化学平衡状态的建立（原卷版）-2024年人教版新高二化学复习讲义+习题

第07讲化学平衡状态的建立

I颜羽目标

1.变化观念与平衡思想：从可逆反应化学平衡状态的建立过程，认识化学平衡是一种动态平衡。

2.证据推理与模型认知：熟知化学平衡状态的特征，建立化学平衡状态判断方法的思维模型。

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可逆反应-

-特征

化学平衡状

化学平

态的建立

衡状态

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等

"化学平衡状态动

化学平I11

衡状态

变

的建立

用本质特

正反应速率与逆反应速率相等

征判断

化学平衡

用宏观特反应混合物中各组成成分的浓

状态的判

征判断度、含量保持不变

断方法

用"总压强、混合气体的密度、平均

摩尔质量"判断平衡状态的注意事项

一、化学平衡状态的建立

1.可逆反应

(1)概念：在相同条件下，既能向方向进行,又能向方向进行的反应O

(2)特征

一指可逆反应分为方向相反的两个方向:

J正反应方向和逆反应方向

双同性一指正、逆反应是在祖回条件下，同时进行

指反应物的转化率小于100%,反应物与

生成物共存

2.化学平衡状态的建立

|W1温、图压4

在一定条件下的容积不变的密闭容器中，合成氨反应如下:N+3H-2NH

22催化剂3

如图1所示，N2与H2发生反应。随着反应的进行，体系中N2和H2的浓度逐渐，V正逐渐,

而NH3的浓度逐渐，V逆逐渐,九时刻，它们的浓度不再改变，VJEV逆，反应达到平衡。

如图2所示，NH3发生分解反应。随着反应的进行，体系中NH3的浓度逐渐,V逆逐渐，而

N2和H2的浓度逐渐,VIE逐渐,e时刻起，它们的浓度不再改变，V正—V逆，反应达到平衡。

通过上述两例说明，平衡的建立与建立的途径无关。

3.化学平衡状态的概念

在一定条件下的可逆反应，当正、逆反应的速率时，反应物和生成物的均保持不变，即体

系的组成不随时间而改变,这表明该反应中物质的转化达到了“限度”，这时的状态我们称之为化学平衡状态,

简称化学平衡。

4.化学平衡状态的特征

—研究对象为可逆反应

—正、逆化学反应速率粗笠，即仁“逆

--化学平衡是动态平衡，即，=u逆比0

—平衡混合物中，各组分的浓度保持二定

——外界条件改变，化学平衡状态可能发生改变

二、化学平衡状态的判断方法

1S.用本质特征判断

判断依据：正反应速率与逆反应速率相等，即丫止=丫逆。

(1)同一种物质：该物质的速率等于它的速率。

(2)不同的物质：速率之比等于化学方程式中各物质的之比，但必须是方向的速率。

2.用宏观特征判断

判断依据：反应混合物中各组成成分的浓度、含量保持不变。

(1)各组成成分的、、、体积(气体)、均保持不变。

(2)各组成成分的、、气体的体积分数均保持不变。

(3)反应物的、产物的保持不变。

3.用“总压强、混合气体的密度、平均摩尔质量”判断平衡状态的注意事项

(1)恒温恒容条件下，用“总压强、平均摩尔质量”判断平衡状态时，要特别关注反应前后气体分子总数的变

化，如：

mA(g)+wB(g)—pC(g)+qD(g)是否平衡

当机+历力+夕时，总压强一定(其他条件一定)—

压强

当m+n^p+q时，总压强一定(其他条件一定)—

混合气体当小+〃初+q时，M一定

的17

当m+n=p+q时，M一定

(2)恒温恒容条件下，用“混合气体的密度”判断平衡状态时，要特别关注反应前后是否有非气态物质参与反

应，如

关注各物质的状态是否平衡

C(s)+CO2(g)=2co(g)(p一定)—

密度N2(g)+3H2(g)一2NH3(g)S一定)—

H2(g)+I2(g)02HI(g)(p一定)—

信考点睛舔

考点01可逆反应的理解

【例11下列反应属于可逆反应的是

A.盐酸与NaOH溶液的中和反应

B.CuSC>4吸水形成晶体蓝矶的反应与蓝矶受热失去水分生成CuSC)4的反应

C.Cl?溶于水

D.Na2。溶于水

【变式1-1］对于反应HZ+UF-HI,下列有关说法错误的是

A.该反应同时向生成HI和生成的方向进行

B.该反应的H?与HI不可能同时存在同一个反应体系中

C.该反应中生成HI的反应与生成H2的反应的条件相同

D.该反应中H?不可能全部转化为Hl

【变式1-2】对SCh、NOx、CO2和CO进行回收利用是节能减排的重要课题。某温度下，向恒容密闭容器

中充入NO?、SO2发生反应：NO2(g)+SO2(g)-S03(g)+N0(g)o向容器中充入S*Ch和NO2,证明NO2、SO2

的反应是可逆反应的是

A.每消耗ImolNCh同时消耗ImolSOs

B.一段时间后容器中存在SI8O3

C.一段时间后容器中存在Ni8Ch

D.一段时间后SO3的浓度保持不变

考点02化学平衡状态的含义

【例2】下列说法中不正确的是()

A.当一个可逆反应达到平衡状态时，就是这个反应在该条件下所能达到的限度

B.当一个可逆反应达到平衡状态时，这个反应的正反应速率和逆反应速率相等

C.可以通过控制反应条件，使2moiSO2与1molCh反应生成2moiSO3

D.化学反应的限度可以通过改变条件来改变

【变式2-1】可逆反应达到平衡的重要特征是()

A.反应停止了

B.正、逆反应的速率均为零

C.正、逆反应都还在继续进行

D.正、逆反应的速率相等

【变式2-2］下列理解不正确的是

A.化学平衡是一个动态平衡

B.化学平衡研究的对象主要是可逆反应

C.化学反应速率是研究化学反应进行的快慢问题，化学平衡是研究化学反应进行的限度问题

D.化学反应达到平衡时，正反应和逆反应速率相等，是对反应中不同物质而言

考点03化学平衡状态的判断

【例3】可逆反应N2+3H2U2NH3在密闭容器中进行一段时间后，达到平衡状态。则下列说法中正确的是

A.用、压不再化合

B.N2、a、NH3浓度不再变化

C.N2、H2、NH3的速率之比为1：3：2

D.改变条件，N2、H2、NH3的浓度也不再变化

【变式3-1］在密闭容器里发生反应：mA(g)+nB(g)pC(g)+qQ(g),当m、n、p、q为任意整数时,达到平

衡的标志是

①体系的压强不再改变②体系的温度不再改变③各组分的浓度不再改变

④各组分的质量分数不再改变⑤反应速率DA：DB：DC：UD=m：n：p：q

⑥单位时间内mmolA断键反应，同时pmolC也断键反应

A.③④⑤⑥B.②③④⑥C.①③④⑤D.①③④⑥

【变式3-2］已知A(s)+2B(g)-3C(g),下列能作为反应达到平衡状态标志的是

A.恒温恒容时，体系的压强不再变化

B.消耗2molB的同时生成3molC

C.2V正(B)=3v逆(C)

D.B、C的物质的量浓度之比等于2:3

了遒关检测

1.反应CmO+H?。COz+H?进行到一定程度时，18。存在于

A.CO和CO?中B.CO、H2O,CO?中

C.CO中D.CO、H2O>CO?、H?中

2.下列反应不息可逆反应的是

A.CO2+H2O=H2CO3和H2CO3=CO2+H2O

占燃

B.2H2。典2H27+O2T和2H2+O22H2。

催化剂催化剂

C.2so2+O22sO3和2SO32so2+O2

AA

AA

D.H2+I2=2HI和2HI=H2+l2

3.汽车尾气污染已成为突出的环境问题。反应2N0+2co*CO2+N2可用于净化汽车尾气。一定条件下，

该反应进行一段时间后，各物质的浓度均不再变化，此时

A.反应完全停止B.反应达到了平衡状态

C.反应物消耗完全D.正反应速率大于逆反应速率

4.在一定温度下，反应A2(g)+B2(g"2AB(g)达到平衡的标志是

A.单位时间内生成nmolA2同时生成nmolAB

B.容器内气体的总物质的量不随时间而变化

C.单位时间内生成nmolAz的同时生成nmolBi

D.单位时间内生成2nmolAB的同时生成nmolB?

5.某可逆反应达到平衡状态时，下列说法不正确的是

A.化学平衡是一种动态平衡，丫正=丫逆力0

B.一定条件下，可逆反应都能达到平衡状态

C.平衡状态时，反应混合物中各组分含量保持不变

D.平衡状态时，反应混合物中各物质的浓度一定相同

6.在一恒温、恒容密闭容器中，发生反应：2A(g)+B(g),C(g)+D(g),下列能表明已达到平衡状态的是

①混合气体的密度不变②单位时间内生成ImolD,同时消耗了2mO1A③混合气体的平均相对分子质量不

变④C的物质的量浓度不变⑤混合气体的压强不变

A.①②③B.③④⑤C.②③④D.①②⑤

7.在一定温度下的容积不变的密闭容器中发生反应：X(g)+2Y(g).—-3Z(g)。下列叙述中，能说明反应已

达到化学平衡状态的是

A.Z的生成速率与Z的分解速率相等

B.单位时间内消耗amolX,同时生成3amolZ

C.容器内的压强不再变化

D.混合气体总的物质的量不再变化

8.对于X(g)+3Y(g)f2Z(g),当生成2moi的Z时，该反应放出akJ能量，一定条件下，将1molX和3mol

Y通入2L的恒容密闭容器中，反应10min,测得Y的物质的量为2.4mol。下列说法正确的是

A.10min内，Y的平均反应速率为0.06mol/(L-min)

B.第10min时，X的反应速率为0.01mol/(L-min)

C.10min内，X和Y反应放出的热量为akJ

D.达到化学平衡状态时，正反应速率等于逆反应速率，且两者速率均大于零

9.可逆反应2NCh(g)2NO(g)+Ch(g)在恒容密闭容器中进行：

①单位时间内生成nmolCh的同时，生成2nmolNCh

②单位时间内生成nmolO2的同时，生成2nmolNO

③用NO2>NO和O2的物质的量浓度变化表示的反应速率之比为2：2：1

④混合气体的颜色不再改变

⑤混合气体的密度不再改变

⑥混合气体的压强不再改变

⑦混合气体的平均相对分子质量不再改变

可说明该反应达到化学平衡状态的是

A.①④⑥⑦B.②③④⑥

C.①④⑤⑦D.①②⑥⑦

10.下列能说明恒温恒容密闭容器中的反应：P(g)+Q(g)hR(g)+S(g)已达到平衡状态的是

A.反应容器内压强不随时间变化

B.反应容器内气体的总物质的量不随时间变化

C.P和S的生成速率相等

D.容器内P、Q、R、S的物质的量浓度之比为

11.汽车尾气系统中的催化转化器，可有效降低尾气中的CO、NO和N02等向大气的排放。在催化转化器

的前半部发生的反应为2co(g)+2N0(g).2co2(g)+N2(g)。下列有关叙述正确的是

A.反应达平衡时，正、逆反应速率均为零

B.使用合适的催化剂，反应速率会加快

C.升高温度，反应速率可能减慢

D.反应达平衡时，尾气中CCh、N2的浓度之比为2：1

12.在一定温度下，体积一定的密闭容器中可逆反应3Fe(s)+4H2O(g)=Fe3O4(s)+4H2(g)达到平衡的标志

是()

A.容器内混合气体的密度不再变化

B.断裂2molO-H的同时形成ImolH-H

C.容器内混合气体的压强不再变化

D.消耗3molFe的同时生成lmolFe3O4

13.在密闭容器中进行反应：X2(g)+3Y2(g)U2Z(g),其中X2、Y2、Z的起始浓度分别为0」mol-L\0.4mol.L-1,

0.2moLL-i,在一定条件下，当反应达到平衡时，各物质的浓度有可能是

1

A.c(Z)=0.4mol-L->B.c(Y2)=0.1mol-L-

1

C.c(X2)=0.2mol-L-