2.2 第1课时 化学平衡状态(Word练习)-【学霸笔记·同步精讲】2026-2027学年高中化学选择性必修第一册(人教版)
2026-09-14
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摘要:
**基本信息**
以可逆反应概念为起点,通过题组递进构建“概念辨析-平衡建立-状态判断”的逻辑体系,提炼“变量不变”等实用解题方法,培养化学平衡观念与科学思维。
**专项设计**
|模块|题量/典例|方法提炼|知识逻辑|
|----|-----------|----------|----------|
|可逆反应及特点|3题(含实验探究)|可逆反应定义与特点辨析|概念生成(可逆反应本质特征)|
|化学平衡的建立及特征|4题(含图像/数据)|速率变化与平衡建立关系分析|原理推导(平衡建立的动态过程)|
|化学平衡状态的判断|6题(含多反应类型)|“变量不变”及速率关系平衡判断法|应用拓展(多维度平衡判断依据)|
内容正文:
第1课时 化学平衡状态
题组一 可逆反应及特点
1.下列关于可逆反应的叙述正确的是( )
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.2H2O2H2↑+O2↑与2H2+O22H2O互为可逆反应
C.对于可逆反应,当正反应速率增大时,逆反应速率就会减小
D.密闭容器中的反应N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g)开始后,三种气体一定同时存在
2.一定条件下,对于反应X(g)+3Y(g)⇌2Z(g),若起始时X、Y、Z的浓度分别为c1 mol•L-1、c2 mol•L-1、c3 mol•L-1(均不为零)。达平衡时,X、Y、Z的浓度分别为0.1 mol•L-1、0.3 mol•L-1和0.08 mol•L-1,则下列判断错误的是( )
A.c1∶c2=1∶3
B.平衡时,Y和Z的生成速率之比为2∶3
C.平衡时转化的X和Z的物质的量之比为1∶2
D.c1的取值范围为0<c1<0.14
3.(2025•浙江台州期中)为了验证化学反应的可逆性,现在选择FeCl3溶液与KI溶液进行实验探究,下列试剂选择及物质检验,能够合理证明的是( )
①足量的FeCl3溶液 ②少量的FeCl3溶液 ③足量的KI溶液 ④少量的KI溶液 ⑤淀粉检验I2 ⑥KSCN溶液检验Fe3+
A.②③⑤⑥ B.①④⑥
C.②④⑤⑥ D.②③⑤
题组二 化学平衡的建立及特征
4.(2025•广东深圳期中)一定条件下,向密闭容器中充入1 mol NO和1 mol CO,发生反应: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是( )
A.d B.b C.c D.a
5.一定条件下,向密闭容器中充入1 mol NO和1 mol CO,发生反应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。下列说法错误的是( )
A.a、b、c三点的正反应速率均大于逆反应速率
B.c点时CO的浓度在增大
C.d点时正、逆反应速率相等
D.d点时平衡体系中NO、CO、N2、CO2的浓度保持恒定
6.(2026•陕西汉中期中)某温度下,在1 L恒容密闭容器中2.0 mol X发生反应2X(g)⇌Y(g)+2Z(g),有关数据如表:
时间段/min
0~2
0~4
0~6
产物Z的平均生成速
率/(mol•L-1•min-1)
0.20
0.15
0.10
下列说法正确的是( )
A.4 min时,Z的浓度为0.15 mol•L-1
B.4 min时,Z的浓度为0.3 mol•L-1
C.2 min时,反应处于平衡状态
D.6 min时,反应处于平衡状态
7.恒温时向2 L密闭容器中通入一定量的气体X和Y,发生反应:2X(g)+Y(g)⇌3Z(g),Y的物质的量n(Y)随时间t变化的曲线如图所示。下列说法正确的是( )
A.正反应速率:a点比b点小 B.t0 min时该反应停止
C.t0 min时,c(Z)=0.75 mol•L-1 D.当密闭容器中的压强不再变化时,该可逆反应达到了化学平衡状态
题组三 化学平衡状态的判断
8.(教材改编题)一定温度下,在恒容密闭容器中发生反应NO2(g) + SO2(g)⇌ NO(g)+SO3(g)[不考虑NO2与N2O4(无色)间的转化],下列说法能够判断该反应已达到平衡状态的是( )
A.消耗1 mol SO2的同时产生1 mol NO
B.混合气体的颜色(透光率)不再改变
C.混合气体的压强不再改变
D.混合气体的密度不再改变
9.(2025•重庆名校联盟期中)在一定温度下的恒容密闭容器中,当下列各项不再发生变化时,表明反应A(s)+3B(g)⇌2C(g)+D(g)已经达到化学平衡状态的是( )
A.混合气体的压强
B.相同时间内生成n mol D的同时消耗3n mol B
C.3v正(B)=2v逆(C)
D.混合气体的平均相对分子质量
10.已知:N2O4(g)(无色)⇌2NO2(g) ΔH>0,现将1 mol N2O4充入一恒压绝热密闭容器中,下列示意图能说明反应达到平衡状态的是( )
11.对于容积不变的密闭容器中的反应N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g),673 K、30 MPa下n(NH3)和n(H2)随时间变化的关系如图所示。下列叙述正确的是( )
A.a点、b点的正反应速率比逆反应速率大
B.c点时每断裂3 mol H—H则断裂6 mol N—H
C.d点(t1时刻)和e点(t2时刻)处n(N2)不一样
D.v(N2)∶v(NH3)=1∶2时达到平衡
12.(2025•江西名校协作体联考)二甲醚(CH3OCH3)被誉为“21世纪的清洁燃料”。一定温度下,在某恒容密闭容器中,充入0.2 mol CH4(g)和0.1 mol O2(g),发生的反应为2CH4(g)+O2(g)⇌CH3OCH3(g)+H2O(g) ΔH。下列说法正确的是( )
A.当混合气体的平均相对分子质量不再改变时,该反应达到平衡状态
B.当ΔH不再改变时,该反应达到平衡状态
C.当混合气体中不再改变时,该反应达到平衡状态
D.当混合气体的密度不再改变时,该反应达到平衡状态
13.在恒温恒容(2 L)的密闭容器中充入3 mol CO和3 mol NO混合气体,发生反应:2CO(g)+2NO(g)⇌2CO2(g)+N2(g),测得反应过程中CO2的体积分数与时间(min)的关系如图所示。
(1)a处v正 (填“>”“<”或“=”)b处v逆。
(2)反应达到平衡时CO2的反应速率为 ,NO的转化率为 。
(3)能说明上述反应已达化学平衡状态的是 (填字母)。
A.v(CO)=v(NO)
B.混合气体的密度保持不变
C.反应容器内压强保持不变
D.混合气体的平均相对分子质量保持不变
第1课时 化学平衡状态
1.D 只有在相同条件下,正、逆反应同时进行的化学反应才是可逆反应,A、B错误;可逆反应不能进行到底,反应开始后一定会有生成物产生,同时反应物必然有剩余,D正确。
2.B 化学方程式中反应物X、Y的化学计量数之比为1∶3,所以反应中X和Y必然以物质的量之比为1∶3转化,因为达平衡时X和Y的浓度之比为1∶3,故c1∶c2=1∶3,A项正确;平衡时Y和Z的生成速率之比等于化学方程式中二者的化学计量数之比,故Y和Z的生成速率之比为3∶2,B项错误;平衡时转化的X和Z的物质的量之比等于化学方程式中二者的化学计量数之比,故平衡时转化的X和Z的物质的量之比为1∶2,C项正确;若反应正向进行,则c1取最大值为0.14 mol•L-1,若反应逆向进行,c1取最小值0,由可逆反应特点知,物质不可能完全转化,则0<c1<0.14,D项正确。
3.A FeCl3溶液与KI溶液反应的离子方程式为2Fe3++2I-2Fe2++I2,要验证该反应是否为可逆反应,则需要证明反应物、生成物均存在,无论反应是否为可逆反应,碘单质均可以生成,而检验碘单质可以使用淀粉,观察到溶液颜色变蓝,说明产生了碘单质,而要确定反应为可逆反应,还需要验证反应后是否存在Fe3+,需要用KSCN溶液检验,而且反应物Fe3+要少量,I-要过量,若反应后检验出Fe3+,才能说明该反应为可逆反应,因此所使用的是少量FeCl3溶液与足量的KI溶液反应。
4.A 由题图知,a、b、c的正反应速率均大于逆反应速率,均未达到平衡状态;只有d的正、逆反应速率相等,故处于化学平衡状态的是d,A符合题意。
5.B 根据题图可知,随反应的进行,正反应速率逐渐减小,逆反应速率逐渐增大,t1时刻正、逆反应速率相等,反应达到平衡状态。a、b、c三点都未达到平衡状态,正反应速率均大于逆反应速率,A正确;c点未达到平衡状态,反应仍正向进行,CO的浓度减小,B错误;d点时正、逆反应速率相等,处于化学平衡状态,C正确;d点处于化学平衡状态,此时体系中各组分的质量或浓度均保持恒定,D正确。
6.D 根据题目信息可知,2 min时,c(Z)=0.2 mol•L-1•min-1×2 min=0.4 mol•L-1,4 min时c(Z)=0.15 mol•L-1•min-1×4 min=0.6 mol•L-1,A、B错误;2 min后Z的浓度还在发生变化,所以2 min时,反应未处于平衡状态,C错误;2 min时,c(Z)=0.4 mol•L-1,4 min时c(Z)=0.6 mol•L-1,6 min时c(Z)=0.10 mol•L-1•min-1×6 min=0.6 mol•L-1,说明4~6 min,Z的浓度没有发生变化,所以6 min时,反应处于平衡状态,D正确。
7.C 随反应的进行,正反应速率越来越小,平衡时达到最小值,则a点的正反应速率大于b点的正反应速率,A错误;可逆反应从b点开始达到平衡,化学平衡为动态平衡,即v正=v逆≠0,B错误;从反应开始到平衡,参加反应的Y的物质的量为0.5 mol,根据反应可知,生成Z的物质的量为1.5 mol,由于容器的容积是2 L,因此t0 min时,c(Z)==0.75 mol•L-1,C正确;该反应是一个反应前后气体物质的量不变的反应,体系的压强始终不变,因此不能根据压强不变判断反应是否达到平衡状态,D错误。
8.B 消耗1 mol SO2的同时产生1 mol NO,表示的都是正反应速率,不能判断正、逆反应速率是否相等,A错误;混合气体的颜色(透光率)不再改变,表明NO2的浓度不再变化,该反应达到平衡状态,B正确;容器内温度、容积一定,且题给反应反应前后气体体积不变,所以不能通过压强不变判断平衡状态,C错误;混合气体的密度始终不变,不能根据混合气体密度判断平衡状态,D错误。
9.D 该反应是反应前后气体分子数不变的反应,混合气体的压强不再发生变化时,不能表明该反应达到化学平衡状态;反应速率方向相同,不能表明该反应达到化学平衡状态;达到平衡时,2v正(B)=3v逆(C),所以3v正(B)=2v逆(C)不能表明该反应达到化学平衡状态;A是固体,则混合气体的质量是“变量”,根据M=可知,混合气体的平均相对分子质量是“变量”,当“变量”不变时,反应达到化学平衡状态,D符合题意。
10.A N2O4(g)⇌2NO2(g) ΔH>0为吸热反应,将1 mol N2O4充入一恒压绝热密闭容器中,体系温度降低,当温度不变时,反应达到平衡状态,A正确;恒压容器中,压强保持恒定不变,B错误;将1 mol N2O4充入一恒压绝热密闭容器中,随反应的进行,N2O4的浓度减小,v正(N2O4)减小,C错误;题给反应是气体分子数增大的反应,恒压条件下气体体积增大,气体质量不变,故气体密度减小,D错误。
11.A a点、b点时反应物的物质的量逐渐减小,生成物的物质的量逐渐增大,反应正向进行,则a、b两点的正反应速率比逆反应速率大,A正确;c点氨气与氢气的物质的量相等,但没有达到平衡状态,则c点时每断裂3 mol H—H,断裂的N—H的物质的量小于6 mol,B错误;d点(t1时刻)和e点(t2时刻)均处于相同的平衡状态,则两点的n(N2)相等,C错误;v(N2)∶v(NH3)=1∶2时,未指明正、逆反应速率,则不能说明反应达到平衡状态,D错误。
12.A 混合气体的平均摩尔质量M=,气体质量不变,但气体的总物质的量随反应进行而减小,M为“变量”,当M不变时,反应达到平衡,A正确;对于一个给定的反应,ΔH为一个恒定值,不能用来判断反应是否达到平衡,B错误;恒容密闭容器中,充入0.2 mol CH4(g)和0.1 mol O2(g),投料比等于化学方程式中物质的化学计量数之比,混合气体中始终等于,不能用来判断反应是否达到平衡,C错误;恒容密闭容器中,混合气体的质量为不变值,则密度为不变值,密度不变不能用来判断反应是否达到平衡,D错误。
13.(1)> (2) mol•L-1•min-1 80% (3)CD
解析:(1)随反应的进行,反应物浓度降低,正反应速率减小,a处v正>b处v正;b处反应达到平衡,b处v正=b处v逆,所以a处v正>b处v逆。(2)设N2的改变量为a mol,列三段式:
2CO(g)+2NO(g)⇌2CO2(g)+N2(g)
起始/mol 3 3 0 0
改变/mol 2a 2a 2a a
平衡/mol 3-2a 3-2a 2a a
CO2的体积分数为×100%=50%,a=1.2;平衡时v=== mol•L-1•min-1;NO的转化率为×100%=80%。(3)未指明正、逆反应速率,不能说明反应达到平衡状态,A错误;ρ=,反应前后的物质均为气体,根据质量守恒定律,m不变,在恒容下,密度始终不变,则密度不变不能代表平衡状态,B错误;该反应为气体分子数改变的反应,则压强不变,说明达到平衡状态,C正确;M=,反应前后的物质均为气体,根据质量守恒定律,m不变,该反应为气体系数改变的反应,则平均相对分子质量不变时说明达到平衡状态,D正确。
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