变化 D. 容器中混合气体的平均相对分子质量不变 15. 下列说法中可以证明反应H(g)+I(g)→2HI(g)已达平衡状态的是( ①单位时间内生成nmolH:的同时生成nmolH: ②一个H-H断裂的同时有两个H-I断裂 ③百分含量wH)一w) ④反应速率wH)-v)-w(H) c(HI):c(H):c()-2:1:1; 温度和体积一定时,生成物浓度不再变化 温度和体积一定时,容器内的压强不再变化; ⑧条件一定时,混合气体的平均相对分子质量不再变化; 温度和体积一定时,混合气体颜色不再变化; 温度和压强一定时,混合气体的密度不再变化 A. ①②③④ B.② C. ② D. ③⑧ 16.HNCOONH.是工业由氛合成尿素的中间产物。一定温度下,在体积不变的密闭容器中发生反应HNCOONH (s)→2NH(g)+CO(g),能说明该反应达到平衡状态的是( ①每生成34gNH;的同时消耗44gCO。②混合气体的平均相对分子质量不变 ③NH;的体积分数保持不变④混合气体的密度保持不变cNH):c(CO)一2:1 A.①③ C.②④ B.①③④ D.①④ 17. 工业上常用煤和水作原料经过多步反应制得氢气,其中一步反应的原理为CO(g)+HO(g)-CO(g)+H (g),下列选项的条件中可判断该反应达到平衡状态的是( A. 单位时间内消耗1molHO的同时生成1mol的H B. 两个H-O断裂的同时有两个C-O断裂 C. 反应容器内的气体密度不再发生变化 D. 混合气体的平均相对分子质量不发生变化 18. 一定温度下,反应NO(g)2NO(g)的詹变为AH。现将1molNO.充入一恒压密闭容器中,下列示意图 正确且能说明反应达到平衡状态的是( ) ,气体密度 .NO转化率 C ② ③ ④ A.①② B.②④ C.③④ D.①④ 19. 在一个绝热的固定容积的密闭容器中,发生可逆反应mA(g)+nB(g)-pC(g)+aD(s),当m、n、p、q为任 意整数时,一定可以作为反应达到平衡状态的标志是( ①体系的压强不再改变 ②体系的温度不再改变 ③体系的密度不再变化 ④各组分质量分数不再改变 越努力,越幸运 为梦想而努力! C.②③④ A.①②③ B.①②③④ D.③④ 20. 在4L密闭容器中充入6molA气体和5molB气体,在一定条件下发生反应:3A(g)+B(g) -2C(g)+xD (g) AH<0,达到平衡时,生成了2molC,经测定D的浓度为0.5molL-1.下列判断不正确的是( ) A.r-1 B. 平衡时B的转化率为20% C. B的转化率不变,该反应达到平衡状态 D. 容器内温度保持恒定,该反应达到平衡状态 21.(1)工业上,裂解正丁院可以获得乙炀、丙/等化工原料。 反应1:CHo(g,正丁院)CH(g)+CH(g)AH 反应2:CHo(g,正丁完)-CHe(g)+CH(g)AH2 某温度下,向2L恒容密闭容器中投入2mol正丁烧,假设控制反应条件,只发生反应1,达到平衡时测得CH 的体积分数为13。下列情况表明上述反应达到平衡的是 A. 混合气体的密度保持不变 B. 甲院、丙/的生成速率相等 C. 混合气体压强保持不变 D. 内/的体积分数保持不变 (2)深入研究碳、氮元素的物质转化有着重要的实际意义,合成尿素的反应为2NH(g)+CO(g)-COONH)(s +HO(①AH一一870kJmol-1,若向某恒温且恒容的密闭容器中加入等物质的量的NH;和CO,发生上述 反应。下列叙述不能说明反应已经达到平衡状态的是 A. 断裂6molN-H的同时断裂2molO-H B. 压强不再变化 C. 混合气体的密度不再变化 D. CO,的体积分数不再变化 (③)反应:4NO(g)+2NaCl(s)2NaNO(s)+2NO(g)+Cl(g),恒温恒容情况下,下列说法能判断此反应达到平 衡的是 A. 气体物质中氮元素与氧元素的质量比不变 B. 容器内气体密度不变 C. 容器内气体颜色不变 D. 容器内NaNO,的浓度保持不变 催化剂25O; 22. 一定温度下,在10L密闭容器中加入5molSO;和3molO,发生反应:2SO(g)+O(g) _. (g),10min时,反应达到平衡状态,此时有3molSO,发生了反应 (1)反应生成了 molSO,v(SO)- (2)平衡时SO,的浓度是 ,sO的转化率是 (3)平衡时容器内气体的总物质的量为_mol (4)物质的浓度不再改变标志着该反应已达平衡,下列还可以说明该反应已达平衡的是 ①体系内压强不再改变 ②容器内气体的密度不再改变 ③混合气体的平均相对分子质量不再改变 ④(SO)-2o(O) n(SO):n(O):n(SO)-2:1:2 23. 恒温恒容条件下,将2molA气体和2molB气体通入体积为2L的密闭容器中发生如下反应:2A(g)+B (g)xC(g)+2D(s),2min时反应达到平衡状态,此时剩余1.2molB,并测得C的浓度为1.2molL-1 (1)从开始反应至达到平衡状态,生成C的平均反应速率为 (2一 (3)下列各项可作为该反应达到平衡状态的标志的是 A. 压强不再变化 B. 气体密度不再变化 C. A的消耗速率与B的消耗速率之比为2:1 D. A的百分含量保持不变 24. 一定温度下,在2L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。 t物质的/nof tmit 请回答下列问题: (1)该反应的化学方程式为 (2)在2时刻存在的等量关系是_,此时反应是否达到化学平衡状态? (填“是”或“否”) (3)在时刻o正(填“>”“<”或“一”)选,理由是 越努力,越幸运 为梦想而努力! 25. 在698K时,向某VL的密闭容器中充入2molH(g)和2molI(g),发生反应:H(g)+I(g) →2HI(g H 一一26.5kJmol-1,测得各物质的物质的量浓度与时间变化的关系如图所示。 2.0ot(mol.L) 1.58- 1.00 H H或I. 0.211-) 5 请回答下列问题 (1)V-_I (②)该反应达到最大限度的时间是 .该时间内平均反应速率wH三。 (3)该反应达到平衡状态时, (填“吸收”或“放出”的执量为 26. 在2L密闭容器内,800C时发生反应2NO(g)+O(g)-2NO(g):n(NO)随时间的变化如下表 时间/s 1 0 2 5 n(NO)/mol 0.020 0010 ①0.008 0.007 0007 0.007 △c/(mol·L-) _a 0.010 -h 0.005 (1)如图表示NO。的浓度变化的曲线是 ,用O:表示前2s内该反应的平均速率v一 (2)能说明该反应已达到平衡状态的是 A. wNOz)-2v(O2) B. 容器内压强保持不变 C.v(NO)-2vir(O) D. 容器内密度保持不变 A.①② B.②③ C.③④ D.①④ 27. 在两个恒温、恒容的密闭容器中进行下列两个可逆反应:(甲)2X(g)→Y(g)+Z(s (乙)A(s)+2B(g)C(g)+D(g):当下列物理量不再发生变化时 ①混合气体的密度 ②反应容器中生成物的百分含量 ③反应物的消耗速率与生成物的消耗速率之比等于系数之比 ④混合气体的压强 混合气体的平均相对分子质量 混合气体的总物质的量 其中能表明(甲)达到化学平衡状态是 :能表明(乙)达到化学平衡状态是 28. 在两个恒容的密闭容器中进行下列两个可逆反应,现有下列状态: (甲)2NO(g)-2NO(g)+O(g). (乙)H(g)+I(g)2HI(g ①反应物的消耗速率与生成物的生成速率之比等于系数之比 ②反应物的消耗速率与生成物的消耗速率之比等于系数之比 ③速率之比等于系数之比的状态 ④浓度之比等于系数之比的状态 百分含量之比等于系数之比的状态 混合气体的颜色不再改变的状态 混合气体的密度不再改变的状态 ⑧混合气体的平均相对分子质量不再改变的状态 体系温度不再改变的状态 压强不再改变的状态 反应物的浓度不再改变的状态 反应物或生成物的百分含量不再改变的状态 其中能表明(甲)达到化学平衡状态的是 :能表明(乙)达到化学平衡状态的 是 ;能表明(甲)、(乙)都达到化学平衡状态的是 越努力,越幸运 为梦想而努力! 【化学平衡状态】答案 【对点训练1】 1. C。解析:C项中两个反应是在不同的条件下进行的,故不能称之为可逆反应,C项不正确。 2. C。解析:可逆反应的特点是反应物、生成物共存。 3. D。解析:18O的加入定会与SO;结合生成含18O的SO,同时含有18O的SO;又会分解得到SO2和O,使 得SO.和O中也含有18O,因此18O存在于SO、O、SO;这三种物质中。 4. D。解析:化反应的原理:酸去痊基,醇去氢;而化反应为可逆反应,化反应生成的H-OH中的痊基 来自骏酸、氢原子来自醇。向体系中加入含重氢的水,经过足够长的时间后,重水中的-OD进入了乙酸,D原 子进入乙醇,所以最终含有重氢的化合物是乙酸和乙醇。 5.D。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1:1反应,所以X过量, 若Y完全反应,则c乙)=3.0molL-1,cW)-20molL-1。但Y不可能完全反应,所以0<c(Z)<3.0molL-1.C <c(W)<20molL-1。故D项错误。 6. B。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,cN):c(H)一1:3,因此两者不可能同时均为0.18mol/L,故C错误。 7. B。解析:本题可用极限法。可逆反应不可能进行到底,假设反应由正反应或逆反应开始建立。A项,0.2mol L-1SO;全部转化时,SO.和O浓度才是0.4molL-1、0.2molL-1;B项,SO的浓度应在0~0.4molL-1之 间;根据S元素守恒,SO2和SO;浓度之和应为0.4molL一1,C、D两项都不正确。 8.D。解析:由浓度及反应关系可知I一过量,所以要说明溶液中存在该化学平衡则只要证明溶液中同时含有Fe +和Fe2+即可。①溶液变红色,说明溶液中存在Fe3+;②黄色沉淀是AgI,说明溶液中含有I-;③有蓝色沉淀 生成,说明溶液中含有Fe2+;④溶液变蓝色,说明溶液中含有I。综上所述,D项正确。 【对点训练2】 1. B。解析:由于该反应为反应前后气体分子数相等的反应,体系的压强始终保持不变,故不能以压强不变作 为判断反应是否达到平衡的依据,A错误;SO;与NO的体积比始终保持不变,C错误;消耗SO;和生成NO 均为逆反应,D错误。 2. A。解析:依据v正一vz0判断:①单位时间内生成nmolO2的同时生成2nmolNO2,能说明反应已达平衡; ②描述的均是正反应速率,无法判断;③无论反应是否达平衡,均有此关系。依据组成一定判断:④NO2为有颜 色的气体(红棕色),颜色不变能说明反应体系中NO的浓度一定,已达到平衡;因p一mV,反应前后,m、V 均不变,p也不变,不能说明反应达到平衡;此反应是一个不等体反应,、均能说明反应已达平衡。 3. C。解析:①该容器的体积保持不变,根据质量守恒定律知,反应前后混合气体的质量会变,所以容器内气 体的密度会变,当容器中气体的密度不再发生变化时,能表明达到化学平衡状态,故正确;②该反应是反应前后 气体体积没有变化的反应,容器中的压强始终不发生变化,所以压强不变不能证明达到了平衡状态,故错误;③E 的物质的量浓度不变是平衡状态的特征之一,此时能证明达到了平衡状态,故正确;④该反应是一个反应前后气 体体积不变的可逆反应,无论该反应是否达到平衡状态,混合气体的总物质的量都不变,所以不能据此判断是否 达到平衡状态,故错误。 4. C。解析:可逆反应达到化学平衡状态的主要特征之一是Vi=V睡,而3v正(N)一v:(H)并未反映出v-V 的关系,即A项不正确。在N2与H2合成NH;的反应中,vN2):v(H2):W(NH)=1:3:2,分析时一要注意二者应 分别代表正反应速率和逆反应速率,二要注意不同物质的速率之比等于化学计量数之比。 5. A。解析:N=N键断裂、H-H键断裂、N-H键形成都代表正反应,B、D项不能判断反应是否达到平衡; N=N 键断裂代表正反应,N-H键断裂、H-H键形成都代表逆反应,而且正、逆反应速率之比等于化学计量数 之比,A项能证明该反应已达到平衡状态。 6. A。解析:2vONH)一v(CO),没有说明是正反应速率,还是逆反应速率,也不符合化学计量数的比例关系, ①错误;该反应是气体体积增大、压强增大的反应,密闭容器中总压强不变,能说明反应达到平衡,②正确;根 据o一mV口容器口,气体质量增加,容器体积不变,密闭容器中混合气体的密度不变,能说明反应达到平衡,③ 正确;NH(g)、CO(g)的量始终是以2:1增加,因此密闭容器中氛气的体积分数始终不变,不能说明反应达到平 衡,④错误;密闭容器中cNH)不变,各物质的浓度不再改变能作为反应达到平衡状态的标志,正确。 7. D。解析:如果刚开始加入氢气和氮气的物质的量之比为3:1或开始加入的是氮气,反应的任何时刻氢气和 越努力,越幸运 为梦想而努力! 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。 8.(1)①③④ (2)③)①③④(4)①②③④(5)①②③(②④ 【课时跟踪检测】 1. C。解析:可逆反应达到化学平衡状态时,反应体系中各物质的浓度保持不变,但不一定相等。 2. A。解析:可逆反应不能进行到底,故放出的热量一定小于92.0kJ。 3. C。解析:当可逆反应达到平衡状态时,反应并没停止,是一种动态平衡,所以14C在三种物质中都含有。 4. D。解析:由于该反应为可逆反应,反应向右进行时会使SO;中含有18O,而含有18O的SO;分解,就会使 180进入SO2中,最后三种物质中均存在含有18O的分子,也存在不含18O的分子,A、B错误;对于不含18O的 三氧化碗来说,其相对分子质量为80,C错误;当二氧化疏中不含18O时相对分子质量为64,只有一个180时, 相对分子质量为66,含有两个18O时,相对分子质量为68,D正确。 5.B。解析:在可逆反应中,反应物不可能完全转化为生成物,乎衡时不可能出现某物质的浓度为零的情况。①X 为0.2molL-1,表明乙2全部转化为X2和Y2,①错误;同理,④错误。综上所述,B项正确。 6. D。解析:平衡浓度之比为1:3,转化浓度亦为1:3,故c1:c2=1:3,A、C不正确;平衡时Y生成表示逆反 应速率,乙生成表示正反应速率且v(生成):v(生成)应为3:2,B不正确;由可逆反应的特点可知0molL- <c14molL-1. 7. C。解析:不确定下一时刻反应进行的方向,因此需要考虑反应进行的方向并结合极限思想解答。若该时刻 后反应正向进行且Y全部转化为乙,则 2X(g)+Y(g)-2乙(g) 某时刻/(molL-)0.3 0.1 0.4 02 0.1 转化/(molL-1) 02 0.1 0 平衡/(molL-1) 0.6 若反应逆向进行,且乙全部转化为X和Y,则 2X(g)+Y(g)2Z(g) 某时刻/(mol-L-)0.3 0.1 0.4 0.4 0.2 转化/(molL-) ⊙ 0.4 03 0.7 乎衡/(molL-) 0 乎衡时01molL-1<cX)<0.7molL-1.可能等于05molL-1.故A不选:乎衡时01molL-1<cY)+cX)<10mol L-1.cY)+cCX)可能等于0.5molL-1.故B不选;平衡时0.3molL-1<c(Y)+c(Z)<0.6molL-1,不可能等于 1.05molL-1,故C选;平衡时0.7molL-1<c(X)+c(Y)+c(Z)<10molL-1,0.75molL-1介千0.7molL-1和 10molL一1之间,故D不选。 8. B。解析:A项,开始反应时,反应物的浓度最大,生成物的浓度等于零,因此正反应速率最大,逆反应速 率为零,正确;B项,随着反应的进行,反应物浓度减小,生成物浓度增大,但反应不可能进行彻底,因此正反 应速率虽然减小,但不会变为零,错误;C项,随着反应的进行,生成物的浓度逐渐增大,逆反应速率逐渐增大, 当达到平衡时,正、逆反应速率相等且不变,正确;D项,随着反应的进行,反应物浓度逐渐减小,正反应速率 逐渐减小,最终正、逆反应速率相等且不变,正确。 9. A。解析:达到平衡后,正、逆反应速率相等,各物质的浓度不再变化,但各种物质仍在反应。 10. C。解析:A项,反应过程中X与Y的变化量是1:3,则反应一段时间后,X与Y的物质的量之比不可能仍 为1:1,错误;B项,达到平衡时,因可逆反应不能反应完全,则反应的X小于0.1mol,反应放出的热量小于 0.lakJ,错误;C项,恒容条件下,达到平衡后,若向平衡体系中充入稀有气体,不影响反应物和生成物的浓度, 反应速率也不变,正确; D项, x(g)+3Y(g)-2乙(g) 03 起始物质的量/mol 03 。 变化物质的量/mol x 3 变后物质的量/mol 0.3一x 03-3x X的体积分数为0.3-x0.6-2xx100%-50%, 越努力,越运 10 为梦想而努力!