第2章 第3节 第2课时 化学反应的限度-【金版新学案】2025-2026学年高中化学必修第二册同步课堂高效讲义教师用书word（鲁科版，双选）

本讲义聚焦“化学反应的限度”核心知识点，系统梳理可逆反应的含义、化学平衡状态的建立与特征，通过判断正误、问题探究及表格归纳平衡状态判断方法，进而延伸至温度、浓度等因素对化学平衡移动的影响，构建从概念理解到应用判断的完整学习支架。 该资料以NO₂与N₂O₄的温度影响实验及可乐气泡等生活实例为载体，强化科学探究与实践；通过合成氨反应中速率与浓度关系的问题链引导证据推理，培养科学思维；结合判断正误和例题分析深化化学观念。课中助力互动教学，课后通过分层练习与知识总结帮助学生查漏补缺。

第2课时　化学反应的限度 课程标准解读 1．了解可逆反应的含义。 2．知道可逆反应在一定条件下能达到化学平衡状态。 3．体会从限度和快慢两个方面去认识和调控化学反应的重要性。 4．了解控制反应条件在生产和科学研究中的作用。 知识点一　可逆反应和化学平衡状态 　　　　　　　　　　　　　　　　 1．可逆反应 2．化学平衡状态 (1)化学平衡状态的建立 图像描述 文字描述 (2)化学平衡状态 ①概念：在一定条件下可逆反应进行到一定程度时，反应物和生成物的浓度不再随时间的延长而发生变化，正反应速率和逆反应速率相等，这种状态称为化学平衡状态。 ②特征 [判断正误](正确的打“√”，错误的打“×”) (1)对任何化学反应，只要一种反应物过量，就可以将另一种反应物完全转化为生成物。(×) (2)对反应：2Ag＋Br22AgBr和2AgBr2Ag＋Br2，两个反应过程为可逆反应。(×) (3)将2 mol SO2和1 mol O2在一定条件下充分反应，反应后体系中只存在2 mol SO3。(×) (4)可逆反应达到平衡时，各组分的浓度都相同。(×) (5)可逆反应达到平衡时，反应就停止了。(×) (6)在一定条件下，当反应2SO2(g)＋O2(g) 2SO3(g)达到平衡时，反应混合物中SO2、O2、SO3的物质的量之比一定为2∶1∶2。(×) (7)当一个可逆反应达到化学平衡状态，其根本原因是v正＝v逆。(√) 学生用书第67页 (8)一定条件下发生的可逆反应，当各物质的物质的量或物质的量分数不再变化时，该可逆反应一定达到化学平衡状态。(√) 某实验小组模拟工厂中合成氨的反应，在容积不变的密闭容器中，发生合成氨的反应：N2＋3H22NH3。 问题1　若在相同时间内消耗a mol N2同时生成2a mol NH3，是否达到了化学平衡状态？ 提示：　不能判定是否达到平衡状态。因为消耗N2和生成NH3都是正反应，不能说明正逆反应速率相等。 问题2　若N2的浓度不随时间变化而变化时，能否说明已经达到化学平衡状态？ 提示：　能。N2的浓度不再变化时，其他反应物或生成物的浓度也不再变化。 问题3　若反应中一个N≡N键断裂的同时，有6个N—H键断裂，能否说明已经达到化学平衡状态？ 提示：　能。一个NH3中有三个N—H键。由方程式可知“一个N≡N”对应“6个N—H键”，N—H键断裂表示逆反应速率，N≡N键断裂表示正反应速率，且正逆速率相等。 问题4　若反应2v正(H2)＝3v逆(NH3)，能否说明已经达到化学平衡状态？ 提示：　能。用不同物质的速率表示平衡要符合两个要点：速率之比等于化学计量数之比，且要体现正逆两个方向。 问题5　若容器内密度不再变化，能否说明已经达到化学平衡状态？ 提示：　不能。反应容器体积不变，容器内气体总质量不变(遵循质量守恒)，所以容器内的密度也是定值，密度不变不能说明是否平衡。 1．化学平衡状态判断方法的归纳 可逆反应达到化学平衡状态时有两个主要的特征： 一是正反应速率和逆反应速率相等； 二是反应混合物中各组成成分的百分含量保持不变。 这两个特征就是判断可逆反应是否达到化学平衡状态的核心依据。 2．化学平衡状态的判断 反应 mA(g)＋nB(g) pC(g)＋qD(g) 混合物体系中各成分的含量 各物质的物质的量或各物质的物质的量分数一定 平衡 各物质的质量或各物质的质量分数一定 平衡 各气体的体积或体积分数一定 平衡 总体积、总压强、总物质的量一定 不一定平衡 　　正、逆反应速率的关系 v(正)＝v(逆) 平衡 压强 m＋n≠p＋q时，总压强一定(恒温恒容)或总体积一定(恒温恒压)或总物质的量一定 平衡 若m＋n＝p＋q，总压强一定或总体积一定或总物质的量一定 不一定平衡 混合气体的平均相对分子质量(Mr) 当m＋n≠p＋q时，一定 平衡 当m＋n＝p＋q时，一定 不一定平衡 温度 任何化学反应都伴随着能量的变化，当体系温度一定时(其他不变) 平衡 体系的密度(ρ) 密度一定 不一定平衡 其他 如体系颜色不再变化等 平衡 　　 1．(2024·江苏启东中学高一月考)一定条件下，在密闭容器中进行反应：N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g)，当N2、H2、NH3的浓度不再改变时，下列说法正确的是(　　) A．N2、H2完全转化为NH3 B．N2、H2、NH3的浓度一定相等 C．正、逆反应速率相等且等于零 D．反应已达到化学平衡状态 D　[此反应是可逆反应，N2、H2不能完全转化成氨气，故A错误；根据化学平衡状态的定义可知，是浓度不变，而不是相等，故B错误；化学平衡是动态平衡，正、逆反应速率相等，但不等于0，故C错误；根据化学平衡状态的定义，故D正确。] 学生用书第68页 2．在一定温度下，下列叙述不是可逆反应A(g)＋3B(g) 2C(g)达到平衡时的特征的是(　　) ①C的生成速率与C的分解速率相等 ②单位时间内生成a mol A，同时生成3a mol B ③A、B、C的浓度不再变化 ④A、B、C的压强不再变化 ⑤混合气体的总压强不再变化 ⑥混合气体的物质的量不再变化 ⑦单位时间内消耗a mol A，同时生成3a mol B ⑧A、B、C的分子数之比为1∶3∶2 A．②⑧ B．①⑥ C．②④ D．③⑧ A　[此反应是一个物质总量改变的反应，总压强也在改变，所以这些量不再改变也是判断平衡的标志之一。另外还要注意，本题要求选择的是“不是达到平衡的标志”。] 3．(双选)180 ℃时将0．5 mol H2和1 mol CO2通入1 L的恒容密闭容器中，反应生成甲醇蒸气(CH3OH)和某无机副产物，测得各物质的物质的量随时间的部分变化如图所示，下列说法中正确的是(　　) A．该反应的化学方程式：CO2＋3H2CH3OH＋H2O B．在0～3 min内H2的平均化学反应速率为0．1 mol·L－1·min－1 C．当容器内混合气体密度不再变化时，表明反应已经达到平衡状态 D．在3～10 min内，反应仍未达到平衡状态 AB　[由图知，消耗n(CO2)＝(1－0．9)mol＝0．1 mol，消耗n(H2)＝(0．5－0．2)mol＝0．3 mol，生成n(CH3OH)＝0．1 mol，同一反应中参加反应的各物质的物质的量之比等于其分子个数之比，则n(CO2)∶n(H2)∶n(CH3OH)＝0．1 mol∶0．3 mol∶0．1 mol＝1∶3∶1，根据原子守恒知，还生成H2O，所以反应方程式为CO2＋3H2CH3OH＋H2O，故A正确；v(H2)＝＝＝0．1 mol·L－1·min－1，故B正确；反应前后气体总质量不变、容器体积不变，则反应前后气体密度始终不变，所以气体密度不变不能作为平衡状态的判断标准，故C错误；在3 min时各物质的物质的量不变，反应达到平衡状态，则在3～10 min内，反应达到平衡状态，故D错误。] 知识点二　化学平衡移动　　　　　　　　　　　　　　　　 1．探究温度对化学平衡的影响 实验原理 2NO2(g) N2O4(g)　反应放热(红棕色)　　(无色) 实验现象 实验现象 热水中混合气体颜色较常温下的深， 冰水中混合气体颜色较常温下的浅 实验结论 混合气体受热颜色变深，说明NO2浓度增大，即平衡向吸热反应方向移动；混合气体被冷却颜色变浅，说明NO2浓度减小，即平衡向放热反应方向移动 2．化学平衡的移动 化学平衡是在一定条件下建立起来的，当条件改变时，原来的化学平衡将被破坏，并在新的条件下建立起新的化学平衡。 此过程可以表示为： 3．影响化学平衡的因素 除温度外，反应物浓度、压强(有气体参加的可逆反应)等外界条件的改变也可以使化学平衡发生移动。 [判断正误](正确的打“√”，错误的打“×”) (1)化学平衡移动的根本原因是v(正)≠v(逆)。(√) (2)对于平衡：2NO2N2O4，改变条件使平衡发生移动，气体颜色一定加深。(×) (3)反应条件改变后，若正、逆反应速率仍然相等，则化学平衡发生移动。(×) (4)当外界条件改变后，正、逆反应速率都发生改变，则化学平衡一定发生移动。(×) 学生用书第69页 (5)对一个建立的化学平衡体系，当其他条件不变时，温度升高，则化学平衡一定发生移动。(√) (6)增大反应物的量，则平衡一定向正向移动。(×) (7)可以通过改变温度控制可逆反应的反应限度。(√) (8)可以通过延长时间增大可逆反应的反应限度。(×) 可乐和雪碧中都溶解了二氧化碳，当打开可乐或雪碧时，会看到有大量气泡产生。 问题1　二氧化碳在可乐和雪碧中存在着何种平衡？为什么打开后有大量气泡产生？ 提示：　存在溶解平衡和化学平衡CO2＋H2OH2CO3，当打开瓶塞，压强减小，CO2的溶解度减小，而且化学平衡向生成CO2的方向移动，因此有大量气泡产生。 问题2　化学平衡移动反应速率一定改变吗？反应速率变化平衡一定移动吗？ 提示：　反应速率变化是化学平衡移动的前提条件，也就是说平衡发生移动，反应速率一定发生变化，但是反应速率发生变化平衡未必发生移动。 问题3　教材“观察·思考”中描述的反应体系，其中热水中的反应体系与冷水中的反应体系达到平衡后哪一个反应速率更快？ 提示：　由于热水中的反应体系温度更高因此达平衡后反应速率更快。 问题4　在可乐和雪碧中为了溶解更多的二氧化碳，需要的温度高还是低？压强小还是大？ 提示：　CO2气体溶于水，溶解度受温度和压强的影响，低温或加压可以提高CO2的溶解度，而且CO2＋H2OH2CO3，平衡在低温和加压的条件下向右移动，有利于CO2的溶解。 化学反应速率与化学平衡的关系 1．化学反应速率与化学平衡的比较 化学反应速率 化学平衡 概念 单位时间内反应物或生成物浓度的变化量 ①条件一定； ②可逆反应； ③v(正)＝v(逆)≠0； ④各物质的浓度一定 研究对象 反应的快慢 反应的限度 研究范围 所有化学反应 可逆反应 特点 单位不同，速率数值不同，用不同物质表示其值可能不同 逆、动、等、定、变 影响因素 浓度、温度、压强、催化剂等 浓度、温度、压强 1．引起化学平衡移动的根本原因是(　　) A．浓度的改变 B．压强的改变 C．使用了催化剂 D．正、逆反应速率的改变程度不同 D　[其他条件一定时浓度和压强的改变可以使正、逆反应速率发生改变，但它们使化学平衡发生移动是通过改变正、逆反应速率来实现的，因此化学平衡移动的根本原因是正、逆反应速率的改变程度不同。使用催化剂可以改变反应速率，但它对正、逆反应速率的影响是相同的，即催化剂不能使化学平衡发生移动。] 2．对于密闭容器中的反应2NO2(g) N2O4(g)，正反应为放热反应，若升高温度，则下列说法错误的是(　　) A．气体的平均相对分子质量减小 B．混合物颜色加深 C．正反应速率增大 D．NO2的体积分数减小 D　[正反应为放热反应，升高温度，正反应速率增大，正反应速率增大化学平衡向逆反应方向移动，体系中NO2的浓度增大，即NO2的含量增大，混合物的颜色加深。由于化学平衡向逆反应方向移动，则体系中气体的总物质的量增大，而气体的总质量不变，根据M＝知，气体的平均相对分子质量减小。] 学生用书第70页 3．在一定温度下，发生反应：N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g)，起始时，充入的N2和H2的物质的量分别是3．0 mol和6．0 mol，平衡时生成NH3的物质的量是2．4 mol。已知容器的容积为5．0 L，平衡时混合气体中N2的体积分数是________。 解析：　　　　　　 N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g) 起始/mol 3．0 6．0 0 转化/mol 1．2 3．6 2．4 平衡/mol 1．8 2．4 2．4 N2的体积分数＝×100%≈27．3%。 答案：　27．3% 　　　　　　　　　　　　　　　　 (1)可逆反应不能进行彻底，反应物与产物共存。 (2)反应体系达到平衡状态后各种物质的浓度和百分含量保持不变。 (3)正、逆反应速率同倍地增大或减小，化学平衡不移动。 (4)由于化学反应中的固态和纯液态物质的量的改变都不能改变反应速率，催化剂能同等程度地改变可逆反应的正、逆反应速率，因此，改变化学平衡体系中固态或纯液态物质的量及催化剂使用与否，都不影响化学平衡状态。 　　　　　　　　　　　　　　　　 1．下列对于可逆反应的理解错误的是(　　) A．可逆反应是指既能向正反应方向进行，又能向逆反应方向进行的反应 B．可逆反应的反应物与生成物之间只能用可逆号，而不能用等号 C．可逆反应的正反应和逆反应条件完全相同 D．可逆反应中，反应物不能全部转化为生成物 A　[可逆反应向正反应方向和逆反应方向进行时，必须在相同的条件下，A项错误，C项正确；可逆反应方程式的典型特征是有可逆号，B项正确；可逆反应中同时存在反应物和生成物，D项正确。] 2．(双选)(2024·山东师范大学附属中学高一月考)下列对于反应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．反应没有停止 C．混合物中各组分的浓度不再改变 D．v(M)∶v(N)＝2∶1 BC　[该反应是可逆反应，所以反应物不可能完全转化为生成物，存在反应限度，故A项错误；反应达到平衡状态时，正逆反应速率相等，但反应不停止，故B项正确；混合物中各组分的浓度不再改变是化学平衡状态的判断依据，故C项正确；v(M)∶v(N)＝2∶1，正逆反应速率不一定相等，故D项错误。] 3．一定条件下，可逆反应2A(g) B(g)＋3C(g)在下列四种状态中，反应处于平衡状态的是(　　) 选项 正反应速率 逆反应速率 A v(A)＝2 mol·L－1·min－1 v(B)＝2 mol·L－1·min－1 B v(A)＝2 mol·L－1·min－1 v(C)＝2 mol·L－1·min－1 C v(A)＝1 mol·L－1·min－1 v(B)＝2 mol·L－1·min－1 D v(A)＝1 mol·L－1·min－1 v(C)＝1．5 mol·L－1·min－1 D　[将逆反应速率根据化学方程式统一折算成用A表示的速率，即逆反应速率表示A的生成速率，正反应速率表示A的消耗速率，二者相等，则说明反应达到了平衡状态。] 4．在一定温度下，将一定量的气体通入体积为2 L的密闭容器中发生反应，有关物质X、Y、Z的物质的量的变化如图所示。则下列有关推断正确的是(　　) A．该反应的化学方程式为3Z===3X＋2Y B．t0时刻开始，X、Y、Z的质量不再改变 C．t0时，Z的浓度为1．2 mol·L－1 D．t0时，反应停止，反应速率为零 B　[由图可知，X、Y的物质的量增大，为生成物，Z的物质的量减小，为反应物，达到平衡时，生成X 1．8 mol，生成Y 1．2 mol，消耗Z 1．8 mol，X、Y、Z的化学计量数之比为1．8∶1．2∶1．8＝3∶2∶3，则反应的化学方程式为3Z3X＋2Y，该反应是可逆反应，A项错误；达到化学平衡时各组分的浓度不再随时间变化，故X、Y、Z的质量也不再改变，B项正确；根据图像可知t0时Z的浓度为1．2 mol÷2 L＝0．6 mol·L－1，C项错误；反应处于平衡时正逆反应速率相等，但不等于零，D项错误。] (本栏目内容在学生用书中以活页形式分册装订！)　　　　　　　　　　　　　　　　 1．下列反应不属于可逆反应的是(　　) A．工业上利用氮气和氢气合成氨气 B．2NaHCO3Na2CO3＋H2O＋CO2↑和Na2CO3＋H2O＋CO2===2NaHCO3 C．密闭容器中的二氧化氮和四氧化二氮在一定压强下可以相互转化 D．密闭容器中的二氧化硫和氧气在一定条件下可以生成三氧化硫，同时三氧化硫又可以分解为二氧化硫和氧气 B　[在相同条件下既能向正反应方向进行又能向逆反应方向进行的反应是可逆反应。工业上利用氮气和氢气合成氨气是可逆反应，A项不符合题意；密闭容器中的二氧化氮和四氧化二氮在一定压强下可以相互转化，是可逆反应，C项不符合题意；密闭容器中的二氧化硫和氧气在一定条件下可以生成三氧化硫，同时三氧化硫又可以分解为二氧化硫和氧气，属于可逆反应，D项不符合题意。] 2．(2024·甘肃山丹一中期中考试)下列关于化学反应的限度的叙述错误的是(　　) A．任何可逆反应都有一定的限度 B．化学反应达到反应限度时，正、逆反应的反应速率相等 C．化学反应的限度与反应时间的长短无关 D．化学反应的限度是不可改变的 D　[可逆反应无论进行到什么程度，都会同时含有所有反应物和所有生成物，即会达到一定的限度，A项正确；一个可逆反应达到反应限度，即达到化学平衡状态时，正反应速率与逆反应速率相等，B项正确；可逆反应达到什么样的限度，与反应时间的长短无关，C项正确；一个可逆反应达到化学平衡状态后，当条件(如温度、浓度等)改变时，原来的化学平衡状态就会被破坏，并在新的条件下达到新的化学平衡状态，即反应限度发生改变，D项错误。] 3．(2024·四川达州高中期末检测)在容积不变的密闭容器中进行反应X2(g)＋3Y2(g) 2Z2(g)，若X2、Y2、Z2的初始物质的量浓度分别为0．10 mol·L－1、0．30 mol·L－1、0．20 mol·L－1，当反应达到平衡时Z2的物质的量浓度不可能是(　　) A．0．05 mol·L－1 B．0．20 mol·L－1 C．0．35 mol·L－1 D．0．40 mol·L－1 D　[由于该反应是可逆反应，则达到平衡时反应物和生成物的浓度均不可能是0。当反应达到平衡时，若Z2的物质的量浓度为0．05 mol·L－1，则消耗Z2，反应逆向进行，此时c(X2)＝0．175 mol·L－1，c(Y2)＝0．525 mol·L－1，均不为0，故A项可能；当反应达到平衡时，若Z2的物质的量浓度为0．20 mol·L－1，则c(X2)＝0．10 mol·L－1，c(Y2)＝0．30 mol·L－1，均不为0，故B项可能；当反应达到平衡时，若Z2的物质的量浓度为0．35 mol·L－1，则反应正向进行，此时c(X2)＝0．025 mol·L－1，c(Y2)＝0．075 mol·L－1，均不为0，故C项可能；当反应达到平衡时，若Z2的物质的量浓度为0．40 mol·L－1，则反应正向进行，此时c(X2)＝0，c(Y2)＝0，故D项不可能。] 4．(2024·江苏启东中学高一月考)在恒温下的密闭容器中，有可逆反应2NO(g)＋O2(g) 2NO2(g)，下列不能说明该反应已达到平衡状态的是(　　) A．正反应生成NO2的速率和逆反应生成O2的速率相等 B．混合气体的颜色不再改变 C．反应容器中的压强不随时间的变化而变化 D．混合气体的平均摩尔质量保持不变 A　[A项，正反应生成NO2的速率和逆反应生成O2的速率之比等于2∶1时，反应达到平衡状态；B项，混合气体的颜色不再改变，说明NO2的浓度不变，即反应达到平衡状态；C项，反应前后气体的化学计量数之和不相等，随着反应的进行，容器中的压强不断变化，当容器中的压强不再改变时，说明反应已达到平衡状态；D项，反应前后气体的化学计量数之和不相等，气体的质量始终不变，随着反应的进行，气体的物质的量不断变化，当气体的物质的量不再改变时，混合气体的平均摩尔质量不再改变，说明反应已达到平衡状态。] 5．(2024·山东高一下学期月考)一定温度下，在一容器内进行某反应，已知各物质的物质的量随时间的变化情况如图所示，则下列叙述正确的是(　　) A．反应的化学方程式为2MN B．t1 min时，逆反应速率一定大于正反应速率 C．t2 min时，反应达到了化学平衡状态 D．t3 min时，正反应速率等于逆反应速率 D　[由图像可知，反应中M的物质的量逐渐增多，N的物质的量逐渐减少，则在该反应中N为反应物，M为生成物，故A项错误；t1 min时，反应没有达到化学平衡状态，正反应速率大于逆反应速率，故B项错误；t2 min时，反应没有达到化学平衡状态，故C项错误；t3 min时，反应达到化学平衡状态，正反应速率等于逆反应速率，故D项正确。] 6．(2024·河北衡水月考)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，反应体系中气体的总物质的量保持不变 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 D　[颜色的深浅与浓度有关系，恒温、恒容下，反应体系中气体的颜色保持不变，说明溴分子的浓度不再发生变化，反应达到平衡状态，选项A不符合题意；正反应是体积减小的，则恒温、恒容下，反应体系中气体的总物质的量保持不变，可以说明反应达到平衡状态，选项B不符合题意；密度是气体的质量与容器容积的比值，气体质量是变化的，则恒温、恒容下，反应体系中气体的密度保持不变，可以说明反应达到平衡状态，选项C不符合题意；反应体系中H2与N2的物质的量之比保持3∶1，不能说明正、逆反应速率相等，则不一定处于平衡状态，选项D符合题意。] 7．(双选)在容积为1．0 L的恒容密闭容器中进行可逆反应：X(g)＋2Y(s) Z(g)。判断该可逆反应达到平衡状态的依据有(　　) A．单位时间内消耗X和Y的物质的量之比为1∶2 B．容器内气体的压强不再随时间改变 C．容器内气体的密度不再随时间改变 D．气体Z的物质的量不再随时间变化 CD　[X、Y均为反应物，A项错误；由于该可逆反应为反应前后气体分子数不变的反应，故容器内压强不变不能作为反应达到平衡状态的标志，B项错误；该反应中，当固体的物质的量不再改变时，气体的总物质的量不再改变，则气体的质量不再改变，即气体的密度不再改变，反应达到平衡状态，C项正确；反应物或生成物的物质的量不变是判断反应达到平衡状态的标志，D项正确。] 8．某温度下，反应N2O4(g) 2NO2(g)(正反应吸热)在密闭容器中达到平衡状态，下列说法错误的是(　　) A．加压时(体积变小)，正反应速率增大 B．保持体积不变，加入少许N2O4，将使正反应速率减小 C．保持体积不变，加入少许N2O4，达到新的平衡状态时，颜色变深 D．保持体积不变，升高温度，达到新的平衡状态时，颜色变深 B　[加压时(体积变小)，正、逆反应速率都增大；保持体积不变，加入N2O4，正反应速率增大，平衡正向移动，NO2浓度增大，平衡时颜色变深；体积不变，升高温度，平衡正向移动，NO2浓度增大，平衡时颜色变深。] 9．(2024·山东济宁嘉祥一中月考)恒温恒容条件下，在密闭容器中通入等物质的量的CO2和H2，发生反应：CO2＋3H2CH3OH＋H2O(g)。下列描述能说明反应达到平衡状态的是(　　) A．容器内CO2的体积分数不再变化 B．消耗的CO2和H2的物质的量的比值不再变化 C．单位时间内断裂3NA个C—H键，同时断裂3NA个H—H键 D．容器内混合气体的平均摩尔质量为34．5 g·mol－1，且保持不变 C　[甲醇的沸点比水低，水为气态，则甲醇必为气态，设CO2和H2的起始物质的量均为3 mol，达到平衡状态时消耗二氧化碳的物质的量为x mol，则： CO2(g)＋3H2(g) CH3OH(g)＋H2O(g) 3 3 0 0 x 3x x x 3－x 3－3x x x CO2的体积分数＝＝，即无论反应是否达到平衡状态，容器内CO2的体积分数均不变化，A项错误；设混合气体的平均摩尔质量为M，假设反应向右进行完全，＝＞，氢气先反应完，3－3x＝0，x＝1，M＝g·mol－1＝34．5 g·mol－1，由于该反应为可逆反应，反应不可能向右进行完全，混合气体的平均摩尔质量不可能为34．5 g·mol－1，D项错误；无论反应是否达到平衡状态，消耗的CO2和H2的物质的量的比值始终为，B项错误；单位时间内断裂3NA个C—H键，即生成3NA个H—H键，若同时断裂3NA个H—H键，则v逆(H2)＝v正(H2)，能说明反应达到平衡状态，C项正确。] 10．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，表明反应A(s)＋3B(g) 2C(g)＋D(g)已达到平衡状态的是(　　) A．混合气体的压强 B．混合气体的密度 C．A的物质的量浓度 D．气体的总物质的量 B　[由于A是固体，反应两边气体的质量不相等，容器的容积固定，气体的体积不变，所以混合气体的密度是个变量，其不变时说明v正＝v逆，达到了平衡状态，故选B。] 11．(2024·江西临川二中高一期中考试)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)，下列情况：①混合气体的密度不变；②混合气体的压强不变；③反应物的消耗速率与生成物的消耗速率之比等于其化学计量数之比；④反应容器中生成物的百分含量不变；⑤混合气体的总物质的量不变，其中能表明甲和乙都达到化学平衡状态的是(　　) A．仅①②③　　　　　　 B．仅①②③④ C．仅①③④ D．①②③④⑤ C　[①甲和乙反应前后气体质量发生变化，所以混合气体的密度不再发生改变时，能说明甲和乙都达到平衡状态，②甲反应前后气体物质的量发生变化，压强不变能说明反应达到平衡状态，乙混合气体的压强始终不变，压强不变不能说明反应达到平衡状态；③反应物的消耗速率与生成物的消耗速率之比等于其化学计量数之比，说明正逆反应速率相等，反应达到平衡状态；④反应容器中生成物的百分含量不变，说明各组分的量不变，反应达到平衡状态；⑤甲反应前后气体的物质的量发生变化，混合气体的总物质的量不发生改变说明反应达到平衡状态，乙混合气体的总物质的量始终不变，总物质的量不变不能说明反应达到平衡状态。综上所述，C项符合题意。] 12．(2024·山东泰安泰西中学月考)已知Fe2＋遇K3[Fe(CN)6]溶液生成蓝色沉淀。将0．2 mol·L－1的KI溶液和0．05 mol·L－1的Fe2(SO4)3溶液等体积混合并充分反应后，取混合液分别进行下列实验，则下列选项中能说明溶液中存在可逆反应2Fe3＋＋2I－2Fe2＋＋I2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 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 A．①　　　B．② C．③　　　D．④ A　[将0．2 mol·L－1的KI溶液和0．05 mol·L－1Fe2(SO4)3溶液等体积混合后，I－过量，若该反应不是可逆反应，则Fe3＋全部转化为Fe2＋，溶液中不存在Fe3＋，故只需要证明溶液中含Fe3＋，即能证明该反应为可逆反应。①向溶液中滴入KSCN溶液，溶液变红，则说明溶液中有Fe3＋；②向溶液中滴入AgNO3溶液，有黄色沉淀生成，说明溶液中有I－，无论该反应是否为可逆反应，溶液中均存在I－，都会有黄色沉淀生成；③向溶液中滴入K3[Fe(CN)6]溶液，有蓝色沉淀生成，只能说明溶液中有Fe2＋，不能说明溶液中有Fe3＋；④向溶液中滴入淀粉溶液后，溶液变蓝色，只能说明溶液中有I2。综上所述，A项符合题意。] 13．(2024·连云港高一检测)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________(填字母，下同)。 (2)一定能证明I2(g)＋H2(g) 2HI(g)达到平衡状态的是________。 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等于化学计量数之比，则(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、混合气体的总物质的量和混合气体的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，由于碘蒸气是有色气体，则混合气体的颜色不变可以说明反应达到平衡状态。 答案：(1)①③④　(2)⑤ 14．CO2可转化成有机物实现碳循环。在体积为1 L的密闭容器中充入1 mol CO2和3 mol H2，一定条件下发生反应：CO2(g)＋3H2(g) CH3OH(g)＋H2O(g)，测得CO2和CH3OH(g)的浓度随时间的变化如图所示。 (1)3～9 min内，v(H2)＝_________________________________________mol·L－1·min－1。 (2)能说明上述反应达到平衡状态的是________(填字母)。 A．反应中CO2与CH3OH(g)的物质的量浓度之比为1∶1(即图中交点) B．混合气体的密度不随时间的变化而变化 C．单位时间内消耗3 mol H2，同时生成1 mol H2O D．CO2的体积分数在混合气体中保持不变 (3)平衡时混合气体中CH3OH(g)的体积分数为________。 解析：　(1)由化学方程式可知，v(H2)＝3v(CO2)＝3×(0．50 mol·L－1－0．25 mol·L－1)÷6 min＝0．125 mol·L－1·min－1。(2)A项，由图像可知，交点处表示CO2和CH3OH(g)的浓度相等，但反应未达到平衡状态；B项，容器容积不变，该反应是纯气体反应，即气体的质量始终不变，故密度始终是常数；C项，消耗H2和生成H2O均表示正反应，其速率之比始终为3∶1；D项，反应体系中某种气体的含量不变，说明反应达到了平衡状态。(3)反应前后各物质的物质的量如下： CO2(g)＋3H2(g)　 　CH3OH(g)＋H2O(g) 1 3 0 0 0．25 3－3×(1－0．25) 1－0．25 1－0．25 故平衡时混合气体中CH3OH(g)的体积分数是×100%＝30%。 答案：　(1)0．125　(2)D　(3)30% 学科网（北京）股份有限公司 $