专题2 第二单元 第2课时 化学平衡状态-【金版新学案】2025-2026学年新教材高二化学选择性必修1同步课堂高效讲义教师用书word（苏教版）

本高中化学讲义聚焦“化学平衡状态”核心知识点，先通过可逆反应的概念及特征搭建基础，再以动态平衡建立过程（v正=v逆、浓度恒定）揭示本质，最后系统梳理平衡状态的判断方法（速率关系、物理量恒定等），形成完整学习支架。 资料特色在于融合科学探究与实践，如“交流研讨”中H2与I2反应的速率分析、Fe3+与I-可逆反应的实验设计，培养科学思维。通过构建判断思维模型（不同反应类型的物理量判断）深化化学观念，课中辅助教师引导探究，课后测评助力学生查漏补缺。

第2课时　化学平衡状态 [学习目标]　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，建立化学平衡状态判断方法的思维模型。 任务一　化学平衡状态 1.可逆反应 (1)概念：在同一条件下，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。 (2)特征 (3)常见的可逆反应 ①SO2＋H2O⥫⥬H2SO3； ②N2＋3H22NH3； ③Cl2＋H2O⥫⥬HCl＋HClO； ④2SO2＋O22SO3。 2.化学平衡状态的建立 (1)化学平衡的建立过程 在一定条件下，把某一可逆反应的反应物加入固定容积的密闭容器中。反应过程如下： 学生用书⬇第59页 (2)平衡建立过程中的两种图示 [交流研讨1]　在200 ℃时，将1 mol H2(g)和2 mol I2(g)充入到体积为V L的密闭容器中，发生反应：I2(g)＋H2(g)⥫⥬2HI(g)　ΔH＝－c kJ·mol－1 (1)反应刚开始时，由于c(H2)＝　　　　，c(I2)＝　　　　　　，而c(HI)＝　　　　　，所以化学反应速率　　　　　　最大，而　　　　最小(为零)。 (2)随着反应的进行，反应混合物中各组分浓度的变化趋势为c(H2)　　　　　，c(I2)　　　，而c(HI)　　　　　，从而化学反应速率v正　　　　　　，而v逆　　　　(以上均填“增大”“减小”或“不变”)。 (3)当反应进行到v正与v逆　　　　时，此可逆反应就达到了平衡。若保持外界条件不变时，反应混合物的总物质的量为　　　　　mol。此时放出的热量Q　　　　c kJ(填“＝”“＞”或“＜”)。 提示：(1) mol·L－1　 mol·L－1　0　v正　v逆 (2)减小　减小　增大　减小　增大 (3)相等　3　＜ 3.化学平衡状态 (1)化学平衡状态的概念 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不再随时间而发生变化，我们称之为化学平衡状态。 (2)化学平衡状态的特征 ①研究的对象是可逆反应。 ②化学平衡的条件是v正和v逆相等。 ③化学平衡是一种动态平衡，此时反应并未停止。 ④当可逆反应达到平衡时，各组分的质量(或浓度)为恒定值。 ⑤若外界条件改变，平衡可能发生改变，并在新条件下建立新的平衡。 [交流研讨2]　正误判断 (1)合成氨反应中，如果N2过量，则可以使H2完全消耗 (×) (2)可逆反应中，加入反应物，反应先向正反应方向进行，停止后再向逆反应方向进行 (×) (3)在化学平衡建立过程中，v正一定大于v逆 (×) (4)化学平衡状态是一定条件下可逆反应进行到最大限度的结果 (√) (5)化学反应达到化学平衡状态后，反应混合物中各组分的浓度一定与化学方程式中对应物质的化学计量数成比例 (×) 1.已知：K3[Fe(CN)6]溶液是检验Fe2＋的试剂，若溶液中存在Fe2＋，将产生蓝色沉淀。将0.2 mol·L－1 KI溶液和0.05 mol·L－1Fe2(SO4)3溶液等体积混合后，取混合液分别完成下列实验，其中　　　　组实验能说明溶液中存在平衡2Fe3＋＋2I－⥫⥬2Fe2＋＋I2。 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 答案：①③　由浓度和反应关系可知，I－过量，所以要说明溶液中存在平衡2Fe3＋＋2I－⥫⥬2Fe2＋＋I2，则只要证明溶液中同时含有Fe2＋和Fe3＋即可。 2.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，可能存在的数据是(　　) A.SO2为0.4 mol·L－1、O2为0.2 mol·L－1 B.SO3为0.25 mol·L－1、O2为0.050 mol·L－1 C.SO2、SO3均为0.15 mol·L－1 D.SO3为0.3 mol·L－1 答案：D 解析：A项数据表明，题中0.2 mol·L－1的SO3完全转化成了SO2和O2，即平衡时，c(SO3)＝0，这是不可能的；SO3为0.25 mol·L－1，则O2应为0.075 mol·L－1，B项不可能；C项数据表明SO2、SO3均在原浓度基础上减少了0.05 mol·L－1，这也是不可能的；D项数据表明0.1 mol·L－1的SO2转化成了SO3，此时氧气和二氧化硫均有剩余，所以符合可逆反应的特点。 学生用书⬇第60页 3.一定温度下，在2 L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。 请回答下列问题： (1)该反应的化学方程式为　　　　　　　。 (2)在t2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t3时刻v正　　　　v逆(填“＞”“＜”或“＝”)，理由是　　　　　　　　　　　　　　。 答案：(1)2N⥫⥬M　(2)n(M)＝n(N)　否 (3)＝　M和N的物质的量不再发生变化，所以反应已达到平衡状态，故v正＝v逆 解析：(1)当N减少4 mol时，M增加2 mol，所以化学方程式为2N⥫⥬M。(2)t2时刻，n(M)＝n(N)＝4 mol，t2时刻后，N物质的量继续减小，M物质的量继续增加，故t2时仍未达到平衡。(3)t3时刻，M和N的物质的量均不再发生变化，所以反应已达到平衡状态。 任务二　化学平衡状态的判断 1.判断依据 (1)正反应与逆反应速率相等：v正＝v逆 ①对同一物质，该物质的生成速率等于它的消耗速率。 ②对不同物质，速率之比等于方程式中的化学计量数之比，但必须是不同方向的速率。 (2)反应体系中各组成成分的质量、物质的量、浓度百分含量(质量分数、物质的量分数、气体的体积分数等)保持恒定不变。 判据的核心为恒定不变，如2A(g)＋B(g)⥫⥬3C(g)，c(A)∶c(B)∶c(C)＝2∶1∶3，并未体现出恒定不变，因此不能作为化学平衡状态的判据。 2.判断方法 (1)v正＝v逆 以容积不变的密闭容器中的反应N2＋3H2⥫⥬2NH3为例：在一定条件下，若符合下列条件之一，则反应达到平衡状态。 ①同一物质：该物质的生成速率等于它的消耗速率，如有m mol N2消耗同时生成m mol N2。 ②不同的物质：速率之比等于化学方程式中的化学计量数之比，但必须是不同方向的速率，即必须是一个v正一个v逆，且两者之比等于化学计量数之比，如有m mol N≡N键断裂就有3m mol H－H键生成。 (2)对于体系中的各组成成分 以容积不变的密闭容器中的反应mA(g)＋nB(g)⥫⥬pC(g)＋qD(g)为例：在一定条件下，若符合下列条件之一，则反应一定达到平衡状态。 ①质量或质量分数不变。 ②物质的量、物质的量浓度、物质的量分数或体积分数不变。 (3)对于体系中的混合物 以反应mA(g)＋nB(g)⥫⥬pC(g)＋qD(g)为例： ①若m＋n≠p＋q，恒温恒容下气体的总物质的量不变、总压强不变、平均相对分子质量不变和恒温恒压下气体的密度不变都可以说明反应达到了平衡状态。 ②若m＋n＝p＋q，不管是否达到平衡状态，气体总体积、总压强、总物质的量始终保持不变，从而平均摩尔质量(相对分子质量)、气体密度总是保持不变(＝m/n，ρ＝m/V)，因此这五项都不能作为判断反应是否达到平衡状态的依据。 (4)对于有固体或液体物质参与的反应，如aA(s)＋bB(g)⥫⥬cC(g)＋dD(g)： ①气体质量不变，达到平衡状态。 ②若b≠c＋d，则气体的总物质的量、气体的平均相对分子质量、总压强、气体的平均密度不变均说明已达到平衡状态。 ③若b＝c＋d，则气体的总物质的量、总压强不变不能判断是否达到平衡状态，气体的平均相对分子质量、气体的平均密度不变能说明已达到平衡状态。 学生用书⬇第61页 [交流研讨]　判断下列物理量不再变化时是否一定达到平衡状态，达到平衡状态的打“√”，不一定达到平衡状态的打“×”。 (1)恒温、恒容下，CaCO3(s)⥫⥬CO2(g)＋CaO(s)反应体系中气体的密度保持不变 (√) (2)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 (×) (3)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，氨基甲酸铵分解：H2NCOONH4(s)⥫⥬2NH3(g)＋CO2(g) ①NH3(g)的体积分数保持不变 (×) ②气体的平均相对分子质量保持不变 (×) (4)一定温度下某容积不变的密闭容器中，可逆反应C(s)＋H2O(g)⥫⥬CO(g)＋H2(g)中气体的平均相对分子质量保持不变 (√) 1.可逆反应N2(g)＋3H2(g)⥫⥬2NH3(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.3v正(N2)＝v正(H2) B.v正(N2)＝v逆(NH3) C.2v正(H2)＝3v逆(NH3) D.v正(N2)＝3v逆(H2) 答案：C 解析：可逆反应达到化学平衡状态的主要特征之一是v正＝v逆，而3v正(N2)＝v正(H2)并未反映出v正＝v逆的关系，即A项不正确；在N2与H2合成NH3的反应中，v(N2)∶v(H2)∶v(NH3)＝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。 2.已知：N2O4(g)⥫⥬2NO2(g)　ΔH＞0，现将1 mol N2O4充入一恒压密闭容器中，下列示意图不能说明反应达到平衡状态的是(　　) 答案：B 解析：反应方程式两边气体物质的化学计量数不等，恒压时密度不变，说明已达到平衡状态，故A正确；对于一个特定反应，ΔH固定不变，不能作为判断反应是否达到平衡状态的依据，故B错误；在t1时刻，2v正(N2O4)＝v逆(NO2)，反应达到平衡状态，故C正确；N2O4转化率不变，说明正逆反应速率相等，达到平衡状态，故D正确。 3.在恒温恒容的密闭容器中，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；⑤混合气体的颜色；⑥各反应物或生成物的反应速率之比都等于化学计量数之比。 (1)一定能证明2SO2(g)＋O2(g)⥫⥬2SO3(g)达到平衡状态的是　　　　(填序号，下同)。 (2)一定能证明I2(g)＋H2(g)⥫⥬2HI(g)达到平衡状态的是　　　　。 (3)一定能证明A(s)＋2B(g)⥫⥬C(g)＋D(g)达到平衡状态的是　　　　。 答案：(1)①③④　(2)⑤　(3)②④ 解析：混合气体的密度是混合气体的总质量与容器容积的比值，混合气体的平均相对分子质量是混合气体的总质量与总物质的量的比值，混合气体颜色的深浅与有色气体的浓度有关系。在任何时刻各反应物或生成物的反应速率之比都等于化学计量数之比。(1)反应2SO2(g)＋O2(g)⥫⥬2SO3(g)是反应前后气体体积减小的可逆反应，因此混合气体的压强、总物质的量和平均相对分子质量不变均可以说明反应达到平衡状态。(2)反应I2(g)＋H2(g)⥫⥬2HI(g)是反应前后气体体积不变的可逆反应，由于碘是有色气体，则混合气体的颜色不变可以说明反应达到平衡状态。(3)反应A(s)＋2B(g)⥫⥬C(g)＋D(g)是反应前后气体体积不变，但气体质量增加的可逆反应，因此混合气体的密度、混合气体的平均相对分子质量不变可以说明反应达到平衡状态。 1.在一定温度下，将2 mol SO2和1 mol O2充入一定容积的密闭容器中，在催化剂作用下发生如下反应：2SO2(g)＋O2(g)⥫⥬2SO3(g)　ΔH＝－197 kJ·mol－1，当达到化学平衡时，下列说法正确的是(　　) A.生成SO3 2 mol B.SO2和SO3共2 mol C.放出197 kJ热量 D.含氧原子共8 mol 答案：B 解析：可逆反应存在反应限度，反应物不可能完全转化为生成物，当正、逆反应速率相等时，反应达到平衡状态，所以将2 mol SO2和1 mol O2充入一定容积的密闭容器中，SO2和O2不可能完全转化为SO3，放出的热量小于197 kJ，A、C错误；化学反应中原子守恒，所以化学平衡时SO2和SO3中硫原子的总物质的量等于反应初始时SO2的物质的量，B正确；化学反应中原子守恒，平衡时含有的氧原子的物质的量等于初始时SO2和O2中氧原子的总物质的量，为6 mol，D错误。 2.一定条件下，向密闭容器中充入1 mol NO和1 mol CO进行反应：NO(g)＋CO(g)N2(g)＋CO2(g)，测得化学反应速率随时间的变化关系如图所示，其中处于化学平衡状态的点是(　　) A.d点 B.b点 C.c点 D.a点 答案：A 解析：由图可知，a、b、c点的正反应速率均大于逆反应速率，都未达到平衡状态；只有d点正、逆反应速率相等，由正、逆反应速率相等的状态为平衡状态可知，图中处于化学平衡状态的点是d点，选项A正确。 3.下列对于可逆反应2M(g)＋N(g)⥫⥬2P(g)达到平衡时的说法正确的是(　　) A.M、N全部变成了P B.反应已经停止 C.反应混合物中各组分的浓度不再改变 D.v(M)∶v(N)＝2∶1 答案：C 解析：题给反应是可逆反应，存在反应限度，所以反应物不可能完全转化为生成物，故A错误；反应达到平衡状态时，正、逆反应速率相等，但反应并没有停止，故B错误；反应混合物中各成分的浓度不再改变是反应达到平衡状态的依据，故C正确；v(M)∶v(N)＝2∶1，未体现正、逆反应速率关系，故D错误。 4.恒温恒容条件下，将2 mol A气体和2 mol B气体通入体积为2 L 的密闭容器中发生如下反应：2A(g)＋B(g)⥫⥬xC(g)＋2D(s)，2 min时反应达到平衡状态，此时剩余1.2 mol B，并测得C的浓度为1.2 mol·L－1。 学生用书⬇第62页 (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)x＝　　　　　。 (3)下列各项可作为该反应达到平衡状态的标志的是　　　　　(填字母)。 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 答案：(1)0.6 mol·L－1·min－1　(2)3　(3)B、D 解析：(1)v(C)＝＝0.6 mol·L－1·min－1。 (2)　　　　　　2A(g)＋B(g)⥫⥬xC(g)＋2D(s) 起始/mol·L－1　　1　　　1　　　0 转化/mol·L－1　　0.8　　0.4　　1.2 平衡/mol·L－1　　0.2　　0.6　　1.2 由此可知，2∶1∶x＝0.8∶0.4∶1.2＝2∶1∶3，所以x＝3。 (3)A项，x＝3，该反应前后气体的物质的量不变，无论反应是否达到平衡，压强均不会变化；B项，气体的密度不再变化，而气体的体积不变，说明气体的质量不再发生变化，由于D为固体，故气体的质量不再发生变化时能说明反应已达到平衡状态；C项，A的消耗速率与B的消耗速率表示的反应方向一致，不能说明反应已达到平衡；D项，A的百分含量保持不变，说明反应已达到平衡。 课时测评16　化学平衡状态 (时间：45分钟　满分：60分) (本栏目内容，在学生用书中以独立形式分册装订！) 1－11题，每小题3分，共33分。 题点1　可逆反应 1.在密闭容器中进行反应：X2(g)＋3Y2(g)⥫⥬2Z2(g)，若X2、Y2、Z2的初始浓度分别为0.1 mol·L－1、0.3 mol·L－1、0.2 mol·L－1，当反应达到平衡后，各物质的浓度可能是(　　) ①X2为0.2 mol·L－1 ②Y2为0.1 mol·L－1　 ③Z2为0.3 mol·L－1 ④Y2为0.6 mol·L－1 A.①② B.②③ C.③④ D.①④ 答案：B 解析：在可逆反应中，反应物不可能完全转化为生成物，平衡时不可能出现某物质浓度为零的情况。①X2为0.2 mol·L－1，表明Z2全部转化为X2和Y2，①错误；同理，④错误。综上所述，B项正确。 2.在一恒容密闭容器中发生反应：2SO2(g)＋O2(g)⥫⥬2SO3(g)。起始时，c(SO2)＝0.3 mol·L－1、c(O2)＝0.2 mol·L－1、c(SO3)＝0.4 mol·L－1。在一定条件下，当反应达到平衡时，下列各物质的物质的量浓度关系可能正确的是(　　) A.c(SO2)＝0.7 mol·L－1 B.c(SO2)＋c(O2)＝1.1 mol·L－1 C.c(SO3)＋c(SO2)＝0.65 mol·L－1 D.c(SO2)＋c(O2)＋c(SO3)＝0.78 mol·L－1 答案：D 解析：当c(SO2)＝0.7 mol·L－1时，有c(SO3)＝0，而该反应为可逆反应，SO3不能完全反应，A错误；当c(SO2)＝0.7 mol·L－1，c(O2)＝0.4 mol·L－1时，即c(SO2)＋c(O2)＝1.1 mol·L－1时，c(SO3)＝0，而该反应为可逆反应，SO3不能完全反应，B错误；由硫元素守恒可知，c(SO2)＋c(SO3)＝0.7 mol·L－1，C错误；依据三段式法可知： 　　　　　　　　　2SO2(g)＋O2(g)⥫⥬2SO3(g) 起始/(mol·L－1)　0.3　　　0.2　　　　0.4 转化/(mol·L－1)　0.24　　 0.12　　　 0.24 平衡/(mol·L－1)　0.06　　 0.08　　　 0.64 则c(SO2)＋c(SO3)＋c(O2)＝0.78 mol·L－1，D正确。 题点2　化学平衡状态及特征 3.可逆反应在一定条件下达到化学平衡时，下列说法正确的是(　　) A.正反应速率等于逆反应速率，且都为零 B.反应物和生成物浓度相等 C.反应体系中混合物的组成保持不变 D.反应物断开化学键吸收的能量等于生成物形成化学键所放出的能量 答案：C 解析：可逆反应达到平衡时，属于动态平衡，正、逆反应速率相等，但是都不为零，故A错误；可逆反应达到平衡时，反应物和生成物的浓度不再发生变化，各组分浓度不变，但是各组分浓度不一定相等，故B错误；当反应体系中各混合物的组成保持不变时，达到平衡状态，故C正确；化学反应一定伴随能量变化，反应物断开化学键吸收的能量不等于生成物形成化学键所放出的能量，故D错误。 4.14CO2与碳在高温条件下发生反应：14CO2＋C⥫⥬2CO，达到化学平衡后，平衡混合物中含14C的粒子有(　　) A.14CO2 B.14CO2、14CO C.14CO2、14CO、14C D.14CO 答案：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。 5.某温度下，往密闭容器中加入一定量的A和B，发生2A(g)＋B(g)⥫⥬C(g)的反应。C的物质的浓度随反应时间(t)的变化如下表。下列说法中不正确的是(　　) t/s 2 4 6 8 10 12 C的浓度/(mol·L－1) 0.22 0.36 0.42 0.46 0.46 0.46 A.在0～6 s内，平均反应速率v(A)为0.14 mol·L－1·s－1 B.0～8 s正反应速率大于逆反应速率 C.8 s后反应物消耗完，反应停止 D.8～12 s该反应处于化学平衡状态 答案：C 解析：在0～6 s内，物质C的浓度变化是0.42 mol·L－1，则此段时间内，用生成物C表示的平均反应速率是＝0.07 mol·L－1·s－1，根据反应化学计量数之比等于反应速率之比，则v(A)＝2 v(C)＝0.14 mol·L－1·s－1，选项A正确；根据表中数据可知，8 s后反应达平衡，8 s前反应正向进行，正反应速率大于逆反应速率，选项B正确；8 s后反应达平衡，是动态平衡，反应没有停止，选项C不正确；8～12 s该反应中各组分浓度保持不变，处于化学平衡状态，选项D正确。 题点3　化学平衡状态的判断 6.可逆反应：2NO2(g)⥫⥬2NO(g)＋O2(g)在恒容密闭容器中进行，达到平衡状态的标志是(　　) ①单位时间内生成n mol O2的同时生成2n mol NO2　②单位时间内生成n mol O2的同时生成2 mol NO　③用NO2、NO、O2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　⑤混合气体的密度不再改变的状态　⑥混合气体的压强不再改变的状态　⑦混合气体的平均相对分子质量不再改变的状态 A.①④⑥⑦ B.②③⑤⑦ C.①③④⑤ D.全部 答案：A 解析：①单位时间内生成n mol O2的同时生成2n mol NO2，能说明正逆反应速率的相等关系，①正确；②单位时间内生成n mol O2的同时生成2n mol NO不能说明正逆反应速率的相等关系，②错误；③用NO2、NO、O2表示的反应速率的比为2∶2∶1的状态是反应进行到任何时刻都成立的关系，不能说明达到了平衡，③错误；④混合气体的颜色不变化说明二氧化氮的浓度不变化，达到平衡状态，④正确；⑤该反应反应前后气体的质量不变，容器的体积不变，所以混合气体的密度始终不变，所以密度不变时反应不一定达到平衡状态，⑤错误；⑥因该反应是气体物质的量在增大的化学反应，物质的量与压强成正比，则混合气体的压强不随时间的变化而变化，达到平衡状态，⑥正确；⑦混合气体的平均相对分子质量数值上等于平均摩尔质量＝，质量是守恒的，物质的量只有达到平衡时才不变，当混合气体的平均摩尔质量不再变化，证明达到了平衡状态，⑦正确。 7.一定温度下，在恒容密闭容器中发生反应：CO(g)＋H2O(g)⥫⥬CO2(g)＋H2(g)，下列能证明反应达到化学平衡状态的是(　　) A.容器内气体的平均摩尔质量不再变化 B.体系压强保持不变 C.生成的CO2与消耗的H2物质的量之比为1∶1 D.容器内气体密度不再变化 答案：C 解析：该反应前后气体物质的量不变，气体总质量不变，故容器内气体的平均摩尔质量不再变化，不能证明反应达到化学平衡状态，A错误；该反应前后气体物质的量不变，故容器内气体压强不再变化，不能证明反应达到化学平衡状态，B错误；生成二氧化碳为正反应方向，氢气的消耗为逆反应方向，当正逆反应速率相等时，反应达到平衡状态，C正确；该反应在恒容密闭容器中进行，根据质量守恒，混合气体质量不变，根据ρ＝，ρ在平衡前后始终不变，所以当密度不变时，反应不一定达平衡，D错误。 8.在一定温度下的恒容密闭容器中，加入少量A发生反应：A(s)⥫⥬B(g)＋2C(g)。当下列物理量不再发生变化，可以判断该反应达到化学平衡状态的是(　　) ①B的体积分数；②混合气体的压强；③混合气体的总质量；④混合气体的平均相对分子质量；⑤混合气体的密度 A.①②③ B.②③⑤ C.①④⑤ D.①②③④⑤ 答案：B 解析：①A是反应物为固体，B、C是生成物且为气体，任何时刻生成1 mol B的同时会生成2 mol C，B的体积分数任何时刻都不变，①错误；②这是一个反应前后气体分子数改变的反应，只有达到平衡时，混合气体总压强才不变，②正确；③混合气体的总质量不变，代表A的质量不变，说明反应已经达到平衡状态，③正确；④不论反应达没达到平衡状态，B和C的物质的量之比都是1∶2，则任何时刻混合气体的平均相对分子质量都不变，④错误；⑤ρ＝，只有达到平衡时，混合气体的质量才不变，⑤正确。 9.在一个绝热的恒容密闭容器中，发生可逆反应2A(g)＋B(g)⥫⥬3C(g)＋D(s)：①A、B、C、D在容器中共存；②2v正(A)＝3v正(C)；③体系的气体密度不再改变；④体系的压强不再改变；⑤ΔH不再改变。一定可以作为反应达到平衡状态标志的是(　　) A.①②③⑤ B.②④⑤ C.③④ D.③ 答案：C 解析：①该反应为可逆反应，反应无论进行到什么程度A、B、C、D都共存，无法判断反应是否达到平衡状态，故错误；②两者均是正反应速率，当2v正(A)＝3v正(C)时，不能说明正逆反应速率相等，无法判断反应是否达到平衡状态，故错误； ③反应前后混合气体的质量不相等，体积不变，当体系的气体密度不再改变，说明反应已经达到平衡状态，故正确；④反应前后气体系数和相等，但该反应在绝热装置中进行，反应伴随着热效应，压强受温度影响，当体系的压强不变，说明反应体系的温度不再变化，说明反应已经达到平衡状态，故正确；⑤ΔH不受反应进行的程度影响，只跟方程式有关，当不再改变，不能说明反应已经达到平衡状态，故错误。 10.向2 L恒容密闭容器中通入A、B气体各10 mol，在一定温度下进行反应：3A(g)＋B(g)⥫⥬2C(g)＋2D(s)，下列说法不正确的是(　　) A.①体系气体密度不变；②B的体积分数不变；③2v逆(A)＝3v正(C)，三种现象均可以说明该反应达到平衡状态 B.①增加D的质量；②向体系中充入He；③抽出A减小体系压强，三种操作都不能增大逆反应速率 C.对于该反应，无论正反应还是逆反应，升高温度，反应速率均上升 D.若起始时四种物质的物质的量均为6 mol，则反应达到其限度时，2 mol·L－1＜c(B)＜4.5 mol·L－1 答案：A 解析：该反应是气体质量减小的反应，在恒容密闭容器中混合气体的密度减小，则体系气体密度不变、2v逆(A)＝3v正(C)均说明正、逆反应速率相等，反应均已达到平衡，假设一段时间后B反应了x mol，则有 　　　　　 3A(g)＋B(g)⥫⥬2C(g)＋2D(s) 起始/mol　　10　　　10　　　0　　　0 转化/mol　　3x　　　x　　　　2x　　2x 剩余/mol　　10－3x　10－x　　2x　　2x B的体积分数为＝＝50％，B的体积分数始终不变，故不能确定反应达到平衡，故A错误；固体的浓度为定值，则增加固体D的质量、在恒容密闭容器中充入氦气，体系中气体物质的浓度不发生变化，化学反应速率不变，抽出气体A减小体系压强，反应物浓度减小，化学反应速率减小，所以三种操作都不能增大逆反应速率，故B正确；升高温度，正、逆反应速率均上升，故C正确；由题意可知，假设四种物质的物质的量均为6 mol，根据方程式可知，当6 mol A完全反应时，消耗2 mol B，此时剩余4 mol B，B的物质的量浓度最小，c(B)＝＝2 mol·L－1，当6 mol C完全反应时，生成3 mol B，n(B)＝3 mol＋6 mol＝9 mol，此时B的物质的量浓度最大，c(B)＝＝4.5 mol·L－1，因为是可逆反应，不可能完全转化，所以2 mol·L－1＜c(B)＜4.5 mol·L－1，故D正确。 11.(2024·江苏苏州高二期中)一定温度下，在容积不变的密闭容器中进行如下可逆反应：SiF4(g)＋2H2O(g)⥫⥬SiO2(s)＋4HF(g)，下列能表明该反应已达到化学平衡状态的是(　　) ①v正(H2O)＝2v逆(HF)　②SiF4的体积分数不再变化　③容器内气体压强不再变化　④混合气体的体积不再变化　⑤4 mol H－O键断裂的同时，有2 mol H－F键断裂 A.①②③ B.②④⑤ C.②③ D.③④⑤ 答案：C 解析：①v正(H2O)＝2v逆(HF)表示反应进行的方向相反，但速率之比不等于化学计量数之比，反应未达平衡状态；②SiF4的体积分数不再变化，则各物质的浓度不变，反应达平衡状态；③反应前后气体的分子数不等，反应过程中体系的压强不断发生改变，当容器内气体压强不再变化时，反应达平衡状态；④密闭容器的体积不变，则混合气体的体积始终不变，反应不一定达平衡状态；⑤4 mol H－O键断裂的同时，有2 mol H－F键断裂，虽然反应进行的方向相反，但变化量之比不等于化学计量数之比，反应未达平衡状态；综合以上分析，②③符合题意。 12.(12分)在2 L密闭容器中，800 ℃时反应2NO(g)＋O2(g)⥫⥬2NO2(g)体系中，n(NO)随时间的变化如下表： 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)A点处，v(正)　　　　v(逆)，A点正反应速率　　　　B点正反应速率(用“大于”“小于”或“等于”填空)。 (2)图中表示O2变化的曲线是　　　。用NO2表示0～2 s内该反应的平均速率v＝　　　　　　。 (3)能说明该反应已经达到平衡状态的是　　　(填字母)。 a.容器内压强保持不变 b.v(NO)＝2v(O2) c.容器内的密度保持不变 d.v逆(NO2)＝2v正(O2) 答案：(1)大于　大于　(2)d　0.003 mol·L－1·s－1 (3)ad 解析：(1)A点处生成物的浓度仍然在增加，反应向正反应方向进行，因此v(正)大于v(逆)，A点反应物浓度大于B点反应物浓度，因此正反应速率大于B点正反应速率； (2)图中c、d表示的曲线浓度降低，是反应物。根据表中数据可知起始时NO浓度是0.02 mol÷2 L＝0.01 mol·L－1，所以c表示NO，则表示O2变化的曲线是d；用NO2表示0～2 s内该反应的平均速率v＝＝0.003 mol·L－1·s－1； (3)在一定条件下，当可逆反应的正反应速率和逆反应速率相等时(但不为0)，反应体系中各种物质的浓度或含量不再发生变化的状态，称为化学平衡状态。正反应体积减小，则容器内压强保持不变时说明反应达到平衡状态，a正确；v(NO)＝2v(O2)中没有指明反应速率的方向，则不一定达到平衡状态，b错误；密度是混合气体的质量和容器容积的比值，在反应过程中质量和容积始终是不变的，因此容器内的密度始终保持不变，不能说明达到平衡状态，c错误；反应速率之比等于化学计量数之比，则v逆(NO2)＝2v正(O2)＝v正(NO2)表示正逆反应速率相等，反应达到平衡状态，d正确，答案选ad。 13.(15分)(1)碘化钾常用作合成有机化合物的原料。某实验小组设计实验探究KI的还原性。探究不同条件下空气中氧气氧化KI的速率。 组别 温度 KI溶液 H2SO4溶液 蒸馏水 淀粉溶液 c(KI) V c(H2SO4) V 1 298 K 0.1 mol·L－1 5 mL 0.1 mol·L－1 5 mL 10 mL 3滴 2 313 K 0.1 mol·L－1 a mL b mol·L－1 5 mL 10 mL 3滴 3 298 K 0.05 mol·L－1 10 mL 0.2 mol·L－1 5 mL 5 mL 3滴 ①酸性条件下KI能被空气中氧气氧化，发生反应的离子方程式为　　　　　　　　　　　　　。 ②设计实验组别3的目的是　　　　　　　　　　　　　。 (2)探究反应“2Fe3＋＋2I－⥫⥬2Fe2＋＋I2”为可逆反应。 试剂：0.01 mol·L－1KI溶液，0.005 mol·L－1 Fe2(SO4)3溶液，淀粉溶液，0.01 mol·L－1AgNO3溶液，KSCN溶液。实验如下： ③甲同学通过试管ⅰ和试管ⅱ中现象结合可证明该反应为可逆反应，则试管ⅰ中现象为　　　　　　　　　　；乙同学认为该现象无法证明该反应为可逆反应，原因为　　　　　　　 　　　　　　　。 ④请选择上述试剂重新设计实验，证明该反应为可逆反应：　　　　　　　　　　　　　。 答案：(1)①O2＋4I－＋4H＋2I2＋2H2O　 ②探究硫酸的浓度对氧化速率的影响 (2)③产生黄色沉淀　含I2的溶液中加入AgNO3也能产生黄色沉淀　④向5 mL(过量)0.01 mol·L－1KI溶液中加入3 mL(少量) 0.005 mol·L－1Fe2(SO4)3溶液，再向其中加入KSCN溶液，溶液变红，说明含有过量I－的溶液中存在Fe3＋，即可证明该反应为可逆反应 解析：(1)②实验3的反应温度是298 K，温度相同，混合溶液总体积相同，KI溶液浓度相同，但H2SO4溶液浓度不相同，因此设计实验组别3的目的是探究硫酸的浓度对氧化速率的影响；(2)③KI与Fe2(SO4)3在溶液中会发生反应：2I－＋2Fe3＋⥫⥬I2＋2Fe2＋，二者反应的物质的量相等。根据在试管中加入KI与Fe2(SO4)3溶液的浓度及体积可知Fe3＋过量。在试管ⅰ中加入1 mL 0.01 mol·L－1 AgNO3溶液时，会发生反应：Ag＋＋I－AgI↓，因此会看到产生黄色沉淀；乙同学认为该现象无法证明该反应为可逆反应，这是因为尽管I－完全反应产生了I2，但由于含I2的溶液中存在可逆反应I2＋H2O⥫⥬HI＋HIO，溶液中也会存在一定量I－，加入AgNO3也能产生黄色沉淀；④要证明该反应为可逆反应，可以设计实验使I－过量，Fe3＋不足量而完全反应，然后用KSCN溶液检验其中是否含有Fe3＋进行判断。设计实验为：向5 mL(过量)0.01 mol·L－1 KI溶液中加入3 mL(少量) 0.005 mol·L－1Fe2(SO4)3溶液，再向其中加入KSCN溶液，溶液变红，说明含有过量I－的溶液中存在Fe3＋，即可证明该反应为可逆反应。 学科网（北京）股份有限公司 $