第二章 第二节 第1课时 化学平衡状态（Word）-【满分思维·同步精炼】2026-2027学年高中化学选择性必修第一册同步测试学生用书（人教版）

第二节　化学平衡 第❶课时　 化学平衡状态 　 化学平衡状态的本质及特征 1.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 2.（链接教材P33“方法导引”）合成氨工业对国民经济和社会发展具有重要的意义。对于密闭容器中的反应：N2（g）＋3H2（g）2NH3（g）　ΔH＜0，673 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.点c的正反应速率比点b的大 B.点d（t1时刻）和点e（t2时刻）处n（N2）一定相同 C.点d（t1时刻）和点e（t2时刻）H2的反应速率不同 D.点c处v（NH3）＝v（H2） 化学平衡状态的判断 3.（2026·浙江宁波高二月考）将一定量纯净的氨基甲酸铵固体置于密闭真空容器中（容器容积不变，固体试样体积忽略不计），在恒温下使其达到平衡：NH2COONH4（s）2NH3（g）＋CO2（g）。下列可判断该反应已达到平衡的是（　　） A.容器中气体的密度不变 B.消耗1 mol NH2COONH4同时生成44 g CO2 C.容器中气体的平均摩尔质量不变 D.容器中氨气的体积分数不变 4.反应N2（g）＋3H2（g）2NH3（g）　ΔH＜0，若在恒压绝热的容器中发生，下列选项表明一定已达平衡状态的是（　　） A.容器内的温度不再变化 B.容器内的压强不再变化 C.相同时间内，断开H—H的数目和形成N—H的数目之比为1∶1 D.容器内气体的浓度c（N2）∶c（H2）∶c（NH3）＝1∶3∶2 5.（2026·重庆高二检测）工业上合成甲醇的反应为CO（g）＋2H2（g）CH3OH（g），在恒温恒容密闭容器中充入等物质的量的CO（g）和H2（g），下列叙述不能判断该反应达到平衡状态的是（　　） A.2v正（CO）＝v逆（H2） B.混合气体中CO的体积分数不变时 C.比值不变时 D.容器内气体的平均摩尔质量不变时 6.（2026·浙江温州高二练习）下列描述的化学反应状态，不能确定是平衡状态的是（　　） A.H2（g）＋I2（g）2HI（g），恒温恒容下，反应体系中气体的颜色保持不变 B.NH2COONH4（s）2NH3（g）＋CO2（g），恒温恒容下，气体的平均相对分子质量保持不变 C.N2O4（g）2NO2（g），NO2消耗速率与N2O4的消耗速率之比为2∶1 D.N2（g）＋3H2（g）2NH3（g），恒温恒压下，反应体系中气体的密度保持不变 化学平衡的相关计算 7.一定温度下，在1 L的密闭容器中发生反应：xA（g）＋B（g）2C（g），A、C的物质的量随时间变化的关系如图。下列有关说法不正确的是（　　） A.反应进行到1 min时，达到化学平衡状态 B.1 min时速率vA正大于2 min时vA逆 C.x＝2 D.2 min内用物质B表示的平均反应速率为0.05 mol·L－1·min－1 8.把2.5 mol A和2.5 mol B混合充入容积为2 L的密闭容器里，发生如下反应：3A（g）＋B（g）xC（g）＋2D（g），经5 s反应达平衡，在此5 s内C的平均反应速率为0.2 mol·L－1·s－1，同时生成1 mol D，则下列各项叙述中错误的是（　　） A.x＝4 B.达到平衡状态时A的转化率为 50％ C.5 s内B的平均反应速率 v（B）＝0.05 mol·L－1·s－1 D.达到平衡状态时容器内气体的压强与起始时压强比为6∶5 　 创新命题设计　培育创新思维 1.一定温度下，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 2.向绝热恒容密闭容器中通入SO2和NO2，在一定条件下只发生反应：SO2（g）＋NO2（g）SO3（g）＋NO（g），正反应速率随时间变化的趋势如图。下列结论中正确的是（　　） ①反应在c点达到平衡 ②SO2浓度：a点小于c点 ③反应物的总能量高于生成物的总能量 ④体系温度不再变化，说明反应达到平衡 ⑤混合物颜色不再变化，说明反应达到平衡 ⑥体系压强不再变化，说明反应达到平衡 ⑦逆反应速率图像在此时间段内和上图趋势相同 ⑧混合气体的平均摩尔质量不再变化，说明反应达到平衡 A.①③⑤⑧ B.①②⑤⑦ C.③④⑥⑦ D.③④⑤⑥ 突出真实情境　倡导学以致用 3.（2026·浙江丽水高二检测）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），下列各选项的条件中可判断该反应达到化学平衡状态的是（　　） A.单位时间内消耗1 mol H2O的同时生成1 mol H2 B.两个H—O断裂的同时有1个H—H断裂 C.反应容器内的气体密度不再发生变化 D.混合气体的平均相对分子质量不发生变化 4.工业合成氨是重要的人工固氮途径，它为农作物的生长提供了必需的氮元素，更为农药、染料等的生产提供了原料。工业合成氨的化学方程式为N2（g）＋3H2（g）2NH3（g）。恒温下，将a mol N2与b mol H2的混合气体通入一个固定容积的密闭容器中，模拟工业合成氨。回答下列问题： （1）若反应进行到某时刻t时，nt（N2）＝13 mol，nt（NH3）＝6 mol，经过计算a＝　　　。 （2）反应达平衡时，混合气体的体积为716.8 L（标准状况下），其中NH3的含量（体积分数）为25％，平衡时NH3的物质的量为　　　　。 （3）原混合气体中，a∶b＝　　　　。 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 [教材知识——一遍过] 1.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，还需要验证反应后存在Fe3＋，需要用KSCN溶液检验存在Fe3＋，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，因此所使用的试剂是少量氯化铁溶液与足量的碘化钾溶液，选A。 2.B　从题图中分析，该反应是从正向建立平衡，正反应速率逐渐减小，因此点c的正反应速率比点b的小，故A错误；d、e两点都是平衡点，因此点d（t1时刻）和点e（t2时刻）处n（N2）一定相同，故B正确；d、e两点都是平衡点，点d（t1时刻）和点e（t2时刻）H2的反应速率相同，故C错误；点c处v（NH3）不等于v（H2），此时n（NH3）＝ n（H2），故D错误。 3.A　由于固体分解为气体时，气体总质量变化，容器容积固定，密度是变量，当密度不变时，反应一定达到平衡，故选A；消耗1 mol NH2COONH4同时生成44 g CO2，无法判断正、逆反应速率是否相等，反应不一定达到平衡，故不选B；反应生成的氨气和二氧化碳的物质的量之比始终为2∶1，平均摩尔质量恒为26 g·mol－1，容器中气体的平均摩尔质量不变，反应不一定达到平衡，故不选C；反应生成的氨气和二氧化碳的物质的量之比始终为2∶1，NH3的体积分数始终为，氨气的体积分数是恒量，氨气的体积分数不变，反应不一定达到平衡，故不选D。 ｜解题突破｜ 判断化学平衡状态的两个标志：第一个标志是正、逆反应速率相等，解题时一要看有无正、逆反应速率，二要看是否等于系数之比；第二个标志是变量不变，解题的关键在于判断题给量是否为变量。 4.A　反应在恒压绝热容器中发生，达到平衡时，各物质的量不变，温度不再发生改变，故A符合题意；恒压条件下反应，压强不能用于判断是否达到平衡状态，故B不符合题意；相同时间内，断开H—H的数目和形成N—H的数目相等，都为正反应方向，不能用于判断是否达到平衡状态，故C不符合题意；浓度比保持不变才能用于判断反应达到平衡状态，故D不符合题意。 5.B　2v正（CO）＝v逆（H2），正、逆反应速率比等于化学计量数比，反应一定达到平衡状态，故不选A；设CO、H2的投料都是a mol，反应消耗x mol CO、2x mol H2，生成x mol甲醇，则反应体系中CO的物质的量为（a－x）mol、H2的物质的量为（a－2x）mol、甲醇的物质的量为x mol，混合气体中CO的体积分数为＝0.5，混合气体中CO的体积分数是恒量，混合气体中CO的体积分数不变时，反应不一定达到平衡状态，故选B；设CO、H2的投料都是a mol，反应消耗x mol CO、2x mol H2，生成 x mol甲醇，则反应体系中CO的物质的量为（a－x）mol、H2的物质的量为（a－2x）mol，＝，是变量，不变时，反应一定达到平衡状态，故不选C；容器中气体总质量不变，气体物质的量是变量，平均摩尔质量是变量，容器内气体的平均摩尔质量不变时，反应一定达到平衡状态，故不选D。 6.B　H2（g）＋I2（g）2HI（g），恒温恒容下，反应体系中气体的颜色保持不变即说明I2的浓度保持不变，反应达到平衡状态，A不符合题意；NH2COONH4（s）2NH3（g）＋CO2（g），恒温恒容下，反应过程中气体的平均相对分子质量始终为＝26，故当气体的平均相对分子质量保持不变时不能说明反应达到平衡状态，B符合题意；化学平衡的本质特征为正、逆反应速率相等，故N2O4（g）2NO2（g），NO2消耗速率表示逆反应速率，N2O4的消耗速率表示正反应速率，当二者之比为2∶1时，说明反应达到平衡状态，C不符合题意；N2（g）＋3H2（g）2NH3（g），已知反应过程中，恒温恒压下，混合气体的体积一直在改变，但容器内气体的质量保持不变，即反应体系中气体的密度一直在变，故当反应体系中气体的密度保持不变时说明反应达到平衡状态，D不符合题意。 7.A　反应进行到1 min时，A、C的物质的量还在变化，没有达到平衡状态，故A错误；反应进行到2 min时，达到平衡状态，vA正＝ vA逆，且1 min时vA正大于2 min时 vA正，故1 min时速率vA正大于2 min时vA逆，故B正确；根据题图分析，达到平衡时A、C的物质的量改变量分别为0.2 mol、0.2 mol，根据改变量之比等于化学计量数之比，则x＝2，故C正确；2 min内A的改变量为0.2 mol，用物质A表示的平均反应速率为v（A）＝＝0.1 mol·L－1·min－1，由速率之比等于化学计量数之比可知，v（B）＝0.05 mol·L－1·min－1，故D正确。 8.B　5 s内v（D）＝＝mol·L－1·s－1＝0.1 mol·L－1·s－1，相同时间内用不同物质表示的反应速率之比等于相应化学计量数之比，v（C）∶v（D）＝x∶2＝0.2 mol·L－1·s－1∶0.1 mol·L－1·s－1＝2∶1，x＝4，故A正确；达到平衡状态时消耗n（A）＝n（D）＝×1 mol＝1.5 mol，A的转化率＝×100％＝60％，故B错误；5 s内v（B）＝v（D）＝×0.1 mol·L－1·s－1＝0.05 mol·L－1·s－1，故C正确；恒温恒容条件下，气体物质的量之比等于其压强之比，开始时混合气体的总物质的量＝（2.5＋2.5）mol＝5 mol，平衡时生成1 mol D，生成n（C）＝0.2 mol·L－1·s－1×5 s×2 L＝2 mol，剩余n（A）＝2.5 mol－×1 mol＝1 mol，剩余n（B）＝2.5 mol－×1 mol＝2 mol，所以平衡时气体的总物质的量＝（2＋1＋1＋2）mol＝6 mol，则达到平衡状态时容器内气体的压强与起始时压强比为6 mol∶5 mol＝6∶5，故D正确。 [高考趋向——全练通] 1.D　①反应混合物的质量始终保持不变，但体积会发生变化，气体密度保持不变，说明反应达到平衡状态，故选；②ΔH是恒量，不能作为判断反应达到平衡状态的标志，故不选；③该反应是充入1 mol N2O4，正反应速率应是逐渐减小直至不变，N2O4的曲线趋势不正确，故不选；④N2O4的转化率先增大，后保持不变，说明反应达到平衡状态，故选。 2.D　从题图中可以看出，反应发生后，随着反应的进行，正反应速率不断增大，则表明正反应为放热反应，c点前温度升高对正反应速率的影响占主导地位；c点达到最高点，c点后正反应速率不断减小，则表明此时反应物浓度减小对正反应速率的影响占主导地位，反应仍在进行。当正反应速率不变时，达到化学平衡状态，由题图可知，c点后正反应速率开始减小，所以c点不是平衡点，①错误；反应向正反应方向进行，随着反应的进行，反应物浓度逐渐降低，所以SO2浓度：a点大于c点，②错误；从a→c正反应速率增大，之后正反应速率减小，说明反应刚开始时温度升高对正反应速率的影响大于浓度减小对正反应速率的影响，说明该反应为放热反应，即反应物的总能量高于生成物的总能量，③正确；该容器为绝热容器，反应放热，温度不变时，反应达到平衡，④正确；混合物颜色不再变化，说明二氧化氮浓度不再变化，可以说明反应达到平衡，⑤正确；在绝热条件下，温度改变，该反应压强也发生改变，故体系压强不再变化，能说明反应达到平衡，⑥正确；该时间段内，在达到平衡之前，温度一直在升高，生成物浓度一直在变大，则逆反应速率应该一直变大，⑦错误；该反应前后气体的化学计量数之和相等，混合气体的总物质的量不变，恒容容器内混合气体的总质量不变，则混合气体的平均摩尔质量一直不变，不能说明反应达到平衡，⑧错误。综合以上分析，③④⑤⑥正确。 3.B　单位时间内消耗1 mol H2O，表示的是正反应速率，生成1 mol H2表示的也是正反应速率，无法说明反应达到平衡状态，A项错误；两个H—O断裂表示的是正反应速率，1个H—H断裂表示的是逆反应速率，且正、逆反应速率相等，说明反应达到平衡状态，B项正确；在恒容密闭容器中，混合气体的质量和体积始终不变，则混合气体的密度始终不变，所以反应容器内的气体密度不再发生变化不能说明反应达到平衡状态，C项错误；该反应是气体的总物质的量不变的可逆反应，根据M＝，混合气体的相对分子质量始终不发生变化，所以相对分子质量不变不能说明反应达到平衡状态，D项错误。 4.（1）16 （2）8 mol （3）2∶3 解析：（1）若反应进行到某时刻t时，nt（NH3）＝6 mol，则Δn（N2）＝3 mol，又此时nt（N2）＝13 mol，则a mol＝（13＋3）mol＝16 mol。（2）反应达平衡时，混合气体的体积为716.8 L（标准状况下），物质的量为＝32 mol，其中NH3的含量（体积分数）为25％，平衡时NH3的物质的量为32 mol×25％＝8 mol。（3）根据以上信息可列三段式： 　　　　　　N2（g）＋3H2（g）2NH3（g） 起始/mol　　　a　　　b　　　　　0 转化/mol 4 12 8 平衡/mol a－4 b－12 8 则可得a－4＋b－12＋8＝32，解得a＋b＝40，由第（1）问知，a＝16，故b＝24，则原混合气体中，a∶b＝16∶24＝2∶3。 学科网（北京）股份有限公司 $