（课时作业）第二章 02 第二节 化学平衡 01 第1课时 化学平衡状态-【学而思·高中同步培优练】2026-2027学年高二化学选择性必修1 化学反应原理 课时作业(人教版·新教材)

第二节　化学平衡 第1课时　化学平衡状态 1.A　[解析] 化学平衡状态是动态平衡,同一物质的正、逆反应速率相等,但不为0,故A错误;达到平衡时,各物质的正、逆反应速率相等,即同一物质的生成量和消耗量相等,所以反应物和生成物的浓度不再发生变化,故B正确;在给定条件下,达到平衡状态时反应物转化率最高,即可逆反应完成程度达到最大,故C正确;可逆反应均有限度,均存在化学平衡状态,故D正确。 2.D　[解析] t1时刻,反应未达到平衡,反应还在正向进行,此时v正>v逆,所以v消耗(SO2)>v生成(SO2),A正确;该反应为非等体积反应,未平衡时,气体平均摩尔质量会发生变化,t2时刻之后,v正=v逆,反应达到平衡状态,所以混合气体的平均摩尔质量不变,B正确;在t2时刻之前,反应未到达平衡状态,反应正向进行,所以OAB区域的面积代表了SO2浓度的减少量,C正确;t3时刻,反应达到限度,处于平衡状态,但反应没有停止,属于动态平衡,D错误。 3.C　[解析] 若反应逆向进行到底,0.4 mol·L-1 Z全部转化为X、Y,其增加浓度分别为0.4 mol·L-1、0.2 mol·L-1,则c(X)=0.7 mol·L-1、c(Y)=0.3 mol·L-1、c(Z)=0 mol·L-1;若反应正向进行到底,0.1 mol·L-1 Y全部转化为Z,则c(X)=0.1 mol·L-1、c(Y)=0 mol·L-1、c(Z)=0.6 mol·L-1,故0.1 mol·L-1<c(X)<0.7 mol·L-1,A可能存在。0.1 mol·L-1<c(Y)+c(X)<1 mol·L-1,B可能存在。0.3 mol·L-1<c(Y)+c(Z)<0.6 mol·L-1,故C不可能存在。0.7 mol·L-1<c(X)+c(Y)+c(Z)<1.0 mol·L-1,故D可能存在。 4.A　[解析] 不妨设在反应Ⅰ中,H2减少x mol,H2O增加x mol,H2与H2O的总物质的量不变;但在反应Ⅱ中,H2减少3y mol,H2O增加y mol,H2与H2O的总物质的量减少2y mol,当H2与H2O的总物质的量不再变化时,说明y不再变化(反应Ⅱ平衡),此时反应Ⅰ的x也必然稳定(否则会破坏反应Ⅱ的平衡),因此H2与H2O的总物质的量不再变化可以作为反应Ⅰ达到平衡状态的判据,A正确;根据反应式,H2O的物质的量浓度始终等于CO和CH3OH的物质的量浓度之和,该等式恒成立,与是否平衡无关,B错误;反应Ⅰ和Ⅱ的总质量始终不变(反应前后气体总质量守恒),且容器容积恒定,因此密度始终不变,C错误;由A项分析,设初始压强为p0,起始时CO2、H2、Ar的物质的量为1 mol、3 mol、1 mol,反应过程中Ar的分压为p总×==p0××=0.2p0,反应过程中Ar的分压始终不变,则Ar的分压不再改变不能作为反应Ⅰ达到平衡状态的判据,D错误。 5.D　[解析] 根据可逆反应不能反应完全,利用极值假设法得到A的浓度范围为0~0.4 mol·L-1,B的浓度范围为0~0.2 mol·L-1,C的浓度范围为0~0.4 mol·L-1,且范围两边不能取等号。A为0.4 mol·L-1、B为0.2 mol·L-1对应反应逆向进行到底的情况,此时C应为0,但可逆反应无法完全进行到底,A错误;C为0.25 mol·L-1时,需满足反应正向进行,且B减少0.025 mol·L-1,此时B的浓度为0.075 mol·L-1,但选项B中B为0.050 mol·L-1,B错误;A和C均为0.15 mol·L-1时,无论反应正向或逆向进行,均无法通过化学计量关系推导出此结果(正向反应A应减少,C应增加;逆向反应A应增加,C应减少),C错误;C为0.3 mol·L-1在正向极限范围内(最大为0.4 mol·L-1),且符合反应比例(A减少0.1 mol·L-1,B减少0.05 mol·L-1,C增加0.1 mol·L-1),D正确。 6.B　[解析] 由图可知,64 s后二氧化氮和四氧化二氮的浓度依然发生改变,说明正、逆反应速率不相等,反应未达到化学平衡状态,故A错误;二氧化氮为红棕色气体,四氧化二氮为无色气体,由图可知,平衡前二氧化氮的浓度增大,则混合气体的颜色逐渐变深,故B正确;随着反应的进行,体系内气体总物质的量浓度增大,当达到平衡时,容器中气体的总物质的量浓度最大,此时为1.8 mol·L-1,故C错误;由图可知,反应正向进行,由方程式可知,该反应为吸热反应,则若该容器与外界无热传递,反应达到平衡前容器内气体的温度逐渐降低,故D错误。 7.D　[解析] 由表中数据可知,0~2 min内c(CO2)变化值为2×10-3 mol·L-1,4~6 min内c(CO2)变化值为1.2×10-3 mol·L-1,则用CO2表示的平均反应速率:0~2 min大于4~6 min,A项错误;C是固体,不能用浓度变化表示其化学反应速率,B项错误;平衡状态下反应速率v正(NO2)= 2v逆(N2),4 min时反应还没有达到平衡状态,反应正向进行,v正(NO2)>2v逆(N2),C项错误;用极端假设法,若气体只有生成物CO2(g)和N2(g)时,混合气体的平均摩尔质量为≈38.67 g∙mol-1,小于NO2的摩尔质量46 g·mol-1,建立平衡的过程中混合气体的平均摩尔质量减小,故混合气体的平均摩尔质量:2 min时刻大于4 min,D项正确。 8.B　[解析] 由图中数据可知,0~10 min内下降的曲线变化了(0.6-0.4) mol·L-1=0.2 mol·L-1,上升的曲线变化了(0.6-0.2) mol·L-1=0.4 mol·L-1,根据浓度变化量之比等于化学计量数之比,可知下降的曲线代表N2O4的变化,上升的曲线代表NO2的变化,25 min时,NO2的浓度突然增大,N2O4的浓度瞬时不变,故正反应速率瞬时增大,逆反应速率瞬时不变,A错误。反应进行到10 min时,NO2浓度增大0.4 mol·L-1,即NO2物质的量增大了0.4 mol·L-1×2 L=0.8 mol,吸收×56.9 kJ·mol-1=22.76 kJ热量,B正确。图像中b、d两点各物质的浓度不再变化,达到平衡状态,v正与v逆相等;a、c两点物质的浓度仍在变化中,未达化学平衡状态,v正与v逆不相等,C错误。瞬时反应速率无法计算,前10 min内,v(NO2)==0.04 mol·L-1·min-1,D错误。 9.(1)2A(g)+B(g)2C(g)　(2)AC (3)0.1 mol·L-1·min-1 (4)ACE　(5)40%　(6)　(7)bce [解析] (1)化学反应中,参与反应的物质其物质的量变化量之比等于化学计量数之比。由图可知,A、B的含量减少,是反应物,C的含量增加,为生成物,2 min后各物质的物质的量不变,达到平衡状态,该反应是可逆反应,0~2 min,A、B的物质的量分别减少2 mol、1 mol,C的物质的量增加2 mol,所以该反应的化学方程式为2A(g)+B(g)2C(g)。 (2)0~2 min内,反应正向进行,正反应速率比逆反应速率大,2 min后达到平衡状态,正反应速率等于逆反应速率。a点反应物浓度大于d点,所以a点正反应速率比d点大,A项正确;b点未达到平衡,正反应速率大于逆反应速率,B项错误;c点未达到平衡,正反应速率大于逆反应速率,C项正确;d点达到平衡状态,正反应速率不变但不等于0,处于动态平衡,D项错误。 (3)0~2 min内平均反应速率v(B)==0.1 mol·L-1·min-1。 (4)气体颜色不再改变,说明A气体浓度不再改变,反应达平衡状态,A项符合题意;反应中A、B、C均为气体,ρ=,根据质量守恒定律可知,气体总质量不变,此时容器容积不变,所以密度一直不变,不能用于判断化学平衡状态,B项不符合题意;对于不同物质,其正逆反应速率之比与化学计量数之比相等时,反应达平衡状态,所以v逆(A)=v正(C),可判断反应达到平衡状态,C项符合题意;各组分的物质的量相等,不能判断化学平衡状态,D项不符合题意;气体总质量不变,但是该正反应的气体分子数逐渐减小,所以混合气体的平均相对分子质量是变量,当混合气体的平均相对分子质量不再改变时证明反应已达到化学平衡状态,E项符合题意。 (5)平衡时A的转化率=×100%=×100%=40%。 (6)同温下,容器容积不变时,气体的总压强与气体的总物质的量成正比,则===。 (7)及时分离出物质C,其浓度下降,反应速率减小,a项不符合题意;适当升温,可增大反应速率,b项符合题意;增大A的浓度,可增大反应速率,c项符合题意;充入一定量的无关气体来增大体系的压强,容器容积不变,虽增大体系压强,但反应的气体浓度不变,反应速率不变,d项不符合题意;选择合适的催化剂可增大反应速率,e项符合题意。 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 题组一　化学平衡状态的判断 1.下列关于化学平衡状态的叙述错误的是 (　) A.达到平衡时,正、逆反应速率均为零 B.达到平衡时,反应物和生成物的浓度不再发生变化 C.在给定条件下,达到平衡时可逆反应完成程度达到最大 D.化学平衡是所有可逆反应都存在的一种状态 2.一定条件下,在恒容密闭容器中发生反应2SO2(g)+O2(g)2SO3(g),其正反应速率v正(SO2)和逆反应速率v逆(SO2)随反应时间t的变化如图所示。下列判断不正确的是 (　) A.t1时刻,v消耗(SO2)>v生成(SO2) B.t2时刻之后,容器中混合气体的平均摩尔质量不变 C.OAB区域的面积代表了SO2浓度的减少量 D.t3时刻,反应达到限度,反应停止 3.在一密闭容器中发生反应2X(g)+Y(g)2Z(g),已知反应过程中某一时刻X、Y、Z的浓度分别为0.3 mol·L-1、0.1 mol·L-1、0.4 mol·L-1。当反应达到平衡时,不可能存在的是 (　) A.c(X)=0.5 mol·L-1 B.c(Y)+c(X)=0.5 mol·L-1 C.c(Y)+c(Z)=1.05 mol·L-1 D.c(X)+c(Y)+c(Z)=0.75 mol·L-1 4.[2025·辽宁实验中学高二期中] 温度恒定,向某恒容容器中按体积比1∶3∶1充入CO2、H2和Ar。同时发生反应: Ⅰ.CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) Ⅱ.CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) 已知分压=总压×物质的量分数。则下列可以作为反应Ⅰ达到平衡状态的判据是 (　) A.H2与H2O的总物质的量不再变化 B.c(H2O)=c(CO)+c(CH3OH) C.混合气体的密度不再变化 D.Ar的分压不再改变 5.[2025·江西景德镇高二期中] 在一密闭容器中进行反应:2A(g)+B(g)2C(g)。已知反应过程中某一时刻A、B、C的浓度分别为0.2 mol·L-1、0.1 mol·L-1、0.2 mol·L-1。当反应达到平衡时,可能存在的数据是 (　) A.A为0.4 mol·L-1、B为0.2 mol·L-1 B.C为0.25 mol·L-1、B为0.050 mol·L-1 C.A、C均为0.15 mol·L-1 D.C为0.3 mol·L-1 题组二　化学平衡状态的理解 6.向容积为1.00 L的恒容密闭容器中通入一定量N2O4和NO2的混合气体,发生反应N2O4(g)2NO2(g)　ΔH>0。体系中各物质浓度随时间的变化如图所示。 下列有关说法正确的是 (　) A.64 s时,反应达到化学平衡状态 B.到达化学平衡前,混合气体的颜色逐渐变深 C.容器中气体的总物质的量浓度最多为2.6 mol·L-1 D.若该容器与外界无热传递,则反应达到平衡前,容器内气体的温度逐渐升高 7.汽车的尾气催化转化器中能发生反应2C(s)+2NO2(g)2CO2(g)+N2(g)。一定条件下测得反应过程中c(CO2)的实验数据如下表。下列说法正确的是 (　) t/min 0 2 4 6 c(CO2)/(×10-3mol·L-1) 0 2.0 3.6 4.8 A.用CO2表示的平均反应速率:0~2 min小于4~6 min B.2~6 min内平均反应速率v(C)=7×10-4 mol·L-1·min-1 C.4 min时反应速率v正(NO2)可能等于2v逆(N2) D.混合气体平均摩尔质量:2 min时刻大于4 min 8.已知NO2与N2O4可相互转化:2NO2(g)N2O4(g)　ΔH=-56.9 kJ·mol-1,在恒温下,将一定量NO2(g)和N2O4(g)的混合气体充入容积为2 L的恒容密闭容器中,其中物质的浓度随时间变化的关系如图所示。下列分析合理的是 (　) A.25 min时,正反应速率减小 B.反应进行到10 min时,体系吸收的热量为22.76 kJ C.a、b、c、d四点中v正与v逆均相等 D.10 min时,NO2的生成速率为0.04 mol·L-1·min-1 9.某反应在容积为5 L的恒温恒容密闭容器中进行,各物质的量随时间的变化情况如图所示(已知A、B、C均为气体,A气体有颜色)。 (1)该反应的化学方程式为　 。  (2)图上有关a、b、c、d四点反应速率的叙述中正确的是　　　　(填字母)。  A.a点正反应速率比d点大 B.b点正反应速率和逆反应速率相等 C.c点正反应速率大于逆反应速率 D.d点正反应速率等于0 (3)0~2 min内,B的平均反应速率为　 。  (4)能说明该反应已达到平衡状态的是　　　(填字母)。  A.容器内气体的颜色保持不变 B.容器内气体密度不变 C.v逆(A)=v正(C) D.各组分的物质的量相等 E.混合气体的平均相对分子质量不再改变 (5)由图求得平衡时A的转化率为　　　　。  (6)平衡时体系内的压强与初始时的比值为　　　　　　。  (7)下列措施能使该反应的反应速率增大的是　　　　　(填字母)。  a.及时分离出物质C b.适当升高温度 c.增大A的浓度 d.充入一定量的无关气体来增大体系的压强 e.选择合适的催化剂 学科网（北京）股份有限公司 $