2020_2021学年高中化学第二章化学反应速率和化学平衡第三节第1课时化学平衡状态课件新人教版选修4202103181136

1、第三节化 学 平 衡 第1课时化学平衡状态 必备知识必备知识自主学习自主学习 一、可逆反应一、可逆反应 1.1.可逆反应可逆反应 (1)(1)定义定义 在在_下既可以向正反应方向进行下既可以向正反应方向进行, ,同时又可以向逆反应方向进行的化学同时又可以向逆反应方向进行的化学 反应。反应。 (2)(2)特点特点 同一条件同一条件 2.2.不可逆反应不可逆反应 有些反应的逆反应进行程度太小因而忽略有些反应的逆反应进行程度太小因而忽略, ,把这类反应叫不可逆反应把这类反应叫不可逆反应, ,用用 “=”=”连接。连接。 【自主探索自主探索】 (1)2H(1)2H2 2+O+O2 2 2H 2H2 2

2、O O是可逆反应吗是可逆反应吗? ?为什么为什么? ? 提示提示: :不是。可逆反应应该是在同一条件下同时进行。不是。可逆反应应该是在同一条件下同时进行。 (2)(2)下列说法正确吗下列说法正确吗? ?为什么为什么? ? 密闭容器中密闭容器中,2 mol SO,2 mol SO2 2和和1 mol O1 mol O2 2催化反应后分子总数为催化反应后分子总数为2N2NA A。 提示提示: :不正确。反应不正确。反应2SO2SO2 2+O+O2 2 2SO 2SO3 3是可逆反应是可逆反应, ,因此密闭容器中因此密闭容器中,2 mol SO,2 mol SO2 2和和 1 mol O1 mol

3、O2 2催化反应后分子总数不是催化反应后分子总数不是2N2NA A。 密闭容器中密闭容器中1 mol PCl1 mol PCl3 3与与1 mol Cl1 mol Cl2 2反应制备反应制备PClPCl5 5(g),(g),增加增加2N2NA A个个PClPCl键。键。 提示提示: :不正确。不正确。PClPCl3 3与与ClCl2 2反应生成反应生成PClPCl5 5的反应是可逆反应的反应是可逆反应, ,反应物不可能完全反应物不可能完全 转化为生成物。转化为生成物。 点燃点燃 电解电解 二、化学平衡状态二、化学平衡状态 1.1.化学平衡的建立化学平衡的建立 在一定条件下在一定条件下, ,把某

4、一可逆反应的反应物加入固定容积的密闭容器中。反应过把某一可逆反应的反应物加入固定容积的密闭容器中。反应过 程如下程如下: : 以上过程可用下图表示以上过程可用下图表示: : 2.2.化学平衡状态化学平衡状态 一定条件下一定条件下, ,可逆反应中可逆反应中,_,_与与_相等相等, ,反应混合物中各种物反应混合物中各种物 质的浓度和百分含量质的浓度和百分含量_的状态。的状态。 正反应速率正反应速率逆反应速率逆反应速率 保持不变保持不变 3.3.化学平衡状态的特征化学平衡状态的特征 【自主探索自主探索】 (1)(1)判断下列说法是否正确判断下列说法是否正确, ,正确的打正确的打, ,错误的打错误的打

5、。 平衡时体系内各物质浓度保持不变平衡时体系内各物质浓度保持不变, ,由由v=v= 知各反应物表示的反应速率均知各反应物表示的反应速率均 为为0,0,反应处于静止状态。反应处于静止状态。( () ) 提示提示: :。平衡时。平衡时v= =0,v= =0,但是反应并不是静止状态但是反应并不是静止状态, ,而是依然在进行。而是依然在进行。 可逆反应达到化学平衡状态时可逆反应达到化学平衡状态时, ,因为因为c=0,c=0,所以所以v(v(正正)=v()=v(逆逆)=0)=0。( () ) 提示提示: :。使用。使用 计算出来的是某时间段的平均反应速率计算出来的是某时间段的平均反应速率, ,由于化学平

6、衡状态由于化学平衡状态 过程中过程中c=0,c=0,所以平均反应速率为所以平均反应速率为0,0,但是化学反应依然在进行但是化学反应依然在进行, ,所以瞬时反应所以瞬时反应 速率速率v(v(正正)=v()=v(逆逆)0)0。 c t c t c t 在已达到平衡的可逆反应在已达到平衡的可逆反应:2SO:2SO2 2+O+O2 2 2SO 2SO3 3中中, ,充入充入18 18O O2 2一段时间后 一段时间后, ,18 18O O也存 也存 在于在于SOSO2 2和和SOSO3 3中。中。( () ) 提示提示: :。加入。加入18 18O O2 2后 后, ,通过正反应通过正反应18 18O

7、 O进入 进入SOSO3 3中中, ,但逆反应同时进行但逆反应同时进行, ,所以所以18 18O O也 也 可进入可进入SOSO2 2中。中。 (2)(2)在在200 200 时时, ,将将1 mol H1 mol H2 2(g)(g)和和2 mol I2 mol I2 2(g)(g)充入体积为充入体积为V L V L 的密闭容器中的密闭容器中, , 发生反应发生反应:I:I2 2(g)+H(g)+H2 2(g) 2HI(g)(g) 2HI(g)H=-c kJmolH=-c kJmol-1 -1, ,当反应进行到 当反应进行到v(v(正正) )与与 v(v(逆逆)_)_时时, ,此可逆反应就达

8、到了平衡。若保持外界条件不变时此可逆反应就达到了平衡。若保持外界条件不变时, ,反应混反应混 合物的总物质的量为合物的总物质的量为_mol_mol。此时放出的热量。此时放出的热量Q_(Q_(填填“=”“”=”“”或或 “”)c kJ”)c kJ。 提示提示: :相等相等3 3 关键能力关键能力合作学习合作学习 知识点一可逆反应中物质浓度的界定知识点一可逆反应中物质浓度的界定 极端假设极端假设, ,界定可逆反应物质的范围界定可逆反应物质的范围 在密闭容器中进行可逆反应在密闭容器中进行可逆反应:X:X2 2(g)+Y(g)+Y2 2(g) 2Z(g),(g) 2Z(g),已知已知X X2 2、Y

9、Y2 2、Z Z的起始浓度的起始浓度 分别为分别为0.1 molL0.1 molL-1 -1、 、0.3 molL0.3 molL-1 -1、 、0.2 molL0.2 molL-1 -1, ,在一定条件下 在一定条件下, ,当反应达到当反应达到 平衡时平衡时, ,各物质的浓度范围的判断是常见题型。此类题型可用极端假设法确定各物质的浓度范围的判断是常见题型。此类题型可用极端假设法确定, , 假设反应正向或逆向进行到底假设反应正向或逆向进行到底, ,求出各物质浓度的最大值和最小值求出各物质浓度的最大值和最小值, ,从而确定它从而确定它 们的浓度范围。们的浓度范围。 假设反应正向进行到底假设反应正

10、向进行到底: : X X2 2(g)+Y(g)+Y2 2(g)(g) 2Z(g)2Z(g) c(c(起始起始)/(molL)/(molL-1 -1) ) 0.10.10.30.30.20.2 c(c(转化转化)/(molL)/(molL-1 -1) ) 0.10.10.10.10.20.2 c(c(终态终态)/(molL)/(molL-1 -1) ) 0 00.20.20.40.4 假设反应逆向进行到底假设反应逆向进行到底: : X X2 2(g)+Y(g)+Y2 2(g)(g) 2Z(g)2Z(g) c(c(起始起始)/(molL)/(molL-1 -1) ) 0.10.10.30.30.2

11、0.2 c(c(转化转化)/(molL)/(molL-1 -1) ) 0.10.10.10.10.20.2 c(c(终态终态)/(molL)/(molL-1 -1) ) 0.20.20.40.40 0 平衡体系中各物质的浓度范围为平衡体系中各物质的浓度范围为X X2 2(0,0.2),Y(0,0.2),Y2 2(0.2,0.4),Z(0,0.4)(0.2,0.4),Z(0,0.4)。 【易错提醒易错提醒】可逆反应中可逆反应中, ,反应物的浓度不可能剩余为反应物的浓度不可能剩余为0,0,但元素仍符合质量守但元素仍符合质量守 恒定律。恒定律。 【合作探究合作探究】 一定条件下一定条件下, ,对于密

12、闭容器中进行的可逆反应对于密闭容器中进行的可逆反应:N:N2 2+3H+3H2 2 2NH 2NH3 3, ,已知反应达已知反应达 到平衡时到平衡时N N2 2、H H2 2、NHNH3 3的物质的量浓度分别为的物质的量浓度分别为0.2 molL0.2 molL-1 -1、 、0.3 molL0.3 molL-1 -1、 、 0.2 molL0.2 molL-1 -1, ,则 则N N2 2的起始浓度范围可能是多少的起始浓度范围可能是多少? ? 提示提示: :0.1 mol0.1 molL L-1 -1c(N c(N2 2)0.3 mol)0.3 molL L-1 -1。若反应从正向开始 。若

13、反应从正向开始, ,则则N N2 2的最大浓度的最大浓度 为为( (假设反应物转化率为假设反应物转化率为100%)0.2 mol100%)0.2 molL L-1 -1+ + 0.2 mol0.2 molL L-1 -1=0.3 mol =0.3 molL L-1 -1, , 若反应从逆向开始若反应从逆向开始, ,则则N N2 2的最小浓度为的最小浓度为0.2 mol0.2 molL L-1 -1- - 0.3 mol0.3 molL L-1 -1= = 0.1 mol0.1 molL L-1 -1, ,故 故N N2 2的起始浓度范围为的起始浓度范围为0.1 mol0.1 molL L-1

14、-1c(N c(N2 2)0.3 mol)0.3 molL L-1 -1。 。 1 2 1 3 【典例示范典例示范】 【典例典例】在密闭容器中发生反应在密闭容器中发生反应:X(g)+3Y(g) 2Z(g),:X(g)+3Y(g) 2Z(g),若若X X、Y Y、Z Z起始浓度分起始浓度分 别为别为0.1 molL0.1 molL-1 -1、 、0.3 molL0.3 molL-1 -1和 和0.2 molL0.2 molL-1 -1, ,则平衡时各物质浓度可能是 则平衡时各物质浓度可能是 ( () ) A.XA.X为为0.2 molL0.2 molL-1 -1 B.YB.Y为为0.1 molL

15、0.1 molL-1 -1 C.ZC.Z为为0.4 molL0.4 molL-1 -1 D.ZD.Z为为0.1 molL0.1 molL-1 -1时 时,Y,Y为为0.4 molL0.4 molL-1 -1 【解题指南解题指南】解答本题的思维流程如下解答本题的思维流程如下: : 【解析解析】选选B B。化学反应的限度决定了可逆反应中的各种成分是不能完全转化。化学反应的限度决定了可逆反应中的各种成分是不能完全转化 的。所以的。所以, ,平衡时各物质的浓度范围为平衡时各物质的浓度范围为0c(X)0.2 mol0c(X)0.2 molL L-1 -1,0c(Y) ,0c(Y) 0.6 mol0.6

16、molL L-1 -1,0c(Z)0.4 mol ,0c(Z)0.4 molL L-1 -1。而当 。而当c(Z)=0.1 molc(Z)=0.1 molL L-1 -1时 时,c(Y)=,c(Y)= 0.45 mol0.45 molL L-1 -1。 。 【规律方法规律方法】 (1)(1)无论是由起始浓度确定平衡浓度的范围无论是由起始浓度确定平衡浓度的范围, ,还是根据平衡浓度确定起始浓度还是根据平衡浓度确定起始浓度 的范围的范围, ,都可以采取极限假设法进行分析都可以采取极限假设法进行分析, ,即根据可逆反应能彻底进行即根据可逆反应能彻底进行, ,并根据并根据 其中有一种或多种物质完全转化

17、进行分析。其中有一种或多种物质完全转化进行分析。 (2)(2)由于反应开始的时候加入的物质由于反应开始的时候加入的物质( (生成物生成物) )可以为可以为0,0,而达到平衡的时候任何而达到平衡的时候任何 一种物质不可能耗尽一种物质不可能耗尽, ,所以根据平衡浓度确定的起始浓度范围可以为所以根据平衡浓度确定的起始浓度范围可以为0,0,而由起而由起 始浓度确定平衡浓度的范围则不能为始浓度确定平衡浓度的范围则不能为0 0。 【母题追问母题追问】(1)(1)上述题目中若上述题目中若Z Z的浓度接近为的浓度接近为0.4 molL0.4 molL-1 -1, ,此时 此时X X的浓度是否的浓度是否 接近于

18、接近于0.1 molL0.1 molL-1 -1? ? 提示提示: :接近于接近于0 mol0 molL L-1 -1。 。Z Z的浓度最大时的浓度最大时,X,X的浓度最小的浓度最小, ,接近于接近于0 mol0 molL L-1 -1。 。 (2)(2)若若Y Y的起始浓度为的起始浓度为0.4 molL0.4 molL-1 -1, ,则达平衡状态时 则达平衡状态时Y Y的浓度范围是多少的浓度范围是多少? ? 提示提示: :0.1 mol0.1 molL L-1 -1c(Y)0.7 mol c(Y)0.7 molL L-1 -1。假设反应向右进行 。假设反应向右进行, ,当当X X的消耗浓度接

19、的消耗浓度接 近近0.1 mol0.1 molL L-1 -1时 时,Y,Y的最大消耗浓度接近于的最大消耗浓度接近于0.3 mol0.3 molL L-1 -1, ,剩余浓度大于 剩余浓度大于 0.1 mol0.1 molL L-1 -1。 。 【素养训练素养训练】 1.(20201.(2020天津十二区县高二检测天津十二区县高二检测) )一定条件下一定条件下, ,对于可逆反应对于可逆反应 X(g)+3Y(g) 2Z(g),X(g)+3Y(g) 2Z(g),若若X X、Y Y、Z Z的起始浓度分别为的起始浓度分别为c c1 1、c c2 2、c c3 3( (均不为零均不为零),),达达 到平

20、衡时到平衡时,X,X、Y Y、Z Z的浓度分别为的浓度分别为0.1 molL0.1 molL-1 -1、 、0.3 molL0.3 molL-1 -1、 、0.08 molL0.08 molL-1 -1, , 则下列判断正确的是则下列判断正确的是( () ) A.cA.c1 1cc2 2=31=31 B.B.平衡时平衡时,Y,Y和和Z Z的生成速率之比为的生成速率之比为2323 C.XC.X、Y Y的转化率不相等的转化率不相等 D.cD.c1 1的取值范围为的取值范围为0 molL0 molL-1 -1c c1 10.14 molL0.14 molL-1 -1 【解析解析】选选D D。平衡浓度

21、之比为。平衡浓度之比为13,13,转化浓度亦为转化浓度亦为13,13,故故c c1 1cc2 2=13,A=13,A、C C 不正确不正确; ;平衡时平衡时Y Y生成表示的是逆反应速率生成表示的是逆反应速率,Z,Z生成表示的是正反应速率生成表示的是正反应速率, ,且且v vY Y ( (生成生成)v)vZ Z( (生成生成)=32,B)=32,B不正确不正确; ;由可逆反应的特点可知由可逆反应的特点可知0 mol0 molL L-1 -1c c1 1 n(I,3 moln(I2 2) 1 mol,2 moln(H1 mol,2 moln(H2 2)0 mol,)0 mol,所以所以B B错误。

22、错误。 2.(20202.(2020淮北高二检测淮北高二检测) )对可逆反应对可逆反应4NH4NH3 3(g)+5O(g)+5O2 2(g) 4NO(g)+6H(g) 4NO(g)+6H2 2O(g),O(g),下下 列叙述正确的是列叙述正确的是( () ) A.A.达到化学平衡时达到化学平衡时,4v,4v正 正(O (O2 2)=5v)=5v逆 逆(NO) (NO) B.B.若单位时间内生成若单位时间内生成x mol NOx mol NO的同时的同时, ,消耗消耗x mol NHx mol NH3 3, ,则反应达到平衡状态则反应达到平衡状态 C.C.达到化学平衡时达到化学平衡时, ,若增加

23、容器体积若增加容器体积, ,则正反应速率减小则正反应速率减小, ,逆反应速率增大逆反应速率增大 D.D.化学反应速率关系是化学反应速率关系是2v2v正 正(NH (NH3 3)=3v)=3v正 正(H (H2 2O)O) 【解析解析】选选A A。A.4vA.4v正 正(O (O2 2)=5v)=5v逆 逆(NO), (NO),不同物质表示正逆反应速率之比等于化学不同物质表示正逆反应速率之比等于化学 计量数之比计量数之比, ,表示正反应速率和逆反应速率相等表示正反应速率和逆反应速率相等, ,反应达到平衡状态反应达到平衡状态, ,故故A A正确正确; ; 若单位时间内生成若单位时间内生成x mol

24、 NOx mol NO的同时的同时, ,消耗消耗x mol NHx mol NH3 3, ,都表示反应正向进行都表示反应正向进行, ,不能不能 说明到达平衡说明到达平衡, ,故故B B错误错误; ;达到化学平衡时达到化学平衡时, ,若增加容器体积若增加容器体积, ,则物质的浓度减小则物质的浓度减小, , 正、逆反应速率均减小正、逆反应速率均减小, ,故故C C错误错误; ;用不同物质表示的化学反应速率之比等于其用不同物质表示的化学反应速率之比等于其 化学计量数之比化学计量数之比, ,故化学反应速率关系是故化学反应速率关系是3v3v正 正(NH (NH3 3)=2v)=2v正 正(H (H2 2

25、O),O),故故D D错误。错误。 3.(20203.(2020哈尔滨高二检测哈尔滨高二检测) )一定温度下一定温度下, ,反应反应N N2 2O O4 4(g) 2NO(g) 2NO2 2(g)(g)的焓变为的焓变为HH。 现将现将1 mol N1 mol N2 2O O4 4充入一恒压密闭容器中充入一恒压密闭容器中, ,下列示意图正确且能说明反应达到平下列示意图正确且能说明反应达到平 衡状态的是衡状态的是( () ) A.A.B.B.C.C.D.D. 【解析解析】选选D D。HH是恒量是恒量, ,不能作为判断平衡状态的标志不能作为判断平衡状态的标志; ;该反应是充入该反应是充入 1 mol

26、 N1 mol N2 2O O4 4, ,正反应速率应是逐渐减小直至不变正反应速率应是逐渐减小直至不变, ,曲线趋势不正确。曲线趋势不正确。 【加固训练加固训练】 对于反应对于反应2NO(g)+2CO(g) 2CO2NO(g)+2CO(g) 2CO2 2(g)+N(g)+N2 2 (g) (g)H0H0。若该反应在绝热恒。若该反应在绝热恒 容的密闭体系中进行容的密闭体系中进行, ,则下列示意图正确且能说明反应进行到则下列示意图正确且能说明反应进行到t t1 1时已达到平衡时已达到平衡 状态的是状态的是( () ) 催化剂催化剂 【解析解析】选选B B。开始反应物的浓度最大。开始反应物的浓度最大

27、, ,反应速率最快反应速率最快, ,所以从所以从0 0至至t t1 1时间段正反时间段正反 应速率应减小应速率应减小, ,而不是增大而不是增大,A,A错误错误; ;随反应的进行气体的物质的量减少随反应的进行气体的物质的量减少, ,压强减压强减 小小, ,减小到不变时达到平衡状态减小到不变时达到平衡状态,B,B正确正确;t;t1 1时是两者的物质的量相等时是两者的物质的量相等, ,而不是物而不是物 质的量不变的状态质的量不变的状态, ,不是平衡状态不是平衡状态,C,C错误错误; ;随反应的进行随反应的进行, ,反应物转化为生成物反应物转化为生成物, , 所以一氧化氮的质量分数减小所以一氧化氮的质

28、量分数减小, ,最小时达平衡状态最小时达平衡状态, ,后来质量分数不变后来质量分数不变, ,而不是而不是 增加增加,D,D错误。错误。 4.4.恒温恒容下恒温恒容下, ,将将2 mol A2 mol A气体和气体和2 mol B2 mol B气体通入体积为气体通入体积为2 L2 L的密闭容器中发生的密闭容器中发生 如下反应如下反应:2A(g)+B(g) xC(g)+2D(s),2 min:2A(g)+B(g) xC(g)+2D(s),2 min时反应达到平衡状态时反应达到平衡状态, ,此时剩余此时剩余 1.2 mol B,1.2 mol B,并测得并测得C C的浓度为的浓度为1.2 molL1

29、.2 molL-1 -1。 。 (1)(1)从开始反应至达到平衡状态从开始反应至达到平衡状态, ,生成生成C C的平均反应速率为的平均反应速率为_。 (2)x=_(2)x=_。 (3)(3)下列各项可作为该反应达到平衡状态的标志的是下列各项可作为该反应达到平衡状态的标志的是_。 A.A.压强不再变化压强不再变化 B.B.气体密度不再变化气体密度不再变化 C.AC.A的消耗速率与的消耗速率与B B的消耗速率之比为的消耗速率之比为2121 D.AD.A的百分含量保持不变的百分含量保持不变 【解析解析】(1)v(C)= =0.6 molL(1)v(C)= =0.6 molL-1 -1min min-

30、1 -1。 。 (2)(2)2A(g)+B(g) xC(g)+2D(s)2A(g)+B(g) xC(g)+2D(s) 开始开始/(molL/(molL-1 -1) 1 ) 1 1 1 0 0 转化转化/(molL/(molL-1 -1) 0.8 ) 0.8 0.4 0.4 1.2 1.2 平衡平衡/(molL/(molL-1 -1) 0.2 ) 0.2 0.6 0.6 1.2 1.2 由此可知由此可知,21x=0.80.41.2=213,21x=0.80.41.2=213,所以所以x=3x=3。 1 1.2 mol L 2 min (3)A(3)A项项,x=3,x=3,该反应前后气体的物质的量

31、不变该反应前后气体的物质的量不变, ,无论反应是否达到平衡无论反应是否达到平衡, ,压强均压强均 不会变化不会变化;B;B项项, ,气体的密度不再变化气体的密度不再变化, ,而气体的体积不变而气体的体积不变, ,说明气体的质量不再说明气体的质量不再 发生变化发生变化, ,由于由于D D为固体为固体, ,故气体的质量不再发生变化故气体的质量不再发生变化, ,说明反应已达到平衡状说明反应已达到平衡状 态态;C;C项项,A,A的消耗速率与的消耗速率与B B的消耗速率表示的反应方向一致的消耗速率表示的反应方向一致, ,不能说明反应已达到不能说明反应已达到 平衡平衡;D;D项项,A,A的百分含量保持不变

32、的百分含量保持不变, ,说明反应已达到平衡。说明反应已达到平衡。 答案答案: :(1)0.6 mol(1)0.6 molL L-1 -1 minmin-1 -1 (2)3(2)3(3)BD(3)BD 【素养新思维素养新思维】 5.(20205.(2020太原高二检测太原高二检测) )已知已知500 500 、100 kPa100 kPa下下: : 2SO2SO2 2+O+O2 2 2SO 2SO3 3状态状态 起始浓度起始浓度(molL(molL-1 -1) ) 2 12 1 0 0 t t0 0 1 min 1 min 浓度浓度(molL(molL-1 -1) ) 1.9 0.95 0.1

33、t1.9 0.95 0.1 t1 1 30 min30 min浓度浓度(molL(molL-1 -1) ) 0.12 0.06 1.88 t0.12 0.06 1.88 t2 2 40 min40 min浓度浓度(molL(molL-1 -1) ) 0.12 0.06 1.88 t0.12 0.06 1.88 t3 3 讨论以下问题讨论以下问题: : (1)t(1)t1 1时逆反应发生了吗时逆反应发生了吗? ? (2)(2)与与t t1 1相比相比,t,t2 2时时v(v(正正) )如何变化如何变化?v(?v(逆逆) )如何变化如何变化? ? (3)(3)以上四个状态以上四个状态, ,哪个已达

34、到平衡状态哪个已达到平衡状态? ? 【解析解析】(1)(1)该反应的逆反应即指该反应的逆反应即指SOSO3 3分解生成分解生成SOSO2 2和和O O2 2的反应的反应, , 因为因为t t1 1时时c(SOc(SO3 3)0,)0,所以逆反应已经发生了。所以逆反应已经发生了。 (2)t(2)t2 2与与t t1 1相比相比,c(SO,c(SO2 2) )、c(Oc(O2 2) )在减小在减小,c(SO,c(SO3 3) )在增大在增大, ,所以所以v(v(正正) )减小减小,v(,v(逆逆) )增增 大。大。 (3)t(3)t2 2、t t3 3已达到平衡状态已达到平衡状态, ,因为反应体系

35、中各物质浓度保持恒定。因为反应体系中各物质浓度保持恒定。 答案答案: :(1)(1)逆反应已经发生了逆反应已经发生了(2)v(2)v(正正) )减小减小,v(,v(逆逆) )增大增大 (3)t(3)t2 2、t t3 3已达平衡已达平衡 七化学平衡状态七化学平衡状态 (40(40分钟分钟7070分分) ) 课时素养评价 【基础达标基础达标】（4040分钟分钟 7070分）分） 一、选择题一、选择题( (本题包括本题包括1010小题小题, ,每题每题4 4分分, ,共共4040分分) ) 1.(20201.(2020海宁高二检测海宁高二检测) )对于可逆反应对于可逆反应C(s)+HC(s)+H2

36、 2O(g) CO(g)+HO(g) CO(g)+H2 2(g),(g),下列说法下列说法 不能证明反应已达平衡状态的是不能证明反应已达平衡状态的是( () ) A.A.绝热容器绝热容器, ,温度不再改变温度不再改变 B.B.恒容时恒容时, ,压强不再改变压强不再改变 C.C.恒压时恒压时, ,体积不再改变体积不再改变 D.D.断裂断裂2 mol OH2 mol OH键的同时形成键的同时形成1 mol HH1 mol HH键键 【解析解析】选选D D。可逆反应。可逆反应C(s)+HC(s)+H2 2O(g) CO(g)+HO(g) CO(g)+H2 2(g),(g),属于吸热反应属于吸热反应,

37、 ,绝热容器绝热容器 时时, ,温度随着反应的进行发生改变温度随着反应的进行发生改变, ,若温度不再改变若温度不再改变, ,则说明反应已达平衡状则说明反应已达平衡状 态态,A,A正确正确; ;该反应属于体积增大的反应该反应属于体积增大的反应, ,恒容时恒容时, ,压强不再改变压强不再改变, ,说明反应已达平说明反应已达平 衡状态衡状态,B,B正确正确; ;该反应的体积随着反应的进行而增大该反应的体积随着反应的进行而增大, ,若体积不再改变若体积不再改变, ,则说明则说明 反应已达平衡状态反应已达平衡状态,C,C正确正确; ;断裂断裂2 mol OH2 mol OH键的同时形成键的同时形成1 m

38、ol HH1 mol HH键都是指键都是指 正向反应正向反应,D,D错误。错误。 2.(20202.(2020安徽师大附中高二检测安徽师大附中高二检测) )模型法是化学中把微观问题宏观化的最常见模型法是化学中把微观问题宏观化的最常见 方法方法, ,对于反应对于反应2HBr(g) H2HBr(g) H2 2(g)+Br(g)+Br2 2(g),(g),下列四个图中可以表示该反应在一定下列四个图中可以表示该反应在一定 条件下为可逆反应的是条件下为可逆反应的是( () ) 【解析解析】选选C C。HBrHBr、H H2 2和和BrBr2 2都是双原子分子都是双原子分子, ,反应物和生成物共存反应物和

39、生成物共存, ,说明体系中说明体系中 应含有应含有3 3种双原子分子。故种双原子分子。故C C正确。正确。 3.(20203.(2020上饶高二检测上饶高二检测) )可逆反应可逆反应aA(g)+bB(g) cC(g)aA(g)+bB(g) cC(g)的正、逆反应速率可的正、逆反应速率可 用各反应物或生成物浓度的变化来表示。下列各关系式中能说明反应已达到平用各反应物或生成物浓度的变化来表示。下列各关系式中能说明反应已达到平 衡状态的是衡状态的是( () ) A.avA.av正 正(A)=bv (A)=bv正 正(B) (B)B.bvB.bv正 正(A)=av (A)=av逆 逆(B) (B) C

40、.avC.av正 正(C)=cv (C)=cv正 正(A) (A)D.avD.av正 正(A)=bv (A)=bv逆 逆(B) (B) 【解析解析】选选B B。化学平衡建立时。化学平衡建立时,v(,v(正正)=v()=v(逆逆),),对于不同物质而言对于不同物质而言, ,要符合物质要符合物质 的反应速率之比等于化学计量数之比的要求。同时必须要使反应方向不同的反应速率之比等于化学计量数之比的要求。同时必须要使反应方向不同,A,A、 C C选项方向都是正反应选项方向都是正反应;B;B选项方向相反且符合选项方向相反且符合v v正 正(A)v (A)v逆 逆(B)=ab, (B)=ab,符合题意符合题

41、意,D,D 选项错误。选项错误。 4.(20204.(2020长春高二检测长春高二检测) )下列描述的化学反应状态下列描述的化学反应状态, ,不一定是平衡状态的是不一定是平衡状态的是 ( () ) A.HA.H2 2(g)+Br(g)+Br2 2(g) 2HBr(g)(g) 2HBr(g)恒温、恒容下恒温、恒容下, ,反应体系中气体的颜色保持不变反应体系中气体的颜色保持不变 B.2NOB.2NO2 2(g) N(g) N2 2O O4 4(g)(g)恒温、恒容下恒温、恒容下, ,反应体系中气体的压强保持不变反应体系中气体的压强保持不变 C.CaCOC.CaCO3 3(s) CO(s) CO2

42、2(g)+CaO(s)(g)+CaO(s)恒温、恒容下恒温、恒容下, ,反应体系中气体的密度保持不反应体系中气体的密度保持不 变变 D.3HD.3H2 2(g)+N(g)+N2 2(g) 2NH(g) 2NH3 3(g)(g)反应体系中反应体系中H H2 2与与N N2 2的物质的量之比保持的物质的量之比保持3131 【解析解析】选选D D。H H2 2(g)+Br(g)+Br2 2(g) 2HBr(g)(g) 2HBr(g)恒温、恒容下恒温、恒容下, ,反应体系中气体的颜色反应体系中气体的颜色 保持不变保持不变, ,说明溴单质的浓度不再变化说明溴单质的浓度不再变化, ,达到了平衡达到了平衡,

43、A,A错误错误;2NO;2NO2 2(g) N(g) N2 2O O4 4(g)(g) 是前后气体系数变化的反应是前后气体系数变化的反应, ,当恒温、恒容下当恒温、恒容下, ,反应体系中气体的压强保持不变反应体系中气体的压强保持不变, , 则达到了平衡则达到了平衡,B,B错误错误;CaCO;CaCO3 3(s) CO(s) CO2 2(g)+CaO(s)(g)+CaO(s)恒温、恒容下恒温、恒容下, ,反应体系中气反应体系中气 体的密度等于气体质量和体积的比值体的密度等于气体质量和体积的比值, ,质量变化质量变化, ,体积不变体积不变, ,所以密度变化所以密度变化, ,当气当气 体密度保持不变

44、的状态时是平衡状态体密度保持不变的状态时是平衡状态,C,C错误错误;3H;3H2 2(g)+N(g)+N2 2(g) 2NH(g) 2NH3 3(g)(g)反应体系反应体系 中中H H2 2与与N N2 2的物质的量之比保持的物质的量之比保持31,31,不能证明正逆反应速率相等不能证明正逆反应速率相等, ,不一定是平衡不一定是平衡 状态状态,D,D正确。正确。 5.5.用用ClCl2 2生产某些含氯有机物时会生成副产物生产某些含氯有机物时会生成副产物HCl,HCl,利用下列反应可实现氯的循环利用下列反应可实现氯的循环 利用利用:4HCl(g)+O:4HCl(g)+O2 2(g) 2Cl(g)

45、2Cl2 2(g)+2H(g)+2H2 2O(g)O(g)H0H0。恒温恒容的密闭容器中。恒温恒容的密闭容器中, ,充充 入一定量的反应物发生上述反应入一定量的反应物发生上述反应, ,能充分说明该反应达到化学平衡状态的是能充分说明该反应达到化学平衡状态的是 ( () ) A.A.混合气体的密度不再改变混合气体的密度不再改变 B.B.氯化氢的转化率不再改变氯化氢的转化率不再改变 C.C.断开断开4 mol HCl4 mol HCl键的同时生成键的同时生成4 mol HO4 mol HO键键 D.n(HCl)n(OD.n(HCl)n(O2 2)n(Cl)n(Cl2 2)n(H)n(H2 2O)=4

46、122O)=4122 【解析解析】选选B B。该反应前后都是气体。该反应前后都是气体, ,气体总质量、容器容积为定值气体总质量、容器容积为定值, ,则混合气则混合气 体的密度始终不变体的密度始终不变, ,不能根据混合气体的密度判断平衡状态不能根据混合气体的密度判断平衡状态, ,故故A A错误错误;HCl;HCl的转的转 化率不再变化化率不再变化, ,表明正逆反应速率相等表明正逆反应速率相等, ,该反应达到平衡状态该反应达到平衡状态, ,故故B B正确正确; ;断开断开 4 mol HCl4 mol HCl键的同时生成键的同时生成4 mol HO4 mol HO键键, ,表示的都是正反应速率表示

47、的都是正反应速率, ,无法判断正无法判断正 逆反应速率是否相等逆反应速率是否相等, ,故故C C错误错误;n(HCl)n(O;n(HCl)n(O2 2)n(Cl)n(Cl2 2)n(H)n(H2 2O)=4122,O)=4122, 无法判断各组分的浓度是否继续变化无法判断各组分的浓度是否继续变化, ,则无法判断平衡状态则无法判断平衡状态, ,故故D D错误。错误。 6.(20206.(2020西安高二检测西安高二检测)298 K)298 K时时, ,将将20 mL 3x molL20 mL 3x molL-1 -1Na Na3 3AsOAsO3 3、20 mL 20 mL 3x molL3x

48、molL-1 -1 I I2 2和和20 mL NaOH20 mL NaOH溶液混合溶液混合, ,发生反应发生反应: : AsAs (aq)+I(aq)+I2 2(aq)+2OH(aq)+2OH- -(aq) As(aq) As (aq)+2I(aq)+2I- -(aq)+H(aq)+H2 2O(l)O(l)。 溶液中溶液中c(Asc(As ) )与反应时间与反应时间(t)(t)的关系如图所示。的关系如图所示。 3 3 O 3 4 O 3 4 O 下列不能说明反应达到平衡的是下列不能说明反应达到平衡的是( () ) A.A.溶液的溶液的pHpH不再变化不再变化 B.c(IB.c(I- -)=2

49、y moll)=2y moll-1 -1 C .v(IC .v(I- -)=2v(As)=2v(As ) ) D.D. 不再变化不再变化 3 3 O 3 4 3 3 c(AsO ) c(AsO) 【解析解析】选选C C。溶液的。溶液的pHpH不再变化不再变化, ,即即OHOH- -的浓度不再变化的浓度不再变化, ,所以平衡体系中各组所以平衡体系中各组 分的浓度均不再变化分的浓度均不再变化, ,说明反应达到平衡状态说明反应达到平衡状态, ,故故A A正确正确; ;根据离子方程式可知根据离子方程式可知, , 反应体系中恒有反应体系中恒有c(Ic(I- -)=2c(As ),)=2c(As ),观察

50、图象可知反应达到平衡时观察图象可知反应达到平衡时c(As )=c(As )= y molLy molL-1 -1, ,此时 此时c(Ic(I- -)=2y molL)=2y molL-1 -1, ,故 故B B正确正确;v(I;v(I- -)=2v(As )=2v(As )中的速率未指明中的速率未指明 是正反应速率还是逆反应速率是正反应速率还是逆反应速率, ,无法判断是否平衡无法判断是否平衡, ,故故C C错误错误; ; 反应达到平衡之反应达到平衡之 前前,c(As ),c(As )逐渐减小而逐渐减小而c(As )c(As )逐渐增大逐渐增大, ,故故 逐渐增大逐渐增大, , 当当 不变时反应

51、达到平衡状态不变时反应达到平衡状态, ,故故D D正确。正确。 3 4 O 3 4 O 3 3 O 3 3 O 3 4 O 3 4 3 3 c(AsO ) c(AsO) 3 4 3 3 c(AsO ) c(AsO) 7.(20207.(2020雅安高二检测雅安高二检测) )某反应进行过程中某反应进行过程中, ,各物质的物质的量的变化情况如各物质的物质的量的变化情况如 图所示。下列说法正确的是图所示。下列说法正确的是( () ) A.PA.P、Q Q是生成物是生成物 B.B.反应的方程式反应的方程式:2M+N 2P:2M+N 2P C.2 minC.2 min后各物质的物质的量不再变化后各物质的

52、物质的量不再变化 D.D.该反应不是可逆反应该反应不是可逆反应 = Q 【解析解析】选选C C。Q Q在反应前后物质的量不变在反应前后物质的量不变, ,在反应中起催化剂的作用在反应中起催化剂的作用, ,反应中反应中, , M M、N N的物质的量减少的物质的量减少,P,P的物质的量增多的物质的量增多, ,故故M M、N N是反应物是反应物,P,P为生成物。为生成物。 其中其中n(M)n(N)n(P)=212,n(M)n(N)n(P)=212,反应进行到反应进行到2 2分钟时分钟时,M,M、N N、P P的物质的物质 的量恒定的量恒定, ,表明反应处于平衡状态表明反应处于平衡状态, ,该反应为可

53、逆反应该反应为可逆反应, ,应用应用“ ”表示。表示。 故故A A、B B、D D项错误。项错误。 8.(20208.(2020榆林高二检测榆林高二检测) )在密闭容器中进行如下反应在密闭容器中进行如下反应:X:X2 2(g)+Y(g)+Y2 2(g) 2Z(g),(g) 2Z(g), 已知已知X X2 2、Y Y2 2、Z Z的起始浓度分别为的起始浓度分别为0.1 molL0.1 molL-1 -1、 、0.3 molL0.3 molL-1 -1、 、0.2 molL0.2 molL-1 -1, , 在一定条件下在一定条件下, ,当反应达到平衡时当反应达到平衡时, ,各物质的浓度有可能是各物

54、质的浓度有可能是( () ) A.ZA.Z为为0.3 molL0.3 molL-1 -1 B.XB.X2 2为为0.2 molL0.2 molL-1 -1 C.YC.Y2 2为为0.4 molL0.4 molL-1 -1 D.c(XD.c(X2 2)+c(Y)+c(Y2 2)+c(Z)=0.55 molL)+c(Z)=0.55 molL-1 -1 【解析解析】选选A A。可逆反应中。可逆反应中, ,反应体系中各物质一定共存反应体系中各物质一定共存, ,如果如果B B、C C选项中的数选项中的数 据存在据存在, ,则则Z Z的浓度为的浓度为0,0,这是不可能的这是不可能的,A,A选项符合题意选项

55、符合题意; ;又因为该反应是总体积又因为该反应是总体积 不变的反应不变的反应, ,达到平衡时达到平衡时, ,不论不论X X2 2、Y Y2 2、Z Z的物质的量怎么变化的物质的量怎么变化, ,总物质的量不会总物质的量不会 改变改变, ,总浓度也不会改变总浓度也不会改变, ,即即:c(X:c(X2 2)+c(Y)+c(Y2 2)+c(Z)=0.6 molL)+c(Z)=0.6 molL-1 -1。 。 9.9.氧化铁工业上称氧化铁红氧化铁工业上称氧化铁红, ,用于油漆、油墨、橡胶等工业中用于油漆、油墨、橡胶等工业中, ,可作催化剂可作催化剂, ,玻玻 璃、宝石、金属的抛光剂璃、宝石、金属的抛光剂

56、, ,也可用作炼铁原料。在一定温度下也可用作炼铁原料。在一定温度下, ,氧化铁可以与一氧化铁可以与一 氧化碳在恒容密闭容器中发生下列反应氧化碳在恒容密闭容器中发生下列反应:Fe:Fe2 2O O3 3(s)+3CO(g) 2Fe(s)+3CO(s)+3CO(g) 2Fe(s)+3CO2 2(g),(g), 不可用上述反应中某种物理量来说明该反应已达到平衡状态的是不可用上述反应中某种物理量来说明该反应已达到平衡状态的是( () ) A.COA.CO的生成速率与的生成速率与COCO2 2的生成速率相等的生成速率相等 B.B.气体密度不再变化气体密度不再变化 C.COC.CO的质量不变的质量不变 D

57、.D.体系的压强不再发生变化体系的压强不再发生变化 【解析解析】选选D D。A A项项,CO,CO的生成速率为逆反应速率的生成速率为逆反应速率,CO,CO2 2的生成速率为正反应速率的生成速率为正反应速率, , 且且COCO、COCO2 2的化学计量数相等的化学计量数相等, ,则则v v正 正(CO (CO2 2)=v)=v逆 逆(CO), (CO),达到化学平衡达到化学平衡;B;B项项,= ,= , 当当m(m(气体气体) )不变时不变时, ,反应即达到平衡反应即达到平衡;C;C项项,m(CO),m(CO)不变不变, ,则则n(CO)n(CO)不变不变, ,反应达到平反应达到平 衡衡;D;D

58、项项, ,该反应是气体体积不变的反应该反应是气体体积不变的反应, ,反应任意时刻反应任意时刻, ,体系的压强均相同体系的压强均相同, ,所以所以 压强不变不能作为达到平衡的标志。压强不变不能作为达到平衡的标志。 m V 10.10.将一定量纯净碳酸氢铵将一定量纯净碳酸氢铵(NH(NH4 4HCOHCO3 3) )置于特制恒容的密闭容器中置于特制恒容的密闭容器中( (固体试剂体积固体试剂体积 忽略不计忽略不计),),一定温度下使其达到分解平衡一定温度下使其达到分解平衡:NH:NH4 4HCOHCO3 3(s) NH(s) NH3 3(g)+CO(g)+CO2 2(g)+H(g)+H2 2O(g)

59、O(g)。 下列能够说明该分解反应已经达到化学平衡的是下列能够说明该分解反应已经达到化学平衡的是( () ) A.A.密闭容器中混合气体的平均摩尔质量不变密闭容器中混合气体的平均摩尔质量不变 B.B.密闭容器中氨气的体积分数不变密闭容器中氨气的体积分数不变 C.C.密闭容器中固体的质量不再发生变化密闭容器中固体的质量不再发生变化 D.D.三种气体的生成速率之比为三种气体的生成速率之比为111111 【解析解析】选选C C。因为将一定量纯净碳酸氢铵。因为将一定量纯净碳酸氢铵(NH(NH4 4HCOHCO3 3) )固体置于密闭容器中固体置于密闭容器中, ,由于由于 生成的三种气体的物质的量之比始

60、终为生成的三种气体的物质的量之比始终为111,111,所以混合气体的平均摩尔质量所以混合气体的平均摩尔质量 一直不变一直不变, ,故故A A错误错误; ;密闭容器中氨气的体积分数一直不变密闭容器中氨气的体积分数一直不变, ,故故B B错误错误; ;密闭容器中密闭容器中 固体的质量不再发生变化固体的质量不再发生变化, ,说明各物质的量不变说明各物质的量不变, ,反应达到平衡状态反应达到平衡状态, ,故故C C正确正确; ; 只要反应发生就有三种气体生成只要反应发生就有三种气体生成, ,生成速率之比为生成速率之比为111,111,故故D D错误。错误。 二、非选择题二、非选择题( (本题包括本题包