2.2 第1课时 化学平衡状态(Word学生用书)-【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）

该高中化学导学案围绕化学平衡状态展开，涵盖可逆反应、平衡建立过程、特征及判断方法。通过合成氨反应实例结合浓度变化分析，引导学生从化学反应限度过渡到动态平衡认知，搭建v-t图像绘制等学习支架，衔接化学反应速率知识。 资料以探究活动（如不同反应条件下变量分析）和分层训练（结合高考真题）为特色，通过构建平衡判断思维模型培养科学思维，借助教材挖掘和实例分析提升科学探究能力，强化动态平衡的化学观念，助力学生高效掌握核心知识并提升应用能力。

第 1 课时　化学平衡状态 1.从化学反应存在一定限度的角度，认识化学平衡状态的建立过程，知道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，能运用动态平衡的观点分析、判断化学平衡状态。 知识点一　化学平衡状态 1.可逆反应 （1）概念 在　　　　　下，既能向　　　　　进行，同时又能向　　　　　　进行的反应。 （2）特点 2.化学平衡状态的建立 在一定条件下的容积不变的密闭容器中，合成氨反应为N2＋3H22NH3。 N2与H2反应 NH3的分解反应 N2和H2的浓度逐渐减小，而NH3的浓度逐渐增大。到达t1时刻时，N2、H2、NH3的浓度均　　　　　，即反应达到了　　　　　　　 NH3的浓度逐渐减小，而N2和H2的浓度逐渐增大，到达t2时刻时，N2、H2、NH3的浓度均　　　　　　　，即反应达到了　　　　　　　 3.化学平衡状态的概念 在一定条件下的　　　　　　　体系中，当　　　　　　　　　相等时，反应物和生成物的浓度均　　　　　，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”，这时的状态称之为化学平衡状态，简称化学平衡。 【教材挖掘】　在分析化学问题时，常会运用反映相关量变化关系的图像。请分析从正反应方向建立化学平衡过程中正、逆反应速率的变化情况，用v－t图像分别从正反应方向和逆反应方向表示化学平衡的建立过程。 4.化学平衡的特征 1.正误判断（正确的打“√”，错误的打“×”）。 （1）合成氨反应中，如果N2过量，可以使H2完全反应。（　　） （2）NH3和HCl反应生成NH4Cl与NH4Cl分解生成NH3和HCl互为可逆反应。（　　） （3）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。（　　） （4）化学反应达到化学平衡状态后反应物和生成物的浓度相等。（　　） （5）在化学平衡建立过程中，v正一定大于v逆。（　　） 2.（2026•江苏苏州月考）把HBr气体充入密闭容器中，在一定条件下发生反应2HBr（g）⇌Br2（g）＋H2（g），在反应趋向平衡状态的过程中，下列说法正确的是（　　） A．HBr的生成速率小于其分解速率 B．HBr的生成速率等于其分解速率 C．HBr的生成速率大于其分解速率 D．无法判断HBr的生成速率与分解速率的相对大小 3.已知反应：NO2（g）＋SO2（g）⇌SO3（g）＋NO（g），起始时向某密闭容器中通入1 mol NO2、2 mol S18O2，一定条件下充分反应后，下列有关说法正确的是（　　） A．NO2中不可能含18O B．有1 mol N18O生成 C．S18O2的物质的量不可能为0.8 mol D．若开始时加入3 mol NO2气体，最多只能生成2 mol三氧化硫 4.（2025•天津武清月考）煤的气化可获得清洁燃料，是实现煤的综合利用的一种重要途径，主要反应是碳与水蒸气反应生成水煤气等。一定条件下，在容积不变的密闭容器中进行如下反应：C（s）＋H2O（g）⇌CO（g）＋H2 （g）。关于该反应达到化学平衡状态的叙述正确的是（　　） A．H2O完全转化为CO和H2 B．H2的浓度保持不变 C．正、逆反应速率相等且均为零 D．H2O、CO的物质的量之比为1∶1 知识点二　化学平衡状态的判断 1.利用“速率相等”判断 （1）同种物质：该物质的生成速率等于它的消耗速率，即v正（A）=v逆（A）。 （2）不同物质：速率之比等于化学方程式中各物质的化学计量数之比，但必须是不同方向的速率，即v正（A）∶v逆（B）=a∶b。 2.利用“变量不变”判断 （1）各组成成分的质量、物质的量、分子数、体积（气体）、物质的量浓度均保持不变。 （2）各组成成分的质量分数、物质的量分数、气体的体积分数均保持不变。 （3）反应物的转化率、产物的产率保持不变。 活动1　在恒温恒容条件下，下列哪些量不变时，能说明可逆反应N2（g）＋3H2（g）⇌2NH3（g）一定达到了平衡状态？ ①混合气体的密度ρ　 ②体系的压强p　 ③混合气体的平均摩尔质量　 ④混合气体的颜色 ⑤混合气体的总物质的量n总 活动2　在恒温恒容条件下，下列哪些量不变时，能说明可逆反应H2（g）＋I2（g）⇌2HI（g）一定达到了平衡状态？ ①混合气体的密度ρ　②体系的压强p　 ③混合气体的平均摩尔质量　④混合气体的颜色　⑤混合气体的总物质的量n总 活动3　在恒温恒容条件下，下列哪些量不变时，能说明可逆反应C（s）＋CO2（g）⇌2CO（g）一定达到了平衡状态？ ①混合气体的密度ρ　②体系的压强p　 ③混合气体的平均摩尔质量　④混合气体的颜色　⑤混合气体的总物质的量n总 1.正误判断（正确的打“√”，错误的打“×”）。 （1）NO2（g）＋SO2（g）⇌SO3（g）＋NO（g），每消耗1 mol SO3的同时生成1 mol NO2时，说明该反应达到平衡状态。（　　） （2）N2O4（g）（无色） ⇌2NO2（g）（红棕色），恒温恒容条件下，若混合气体的颜色保持不变，则该反应达到平衡状态。（　　） （3）A（s）＋2B（g）⇌C（g）＋D（g），恒温恒容条件下，气体压强不变，说明反应达到平衡状态。（　　） （4）4NH3（g）＋5O2（g）⇌4NO（g）＋6H2O（g），断裂1 mol N—H的同时形成1 mol H—O，说明反应达到平衡状态。（　　） （5）N2（g）＋3H2（g）⇌2NH3（g），当3v正（H2）=2v逆（NH3）时，反应达到平衡状态。（　　） （6）CO（g）＋［Cu（NH3）2］＋（aq）＋NH3（g）⇌［Cu（NH3）3CO］＋（aq）　ΔH＜0，当［Cu（NH3）2］＋的物质的量浓度不再减小时，反应达到最大限度。（　　） （7）对于反应2SO2（g）＋O2（g）⇌2SO3（g）和CO（g）＋H2O（g）⇌CO2（g）＋H2（g），在恒温恒容条件下，当压强或密度保持不变时，均能说明上述反应达到化学平衡状态。（　　） 2.（2026•湖北孝感期中）工业合成氨是人工固氮的重要方式。在容积恒定的密闭容器中发生反应N2（g）＋3H2（g）⇌2NH3（g），下列能说明该反应达到化学平衡状态的是（　　） A．容器内N2、H2、NH3的浓度之比为1∶3∶2 B．单位时间内消耗1 mol N2的同时生成2 mol NH3 C．容器内气体总压强不再发生变化 D．容器内混合气体的密度不再发生变化 3.（2026•黑龙江鹤岗期中）一定温度下，在恒容密闭容器中发生反应2Al2O3（s）＋6Cl2（g）⇌4AlCl3（g）＋3O2（g），下列叙述能表明该反应已达到平衡状态的是（　　） ①混合气体的密度不变；②n（Cl2）∶n（AlCl3）∶n（O2）=6∶4∶3；③容器内物质的总质量不变；④Al2O3的质量不变；⑤混合气体的平均相对分子质量不变；⑥v正（Cl2）=2v正（O2） A．①③④⑤　 B．①④⑤⑥ C．①④⑤　 D．①②③⑥ 易错提醒 不能作为平衡状态“标志”的四种情况 （1）反应各组分的物质的量之比等于化学方程式中相应化学计量数之比。 （2）恒温恒容下的气体体积不变的反应，体系的压强或总物质的量不随时间而变化，如2HI（g）⇌H2（g）＋I2（g）。 （3）全是气体参加的体积不变的反应，体系的平均相对分子质量不随时间而变化，如2HI（g）⇌H2（g）＋I2（g）。 （4）全是气体参加的反应，恒容条件下体系的密度保持不变。 1.（教材改编题）可逆反应2NO2（g）⇌2NO（g）＋O2（g）在容积不变的密闭容器中进行，达到平衡状态的标志是（　　） A．单位时间消耗1 mol O2，同时生成2 mol NO B．混合气体中NO2和NO物质的量浓度相等 C．混合气体的密度不再改变 D．用NO2、NO的物质的量浓度变化表示的反应速率之比为1∶1的状态 2.14CO2与碳在高温条件下发生反应：14CO2＋C2CO，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 3.（2026•广东茂名月考）工业上常用煤和水作原料经过多步反应制得氢气，其中一步反应的原理为CO（g）＋H2O（g）⇌CO2（g）＋H2（g），下列能说明反应达到平衡状态的是（　　） A．恒温恒容条件下，混合气体的压强不再发生变化 B．两个H—O断裂的同时有两个CO断裂 C．在恒容密闭容器中，气体密度不再发生变化 D．混合气体的平均摩尔质量不再发生变化 4.（2025•福州八中高二期中）一定温度下，在容积恒定的密闭容器中进行反应A（s）＋2B（g）⇌C（g）＋D（g），下列叙述可以说明该反应已达到平衡状态的是（　　） A．A的质量不再变化 B.2v正（B）=v逆（C） C．B、D的物质的量之比2∶1 D．混合气体的总压不再变化 5.工业上可利用CH4还原NO减少氮氧化物的排放。 向2 L恒容密闭容器中通入2 mol CH4（g）、4 mol NO（g），发生反应CH4（g）＋4NO（g）⇌2N2（g）＋CO2（g）＋2H2O（l），测得CH4的物质的量随时间变化如表所示。 时间/min 0 10 20 30 40 50 n（CH4）/mol 2 1.7 1.5 1.35 1.25 1.25 （1）30 min时，CO2的物质的量浓度为　　　　mol•L－1。 （2）一定温度下，能说明该反应达到化学平衡状态的是　　　　（填字母）。 A．容器内颜色不再变化 B．c（N2）∶c（NO）=1∶2 C．n（H2O）不随时间变化 D．容器内压强不再变化 完成课后作业　第二章　第二节　第1课时 答案 第1课时　化学平衡状态 知识点一　 1.（1）相同条件　正反应方向　逆反应方向　（2）⇌　小于 2.不再改变　化学平衡状态　不再改变　化学平衡状态 3.可逆反应　正、逆反应的速率　保持不变 教材挖掘 　提示： 4.可逆反应　=　≠　不变 对点训练 1.（1）×　（2）×　（3）√　（4）×　（5）× 2.A　在反应趋向平衡状态的过程中，反应正向进行，正反应速率大于逆反应速率，即v正＞v逆，直至反应达到平衡时，所以HBr的生成速率小于其分解速率。 3.C　反应NO2（g）＋SO2（g）⇌SO3（g）＋NO（g）为可逆反应，则通入1 mol NO2、2 mol S18O2，充分反应后，SO2、SO3、NO、NO2中均含18O，A错误；可逆反应的反应物不可能完全消耗，所以通入1 mol NO2、2 mol S18O2，不可能有1 mol N18O生成，NO2、S18O2的消耗都小于1 mol，所以S18O2的物质的量不可能为0.8 mol，B错误，C正确；该反应是可逆反应，二氧化硫不可能完全转化，D错误。 4.B　可逆反应中，H2O不能完全转化为CO和H2，A错误；反应在容积不变的密闭容器中进行，H2浓度保持不变，说明已经平衡，B正确；化学反应达到平衡时，反应仍在进行，故正、逆反应速率相等但不为零，C错误；H2O、CO的物质的量由各成分的起始量决定，H2O、CO的物质的量之比为1∶1难以判断是否处于平衡状态，D错误。 知识点二　 探究活动 活动1　提示：②③⑤ 活动2　提示：④ 活动3　提示：①②③⑤ 对点训练 1.（1）×　（2）√　（3）×　（4）×　（5）×　（6）√　（7）× 2.C　容器内N2、H2、NH3的浓度之比为1∶3∶2时，该反应不一定达到平衡状态，与反应初始浓度及转化率有关，A错误；无论反应是否达到平衡状态都存在“单位时间内消耗1 mol N2的同时生成2 mol NH3”，不能据此判断平衡状态，B错误；随着反应的进行，容器内压强逐渐减小，当容器内气体总压强不再发生变化，反应达到平衡状态，C正确；反应前后气体的总质量不变、容器的体积不变，则容器内混合气体的密度始终不变，不能据此判断平衡状态，D错误。 3.C　反应中Al2O3是固体，气体体积不变，气体质量会随反应进行改变，根据ρ=，当混合气体密度不变时，说明气体质量不变，正、逆反应速率相等，反应达到平衡状态，①正确；n（Cl2）∶n（AlCl3）∶n（O2）=6∶4∶3无法判断反应是否达到平衡，②错误；容器内有固体Al2O3，即使反应未达平衡，容器内物质总质量也不变，所以不能据此判断反应达到平衡，③错误；Al2O3质量不变，说明其消耗量和生成量相等，正、逆反应速率相等，反应达到平衡状态，④正确；反应前后气体的物质的量发生变化，气体质量也变化，混合气体平均相对分子质量M=，当M不变时，说明m总和n总不再变化，反应达到平衡状态，⑤正确；速率之比等于化学计量数之比，当v正（Cl2）=2v逆（O2）时才表明正、逆反应速率相等，反应达到平衡，此选项只给了v正（Cl2）=2v正（O2），不能判断平衡，⑥错误。 【随堂演练】 1.A　单位时间消耗1 mol O2，同时生成2 mol NO，正、逆反应速率相等，反应达到平衡状态，A正确；混合气体中NO2和NO物质的量浓度相等时，不能作为达到平衡的标志，B错误；容积不变，气体的密度不变，因此不能据此判断反应处于平衡状态，C错误；任何条件下用NO2、NO浓度变化表示的反应速率之比均为1∶1，不能据此判断反应处于平衡状态，D错误。 2.C　14CO2＋C 2CO为可逆反应，平衡时反应物和生成物共存，当反应正向进行时，生成的CO中会含有14C，当反应逆向进行时，含有14C的CO生成CO2和C，使得CO2和C中也会有14C，因此平衡混合物中含有14C的粒子14CO2、14CO、14C。 3.B　反应前后气体体积不变，无论是否达到平衡，体系压强都保持不变，不能用于判断是否达到平衡状态，A错误；两个H—O断裂同时两个CO断裂，正、逆反应速率相等，反应达到平衡状态，B正确；反应前后气体质量不变，体积不变，容器中气体密度始终不变，不能说明反应达到平衡状态，C错误；反应前后气体质量不变，物质的量不变，混合气体的平均摩尔质量一直不发生变化，D错误。 4.A　A的质量不再变化，可知A的消耗速率等于A的生成速率，反应达到平衡状态，A符合题意；平衡时正反应速率等于逆反应速率，则v正（B）=2v逆（C）时，反应达到平衡；物质的量之比等于化学计量数之比，不能判断反应是否达到平衡状态；反应前后气体分子数相等，体系内压强恒定，不能据此判断平衡状态。 5.（1）0.325　（2）CD 解析：（1）30 min时消耗CH4为2 mol－1.35 mol=0.65 mol，则生成CO2 0.65 mol，c（CO2）==0.325 mol•L－1。（2）反应物和生成物均为无色，不能通过容器内颜色来判断是否达到平衡状态；根据题干数据，平衡时两物质的浓度比值为3∶2，B不符合题意；n（H2O）不随时间变化，即各物质的物质的量不再变化，说明达到平衡状态，C符合题意；恒容容器中，气体的物质的量减小，压强减小，当容器内压强不再变化，说明达到平衡状态，D符合题意。 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $