2.2 化学平衡 讲义-2026-2027学年高二上学期化学人教版选择性必修1

本讲义聚焦化学平衡核心知识点，从可逆反应切入，系统梳理平衡状态的建立（正逆反应速率相等、浓度不变）、平衡常数（浓度商与K的关系）及影响因素（浓度、压强、温度），结合勒夏特列原理与图像分析，构建从概念到应用的完整学习支架。 该资料以实验探究与问题驱动为特色，如Fe³⁺与SCN⁻平衡的浓度影响实验、NO₂的压强温度实验，培养科学探究与实践能力。通过v-t图等图像分析提升科学思维中的证据推理，分层对点练习与课后作业助力课中教学演示、课后查漏补缺，体现严谨求实的科学态度。

2.2 化学平衡 一、化学平衡状态 1、可逆反应：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。 2、化学平衡状态的建立 （1）如图1所示，N2与H2随着反应的进行，其浓度逐渐 减小 ，v正逐渐 减小 ，而c(NH3)逐渐 增大 ，v逆逐渐 增大 ，t1时刻，它们的浓度不再改变，v正＝v逆，反应达到平衡。 　　 （1）如图2所示，随着NH3的分解，其浓度逐渐 减小 ，v逆逐渐 减小 ，而c(N2)、c(H2)逐渐 增大 ，v正逐渐 增大 ，t2时刻起，它们的浓度不再改变， v正＝v逆 ，反应达到平衡。 3、化学平衡状态：在一定条件下的可逆反应，当正、逆反应的速率相等时，反应物和生成物的浓度均保持不变，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。 【对点练习】 1．在某恒容密闭容器中加入一定量的，发生反应(红棕色)⇌(无色)，下列说法不能判断该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．混合气体的颜色不再发生变化 C．混合气体的压强不再发生变化 D．各物质的浓度不再发生变化 【答案】A 【详解】A．混合气体总质量不变，容器为恒容，则混合气体密度始终不变，不能作为反应达平衡的标志，A符合题意； B．混合气体的颜色与c(NO2)相关，颜色不再改变说明c(NO2)不再改变，说明反应达到平衡状态，B不符合题意； C．该反应反应前后的气体分子数减少，随着反应的进行容器内压强会减小，达到平衡是压强不再变化，所以容器内的压强不再变化可以作为平衡的标志，C不符合题意； D．各物质浓度不变表明反应达到平衡，D不符合题意； 故答案为A。 2．一定温度下，在固定容积的密闭容器中发生可逆反应，当m、n、p、q为任意正整数时，下列说法一定能说明反应已达到平衡状态的有几个 ①体系的压强不再发生变化 ②体系的密度不再发生变化 ③各组分物质的量浓度不再改变 ④各组分的质量分数不再改变 ⑤物质的量之比 A．1个 B．2个 C．3个 D．4个 【答案】C 【详解】①体系的压强变化取决于气体物质的量变化，若m+n=p，压强始终不变，无法判断平衡，因此①不一定正确； ②反应过程中气体总质量会发生变化（D是固体），而容器容积不变，导致混合气体密度发生变化。当体系的密度不再变化时，说明反应达到平衡状态，②正确； ③浓度不变是平衡的直接标志（气体浓度有效，固体浓度无意义），③正确； ④质量分数不变说明各物质质量不再变化，达到平衡，④正确； ⑤物质的量之比等于系数比是瞬时状态，无法确定平衡，⑤错误； 正确的条件为②、③、④，共3个。 故选C。 3．一定温度下，对可逆反应A(g)+2B(g)3C(g)的下列叙述中，能说明反应已达到平衡的是 A．C生成的速率与C分解的速率相等 B．单位时间内消耗a molA，同时生成3a molC C．容器内的压强不再变化 D．混合气体的物质的量不再变化 【答案】A 【详解】A．C生成的速率与C分解的速率相等，说明正逆反应速率相等达到平衡状态，A正确； B．单位时间内消耗a molA，同时生成3a molC，都体现正反应方向，未体现正与逆的关系，B错误； C．方程式两端化学计量数相等，则容器内的压强始终不变，无法说明反应达到平衡状态，C错误； D．方程式两端化学计量数相等，混合气体的物质的量不再变化，无法说明达平衡状态，D错误； 故答案选：A。 二、化学平衡常数 1、化学平衡状态时浓度数据分析 分析课本表2－1：457.6 ℃时反应体系H2(g)＋I2(g)⇄2HI(g)中各物质的浓度数据，我们可以发现以下规律： （1）无论该反应从正向进行还是从逆向进行，平衡时，只要温度一定，的值近似相等。 （2）无论反应物或生成物的浓度如何改变，平衡时只要温度一定，的值也近似相等。 2、化学平衡常数：在一定温度下，当一个可逆反应达到化学平衡时，生成物 浓度幂之积 与反应物 浓度幂之积 的比值是一个常数，用符号 K 表示。 3、浓度商与化学平衡常数的表达式 （1）浓度商：对于一般的可逆反应，mA(g)＋nB(g)⇄pC(g)＋qD(g)，在任意时刻的称为 浓度商 ，常用 Q 表示，即Q＝。 （2）化学平衡常数表达式：当在一定温度下达到化学平衡时，K＝。 （3）Q与K关系：当反应中有关物质的浓度商 等于 平衡常数时，表明反应达到化学平衡状态。 【对点练习】 1．我国科学家研发出一种利用乙醇进行绿色制氢的新途径，并实现高附加值乙酸的生产，涉及的反应有： 反应Ⅰ．    ； 反应Ⅱ．    ； 反应Ⅲ．   。 则下列关系式正确的是 A．； B．； C．； D．； 【答案】A 【详解】由盖斯定律可得反应Ⅰ-反应Ⅱ=反应Ⅲ，则，，故选A。 2．下列说法中正确的是 A．温度越高，催化剂的催化效果越好 B．对气态反应，改变压强，正逆反应速率都发生变化，化学平衡也一定移动 C．改变反应物浓度或生成物浓度后，会因化学平衡常数发生改变而发生平衡移动 D．平衡常数与温度有关，故改变温度化学平衡会发生移动 【答案】D 【详解】A．催化剂的催化效果与温度有关，但并非温度越高越好，高温可能导致催化剂失活，A错误； B．若反应前后气体物质的量相等，改变压强时正逆反应速率变化程度相同，平衡不移动，B错误； C．化学平衡常数仅由温度决定，浓度变化不会改变K，平衡移动是因浓度变化导致Q≠K，C错误； D．平衡常数K随温度变化，温度改变必然导致K变化，从而打破原有平衡，使平衡移动，D正确； 故选D。 3．体积恒定的密闭容器中发生反应：，其它条件不变时，下列说法正确的是 A．降低温度平衡逆向移动 B．增大压强可使化学平衡常数增大 C．移走可提高的平衡转化率 D．使用催化剂可提高的平衡转化率 【答案】C 【详解】A．降低温度会使放热反应的平衡正向移动，A错误； B．化学平衡常数仅由温度决定，增大压强不改变平衡常数，B错误； C．移走会减少生成物浓度，促使平衡正向移动，的消耗量增加，其平衡转化率提高，C正确； D．催化剂不影响平衡状态，NO的平衡转化率不变，D错误； 故选C。 三、影响化学平衡的因素 1、浓度对化学平衡移动的影响 实验原理 Fe3＋＋3SCN－ ⇄ Fe(SCN)3(红色) 实验操作 现象与结论 b溶液颜色变浅，平衡向逆反应方向移动 c溶液颜色变深，平衡向正反应方向移动 理论解释 发生Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋，Fe3＋浓度减小，Q＝增大，Q＞K，平衡逆向移动 c(SCN－)增大，Q＝减小，Q＜K，平衡正向移动 2、化学平衡移动：在一定条件当可逆反应达到平衡状态后，如果 浓度 、 压强 、温度等反应条件改变，原来的平衡状态被破坏，平衡体系的物质组成也会随着 改变 ，直至达到新的平衡状态。这种由 原有的平衡状态 达到 新的平衡状态 的过程。 3、化学平衡移动方向的判断 当Q＝K时：反应处于 平衡 状态， v正＝v逆 ； 当Q＜K时：反应向 正反应方向 进行，v正＞v逆； 当Q＞K时：反应向 逆反应方向 进行，v正＜v逆。 4、压强变化对化学平衡移动的影响 实验原理 ⇄ 实验步骤 活塞Ⅱ处→Ⅰ处，压强增大 活塞Ⅰ处→Ⅱ处，压强减小 实验现象 混合气体的颜色先 变深 又逐渐 变浅 混合气体的颜色先 变浅 又逐渐 变深 实验结论 活塞往里推，体积减小，压强增大，c(NO2)增大，颜色变深，但颜色又变浅，说明c(NO2)减小，平衡向 正反应 方向移动。 活塞往外拉，体积增大，压强 减小 ，c(NO2)减小，颜色变浅，但气体颜色又变深，说明c(NO2)增大，平衡向 逆反应 方向移动 5、温度对化学平衡移动的影响 实验原理 ⇄ ΔH＝－56.9 kJ·mol－1 实验步骤 实验现象 热水中混合气体颜色 加深 ；冰水中混合气体颜色 变浅 实验结论 混合气体受热颜色 加深 ，说明NO2浓度 增大 ，即平衡向 逆反应 方向移动；混合气体被冷却时颜色 变浅 ，说明NO2浓度 减小 ，即平衡向 正反应 方向移动 6、勒夏特列原理：如果改变影响平衡的条件之一(如温度、浓度、压强等)，平衡将向着能够 减弱 这种改变的方向移动。 7、化学平衡图像的类型及特点 （1）速率—时间图像(v－t图像) Ⅰ.正反应速率突变，逆反应速率渐变，v′正＞v′逆，说明是增大了 反应物的浓度 ，使正反应速率突变，且平衡 正向 移动。 Ⅱ.v正、v逆都是突然减小的，v′正＞v′逆，平衡 正向 移动，说明该反应的正反应可能是 放热 反应或气体总体积增大 的反应，改变的条件是 降低温度 或 减小压强 。 Ⅲ.v正、v逆都是突然增大的，并且v正、v逆增大程度相同，说明该化学平衡 没有发生 移动，可能是使用了 催化剂 ，也可能是对反应前后气体总体积不发生变化的反应增大压强所致。 （2）百分含量—时间—温度图像 Ⅰ.T2＞T1，温度升高，平衡 逆向 移动，正反应是 放热 反应。 Ⅱ.p2＞p1，压强增大，A(反应物)的转化率 减小 ，说明正反应是气体总体积 增大 的反应。 Ⅲ.生成物C的百分含量 不变 ，说明平衡 不发生 移动，但反应速率a＞b，故a可能使用了 催化剂 ；若该反应是反应前后气体总体积不变的可逆反应，a也可能是增大了压强。 【对点练习】 1．利用反应，，可净化汽车尾气，若要使反应向正反应方向移动，可采取的措施是 A．升高温度 B．分离出部分和 C．增大容器体积 D．恒容时通入氦气 【答案】B 【详解】A．升高温度会使放热反应的平衡逆向移动，A不符合题意； B．分离出部分和会降低生成物浓度，使平衡正向移动，B符合题意； C．增大容器体积（减小压强）会使平衡向气体体积增大的逆反应方向移动，C不符合题意； D．恒容时通入氦气不改变各物质浓度，平衡不移动，D不符合题意； 故选B。 2．甲烷化的原理为：。在某密闭容器中，充入和4 mol H2发生上述反应，下列叙述正确的是 A．反应物的总键能大于生成物的总键能 B．升高温度可增大活化分子的百分数及有效碰撞频率，因而温度越高越利于获得甲烷 C．在绝热密闭容器中进行时，容器中温度不再改变，说明已达到平衡 D．恒温、恒压条件下，充入He，平衡向正反应方向移动 【答案】C 【详解】A．该反应是放热反应，反应物的总键能小于生成物的总键能，故A错误； B．该反应是放热反应，升高温度，化学平衡向逆反应方向移动，则温度越高越不利于获得甲烷，故B错误； C．该反应是放热反应，在绝热密闭容器中进行时，反应温度会增大，则当容器中温度不再改变时，说明正、逆反应速率相等，反应已达到平衡，故C正确； D．恒温、恒压条件下充入惰性气体氦气，容器的容积增大，相当于减小压强，该反应为气体体积减小的反应，减小压强，平衡向逆反应方向移动，故D错误； 故答案为C。 3．利用丙烷制备丙烯的机理如图所示，下列说法不正确的是 A．反应的催化剂为 B．反应的快慢主要取决于步骤Ⅱ C．升高温度有利于提高丙烷的平衡转化率 D．加入催化剂可以改变该反应的焓变 【答案】D 【详解】A．M-H在反应开始时参与反应，最终产物中又生成M-H，反应前后M-H不变，符合催化剂“参与反应、前后不变”的特点，A正确； B．反应速率由活化能最大的步骤决定。步骤Ⅰ活化能=38.2-0.0=38.2 kJ，步骤Ⅱ活化能=49.0-3.2=45.8 kJ，步骤Ⅲ活化能=44.7-9.3=35.4 kJ，步骤Ⅱ活化能最大，为慢反应，决定总反应速率，B正确； C．总反应焓变ΔH=产物能量-反应物能量=19.2-0.0=+19.2 kJ/mol（吸热反应），升高温度平衡正向移动，丙烷平衡转化率提高，C正确； D．焓变由反应物和产物的能量差决定，与路径无关，催化剂只改变活化能，不改变焓变，D错误； 故答案选D。 【课后作业】 1．下列方法中可以说明已达到平衡的标志是 A． B．恒温恒容，容器内压强不再变化 C．恒温恒容，混合气体的平均相对分子质量不再变化 D．恒温恒容，混合气体的颜色不再变化 【答案】D 【详解】A．当体系达到平衡状态时，浓度比可能为2:1:1，也可能不是，与各物质的初始浓度及转化率有关，各物质浓度可能仍在变化，无法确定平衡，A错误； B．反应前后气体物质的量总和相等，恒温恒容时压强始终不变，不能作为平衡标志，B错误； C．反应前后总质量和总物质的量均不变，平均相对分子质量始终为定值，无法判断平衡，C错误； D．为有色气体，混合气体的颜色不再变化，说明其浓度恒定，即碘蒸气的物质的量不变，正逆反应速率相等，反应达到平衡，D正确； 故答案选D。 2．在温度不变的条件下，恒容密闭容器中发生反应：，下列叙述能说明反应已经达到平衡状态的是 A．容器中共存 B．容器内气体的密度不再变化 C．、、的物质的量之比为 D．、、的百分比不再改变 【答案】D 【详解】A．容器中三种气体共存是可逆反应的基本特征，无法判断是否达平衡，A不符合题意； B．反应前后气体总质量不变，恒容下密度始终不变，不能作为平衡标志，B不符合题意； C．物质的量之比为可能为某一瞬时状态，无法确定是否平衡，C不符合题意； D．各组分百分比（如浓度、体积分数）不再变化，说明正逆反应速率相等，达到平衡，D符合题意； 故选D。 3．在恒容密闭容器中发生反应：。能说明反应已达到平衡状态的是。 A．消耗2mol CO同时生成1mol B．2mol C=O键断裂的同时生成1mol C．CO的体积分数不再变化 D．混合气体的密度不再变化 【答案】C 【详解】A．消耗2mol CO同时生成1mol ，这描述的是同一方向的正反应过程，未体现正逆反应速率相等，无法判断平衡，A错误； B．2mol C=O键断裂的同时生成1mol ，根据反应计量关系，平衡时应断裂4mol C=O键对应生成1mol ，此比例不符合平衡条件，B错误； C．CO的体积分数不再变化，表明各物质的浓度达到动态平衡，是平衡状态的直接标志，C正确； D．所有物质均为气体且总质量守恒，恒容下密度始终不变，无法作为平衡判据，D错误； 故选C。 4．在一个不传热的固定容积的密闭容器中，可逆反应A(g)＋B(g)C(g)＋D(g)，下列说法一定能说明反应已达到平衡有几个 ①体系的密度不再改变 ②体系的温度不再改变 ③各组分的浓度相等 ④各组分的质量分数不再改变 ⑤反应速率v(A)=v(B) ⑥正(A)=逆(B) ⑦体系气体平均相对分子质量不再改变 A．2 B．3 C．4 D．5 【答案】B 【详解】①密度由决定，反应前后气体的总质量不变，容器体积不变，密度始终不变，无法确定平衡，①错误； ②不传热容器中温度不变说明反应停止放热或吸热，反应一定达到平衡，②正确； ③起始投料量未知，浓度相等未必达到平衡，③错误； ④各组分的质量分数不变，一定达到平衡，④正确； ⑤A与B的反应速率之比始终等于化学计量数之比，为1：1，不能判断达到平衡，⑤错误； ⑥A与B的化学计量数相同，当正(A)=逆(B)时，正、逆反应速率相等，达到平衡，⑥正确； ⑦气体的总质量不变，总物质的量不变，平均相对分子质量=，始终不变，不能判断平衡，⑦错误； 正确的为②④⑥，共3个，故选B。 5．一定温度下，在容积不变的密闭容器中进行如下可逆反应：，下列能表明该反应已达到化学平衡状态的说法，正确有 ① ②容器内气体压强不再变化 ③混合气体的密度不再改变 ④4molH-O键断裂的同时，有4molH-F键断裂 ⑤的浓度之比为1：2：4 A．①②④ B．③④⑤ C．②③④ D．②③⑤ 【答案】C 【分析】根据化学平衡状态的特征解答，当反应达到平衡状态时，正逆反应速率相等，各物质的浓度、百分含量不变，以及由此衍生的一些量也不发生变化，解题时要注意，选择判断的物理量，随着反应的进行发生变化，当该物理量由变化到定值时，说明可逆反应到达平衡状态。 【详解】①错误：化学平衡状态时，用不同物质表示的正、逆反应速率之比应等于其化学计量数之比，即，整理得。题中给出的关系为，反应未达平衡状态； ②正确：反应前后气体物质的量从3 mol（SiF4+ 2H2O）变为4 mol（4HF），恒容下压强与气体物质的量成正比，压强不变说明平衡； ③正确：气体总质量因生成固体SiO2而减少，密度=，当气体总质量不再变化时，密度不变，表明平衡； ④正确：正反应断裂4 mol H-O键对应1 mol反应，逆反应断裂4 mol H-F键对应1 mol反应，速率相等时说明平衡； ⑤错误：浓度比等于化学计量数不能说明是否不再变化，可能为初始状态而非平衡； 综上，②③④正确，选C。 5．在某恒容密闭容器中加入一定量的，发生反应(红棕色)(无色)，下列说法不能判断该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．混合气体的颜色不再发生变化 C．混合气体的压强不再发生变化 D．各物质的浓度不再发生变化 【答案】A 【详解】A．该反应中反应物均为气体，因此混合气体总质量不变，容器为恒容，根据可知，混合气体密度始终不变，不能作为反应达平衡的标志，A符合题意； B．混合气体的颜色与c(NO2)相关，颜色不再改变说明c(NO2)不再改变，说明反应达到平衡状态，B不符合题意； C．该反应在反应前后的气体分子数减少，随着反应的进行容器内压强会减小，达到平衡时压强不再变化，所以容器内的压强不再变化可以作为平衡的标志，C不符合题意； D．各物质浓度不变表明反应达到平衡，D不符合题意； 故答案为A。 6．保持温度恒定，向某恒容容器中按体积比1：3：1充入CO2、H2和Ar。同时发生反应I：及反应II：。已知分压=总压×物质的量分数。则下列不能作为反应I达到平衡状态的判据是。 A．H2与H2O的总物质的量不再变化 B．容器的总压强不再改变 C．混合气体的平均摩尔质量不再变化 D．Ar的分压不再改变 【答案】D 【分析】设初始投入的CO2、H2和Ar分别为1mol,3mol和1mol，反应I：中改变值为x，及反应II：中改变值为y。则CO2、CO、CH3OH、H2O和H2的物质的量分别为(1-x-y)mol、xmol、ymol、(x+y)mol、(3-x-3y)mol，混合气体共(5-2y)mol； 【详解】A．反应I中H2与H2O的总物质的量变化为0，但反应II中H2减少3ymol、H2O增加ymol，总减少2ymol。当总物质的量不变时，即y确定时，甲醇的浓度不再改变，反应II达到平衡，则二氧化碳、氢气、水和甲醇的浓度不再改变，根据平衡常数的定义和计算式可知，CO的浓度也不再改变，则反应I也平衡，因此A可作为判据，A不符合； B．容器的总压强不再改变反应，说明总物质的量不变，结合选项A可知，反应II和反应I均平衡，B不符合； C．气体总质量守恒，混合气体的平均摩尔质量不变，说明气体总物质的量不变，结合选项A可知，反应II和反应I均平衡，C不符合； D．设初始压强为P0，则Ar的分压，始终恒定，则与反应进程无关，D符合； 综上，选D。 7．在CuCl2溶液中存在平衡：[Cu(H2O)4]2＋(蓝色)＋4Cl-[CuCl4]2-(黄色)＋4H2O　ΔH>0，下列说法正确的是 A．该反应的反应类型为氧化还原反应 B．该反应的平衡常数表达式为 C．仅增大[Cu(H2O)4]2＋的浓度，反应达到平衡后，该反应的平衡常数增大 D．适当升高温度，该反应的平衡常数增大 【答案】D 【详解】A．反应中没有元素化合价变化，不属于氧化还原反应，A错误； B．平衡常数表达式中H2O的浓度作为溶剂不参与，正确表达式应为，B错误； C．平衡常数仅与温度有关，浓度变化不影响K值，C错误； D．ΔH>0为吸热反应，升温使平衡正向移动，K值增大，D正确； 故选D。 8．平衡常数K能表明化学反应的限度，下列关于平衡常数说法正确的是 A．K越大，反应的速率越快，反应进行得越彻底 B．在一定温度下，反应达到平衡时，该反应的 C．在一密闭容器中发生，增大压强，平衡正向移动，平衡常数的值增大 D．一般的说，当时，该反应就进行地基本完全 【答案】D 【详解】A．化学平衡常数只反映反应进行的程度，与反应速率无直接关联，K越大反应进行地越彻底，A错误； B．固体没有浓度变化的概念，平衡常数表达式中不应包含B的浓度，正确的表达式应为，B错误； C．增大压强，可使平衡正向移动，但平衡常数K仅与温度有关，温度不变则K不变，C错误； D．当时，反应物转化率极高，可认为反应进行地基本完全，D正确； 故答案选D。 9．已知某反应为  ，常温下，在密闭容器中加入等物质的量的、、发生上述反应，达到平衡Ⅰ时测得，保持温度不变，压缩容器容积至原来的一半并保持容积不变，测得，一段时间后，达到平衡Ⅱ。下列叙述正确的是 A．平衡常数表达式 B．压缩容器容积时，正反应速率小于逆反应速率 C．平衡Ⅱ时 D．该反应中，低温、加压可使固体A再生 【答案】C 【详解】A．观察可逆反应的热化学方程式可知，B(g)和C(g)为气态反应物，平衡常数表达式，A项错误； B．加压，平衡向右移动，正反应速率大于逆反应速率，B项错误； C．根据平衡常数定义可知，温度不变，平衡常数不变，故平衡时B(g)、C(g)的浓度不变，b=a，C项正确； D．采用加热、减压可使平衡逆向移动，使固体A再生，D项错误； 故选C。 10．在的催化作用下，向200℃的恒温恒容密闭容器中充入和，发生反应：，该反应的化学平衡常数为K1。该温度下反应的化学平衡常数K2为 A． B． C． D． 【答案】B 【详解】平衡常数等于生成物浓度系数次方之积与反应物浓度系数次方之积的比。 已知： ① K1 ② K2 由盖斯定律，-①=②，则K2=。 故选B。 11．低温脱硝技术可用于处理废气中的氮氧化物，发生的化学反应为：。在恒容的密闭容器中，下列有关说法正确的是 A．平衡时，其他条件不变，升高温度可使该反应的平衡常数增大 B．单位时间内消耗和的物质的量比为1：1时，反应达到平衡 C．平衡时，其它条件不变，增加的浓度，逆反应速率将减小，平衡常数减小 D．其他条件不变，使用高效催化剂，废气中氮氧化物的平衡转化率增大 【答案】B 【详解】A．该反应为放热反应（ΔH<0），升高温度会使平衡逆向移动，平衡常数减小，A错误； B．反应式中，每消耗2mol NH3生成2mol N2，正反应中NH3的消耗速率等于N2的生成速率；逆反应中N2的消耗速率等于NH3的生成速率。平衡时正逆反应速率相等，故单位时间内NH3的消耗量（正反应）与N2的消耗量（逆反应）的比为1:1，B正确； C．增加NH3浓度会瞬间增大正反应速率，随后逆反应速率逐渐增大直至新平衡，但平衡常数仅与温度有关，温度不变则平衡常数不变，C错误； D．催化剂仅加快反应速率，不改变平衡状态，故氮氧化物的平衡转化率不变，D错误； 故选B。 12．一定温度下，在某恒容密闭容器中发生反应  。下列说法错误的是 A．某条件下，若该反应的(浓度商)＞K(平衡常数)，则 B．适当增大压强，该反应的平衡常数保持不变 C．及时抽走部分，有利于提高的平衡转化率 D．当混合气体的平均相对分子质量不再改变时，该反应达到平衡 【答案】A 【详解】A．当(浓度商)＞K(平衡常数)时，反应逆向进行，此时v逆＞v正，A错误； B．平衡常数K仅与温度有关，增大压强不会改变K，B正确； C．抽走NOBr会降低产物浓度，使反应正向移动，提高NO的平衡转化率，C正确； D．反应前后气体总物质的量变化（3mol→2mol），总质量不变，平均相对分子质量不再变化时说明达到平衡，D正确； 综上所述，答案为A。 13．实验室配制碘水时，通常将溶解于溶液中：。下列关于该反应的说法错误的是 A．含有非极性键 B．该反应的平衡常数表达式为 C．滴入淀粉溶液，可观察到混合溶液变蓝 D．仅增大，可提高的平衡转化率 【答案】B 【详解】A．I2是由同种元素构成的分子，为非极性共价键，A项正确； B．该反应的平衡常数表达式为，B项错误； C．该反应为可逆反应存在I2，故滴入淀粉溶液遇碘变蓝，C项正确； D．仅增大，即增大反应物浓度，平衡正向移动，可提高的平衡转化率，D正确； 故选B。 14．已知，反应开始时，向密闭容器中加入一定量的，下列图像与描述错误的是 A．表示相同时间内体系内的物质的量分数随温度变化图像 B．表示体系到达平衡后，时迅速将体积缩小后的变化 C．装置可探究温度对该化学平衡的影响，热水中颜色变深，冷水中颜色变浅 D．表示该反应正逆反应速率随温度变化图像 A．A B．B C．C D．D 【答案】B 【详解】A．相同时间内，升高温度，反应速率加快，二氧化氮含量减小，反应为放热反应，温度过高，达到平衡后导致平衡逆向移动，则二氧化氮含量又增大，可以表示相同时间内体系内的物质的量分数随温度变化图像，故A正确； B．反应为气体分子数减小的反应，体系到达平衡后，时迅速将体积缩小，四氧化二氮浓度瞬间增大，且平衡正向移动，使得进一步增大，故B错误； C．反应为放热反应，升高温度，平衡逆向移动，生成更多二氧化氮，颜色加深，故C正确； D．升高温度，正逆反应速率均增大，由于反应为放热反应，升高温度，平衡逆向移动，故对逆反应影响更大，故D正确； 故答案为B。 15．为探究影响化学平衡移动和化学反应速率的因素，设计方案并进行实验。下列方案设计和结论都正确的是 方案设计 现象 结论 A 向溶液中加入溶液 黄色溶液变橙色 增大反应物浓度，平衡向正反应方向移动 B 向盛有与的恒压密闭容器中通入一定体积的 气体颜色变浅 化学平衡向减少的方向移动 C 将封装有与混合气体的烧瓶浸泡在热水中 气体颜色变深 升高温度，平衡向吸热反应方向移动 D 向2支分别盛有5 mL 0.l mol/L和0.5 mol/L酸性高锰酸钾溶液的试管中同时滴加5滴溶液 0.5 mol/L高锰酸钾溶液褪色快 浓度越大，反应速率的越快 A．A B．B C．C D．D 【答案】C 【详解】A．（橙色）与（黄色）的平衡为，加入HBr会中和增大浓度，平衡逆向移动，溶液应变为橙色，A错误； B．在装置中存在与的化学平衡：，该反应的正反应为气体分子数减小的反应。当保持压强不变通入时，容器的容积增大，与分压减小，平衡向气体分子数增大的方向移动，即逆反应方向移动，B错误； C．在装置中存在与的化学平衡：，该反应的正反应为放热反应，升温使平衡逆向移动（吸热方向），浓度增大，颜色变深，C正确； D．高锰酸钾与草酸反应方程式为，两支试管中高锰酸钾溶液均过量，均不会完全褪色，无法判断反应速率与浓度的关系，D错误； 故答案选C。 二、填空题 16．在恒容密闭容器中，可以作为达到平衡状态标志的是 (填序号)。 ①单位时间内生成的同时生成 ②单位时间内生成的同时生成 ③混合气体的颜色不再改变 ④混合气体的密度不再改变 ⑤混合气体的平均相对分子质量不再改变 ⑥混合气体中与的物质的量之比保持恒定 ⑦混合气体中与的物质的量之比保持恒定 【答案】①③⑤⑦ 【详解】单位时间内生成的同时生成，说明正、逆反应速率相等，反应达到平衡状态，①正确； 未体现正、逆反应速率的关系，②错误； 混合气体的颜色不再改变，说明二氧化氮的浓度不随着时间的变化而变化，反应达到平衡状态，③正确； 化学反应前后气体质量是守恒的，容器容积是不变的，混合气体的密度恒不变，④错误； 化学反应前后气体的物质的量改变，总质量不变，当反应达到平衡状态时，混合气体的平均相对分子质量不再变化，⑤正确； 如果反应开始只加入，那么混合气体中与的物质的量之比保持恒定不能作为平衡的判断标志，⑥错误； 与的物质的量之比保持恒定，即它们的浓度保持恒定，说明化学反应的正、逆反应速率相等，反应达到平衡状态，⑦正确； 综上，正确的有①③⑤⑦。 17．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)一定能证明达到平衡状态的是 (填序号，下同)。 (2)一定能证明达到平衡状态的是 。 【答案】(1)①③④ (2)⑤ 【分析】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。 【详解】（1）反应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，答案为①③④； （2）反应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，答案为⑤。 18．某研究性学习小组利用溶液和酸性溶液之间的反应来探究“外界条件改变对化学反应速率的影响”，实验如下：(不考虑溶液混合所引起的体积缩小) 编号 温度/K 溶液(含硫酸) 溶液 时间t/s V/mL c/ V/mL c/ V/mL a 298 4 0.01 6 0.1 0 7 b 4 0.01 5 0.1 9 c 320 4 0.01 0.1 1 t (1)用离子方程式表示该反应的原理： 。 (2)通过实验 可探究出温度的改变对反应速率的影响；通过实验 可探究出浓度的改变对反应速率的影响；(填编号)且求得： ， 。 (3)c组实验中溶液褪色时间t 9 s(填“<”、“=”或“>”)，c组实验的反应速率(用含t的式子表示) 。 (4)在实验中发现反应速率先加快后减慢，其中速率变快的主要原因可能是： (写一条)。 【答案】(1) (2) bc ab 1 5 (3) < (4)产物对反应具有催化剂的作用或者反应放热，温度升高加快反应速率 【详解】（1）酸性条件下，（紫红色）氧化H2C2O4（草酸，C为+3价)生成Mn2+（无色）和CO2(C为十4价)，根据得失电子守恒Mn从+7→+2，每个得5e-；每个H2C2O4失2e-)配平，结合电荷守恒（酸性补H+)和原子守恒得到最终方程式为：； （2）探究单一变量时，需控制其他条件（总溶液体积、KMnO4浓度/体积）相同：总溶液体积：a组为，故b组需满足4+5+V1=10→V1=1；c组需满足4+V2+1=10→V2=5（保证草酸过量，溶液褪色由完全反应决定)，温度变量：a(298K)和c(320K)，其他条件相同，探究温度对速率的影响，浓度变量：a和b（温度相同，H2C2O4体积不同，浓度不同），探究浓度对速率的影响； 故答案为：b和c；a和b；1；5； （3）结合a组、b组时间9 s，推测，c组温度()高于b组，温度升高加快反应速率，故褪色时间t<9 s，KMnO4的物质的量：，总溶液体积：，反应速率； （4）反应生成的Mn2+可作为催化剂，降低反应活化能，加快反应速率；该反应为放热反应，前期反应放热使溶液温度升高，也会加快反应速率（后期因反应物浓度降低，速率减慢)； 故答案为：生成的Mn2+对反应有催化作用或反应放热，温度升高加快反应速率。 学科网（北京）股份有限公司 $ 2.2 化学平衡 一、化学平衡状态 1、可逆反应：在相同条件下，既能向 方向进行，同时又能向 方向进行的反应。 2、化学平衡状态的建立 （1）如图1所示，N2与H2随着反应的进行，其浓度逐渐 ，v正逐渐 ，而c(NH3)逐渐 ，v逆逐渐 ，t1时刻，它们的浓度不再改变，v正＝v逆，反应达到平衡。 　　 （1）如图2所示，随着NH3的分解，其浓度逐渐 ，v逆逐渐 ，而c(N2)、c(H2)逐渐 ，v正逐渐 ，t2时刻起，它们的浓度不再改变， ，反应达到平衡。 3、化学平衡状态：在一定条件下的可逆反应，当正、逆反应的速率相等时，反应物和生成物的浓度均保持不变，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。 【对点练习】 1．在某恒容密闭容器中加入一定量的，发生反应(红棕色)⇌(无色)，下列说法不能判断该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．混合气体的颜色不再发生变化 C．混合气体的压强不再发生变化 D．各物质的浓度不再发生变化 2．一定温度下，在固定容积的密闭容器中发生可逆反应，当m、n、p、q为任意正整数时，下列说法一定能说明反应已达到平衡状态的有几个 ①体系的压强不再发生变化 ②体系的密度不再发生变化 ③各组分物质的量浓度不再改变 ④各组分的质量分数不再改变 ⑤物质的量之比 A．1个 B．2个 C．3个 D．4个 3．一定温度下，对可逆反应A(g)+2B(g)3C(g)的下列叙述中，能说明反应已达到平衡的是 A．C生成的速率与C分解的速率相等 B．单位时间内消耗a molA，同时生成3a molC C．容器内的压强不再变化 D．混合气体的物质的量不再变化 二、化学平衡常数 1、化学平衡状态时浓度数据分析 分析课本表2－1：457.6 ℃时反应体系H2(g)＋I2(g)⇄2HI(g)中各物质的浓度数据，我们可以发现以下规律： （1）无论该反应从正向进行还是从逆向进行，平衡时，只要温度一定，的值近似相等。 （2）无论反应物或生成物的浓度如何改变，平衡时只要温度一定，的值也近似相等。 2、化学平衡常数：在一定温度下，当一个可逆反应达到化学平衡时，生成物 与反应物 ，的比值是一个常数，用符号 表示。 3、浓度商与化学平衡常数的表达式 （1）浓度商：对于一般的可逆反应，mA(g)＋nB(g)⇄pC(g)＋qD(g)，在任意时刻的称为 ，常用 表示，即Q＝。 （2）化学平衡常数表达式：当在一定温度下达到化学平衡时，K＝。 （3）Q与K关系：当反应中有关物质的浓度商 平衡常数时，表明反应达到化学平衡状态。 【对点练习】 1．我国科学家研发出一种利用乙醇进行绿色制氢的新途径，并实现高附加值乙酸的生产，涉及的反应有： 反应Ⅰ．    ； 反应Ⅱ．    ； 反应Ⅲ．   。 则下列关系式正确的是 A．； B．； C．； D．； 2．下列说法中正确的是 A．温度越高，催化剂的催化效果越好 B．对气态反应，改变压强，正逆反应速率都发生变化，化学平衡也一定移动 C．改变反应物浓度或生成物浓度后，会因化学平衡常数发生改变而发生平衡移动 D．平衡常数与温度有关，故改变温度化学平衡会发生移动 3．体积恒定的密闭容器中发生反应：，其它条件不变时，下列说法正确的是 A．降低温度平衡逆向移动 B．增大压强可使化学平衡常数增大 C．移走可提高的平衡转化率 D．使用催化剂可提高的平衡转化率 三、影响化学平衡的因素 1、浓度对化学平衡移动的影响 实验原理 Fe3＋＋3SCN－ ⇄ Fe(SCN)3(红色) 实验操作 现象与结论 b溶液颜色 ，平衡向 移动 c溶液颜色 ，平衡向 移动 理论解释 发生Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋，Fe3＋浓度减小，Q＝增大，Q＞K，平衡逆向移动 c(SCN－)增大，Q＝减小，Q＜K，平衡正向移动 2、化学平衡移动：在一定条件当可逆反应达到平衡状态后，如果 、 、温度等反应条件改变，原来的平衡状态被破坏，平衡体系的物质组成也会随着 ，直至达到新的平衡状态。这种由 达到 的过程。 3、化学平衡移动方向的判断 当Q＝K时：反应处于 状态， ； 当Q＜K时：反应向 进行，v正＞v逆； 当Q＞K时：反应向 进行，v正＜v逆。 4、压强变化对化学平衡移动的影响 实验原理 ⇄ 实验步骤 活塞Ⅱ处→Ⅰ处，压强增大 活塞Ⅰ处→Ⅱ处，压强减小 实验现象 混合气体的颜色先 又逐渐 混合气体的颜色先 又逐渐 实验结论 活塞往里推，体积减小，压强增大，c(NO2)增大，颜色变深，但颜色又变浅，说明c(NO2)减小，平衡向 方向移动。 活塞往外拉，体积增大，压强 ，c(NO2)减小，颜色变浅，但气体颜色又变深，说明c(NO2)增大，平衡向 方向移动 5、温度对化学平衡移动的影响 实验原理 ⇄ ΔH＝－56.9 kJ·mol－1 实验步骤 实验现象 热水中混合气体颜色 ；冰水中混合气体颜色 实验结论 混合气体受热颜色 ，说明NO2浓度 ，即平衡向 方向移动；混合气体被冷却时颜色 ，说明NO2浓度 ，即平衡向 方向移动 6、勒夏特列原理：如果改变影响平衡的条件之一(如温度、浓度、压强等)，平衡将向着能够 这种改变的方向移动。 7、化学平衡图像的类型及特点 （1）速率—时间图像(v－t图像) Ⅰ.正反应速率突变，逆反应速率渐变，v′正＞v′逆，说明是增大了 ，使正反应速率突变，且平衡 移动。 Ⅱ.v正、v逆都是突然减小的，v′正＞v′逆，平衡 移动，说明该反应的正反应可能是 反应或 的反应，改变的条件是 或 。 Ⅲ.v正、v逆都是突然增大的，并且v正、v逆增大程度相同，说明该化学平衡 移动，可能是使用了 ，也可能是对反应前后气体总体积不发生变化的反应增大压强所致。 （2）百分含量—时间—温度图像 Ⅰ.T2＞T1，温度升高，平衡 移动，正反应是 反应。 Ⅱ.p2＞p1，压强增大，A(反应物)的转化率 ，说明正反应是气体总体积 的反应。 Ⅲ.生成物C的百分含量 ，说明平衡 移动，但反应速率a＞b，故a可能使用了 ；若该反应是反应前后气体总体积不变的可逆反应，a也可能是增大了压强。 【对点练习】 1．利用反应，，可净化汽车尾气，若要使反应向正反应方向移动，可采取的措施是 A．升高温度 B．分离出部分和 C．增大容器体积 D．恒容时通入氦气 2．甲烷化的原理为：。在某密闭容器中，充入和4 mol H2发生上述反应，下列叙述正确的是 A．反应物的总键能大于生成物的总键能 B．升高温度可增大活化分子的百分数及有效碰撞频率，因而温度越高越利于获得甲烷 C．在绝热密闭容器中进行时，容器中温度不再改变，说明已达到平衡 D．恒温、恒压条件下，充入He，平衡向正反应方向移动 3．利用丙烷制备丙烯的机理如图所示，下列说法不正确的是 A．反应的催化剂为 B．反应的快慢主要取决于步骤Ⅱ C．升高温度有利于提高丙烷的平衡转化率 D．加入催化剂可以改变该反应的焓变 【课后作业】 1．下列方法中可以说明已达到平衡的标志是 A． B．恒温恒容，容器内压强不再变化 C．恒温恒容，混合气体的平均相对分子质量不再变化 D．恒温恒容，混合气体的颜色不再变化 2．在温度不变的条件下，恒容密闭容器中发生反应：，下列叙述能说明反应已经达到平衡状态的是 A．容器中共存 B．容器内气体的密度不再变化 C．、、的物质的量之比为 D．、、的百分比不再改变 3．在恒容密闭容器中发生反应：。能说明反应已达到平衡状态的是。 A．消耗2mol CO同时生成1mol B．2mol C=O键断裂的同时生成1mol C．CO的体积分数不再变化 D．混合气体的密度不再变化 4．在一个不传热的固定容积的密闭容器中，可逆反应A(g)＋B(g)C(g)＋D(g)，下列说法一定能说明反应已达到平衡有几个 ①体系的密度不再改变 ②体系的温度不再改变 ③各组分的浓度相等 ④各组分的质量分数不再改变 ⑤反应速率v(A)=v(B) ⑥正(A)=逆(B) ⑦体系气体平均相对分子质量不再改变 A．2 B．3 C．4 D．5 5．一定温度下，在容积不变的密闭容器中进行如下可逆反应：，下列能表明该反应已达到化学平衡状态的说法，正确有 ① ②容器内气体压强不再变化 ③混合气体的密度不再改变 ④4molH-O键断裂的同时，有4molH-F键断裂 ⑤的浓度之比为1：2：4 A．①②④ B．③④⑤ C．②③④ D．②③⑤ 5．在某恒容密闭容器中加入一定量的，发生反应(红棕色)(无色)，下列说法不能判断该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．混合气体的颜色不再发生变化 C．混合气体的压强不再发生变化 D．各物质的浓度不再发生变化 1充入CO2、H2和Ar。同时发生反应I：及反应II：。已知分压=总压×物质的量分数。则下列不能作为反应I达到平衡状态的判据是。 A．H2与H2O的总物质的量不再变化 B．容器的总压强不再改变 C．混合气体的平均摩尔质量不再变化 D．Ar的分压不再改变 7．在CuCl2溶液中存在平衡：[Cu(H2O)4]2＋(蓝色)＋4Cl-[CuCl4]2-(黄色)＋4H2O　ΔH>0，下列说法正确的是 A．该反应的反应类型为氧化还原反应 B．该反应的平衡常数表达式为 C．仅增大[Cu(H2O)4]2＋的浓度，反应达到平衡后，该反应的平衡常数增大 D．适当升高温度，该反应的平衡常数增大 8．平衡常数K能表明化学反应的限度，下列关于平衡常数说法正确的是 A．K越大，反应的速率越快，反应进行得越彻底 B．在一定温度下，反应达到平衡时，该反应的 C．在一密闭容器中发生，增大压强，平衡正向移动，平衡常数的值增大 D．一般的说，当时，该反应就进行地基本完全 9．已知某反应为  ，常温下，在密闭容器中加入等物质的量的、、发生上述反应，达到平衡Ⅰ时测得，保持温度不变，压缩容器容积至原来的一半并保持容积不变，测得，一段时间后，达到平衡Ⅱ。下列叙述正确的是 A．平衡常数表达式 B．压缩容器容积时，正反应速率小于逆反应速率 C．平衡Ⅱ时 D．该反应中，低温、加压可使固体A再生 10．在的催化作用下，向200℃的恒温恒容密闭容器中充入和，发生反应：，该反应的化学平衡常数为K1。该温度下反应的化学平衡常数K2为 A． B． C． D． 11．低温脱硝技术可用于处理废气中的氮氧化物，发生的化学反应为：。在恒容的密闭容器中，下列有关说法正确的是 A．平衡时，其他条件不变，升高温度可使该反应的平衡常数增大 B．单位时间内消耗和的物质的量比为1：1时，反应达到平衡 C．平衡时，其它条件不变，增加的浓度，逆反应速率将减小，平衡常数减小 D．其他条件不变，使用高效催化剂，废气中氮氧化物的平衡转化率增大 12．一定温度下，在某恒容密闭容器中发生反应  。下列说法错误的是 A．某条件下，若该反应的(浓度商)＞K(平衡常数)，则 B．适当增大压强，该反应的平衡常数保持不变 C．及时抽走部分，有利于提高的平衡转化率 D．当混合气体的平均相对分子质量不再改变时，该反应达到平衡 13．实验室配制碘水时，通常将溶解于溶液中：。下列关于该反应的说法错误的是 A．含有非极性键 B．该反应的平衡常数表达式为 C．滴入淀粉溶液，可观察到混合溶液变蓝 D．仅增大，可提高的平衡转化率 14．已知，反应开始时，向密闭容器中加入一定量的，下列图像与描述错误的是 A．表示相同时间内体系内的物质的量分数随温度变化图像 B．表示体系到达平衡后，时迅速将体积缩小后的变化 C．装置可探究温度对该化学平衡的影响，热水中颜色变深，冷水中颜色变浅 D．表示该反应正逆反应速率随温度变化图像 A．A B．B C．C D．D 15．为探究影响化学平衡移动和化学反应速率的因素，设计方案并进行实验。下列方案设计和结论都正确的是 方案设计 现象 结论 A 向溶液中加入溶液 黄色溶液变橙色 增大反应物浓度，平衡向正反应方向移动 B 向盛有与的恒压密闭容器中通入一定体积的 气体颜色变浅 化学平衡向减少的方向移动 C 将封装有与混合气体的烧瓶浸泡在热水中 气体颜色变深 升高温度，平衡向吸热反应方向移动 D 向2支分别盛有5 mL 0.l mol/L和0.5 mol/L酸性高锰酸钾溶液的试管中同时滴加5滴溶液 0.5 mol/L高锰酸钾溶液褪色快 浓度越大，反应速率的越快 A．A B．B C．C D．D 二、填空题 16．在恒容密闭容器中，可以作为达到平衡状态标志的是 (填序号)。 ①单位时间内生成的同时生成 ②单位时间内生成的同时生成 ③混合气体的颜色不再改变 ④混合气体的密度不再改变 ⑤混合气体的平均相对分子质量不再改变 ⑥混合气体中与的物质的量之比保持恒定 ⑦混合气体中与的物质的量之比保持恒定 17．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)一定能证明达到平衡状态的是 (填序号，下同)。 (2)一定能证明达到平衡状态的是 。 18．某研究性学习小组利用溶液和酸性溶液之间的反应来探究“外界条件改变对化学反应速率的影响”，实验如下：(不考虑溶液混合所引起的体积缩小) 编号 温度/K 溶液(含硫酸) 溶液 时间t/s V/mL c/ V/mL c/ V/mL a 298 4 0.01 6 0.1 0 7 b 4 0.01 5 0.1 9 c 320 4 0.01 0.1 1 t (1)用离子方程式表示该反应的原理： 。 (2)通过实验 可探究出温度的改变对反应速率的影响；通过实验 可探究出浓度的改变对反应速率的影响；(填编号)且求得： ， 。 (3)c组实验中溶液褪色时间t 9 s(填“<”、“=”或“>”)，c组实验的反应速率(用含t的式子表示) 。 (4)在实验中发现反应速率先加快后减慢，其中速率变快的主要原因可能是： (写一条)。 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