2.2 第1课时 化学平衡状态（同步练习）-【学而思·PPT课件分层练习】2025-2026学年高二化学选择性必修第一册（人教版2019）

第二章　化学反应速率与化学平衡 第二节　化学平衡 第1课时　化学平衡状态 基础过关练 题组一　　化学平衡状态的理解与应用 1.如图是可逆反应X(g)+3Y(g) 2Z(g)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.(经典题)在密闭容器中进行反应:X2(g)+Y2(g) 2Z(g),已知X2、Y2、Z的起始浓度分别为0.1 mol·L-1、0.3 mol·L-1、0.2 mol·L-1,在一定条件下,当反应达到平衡时,各物质的浓度可能是(　　) A.X2为0.2 mol·L-1　　　　　B.Y2为0.2 mol·L-1 C.Z为0.3 mol·L-1　　　　　D.Z为0.45 mol·L-1 3.向容积为1 L的密闭容器中通入一定量N2O4和NO2的混合气体,发生反应N2O4(g) 2NO2(g)　ΔH>0。体系中各物质浓度随时间的变化如图所示。 下列有关说法正确的是 (　　) A.64 s时,反应达到化学平衡状态 B.达到化学平衡前,混合气体的颜色逐渐变深 C.容器中气体的总物质的量浓度最多为2.6 mol·L-1 D.若该容器与外界无热传递,则反应达到平衡前,容器内气体的温度逐渐升高 题组二　　化学平衡状态的判断 4.工业上用化学气相沉积法制备氮化硅,其反应为3SiCl4(g)+2N2(g)+6H2(g) Si3N4(s)+12HCl(g)。一定条件下,在恒容密闭容器中,能表示上述反应达到化学平衡状态的是 (　　) A.3v(N2)=v(H2) B.v正(HCl)=4v正(SiCl4) C.混合气体密度保持不变 D.c(N2)∶c(H2)∶c(HCl)=1∶3∶6 5.一定温度下,在恒容密闭容器中发生反应C2H4(g)+H2(g) C2H6(g)　ΔH<0。下列叙述中不能表明反应达到平衡状态的是 (　　) A.混合气体的密度不再发生变化 B.混合气体总物质的量不再发生变化 C.单位时间内消耗H2与消耗C2H6的物质的量之比为1∶1 D.容器中各物质的物质的量分数不再发生变化 6.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.2NO2(g) 2NO(g)+O2(g)(在恒容条件下,气体颜色不再改变) B.CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g)(在恒容容器中,容器内压强不再改变) C.2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g)(在恒压条件下,总质量不再改变) D.N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)(在混合气体中NH3的体积分数为33.3%) 能力提升练 题组一　　化学平衡状态的综合判断 1.(经典题)将一定量纯净的NH4HS固体置于密闭真空容器中(假设容器容积不变,固体试样体积忽略不计),在恒定温度下使其达到分解平衡:NH4HS(s) NH3(g)+H2S(g)。能判断该反应已经达到化学平衡的是　 (　　) ①v正(NH3)=v逆(H2S) 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密闭容器中混合气体的平均相对分子质量不变 ⑤密闭容器中混合气体的总物质的量不变 ⑥密闭容器中NH3的体积分数不变 ⑦混合气体总质量不变 A.①②③④⑤⑦ B.①③⑤⑥ C.①②③⑤⑦ D.全部 2.一定条件下,在恒容绝热容器中发生反应:2HI(g) H2(g)+I2(g)　ΔH=+9.48 kJ·mol-1。下列有关说法正确的是 (　　) A.达到化学平衡状态时,2v正(HI)=v逆(H2) B.容器内的压强不再变化,说明反应达到化学平衡状态 C.向容器中充入氮气,正反应速率增大 D.若起始加入1 mol I2(g)和1 mol H2(g),充分反应后放出热量9.48 kJ 3.(易错题)当反应容器内气体密度不随时间变化时,无法说明下列可逆反应一定达到平衡的是 (　　) A.在恒温、恒容容器中:A(s)+B(g) C(g) B.在恒温、恒压容器中:A(g)+B(g) C(g) C.在恒容、绝热容器中:A(g)+B(g) 2C(g) D.在恒压、绝热容器中:A(g)+B(g) 2C(g) 题组二　　化学平衡状态的相关计算 4.在4 L恒容密闭容器中充入6 mol A气体和5 mol B气体,在一定条件下发生反应:3A(g)+B(g) 2C(g)+xD(g),已知达到平衡时生成了2 mol C,经测定D的浓度为0.5 mol·L-1。下列判断正确的是 (　　) A.x=3 B.A的转化率为50% C.平衡时B的浓度为1.5 mol·L-1 D.达到平衡时,在相同温度下容器内混合气体的压强是反应前的95% 5.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,发生反应:N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)。 (1)若反应进行到某时刻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)原混合气体与平衡混合气体的总物质的量之比n(始)∶n(平)=　　　　。(写出最简整数比,下同)  (4)达到平衡时,N2和H2的转化率之比α(N2)∶α(H2)=　　　　;平衡混合气体中,n(N2)∶n(H2)∶n(NH3)=　　　　。  答案与分层梯度式解析 基础过关练 1.A 2.C 3.B 4.C 5.A 6.A 1.A　重点分析选项中涉及的反应阶段,联系化学平衡的相关知识进行解答。 2.C　若反应正向进行,假定X2(g)完全反应,则: X2(g)+Y2(g) 2Z(g) 起始/(mol·L-1) 0.1 0.3 0.2 变化/(mol·L-1) 0.1 0.1 0.2 完全反应/(mol·L-1) 0 0.2 0.4 若反应逆向进行,假定Z(g)完全反应,则: X2(g)+Y2(g) 2Z(g) 起始/(mol·L-1) 0.1 0.3 0.2 变化/(mol·L-1) 0.1 0.1 0.2 完全反应/(mol·L-1) 0.2 0.4 0 由于该反应为可逆反应,物质不能完全转化,所以平衡时浓度范围为0<c(X2)<0.2 mol·L-1,0.2 mol·L-1<c(Y2)<0.4 mol·L-1,0<c(Z)<0.4 mol·L-1,综上分析只有C项正确。 3.B　由题图可知,64 s后NO2和N2O4的浓度依然发生改变,说明64 s时正、逆反应速率不相等,反应未达到化学平衡状态,A错误;NO2为红棕色气体,N2O4为无色气体,由题图可看出,随着反应的进行,NO2的浓度增大直至达到化学平衡状态,则达到化学平衡前,混合气体的颜色逐渐变深,B正确;可逆反应不能进行到底,根据题图信息,当达到平衡时,容器中气体的总物质的量浓度为1.8 mol·L-1,C错误;N2O4(g) 2NO2(g),该反应为吸热反应,若容器与外界无热传递,则反应达到平衡前容器内气体的温度逐渐降低,D错误。 4.C　未指明反应速率的方向,不能说明反应达到平衡状态,A错误;都表示正反应速率,不能说明反应达到平衡状态,B错误;该反应有固体生成,在恒容密闭容器中,混合气体的密度保持不变说明混合气体的总质量不变,可说明该反应达到平衡状态,C正确;起始浓度未知,当c(N2)∶c(H2)∶c(HCl)=1∶3∶6时不能说明反应达到平衡状态,D错误。 5.A　反应在恒容密闭容器中进行,反应物和生成物均为气体,即气体的总质量不变,则混合气体的密度恒定,混合气体的密度不再改变不能说明反应达到平衡状态,A可选;反应前后气体的物质的量不相等,当混合气体总物质的量不再变化时,或各物质的物质的量分数不再发生变化时,均能说明反应达到平衡状态,B、D不选;单位时间内消耗H2与消耗C2H6的物质的量之比为1∶1,说明正、逆反应速率相等,该反应达到平衡状态,C不选。 6.A　在恒容条件下,混合气体的颜色不再改变,表明NO2的浓度保持不变,则反应达到平衡状态,A符合题意;对于反应CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g),反应前后无气体体积差,在恒容容器中,不管反应是否达到平衡,容器内压强始终不变,B不符合题意;对于反应2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g),不管反应进行到何种程度,混合气体的总质量始终不变,则在恒压条件下,总质量不再改变时,反应不一定达到平衡状态,C不符合题意;对于反应N2(g)+3H2(g) 2NH3(g),混合气体中NH3的体积分数为33.3%,可能是反应过程中的某个阶段,不一定是平衡状态,D不符合题意。 能力提升练 1.C 2.B 3.C 4.B 1.C　①v正(NH3)=v逆(H2S),说明正、逆反应速率相等,反应达到平衡状态;②正反应反应前后气体体积增大,当密闭容器中总压强不变时,反应达到平衡状态;③反应过程中容器容积不变,但气体质量是变化的,当密闭容器中混合气体的密度不变时,反应达到平衡状态;④反应体系中只有两种气体,且NH3和H2S的体积之比满足1∶1,密闭容器中混合气体的平均相对分子质量不变,不能说明反应达到平衡状态;⑤正反应反应前后气体的分子数增大,当密闭容器中混合气体的总物质的量不变时,反应达到平衡状态;⑥体系中NH3和H2S的体积之比始终为1∶1,密闭容器中NH3的体积分数不变,不能说明反应达到平衡状态;⑦混合气体的质量是变量,当混合气体总质量不变时,反应达到平衡状态。结合分析可知C正确。 2.B　达到化学平衡状态时,正、逆反应速率相等,即v正(HI)=2v逆(H2),A错误;反应前后气体的物质的量不变,恒容绝热容器中,反应吸热导致温度降低,容器内压强减小,若容器内压强不再变化,说明反应体系温度不变,反应达到化学平衡状态,B正确;容器中充入N2,对混合物的浓度没有影响,正反应速率不变,C错误;该反应为可逆反应,不能完全进行,故放出的热量比9.48 kJ少,D错误。 3.C　A(s)为固体,该反应为反应前后气体质量增加的反应,恒温、恒容时,根据ρ=,达到平衡之前密度一直增大,当气体密度不随时间变化时反应一定达到平衡状态,A不符合题意;A(g)+B(g) C(g)在反应前后气体总质量不变,反应容器为恒压,该反应为反应前后气体体积减小的反应,达到平衡之前密度一直增大,当气体密度不随时间变化时反应一定达到平衡状态,B不符合题意;A(g)+B(g) 2C(g)在反应前后质量不变,容器容积不变,当气体密度不随时间变化时反应不一定达到平衡状态,C符合题意;在恒压、绝热条件下,A(g)+B(g) 2C(g)在反应过程中能量变化会导致体积变化,密度也会发生变化,当反应达到平衡状态时,温度不变则体积不再变化,气体密度不再随时间变化,D不符合题意。 易错分析　恒温、恒容条件下,用“混合气体的密度”判断平衡状态时,要特别关注是否有非气态物质参与反应。 4.B　根据题中信息,列三段式如下: 3A(g)+B(g) 2C(g)+xD(g) 起始: 6 mol 5 mol 0 0 转化: 3 mol 1 mol 2 mol x mol 平衡: 3 mol 4 mol 2 mol x mol D的浓度为0.5 mol·L-1,c===0.5 mol·L-1,解得x=2,A错误。A的转化率为×100%=50%,B正确;平衡时B的浓度为c===1 mol·L-1,C错误;该反应是反应前后气体总物质的量不变的反应,因此在恒温、恒容条件下压强始终不变,D错误。 5.答案　(1)16　(2)8 mol　(3)5∶4　(4)1∶2 3∶3∶2 解析　(1)根据题意,列三段式如下: N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) 起始/mol a b 0 变化/mol 3 9 6 t时刻/mol 13 b-9 6 所以a=13+3=16;(2)反应达平衡时,混合气体为=32 mol,其中NH3的物质的量为32 mol×25%=8 mol;(3)结合(1)(2)可知,平衡混合气的组成:N2为16 mol-4 mol=12 mol,NH3为8 mol,H2为32 mol-12 mol-8 mol=12 mol,则: N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) 起始/mol 16 b 0 变化/mol 4 12 8 平衡/mol 12 12 8 b=12+12=24,n(始)∶n(平)=(16+24)∶(12+12+8)=5∶4;(4)达到平衡时,N2和H2的转化率之比α(N2)∶α(H2)=(×100%)∶(×100%)=1∶2,平衡混合气体n(N2)∶n(H2)∶n(NH3)=12∶12∶8=3∶3∶2。 11 学科网（北京）股份有限公司 $$