2.2 第1课时 化学平衡状态(Word课后习题)-【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 1.B　[解析] 若反应向正反应方向进行到达平衡,X2、Y2的浓度最小,Z的浓度最大,假定完全反应,则: 　　　　　　　 X2(g)+Y2(g)2Z(g) 开始/(mol·L-1) 0.1　　0.3　　　0.2 变化/(mol·L-1) 0.1　　0.1　　　0.2 平衡/(mol·L-1) 0　　　0.2　　　0.4 若反应向逆反应方向进行到达平衡,X2、Y2的浓度最大,Z的浓度最小,假定完全反应,则: 　　　　　　　 X2(g)+Y2(g)2Z(g) 开始/(mol·L-1) 0.1　　0.3　　 0.2 变化/(mol·L-1) 0.1　　0.1　　 0.2 平衡/(mol·L-1) 0.2　　0.4　　　0 由于该反应为可逆反应,物质不能完全转化,所以平衡时浓度范围为0<c(X2)<0.2 mol·L-1,0.2 mol·L-1<c(Y2)<0.4 mol·L-1,0<c(Z)<0.4 mol·L-1,选项B正确。 2.D　[解析] 由于X、Y的平衡浓度之比为1∶3,浓度变化量之比亦为1∶3,故c1∶c2=1∶3,二者转化率相等,A、C不正确;平衡时生成Y表示逆反应,生成Z表示正反应,且vY(生成)∶vZ(生成)应为3∶2,B不正确;由可逆反应的特点可知0<c1<0.14 mol·L-1,D正确。 3.D　[解析] 可逆反应的转化率不能达到100%,①错误;反应速率未指明反应方向,且反应速率之比不等于化学计量数之比,②错误;该反应为气体总物质的量减小的反应,气体总质量不变,则混合气体平均相对分子质量为变量,当混合气体平均相对分子质量不再改变时,说明该反应达到平衡状态,③正确;生成3 mol H2,同时有2 mol NH3生成,说明正逆反应速率相等,该反应达到平衡状态,④正确;N2的物质的量浓度不再改变,则正逆反应速率相等,说明该反应达到平衡状态,⑤正确;恒温恒容时,气体总质量不变,体积不变,混合气体的密度一直保持不变,不能根据混合气体的密度判断平衡状态,⑥错误;1 mol N≡N断裂的同时,有6 mol N—H断裂,表示的是正逆反应速率相等,且满足计量数关系,说明该反应达到平衡状态,⑦正确;故选D。 4.C　[解析] 达到平衡后,正、逆反应速率相等,不再变化,而图中t1时刻v正最大,之后随反应进行速率发生变化,未到达平衡,A错误;开始到t1时刻,CO2、CO的物质的量的变化量之比不等于1∶1,示意图错误,B错误;该反应是放热反应,在绝热容器中进行,随着反应进行,容器内温度上升,t1时刻之后随反应进行温度不再发生变化,说明反应达到平衡状态,C正确;焓变是定值,不随时间的变化而变化,不能说明反应在t1时刻才达到平衡状态,D错误。 5.B　[解析] v(CO2)与v(CH3OH)相等,并没有指明正、逆反应方向,不能判断是否达到平衡状态,A不符合题意;CO2的体积分数在混合气体中保持不变,说明达到平衡状态,B符合题意;单位时间内每消耗3 mol H2,同时生成1 mol CH3OH,均为正反应方向,不能判断达到平衡状态,C不符合题意;反应前后气体的总质量不变,容器容积不变,故混合气体的密度一直保持不变,不能判断达到平衡状态,D不符合题意。 6.B　[解析] 乙反应的两边气体分子数相同且都是气体,混合气体平均相对分子质量始终不变,所以混合气体平均相对分子质量不变无法判断乙反应是否达到平衡状态,故①错误;乙反应的两边气体分子数相同且都是气体,气体的总物质的量始终不变,所以气体的总物质的量不变无法判断乙是否达到平衡状态,故②错误;各气体组成浓度相等,无法证明达到了平衡状态,故③错误;因为是绝热容器,反应体系中温度保持不变,说明正逆反应速率相等,甲、乙均达到了平衡状态,故④正确;断裂氢氧键速率是断裂氢氢键速率的2倍,说明正逆反应速率相等,达到了平衡状态,故⑤正确;乙反应的两边气体分子数相同且都是气体,容器的容积不变,所以密度始终不变,混合气体密度不变无法判断乙是否达到平衡状态,故⑥错误。由以上分析,故选B。 7.D　[解析] 这是一个反应前后气体分子数发生变化的反应,恒压条件下,容器容积不再改变,说明达到平衡,A不符合题意;颜色不变,即c(NO2)不变,说明达到平衡,B不符合题意;ρ=,密度不再改变,说明达到平衡,C不符合题意;NO、O2按化学计量数之比投料,反应过程中无论平衡与否,二者物质的量之比始终为化学计量数之比,D符合题意。 8.(1)①温度升高,催化剂活性增强,反应速率加快,所以反应物浓度快速减小　②>　(2)①>　②bc [解析] (1)①图甲中温度从Ta ℃升至Tb ℃的过程中,反应物浓度急剧减小,则表明温度升高,反应速率迅速加快,与催化剂的活性增大有关,主要原因是温度升高,催化剂活性增强,反应速率迅速增加。 ②2NO+2CON2+2CO2,由图乙知,T2 ℃时,2c(N2)< c(CO2),则反应Ⅴ的速率<反应Ⅳ的速率,从而得出反应Ⅴ的活化能>反应Ⅳ的活化能。 (2)①图丙中A点α(CO)继续增大才可达平衡,即反应正向进行才能达到T1温度的平衡,故v正>v逆。 ②根据ρ=,混合气体的质量和体积始终不变,则密度始终不变,所以密度不变时,反应不一定达到平衡状态,a不符合题意;随着反应的进行,气体的物质的量不断减小,而容器的容积不变,则压强不断减小,当体系的压强不变时,反应达到平衡状态,b符合题意;随着反应的进行,N2的体积分数增大,当混合气体中N2的体积分数不变时,反应达到平衡状态,c符合题意;2v正(CO)=v逆(N2),反应进行的方向相反,但速率之比不等于化学计量数之比,反应未达到平衡状态,d不符合题意。 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 1.在密闭容器中进行如下反应X2(g)+Y2(g)2Z(g),已知X2、Y2、Z的起始浓度分别为0.1 mol·L-1、0.3 mol·L-1、0.2 mol·L-1,在一定条件下,当反应达到平衡时,各物质的浓度有可能是 (　) A.Y2为0.4 mol·L-1 B.Y2为0.3 mol·L-1 C.X2为0.2 mol·L-1 D.Z为0.4 mol·L-1 2.[2026·河北名校高二联考] 一定条件下,对于可逆反应X(g)+3Y(g)2Z(g),若X、Y、Z的起始浓度分别为c1、c2、c3(均不为零),达到平衡时,X、Y、Z的浓度分别为0.1 mol·L-1、0.3 mol·L-1、0.08 mol·L-1,则下列判断正确的是 (　) A.c1∶c2=3∶1 B.平衡时,Y和Z的生成速率之比为2∶3 C.X、Y的转化率不相等 D.c1的取值范围为0<c1<0.14 mol·L-1 ◆ 学习任务二　化学平衡状态的判断方法 3.[2026·湖南雅礼中学高二月考] T ℃,在恒容密闭容器中发生可逆反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g),下列情况能说明该反应已达到化学平衡的是 (　) ①H2的转化率达到100% ②反应速率3v(H2)=2v(NH3) ③混合气体的平均相对分子质量不再改变 ④生成3 mol H2,同时有2 mol NH3生成 ⑤N2的物质的量浓度不再改变 ⑥气体的密度保持不变 ⑦1 mol N≡N断裂的同时,有6 mol N—H断裂 A.①③⑤⑥ B.②③④⑤ C.①②⑥⑦ D.③④⑤⑦ 4.汽车尾气净化的主要原理为2NO(g)+2CO(g)2CO2(g)+N2(g)　ΔH<0。若该反应在绝热、恒容的密闭体系中进行,下列示意图正确并能说明反应在t1时刻才达到平衡状态的是 (　) A　　B C　　D 5.[2026·湖南多校高二联考] 恒温条件下,在容积为2 L的密闭恒容容器中,充入2 mol CO2和6 mol H2,发生反应CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g),测得CO2和CH3OH的浓度随时间变化如图所示。下列选项能说明该反应达到平衡状态的是 (　) A.v(CO2)与v(CH3OH)相等 B.CO2的体积分数在混合气体中保持不变 C.单位时间内每消耗3 mol H2,同时生成1 mol CH3OH D.混合气体的密度保持不变 6.[2026·湖南娄底一中高二月考] 在两个绝热恒容的密闭容器中分别进行下列两个可逆反应。 甲:C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g) 乙:CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) 现有下列状态: ①混合气体平均相对分子质量不再改变; ②气体的总物质的量不再改变; ③各气体组成浓度相等; ④反应体系中温度保持不变; ⑤断裂氢氧键速率是断裂氢氢键速率的2倍; ⑥混合气体密度不变。 其中能表明甲、乙容器中反应都达到平衡状态的是 (　) A.①③ B.④⑤ C.③④ D.②⑥ 7.如图所示,向恒温恒压容器中充入2 mol NO、1 mol O2,发生反应2NO(g)+O2(g)2NO2(g)。下列情况不能说明反应已达到平衡状态的是 (　) A.容器容积不再改变 B.混合气体的颜色不再改变 C.混合气体的密度不再改变 D.NO与O2的物质的量的比值不再改变 8.[2025·山东郓城一中高二月考] 汽车排气管装有三元催化剂装置,在催化剂表面通过发生吸附、解吸以消除CO、NO等污染物。回答下列问题: (1)消除CO、NO污染物的反应机理如下[Pt(s)表示催化剂,带“*”表示吸附状态]: Ⅰ.NO(g)+Pt(s)NO*; Ⅱ.CO(g)+Pt(s)CO*; Ⅲ.NO*N*+O*; Ⅳ.CO*+O*CO2(g)+Pt(s); Ⅴ.N*+N*N2(g)+Pt(s)。 经测定汽车尾气中反应物浓度及生成物浓度随温度的变化关系如图甲和乙所示。 ①图甲中温度从Ta ℃升至Tb ℃的过程中,反应物浓度急剧减小的主要原因是  　。  ②由图乙知,T2 ℃时反应Ⅴ的活化能　　　　(填“<”“>”或“=”)反应Ⅳ的活化能。  (2)为模拟汽车的“催化转化器”,将2 mol NO(g)和2 mol CO(g)充入1 L恒容密闭容器中,加入催化剂后发生反应2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g),测得CO的平衡转化率α随温度T的变化曲线如图丙所示。 丙 ①图像中A点正反应速率　　　　(填“>”“=”或“<”)逆反应速率。  ②T1 ℃时,下列说法能表明该反应已达到平衡状态的是　　　　(填序号)。  a.混合气体的密度不变 b.体系的压强不变 c.混合气体中N2的体积分数不变 d.2v正(CO)=v逆(N2) 学科网（北京）股份有限公司 $