1、第二节第二节 化学平衡化学平衡 第第 1 1 课时课时 化学平衡状态的建立化学平衡状态的建立 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
2、1、0.3 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 Z2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。 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、14CO C14CO2
3、、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 中都有。 题组二 化学平衡状态的含义 4(2020 广东佛山一中、珠海一中、金山中学期中联考)下列对化学反应限度的叙述中，不正 确的是( ) A任何可逆反应在给定的条件下的进程都有一定的限度，不同反应的限度不同 B可逆反应的最大转化率不能达到 100%，所以可逆反应不容易发生 C化学反应达到平衡时，反应物和生成物的浓度均不再改变，但物质间的转化仍在进行 D改变反应条件，化学反应限度可能改变 答案 B 解析 任何可逆反应都有一定的限度，但化学反应不同，限度不同，A 正
4、确；可逆反应不可 能完全转化，反应物的转化率不可能达到 100%，但有些可逆反应容易发生，如氨气溶于水 与水反应就是容易发生的可逆反应，B 错误；当化学反应达到反应限度时，正、逆反应速率 相等，但反应没有停止，只不过生成与消耗的同种物质的物质的量相等，C 正确；化学反应 限度是在一定条件下的平衡状态，当外界条件发生改变时，正、逆反应速率可能不相等，则 平衡可能发生移动，即化学反应的限度可以通过改变条件而改变，D 正确。 5在 1 273 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( ) AC2H6的浓度保持不变 BC2H6仍在不断分解
5、，其浓度不断减少 CC2H6的分解速率大于生成速率 DC2H4仍在不断生成，其浓度不断增加 答案 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。 6在一定温度下，容器内某一反应中 M、N 的物质的量随反应时间变化的曲线如图所示， 下列表述正确的是( ) A化学方程式：2MN Bt2时，正、逆反应速率相等，达到平衡 Ct3时，正反应速率大于逆反应速率 Dt1时，N 的浓度是 M 的浓度的 2 倍 答案 D 解析 由图像可知 N 为反应物，M 为生成物，然后找出在相同时间内变化的 M、N 的物质的 量之比(与是否达到平衡无关)以确定 M、N 在化学方程式中的化
6、学计量数之比，即该反应的 化学方程式是 2NM，A 错误；t2时，M、N 的物质的量相等，但此时 M、N 的物质的量 仍在发生变化，反应未达到平衡状态，因此正反应速率不等于逆反应速率，B 错误；t3时及 t3时之后，M、N 的物质的量不再改变，证明已达平衡状态，此时正、逆反应速率相等，C 错误；t1时，N 的物质的量为 6 mol，M 的物质的量为 3 mol，在相同体积下，N 的浓度为 M 的浓度的 2 倍，D 正确。 题组三 化学平衡状态的判断 7(2020 安徽屯溪一中高二期中)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 S
7、O2，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。 8可逆反应
8、：2NO2(g)2NO(g)O2(g)在恒容的密闭容器中进行，达到平衡状态的标志是 ( ) 单位时间内生成 n mol O2的同时生成 2n mol NO2 单位时间内生成 n mol O2的同时生成 2n mol NO 用 NO2、NO、O2表示的反应速率的比为 221 的状态 混合气体的颜色不再改变的状态 混合气体的密度不再改变的状态 混合气体的压强不再改变的状态 混合气体的平均相对分子质量不再改变的状态 A B C D全部 答案 A 解析 依据 v正v逆0 判断：单位时间内生成 n mol O2的同时生成 2n mol NO2，能说明 反应已达平衡；描述的均是正反应速率，无法判断；无论反
9、应是否达到平衡，均有此关 系；NO2为有颜色的气体(红棕色)，颜色不变能说明反应体系中 NO2的浓度一定，已达到 平衡；因 m V，反应前后，m、V 均不变， 也不变，不能说明反应达到平衡；此反应是 一个不等体反应，、均能说明反应已达平衡。 9(2020 陕西延安一中高二期中)将一定量纯净的氨基甲酸铵置于密闭真空容器中(假设容器 体积不变，固体试样体积忽略不计)，在恒定温度下使其达到分解平衡：H2NCOONH4(s) 2NH3(g)CO2(g)。下列各项：2v(NH3)v(CO2)；密闭容器中总压强不变；密闭 容器中混合气体的密度不变； 密闭容器中氨气的体积分数不变； 密闭容器中 c(NH3)
10、不变。 能判断该反应已经达到化学平衡状态的是( ) A B C D全部 答案 A 解析 2v(NH3)v(CO2)，没有说明是正反应速率，还是逆反应速率，也不符合化学计量数的 比例关系，错误；该反应是气体体积增大、压强增大的反应，密闭容器中总压强不变，能 说明反应达到平衡，正确；根据 m V容器，气体质量增加，容器体积不变，密闭容器中 混合气体的密度不变，能说明反应达到平衡，正确；NH3(g)、CO2(g)的量始终是以 21 增 加，因此密闭容器中氨气的体积分数始终不变，不能说明反应达到平衡，错误；密闭容器 中 c(NH3)不变，各物质的浓度不再改变能作为反应达到平衡状态的标志，正确。 10下
11、列描述的化学反应状态，不一定是平衡状态的是( ) AH2(g)Br2(g)2HBr(g)恒温、恒容下，反应体系中气体的颜色保持不变 B2NO2(g)N2O4(g)恒温、恒容下，反应体系中气体的压强保持不变 CCaCO3(s)CO2(g)CaO(s)恒温、恒容下，反应体系中气体的密度保持不变 D3H2(g)N2(g)2NH3(g)反应体系中 H2与 N2的物质的量之比保持 31 答案 D 解析 如果刚开始加入氢气和氮气的物质的量之比为 31 或开始加入的是氨气， 反应的任何 时刻氢气和氮气的物质的量之比始终是 31，因此氢气和氮气的物质的量之比为 31 时， 反应不一定达到平衡。 11(2020
12、 江西上饶“山江湖”协作体高二期中)在一个绝热的固定容积的密闭容器中，发生 可逆反应 mA(g)nB(g)pC(g)qD(s)，当 m、n、p、q 为任意整数时，一定可以作为反 应达到平衡状态的标志是( ) 体系的压强不再改变 体系的温度不再改变 体系的密度不再变化 各组分质量分 数不再改变 A B C D 答案 C 解析 无法判断反应前后气体体积的关系，则无法确定压强是否为变量，无法根据体系的压 强判断平衡状态，错误；在一个绝热的固定容积的密闭容器中，体系的温度为变量，温度 不再改变，说明正、逆反应速率相等，能据此判断反应达到平衡状态，正确；D 为固态， 混合气体的质量为变量，容器容积为定值
13、，则密度为变量，当混合气体密度不变时，说明反 应达到平衡状态，正确；各组分的质量分数不再改变，表明正、逆反应速率相等，反应达 到平衡状态，正确。 12在一定体积的密闭容器中放入 3 L 气体 R 和 5 L(相同条件下)气体 Q，在一定条件下发生 反应：2R(g)5Q(g)4X(g)nY(g)。反应完全后，体系温度恢复至起始温度，混合气体的 压强是原来的 90%，则化学方程式中的 n 值可能是( ) A2 B3 C4 D5 答案 A 解析 体系温度恢复至起始温度，混合气体的压强是原来的 90%，说明反应后气体的总物质 的量减小，则化学方程式中反应物的化学计量数之和大于生成物的化学计量数之和，即
14、 2 54n，n3。 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 的变化量之比是 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
15、应完全，则反应的 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/mol 0.3 0.3 0 变化/mol x 3x 2x 变后/mol 0.3x 0.33x 2x X 的体积分数为 0.3x 0.62x100%50%， X 的体积分数始终保持不变，不能说明反应已达到平衡，错误。 14(2020 深圳科学高中高二入学考试)某体积可变的密闭容器， 盛有适量的 A 和 B 的混合气 体，在一定条件下发生反应：A(g)
16、3B(g)2C(g)。若维持温度和压强不变，当达到平衡 时容器的体积为 V L，其中 C 气体的体积占 10%。下列推断正确的是( ) 原混合气体的体积为 1.2V L 原混合气体的体积为 1.1V L 反应达到平衡时气体 A 消耗掉 0.05V L 反应达到平衡时气体 B 消耗掉 0.05V L A B C D 答案 A 解析 根据反应 A(g)3B(g)2C(g)，各物质体积变化量为 0.05V、0.15V、0.1V，则生成 C 的体积等于反应混合气体减少的总体积，即为 0.1V，气体 A 所消耗的体积等于混合气体减少 的总体积的一半，气体 B 所消耗的体积等于混合气体减少的总体积的 1.
17、5 倍，由于平衡时总 体积减少 10%V L，则原混合气体的体积应为 V L10%V L1.1V L，建立平衡时气体 A 的 消耗为 0.510%V L0.05V L，气体 B 的消耗为 1.510%V L0.15V L。 15.在 698 K 时，向某 V L 的密闭容器中充入 2 mol H2(g)和 2 mol I2(g)，发生反应：H2(g) I2(g)2HI(g) H26.5 kJ mol 1，测得各物质的物质的量浓度与时间变化的关系如图 所示。 请回答下列问题： (1)V_ L。 (2)该反应达到最大限度的时间是_，该时间内平均反应速率 v(HI)_。 (3)该反应达到平衡状态时，
18、_(填“吸收”或“放出”)的热量为_。 答案 (1)2 (2)5 s 0.316 mol L 1 s1 (3)放出 41.87 kJ 解析 (1)由图知初始反应时，c(H2)c(I2)1 mol L 1，而加入的 H 2和 I2的物质的量均为 2 mol，所以 V2 L。 (2)反应达到最大限度即达到化学平衡， 所用时间为5 s， v(HI)1.58 mol L 1 5 s 0.316 mol L 1 s1。 (3)可逆反应从正反应建立，所以放出热量。由反应：H2(g)I2(g)2HI(g) H26.5 kJ mol 1，达到平衡时共生成 n(HI)1.58 mol L12 L3.16 mol
19、， 所以放出的热量为26.5 kJ 2 mol 3.16 mol41.87 kJ。 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
20、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)根据反应的化学方程式知： 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，所以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，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。
