第15講第15講化學平衡狀態知識導航知識導航課前引入（1）（1）寫出SO2轉化為SO3、工業合成氨、形成氯水的三個化學方程式。（2）觀察上述方程式，有何共同的特點？知識精講知識精講一、可逆反應1．定義：在__________下，既能向__________方向進行，同時又能向__________方向進行的反應。2．表示：書寫可逆反應的方程式不用“”，而用“”連接。3．特點：及時小練下列屬于可逆反應的是下列屬于可逆反應的是___________。A．氯化鈉溶解與結晶析出B．氯氣溶于水C．電解水生成H2、O2與H2在O2中燃燒生成H2OD．反應物和生成物相反的反應E．SO2被氧氣氧化成SO3F．H2和I2在高溫下邊化合邊分解G．品紅溶液通入SO2褪色，加熱后又恢復紅色H．Pb+PbO2+2H2SO42PbSO4+2H2OI．SO2+Br2+2H2O===H2SO4+2HBr與2HBr+H2SO4(濃)===Br2+SO2↑+2H2O思考與交流在恒溫恒容的條件下，往容器中充入1molN在恒溫恒容的條件下，往容器中充入1molN2和3molH2，發生反應N2+3H22NH3（1）該可逆反應的v正、v逆取決于什么因素？（2）反應剛開始時，v正、v逆的大小比較？（3）隨著反應的進行，v正、v逆的大小如何變化？為什么？（4）v正、v逆的變化將導致二者出現什么結果？二、化學平衡狀態1．化學平衡狀態的概念在一定條件下，可逆反應進行到一定程度時，正、逆反應的速率相等，反應物和生成物的濃度保持不變，即體系的組成不隨時間而改變，物質的轉化達到了“限度”，這時的狀態我們稱之為化學平衡狀態，簡稱化學平衡。2．化學平衡狀態的建立過程加入反應物，從正反應方向開始加入生成物，從逆反應方向開始3．化學平衡的基本特征明辨是非（（1）平衡狀態是一種靜止的狀態，反應物和生成物的濃度已經不再改變（）（2）化學平衡狀態時，所有物質的速率都相等（）（3）化學平衡狀態時，正反應速率和逆反應速率相等且等于零（）（4）化學平衡狀態時，反應物與生成物的濃度/含量保持不變（）（5）化學平衡狀態時，各物質的濃度之比等于化學計量數之比（）（6）當一個可逆反應達到平衡狀態時，體系中只存在生成物（）（7）化學反應的限度不可以通過改變條件而改變（）（8）一個可逆反應達到的平衡狀態就是這個反應在該條件下所能達到的限度（）三、化學平衡狀態的判斷1．速率相等：①同種物質——v正(A)=v逆(A)②不同物質——v正(A):v逆(B)=a:b（化學計量數之比）2．變量不變：①各組分的物質的量、質量、濃度、百分含量等保持不變。②總壓強、總物質的量、混合氣體的Mr、體系的密度、顏色等，根據具體情況分析。思考與交流：判斷下列條件能否說明該反應已達化學平衡？1．在體積固定的密閉容器中發生可逆反應2NO2(g)2NO(g)+O2(g)（1）單位時間內生成nmolO2的同時生成2nmolNO2（）（2）單位時間內生成nmolO2的同時生成2nmolNO（）（3）用NO2、NO、O2表示的反應速率的比為2∶2∶1的狀態（）（4）單位時間內消耗2nmolNO2的同時，生成2nmolNO2（）（5）單位時間內斷開nmolNO中的N—O鍵的同時生成2nmolO＝O鍵（）（6）NO2減少的化學反應速率和NO減少的化學反應速率相等（）2．在兩個恒容容器中各發生如下反應N2(g)+3H2(g)2NH3(g)H2(g)+I2(g)2HI(g)①氣體的總物質的量不變②氣體的總質量不變③氣體的總壓強不變④氣體的密度不變⑤氣體的平均相對分子質量不變⑥混合氣體的顏色不變⑦體系的溫度不變思考與交流：若H2(g)+I2(g)2HI(g)變成H2(g)+I2(s)2HI(g)，上述的各種描述，能否說明該反應已達平衡？易錯提醒——注意狀態在反應速率、平衡狀態的判定、以及后面所要學習的平衡常數的計算里，務必在反應速率、平衡狀態的判定、以及后面所要學習的平衡常數的計算里，務必看清物質的集聚狀態——固態（s）。對點訓練對點訓練題型一：可逆反應判斷與特點【例1】（2020·河口瑤族自治縣高級中學高二期末）下列反應屬于可逆反應的是()A．Na溶于水的反應B．NH3溶于水的反應C．可充電電池的反應，如H2O＋Zn＋Ag2OZn(OH)2＋2AgD．電解水生成H2和O2，點燃H2和O2的混合物生成水【變2】（2020·眉縣槐芽中學高二期中）在一密閉容器中進行如下反應：2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)，已知反應過程中某一時刻SO2、O2、SO3的濃度分別為0.2mol/L、0.1mol/L、0.2mol/L，當反應達平衡時，可能存在的數據是A．SO2為0.4mol/L、O2為0.2mol/L B．SO2、SO3均為0.15mol/LC．SO3為0.25mol/L D．SO3為0.4mol/L題型二：化學平衡狀態的特征【例3】在一定條件下，某可逆反應的正反應速率和逆反應速率隨時間變化的曲線如圖所示。下列有關說法正確的是A．t1時刻，反應逆向進行B．t2時刻，正反應速率大于逆反應速率C．t3時刻，達到反應進行的限度D．t4時刻，反應處于平衡狀態，反應停止題型三：化學平衡狀態的判斷【例4】在一定溫度下，可逆反應2NO2(g)=2NO(g)+O2(g)在體積固定的密閉容器中進行，反應達到平衡狀態的標志是①單位時間內生成nmolO2，同進生成2nmolNO2②單位時間內生成nmolO2，同進生成2nmolNO③用NO2、NO、O2的物質的量濃度變化表示的反應速率之比為2∶2∶1④混合氣體的密度不再改變⑤混合氣體的顏色不再改變⑥混合氣體平均相對分子質量保持不變A．①⑤⑥ B．①③⑤ C．②④⑤ D．以上全部【變4-3】一定溫度下，在恒容的密閉容器中。該反應A(g)+3B(g)=2C(g)達到平衡狀態的標志有①B的生成速率與C的消耗速率之比為3：2②容器中的壓強不再發生變化③容器內混合氣體的密度不變化④混合氣體的平均相對分子質量不變⑤C的物質的量濃度不再變化⑥密閉容器中n(A)：n(B)：n(C)=1：3：2A．①④⑤ B．②③⑤ C．②④⑥ D．②④⑤【變4-4】在一定溫度下的恒容密閉容器中，當下列條件不再改變時，表明反應已達到平衡狀態的是(1)單位時間內生成amolA和2amolB(2)混合氣體的平均摩爾質量不再變化(3)A的濃度不再變化(4)混合氣體的密度不再變化(5)容器內氣體的壓強不變(6)混合氣體質量A．1個 B．2 C．3個 D．4個題型四：化學反應速率與化學平衡【例5】一定溫度下，在容積為1L的密閉容器中進行某一反應，容器內M、N兩種氣體的物質的量隨時間的變化曲線如圖所示。下列說法正確的是A．該反應的化學方程式為N(g)2M(g)B．t1～t2時間內，v(N)=mol·L-1·min-1C．t2時，正、逆反應速率相等，反應達到平衡狀態D．平衡時，物質N的轉化率為75%【變5-2】（2020·民勤縣第一中學高二月考）一定溫度下，在2L的密閉容器中，M、N兩種氣體的物質的量隨時間變化的曲線如圖所示：(1)反應的化學方程式為___。(2)反應達到最大限度的時間是___min，該時間內的平均反應速率v(N)=__，v(M)=__。(3)反應達到平衡狀態時，放出6QkJ的熱量，當容器中充入1molN，反應放出的熱量為__。①等于QkJ②小于QkJ③大于QkJ④等于2QkJ(4)判斷該反應達到平衡狀態的依據是__。①該條件下，正逆反應速率都為零②該條件下，混合氣體的密度不再發生變化③該條件下，混合氣體的壓強不再發生變化④該條件下，單位時間內消耗2molN的同時，生成1molM(5)能加快反應速率的措施是___。①升高溫度②容器體積不變，充入惰性氣體Ar③容器壓強不變，充入惰性氣體Ar④使用催化劑提分特訓提分特訓【題1】（2021·山西太原市·）下列反應屬于可逆反應的是A．二氧化碳與水反應 B．銅與濃硫酸反應C．鹽酸與氫氧化鈉反應 D．氫氣在氯氣中燃燒【題2】（2020·江蘇南通市·高二月考）已知熱化學方程式2H2（g）+O2（g）=2H2O（l）ΔH1＝－571.6kJ?mol?1，則關于熱化學方程式2H2O（l）=2H2（g）+O2（g）ΔH2的說法中不正確的是A．方程式中物質前的系數表示物質的量 B．該反應ΔH2>0C．該反應ΔH2＝+571.6kJ·mol－1 D．該反應與上述反應屬于可逆反應【題3】（2021·河北滄州市一中）化學反應在硫酸工業中有重要應用。關于該反應的敘述正確的是A．無限延長化學反應的時間能改變化學反應的限度B．、、的物質的量比1：2：2時達到平衡狀態C．該反應達到化學平衡狀態時，正反應速率和逆反應速率相等且等于零D．若開始加入和，達到化學平衡時核素存在于三種物質中【題4】（2020·張家口市第一中學高二月考）2molNH3和3molO2在2L密閉容器中發生反應，2min后達到平衡，生成1.5molNO。下列有關說法正確的是A．達到平衡時，4v正(O2)=5v逆(NO)B．若單位時間內生成xmolNO，同時消耗xmolNH3，則反應達到平衡狀態C．達到平衡時，若增加容器體積，則v正減小，v逆增大D．2min內用NH3表示的反應速率為v(NH3)=0.75mol·L-1·min-1【題5】在恒溫恒容的密閉容器中,有可逆反應2NO2?N2O4,下列能說明反應達到了平衡狀態的是①NO2生成N2O4的速率與N2O4分解生成NO2速率相等時②C(NO2)=C(N2O4)時③N2O4處于不再分解時④NO2的分子數與N2O4分子數比為2:1時⑤體系顏色深淺不再發生改變時⑥反應器中壓強不再隨時間變化時⑦混合氣體的平均分子量保持不變時⑧混合氣體的密度保持不變時A．①③⑤⑧ B．②④⑥⑧ C．③⑤⑦ D．⑤⑥⑦【題6】（2021·內蒙古包頭市·高三開學考試）下列說法正確的是A．，其他條件不變，縮小反應容器體積，正逆反應速率不變B．，碳的質量不再改變說明反應已達平衡C．若壓強不再隨時間變化能說明反應已達平衡，則A、C不能同時是氣體D．和反應達到平衡時轉化率為，放出的熱量為；在相同溫度和壓強下，當分解為和的轉化率為時，吸收的熱量為，不等于【題7】（2020·邯鄲市永年區第一中學高二月考）如圖表示800℃時A、B、C三種氣體物質的濃度隨時間變化的情況，t是到達平衡狀態的時間。試回答：（1）該反應的反應物是___。（2）該反應的化學反應方程式為____。（3）若達到平衡狀態的時間是2min，A物質的平均反應速率為___。（4）假設該反應在體積固定的密閉容器中進行，下列能做為判斷該反應達到化學平衡狀態的標志的是___。A．每有3molA消耗，就會有3molC消耗 B．B的體積分數保持不變C．氣體的密度保持不變 D．B和C的濃度之比1：3（5）達到平衡時，A的體積分數是___。提分作業提分作業【練1】（2020·四川雅安市·）下列反應屬于可逆反應的是（）A．Cl2與水的反應B．氮氣和氧氣的反應C．電解水生成H2和O2，點燃H2和O2的混合物生成H2OD．甲烷和氯氣光照發生的反應【練2】在一個密閉容器中發生反應：2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)，反應過程中某一時刻SO2、O2、SO3的濃度分別為0.2mol/L、0.2mol/L、0.2mol/L，當反應達到反應限度時可能的數據是（）A．c(SO3)=0.4mol/L B．c(SO2)=c(SO3)=0.15mol/LC．c(O2)=0.35mol/L D．c(SO2)+c(SO3)=0.4mol/L【練3】（2020·邯鄲市永年區第一中學高二月考）在100℃條件下，發生CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)能說明該反應達到平衡狀態的是A．壓強不再變化 B．生成H2O的速率和消耗H2速率相等時C．混合氣體的密度不變 D．H2的質量不再變化【練4】（2021·山東聊城市·高一期末）在一定條件下的恒容密閉容器中發生可逆反應2X(g)?Y(g)+Z(s)，下列不能說明該反應達到化學平衡狀態的是A．2v正(X)=v逆(Y) B．反應容器中Y的質量分數不變C．體系壓強不再變化 D．混合氣體的密度不再變化【練5】（2020·揭西縣河婆中學高二月考）100℃時，將0.1molN2O4置于1L密閉的燒瓶中，然后將燒瓶放入100℃的恒溫槽中，燒瓶內的氣體逐漸變為紅棕色：N2O4(g)2NO2(g)。下列結論不能說明上述反應在該條件下已經達到平衡狀態的是①燒瓶內氣體的顏色不再加深，②N2O4的消耗速率與NO2的生成速率之比為1∶2，③NO2的生成速率與NO2消耗速率相等，④NO2的物質的量濃度不變，⑤燒瓶內氣體的質量不再變化，⑥燒瓶內氣體的壓強不再變化，⑦燒瓶內氣體的密度不再變化，⑧燒瓶內氣體的平均相對分子質量不再變化A．②⑤⑦ B．①③④⑥⑧ C．只有③ D．只有⑤【練6】（2021·全國高二課時練習）在恒容密閉容器中發生2NO2(g)2NO(g)+O2(g)，下列說法能夠判斷該反應達到化學平衡狀態的個數是①單位時間內生成nmolO2的同時生成2nmolNO②單位時間內NO2、NO、O2的物質的量濃度變化量之比為2︰2︰1③混合氣體的顏色不再改變④混合氣體的密度不再改變⑤混合氣體的平均相對分子質量不再改變⑥混合體系中c(NO)保持不變A．1個 B．2個 C．3個 D．4個【練7】（2021·峨山彝族自治縣第一中學高二期中）某溫度時，在一個容積為2L的密閉容器中，X、Y、Z三種氣體的物質的量隨時間的變化曲線如圖所示。根據圖中數據，下列有關說法錯誤的是A．該反應的化學方程式為X＋3Y2ZB．2min時，反應達最大限度，但化學反應仍在進行C．反應開始至2min，Z的反應速率為0.05mol·L-1·min-1D．反應達到平衡時，壓強是開始時的0.9倍【練8】（2021·全國高二課時練習）(1)一定溫度下，在容積為2L的密閉容器中進行反應：?，M、N、P的物質的量隨時間的變化曲線如圖所示。①化學方程式中a：b：_______。②1～3min內以M的濃度變化表示的平均反應速率為_______。③下列敘述中能說明上述反應達到平衡狀態的是_______。A．M與N的物質的量相等B．P的質量不隨時間的變化而變化C．混合氣體的總物質的量不隨時間的變化而變化D．單位時間內每消耗amolN，同時消耗bmolME.混合氣體的壓強不隨時間的變化而變化F.M的物質的量濃度保持不變(2)將等物質的量A、B混合于2L的密閉容器中，發生反應：3A(g)+B(g)?xC(g)+2D(g)，經5min后測得D的濃度為∶5，C的平均反應速率是0.1mol·L-1·min-1。①經5min后A的濃度為_______。②反應開始前充入容器中的B的物質的量為_______。③B的平均反應速率為_______。④x的值為_______。第15講第15講化學平衡狀態知識導航知識導航課前引入（1）（1）寫出SO2轉化為SO3、工業合成氨、形成氯水的三個化學方程式。（2）觀察上述方程式，有何共同的特點？【答案】SO2+O22SO3N2+3H22NH3Cl2+H2OHClO+HCl知識精講知識精講一、可逆反應1．定義：在__________下，既能向__________方向進行，同時又能向__________方向進行的反應。2．表示：書寫可逆反應的方程式不用“”，而用“”連接。3．特點：【答案】同一條件正反應逆反應及時小練下列屬于可逆反應的是下列屬于可逆反應的是___________。A．氯化鈉溶解與結晶析出B．氯氣溶于水C．電解水生成H2、O2與H2在O2中燃燒生成H2OD．反應物和生成物相反的反應E．SO2被氧氣氧化成SO3F．H2和I2在高溫下邊化合邊分解G．品紅溶液通入SO2褪色，加熱后又恢復紅色H．Pb+PbO2+2H2SO42PbSO4+2H2OI．SO2+Br2+2H2O===H2SO4+2HBr與2HBr+H2SO4(濃)===Br2+SO2↑+2H2O【答案】BEF思考與交流在恒溫恒容的條件下，往容器中充入1molN在恒溫恒容的條件下，往容器中充入1molN2和3molH2，發生反應N2+3H22NH3（1）該可逆反應的v正、v逆取決于什么因素？（2）反應剛開始時，v正、v逆的大小比較？（3）隨著反應的進行，v正、v逆的大小如何變化？為什么？（4）v正、v逆的變化將導致二者出現什么結果？【答案】（1）v正取決于反應物濃度；、v逆取決于生成物濃度。（2）反應開始時：反應物濃度最大，v正最大；生成物濃度為零，v逆為零；v正＞v逆。（3）隨著反應的進行，反應物減少，v正逐漸減小；生成物由無到有逐漸增大，v逆從0開始逐漸增大；（4）反應進行到一定程度時，v正=v逆，反應物與生成物濃度不再變化，反應達到最大限度，即化學平衡狀態。二、化學平衡狀態1．化學平衡狀態的概念在一定條件下，可逆反應進行到一定程度時，正、逆反應的速率相等，反應物和生成物的濃度保持不變，即體系的組成不隨時間而改變，物質的轉化達到了“限度”，這時的狀態我們稱之為化學平衡狀態，簡稱化學平衡。2．化學平衡狀態的建立過程加入反應物，從正反應方向開始加入生成物，從逆反應方向開始3．化學平衡的基本特征【答案】可逆＝≠保持不變明辨是非（（1）平衡狀態是一種靜止的狀態，反應物和生成物的濃度已經不再改變（）（2）化學平衡狀態時，所有物質的速率都相等（）（3）化學平衡狀態時，正反應速率和逆反應速率相等且等于零（）（4）化學平衡狀態時，反應物與生成物的濃度/含量保持不變（）（5）化學平衡狀態時，各物質的濃度之比等于化學計量數之比（）（6）當一個可逆反應達到平衡狀態時，體系中只存在生成物（）（7）化學反應的限度不可以通過改變條件而改變（）（8）一個可逆反應達到的平衡狀態就是這個反應在該條件下所能達到的限度（）【答案】（1）~（4）×××√（5）~（8）×××√三、化學平衡狀態的判斷1．速率相等：①同種物質——v正(A)=v逆(A)②不同物質——v正(A):v逆(B)=a:b（化學計量數之比）2．變量不變：①各組分的物質的量、質量、濃度、百分含量等保持不變。②總壓強、總物質的量、混合氣體的Mr、體系的密度、顏色等，根據具體情況分析。思考與交流：判斷下列條件能否說明該反應已達化學平衡？1．在體積固定的密閉容器中發生可逆反應2NO2(g)2NO(g)+O2(g)（1）單位時間內生成nmolO2的同時生成2nmolNO2（）（2）單位時間內生成nmolO2的同時生成2nmolNO（）（3）用NO2、NO、O2表示的反應速率的比為2∶2∶1的狀態（）（4）單位時間內消耗2nmolNO2的同時，生成2nmolNO2（）（5）單位時間內斷開nmolNO中的N—O鍵的同時生成2nmolO＝O鍵（）（6）NO2減少的化學反應速率和NO減少的化學反應速率相等（）【答案】（1）√；（2）×；（3）×；（4）√；（5）×；（6）√2．在兩個恒容容器中各發生如下反應N2(g)+3H2(g)2NH3(g)H2(g)+I2(g)2HI(g)①氣體的總物質的量不變②氣體的總質量不變③氣體的總壓強不變④氣體的密度不變⑤氣體的平均相對分子質量不變⑥混合氣體的顏色不變⑦體系的溫度不變【答案】√，×，√，×，√，×，√×，×，×，×，×，√，√思考與交流：若H2(g)+I2(g)2HI(g)變成H2(g)+I2(s)2HI(g)，上述的各種描述，能否說明該反應已達平衡？√，√，√，√，√，×，√易錯提醒——注意狀態在反應速率、平衡狀態的判定、以及后面所要學習的平衡常數的計算里，務必在反應速率、平衡狀態的判定、以及后面所要學習的平衡常數的計算里，務必看清物質的集聚狀態——固態（s）。對點訓練對點訓練題型一：可逆反應判斷與特點【例1】（2020·河口瑤族自治縣高級中學高二期末）下列反應屬于可逆反應的是()A．Na溶于水的反應B．NH3溶于水的反應C．可充電電池的反應，如H2O＋Zn＋Ag2OZn(OH)2＋2AgD．電解水生成H2和O2，點燃H2和O2的混合物生成水【答案】B【分析】根據題中屬于可逆反應可知，本題考查可逆反應的判斷，運用可逆反應是指在同一條件下，既能向生成物方向進行，同時又能向反應物方向進行的反應分析。【詳解】A．Na溶于水會與水反應，2Na+2H2O=2NaOH+H2↑，不屬于可逆反應，故A不選；

B．氨氣溶解于水，NH3+H2O?NH3?H2O?NH4++OH-，屬于可逆反應，故選B；

C．可充電電池的反應中向兩個方向反應的條件不同，為不可逆反應，故C不選；

D．水電解生成H2和O2，條件是通電電解，H2在O2中燃燒生成水的反應條件為點燃，兩者反應條件不一樣，不屬于可逆反應，故D不選；

答案選B。【點睛】可逆反應是指在同一條件下，既能向生成物方向進行，同時又能向反應物方向進行的反應，特別注意條件相同，同時向正逆兩個方向進行。【變2】（2020·眉縣槐芽中學高二期中）在一密閉容器中進行如下反應：2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)，已知反應過程中某一時刻SO2、O2、SO3的濃度分別為0.2mol/L、0.1mol/L、0.2mol/L，當反應達平衡時，可能存在的數據是A．SO2為0.4mol/L、O2為0.2mol/L B．SO2、SO3均為0.15mol/LC．SO3為0.25mol/L D．SO3為0.4mol/L【答案】C【詳解】假設該反應完全轉化，列三段式則SO2的濃度范圍為0<c(SO2)<0.4，O2的為0<c(SO2)<0.2，SO3的為0<c(SO3)<0.4，A．SO2和O2的濃度增大，說明反應向逆反應方向進行建立平衡，若SO3完全反應，則SO2和O2的濃度濃度分別為0.4mol/L、0.2mol/L，三氧化硫不可能完全轉化，故A錯誤；

B．反應物、生產物的濃度不可能同時減小，只能一個減小，另一個增大，故B錯誤；C．SO2為0.25mol/L，SO2的濃度增大，說明反應向逆反應方向進行建立平衡，若SO3完全反應，則SO2的濃度濃度為0.4mol/L，實際濃度為0.25mol/L小于0.4mol/L，故C正確；

D．SO3為0.4mol/L，SO3的濃度增大，說明該反應向正反應方向進行建立平衡，若二氧化硫和氧氣完全反應，SO3的濃度的濃度為0.4mol/L，達到平衡的實際濃度應該小于0.4mol/L，故D錯誤；故選：C。題型二：化學平衡狀態的特征【例3】在一定條件下，某可逆反應的正反應速率和逆反應速率隨時間變化的曲線如圖所示。下列有關說法正確的是A．t1時刻，反應逆向進行B．t2時刻，正反應速率大于逆反應速率C．t3時刻，達到反應進行的限度D．t4時刻，反應處于平衡狀態，反應停止【答案】B【詳解】A．t1時刻，υ(正)>υ(逆)，反應正向進行，故A錯誤；B．t2時刻，υ(正)>υ(逆)，故B正確；C．t3時刻，υ(正)>υ(逆)，反應沒有達到最大限度，即平衡狀態，故C錯誤；D．t4時刻，υ(正)=υ(逆)，反應達到平衡狀態，但υ(正)=υ(逆)0，反應沒有停止，故D錯誤。本題答案B。題型三：化學平衡狀態的判斷【例4】在一定溫度下，可逆反應2NO2(g)=2NO(g)+O2(g)在體積固定的密閉容器中進行，反應達到平衡狀態的標志是①單位時間內生成nmolO2，同進生成2nmolNO2②單位時間內生成nmolO2，同進生成2nmolNO③用NO2、NO、O2的物質的量濃度變化表示的反應速率之比為2∶2∶1④混合氣體的密度不再改變⑤混合氣體的顏色不再改變⑥混合氣體平均相對分子質量保持不變A．①⑤⑥ B．①③⑤ C．②④⑤ D．以上全部【答案】A【詳解】①單位時間內生成nmolO2，同進生成2nmolNO2，說明正逆反應速率相等，反應達到平衡；②單位時間內生成nmolO2，同進生成2nmolNO，描述的都是正反應，不能說明反應已達平衡；③化學反應速率之比=計量數之比，用NO2、NO、O2的物質的量濃度變化表示的反應速率之比始終為2∶2∶1，不能說明反應已達平衡；④容器體積和氣體質量始終不變，則混合氣體的密度始終不變，因此不能說明反應已達平衡；⑤混合氣體的顏色不再改變，說明NO2濃度不變，反應已達平衡；⑥反應前后氣體的化學計量數之和不相等，當達到平衡時，氣體的物質的量不變，則混合氣體的平均摩爾質量不再改變綜上所述，可作為平衡標志的有①⑤⑥，A正確；選A。【變4-3】一定溫度下，在恒容的密閉容器中。該反應A(g)+3B(g)=2C(g)達到平衡狀態的標志有①B的生成速率與C的消耗速率之比為3：2②容器中的壓強不再發生變化③容器內混合氣體的密度不變化④混合氣體的平均相對分子質量不變⑤C的物質的量濃度不再變化⑥密閉容器中n(A)：n(B)：n(C)=1：3：2A．①④⑤ B．②③⑤ C．②④⑥ D．②④⑤【答案】D【詳解】①B的生成速率與C的消耗速率均表示逆反應速率，故不能說明正逆反應速率相等，故不能說明反應達到平衡狀態；②容器容積不變，混合氣體物質的量隨反應的進行發生變化，則容器內壓強為變化的量，故容器中的壓強不再發生變化，能說明反應達到平衡狀態；③混合氣體質量不變，容器容積不變，則容器內混合氣體的密度始終不變，則當容器內混合氣體的密度不變化時，不能說明反應達到平衡狀態；④混合氣體質量不變，混合氣體物質的量隨反應的進行發生變化，則混合氣體的平均相對分子質量是一個變化的量，當混合氣體的平均相對分子質量不變時，能說明反應達到平衡狀態；⑤C的物質的量濃度不再變化，說明正逆反應速率相等，能說明反應達到平衡狀態；⑥密閉容器中n(A)：n(B)：n(C)=1：3：2，，故不能說明反應達到平衡狀態；綜上所述，②④⑤能說明反應達到平衡狀態，故D正確；故選D。【變4-4】在一定溫度下的恒容密閉容器中，當下列條件不再改變時，表明反應已達到平衡狀態的是(1)單位時間內生成amolA和2amolB(2)混合氣體的平均摩爾質量不再變化(3)A的濃度不再變化(4)混合氣體的密度不再變化(5)容器內氣體的壓強不變(6)混合氣體質量A．1個 B．2 C．3個 D．4個【答案】C【詳解】(1)無論是否達到平衡狀態均有單位時間內生成amolA和2amolB，因此不能判斷是否達到平衡狀態；(2)反應后混合氣體的平均分子質量增大，當混合氣體的平均分子質量不再變化，正逆反應速率相等，說明反應達到平衡狀態；(3)A為固體，濃度為定值，A的濃度不再變化時，不能說明反應是否達到平衡狀態；(4)反應后混合氣體密度增大，當混合氣體的密度不再變化時，正逆反應速率相等，說明反應達到平衡狀態；(5)容器中的壓強始終不變，所以壓強不變不能說明反應是否達到平衡狀態；(6)反應后混合氣體的總質量增大，當混合氣體的總質量不再變化時正逆反應速率相等，說明反應達到平衡狀態；綜上所述，能說明反應已達平衡狀態的有3個；選C。題型四：化學反應速率與化學平衡【例5】一定溫度下，在容積為1L的密閉容器中進行某一反應，容器內M、N兩種氣體的物質的量隨時間的變化曲線如圖所示。下列說法正確的是A．該反應的化學方程式為N(g)2M(g)B．t1～t2時間內，v(N)=mol·L-1·min-1C．t2時，正、逆反應速率相等，反應達到平衡狀態D．平衡時，物質N的轉化率為75%【答案】D【詳解】A．達到平衡時N減少8mol－2mol＝6mol，M增加5mol－2mol＝3mol，根據變化量之比是化學計量數之比可知該反應的化學方程式為2N(g)M(g)，A錯誤；B．t1～t2時間內N減少6mol－4mol＝2mol，濃度是2mol/L，則v(N)=mol·L-1·min-1，B錯誤；C．t2時M和N的物質的量仍然在變化，正、逆反應速率不相等，反應沒有達到平衡狀態，C錯誤；D．達到平衡時N減少8mol－2mol＝6mol，則平衡時，物質N的轉化率為×100%＝75%，D正確；答案選D。【變5-2】（2020·民勤縣第一中學高二月考）一定溫度下，在2L的密閉容器中，M、N兩種氣體的物質的量隨時間變化的曲線如圖所示：(1)反應的化學方程式為___。(2)反應達到最大限度的時間是___min，該時間內的平均反應速率v(N)=__，v(M)=__。(3)反應達到平衡狀態時，放出6QkJ的熱量，當容器中充入1molN，反應放出的熱量為__。①等于QkJ②小于QkJ③大于QkJ④等于2QkJ(4)判斷該反應達到平衡狀態的依據是__。①該條件下，正逆反應速率都為零②該條件下，混合氣體的密度不再發生變化③該條件下，混合氣體的壓強不再發生變化④該條件下，單位時間內消耗2molN的同時，生成1molM(5)能加快反應速率的措施是___。①升高溫度②容器體積不變，充入惰性氣體Ar③容器壓強不變，充入惰性氣體Ar④使用催化劑【答案】2NM60.5mol/(L·min)0.25mol/(L·min)②③①④【詳解】(1)反應進行到6min時N減少了8mol-2mol=6mol，N為反應物，M增加了5mol-2mol=3mol，M為生成物，二者化學計量數之比為：6mol∶3mol=2∶1，因此反應的化學方程式為：2NM；(2)根據題圖可知，反應進行到6min時各物質的物質的量不再發生變化，因此反應達到最大限度的時間是6min；該時間內的平均反應速率v(N)==0.5mol/(L·min)，v(M)=v(N)=0.25mol/(L·min)；(3)反應達到平衡時消耗6molN，放出6QkJ的熱量，當容器中充入1molN，若N完全反應，則放出QkJ的熱量，但該反應是可逆反應，反應不能進行到底，所以反應放出的熱量小于QkJ，答案為：②；(4)①．達到平衡狀態時，正、逆反應速率相等但不能為零，①不選；②．密度是混合氣體的質量和容器容積的比值，在反應過程中氣體質量和容器的容積始終是不變的，因此該條件下混合氣體的密度不再發生變化不能說明反應達到平衡狀態，②不選；③．該反應為反應前后氣體物質的量不相等的可逆反應，該條件下混合氣體的壓強不再發生變化能說明反應達到平衡狀態，③選；④．該條件下，單位時間內消耗2molN的同時，生成1molM，均表示正反應速率，不能說明反應達到平衡狀態，④不選；故答案為：③；(5)①．升高溫度，反應速率加快，①符合題意；②．容器容積不變，充入惰性氣體Ar，參加反應的物質濃度不變，反應速率不變，②不符合題意；③．容器壓強不變，充入惰性氣體Ar，容器容積增大，參加反應的物質濃度減小，反應速率減慢，③不符合題意；④．使用催化劑，反應速率加快，④符合題意；故答案為：①④。提分特訓提分特訓【題1】（2021·山西太原市·）下列反應屬于可逆反應的是A．二氧化碳與水反應 B．銅與濃硫酸反應C．鹽酸與氫氧化鈉反應 D．氫氣在氯氣中燃燒【答案】A【分析】可逆反應是在相同條件下，既可以向正反應方向進行，同時又能向逆反應方向進行的反應。【詳解】A．二氧化碳和水反應生成碳酸，碳酸不穩定，同時又可以分解為二氧化碳和水，故是可逆反應，故A選；B．銅和濃硫酸在加熱條件下反應生成硫酸銅、二氧化硫和水，硫酸銅、二氧化硫和水不能反應生成銅和硫酸，反應不可逆，故B不選；C．鹽酸與氫氧化鈉發生酸堿中和反應，生成的NaCl和水不能反應生成鹽酸和氫氧化鈉，反應不可逆，故C不選；D．氫氣在氯氣中燃燒生成氯化氫，氯化氫很穩定，不會在點燃條件下分解為氫氣和氯氣，故D不選；故選A。【點睛】可以記住一些典型的可逆反應，如二氧化碳和水反應、二氧化硫和水反應、氨和水反應、氯氣和水反應、工業合成氨、二氧化硫催化氧化生成三氧化硫等。【題2】（2020·江蘇南通市·高二月考）已知熱化學方程式2H2（g）+O2（g）=2H2O（l）ΔH1＝－571.6kJ?mol?1，則關于熱化學方程式2H2O（l）=2H2（g）+O2（g）ΔH2的說法中不正確的是A．方程式中物質前的系數表示物質的量 B．該反應ΔH2>0C．該反應ΔH2＝+571.6kJ·mol－1 D．該反應與上述反應屬于可逆反應【答案】D【詳解】A.熱化學方程式中物質前的系數表示物質的量，故A正確，但不符合題意；B.2H2（g）+O2（g）=2H2O（l）ΔH1＝－571.6kJ?mol?1是放熱反應，則2H2O（l）=2H2（g）+O2（g）為吸熱反應，所以ΔH2>0，故B正確，但不符合題意；C.2H2（g）+O2（g）=2H2O（l）ΔH1＝－571.6kJ?mol?1，則2H2O（l）=2H2（g）+O2（g）ΔH2＝+571.6kJ·mol－1，故C正確，但不符合題意；D.該反應與上述反應不屬于可逆反應，可逆反應是相同條件，這兩者反應條件不同，前者為點燃，后者是電解，故D錯誤,符合題意；故選：D。【題3】（2021·河北滄州市一中）化學反應在硫酸工業中有重要應用。關于該反應的敘述正確的是A．無限延長化學反應的時間能改變化學反應的限度B．、、的物質的量比1：2：2時達到平衡狀態C．該反應達到化學平衡狀態時，正反應速率和逆反應速率相等且等于零D．若開始加入和，達到化學平衡時核素存在于三種物質中【答案】D【詳解】A．化學反應的限度和反應時間無關，A錯誤；B．、、的物質的量不再發生改變時，達到平衡狀態，B錯誤；C．該反應達到化學平衡狀態時，正反應速率和逆反應速率相等，化學平衡為動態平衡，化學反應速率不為零，C錯誤；D．若開始加入和，根據化學平衡的特點可知道平衡時核素存在于三種物質中，D正確；答案為：D。【題4】（2020·張家口市第一中學高二月考）2molNH3和3molO2在2L密閉容器中發生反應，2min后達到平衡，生成1.5molNO。下列有關說法正確的是A．達到平衡時，4v正(O2)=5v逆(NO)B．若單位時間內生成xmolNO，同時消耗xmolNH3，則反應達到平衡狀態C．達到平衡時，若增加容器體積，則v正減小，v逆增大D．2min內用NH3表示的反應速率為v(NH3)=0.75mol·L-1·min-1【答案】A【詳解】A．達到平衡時，正反應速率等于逆反應速率，即4v正(O2)=5v逆(NO)，A正確；B．單位時間內生成xmolNO，同時消耗xmolNH3，描述的都是正反應速率，不能說明反應達到平衡，B錯誤；C．增加容器體積，反應物和生成物濃度均減小，v正、v逆均減小，C錯誤；D．2min后生成1.5molNO，則NH3減小1.5mol，用NH3表示的反應速率為v(NH3)==0.375mol·L-1·min-1，D錯誤；選A。【題5】在恒溫恒容的密閉容器中,有可逆反應2NO2?N2O4,下列能說明反應達到了平衡狀態的是①NO2生成N2O4的速率與N2O4分解生成NO2速率相等時②C(NO2)=C(N2O4)時③N2O4處于不再分解時④NO2的分子數與N2O4分子數比為2:1時⑤體系顏色深淺不再發生改變時⑥反應器中壓強不再隨時間變化時⑦混合氣體的平均分子量保持不變時⑧混合氣體的密度保持不變時A．①③⑤⑧ B．②④⑥⑧ C．③⑤⑦ D．⑤⑥⑦【答案】D【分析】可逆反應2NO2N2O4為氣體體積縮小的反應，該反應達到化學平衡狀態時，正逆反應速率相等，各物質的濃度、百分含量不再發生變化，由此衍生的一些物理量不發生變化，以此進行判斷。【詳解】①NO2生成N2O4的速率與N2O4分解生成NO2速率相等，反應速率之比與化學計量數之比不等，則正逆反應速率不等，說明此時沒有達到平衡狀態，故①錯誤；②平衡時各物質的濃度關系取決于物質的起始物質的量和轉化率，故c(NO2)=c(N2O4)時無法判斷各組分的濃度是否繼續變化，則不能說明反應達到平衡狀態，故②錯誤；③該反應為可逆反應，N2O4分解的同時也有N2O4的生成，不存在N2O4不再分解的情況，故③錯誤；④平衡時各物質的分子數之比取決于物質的起始物質的量和轉化率，故NO2的分子數與N2O4分子數比為2：1時不能說明反應達到平衡狀態，故④錯誤；⑤NO2為紅棕色氣體，N2O4為無色氣體，則體系顏色深淺不再發生改變時，說明各組分的濃度不再變化，該反應已經達到平衡狀態，故⑤正確；⑥反應前后氣體的體積不等，若反應器中壓強不再隨時間變化時能說明反應達到平衡狀態，故⑥正確；⑦平均分子量=，反應前后氣體總質量不變，而總物質的量發生變化，若混合氣體的平均分子量保持不變時，能說明反應達到平衡狀態，故⑦正確；⑧ρ=，氣體的總質量不變，容器容積不變，則混合氣體的密度始終不變，不能根據密度判斷平衡狀態，故⑧錯誤；綜上所述，能說明反應達到平衡狀態的是⑤⑥⑦，故選D。【題6】（2021·內蒙古包頭市·高三開學考試）下列說法正確的是A．，其他條件不變，縮小反應容器體積，正逆反應速率不變B．，碳的質量不再改變說明反應已達平衡C．若壓強不再隨時間變化能說明反應已達平衡，則A、C不能同時是氣體D．和反應達到平衡時轉化率為，放出的熱量為；在相同溫度和壓強下，當分解為和的轉化率為時，吸收的熱量為，不等于【答案】B【詳解】A．壓強越大，有氣體參加或生成的可逆反應正逆反應速率都增大，縮小容器體積相當于增大壓強，增大單位體積內活化分子個數，正逆反應速率都增大，故A錯誤；B．可逆反應達到平衡狀態時，各物質的質量不再發生變化，該反應中C的質量不變時說明該反應已經達到平衡狀態，故B正確；C．如果A、C都是氣體，當壓強不變時，該反應達到平衡狀態，所以A、C可以同時都是氣體，故C錯誤；D．相同溫度、相同壓強下，將2mol氨氣完全轉化為氮氣和氫氣，也是1molN2和3molH2，所以二者為等效平衡，設生成氨氣的反應熱為+Q，氨氣分解生成氮氣和氫氣的反應熱為-Q，即有3molH2消耗放出Q熱量，消耗氫氣為3mol×10%=0.3mol，放出的熱量為Q1=0.1Q，消耗2mol氨氣生成氮氣和氫氣時吸收Q熱量，則消耗氨氣為2mol×10%=0.2mol時吸收熱量為Q2=0.1Q，所以Q2等于Q1，故D錯誤；故選B。【題7】（2020·邯鄲市永年區第一中學高二月考）如圖表示800℃時A、B、C三種氣體物質的濃度隨時間變化的情況，t是到達平衡狀態的時間。試回答：（1）該反應的反應物是___。（2）該反應的化學反應方程式為____。（3）若達到平衡狀態的時間是2min，A物質的平均反應速率為___。（4）假設該反應在體積固定的密閉容器中進行，下列能做為判斷該反應達到化學平衡狀態的標志的是___。A．每有3molA消耗，就會有3molC消耗 B．B的體積分數保持不變C．氣體的密度保持不變 D．B和C的濃度之比1：3（5）達到平衡時，A的體積分數是___。【答案】（1）A（2）3A(g)B(g)+3C(g)（3）0.6mol/(L·min)（4）AB（5）42.9%【分析】（1）由A的物質的量濃度不斷減小，可以判斷A為反應物；（2）A為反應物，B、C為生成物，又根據反應的系數之比等于反應的物質的量之比，可得反應的方程式為3A(g)B(g)+3C(g)；（3）A的反應速率==0.6mol/(L·min)；（4）A.每有3molA消耗是正反應方向，3molC消耗是逆反應方向，正逆反應速率相等，達到了平衡，正確；B.B的體積分數保持不變，即B的量不再變化，達到了平衡，正確；C.氣體的容積和質量恒定，即密度恒定，故密度保持不變，不一定平衡，錯誤；D.B和C的濃度之比1：3，不一定平衡，錯誤；故選AB。（5）達平衡時，A的體積分數=×100%≈42.9%.提分作業提分作業【練1】（2020·四川雅安市·）下列反應屬于可逆反應的是（）A．Cl2與水的反應B．氮氣和氧氣的反應C．電解水生成H2和O2，點燃H2和O2的混合物生成H2OD．甲烷和氯氣光照發生的反應【答案】A【分析】可逆反應指的是在同一條件下，既能向正反應方向進行，同時，又能向逆反應方向進行的反應。【詳解】A．氯氣與水生成鹽酸和次氯酸，是可逆反應，故A正確；B．氮氣和氧氣在放電條件下反應生成一氧化氮是不可逆反應，故B錯誤；C．電解水生成H2和O2需要通電，H2在O2中燃燒生成H2O，需要點燃，反應條件不同，不是可逆反應，故C錯誤；D．甲烷和氯氣光照發生取代反應，不是可逆反應，故D錯誤；答案選A。【練2】在一個密閉容器中發生反應：2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)，反應過程中某一時刻SO2、O2、SO3的濃度分別為0.2mol/L、0.2mol/L、0.2mol/L，當反應達到反應限度時可能的數據是（）A．c(SO3)=0.4mol/L B．c(SO2)=c(SO3)=0.15mol/LC．c(O2)=0.35mol/L D．c(SO2)+c(SO3)=0.4mol/L【答案】D【練3】（2020·邯鄲市永年區第一中學高二月考）在100℃條件下，發生CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)能說明該反應達到平衡狀態的是A．壓強不再變化 B．生成H2O的速率和消耗H2速率相等時C．混合氣體的密度不變 D．H2的質量不再變化【答案】D【詳解】A．反應前后的物質的量不變，故反應前后的壓強也一直不變，故壓強不再變化不一定達到了平衡，不符合題意；B．生成H2O的速率為逆反應方向和消耗H2速率也為逆反應方向，故速率相等不一定達到了平衡，不符合題意；C．混合氣體的質量、體積都恒定不變，故密度一直不變，故密度不變不一定達到了平衡，不符合題意；D．H2的質量不再變化即生成的氫氣與反應的氫氣量相等，即正逆反應速率相等，故達到了平衡，符合題意；故選D。【練4】（2021·山東聊城市·高一期末）在一定條件下的恒容密閉容器中發生可逆反應2X(g)?Y(g)+Z(s)，下列不能說明該反應達到化學平衡狀態的是A．2v正(X)=v逆(Y) B．反應容器中Y的質量分數不變C．體系壓強不再變化 D．混合氣體的密度不再變化【答案】A【分析】此題要注意的是Z為固態、不是氣體。【詳解】A．平衡時應有v逆(X)＝2v正(Y)＝v正(X)，故A錯誤；B．反應容器中Y的質量分數不變，說明各種氣體的物質的量不變，反應達平衡狀態，故B正確；C．體系壓強不再變化，說明氣體的物質的量不變，正逆反應速率相等，反應達平衡狀態，故C正確；D．混合氣體的密度不再變化，說明氣體的質量不變，反應達平衡狀態，故D正確；故選A。【練5】（2020·揭西縣河婆中學高二月考）100℃時，將0.1molN2O4置于1L密閉的燒瓶中，然后將燒瓶放入100℃的恒溫槽中，燒瓶內的氣體逐漸變為紅棕色：N2O4(g)2NO2(g)。下列結論不能說明上述反應在該條件下已經達到平衡狀態的是①燒瓶內氣體的顏色不再加深，②N2O4的消耗速率與NO2的生成速率之比為1∶2，③NO2的生成速率與NO2消耗速率相等，④NO2的物質的量濃度不變，⑤燒瓶內氣體的質量不再變化，⑥燒瓶內氣體的壓強不再變化，⑦燒瓶內氣體的密度不再變化，⑧燒瓶內氣體的平均相對分子質量不再變化A．②⑤⑦ B．①③④⑥⑧ C．只有③ D．只有⑤【答案】A【詳解】①燒瓶內氣體的顏色不再加深，說明正逆反應速率相等，已經達到平衡狀態；②N2O4的消耗速率與NO2的生成速率之比為1：2，描述的是正反應，從反應方程式可得，從發生到平衡一直是1：2，不能說明已達平衡狀態；③NO2生成速率與NO2消耗速率相等，正逆反應速率相等，說明已達平衡狀態；④NO2的物質的量濃度不再改變，說明正逆反應速率相等，已經達到平衡狀態；⑤根據質量守恒定律燒瓶內氣體的質量始終不變，不能說明已達平衡狀態；⑥該反應左右兩邊氣體分子數不相等，只要不平衡壓強就會變化，燒瓶內氣體的壓強不再變化，說明正逆反應速率相等，已經達到平衡狀態；⑦密度=質量÷體積，氣體質量不變，氣體體積不變，所以密度始終不變，不能說明已達平衡狀態；⑧該反應左右兩邊氣體分子數不相等，只要不平衡燒瓶內氣體的平均相對分子質量就會變化，當燒瓶內氣體的平均相對分子質量不再變化時，說明正逆反應速率相等，已經達到平衡狀態。綜上，②⑤⑦符合題意，故選A。【練6】（2021·全國高二課時練習）在恒容密閉容器中發生2NO2(g)2NO(g)+O2(g)，下列說法能夠判斷該反應達到化學平衡狀態的個數是①單位時間內生成nmolO2的同時生成2nmolNO②單位時間內NO2、NO、O2的物質的量濃度變化量之比為2︰2︰1③混合氣體的顏色不再改變④混合氣體的密度不再改變⑤混合氣體的平均相對分子質量不再改變⑥混合體系中c(NO)保持不變A．1個 B．2個 C．3個 D．4個【答案】C【分析】2NO2(g)2NO(g)+O2(g)為氣體體積增大的可逆反應，該反應達到平衡狀態時，正逆反應速率相等，各組分的濃