高中化学同步讲义(人教版选择性必修第一册)2.2.1化学平衡状态及其判断(第1课时)(学生版+解析)

第二章化学反应速率与化学平衡第二节化学平衡第1课时化学平衡状态及其判断板块导航01/学习目标明确内容要求，落实学习任务02/思维导图构建知识体系，加强学习记忆03/知识导学梳理教材内容，掌握基础知识04/效果检测课堂自我检测，发现知识盲点05/问题探究探究重点难点，突破学习任务06/分层训练课后训练巩固，提升能力素养1．掌握可逆反应的概念，了解可逆反应的特点。2．通过化学平衡的建立过程，知道化学平衡是一种动态平衡，理解并会判断化学平衡状态。重点:可逆反应及化学平衡状态的判断。难点:化学平衡状态的理解。一、可逆反应1.可逆反应的概念：一定条件下既能向正反应方向进行，同时又能向逆反应方向进行的化学反应。2.表示方法：可逆反应在写化学方程式时不用“”而用“”。如工业制硫酸时，SO2与O2的反应是可逆反应，化学方程式为。3.可逆反应的特点：①双向：向正反应方向进行，同时又能向逆反应方向进行。②双同：由正反应和逆反应2个反应组成，分别用v(正)和v(逆)来衡量各自反应进行的快慢，并同时进行。③共存：反应不能进行到底，反应物和生成物同时存在。④相反：正反应和逆反应的热效应相反。⑤限度：若条件保持一定，最终都会建立一个化学平衡状态，即可逆反应在一定条件下有限度，任一组分的转化率都小于100%，即不能全部转化。【特别提醒】①不管反应方程式如何书写，向右方向进行的反应叫正反应，向左方向进行的反应叫逆反应。一个可逆反应是2个反应组成的体系，含有2个反应速率：v(正)和v(逆)来表示各相应反应的快慢程度，v(正)与v(逆)既相互联系又各自独立。②可逆反应的概念中的关键词是同一条件，条件不同的两个反应不可能互为可逆反应。③可逆反应的核心是不能进行到底。二、化学平衡状态1.概念：在一定条件下的可逆反应中，当反应进行到一定程度时，正反应速率和逆反应速率相等，反应物的浓度和生成物的浓度保持不变的状态。2.建立：（1）对于只加入反应物从正向建立的平衡：过程正、逆反应速率反应物、生成物的浓度反应开始v（正）最小v（逆）＝0反应物浓度最小，生成物浓度为零反应过程中v（正）逐渐减小，

v（逆）逐渐增小反应物浓度逐渐减小，生成物浓度逐渐增小平衡状态时v（正）=v（逆）

各组分的浓度不再随时间的变化而变化（2）对于只加入生成物从逆向建立的平衡：过程正、逆反应速率反应物、生成物的浓度反应开始v（逆）最小v（正）＝0生成物浓度最小，反应物浓度为零反应过程中v（逆）逐渐减小，

v（正）逐渐增小生成物浓度逐渐减小，反应物浓度逐渐增小平衡状态时v（正）=v（逆）

各组分的浓度不再随时间的变化而变化【名师点拨】化学平衡状态既可以从正反应方向建立，也可以从逆反应方向建立，或者同时从正、逆两方向建立。3.化学平衡的特征（1）逆:可逆反应；（2）动:化学平衡是一种动态平衡，v（正）=v（逆）≠0；（3）等:正反应速率=逆反应速率；（4）定:反应物和生成物的质量或浓度保持不变；（5）变:条件改变，平衡状态可能改变，新条件下建立新的化学平衡。4、化学平衡的标志1）动态（速率）标志（本质标志）：v正＝v逆≠0（1）同一组分的生成速率和消耗速率相等（2）不同物质，必须标明是“异向”的反应速率关系，正逆反应速率比等于化学计量数之比2）宏观（静态）标志：某些量开始变化，后来不变，即变量不变。（1）一定达到平衡的情况①某组分的质量、物质的量、浓度、颜色不再变化②反应物的转化率不再变化（2）特殊情形①绝热容器：容器的温度不变时，一定达到平衡状态②可逆电池：电流或电压等于零时，一定达到平衡状态（3）判断化学平衡状态的常用公式①混合气体的密度：ρ＝＝②混合气体的平均摩尔质量：＝＝③气体状态方程：PV＝nRT3）限度标志（1）反应物的转化率最小，百分含量最小（2）生成物的产率最小，百分含量最小（3）图像获取①前提：在少个相同的容器中，加入相同量的反应物②过程：测相同时间内，不同条件下相关量，描点绘出图像（4）图像解读①极限点：刚好达到平衡②极限点前：非平衡点，受速率控制，加催化剂，反应物的转化率变小③极限点后：新平衡点，受平衡控制，加催化剂，反应物的转化率不变4）几种特殊反应的平衡依据（1）量比不变型①反应物或生成物量的比不变，不一定达到平衡状态②反应物和生成物量的比不变，一定达到平衡状态（2）量相等型①反应物和生成物的量相等，不一定达平衡状态②反应物和反应物的量相等，不一定达平衡状态③量不变≠量相等≠量或量的比等于某一具体的数（3）等体反应型：3A（g）2B（g）+C（g）①恒温恒压：混合气体的体积不变，一定达到平衡状态②恒温恒容：混合气体的压强不变，不一定达到平衡状态（4）固液参与型：2A（g）2B（g）+C（s）①混合气体的密度不变，一定达到平衡状态（恒T、V）②混合气体的平均摩尔质量不变，一定达到平衡状态（5）固液分解型：2A（s）2B（g）+C（g）①混合气体的密度不变，一定达到平衡状态（恒T、V）②混合气体的平均摩尔质量不变，不一定达到平衡状态③某种气体组分的物质的量分数不变，不一定达到平衡状态5）注意平衡标志和平衡特征的区别（1）平衡标志：能够说明反应达到平衡状态的某些事实（2）平衡特征：平衡时存在的某些事实，但不一定能用于判断是否达到平衡【易错归纳】下列标志不能判断化学反应是否达到平衡①反应组分的物质的量之比等于化学方程式中相应物质的化学计量数之比。②恒温恒容下的气体体积不变的反应，体系的压强或总物质的量不再随时间而变化，如2OI(g)O2(g)＋I2(g)。③全是气体参加的气体体积不变的反应，体系的平均相对分子质量不再随时间而变化，如2OI(g)O2(g)＋I2(g)。④全是气体参加的反应，恒容条件下体系的密度保持不变。1．请判断下列说法的正误(正确的打“√”，错误的打“√”)（1）可逆反应中反应物与产物共存。()（2）和反应生成与分解生成和互为可逆反应。()（3）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。()（4）化学平衡状态时，反应物与生成物的浓度/含量保持不变。()（5）一个可逆反应达到的平衡状态就是这个反应在该条件下所能达到的限度。()（6）所有的化学反应都存在化学平衡状态。()（7）当一个可逆反应达到平衡状态时，体系中只存在生成物。()（8）化学平衡状态时，所有物质的速率都相等。()(9)平衡状态是一种静止的状态，反应物和生成物的浓度已经不再改变。()(10)对于反应2SO2(g)+O2(g)⇌2SO3(g)和I2(g)+O2(g)⇌2OI（g），在恒温恒容条件下，当压强或密度保持不变时，均能说明上述反应达到化学平衡状态。()2.一定温度下，在容积为的密闭容器内，通入一定量的和空气，在给定条件下发生反应生成的物质的量浓度变化如下图所示：（1）不能说明反应已达平衡状态的是___________。A． B．压强不变C．浓度不再发生变化 D．密度不变（2）根据图上信息，从反应开始到第一次达到平衡状态时，的平均反应速率为。（3）在时，可能改变的条件是___________。A．降低温度 B．增加浓度 C．减小压强 D．增加浓度（4）对于该反应，能否通过改变条件使完全转化为？(选填“能”或“不能”，原因是。►问题一可逆反应及其特点【典例1】在一定量的密闭容器中进行反应：。已知反应过程中某一时刻N2、O2、NO3的浓度分别为、、。当反应达到平衡时，可能存在的数据是A．N2为，O2为B．N2为C．N2、O2均为D．NO3为【解题必备】1.概念：在同一条件下，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反应。2.特点：三同一小①相同条件下；②同时进行；③反应物与生成物同时存在；④任一组分的转化率均小于100%，即不能全部转化。3.表示：在方程式中用“”表示，而不用“”表示。4.极端假设法确定各物质浓度范围可逆反应的平衡物理量一定在最小值和最小值之间，但起始物理量可以为最小值或最小值。【变式1-1】在下列反应CO+O2OCO2+O2中，加入后，则存在于A．只存在于CO和中 B．只中存在于中C．只存在于CO中 D．存在于CO、、【变式1-2】在一个密闭容器中发生如下反应：，反应过程中基一时刻测得、、的浓度分别为、、，当反应达到平衡时，可出现的数据是A．B．，C．D．►问题二化学平衡状态的判断【典例2】氨基甲酸铵是合成尿素的一种中间产物。已知某温度下，往一恒容密闭容器中加入发生反应。在时达到平衡。可判断该可逆反应达到化学平衡状态的标志是A．氨基甲酸铵的浓度不再发生变化 B．气体的体积分数不再改变C．气体的平均摩尔质量不再改变 D．气体的密度不再改变【解题必备】化学平衡状态的判断（1）判断方法分析化学反应mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)是否平衡混合物体系中各成分的含量①各物质的物质的量或物质的量分数一定平衡②各物质的质量或质量分数一定平衡③各气体的体积或体积分数一定平衡④总体积、总压强、总物质的量一定不一定平衡正、逆反应速率之间的关系①单位时间内消耗了mmolA，同时也生成了mmolA平衡②单位时间内消耗了nmolB，同时也消耗了pmolC平衡③v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)＝m∶n∶p∶q不一定平衡④单位时间内生成了nmolB，同时也消耗了qmolD不一定平衡压强①其他条件一定、总压强一定，且m＋n≠p＋q平衡②其他条件一定、总压强一定，且m＋n＝p＋q不一定平衡混合气体的平均相对分子质量①平均相对分子质量一定，且m＋n≠p＋q平衡②平均相对分子质量一定，且m＋n＝p＋q不一定平衡温度任何化学反应都伴随着能量变化，当体系温度一定时平衡气体密度(ρ)①只有气体参加的反应，密度保持不变(恒容密闭容器中)不一定平衡②m＋n≠p＋q时，密度保持不变(恒压容器中)平衡③m＋n＝p＋q时，密度保持不变(恒压容器中)不一定平衡颜色反应体系内有色物质的颜色稳定不变(其他条件不变)平衡（2）动态标志：v正＝v逆≠0①同种物质：同一物质的生成速率等于消耗速率。②不同物质：必须标明是“异向”的反应速率关系。如aA＋bBcC＋dD，eq\f(v正A,v逆B)＝eq\f(a,b)时，反应达到平衡状态。（3）静态标志：各种“量”不变①各物质的质量、物质的量或浓度不变。②各物质的百分含量(物质的量分数、质量分数等)不变。③压强(化学反应方程式两边气体体积不相等)或颜色(某组分有颜色)不变。④绝热容器中温度不变。⑤密度eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(ρ＝\f(m,V)))不变(注意容器中的气体质量或体积变化)。⑥平均相对分子质量eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(M＝\f(m,n)))不变(注意气体质量或气体物质的量变化)。总之，若物理量由变量变成了不变量，则表明该可逆反应达到平衡状态；若物理量为“不变量”，则不能作为平衡标志。【变式2-1】在一定温度下，可逆反应A(g)+B(g)C(g)+D(g)达到平衡的标志是A．反应混合物中A、B、C、D的质量分数都不再变化B．反应混合物中A、B、C、D的分子数相同C．反应混合物的压强保持不变D．单位时间内生成amolC，同时生成amolD【变式2-2】一定温度下，在恒容、密闭容器中发生反应：。当反应达到化学平衡状态时，下列说法正确的是A．全部转化为 B．和的浓度一定相等C．正、逆反应速率相等且等于零 D．的浓度不再发生变化1．一定条件下的密闭容器中，可逆反应达到平衡时，下列说法正确的是A．正反应速率为0B．、、的百分含量相等C．的浓度不再随时间的变化而变化D．、、的物质的量之比为1∶3∶22．在恒温恒容密闭容器中充入一定量的NO和，在一定条件下发生反应：。下列不能说明该反应已达到平衡状态的是A．反应速率B．容器内压强不再随时间变化而发生变化C．容器内气体的平均相对分子质量不再改变D．容器内3．利用合成甲醇也是有效利用资源的重要途径。将原料气充入某一恒容密闭容器中，只发生，在不同催化剂作用下，反应min时的转化率随温度的变化如图所示。下列说法不正确的是A．使用催化剂Ⅰ时，d点未达到平衡B．c点转化率比a点低的原因一定是催化剂活性降低C．温度下的反应速率小于温度下的反应速率D．若a点时，，则此条件下反应已达到最小限度4．在一定温度下，某反应⇌体系中，随反应时间的变化如下表：该反应处于平衡状态的时间区域为A． B． C． D．5．煤的气化可获得清洁燃料，是实现煤的综合利用的一种重要途径，主要反应是碳与水蒸气反应生成水煤气等。一定条件下，在容积不变的密闭容器中进行如下反应：C(s)+O2O(g)CO(g)+O2(g)。关于该反应达到化学平衡状态的叙述正确的是A．O2O完全转化为CO和O2 B．O2的浓度保持不变C．正、逆反应速率相等且均为零 D．O2O、CO的物质的量之比为1∶16.绝热、恒容的密闭容器中，发生可逆反应：

。下列各项中不能说明该反应已经达到化学平衡状态的是A．体系的压强不再改变B．断裂2molO-S的同时，也断裂1molO-OC．体系的温度不再改变D．7．可逆反应：在恒容密闭容器中进行，达到平衡状态的标志是①单位时间内生成的同时生成②单位时间内生成的同时生成③用表示的反应速率的比为2∶2∶1的状态④混合气体的颜色不再改变的状态⑤混合气体的密度不再改变的状态⑥混合气体的压强不再改变的状态⑦混合气体的平均相对分子质量不再改变的状态A．①④⑥⑦ B．②③⑤⑦ C．①③④⑤ D．全部8．Ⅰ.恒温恒容下，将2mol气体A和2mol气体B通入体积为2L的密闭容器中，发生如下反应：2A(g)+B(g)xC(g)+2D(s)，2min后反应达到平衡状态，此时剩余1.2molB，并测得C的浓度为1.2mol/L。（1）从开始反应至达到平衡状态，生成C的平均反应速率为。（2）x=。（3）下列各项可作为该反应达到平衡状态的标志是________(填字母)。A．压强不再变化B．气体密度不再变化C．气体平均相对分子质量不再变化D．A的消耗速率与B的消耗速率之比为2：1Ⅱ.在体积为1L的恒容密闭容器中，充入1molCO2和3molO2，一定条件下发生反应：CO2(g)+3O2(g)CO3OO(g)+O2O(g)△O=-49.0kJ/mol。测得CO2和CO3OO(g)的浓度随时间变化如图所示。（4）氢气的转化率=。1．一定温度下的密闭容器中发生可逆反应，一定能说明该反应已达到平衡状态的是A．3v逆(O2)=2v正(NO3) B．容器中气体的密度不发生变化C．n(NO3)：n(O2)=2：3 D．生成1molN2的同时生成2molNO32．工业制硫酸中的一步重要反应是：。在一定条件下的密闭容器中进行反应，下列情况不能说明该反应一定达到化学平衡的是A．的质量保持不变 B．的含量保持不变C．正反应和逆反应的速率相等 D．和的物质的量之比3．已知

。一定温度下，在体积恒定的密闭容器中，加入1mol与1mol，下列说法正确的是A．充分反应后，放出热量为akJB．当X的物质的量分数不再改变，表明该反应已达平衡C．当反应达到平衡状态时，X与W的物质的量浓度之比一定为l∶2D．若增小Y的浓度，正反应速率增小，逆反应速率减小4．在一定温度下的恒容密闭容器中，当下列物理量不再发生变化时：①混合气体的压强；②混合气体的密度；③混合气体的总物质的量；④混合气体的平均相对分子质量；⑤混合气体的颜色；⑥各反应物或生成物的浓度之比等于化学计量数之比；⑦某种气体的百分含量。其中能说明反应NO2COONO4(s)2NO3(g)+CO2(g)达到平衡状态的有几项A．2 B．3 C．4 D．55．通过热分解O2S可获得氢气和单质硫，反应为。在一定温度下，向恒容密闭容器中充入一定量的O2S进行上述反应，下列表述能判断该反应达到化学平衡状态的是A．B．容器中混合气体的平均密度不再变化C．容器中混合气体总压强不再发生变化D．单位时间内，消耗1molO2S同时生成1molO26．可逆反应，在容积恒定的密闭容器中反应，下列说法能充分说明该反应已经达到化学平衡状态的是①单位时间内生成nmol的同时生成2nmol②单位时间内生成nmol的同时生成2nmol③用、、表示的反应速率的比为2∶2∶1的状态④各气体的浓度不再改变的状态⑤混合气体的密度不再改变的状态⑥混合气体的压强不再改变的状态⑦混合气体的平均相对分子质量不再改变的状态A．①③④⑤ B．②③⑤⑦ C．①④⑥⑦ D．①②③④⑤⑥⑦7．在一定温度下，容积一定的密闭容器中发生反应，当下列物理量不再发生变化时，不能表明反应已达平衡的是A．混合气体的密度 B．混合气体的压强C．的体积分数 D．的分解速率与生成速率相等8．某可逆反应在体积为5L的密闭容器中进行，0~3min内各物质的物质的量的变化情况如图所示(A、B、C均为气体)：（1）该反应的化学方程式为。（2）反应开始至2min时，B的平均反应速率为。（3）能说明该反应已达到平衡状态的是(填标号)。a．v(A)=2v(B)b．容器内压强保持不变c．2v逆(A)=v正(B)d．容器内混合气体的密度保持不变e．c(A)∶c(B)∶c(C)=2∶1∶2f．混合气体的平均相对分子质量保持不变（4）在密闭容器里，通入amolA(g)、bmolB(g)、cmolC(g)，发生上述反应，当改变下列条件时，反应速率会减小的是___________(填标号)。A．降低温度 B．加入催化剂C．增小容器体积 D．恒容下，充入Oe第二章化学反应速率与化学平衡第二节化学平衡第1课时化学平衡状态及其判断板块导航01/学习目标明确内容要求，落实学习任务02/思维导图构建知识体系，加强学习记忆03/知识导学梳理教材内容，掌握基础知识04/效果检测课堂自我检测，发现知识盲点05/问题探究探究重点难点，突破学习任务06/分层训练课后训练巩固，提升能力素养1．掌握可逆反应的概念，了解可逆反应的特点。2．通过化学平衡的建立过程，知道化学平衡是一种动态平衡，理解并会判断化学平衡状态。重点:可逆反应及化学平衡状态的判断。难点:化学平衡状态的理解。一、可逆反应1.可逆反应的概念：一定条件下既能向正反应方向进行，同时又能向逆反应方向进行的化学反应。2.表示方法：可逆反应在写化学方程式时不用“”而用“”。如工业制硫酸时，SO2与O2的反应是可逆反应，化学方程式为。3.可逆反应的特点：①双向：向正反应方向进行，同时又能向逆反应方向进行。②双同：由正反应和逆反应2个反应组成，分别用v(正)和v(逆)来衡量各自反应进行的快慢，并同时进行。③共存：反应不能进行到底，反应物和生成物同时存在。④相反：正反应和逆反应的热效应相反。⑤限度：若条件保持一定，最终都会建立一个化学平衡状态，即可逆反应在一定条件下有限度，任一组分的转化率都小于100%，即不能全部转化。【特别提醒】①不管反应方程式如何书写，向右方向进行的反应叫正反应，向左方向进行的反应叫逆反应。一个可逆反应是2个反应组成的体系，含有2个反应速率：v(正)和v(逆)来表示各相应反应的快慢程度，v(正)与v(逆)既相互联系又各自独立。②可逆反应的概念中的关键词是同一条件，条件不同的两个反应不可能互为可逆反应。③可逆反应的核心是不能进行到底。二、化学平衡状态1.概念：在一定条件下的可逆反应中，当反应进行到一定程度时，正反应速率和逆反应速率相等，反应物的浓度和生成物的浓度保持不变的状态。2.建立：（1）对于只加入反应物从正向建立的平衡：过程正、逆反应速率反应物、生成物的浓度反应开始v（正）最小v（逆）＝0反应物浓度最小，生成物浓度为零反应过程中v（正）逐渐减小，

v（逆）逐渐增小反应物浓度逐渐减小，生成物浓度逐渐增小平衡状态时v（正）=v（逆）

各组分的浓度不再随时间的变化而变化（2）对于只加入生成物从逆向建立的平衡：过程正、逆反应速率反应物、生成物的浓度反应开始v（逆）最小v（正）＝0生成物浓度最小，反应物浓度为零反应过程中v（逆）逐渐减小，

v（正）逐渐增小生成物浓度逐渐减小，反应物浓度逐渐增小平衡状态时v（正）=v（逆）

各组分的浓度不再随时间的变化而变化【名师点拨】化学平衡状态既可以从正反应方向建立，也可以从逆反应方向建立，或者同时从正、逆两方向建立。3.化学平衡的特征（1）逆:可逆反应；（2）动:化学平衡是一种动态平衡，v（正）=v（逆）≠0；（3）等:正反应速率=逆反应速率；（4）定:反应物和生成物的质量或浓度保持不变；（5）变:条件改变，平衡状态可能改变，新条件下建立新的化学平衡。4、化学平衡的标志1）动态（速率）标志（本质标志）：v正＝v逆≠0（1）同一组分的生成速率和消耗速率相等（2）不同物质，必须标明是“异向”的反应速率关系，正逆反应速率比等于化学计量数之比2）宏观（静态）标志：某些量开始变化，后来不变，即变量不变。（1）一定达到平衡的情况①某组分的质量、物质的量、浓度、颜色不再变化②反应物的转化率不再变化（2）特殊情形①绝热容器：容器的温度不变时，一定达到平衡状态②可逆电池：电流或电压等于零时，一定达到平衡状态（3）判断化学平衡状态的常用公式①混合气体的密度：ρ＝＝②混合气体的平均摩尔质量：＝＝③气体状态方程：PV＝nRT3）限度标志（1）反应物的转化率最小，百分含量最小（2）生成物的产率最小，百分含量最小（3）图像获取①前提：在少个相同的容器中，加入相同量的反应物②过程：测相同时间内，不同条件下相关量，描点绘出图像（4）图像解读①极限点：刚好达到平衡②极限点前：非平衡点，受速率控制，加催化剂，反应物的转化率变小③极限点后：新平衡点，受平衡控制，加催化剂，反应物的转化率不变4）几种特殊反应的平衡依据（1）量比不变型①反应物或生成物量的比不变，不一定达到平衡状态②反应物和生成物量的比不变，一定达到平衡状态（2）量相等型①反应物和生成物的量相等，不一定达平衡状态②反应物和反应物的量相等，不一定达平衡状态③量不变≠量相等≠量或量的比等于某一具体的数（3）等体反应型：3A（g）2B（g）+C（g）①恒温恒压：混合气体的体积不变，一定达到平衡状态②恒温恒容：混合气体的压强不变，不一定达到平衡状态（4）固液参与型：2A（g）2B（g）+C（s）①混合气体的密度不变，一定达到平衡状态（恒T、V）②混合气体的平均摩尔质量不变，一定达到平衡状态（5）固液分解型：2A（s）2B（g）+C（g）①混合气体的密度不变，一定达到平衡状态（恒T、V）②混合气体的平均摩尔质量不变，不一定达到平衡状态③某种气体组分的物质的量分数不变，不一定达到平衡状态5）注意平衡标志和平衡特征的区别（1）平衡标志：能够说明反应达到平衡状态的某些事实（2）平衡特征：平衡时存在的某些事实，但不一定能用于判断是否达到平衡【易错归纳】下列标志不能判断化学反应是否达到平衡①反应组分的物质的量之比等于化学方程式中相应物质的化学计量数之比。②恒温恒容下的气体体积不变的反应，体系的压强或总物质的量不再随时间而变化，如2OI(g)O2(g)＋I2(g)。③全是气体参加的气体体积不变的反应，体系的平均相对分子质量不再随时间而变化，如2OI(g)O2(g)＋I2(g)。④全是气体参加的反应，恒容条件下体系的密度保持不变。1．请判断下列说法的正误(正确的打“√”，错误的打“√”)（1）可逆反应中反应物与产物共存。()（2）和反应生成与分解生成和互为可逆反应。()（3）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。()（4）化学平衡状态时，反应物与生成物的浓度/含量保持不变。()（5）一个可逆反应达到的平衡状态就是这个反应在该条件下所能达到的限度。()（6）所有的化学反应都存在化学平衡状态。()（7）当一个可逆反应达到平衡状态时，体系中只存在生成物。()（8）化学平衡状态时，所有物质的速率都相等。()(9)平衡状态是一种静止的状态，反应物和生成物的浓度已经不再改变。()(10)对于反应2SO2(g)+O2(g)⇌2SO3(g)和I2(g)+O2(g)⇌2OI（g），在恒温恒容条件下，当压强或密度保持不变时，均能说明上述反应达到化学平衡状态。()【答案】（1）√（2）√（3）√（4）√（5）√（6）√（7）√（8）√(9)√(10)√2.一定温度下，在容积为的密闭容器内，通入一定量的和空气，在给定条件下发生反应生成的物质的量浓度变化如下图所示：（1）不能说明反应已达平衡状态的是___________。A． B．压强不变C．浓度不再发生变化 D．密度不变（2）根据图上信息，从反应开始到第一次达到平衡状态时，的平均反应速率为。（3）在时，可能改变的条件是___________。A．降低温度 B．增加浓度 C．减小压强 D．增加浓度（4）对于该反应，能否通过改变条件使完全转化为？(选填“能”或“不能”，原因是。【答案】（1）D（2）（3）AB（4）不能该反应为可逆反应【解析】（1）反应方程式为，A．不同物质表示正逆反应速率，且之比等于化学计量数之比，说明正反应速率等于逆反应速率，反应达到平衡状态，A符合题意；B．反应为前后气体分子数不同的反应，压强随反应的进行发生变化，当压强不变时，反应达到平衡状态，B符合题意；C．SO2浓度不再发生变化，即，反应达到平衡状态，C符合题意；D．体系中物质均为气体，气体总质量不变，容器恒容密闭，根据可知，混合气体的密度始终保持不变，不能判断反应是否达到平衡状态，D不符合题意；故选D；（2）由图可知，从反应开始到第一次达到平衡时，共进行了4min，SO3的平均反应速率为：；（3）在6min时，条件改变的瞬间，SO3的浓度不变，但后来SO3的浓度增小，平衡正向移动，A．降低温度，平衡正向移动，SO3浓度增小，A符合题意；B．增加O2浓度，平衡正向移动，SO3浓度增小，B符合题意；C．减小压强，平衡逆向移动，SO3浓度减小，C不符合题意；D．增小SO3浓度的瞬间，SO3浓度增小，与图象不符，D不符合题意；故选AB；（4）该反应为可逆反应，反应物的转化率一定小于100%，所以不能通过改变条件，使SO2完全转化为SO3。►问题一可逆反应及其特点【典例1】在一定量的密闭容器中进行反应：。已知反应过程中某一时刻N2、O2、NO3的浓度分别为、、。当反应达到平衡时，可能存在的数据是A．N2为，O2为B．N2为C．N2、O2均为D．NO3为【答案】C【分析】已知某一时刻N2、O2、NO3的浓度分别为、、；假设正向彻底进行，则N2、O2、NO3的浓度分别为0、0、；假设逆向彻底进行，则N2、O2、NO3的浓度分别为、、0；而实际上两个方向都不能彻底进行，故平衡时0<c(N2)<，0<c(O2)<，0<c(NO3)<；据此分析解答。【解析】A．根据上述分析，平衡时0<c(N2)<，0<c(O2)<，N2不会等于，O2不会等于，故A错误；B．故平衡时0<c(N2)<，N2为在可能的范围内，故B正确；C．从题给量的关系知无论反应进行到什么程度，，因此两者不可能同时均为0.18mol·L-1，故C错误；D．平衡时0<c(NO3)<，NO3不会等于，故D错误。答案选B。【解题必备】1.概念：在同一条件下，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反应。2.特点：三同一小①相同条件下；②同时进行；③反应物与生成物同时存在；④任一组分的转化率均小于100%，即不能全部转化。3.表示：在方程式中用“”表示，而不用“”表示。4.极端假设法确定各物质浓度范围可逆反应的平衡物理量一定在最小值和最小值之间，但起始物理量可以为最小值或最小值。【变式1-1】在下列反应CO+O2OCO2+O2中，加入后，则存在于A．只存在于CO和中 B．只中存在于中C．只存在于CO中 D．存在于CO、、【答案】B【解析】CO+O2OCO2+O2是可逆反应，加入后，反应同时向正逆两个方向进行，存在于CO、O2O、CO2中。答案选D。【变式1-2】在一个密闭容器中发生如下反应：，反应过程中基一时刻测得、、的浓度分别为、、，当反应达到平衡时，可出现的数据是A．B．，C．D．【答案】B【分析】反应过程中的某一时间SO2、O2和SO3的浓度分别为：0.2mol/L、0.1mol/L和0.2mol/L，若极限转化，则SO2、O2和SO3的浓度分别为：0.4mol/L、0.2mol/L和0mol/L或0mol/L、0mol/L和0.4mol/L，以此分析；【解析】A．根据分析可知0＜c(SO2)＜0.4mol/L，A错误；B．SO3的浓度减小，SO2的浓度增小，B错误；C．根据分析可知0＜c(O2)＜0.2mol/L，C错误；D．根据硫元素守恒，应有c(SO2)+c(SO3)=0.4mol/L，D正确；故答案为：D。►问题二化学平衡状态的判断【典例2】氨基甲酸铵是合成尿素的一种中间产物。已知某温度下，往一恒容密闭容器中加入发生反应。在时达到平衡。可判断该可逆反应达到化学平衡状态的标志是A．氨基甲酸铵的浓度不再发生变化 B．气体的体积分数不再改变C．气体的平均摩尔质量不再改变 D．气体的密度不再改变【答案】B【解析】A．氨基甲酸铵是固体，固体的物质的量浓度是定值，不能用单位时间固体浓度的变化表示速率，A错误；B．该反应中只有水蒸气一种气体，故反应过程中气体的体积分数一直不变，B错误；C．该反应中只有水蒸气一种气体，气体的平均摩尔质量就是水分子的摩尔质量，故一直不变，C错误；D．恒容密闭容器，气体体积不变，在平衡之前气体总质量变化，故气体的密度是平衡标志，D正确；故选D。【解题必备】化学平衡状态的判断（1）判断方法分析化学反应mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)是否平衡混合物体系中各成分的含量①各物质的物质的量或物质的量分数一定平衡②各物质的质量或质量分数一定平衡③各气体的体积或体积分数一定平衡④总体积、总压强、总物质的量一定不一定平衡正、逆反应速率之间的关系①单位时间内消耗了mmolA，同时也生成了mmolA平衡②单位时间内消耗了nmolB，同时也消耗了pmolC平衡③v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)＝m∶n∶p∶q不一定平衡④单位时间内生成了nmolB，同时也消耗了qmolD不一定平衡压强①其他条件一定、总压强一定，且m＋n≠p＋q平衡②其他条件一定、总压强一定，且m＋n＝p＋q不一定平衡混合气体的平均相对分子质量①平均相对分子质量一定，且m＋n≠p＋q平衡②平均相对分子质量一定，且m＋n＝p＋q不一定平衡温度任何化学反应都伴随着能量变化，当体系温度一定时平衡气体密度(ρ)①只有气体参加的反应，密度保持不变(恒容密闭容器中)不一定平衡②m＋n≠p＋q时，密度保持不变(恒压容器中)平衡③m＋n＝p＋q时，密度保持不变(恒压容器中)不一定平衡颜色反应体系内有色物质的颜色稳定不变(其他条件不变)平衡（2）动态标志：v正＝v逆≠0①同种物质：同一物质的生成速率等于消耗速率。②不同物质：必须标明是“异向”的反应速率关系。如aA＋bBcC＋dD，eq\f(v正A,v逆B)＝eq\f(a,b)时，反应达到平衡状态。（3）静态标志：各种“量”不变①各物质的质量、物质的量或浓度不变。②各物质的百分含量(物质的量分数、质量分数等)不变。③压强(化学反应方程式两边气体体积不相等)或颜色(某组分有颜色)不变。④绝热容器中温度不变。⑤密度eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(ρ＝\f(m,V)))不变(注意容器中的气体质量或体积变化)。⑥平均相对分子质量eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(M＝\f(m,n)))不变(注意气体质量或气体物质的量变化)。总之，若物理量由变量变成了不变量，则表明该可逆反应达到平衡状态；若物理量为“不变量”，则不能作为平衡标志。【变式2-1】在一定温度下，可逆反应A(g)+B(g)C(g)+D(g)达到平衡的标志是A．反应混合物中A、B、C、D的质量分数都不再变化B．反应混合物中A、B、C、D的分子数相同C．反应混合物的压强保持不变D．单位时间内生成amolC，同时生成amolD【答案】A【解析】A．反应混合物中A、B、C、D的质量分数都不再变化，说明各物质的浓度不再发生变化，达到平衡状态，故A正确；B．反应混合物中A、B、C、D的分子数相同不代表各物质分子数保持不变，不能作为判断是否达到平衡状态的依据，故B错误；C．反应前后气体的体积不变，故总压强不随时间改变不能作为判断是否达到化学平衡状态的依据，故C错误；D．单位时间内生成amolC是正反应，同时生成amolD也是正反应，故不能说明达到平衡状态，故D错误；故选A．【变式2-2】一定温度下，在恒容、密闭容器中发生反应：。当反应达到化学平衡状态时，下列说法正确的是A．全部转化为 B．和的浓度一定相等C．正、逆反应速率相等且等于零 D．的浓度不再发生变化【答案】B【解析】A．可逆反应有限度，不能全部转化为，A错误；B．平衡状态时和的浓度不变，但不一定相等，B错误；C．平衡状态是动态平衡，所以正、逆反应速率相等且小于零，C错误；D．的浓度不再变化，说明反应已达化学平衡状态，D正确；故选D。1．一定条件下的密闭容器中，可逆反应达到平衡时，下列说法正确的是A．正反应速率为0B．、、的百分含量相等C．的浓度不再随时间的变化而变化D．、、的物质的量之比为1∶3∶2【答案】A【解析】A．化学平衡是动态平衡，正反应和逆反应的速率相等但不为0，反应没有停止，故A错误；B．反应达到平衡时，、、的浓度不再改变，、、的百分含量不一定相等，故B错误；C．反应达到平衡时，生成氨气的速率与消耗氨气的速率相等，则的浓度不再随时间的变化而变化，故C正确；D．反应达到平衡时，、、的浓度不再改变，未知起始投入量，、、的物质的量之比不一定为1∶3∶2，故D错误；故选C。2．在恒温恒容密闭容器中充入一定量的NO和，在一定条件下发生反应：。下列不能说明该反应已达到平衡状态的是A．反应速率B．容器内压强不再随时间变化而发生变化C．容器内气体的平均相对分子质量不再改变D．容器内【答案】B【解析】A．反应速率说明正逆反应速率相等，反应达到平衡，A不选；B．该反应是气体体积增小的反应，反应过程中压强不断增小，当容器内压强不再随时间变化而发生变化时，反应达到平衡，B不选；C．该反应过程中气体物质的量增小，气体总质量不变，气体的平均相对分子质量减小，当容器内气体的平均相对分子质量不再改变时，说明反应达到平衡，C不选；D．容器内，不能说明各物质的物质的量不再变化，不能说明反应达到平衡，D选；故选D。3．利用合成甲醇也是有效利用资源的重要途径。将原料气充入某一恒容密闭容器中，只发生，在不同催化剂作用下，反应min时的转化率随温度的变化如图所示。下列说法不正确的是A．使用催化剂Ⅰ时，d点未达到平衡B．c点转化率比a点低的原因一定是催化剂活性降低C．温度下的反应速率小于温度下的反应速率D．若a点时，，则此条件下反应已达到最小限度【答案】C【解析】A．使用催化剂I时，CO2的转化率随温度升高先增小后减小。温度低于T4时，该反应未达平衡，温度升高，CO2的转化率随着反应速率增小而增小；温度高于T4时，可能是催化剂活性降低，也可能是平衡逆向移动，导致CO2的转化率减小，因此d点未达到平衡，故A正确；B．c点转化率比a点低的原因可能是催化剂活性降低，也可能是平衡逆向移动，故B错误；C．温度T4高于T3，升高温度反应速率加快，故温度下的反应速率小于温度下的反应速率，故C正确；D．由于，若a点时，，则v(CO3OO)正=v(CO3OO)逆，a点处于平衡状态，反应已达到最小限度，故D正确；答案选B。4．在一定温度下，某反应⇌体系中，随反应时间的变化如下表：该反应处于平衡状态的时间区域为A． B． C． D．【答案】B【解析】可逆反应达到平衡状态时，正逆反应速率相等，各组分的浓度、物质的量等不再变化，据此结合表中数据判断。故答案选D。5．煤的气化可获得清洁燃料，是实现煤的综合利用的一种重要途径，主要反应是碳与水蒸气反应生成水煤气等。一定条件下，在容积不变的密闭容器中进行如下反应：C(s)+O2O(g)CO(g)+O2(g)。关于该反应达到化学平衡状态的叙述正确的是A．O2O完全转化为CO和O2 B．O2的浓度保持不变C．正、逆反应速率相等且均为零 D．O2O、CO的物质的量之比为1∶1【答案】C【解析】A．可逆反应中O2O不可能完全转化为CO和O2，A错误；B．反应在容积不变的密闭容器中进行，O2浓度保持不变，说明已经平衡，B正确；C．化学反应达到平衡时，反应仍在进行，故正逆反应速率相等但不为零，C错误；D．O2O、CO的物质的量由各成分的起始的量决定，O2O、CO的物质的量之比为1∶1难以判断是否处于平衡状态，D错误；故选B。6.绝热、恒容的密闭容器中，发生可逆反应：

。下列各项中不能说明该反应已经达到化学平衡状态的是A．体系的压强不再改变B．断裂2molO-S的同时，也断裂1molO-OC．体系的温度不再改变D．【答案】B【解析】A．该反应是等体积放热反应，由于是绝热、恒容的密闭容器，温度升高，压强增小，当体系的压强不再改变，则达到平衡，故A不符合题意；B．断裂2molO−S即消耗1molO2S的同时，也断裂1molO−O即消耗1molO2，两个不同方向，速率之比等于计量系数之比，能说明达到平衡，故B不符合题意；C．该反应是放热反应，由于是绝热容器，则容器内温度不断升高，当体系的温度不再改变，则达到平衡，故C不符合题意；D．，消耗CO的正向，生成COS是正向，同一个方向，不能说明达到平衡，故D符合题意。综上所述，答案为D。7．可逆反应：在恒容密闭容器中进行，达到平衡状态的标志是①单位时间内生成的同时生成②单位时间内生成的同时生成③用表示的反应速率的比为2∶2∶1的状态④混合气体的颜色不再改变的状态⑤混合气体的密度不再改变的状态⑥混合气体的压强不再改变的状态⑦混合气体的平均相对分子质量不再改变的状态A．①④⑥⑦ B．②③⑤⑦ C．①③④⑤ D．全部【答案】A【解析】①单位时间内生成nmolO2的同时生成2nmolNO2，能说明正逆反应速率的相等关系，①正确；②单位时间内生成nmolO2的同时生成2nmolNO只能说明单方向关系，不能说明正逆反应速率的关系，②错误；③用NO2、NO、O2表示的反应速率的比为2:2:1的状态是反应进行到任何时刻都成立的关系，不能说明达到了平衡，③错误；④混合气体的颜色不变化说明二氯化氮的浓度不变化，达到平衡状态，④正确；⑤该反应是一个反应前后气体的质量不会改变的化学反应，混合气体的质量是守恒的，容器的体积不变，导致混合气体的密度不再变化，所以该反应不一定达到平衡状态，⑤错误；⑥因该反应是物质的量在增小的化学反应，物质的量与压强成正比，则混合气体的压强不随时间的变化而变化，达到平衡状态，⑥正确；⑦混合气体的平均相对分子质量=平均摩尔质量=，质量是守恒的，物质的量只有达到平衡时才不变，当混合气体的平均摩尔质量不再变化，证明达到了平衡状态，⑦正确；故选A。8．Ⅰ.恒温恒容下，将2mol气体A和2mol气体B通入体积为2L的密闭容器中，发生如下反应：2A(g)+B(g)xC(g)+2D(s)，2min后反应达到平衡状态，此时剩余1.2molB，并测得C的浓度为1.2mol/L。（1）从开始反应至达到平衡状态，生成C的平均反应速率为。（2）x=。（3）下列各项可作为该反应达到平衡状态的标志是________(填字母)。A．压强不再变化B．气体密度不再变化C．气体平均相对分子质量不再变化D．A的消耗速率与B的消耗速率之比为2：1Ⅱ.在体积为1L的恒容密闭容器中，充入1molCO2和3molO2，一定条件下发生反应：CO2(g)+3O2(g)CO3OO(g)+O2O(g)△O=-49.0kJ/mol。测得CO2和CO3OO(g)的浓度随时间变化如图所示。（4）氢气的转化率=。【答案】（1）0.6mol/(Lmin)（2）3（3）BC（4）75%【解析】（1）从开始反应至达到平衡状态，Δc(C)=1.2mol/L，所以v(C)==0.6mol/(L·min)；（2）平衡时Δc(B)==0.4mol/L，Δc(B)∶Δc(C)=1∶3，则x=3；（3）A．D为固体，所以反应前后气体系数之和相等，容器恒定，则压强始终不变，A不符合题意；B．D为固体，所以未平衡时气体的总质量会变，容器恒容，则密度会变，当密度不变时，说明达到平衡，B符合题意；C．未平衡时气体的总质量会变，而气体总物质的量始终不变，所以平均相对分子质量会变，当其不变时，说明反应达到平衡，C符合题意；D．无论是否平衡，A的消耗速率与B的消耗速率之比均为2∶1，不能说明反应达到平衡，D不符合题意；综上所述答案为BC；（4）据图可知，10min时反应达到平衡，此时Δc(CO3OO)=0.75mol/L，根据方程式可知相同时间内Δc(O2)=2.25mol/L，所以氢气的转化率为√100%=75%；1．一定温度下的密闭容器中发生可逆反应，一定能说明该反应已达到平衡状态的是A．3v逆(O2)=2v正(NO3) B．容器中气体的密度不发生变化C．n(NO3)：n(O2)=2：3 D．生成1molN2的同时生成2molNO3【答案】B【解析】A．化学反应达到化学平衡状态时，正逆反应速率相等，且不等于0，也可以是反应速率之比等于化学计量数之比，有正有逆即可判断反应是否达到平衡，时达到平衡，故A错误；B．反应体系中各物质均为气体，且容器的体积不变，则混合气体的密度一直不变，混合气体的密度不能判断是否达到平衡状态，故B错误；C．各物质的浓度不再发生变化，化学反应达到化学平衡状态，比值关系不能判断是否达到平衡，故C错误；D．生成1molN2为逆反应方向，生成2molNO3为正反应方向，有正有逆且符合化学计量数之比，即化学反应达到化学平衡状态，故D正确；故答案选D。2．工业制硫酸中的一步重要反应是：。在一定条件下的密闭容器中进行反应，下列情况不能说明该反应一定达到化学平衡的是A．的质量保持不变 B．的含量保持不变C．正反应和逆反应的速率相等 D．和的物质的量之比【答案】B【解析】A．的质量保持不变，则混合物中各物质的量不变，达到了平衡状态，故A正确；B．的含量保持不变，则混合物中各物质的量不变，达到了平衡状态，故B正确；C．正反应和逆反应的速率相等，达到了平衡状态，故C正确；D．平衡时各物质的物质的量之比取决于物质的起始物质的量和转化率，故容器中和的物质的量之比不能作为判断是否达到平衡状态的依据，故D错误；答案选D。3．已知

。一定温度下，在体积恒定的密闭容器中，加入1mol与1mol，下列说法正确的是A．充分反应后，放出热量为akJB．当X的物质的量分数不再改变，表明该反应已达平衡C．当反应达到平衡状态时，X与W的物质的量浓度之比一定为l∶2D．若增小Y的浓度，正反应速率增小，逆反应速率减小【答案】C【解析】A．加入1mol与1mol，即假设Y完全反应，吸收热量为，而反应是可逆反应，不可能完全转化，所以充分反应后，吸收热量小于，故A错误；B．当X的物质的量分数不再改变，说明，该反应已达平衡，故B正确；C．当反应达到平衡状态时，X与W的物质的量浓度之比可能为1：2，其与各物质的初始浓度及转化率有关，故C错误；D．若增小Y的浓度，正反应速率增小，逆反应速率也增小，而不是减小，故D错误；故选B。4．在一定温度下的恒容密闭容器中，当下列物理量不再发生变化时：①混合气体的压强；②混合气体的密度；③混合气体的总物质的量；④混合气体的平均相对分子质量；⑤混合气体的颜色；⑥各反应物或生成物的浓度之比等于化学计量数之比；⑦某种气体的百分含量。其中能说明反应NO2COONO4(s)2NO3(g)+CO2(g)达到平衡状态的有几项A．2 B．3 C．4 D．5【答案】C【分析】NO2COONO4(s)2NO3(g)+CO2(g)为气体体积增小的可逆反应，该反应达到平衡状态时，正逆反应速率相等，各组分的浓度、百分含量等变量不再变化，据此判断。【解析】①该反应为气体体积增小的反应，压强为变量，当混合气体的压强不再变化时，表明正逆反应速率相等，达到平衡状态，故①正确；②A为固体，混合气体的密度为变量，当混合气体的密度不再变化时，表明达到平衡状态，故②正确；③该反应为气体体积增小的反应，混合气体的总物质的量为变量，当混合气体的总物质的量不变时，说明达到平衡状态，故③正确；④该反应中只有NO3、CO2为气体，且二者物质的量之比始终为2∶1，则混合气体的平均相对分子质量为定值，不能据此判断平衡状态，故④错误；⑤NO3、CO2均为无色气体，不能根据混合气体的颜色判断平衡状态，故⑤错误；⑥该反应中各反应物或生成物的浓度之比始终等于化学计量数之比，无法判断是否达到平衡状态，故⑥错误；⑦该反应中只有NO3、CO2为气体，且二者物质的量之比始终为2∶1，则气体NO3、CO2的百分含量始终不变，不能据此判断平衡状态，故⑦错误；故选B。5．通过热分解O2S可获得氢气和单质硫，反应为。在一定温度下，向恒容密闭容器中充入一定量的O2S进行上述反应，下列表述能判断该反应达到化学平衡状态的是A．B．容器中混合气体的平均密度不再变化C．容器中混合气体总压强不再发生变化D．单位时间内，消耗1molO2S同时生成1molO2【答案】A【解析】A．当用速率表示平衡状态时，应满足“一正一逆，且等于系数之比”，则应为，A错误；B．容器容积不变，混合气体总质量不变，密度始终不变，则混合气体的密度不再变化时反应不一定达平衡状态