2.2 第1课时 化学平衡状态(Word讲义)-【满分思维】2026-2027学年高中化学选择性必修第一册学生用书（人教版）

第二节　化学平衡 第1课时　化学平衡状态 【新课探究】 学习任务一 课前自主预习 一、相同条件　正反应　逆反应　　正反应　逆反应 SO2+H2OH2SO3　相同　同时　小于 二、1.零　减小　减小　增大　增大　保持不变 2.(1)可逆　相等　反应物和生成物的浓度 (2)可逆　相等　=　动态　=　≠　不变　发生移动 [问题思考] 提示:化学平衡是动态平衡,18O2的加入会与SO2结合生成含 18O的SO3,同时含 18O的SO3又会分解得到SO2和O2,使SO2中也含有 18O,因此 18O存在于SO2、O2、SO3这三种物质中。 知识迁移应用 例1　A　[解析] 达到平衡后,正、逆反应速率相等,各物质的浓度不再变化,但各种物质仍在反应。 例2　D　[解析] 根据题意,若正反应转化彻底,N2、H2、NH3的浓度分别为0 mol·L-1、0 mol·L-1、0.5 mol·L-1,若逆反应转化彻底,N2、H2、NH3的浓度分别为0.25 mol·L-1、0.75 mol·L-1、0 mol·L-1,该反应为可逆反应,物质浓度范围:0 mol·L-1<c(N2)<0.25 mol·L-1、0 mol·L-1<c(H2)<0.75 mol·L-1、0 mol·L-1<c(NH3)<0.5 mol·L-1。由分析可知c(N2)不可能为0.3 mol·L-1,A错误;若c(N2)=0.15 mol·L-1,说明平衡逆向移动,由方程式化学计量数关系可知c(H2)=0.45 mol·L-1,B错误;由0 mol·L-1<c(NH3)<0.5 mol·L-1,可知c(NH3)不可能为0.5 mol·L-1,C错误;若c(NH3)=0.2 mol·L-1,说明平衡逆向移动,由化学方程式中化学计量数关系可知c(H2)=0.45 mol·L-1,D正确。 学习任务二 知识迁移应用 例3　C　[解析] 可逆反应只要发生,就是反应物和生成物共存的体系,A错误;速率之比等于化学计量数之比,SO3的消耗速率等于O2消耗速率的2倍时反应达到平衡状态,B错误;容器中各组分的体积分数不随时间而变化,说明达到平衡状态,C正确;无论反应是否达到平衡,容器内混合气体的总质量均不改变,D错误。 例4　B　[解析] 如果该反应是一个反应前后气体分子数不变的可逆反应,则体系的压强始终不变,故不能根据压强不再变化判断反应已达到平衡状态,①错误;D是固体,反应前后混合气体的质量不等,容器的容积不变,若体系的密度不变,说明混合气体的总质量不再变化,此时反应达到平衡状态,②正确;各组分的物质的量浓度不再改变,说明该反应达到平衡状态,③正确;反应到达平衡状态时各组分的物质的量不再改变,各组分的质量分数不再改变,此时反应达到平衡状态,④正确;当物质的量之比n(A)∶n(B)∶n(C)∶n(D)=m∶n∶p∶q时,无法确定v正=v逆,故不能判断反应已达到平衡状态,⑤错误;B正确。 【课堂评价】 1.(1)×　(2)×　(3)√　(4)√　(5)× [解析] (1)处于化学平衡状态时反应物和生成物浓度不再改变,并不是浓度相等。 (2)处于化学平衡状态时反应物和生成物浓度不再改变,并不是浓度之比等于化学计量数之比。 (5)1 mol N≡N断裂的同时,有6 mol N—H形成,反应速率为同一个方向(均为正反应方向),无法判断化学平衡状态。 2.B　[解析] 6 s之后氯气的物质的量不再改变,化学反应达到平衡状态,容器内气体总物质的量保持不变,压强不再随时间而改变,A正确;6 s时处于平衡状态,反应不会停止,仍在进行,B错误;8 s时已是平衡状态,反应容器中各物质的浓度不再发生变化,C正确;0~2 s生成氯气0.30 mol,2~4 s生成氯气0.09 mol,可知0~2 s内生成Cl2的平均反应速率大,D正确。 3.D　[解析] 反应达到平衡状态时,正反应A的消耗速率与逆反应C的消耗速率应为1∶3,则3v正(A)=v逆(C),①错误;单位时间生成a mol A,同时消耗2a mol B ,说明正逆反应速率相等,反应达到平衡状态,②正确;反应前后气体的总物质的量不变,压强始终不变,因此压强不变无法判断反应是否达到平衡状态,③错误;生成固体D导致气体总质量变化,则气体密度不变时说明达到平衡状态,④正确;A、B、C浓度之比为1∶2∶3,无法说明反应达到平衡状态,⑤错误;气体的总物质的量不变,但总质量变化,则平均摩尔质量不变时说明达到平衡状态,⑥正确;故能说明可逆反应A(g)+2B(g)3C(g)+D(s)达到平衡状态的是②④⑥,答案选D。 4.(1)3X(g)+Y(g)2Z(g) (2)0.05 mol·L-1·min-1 (3)CDEG [解析] (1)根据图示,2 min内X、Y分别减少0.3 mol、0.1 mol,Z增加0.2 mol,即X、Y是反应物、Z是生成物,2 min后物质的量不再改变,说明达到平衡状态,化学计量数之比等于物质的量变化量之比,故该反应的化学方程式为3X(g)+Y(g)2Z(g)。(2)反应开始至2 min,Z增加0.2 mol,用Z表示的平均反应速率为v(Z)==0.05 mol·L-1·min-1。(3)反应前后气体分子数不同,当混合气体总的物质的量或总压强不随时间变化时,说明反应达到平衡状态,A、B均不符合题意;单位时间内每消耗3 mol X,同时生成2 mol Z,两者均代表正反应,不能说明反应达到平衡状态,C符合题意;反应前后气体质量守恒,混合气体的总质量不随时间的变化而变化,不能说明反应达到平衡状态,D符合题意;混合气体的密度为恒定值,混合气体的密度不再改变不能说明反应达到平衡状态,E符合题意;X的生成速率是Z生成速率的1.5倍,正逆反应速率之比等于化学计量数之比,说明反应达到平衡状态,F不符合题意;平衡时各组分浓度保持不变,而c(X)∶c(Y)∶c(Z)=3∶1∶2,不能说明反应达到平衡状态,G符合题意。 学科网（北京）股份有限公司 $ 第二节　化学平衡 第1课时　化学平衡状态 ◆ 学习任务一　化学平衡的建立 【课前自主预习】 一、可逆反应 二、化学平衡状态 1.化学平衡的建立 在一定条件下,把某一可逆反应的反应物加入固定容积的密闭容器中。反应过程如下: 2.化学平衡状态 (1)化学平衡状态的概念 在一定条件下的　　　　　反应,正反应和逆反应速率　　　　,　  均保持不变的状态。 (2)化学平衡状态的特征 [问题思考] 在已达到平衡的可逆反应2SO2+O22SO3中,充入由18O构成的氧气一段时间后,18O存在于哪些物质中? 【核心知识讲解】 极端假设法确定各物质浓度范围 根据极端假设法判断,假设反应正向或逆向进行到底,求出各物质浓度的最大值和最小值,从而确定它们的浓度范围。 如在恒温恒容密闭容器中发生可逆反应X2(g)+Y2(g)2Z(g),X2、Y2、Z的初始浓度分别为0.1 mol·L-1、0.3 mol·L-1和0.2 mol·L-1。 假设反应正向进行到底: X2(g)+Y2(g)2Z(g) 终态浓度/(mol·L-1)　0　　 0.2　　　0.4 假设反应逆向进行到底: X2(g)+Y2(g)2Z(g) 终态浓度/(mol·L-1) 0.2　　0.4　　　 0 平衡体系中各物质的浓度数值范围为c(X2)∈(0,0.2),c(Y2)∈(0.2,0.4),c(Z)∈(0,0.4)。 【知识迁移应用】 例1 在1273 K、100.0 kPa条件下,乙烷生成乙烯的反应C2H6(g)C2H4(g)+H2(g)达到平衡后,下列说法正确的是 (　) A.C2H6的浓度保持不变 B.C2H6仍在不断分解,其浓度不断减少 C.C2H6的分解速率大于生成速率 D.C2H4仍在不断生成,其浓度不断增加 例2 [2025·福建部分优质高中高二月考] 在一密闭容器中进行反应N2+3H22NH3,已知反应过程中某一时刻N2、H2、NH3的浓度分别为0.1 mol·L-1、0.3 mol·L-1、0.3 mol·L-1。当反应达到平衡时,可存在的数据是 (　) A.N2浓度为0.3 mol·L-1 B.N2浓度为0.15 mol·L-1、H2浓度为0.25 mol·L-1 C.NH3浓度为0.5 mol·L-1 D.NH3浓度为0.2 mol·L-1、H2浓度为0.45 mol·L-1 [能力拓展] 化学平衡的建立,既可以从正反应开始,也可以从逆反应开始,无论从哪个方向开始,物质都不能完全反应,利用极限法假设物质完全反应,计算出相应物质的变化量,实际变化量小于极限值。 ◆ 学习任务二　化学平衡状态的判断方法 【核心知识讲解】 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 【知识迁移应用】 例3 一定条件下密闭容器中发生反应:2SO3(g)O2(g)+2SO2(g)。该反应达到平衡状态的标志是 (　) A.SO3、SO2、O2三种气体共存时 B.SO3的消耗速率等于O2的消耗速率 C.容器中各组分的体积分数不随时间而变化 D.容器中混合气体的总质量不变 例4 [2026·安徽蚌埠高二月考] 一定温度下,在恒容的密闭容器中发生可逆反应mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(s),当m、n、p、q为任意正整数时,下列状态能说明反应已达到平衡状态的是 (　) 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各组分的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n(A)∶n(B)∶n(C)∶n(D)=m∶n∶p∶q A.③④⑤ B.②③④ C.①②③④ D.①②③④⑤ [方法技巧] 化学平衡状态的判断依据——“正逆相等,变量不变” (1)正反应速率与逆反应速率相等,且不为0,即v正=v逆≠0。 ①对于同一物质,该物质的生成速率等于它的消耗速率; ②对于不同物质,化学反应速率之比等于化学方程式中其相应的化学计量数之比,但必须是不同方向的反应速率。 (2)反应混合物中各组分的含量保持不变。 ①各物质的质量、物质的量或浓度不变; ②各物质的百分含量(物质的量分数、质量分数等)不变; ③温度(绝热容器)、压强(恒温恒容,化学方程式两边气体的化学计量数之和不相等)或颜色(某组分有颜色)不变。 1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)。 (1)反应物和生成物浓度相等时,化学反应达到平衡 (　) (2)反应混合物中各组分的浓度之比等于化学计量数之比时,反应达到平衡 (　) (3)对于有有色气体参与的反应，平衡体系的颜色不变时,反应达到平衡 (　) (4)绝热的恒容反应体系中温度保持不变时,反应达到平衡 (　) (5)1 mol N≡N断裂的同时,有6 mol N—H形成,说明合成氨的反应达到了平衡 (　) 2.[2025·江苏启东中学高二月考] 一定条件下,向2 L恒容密闭容器中充入1 mol COCl2(g),发生反应:COCl2(g)Cl2(g)+CO(g),反应过程中测得的有关数据如下表所示,下列说法不正确的是 (　) t/s 0 2 4 6 8 n(Cl2)/mol 0 0.30 0.39 0.40 0.40 A.6 s之后反应达到平衡状态,容器内的压强不再随时间而改变 B.达到6 s时,反应停止,不再进行 C.8 s时,反应容器中各物质的浓度已不再发生变化 D.生成Cl2的平均反应速率:v(0~2 s)> v(2~4 s) 3.[2026·河北保定部分示范高中高二月考] 恒温恒容下,能说明可逆反应A(g)+2B(g)3C(g)+D(s)达到平衡状态的是 (　) ①v正(A)=3v逆(C)　②单位时间生成a mol A,同时消耗2a mol B　③压强不变　④气体密度不变　⑤A、B、C浓度之比为1∶2∶3　⑥气体平均摩尔质量不变 A.①②④⑥ B.①②③④ C.②④⑤ D.②④⑥ 4.[2025·吉林友好学校联合体高二期中] 某温度时,在2 L的恒容密闭容器中X、Y、Z三种气态物质的物质的量随时间(t)变化关系曲线 如图所示,根据图中数据回答下列问题: (1)该反应的化学方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　。  (2)反应开始至2 min,用Z表示的平均反应速率为　　　　　　　　　　　　。  (3)下列叙述不能说明上述反应达到化学平衡状态的是　　　　　　(填字母)。  A.混合气体的总物质的量不随时间的变化而变化 B.混合气体的压强不随时间的变化而变化 C.单位时间内每消耗3 mol X,同时生成2 mol Z D.混合气体的总质量不随时间的变化而变化 E.混合气体的密度不再发生改变 F.X的生成速率是Z生成速率的1.5倍 G.c(X)∶c(Y)∶c(Z)=3∶1∶2 学科网（北京）股份有限公司 $