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 基础巩固 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 B.2HI H2I2是可逆反应 C.2H2O2= 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 解析 C 项中两个反应是在不同的条件下进行的，故两个反应不互为可逆反应， 不正确。 答案 C 2.如图是可逆反应 X23Y22Z在反应过程中的反应速率(v)与时间(t)的关系曲 线，下列叙述正确的是( ) A.t1时，只有正方向反应 B.0t1，c(Z
2、)在减小 C.t2t3，反应不再进行 D.t2t3，各物质的浓度不再发生变化 解析 根据 vt 图像，对于该可逆反应 t1时刻正、逆反应都在进行，0t1时段 v 正v逆，c(Z)在增大；t2时刻 v正v逆，说明反应达到化学平衡状态；t2t3时段， 反应仍在进行，但由于 v正v逆，所以各物质的浓度不再发生变化。 答案 D 3.一定条件下，可逆反应 2AB3C，在下列四种状态中处于平衡状态的是 ( ) 正反应速率 逆反应速率 A vA2 mol/(L min) vB2 mol/(L min) B vA2 mol/(L min) vC2 mol/(L min) C vA1 mol/(L min) v
3、B2 mol/(L min) D vA1 mol/(L min) vC1.5 mol/(L min) 解析 v正与 v逆比值等于其化学计量数之比时，说明达到化学平衡状态。 答案 D 4.一定条件下，在体积为 1 L 的密闭容器中，1 mol X 和 1 mol Y 进行反应：2X(g) Y(g)Z(g)，下列叙述能证明该反应已达到化学平衡状态的是( ) A.X 的百分含量不再发生变化 B.c(X)c(Y)c(Z)211 C.容器内原子总数不再发生变化 D.同一时间内消耗 2n mol X 的同时生成 n mol Z 解析 反应过程中原子个数守恒，所以 C 不合题意；消耗 2n mol X 与生
4、成 n mol Z 是同一反应方向，也不能说明反应已达平衡，D 错误；浓度之比为 211， 不能说明浓度保持不变，B 错误。 答案 A 5.下列说法中，可以证明反应 N23H22NH3已达到平衡状态的是( ) 1 个 NN 键断裂的同时有 3 个 HH 键形成 N2、 H2、 NH3的分子数之比为 132 1 个 NN 键断裂的同时有 6 个 NH 键形成 N2、H2、NH3的浓度不再变化 A. B. C. D. 解析 中有一个 NN 键断裂时，也应有 3 个 HH 键断裂，即与 3 个 HH 键形成是相反方向的，v 正v逆，故能说明反应达到平衡状态；平衡时，N2、 H2、NH3的分子数之比不
5、一定为 132；中一个 NN 键断裂的同时必定形 成 6 个 NH 键，也不能说明反应达到平衡；中各物质浓度不变，是化学平衡 状态的重要标志之一，反应达到平衡。 答案 A 6.在一定温度下，向 a L 密闭容器中加入 1 mol O2和 2 mol NO，发生如下反应： O2(g)2NO(g)2NO2(g)，此反应不一定达平衡的是( ) A.容器内压强不随时间变化 B.容器内各物质的浓度不随时间变化 C.容器内 O2、NO、NO2的浓度之比为 122 D.单位时间内生成 1 mol O2，同时生成 2 mol NO2 解析 A 项，该反应前后气体分子数目有变化，当容器内压强不随时间变化时， 必
6、达平衡；B 项必达平衡；C 项中，其比例是反应方程式中的化学计量数之比， 不能反映量已固定，所以，不一定是平衡状态；D 项，O2的生成是逆向反应，NO2 的生成是正向反应，比例 12 与化学方程式计量数相符，必是平衡状态。 答案 C 7.哈伯因发明了由氮气和氢气合成氨气的方法而获得 1918 年诺贝尔化学奖。 现向 一密闭容器中充入 1 mol N2和 3 mol H2，在一定条件下使该反应发生：N2 3H2高温、高压 催化剂 2NH3。下列有关说法正确的是( ) A.达到化学平衡时，N2将完全转化为氨 B.达到化学平衡时，N2、H2和 NH3的物质的量浓度一定相等 C.达到化学平衡时，N2、
7、H2和 NH3的物质的量浓度不再变化 D.达到化学平衡时，正、逆反应速率都为零 解析 当可逆反应达到化学平衡状态时，v正v逆0，各组分的浓度(或质量)保 持不变，但不一定相等。 答案 C 8.恒温恒容的情况下，反应 A2(g)B2(g)2AB(g)达到平衡状态的标志是( ) A.容器内气体的密度不随时间而变化 B.容器内的总压强不随时间而变化 C.单位时间内生成 2n mol AB 的同时生成 n mol B2 D.A2、B2、AB 的反应速率比为 112 的状态 解析 m V，m、V 始终不变，则 始终不变；该反应是等体反应，所以总压强 始终不变；单位时间内生成 2n mol AB 时消耗
8、n mol B2(正向反应速率)，同时生成 n mol B2(逆向反应速率)，正、逆反应速率相等，说明反应已达平衡；无论是否达 到化学平衡，三者反应速率之比始终为 112。 答案 C 9.在两个恒容的密闭容器中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：混合气体平均相对分子质量不再改变 恒温时，气体压强不再改变 各气体组成浓度相等 反应体系中温度保持不变 断裂 HO 键速率是断裂 HH 键速率的 2 倍 混合气体密度不变 单位时间内， 消耗水蒸气质量与生成氢气质量比为 91 其中能表明甲、乙容器中反应都
9、达到平衡状态的是( ) A. B. C. D. 解析 甲容器中， 碳为固态， 该可逆反应属于气体体积不相等的反应； 乙容器中， 反应属于等气体分子数反应， 气体相对分子质量、 密度、 压强都始终不变， 错误；各组分浓度相等，不能判断反应达到平衡状态，错误；对于任何一个可 逆反应，随着反应进行，体系温度会发生变化，当温度不改变时，说明反应达到 平衡状态，正确；生成 HO 键速率是断裂 HH 键速率的 2 倍，经转化，水 中 HO 键断裂速率等于生成 HO 键速率，达到平衡状态，正确；消耗水蒸 气与生成氢气是同一方向，不能判断达到平衡状态，错误。 答案 D 10.下面三个图是用计算机制作的在密闭容
10、器里，在不同条件下进行的反应 Y(g)X(g)的进程图解。图中的“”是 X，“”是 Y。已知起始时它们存 在 n(X)n(Y)2 mol 的关系。 下列说法不正确的是( ) A.当横坐标是以分为单位的反应进程，图像中纵坐标表示 X 和 Y 物质的量分数 B.图像、的交点只表示含量相等，的重合线表示含量相等且反应达到平衡 C.达到平衡时 c(Y)/c(X)的值，最大的是，最小的是 D.图达到平衡时，n(X)0.5 mol 解析 在 B 选项中图像、的交点表示含量相等，并不表示反应达到平衡； 的重合线既表示含量相同，也表示反应达到平衡，B 项正确。在 D 选项中，平衡 时两者的含量都为 50%，起
11、始时 X、Y 的物质的量之和为 2 mol，该反应中气体 物质的量不变，所以平衡时 n(X)1 mol。 答案 D 能力提升 11.在 2 L 密闭容器内，800 时反应 2NO(g)O2(g)2NO2(g)体系中，n(NO) 随时间的变化如下表： 时间(s) 0 1 2 3 4 5 n(NO)(mol) 0.02 0.010 0.008 0.007 0.007 0.007 (1)上图表示 NO2的浓度变化的曲线是_。 用 O2表示从 02 s 内该反应的平均速率 v_。 (2)能说明该反应已达到平衡状态的是_(填序号)。 a.v(NO2)2v(O2) B.容器内压强保持不变 c.v逆(NO)
12、2v正(O2) D.容器内密度保持不变 解析 (1)由起始 n(NO)0.02 mol， c(NO)0.02 mol 2 L 0.01 mol L 1， 再结合 2NO(g) O2(g)2NO2(g)可知c(NO2)0.01 mol L 1， 故曲线b表示c(NO 2)的变化； v(NO) c（NO） t 0.020.008 mol 2 L2 s 310 3 mol L1 s1， v(O 2)1 2v(NO)1.510 3 mol L 1 s1。 (2)a 项，未注明正、逆反应速率；b 项，该反应前后气体计量数不相等，故压强 不变说明达到平衡；c 项，v逆(NO)2v逆(O2)2v正(O2)，
13、故说明达到平衡；d 项， m(气)不变，V(气)不变，故 m（气） V（气）为恒值。 答案 (1)b 1.510 3 mol L1 s1 (2)bc 12.实验室中配制碘水，往往是将 I2溶于 KI 溶液中，这样就可以得到浓度较大的 碘水，主要是因为发生了反应：I2(aq)I I 3，上述平衡体系中，I 3的物质的 量浓度 c(I 3)与温度 T 的关系如图所示(曲线上的任意一点都表示平衡状态)。 (1)在 T1、D 状态时，v(正)_v(逆)(填“”“”或“”)。 (2)若在 T1时某状态c（I ） c（I 3） 1 100，_平衡状态(填“是”“不是”或“不 一定是”)。 解析 (1)T1
14、、D 状态时，c(I 3)未达最大值，故反应还未达到平衡，而可逆反应最 终都要达到平衡状态，所以必须增大 c(I 3)才能达到平衡状态，即反应正向进行， v(正)v(逆)。(2)c（I ） c（I 3） 1 100，并不能说明 c(I )、c(I 3)是否不变，即不能说明反 应是否达到平衡状态。 答案 (1) (2)不一定是 13.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_。
15、 (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，_(填“吸收”或“放出”)的热量为 _。 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。 (2)反应达到最大限度即达到化学平衡，所需时间为 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) H 26.5 kJ mol 1，达到平衡时共生成 n(HI)1.58 mol L12 L3.
16、16 mol，所以 放出的热量为26.5 kJ 2 mol 3.16 mol41.87 kJ。 答案 (1)2 (2)5 s 0.316 mol L 1 s1 (3)放出 41.87 kJ 14.研究 NO2、SO2、CO 等大气污染气体的处理具有重要意义。 (1)已知：2SO2(g)O2(g)2SO3(g) H196.6 kJ mol 1 2NO(g)O2(g)2NO2(g) H113.0 kJ mol 1 则反应 NO2(g)SO2(g)SO3(g)NO(g)的 H_ kJ mol 1。 (2)一定条件下，将 NO2与 SO2以体积比 12 置于密闭容器中发生上述反应，下 列能说明反应达到
17、平衡状态的是_(填序号)。 a.体系压强保持不变 b.混合气体颜色保持不变 c.SO3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 解析 (1)2NO(g)O2(g)2NO2(g) H113.0 kJmol 1；2SO 2(g) O2(g)2SO3(g) H 196.6 kJ mol 1 ； 根 据 盖 斯 定 律 ， NO2(g) SO2(g)SO3(g)NO(g)的 H1 2 1 2196.6 kJ mol 11 2113.0 kJ mol 11 241.8 kJ mol 1；(2)NO 2(g)SO2(g) SO3(g)NO(g)反应前后气 体物质的量不变；体系压强是恒量，压强保持不变不一定平衡；混合气体颜色保 持不变，即 NO2浓度不变，一定平衡；SO3和 NO 的体积比一直是 11，SO3和 NO 的体积比保持不变，不一定平衡；每消耗 1 mol SO3的同时生成 1 mol NO2， 反应方向相同，不一定平衡。 答案 (1)41.8 (2)b
