2.2 化学平衡 第1课时（培优讲义）化学人教版选择性必修1

本讲义聚焦化学平衡状态核心知识点，先阐述可逆反应“同时进行、不能完全转化、物质共存、动态平衡”的特征，再系统梳理化学平衡状态“逆、等、动、定、变”的五大特征，构建从可逆反应到平衡状态判断的完整学习支架。 资料通过易错提醒辨析概念，进阶与拔高典例（如极值法确定浓度范围、表格对比压强和密度对平衡的影响）培养科学思维，配套对点练与综合题强化应用。课中辅助教师高效授课，课后助力学生查漏补缺，提升解决实际问题的能力。

第二章 化学反应速率与化学平衡 第二节 化学平衡 第1课时 化学平衡状态 考点 1 化学平衡状态 1．可逆反应的特征 (1)同一条件下，正反应和逆反应同时_______、同时_______。 (2)反应不能进行到底，反应物_______实现完全转化。 (3)反应体系中，与化学反应有关的各种物质_______同一反应体系。 (4)反应达到限度时，反应__________，没有停止。 2．化学平衡状态的特征 (1)逆：研究对象为_______反应 (2)等：正、逆反应速率_______，即_______ (3)动：化学平衡是_______平衡，即v正=v逆≠0 (4)定：平衡混合物中，各组分的_______保持一定 (5)动：反应条件改变，化学平衡_______，直到达到新的平衡。 【易错提醒】 (1)可逆反应不等同于可逆过程，可逆过程包括物理变化和化学变化，而可逆反应属于化学变化。 (2)可逆反应体系中， 反应物不能全部转化为生成物，生成物也不能完全转化为反应物。 (3)可逆反应在一定条件下达到平衡状态时，就是该反应的限度，可逆反应不能进行完全，转化率低于100%。 (4)化学反应的平衡状态可以从正反应方向建立，也可以从逆反应方向建立。 (5)化学反应达到平衡状态时正、逆反应速率相等，是指同一物质的消耗速率和生成速率相等，若用不同物质表示时，反应速率不一定相等。 (6)化学反应达到平衡状态时，各组分的浓度、百分含量保持不变，但不一定相等。 【进阶典例】一定温度下，在恒容密闭容器中发生可逆反应：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)，已知N2(g)、H2(g)、NH3(g)的起始浓度分别为0.2 mol·L－1、0.5 mol·L－1、0.2 mol·L－1，当反应达到平衡时，各物质的浓度不可能是(　　) A．c(N2)＝0.02 mol·L－1 B．c(H2)＝0.7 mol·L－1 C．c(NH3)＝0.3 mol·L－1 D．2c(N2)＋c(NH3)＝0.6 mol·L－1 解题点睛 (1)可逆反应不等同于可逆过程，可逆过程包括物理变化和化学变化，而可逆反应属于化学变化。 (2)可逆反应体系中， 反应物不能全部转化为生成物，生成物也不能完全转化为反应物。 (3)极值法确定浓度范围的方法 【拔高典例】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，该可逆反应达到了化学平衡状态 【对点练1】已知298 K时，合成氨反应为N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g)　ΔH＝－92.0 kJ·mol－1，将此温度下的1 mol N2和3 mol H2放在一密闭容器中，在催化剂存在时进行反应，测得反应放出的热量为(忽略能量损失)(　　) A．一定大于92.0 kJ B．一定等于92.0 kJ C．一定小于92.0 kJ D．不能确定 考点 2 化学平衡状态的判断 1．用本质特征判断 判断依据：正反应速率与逆反应速率相等，即v正＝v逆。 (1)同一种物质：该物质的_______速率等于它的_______速率。 (2)不同的物质：速率之比等于化学方程式中_____________________之比，但必须是_______方向的速率。 2．用宏观特征判断 判断依据：反应混合物中各组成成分的浓度、含量保持不变。 (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。 3．用“总压强、混合气体的密度、平均摩尔质量”判断平衡状态的注意事项 (1)恒温恒容条件下，用“总压强、平均摩尔质量”判断平衡状态时，要特别关注反应前后气体分子总数的变化，如： mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g) 是否平衡 压强 当m＋n≠p＋q时，总压强一定(其他条件一定) 当m＋n＝p＋q时，总压强一定(其他条件一定) 混合气体的 当m＋n≠p＋q时，一定 当m＋n＝p＋q时，一定 (2)恒温恒容条件下，用“混合气体的密度”判断平衡状态时，要特别关注反应前后是否有非气态物质参与反应，如 关注各物质的状态 是否平衡 密度 C(s)＋CO2(g)2CO(g)(ρ一定) N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)(ρ一定) H2(g)＋I2(g)2HI(g)(ρ一定) 【易错提醒】 (1)判断化学平衡状态的依据——“正逆相等，变量不变” (2)不能作为判断化学平衡状态“标志”的几种情况 ①反应组分的物质的量之比等于化学方程式中相应物质的化学计量数之比。 ②恒温恒容下的气体分子数不变的反应，体系的压强或总物质的量不再随时间而变化。 ③全是气体参加的气体分子数不变的反应，体系的平均相对分子质量不再随时间而变化。 ④全是气体参加的反应，恒容条件下体系的密度保持不变。 【进阶典例】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________。 解题点睛 化学平衡状态的判断方法 (1)v正＝v逆： 以容积不变的密闭容器中的反应N2+3H22NH3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正一个是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(r＝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)： A．气体质量不变，达到平衡状态； B．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； C．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。 【拔高典例】一定温度下，将和气体各0.4 mol充入体积为2 L的恒容密闭容器中，发生反应：。其中呈红棕色，其他气体均无色。下列事实不能说明反应已达到平衡状态的是 A．容器内气体压强保持不变 B． C．的浓度保持不变 D．容器内气体颜色保持不变 【对点练1】（25-26高二上·甘肃甘南·期中）恒温恒压的密闭容器中发生反应，能说明反应达到平衡状态的是 A．容器内的压强不再变化 B．混合气体的密度不再变化 C．单位时间消耗2mol A，同时消耗6 mol C D．混合气体的平均相对分子质量不再变化 【对点练2】用Cl2生产某些含氯有机物时会生成副产物HCl，利用下列反应可实现氯的循环利用：4HCl(g)＋O2(g)2Cl2(g)＋2H2O(g)　ΔH<0。恒温恒容条件下，在某密闭容器中充入一定量的反应物发生上述反应，能充分说明该反应达到化学平衡状态的是( ) A．气体的质量不再改变 B．氯化氢的转化率不再改变 C．断开4 mol H—Cl的同时生成4 mol H—O D．n(HCl)∶n(O2)∶n(Cl2)∶n(H2O)＝4∶1∶2∶2 1．用Cl2生产某些含氯有机物时会生成副产物HCl，利用下列反应可实现氯的循环利用：4HCl(g)＋O2(g)2Cl2(g)＋2H2O(g)　ΔH<0。恒温恒容条件下，在某密闭容器中充入一定量的反应物发生上述反应，能充分说明该反应达到化学平衡状态的是( ) A．气体的质量不再改变 B．氯化氢的转化率不再改变 C．断开4 mol H—Cl的同时生成4 mol H—O D．n(HCl)∶n(O2)∶n(Cl2)∶n(H2O)＝4∶1∶2∶2 2．一定条件下，在容积为1 L的密闭容器中，1 mol X和1 mol Y进行反应：2X(g)＋Y(g)Z(g)，下列叙述能证明该反应已达到化学平衡状态的是( ) A．X的百分含量不再发生变化 B．c(X)∶c(Y)∶c(Z)＝2∶1∶1 C．容器内原子总数不再发生变化 D．同一时间内消耗2n mol X的同时生成n mol Z 3．在已经处于化学平衡的体系中，如果下列物理量发生变化，其中一定能表明平衡发生了移动的是( ) A．反应混合物的浓度 B．反应物的转化率 C．正、逆反应速率 D．反应混合物的压强 3．硫酸是一种重要的化工产品，硫酸的消耗量常被视为一个国家工业发展水平的一种标志。目前重要的生产方法是“接触法”，有关接触法中氧化反应：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)的说法不正确的是( ) A．该反应为可逆反应，故在一定条件下二氧化硫和氧气不可能全部转化为三氧化硫 B．达到平衡后，反应就停止了，此时正、逆反应速率相等且均为零 C．一定条件下，向某密闭容器中加入2 mol SO2和1 mol O2，则从反应开始到达到平衡的过程中，正反应速率不断减小，逆反应速率不断增大，某一时刻，正、逆反应速率相等 D．在利用上述反应生产三氧化硫时，要同时考虑反应所能达到的限度和化学反应速率两方面的问题 4．（25-26高二上·天津南开·阶段检测）某反应2X(g)+Y(g)⇌3Z(g)+M(s)  ΔH=-a kJ/mol(a>0)，在与外界隔热且容积不变的密闭容器中进行时，下列关于平衡的相关说法不正确的是 A．达到平衡时，反应放出的总热量可能为a kJ B．当容器内气体的物质的量分数n(X)%: n(Y)%不变时，则反应一定达到平衡状态 C．当容器内气体的密度不再变化时，则反应达到平衡状态 D．当容器内压强不再变化时，则反应达到平衡状态 5．（25-26高二上·云南楚雄·阶段检测）在恒容密闭容器中进行反应，、、Z的起始物质的量分别为0.2mol、0.6mol、0.4mol，当达到平衡状态时，下列结论的数据一定错误的是 A．， B． C．， D．的化学式可表示为， 6．（25-26高三上·重庆·阶段检测）一定条件下，在密闭容器中，某可逆反应(M)的正反应速率与逆反应速率随时间变化的曲线如图所示。下列说法错误的是 A．内，反应速率 B．起始时该密闭容器中只充入了一定量的生成物 C．反应达平衡时，M反应中的各元素的质量均保持不变 D．可逆反应可能为 7．（25-26高二上·安徽合肥·期末）在恒容绝热密闭容器中进行如下可逆反应： ，下列不能表明该反应已达到化学平衡状态的是 A．的体积分数不再变化 B．容器内气体压强不再变化 C．每消耗的同时生成 D．平衡常数不再变化 8．（25-26高二上·江西上饶·阶段检测）在一个恒容绝热的密闭容器中，发生可逆反应：  ，已知M的状态未知，则下列描述一定不能作为达到平衡的标志是 A．体系的温度不变时 B．时 C．气体的平均相对分子质量不变时 D．混合气体的密度不变时 9．（25-26高二上·安徽·阶段检测）一定温度下，向恒容密闭容器中充入一定量的，发生反应：。下列情况能说明反应达到平衡状态的是 A．混合气体的总压强不变 B．的生成速率与的生成速率之比为3:5 C．混合气体的平均密度不变 D．和的物质的量之比不变 10．在698 K时，向某V L的密闭容器中充入2 mol H2(g)和2 mol I2(g)，发生反应：H2(g)＋I2(g)2HI(g)　ΔH＝－26.5 kJ·mol－1，测得各物质的物质的量浓度与时间变化的关系如图所示。 请回答下列问题： (1)V＝__________ L。 (2)该反应达到最大限度的时间是________，该时间内平均反应速率v(HI)＝________。 (3)该反应达到平衡状态时，________(填“吸收”或“放出”)的热量为__________。 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 2．一定温度下，反应N2O4(g)2NO2(g)的焓变为ΔH。现将1 mol N2O4充入一恒压密闭容器中，下列示意图正确且能说明反应达到平衡状态的是(　　) A．①② B．②④ C．③④ D．①④ 3．（25-26高二上·湖北荆州·期末）将一定量纯净的氨基甲酸铵置于特制的密闭真空容器中(假设容器容积不变，固体试样体积忽略不计)，在恒定温度下使其达到分解平衡。该反应达到平衡的标志是 ①2v正(NH3)=v逆(CO2) ②密闭容器中总压强不变 ③密闭容器中混合气体的密度不变 ④密闭容器中氨气的体积分数不变 ⑤密闭容器中混合气体的平均相对分子质量不变   ⑥密闭容器中c(NH3)：c(CO2)=2：1 ⑦密闭容器中混合气体的总物质的量不变 ⑧各组分的物质的量浓度不再改变 A．②③⑦⑧ B．①②③⑦ C．①②③⑧ D．②③④⑧ 4．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(　　) 5．某体积可变的密闭容器，盛有适量的A和B的混合气体，在一定条件下发生反应：A(g)＋3B(g)2C(g)。若维持温度和压强不变，当达到平衡时容器的体积为V L，其中C气体的体积占10%。下列推断正确的是(　　) ①原混合气体的体积为1.2V L ②原混合气体的体积为1.1V L ③反应达到平衡时气体A消耗掉0.05V L ④反应达到平衡时气体B消耗掉0.05V L A．②③ B．②④ C．①③ D．①④ 1 / 10 学科网（北京）股份有限公司zxxk.com 学科网（北京）股份有限公司zxxk.com 学科网（北京）股份有限公司 $ 第二章 化学反应速率与化学平衡 第二节 化学平衡 第1课时 化学平衡状态 考点 1 化学平衡状态 1．可逆反应的特征 (1)同一条件下，正反应和逆反应同时发生、同时存在。 (2)反应不能进行到底，反应物不能实现完全转化。 (3)反应体系中，与化学反应有关的各种物质同存于同一反应体系。 (4)反应达到限度时，反应仍在进行，没有停止。 2．化学平衡状态的特征 (1)逆：研究对象为可逆反应 (2)等：正、逆反应速率相等，即v正=v逆 (3)动：化学平衡是动态平衡，即v正=v逆≠0 (4)定：平衡混合物中，各组分的浓度保持一定 (5)动：反应条件改变，化学平衡被破坏，直到达到新的平衡。 【易错提醒】 (1)可逆反应不等同于可逆过程，可逆过程包括物理变化和化学变化，而可逆反应属于化学变化。 (2)可逆反应体系中， 反应物不能全部转化为生成物，生成物也不能完全转化为反应物。 (3)可逆反应在一定条件下达到平衡状态时，就是该反应的限度，可逆反应不能进行完全，转化率低于100%。 (4)化学反应的平衡状态可以从正反应方向建立，也可以从逆反应方向建立。 (5)化学反应达到平衡状态时正、逆反应速率相等，是指同一物质的消耗速率和生成速率相等，若用不同物质表示时，反应速率不一定相等。 (6)化学反应达到平衡状态时，各组分的浓度、百分含量保持不变，但不一定相等。 【进阶典例】一定温度下，在恒容密闭容器中发生可逆反应：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)，已知N2(g)、H2(g)、NH3(g)的起始浓度分别为0.2 mol·L－1、0.5 mol·L－1、0.2 mol·L－1，当反应达到平衡时，各物质的浓度不可能是(　　) A．c(N2)＝0.02 mol·L－1 B．c(H2)＝0.7 mol·L－1 C．c(NH3)＝0.3 mol·L－1 D．2c(N2)＋c(NH3)＝0.6 mol·L－1 【答案】A 【解析】由于起始浓度N2(g)∶H2(g)<1∶3，则假设H2(g)完全转化，由变化的浓度与化学计量数成正比，则剩余的c(N2)＝(0.2－) mol·L－1≈0.03 mol·L－1，反应后c(NH3)＝(0.2＋×2) mol·L－1≈0.5 mol·L－1，假设NH3(g)完全转化，反应后c(N2)＝(0.2＋0.1) mol·L－1＝0.3 mol·L－1，c(H2)＝(0.5＋0.3) mol·L－1＝0.8 mol·L－1。0.03 mol·L－1 <c(N2)<0.3 mol·L－1，则c(N2)不可能是0.02 mol·L－1，A符合题意；0<c(H2)<0.8 mol·L－1，则c(H2)＝0.7 mol·L－1可能存在，B不符合题意；0<c(NH3)<0.5 mol·L－1，则c(NH3)＝0.3 mol·L－1可能存在，C不符合题意；0.06 mol·L－1<2c(N2)＋c(NH3)<1.1 mol·L－1，则2c(N2)＋c(NH3)＝0.6 mol·L－1可能存在，D不符合题意。 解题点睛 (1)可逆反应不等同于可逆过程，可逆过程包括物理变化和化学变化，而可逆反应属于化学变化。 (2)可逆反应体系中， 反应物不能全部转化为生成物，生成物也不能完全转化为反应物。 (3)极值法确定浓度范围的方法 【拔高典例】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，该可逆反应达到了化学平衡状态 【答案】C 【解析】反应开始加入一定量的气体X和Y，则反应2X(g)＋Y(g)3Z(g)从正反应方向开始进行，随着反应的进行，正反应速率越来越小，到平衡时达到最小值，则根据图示可知，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，此时反应仍在进行，正反应速率等于逆反应速率，B错误；从图像中可以看出，从反应开始到平衡，参加反应的Y的物质的量为0.5 mol，根据物质反应转化关系可知，生成的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。 【对点练1】已知298 K时，合成氨反应为N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g)　ΔH＝－92.0 kJ·mol－1，将此温度下的1 mol N2和3 mol H2放在一密闭容器中，在催化剂存在时进行反应，测得反应放出的热量为(忽略能量损失)(　　) A．一定大于92.0 kJ B．一定等于92.0 kJ C．一定小于92.0 kJ D．不能确定 【答案】C 【解析】N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g)　ΔH＝－92.0 kJ·mol－1，该热化学反应方程式的意义是指在1个大气压、25 ℃时，1 mol N2和3 mol H2完全反应生成2 mol NH3所放出的热量为92.0 kJ。由于该反应是可逆反应，不能进行彻底，所以放出的热量一定小于92.0 kJ。 考点 2 化学平衡状态的判断 1．用本质特征判断 判断依据：正反应速率与逆反应速率相等，即v正＝v逆。 (1)同一种物质：该物质的生成速率等于它的消耗速率。 (2)不同的物质：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。 2．用宏观特征判断 判断依据：反应混合物中各组成成分的浓度、含量保持不变。 (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。 3．用“总压强、混合气体的密度、平均摩尔质量”判断平衡状态的注意事项 (1)恒温恒容条件下，用“总压强、平均摩尔质量”判断平衡状态时，要特别关注反应前后气体分子总数的变化，如： mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g) 是否平衡 压强 当m＋n≠p＋q时，总压强一定(其他条件一定) 是 当m＋n＝p＋q时，总压强一定(其他条件一定) 不一定 混合气体的 当m＋n≠p＋q时，一定 是 当m＋n＝p＋q时，一定 不一定 (2)恒温恒容条件下，用“混合气体的密度”判断平衡状态时，要特别关注反应前后是否有非气态物质参与反应，如 关注各物质的状态 是否平衡 密度 C(s)＋CO2(g)2CO(g)(ρ一定) 是 N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)(ρ一定) 不一定 H2(g)＋I2(g)2HI(g)(ρ一定) 不一定 【易错提醒】 (1)判断化学平衡状态的依据——“正逆相等，变量不变” (2)不能作为判断化学平衡状态“标志”的几种情况 ①反应组分的物质的量之比等于化学方程式中相应物质的化学计量数之比。 ②恒温恒容下的气体分子数不变的反应，体系的压强或总物质的量不再随时间而变化。 ③全是气体参加的气体分子数不变的反应，体系的平均相对分子质量不再随时间而变化。 ④全是气体参加的反应，恒容条件下体系的密度保持不变。 【进阶典例】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。 解题点睛 化学平衡状态的判断方法 (1)v正＝v逆： 以容积不变的密闭容器中的反应N2+3H22NH3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正一个是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(r＝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)： A．气体质量不变，达到平衡状态； B．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； C．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。 【拔高典例】一定温度下，将和气体各0.4 mol充入体积为2 L的恒容密闭容器中，发生反应：。其中呈红棕色，其他气体均无色。下列事实不能说明反应已达到平衡状态的是 A．容器内气体压强保持不变 B． C．的浓度保持不变 D．容器内气体颜色保持不变 【答案】A 【解析】A．反应物和生成物都是气体且系数和相等，容器恒容，则无论是否平衡，压强都不发生变化，A符合题意； B．根据题目所给条件可知，初始投料为，根据反应的化学方程式可知，当时，容器内，，则，说明反应已达到平衡，B不符合题意； C．的浓度保持不变，说明反应已达到平衡，C不符合题意； D．为红棕色气体，其他气体均无色，所以未达到平衡时的浓度会发生变化，容器内气体颜色会发生变化，当其不变时说明的浓度不再改变，反应达到平衡，D不符合题意； 故选A。 【对点练1】（25-26高二上·甘肃甘南·期中）恒温恒压的密闭容器中发生反应，能说明反应达到平衡状态的是 A．容器内的压强不再变化 B．混合气体的密度不再变化 C．单位时间消耗2mol A，同时消耗6 mol C D．混合气体的平均相对分子质量不再变化 【答案】C 【解析】A．反应在恒温恒压的密闭容器中进行，压强始终保持恒定，故容器内压强不再变化不能说明反应达到平衡状态，A不符合题意； B．该反应前后均为气体，气体总质量不变，且反应前后气体总物质的量不变，恒温恒压条件下气体体积恒定，根据可知密度始终为定值，故混合气体的密度不再变化不能说明反应达到平衡状态，B不符合题意； C．消耗为正反应方向，消耗为逆反应方向，单位时间消耗的同时消耗，说明正、逆反应速率相等，反应达到平衡状态，C符合题意； D．该反应前后气体总质量、气体总物质的量均不变，根据可知混合气体的平均相对分子质量始终为定值，故其不再变化不能说明反应达到平衡状态，D不符合题意； 答案选C。 【对点练2】用Cl2生产某些含氯有机物时会生成副产物HCl，利用下列反应可实现氯的循环利用：4HCl(g)＋O2(g)2Cl2(g)＋2H2O(g)　ΔH<0。恒温恒容条件下，在某密闭容器中充入一定量的反应物发生上述反应，能充分说明该反应达到化学平衡状态的是( ) A．气体的质量不再改变 B．氯化氢的转化率不再改变 C．断开4 mol H—Cl的同时生成4 mol H—O D．n(HCl)∶n(O2)∶n(Cl2)∶n(H2O)＝4∶1∶2∶2 【答案】B 【解析】反应物和生成物均为气体，气体的总质量始终不变，A错误；反应正向进行时，HCl的转化率升高，反应逆向进行时，HCl的转化率降低，当HCl的转化率不再改变时，可以说明可逆反应达到平衡状态，B正确；断开4 mol H—Cl和生成4 mol H—O均表示正反应方向的反应速率，不能据此判断反应是否达到平衡状态，C错误；反应达到平衡状态时，各反应物和生成物的物质的量保持不变，但各物质的物质的量之比等于对应的化学计量数之比，不能判断反应是否达到平衡状态，D错误。 1．用Cl2生产某些含氯有机物时会生成副产物HCl，利用下列反应可实现氯的循环利用：4HCl(g)＋O2(g)2Cl2(g)＋2H2O(g)　ΔH<0。恒温恒容条件下，在某密闭容器中充入一定量的反应物发生上述反应，能充分说明该反应达到化学平衡状态的是( ) A．气体的质量不再改变 B．氯化氢的转化率不再改变 C．断开4 mol H—Cl的同时生成4 mol H—O D．n(HCl)∶n(O2)∶n(Cl2)∶n(H2O)＝4∶1∶2∶2 【答案】B 【解析】反应物和生成物均为气体，气体的总质量始终不变，A错误；反应正向进行时，HCl的转化率升高，反应逆向进行时，HCl的转化率降低，当HCl的转化率不再改变时，可以说明可逆反应达到平衡状态，B正确；断开4 mol H—Cl和生成4 mol H—O均表示正反应方向的反应速率，不能据此判断反应是否达到平衡状态，C错误；反应达到平衡状态时，各反应物和生成物的物质的量保持不变，但各物质的物质的量之比等于对应的化学计量数之比，不能判断反应是否达到平衡状态，D错误。 2．一定条件下，在容积为1 L的密闭容器中，1 mol X和1 mol Y进行反应：2X(g)＋Y(g)Z(g)，下列叙述能证明该反应已达到化学平衡状态的是( ) A．X的百分含量不再发生变化 B．c(X)∶c(Y)∶c(Z)＝2∶1∶1 C．容器内原子总数不再发生变化 D．同一时间内消耗2n mol X的同时生成n mol Z 【答案】A 【解析】c(X)∶c(Y)∶c(Z)＝2∶1∶1，不能说明浓度保持不变，B不符合题意；反应过程中原子个数守恒，C不符合题意；消耗2n mol X与生成n mol Z是同一反应方向，不能说明反应已达平衡，D不符合题意。 3．在已经处于化学平衡的体系中，如果下列物理量发生变化，其中一定能表明平衡发生了移动的是( ) A．反应混合物的浓度 B．反应物的转化率 C．正、逆反应速率 D．反应混合物的压强 【答案】B 【解析】反应物的转化率发生改变是化学平衡发生移动的标志，而浓度、反应速率、压强的改变不一定能引起平衡移动，如增大反应H2(g)＋I2(g)===2HI(g)的压强，虽然其浓度、压强和反应速率都随之增大，但平衡不会发生移动。 3．硫酸是一种重要的化工产品，硫酸的消耗量常被视为一个国家工业发展水平的一种标志。目前重要的生产方法是“接触法”，有关接触法中氧化反应：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)的说法不正确的是( ) A．该反应为可逆反应，故在一定条件下二氧化硫和氧气不可能全部转化为三氧化硫 B．达到平衡后，反应就停止了，此时正、逆反应速率相等且均为零 C．一定条件下，向某密闭容器中加入2 mol SO2和1 mol O2，则从反应开始到达到平衡的过程中，正反应速率不断减小，逆反应速率不断增大，某一时刻，正、逆反应速率相等 D．在利用上述反应生产三氧化硫时，要同时考虑反应所能达到的限度和化学反应速率两方面的问题 【答案】B 【解析】可逆反应达到平衡状态时，正、逆反应仍在进行，即v正＝v逆≠0，故B错误。 4．（25-26高二上·天津南开·阶段检测）某反应2X(g)+Y(g)⇌3Z(g)+M(s)  ΔH=-a kJ/mol(a>0)，在与外界隔热且容积不变的密闭容器中进行时，下列关于平衡的相关说法不正确的是 A．达到平衡时，反应放出的总热量可能为a kJ B．当容器内气体的物质的量分数n(X)%: n(Y)%不变时，则反应一定达到平衡状态 C．当容器内气体的密度不再变化时，则反应达到平衡状态 D．当容器内压强不再变化时，则反应达到平衡状态 【答案】B 【解析】A．若起始反应物足够多，转化量可能达到1 mol 反应，放出a kJ热量，A正确； B．若起始X与Y的物质的量之比为2:1，反应过程中n(X)%:n(Y)%始终不变，此时无法判断平衡，B错误； C．生成固体M导致气体总质量变化，密度不变时说明反应达到平衡状态，C正确； D．反应放热导致温度变化，压强由决定，当压强不变时说明温度稳定，即达平衡，D正确； 故答案选B。 5．（25-26高二上·云南楚雄·阶段检测）在恒容密闭容器中进行反应，、、Z的起始物质的量分别为0.2mol、0.6mol、0.4mol，当达到平衡状态时，下列结论的数据一定错误的是 A．， B． C．， D．的化学式可表示为， 【答案】A 【解析】若反应向正反应进行到达平衡，X2、Y2的物质的量最小，Z的物质的量最大，假定完全反应，则： , 若反应逆正反应进行到达平衡，X2、Y2的物质的量最大，Z的物质的量最小,假定完全反应，则： 由于为可逆反应，物质不能完全转化，所以平衡时物质的量范围为0 mol<n(X2)<0.4mol，0 mol<n(Y2)<1.2 mol，0 mol<n(Z)<0.8 mol同时有反应可知，当反应物减少时生成物一定增加，当反应物增加时生成物一定减少，反应物和生成物不能同时增加或减少。 A．当，时，Z的物质的量为0 mol，不符合可能反应特征，A符合题意； B．根据分析，Y2的物质的量范围为0 mol<n(Y2)<1.2 mol，可能成立，B不符合题意； C．按照方程式系数关系，Z逆向转化0.2mol，可以得到，，C不符合题意； D．当的化学式表示为，X2转化0.1mol，Y2转化0.3mol，，可以成立，D不符合题意； 故选A。 6．（25-26高三上·重庆·阶段检测）一定条件下，在密闭容器中，某可逆反应(M)的正反应速率与逆反应速率随时间变化的曲线如图所示。下列说法错误的是 A．内，反应速率 B．起始时该密闭容器中只充入了一定量的生成物 C．反应达平衡时，M反应中的各元素的质量均保持不变 D．可逆反应可能为 【答案】B 【解析】A．0~t₁ min内，正反应速率曲线始终在逆反应速率曲线上方，即v正>v逆，A正确； B．若起始时，只充入一定量的生成物，则逆反应速率起始不为0，正反应速率起始为0，且初期v逆>v正；但图像中起始时v正>0、v逆=0，说明起始充入的是反应物，B错误； C．反应达平衡时，各物质浓度不变，根据质量守恒定律，各元素质量均保持不变，C正确； D．N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g)为可逆反应，其速率变化趋势（v正起始>0、v逆起始=0，随反应进行v正减小、v逆增大至平衡）与图像一致，D正确； 故选B。 7．（25-26高二上·安徽合肥·期末）在恒容绝热密闭容器中进行如下可逆反应： ，下列不能表明该反应已达到化学平衡状态的是 A．的体积分数不再变化 B．容器内气体压强不再变化 C．每消耗的同时生成 D．平衡常数不再变化 【答案】C 【解析】A．NO2的体积分数不再变化：当反应达到平衡时，各组分浓度保持恒定，体积分数不再变化，这是化学平衡的标志，A正确； B．容器内气体压强不再变化：反应前后气体分子数不变，压强变化仅由温度变化引起。在绝热条件下，反应进行时温度变化导致压强变化；平衡时温度稳定，压强不再变化，因此可作为平衡标志，B正确； C．每消耗1 mol SO3的同时生成1 mol NO2：根据反应计量比，逆反应中消耗SO3和生成NO2的物质的量始终为1:1，这一关系在任何时刻（无论是否平衡）均成立，不能反映正逆反应速率是否相等，C错误； D．平衡常数K不再变化：平衡常数仅与温度有关。在绝热系统中，反应进行时温度变化导致K变化；平衡时温度稳定，K不再变化，因此可作为平衡标志，D正确； 故答案选C。 8．（25-26高二上·江西上饶·阶段检测）在一个恒容绝热的密闭容器中，发生可逆反应：  ，已知M的状态未知，则下列描述一定不能作为达到平衡的标志是 A．体系的温度不变时 B．时 C．气体的平均相对分子质量不变时 D．混合气体的密度不变时 【答案】B 【解析】A．化学反应一定伴随着热量的变化。该容器是绝热容器，不与外界发生热交换。由可知，反应吸热，随着反应的进行，温度升高，当温度不变时，反应达到平衡，则温度不变一定可以用来判断反应是否达到平衡，A不符合题意； B．达到平衡时，气体的浓度之比和化学计量数之比无必然关系，B错误； C．假设M是气体，反应前后都是气体，根据质量守恒，气体的总质量不变，但气体的总的物质的量在反应前后变化，故气体的平均相对分子质量为变量，能判断反应达到平衡；假设M是固体或液体，反应前后气体的总质量发生变化，但气体的分子总数不变，故气体的平均相对分子质量为变量，能判断反应达到平衡，故C一定可以用来判断反应是否达到平衡，C不符合题意； D．假设M是气体，反应前后都是气体，根据质量守恒，气体的总质量不变，体系恒容，则体积也不变，故混合气体的密度始终保持不变，不能用来判断反应平衡；假设M是固体或液体，反应前后气体的总质量发生变化，但体积不变，故混合气体的密度为变量，能判断反应达到平衡，D不符合题意； 故选B。 9．（25-26高二上·安徽·阶段检测）一定温度下，向恒容密闭容器中充入一定量的，发生反应：。下列情况能说明反应达到平衡状态的是 A．混合气体的总压强不变 B．的生成速率与的生成速率之比为3:5 C．混合气体的平均密度不变 D．和的物质的量之比不变 【答案】B 【解析】A．反应前后气体总物质的量相等，恒温恒容下总压强始终不变，无法判断平衡，A不符合题意； B．的生成速率（正反应方向）与的生成速率（逆反应方向）之比为3:5时，表明正逆反应速率相等，符合平衡条件，B符合题意； C．根据质量守恒定律，反应前后总质量不变，恒容容器体积不变，因此密度始终不变，无法判断平衡，C不符合题意； D．和同属生成物，物质的量之比始终为3:2（由反应系数决定），与是否平衡无关，D不符合题意； 故答案选B。 10．在698 K时，向某V L的密闭容器中充入2 mol H2(g)和2 mol I2(g)，发生反应：H2(g)＋I2(g)2HI(g)　ΔH＝－26.5 kJ·mol－1，测得各物质的物质的量浓度与时间变化的关系如图所示。 请回答下列问题： (1)V＝__________ L。 (2)该反应达到最大限度的时间是________，该时间内平均反应速率v(HI)＝________。 (3)该反应达到平衡状态时，________(填“吸收”或“放出”)的热量为__________。 【答案】(1)2　(2)5 s　0.316 mol·L－1·s－1　(3)放出　41.87 kJ 【解析】(1)由图知初始反应时，c(H2)＝c(I2)＝1 mol·L－1，而加入的H2和I2的物质的量均为 2 mol，所以V＝2 L。 (2)反应达到最大限度即达到化学平衡，所用时间为5 s，v(HI)＝＝0.316 mol·L－1·s－1。 (3)可逆反应从正反应建立，所以放出热量。由反应：H2(g)＋I2(g)2HI(g)　ΔH＝－26.5 kJ·mol－1，达到平衡时共生成n(HI)＝1.58 mol·L－1×2 L＝3.16 mol，所以放出的热量为×3.16 mol＝41.87 kJ。 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的浓度为零的情况。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。 2．一定温度下，反应N2O4(g)2NO2(g)的焓变为ΔH。现将1 mol N2O4充入一恒压密闭容器中，下列示意图正确且能说明反应达到平衡状态的是(　　) A．①② B．②④ C．③④ D．①④ 【答案】D 【解析】ΔH是恒量，不能作为判断平衡状态的标志；该反应是充入1 mol N2O4，正反应速率应是逐渐减小直至不变，③曲线趋势不正确。 3．（25-26高二上·湖北荆州·期末）将一定量纯净的氨基甲酸铵置于特制的密闭真空容器中(假设容器容积不变，固体试样体积忽略不计)，在恒定温度下使其达到分解平衡。该反应达到平衡的标志是 ①2v正(NH3)=v逆(CO2) ②密闭容器中总压强不变 ③密闭容器中混合气体的密度不变 ④密闭容器中氨气的体积分数不变 ⑤密闭容器中混合气体的平均相对分子质量不变   ⑥密闭容器中c(NH3)：c(CO2)=2：1 ⑦密闭容器中混合气体的总物质的量不变 ⑧各组分的物质的量浓度不再改变 A．②③⑦⑧ B．①②③⑦ C．①②③⑧ D．②③④⑧ 【答案】A 【解析】①：平衡时正逆速率比等于化学计量数之比，正确关系应为，①错误。 ②：反应正向进行时气体总物质的量不断增大，恒容恒温下压强随气体总物质的量增大而增大，总压强是变量，总压强不变说明达到平衡，②正确。 ③：混合气体密度，容器容积不变，反应过程中气体总质量不断增大，是变量，密度不变说明达到平衡，③正确。 ④：无论是否平衡，反应生成的和始终为，体积分数始终为定值，不变不能说明平衡，④错误。 ⑤：混合气体中和物质的量比始终为，平均相对分子质量始终为定值，不变不能说明平衡，⑤错误。 ⑥：无论是否平衡，始终为，是定值，不能说明平衡，⑥错误。 ⑦：反应正向进行时气体总物质的量不断增大，总物质的量是变量，总物质的量不变说明达到平衡，⑦正确。 ⑧：各组分物质的量浓度不再改变是化学平衡的定义标志，⑧正确。 符合题意的为②③⑦⑧，故答案选A。 4．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】B项，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；C项，在t1时刻，2v正(N2O4)＝v逆(NO2)，反应达到平衡状态。 5．某体积可变的密闭容器，盛有适量的A和B的混合气体，在一定条件下发生反应：A(g)＋3B(g)2C(g)。若维持温度和压强不变，当达到平衡时容器的体积为V L，其中C气体的体积占10%。下列推断正确的是(　　) ①原混合气体的体积为1.2V L ②原混合气体的体积为1.1V L ③反应达到平衡时气体A消耗掉0.05V L ④反应达到平衡时气体B消耗掉0.05V L A．②③ B．②④ C．①③ D．①④ 【答案】A 【解析】根据反应A(g)＋3B(g)2C(g)，各物质体积变化量为0.05V、0.15V、0.1V，则生成C的体积等于反应混合气体减少的总体积，即为0.1V，气体A所消耗的体积等于混合气体减少的总体积的一半，气体B所消耗的体积等于混合气体减少的总体积的1.5倍，由于平衡时总体积减少10%V L，则原混合气体的体积应为V L＋10%V L＝1.1V L，建立平衡时气体A的消耗为0.5×10%V L＝0.05V L，气体B的消耗为1.5×10%V L＝0.15V L。 1 / 10 学科网（北京）股份有限公司zxxk.com 学科网（北京）股份有限公司zxxk.com 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