1、第二节第二节 化学平衡化学平衡 第第 1 1 课时课时 化学平衡状态化学平衡状态 题组一 可逆反应概念的理解 1下列有关可逆反应的说法不正确的是( ) A可逆反应是指在同一条件下能同时向正、逆两个方向进行的反应 B2HIH2I2是可逆反应 C2H2O2= 点燃 2H2O 与 2H2O= 电解 2H2O2互为可逆反应 D可逆反应中反应物和生成物同时存在 答案 C 解析 C 项中两个反应是在不同的条件下进行的，故不能称之为可逆反应，C 项不正确。 2(2020 福州调研)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
2、 mol L1、0.2 mol L1，当反应达到平衡后，各物质的浓度可 能是( ) X2为 0.2 mol L 1 Y 2为 0.1 mol L 1 Z 2为 0.3 mol L 1 Y 2为 0.6 mol L 1 A B C D 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。X2为 0.2 mol L 1，表明 Z 2全部转化为 X2和 Y2，错误；同理，错误。综上 所述， B 项正确。 314CO2与碳在高温条件下发生反应：14CO2C2CO，达到化学平衡后，平衡混合物中 含 14C 的粒子有( ) A14CO2 B14CO2、14
3、CO C14CO2、14CO、14C D14CO 答案 C 解析 当可逆反应达到平衡状态时，反应并没停止，是一种动态平衡，所以 14C 在三种物质 中都含有。 题组二 化学平衡状态的特征 4有关化学平衡状态的特征，下列说法正确的是( ) A所有的化学反应都存在化学平衡状态 B平衡时反应已达到最大限度，反应停止了 C平衡时各组分的浓度相等 D化学平衡状态是一种动态平衡 答案 D 解析 只有可逆反应才存在化学平衡状态， A 项错误； 达到平衡状态时， 反应达到最大限度， 但反应并没有停止，B 项错误；平衡时各组分浓度保持不变，但不一定相等，C 项错误；达 到化学平衡状态时，反应并没有停止，是一种动
4、态平衡，D 项正确。 5(2019 河南洛阳期中)在一定条件下，某容器中充入 N2和 H2合成 NH3，以下叙述错误的是 ( ) A开始反应时，正反应速率最大，逆反应速率为零 B随着反应的进行，正反应速率逐渐减小，最后减小为零 C随着反应的进行，逆反应速率逐渐增大，最后保持恒定 D随着反应的进行，正反应速率逐渐减小，最后与逆反应速率相等且都保持恒定 答案 B 解析 A 项， 开始反应时， 反应物的浓度最大， 生成物的浓度等于零， 因此正反应速率最大， 逆反应速率为零，正确；B 项，随着反应的进行，反应物浓度减小，生成物浓度增大，但反 应不可能进行彻底，因此正反应速率虽然减小，但不会变为零，错误
5、；C 项，随着反应的进 行，生成物的浓度逐渐增大，逆反应速率逐渐增大，当达到平衡时，正、逆反应速率相等且 不变，正确；D 项，随着反应的进行，反应物浓度逐渐减小，正反应速率逐渐减小，最终正、 逆反应速率相等且不变，正确。 6在一定条件下，气体参与的某正反应方向 H0 的可逆反应达到化学平衡时，下列说法 不正确的是( ) A反应物的浓度一定等于生成物的浓度 B反应体系中压强恒定 C反应体系中混合物的组成保持不变 D反应体系中温度不变 答案 A 解析 对于放热的可逆反应，达到平衡时，反应物与生成物的浓度不一定相等，A 项错误； 可逆反应达到平衡时，正、逆反应速率相等，气体分子数保持不变，反应体系中
6、压强恒定， 混合物的组成保持不变，反应体系中温度不变，B、C、D 项正确。 7.一定条件下， 向密闭容器中充入 1 mol NO 和 1 mol CO 进行反应： NO(g)CO(g) 1 2N2(g) CO2(g)，测得化学反应速率随时间的变化关系如图所示，其中处于化学平衡状态的点是 ( ) Ad 点 Bb 点 Cc 点 Da 点 答案 A 解析 由图可知，a、b、c 点的正反应速率均大于逆反应速率，都未达到平衡状态；只有 d 点正、逆反应速率相等，由正、逆反应速率相等的状态为平衡状态可知，图中处于化学平衡 状态的点是 d 点，选项 A 正确。 题组三 化学平衡状态的判断 8(2019 黄山
7、高二质检)在一定温度下的恒容密闭容器中，以下说法能表明反应：A(s) 2B(g)C(g)D(g)已达平衡的是( ) A混合气体的压强不变 B混合气体的密度不变 C每消耗 2 mol B，同时生成 1 mol C DC 和 D 的浓度比不变 答案 B 解析 该反应为反应前后气体物质的量不变的反应，容器内混合气体的压强不随反应的进行 而变化，不能作为平衡标志，A 项错误；根据密度的定义式知，混合气体的密度随反应的进 行而变化，当密度不变时，反应已达平衡，B 项正确；消耗 2 mol B 和生成 1 mol C，均为正 反应，不能作为平衡标志，C 项错误；随着反应的进行，C 和 D 的浓度比始终不变
8、，不能作 为平衡标志，D 项错误。 9(2020 厦门高二月考)一定条件下，将 NO2与 SO2以体积比为 12 置于密闭容器中，发生 反应：NO2(g)SO2(g)SO3(g)NO(g) H41.8 kJ mol 1，下列能说明反应达到平衡 状态的是( ) A体系压强保持不变 B混合气体颜色保持不变 CSO3和 NO 的体积比保持不变 D每消耗 1 mol SO3的同时生成 1 mol NO2 答案 B 解析 由于该反应为反应前后气体体积相等的反应，体系的压强始终保持不变，故不能以压 强不变作为判断反应是否达到平衡状态的标志，A 错误；SO3与 NO 的体积比始终保持 11 不变，C 错误；
9、消耗 SO3和生成 NO2为同一方向的反应，D 错误。 10 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) 催化剂 CO2(g)H2(g)，下列选项的条件中可判断该反应达到平衡状态的是( ) A单位时间内消耗 1 mol H2O 的同时生成 1 mol 的 H2 B两个 HO 断裂的同时有两个 C=O 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 答案 B 解析 单位时间内消耗 1 mol 的 H2O，表示的是正反应速率，生成 1 mol 的 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
10、 HO 断裂表示的是正反应速率， 两个 C=O 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 Mm n， 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。 11在 4 L 密闭容器中充入 6 mol A 气体和 5 mol B 气体，在一定条件下发生反应：3A(g) B(g)2C(g)xD(g) H0，达到平
11、衡时，生成了 2 mol C，经测定 D 的浓度为 0.5 mol L 1，下列判断不正确的是( ) Ax1 B平衡时 B 的转化率为 20% CB 的转化率不变，该反应达到平衡状态 D容器内温度保持恒定，该反应达到平衡状态 答案 A 解析 平衡时 c(C)c(D)0.5 mol L 1，可知 x2；B 的转化率为1 mol 5 mol100%20%；B 的 转化率不变，容器内温度保持恒定，说明各物质的量保持恒定，反应达到平衡状态。 12(2019 广东深圳科学高中高二入学考试)对于反应 2SO2(g)O2(g)2SO3(g)，判断下列 说法正确的是( ) 单位时间内生成 2 mol SO2，
12、同时生成 1 mol O2，则处于化学平衡状态 SO2的生成速率 等于 SO2的消耗速率，则处于化学平衡状态 SO2、O2、SO3的体积分数不再发生变化，则 处于化学平衡状态 SO2、O2、SO3的分子数之比为 212，则处于化学平衡状态 A B C D 答案 C 解析 生成 2 mol SO2、生成 1 mol O2均代表逆反应方向，错误；正、逆反应速率相等， 则处于平衡状态，正确；SO2、O2、SO3的体积分数不再发生变化，即各组分的浓度保持不 变，处于平衡状态，正确；SO2、O2、SO3的分子数之比为 212，并不能说明各组分的 浓度保持不变，不一定处于平衡状态，错误。综上所述，C 项符
13、合题意。 13一定条件下，0.3 mol X(g)与 0.3 mol Y(g)在容积固定的密闭容器中发生反应：X(g) 3Y(g)2Z(g) Ha kJ mol 1，下列说法正确的是( ) A反应一段时间后，X 与 Y 的物质的量之比仍为 11 B达到平衡时，反应放出 0.1a kJ 的热量 C达到平衡后，若向平衡体系中充入稀有气体，Z 的正反应速率将不发生变化 DX 的体积分数保持不变，说明反应已达到平衡 答案 C 解析 A 项，反应过程中 X 与 Y 的变化量是 13，则反应一段时间后，X 与 Y 的物质的量 之比不可能仍为 11，错误；B 项，达到平衡时，因可逆反应不能反应完全，则反应的
14、 X 小 于 0.1 mol，反应放出的热量小于 0.1a kJ，错误；C 项，恒容条件下，达到平衡后，若向平衡 体系中充入稀有气体，不影响反应物和生成物的浓度，反应速率也不变，正确； D 项， X(g) 3Y(g) 2Z(g) 起始物质的量/mol 0.3 0.3 0 变化物质的量/mol x 3x 2x 变后物质的量/mol 0.3x 0.33x 2x X 的体积分数为 0.3x 0.62x100%50%， 始终保持不变，不能说明反应已达到平衡，错误。 14将 2 mol SO2和 1 mol O2充入体积为 2 L 的密闭容器中，在一定条件下发生反应：O2(g) 2SO2(g)2SO3(
15、g)。经过 10 s 达到平衡状态，此时 c(SO3)0.4 mol L 1。 (1)在达到平衡的过程中 v(SO2)_。 (2)有同学认为平衡是在一定条件下建立的，改变条件时平衡会发生变化，所以可以通过改变 条件使SO3的平衡浓度变为1 mol L 1， 你认为这种说法正确吗？_(填“正确”或“不 正确”)。 答案 (1)0.04 mol L 1 s1 (2)不正确 解析 (1)平衡时 c(SO3)0.4 mol L 1， 则转化的 c(SO 2)0.4 mol L 1， v(SO 2)0.4 mol L 1 10 s 0.04 mol L 1 s1。 (2)2SO2O22SO3是可逆反应，
16、改变任何条件都不可能使之进行到底，所以该说法不正 确。 15一定温度下，在 2 L 的恒容密闭容器内发生的反应中，M、N 的物质的量随反应时间变 化的曲线如图所示。 请回答下列问题： (1)该反应的化学方程式为_。 (2)在 t2时刻存在的等量关系是_， 此时反应是否达到化学平衡状态？_(填“是” 或“否”)。 (3)在 t3时刻 v正_(填“”“”或“”)v逆， 理由是_。 答案 (1)2NM (2)n(M)n(N) 否 (3) M 和 N 的物质的量不再发生变化，反应已达到平衡状态，故 v正v逆 解析 (1)当 N 减少 4 mol 时，M 增加 2 mol，所以化学方程式为 2NM。(2
17、)t2时刻，n(M) n(N)4 mol，t2时刻后，N 物质的量继续减小，M 物质的量继续增加，故仍未达到平衡。 (3)t3时刻，M 和 N 的物质的量均不再发生变化，所以反应已达到平衡状态。 16一定温度下，在 10 L 密闭容器中加入 5 mol SO2和 3 mol O2，发生反应：2SO2(g) O2(g)2SO3(g)，10 min 时，反应达到平衡状态，此时有 3 mol SO2发生了反应。 (1)反应生成了_ mol SO3，v(SO2)_。 (2)平衡时 SO3的浓度是_，SO2的转化率是_。 (3)平衡时容器内气体的总物质的量为_ mol。 (4)物质的浓度不再改变标志着该
18、反应已达平衡，下列还可以说明该反应已达平衡的是 _(填序号)。 体系内压强不再改变 容器内气体的密度不再改变 混合气体的平均相对分子质量不再改变 v正(SO3)2v逆(O2) n(SO3)n(O2)n(SO2)212 答案 (1)3 0.03 mol L 1 min1 (2)0.3 mol L 1 60% (3)6.5 (4) 解析 (1)v(SO2)cSO2 t 3 mol 10 L 10 min0.03 mol L 1 min1。 (2) 2SO2(g) O2(g) 2SO3(g) 开始量/mol 5 3 0 变化量/mol 3 1.5 3 平衡量/mol 2 1.5 3 则平衡时 SO3的浓度为3 mol 10 L 0.3 mol L 1，SO 2的转化率为3 mol 5 mol100%60%。(3)平衡时 混合气体的总物质的量为 2 mol1.5 mol3 mol6.5 mol。(4)根据反应方程式知：中体系 压强不变，说明反应已达平衡状态；中容器的体积不变，混合气体的质量不变，则反应过 程中密度始终不变，密度不变不能说明反应已达平衡状态；中混合气体的总质量不变，但 反应过程中混合气体的总物质的量改变， 若平均相对分子质量不变， 说明反应已达平衡状态； 表示 v正v逆，说明反应已达平衡状态；中三者的物质的量之比等于化学计量数之比， 不能说明反应已达平衡状态。