第二节 化学平衡
第1课时 化学平衡状态
【新课探究】
学习任务
课前自主预习
一、相同条件 正反应 逆反应 正反应 逆反应
SO2+H2OH2SO3 相同 同时 小于
二、1.零 减小 减小 增大 增大 保持不变
2.(1)可逆 相等 反应物和生成物的浓度
(2)可逆 相等 = 动态 = ≠ 不变 发生移动
[问题思考] (1)提示:化学平衡是动态平衡,18O2的加入会与SO2结合生成含 18O的SO3,同时含 18O的SO3又会分解得到SO2和O2,使SO2中也含有 18O,因此 18O存在于SO2、O2、SO3这三种物质中。
(2)提示:不一定。首先要明确该反应体系中是否有非气体物质参加,再考虑反应前后气体分子数是否相等,然后判断气体平均相对分子质量是否为变量。
(3)提示:若只给出反应物,则是从正反应方向建立平衡;若只给出生成物,则是从逆反应方向建立平衡;若既给出反应物又给出生成物,则是从正逆反应方向同时建立平衡;平衡的建立与途径无关。
知识迁移应用
例1 D [解析] 2SO2(g)+ O2(g) 2SO3(g)
某时刻/(mol·L-1) 0.1 0.05 0.3
逆反应极限转化/(mol·L-1) 0.4 0.2 0
正反应极限转化/(mol·L-1) 0 0 0.4
该反应为可逆反应,物质浓度范围:0若SO3完全反应,则SO2和O2的浓度分别为0.4 mol·L-1、0.2 mol·L-1,三氧化硫不可能完全转化,故A错误;根据分析和硫原子守恒可知c(SO2)+ c(SO3)=0.4 mol·L-1,当SO2、SO3均为0.8 mol·L-1时,0.8 mol·L-1+0.8 mol·L-1>0.4 mol·L-1,故B错误;若二氧化硫和氧气完全反应,SO3的浓度为0.4 mol·L-1,但该反应为可逆反应,达到平衡时SO3的浓度应该小于0.4 mol·L-1,故C错误;若SO3完全反应,则SO2的浓度为0.4 mol·L-1,实际浓度为0.35 mol·L-1,小于0.4 mol·L-1,故D正确。
例2 B [解析] 该反应有固体参与,气体总质量为变量,总体积不变,混合气体的密度不变说明反应达平衡状态,①正确;反应前后气体分子总数相等,容器内气体的压强始终不变,容器内压强不变不能说明反应已达到平衡状态,②错误;反应前后气体分子总数相等,容器内气体的总物质的量始终不变,容器内混合气体总物质的量不变不能说明反应已达到平衡状态,③错误;B的物质的量浓度为变量,当其不变时,说明反应已达到平衡状态,④正确;该反应有固体参与,反应前后气体分子总数相等,则气体总质量为变量,气体总物质的量不变,混合气体的平均相对分子质量为变量,混合气体的平均相对分子质量不变说明反应已达到平衡状态,⑤正确;化学平衡的本质特征为正、逆反应速率相等,结合化学反应速率之比等于化学计量数之比可知,当v正(B)=
2v逆(C)时,说明正逆反应速率相等,说明反应达到平衡状态,⑥正确;B正确。
【课堂评价】
1.(1)× (2)× (3)√ (4)√ (5)×
[解析] (1)处于化学平衡状态时反应物和生成物浓度不再改变,并不是浓度相等。
(2)处于化学平衡状态时反应物和生成物浓度不再改变,并不是浓度之比等于化学计量数之比。
(5)1 mol N≡N断裂的同时,有6 mol N—H形成,反应速率为同一个方向(均为正反应方向),无法判断化学平衡状态。
2.B [解析] 6 s之后氯气的物质的量不再改变,化学反应达到平衡状态,容器内气体总物质的量保持不变,压强不再随时间而改变,A正确;6 s时处于平衡状态,反应不会停止,仍在进行,B错误;8 s时已是平衡状态,反应容器中各物质的浓度不再发生变化,C正确;0~2 s生成氯气0.30 mol,2~4 s生成氯气0.09 mol,可知0~2 s内生成Cl2的平均反应速率大,D正确。
3.B [解析] 如果该反应是一个反应前后气体分子数不变的可逆反应,则体系的压强始终不变,故不能根据压强不再变化判断反应已达到平衡状态,①错误;D是固体,反应前后混合气体的质量不等,容器的容积不变,若体系的密度不变,说明混合气体的总质量不再变化,此时反应达到平衡状态,②正确;各组分的物质的量浓度不再改变,说明该反应达到平衡状态,③正确;反应到达平衡状态时各组分的物质的量不再改变,各组分的质量分数不再改变,此时反应达到平衡状态,④正确;当物质的量之比n(A)∶n(B)∶n(C)∶n(D)=m∶n∶p∶q时,无法确定v正=v逆,故不能判断已达到平衡状态,⑤错误;B正确。
4.(1)①③④⑦ (2)⑤⑦ (3)①③④⑤⑦ (4)①②③④⑦ (5)①②③ (6)②④⑦
[解析] (1)对于反应2SO2(g)+O2(g)2SO3(g):混合气体的压强不变,说明气体的总物质的量不变,反应达到平衡状态,①正确;混合气体的密度一直不变,②错误;混合气体的总物质的量不变,反应达到平衡状态,③正确;混合气体的平均相对分子质量不变,说明气体的总物质的量不变,反应达到平衡状态,④正确;混合气体的颜色一直不变,不能说明反应达到平衡状态,⑤错误;各反应物或生成物的浓度之比等于化学计量数之比时,不能判断反应物或生成物的物质的量是否还会变化,不能说明反应达到平衡状态,⑥错误;某种气体的百分含量不变,说明反应达到平衡状态,⑦正确。
(2)对于反应I2(g)+H2(g)2HI(g):混合气体的压强一直不变,①错误;混合气体的密度一直不变,②错误;混合气体的总物质的量一直不变,③错误;混合气体的平均相对分子质量一直不变,④错误;混合气体的颜色不再变化,即碘蒸气浓度不变,反应达到平衡状态,⑤正确;⑥错误;某种气体的百分含量不变,说明反应达到平衡状态,⑦正确。
(3)对于反应2NO2(g)N2O4(g):混合气体的压强不变,说明气体的总物质的量不变,反应达到平衡状态,①正确;混合气体的密度一直不变,②错误;混合气体的总物质的量不变,反应达到平衡状态,③正确;混合气体的平均相对分子质量不变,说明气体的总物质的量不变,反应达到平衡状态,④正确;混合气体的颜色不再变化,即NO2浓度不变,反应达到平衡状态,⑤正确;⑥错误;某种气体的百分含量不变,说明反应达到平衡状态,⑦正确。
(4)对于反应C(s)+CO2(g)2CO(g):混合气体的压强不变,说明气体的总物质的量不变,反应达到平衡状态,①正确;混合气体的密度不变,说明气体总质量不变,反应达到平衡状态,②正确;混合气体的总物质的量不变,反应达到平衡状态,③正确;混合气体的平均相对分子质量不变,说明气体的总物质的量和总质量不变,反应达到平衡状态,④正确;混合气体的颜色一直不变,不能说明反应达到平衡状态,⑤错误;⑥错误;某种气体的百分含量不变,说明反应达到平衡状态,⑦正确。
(5)对于反应NH2COONH4(s)2NH3(g)+CO2(g):混合气体的压强不变,说明气体的总物质的量不变,反应达到平衡状态,①正确;混合气体的密度不变,说明气体总质量不变,反应达到平衡状态,②正确;混合气体的总物质的量不变,反应达到平衡状态,③正确;混合气体的平均相对分子质量始终不变,④错误;混合气体的颜色一直不变,不能说明反应达到平衡状态,⑤错误;⑥错误;两种气体的体积之比始终不变,因此气体的百分含量始终不变,⑦错误。
(6)对于反应5CO(g)+I2O5(s)5CO2(g)+I2(s):混合气体的压强始终不变,①错误;混合气体的密度不变,说明气体总质量不变,反应达到平衡状态,②正确;混合气体的总物质的量始终不变,③错误;混合气体的平均相对分子质量不变,说明气体的总质量不变,反应达平衡状态,④正确;混合气体的颜色一直不变,不能说明反应达平衡状态,⑤错误;⑥错误;某种气体的百分含量不变,说明反应达到平衡状态,⑦正确。第二节 化学平衡
第1课时 化学平衡状态
1.B [解析] 若反应向正反应方向进行到达平衡,X2、Y2的浓度最小,Z的浓度最大,假定完全反应,则:
X2(g)+ Y2(g) 2Z(g)
开始/(mol·L-1) 0.1 0.3 0.2
变化/(mol·L-1) 0.1 0.1 0.2
平衡/(mol·L-1) 0 0.2 0.4
若反应向逆反应方向进行到达平衡,X2、Y2的浓度最大,Z的浓度最小,假定完全反应,则:
X2(g)+ Y2(g)2Z(g)
开始/(mol·L-1) 0.1 0.3 0.2
变化/(mol·L-1) 0.1 0.1 0.2
平衡/(mol·L-1) 0.2 0.4 0
由于该反应为可逆反应,物质不能完全转化,所以平衡时浓度范围为02.D [解析] 2v(N2)=v(NH3),没有说明反应方向,故不能说明达到平衡,A错误;3n(H2)=2n(NH3),只表示了物质的量的比值,无法判断平衡状态,B错误;容器为容积不变的密闭容器,反应体系全是气体,故气体密度始终不变,不能说明达到平衡,C错误;容器为容积不变的密闭容器,反应前后气体分子数不等,若气体的压强不再改变,说明气体的物质的量不变,能说明反应达平衡状态,D正确。
3.C [解析] 开始投入SO3,逆反应速率大于0,正反应速率为0,图像上v正、v逆标反了,A错误;根据方程式可知SO2比O2生成的多,题图中下面两条线标的物质反了,B错误;据=可知,气体的总质量不变,而反应向逆反应方向进行,n变大,故变小,达到平衡时不再变化,C正确;反应向逆反应方向进行,据ρ=可知,气体的总质量不变,容积固定,ρ始终不变,D错误。
4.C [解析] 达到平衡后,正、逆反应速率相等,不再变化,而图中t1时刻v正最大,之后随反应进行速率发生变化,未到达平衡,A错误;开始到t1时刻,CO2、CO的物质的量的变化量之比不等于1∶1,示意图错误,B错误;该反应是放热反应,在绝热容器中进行,随着反应进行,容器内温度上升,t1时刻之后随反应进行温度不再发生变化,说明反应达到平衡状态,C正确;焓变是定值,不随时间的变化而变化,不能说明反应在t1时刻才达到平衡状态,D错误。
5.C [解析] 反应过程中X与Y的物质的量变化量之比是1∶3,则反应一段时间后,X与Y的物质的量之比不可能仍为1∶1,A错误;达到平衡时,因可逆反应不能反应完全,所以参加反应的X的物质的量小于0.1 mol,反应放出的热量小于0.1a kJ,B错误;恒容条件下,达到平衡后,若向平衡体系中充入稀有气体,不影响反应物和生成物的浓度,反应速率也不变,C正确;
X(g) + 3Y(g) 2Z(g)
起始物质的量/mol 0.3 0.3 0
变化物质的量/mol x 3x 2x
变后物质的量/mol 0.3-x 0.3-3x 2x
X的体积分数为×100%=50%,则X的体积分数始终保持不变,不能说明反应已达到平衡,D错误。
6.B [解析] 向恒压密闭容器中充入2 mol SO2和1 mol O2,反应过程中SO2、O2的物质的量变化量之比是2∶1,则c(SO2)与c(O2)之比始终是2∶1,c(SO2)与c(O2)之比不变,反应不一定达平衡,A错误;反应正向进行,n(SO2)与n(SO3)之比减小,n(SO2)与n(SO3)之比不变,反应达到平衡状态,B正确;恒压密闭容器,混合气体的总压强保持不变,反应不一定达平衡,C错误;单位时间内生成2n mol SO2的同时,生成n mol O2,均表示逆反应,不能判断正逆反应速率是否相等,反应不一定达平衡,D错误。
7.B [解析] 由反应的离子方程式2Fe3++2I-I2+2Fe2+及题给数据知KI过量,因此应通过检验Fe3+是否有剩余判断反应是否具有可逆性;通过检验混合溶液中是否有I2或Fe2+存在确定Fe3+、I-间是否能发生反应,由于Fe2+、Fe3+均可与碱反应且生成的Fe(OH)2极不稳定,故应通过检验有无I2生成确定反应是否发生。根据分析应该通过KSCN溶液来检验Fe3+的存在,证明反应的可逆性,通过淀粉来证明单质碘的存在,证明反应是否发生。
8.D [解析] 这是一个反应前后气体分子数发生变化的反应,恒压条件下,容器容积不再改变,说明达到平衡,A不符合题意;颜色不变,即c(NO2)不变,说明达到平衡,B不符合题意;ρ=,密度不再改变,说明达到平衡,C不符合题意;NO、O2按化学计量数之比投料,反应过程中无论平衡与否,二者物质的量之比始终为化学计量数之比,D符合题意。
9.B [解析] 乙反应的两边气体分子数相同且都是气体,混合气体平均相对分子质量始终不变,所以混合气体平均相对分子质量不变无法判断乙反应是否达到平衡状态,故①错误;乙反应的两边气体分子数相同且都是气体,气体的总物质的量始终不变,所以气体的总物质的量不变无法判断乙是否达到平衡状态,故②错误;各气体组成浓度相等,无法证明达到了平衡状态,故③错误;因为是绝热容器,反应体系中温度保持不变,说明正逆反应速率相等,甲、乙均达到了平衡状态,故④正确;断裂氢氧键速率是断裂氢氢键速率的2倍,说明正逆反应速率相等,达到了平衡状态,故⑤正确;乙反应的两边气体分子数相同且都是气体,容器的容积不变,所以密度始终不变,所以混合气体密度不变无法判断乙是否达到平衡状态,故⑥错误。由以上分析,故选B。
10.(1)①温度升高,催化剂活性增强,反应速率加快,所以反应物浓度快速减小 ②> (2)①> ②bc
[解析] (1)①图甲中温度从Ta ℃升至Tb ℃的过程中,反应物浓度急剧减小,则表明温度升高,反应速率迅速加快,与催化剂的活性增大有关,主要原因是温度升高,催化剂活性增强,反应速率迅速增加。
②2NO+2CON2+2CO2,由图乙知,T2 ℃时,2c(N2)反应Ⅳ的活化能。
(2)①图丙中A点α(CO)继续增大才可达平衡,即反应正向进行才能达到T1温度的平衡,故v正>v逆。
②根据ρ=,混合气体的质量和体积始终不变,则密度始终不变,所以密度不变时,反应不一定达到平衡状态,a不符合题意;随着反应的进行,气体的物质的量不断减小,而容器的容积不变,则压强不断减小,当体系的压强不变时,反应达到平衡状态,b符合题意;随着反应的进行,N2的体积分数增大,当混合气体中N2的体积分数不变时,反应达到平衡状态,c符合题意;2v正(CO)=v逆(N2),反应进行的方向相反,但速率之比不等于化学计量数之比,反应未达到平衡状态,d不符合题意。第二节 化学平衡
第1课时 化学平衡状态
◆ 学习任务 化学平衡状态
【课前自主预习】
一、可逆反应
二、化学平衡状态
1.化学平衡的建立
在一定条件下,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:
2.化学平衡状态
(1)化学平衡状态的概念
在一定条件下的 反应,正反应和逆反应速率 , 均保持不变的状态。
(2)化学平衡状态的特征
[问题思考]
(1)在已达到平衡的可逆反应2SO2+O22SO3中,充入由18O构成的氧气一段时间后,18O存在于哪些物质中
(2)当可逆反应的气体平均相对分子质量保持不变时,说明可逆反应达到了平衡状态吗
(3)平衡建立的途径有哪些 平衡的建立是否与途径有关
【核心知识讲解】
一、极端假设法确定各物质浓度范围
在密闭容器中进行反应,在一定条件下,反应达到平衡。可根据极端假设法判断,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,从而确定它们的浓度范围。如在恒温恒容密闭容器中发生可逆反应X2(g)+Y2(g)2Z(g),X2、Y2、Z的初始浓度分别为0.1 mol·L-1、0.3 mol·L-1和0.2 mol·L-1。
假设反应正向进行到底:
X2(g)+ Y2(g)2Z(g)
初始浓度/(mol·L-1) 0.1 0.3 0.2
改变浓度/(mol·L-1) 0.1 0.1 0.2
终态浓度/(mol·L-1) 0 0.2 0.4
假设反应逆向进行到底:
X2(g)+ Y2(g) 2Z(g)
初始浓度/(mol·L-1) 0.1 0.3 0.2
改变浓度/(mol·L-1) 0.1 0.1 0.2
终态浓度/(mol·L-1) 0.2 0.4 0
平衡体系中各物质的浓度数值范围为0二、化学平衡状态的判断角度
1.等——正逆相等
(1)同一物质(两种表述):
v正=v逆、断键数=成键数。
(2)不同物质:=。
2.定——“变量不变”
如果一个量是随反应进行而改变的(即变量),当其“不变”时反应就达到平衡状态。
(1)混合体系中各组分的物质的量、质量、物质的量浓度、百分含量(体积分数、质量分数)、转化率等会随时间变化而变化,为变量,当其不随时间而改变时,反应达到平衡。
(2)绝热体系中温度为变量,当其不随时间而改变时,反应达到平衡。
(3)、ρ、p总等,不一定为变量,要根据不同情况进行判断:
①若各物质均为气体
若有非气体物质参与反应,无论Δn(g)是否等于0,均为变量,当其恒定不变时,即可判断化学反应达到平衡状态。
②若各物质均为气体
若有非气体物质参与反应,恒容条件下,ρ为变量,若其恒定不变,则化学反应达到平衡状态。
③恒温恒容时
【知识迁移应用】
例1 [2024·福建宁德一中高二月考] 在一恒容密闭容器中进行反应:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g),已知反应过程中某一时刻SO2、O2、SO3的浓度分别为0.1 mol·L-1、0.05 mol·L-1、0.3 mol·L-1。当反应达到平衡时,可能存在的数据是 ( )
A.SO2为0.4 mol·L-1,O2为0.2 mol·L-1
B.SO2、SO3均为0.8 mol·L-1
C.SO3为0.4 mol·L-1
D.SO2为0.35 mol·L-1
[能力拓展]
化学平衡的建立,既可以从正反应开始,也可以从逆反应开始,无论从哪个方向开始,物质都不能完全反应,利用极限法假设物质完全反应,计算出相应物质的变化量,实际变化量小于极限值。
例2 [2025·重庆重点中学高二联考] 一定温度下,在容积恒定的密闭容器中进行反应A(s)+2B(g)C(g)+D(g),下列叙述能表明该反应已达到平衡状态的是 ( )
①混合气体的密度不变;
②容器内气体的压强不变;
③混合气体的总物质的量不变;
④B的物质的量浓度不变;
⑤混合气体的平均相对分子质量不变;
⑥v正(B)=2v逆(C)
A.①②③⑥ B.①④⑤⑥
C.②④⑤⑥ D.只有④
[方法技巧] 化学平衡状态的判断依据——“正逆相等,变量不变”
(1)正反应速率与逆反应速率相等,且不为0,即v正=v逆≠0。
①对于同一物质,该物质的生成速率等于它的消耗速率;
②对于不同物质,化学反应速率之比等于化学方程式中其相应的化学计量数之比,但必须是不同方向的反应速率。
(2)反应混合物中各组分的含量保持不变。
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温度(绝热容器)、压强(恒温恒容,化学方程式两边气体的化学计量数之和不相等)或颜色(某组分有颜色)不变。
1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)。
(1)反应物和生成物浓度相等时,化学反应达到平衡 ( )
(2)反应混合物中各组分的浓度之比等于化学计量数之比时,反应达到平衡 ( )
(3)平衡体系的颜色不变时,反应达到平衡 ( )
(4)绝热的恒容反应体系中温度保持不变时,反应达到平衡 ( )
(5)1 mol N≡N断裂的同时,有6 mol N—H形成,说明合成氨的反应达到了平衡 ( )
2.一定条件下,向2 L恒容密闭容器中充入1 mol COCl2(g),发生反应:COCl2(g)Cl2(g)+CO(g),反应过程中测得的有关数据如下表所示,下列说法不正确的是 ( )
t/s 0 2 4 6 8
n(Cl2)/mol 0 0.30 0.39 0.40 0.40
A.6 s之后反应达到平衡状态,容器内的压强不再随时间而改变
B.达到6 s时,反应停止,不再进行
C.8 s时,反应容器中各物质的浓度已不再发生变化
D.生成Cl2的平均反应速率:v(0~2 s)>v(2~4 s)
3.[2024·辽宁实验中学高二期中] 一定温度下,在恒容的密闭容器中发生可逆反应mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(s),当m、n、p、q为任意正整数时,下列状态能说明反应已达到平衡状态的是 ( )
①体系的压强不再发生变化;
②体系的密度不再发生变化;
③各组分的物质的量浓度不再改变;
④各组分的质量分数不再改变;
⑤物质的量之比n(A)∶n(B)∶n(C)∶n(D)=m∶n∶p∶q
A.③④⑤ B.②③④
C.①②③④ D.①②③④⑤
4.在一定温度下的定容容器中,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
(1)能说明2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)达到平衡状态的是 (填序号,下同)。
(2)能说明I2(g)+H2(g)2HI(g)达到平衡状态的是 。
(3)能说明2NO2(g)N2O4(g)达到平衡状态的是 。
(4)能说明C(s)+CO2(g)2CO(g)达到平衡状态的是 。
(5)能说明NH2COONH4(s)2NH3(g)+CO2(g)达到平衡状态的是 。
(6)能说明5CO(g)+I2O5(s)5CO2(g)+I2(s)达到平衡状态的是 。 第二节 化学平衡
第1课时 化学平衡状态(时间:40分钟 总分:35分)
(选择题每题3分,共27分)
◆ 学习任务 化学平衡状态
1.在密闭容器中进行如下反应:X2(g)+Y2(g)2Z(g),已知X2、Y2、Z的起始浓度分别为0.1 mol·L-1、0.3 mol·L-1、0.2 mol·L-1,在一定条件下,当反应达到平衡时,各物质的浓度有可能是 ( )
A.Y2为0.4 mol·L-1 B.Y2为0.3 mol·L-1
C.X2为0.2 mol·L-1 D.Z为0.4 mol·L-1
2.[2024·天津河西区高二期中] 在一定温度下,容积不变的密闭容器中发生反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g),下列能说明反应一定达到平衡的是 ( )
A.2v(N2)=v(NH3)
B.3n(H2)=2n(NH3)
C.气体的密度不再改变
D.气体的压强不再改变
3.[2024·广东广州高二期末] 一定条件下,在容积固定为2 L的密闭容器中加入10 mol SO3,发生反应2SO2(g)+O2(g)2SO3(g),则下图中正确的是(表示混合气体的平均相对分子质量) ( )
A B C D
4.[2024·浙江湖州高二期末] 汽车尾气净化的主要原理为2NO(g)+2CO(g)2CO2(g)+N2(g)
ΔH<0。若该反应在绝热、恒容的密闭体系中进行,下列示意图正确并能说明反应在t1时刻才达到平衡状态的是 ( )
A B C D
5.一定条件下,0.3 mol X(g)与0.3 mol Y(g)在容积固定的密闭容器中发生反应X(g)+3Y(g)2Z(g) ΔH=-a kJ· mol-1(a>0),下列说法正确的是 ( )
A.反应一段时间后,X与Y的物质的量之比仍为1∶1
B.达到平衡时,反应放出0.1a kJ的热量
C.达到平衡后,若向平衡体系中充入稀有气体,Z的正反应速率不发生变化
D.X的体积分数保持不变,说明反应已达到平衡
6.[2024·江苏苏州高二期中] 接触法制备硫酸中的关键步骤是SO2在V2O5催化作用下与空气中的O2在接触室发生可逆反应,其热化学方程式为2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) ΔH=-198 kJ·mol-1。在一定温度下,向恒压密闭容器中充入2 mol SO2和1 mol O2,反应一段时间后,下列可以作为该反应达到化学平衡状态的标志的是 ( )
A.c(SO2)与c(O2)之比不变
B.n(SO2)与n(SO3)之比不变
C.混合气体的总压强保持不变
D.单位时间内生成2n mol SO2的同时,生成n mol O2
7.[2024·广东深圳外国语学校高二月考] 将1 mL
0.1 mol·L-1 FeCl3溶液与2 mL 0.1 mol·L-1 KI溶液混合,充分反应后将溶液分成四份,依次编号为①②③④,分别向四份混合溶液中加入2滴KSCN溶液、AgNO3溶液、淀粉溶液、NaOH溶液,其中能较好地证明Fe3+与I-之间发生了反应且为可逆反应的实验是 ( )
A.①② B.①③ C.②④ D.③④
8.[2024·福建厦门一中高二月考] 如图所示,向恒温恒压容器中充入2 mol NO、1 mol O2,发生反应2NO(g)+O2(g)2NO2(g)。下列情况不能说明反应已达到平衡状态的是 ( )
A.容器容积不再改变
B.混合气体的颜色不再改变
C.混合气体的密度不再改变
D.NO与O2的物质的量的比值不再改变
9.[2024·山东枣庄三中高二月考] 在两个绝热恒容的密闭容器中分别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:
①混合气体平均相对分子质量不再改变;
②气体的总物质的量不再改变;
③各气体组成浓度相等;
④反应体系中温度保持不变;
⑤断裂氢氧键速率是断裂氢氢键速率的2倍;
⑥混合气体密度不变。
其中能表明甲、乙容器中反应都达到平衡状态的是 ( )
A.①③ B.④⑤ C.③④ D.②⑥
10.(8分)汽车排气管装有三元催化剂装置,在催化剂表面通过发生吸附、解吸以消除CO、NO等污染物。回答下列问题:
(1)消除CO、NO污染物的反应机理如下[Pt(s)表示催化剂,带“*”表示吸附状态]:
Ⅰ.NO(g)+Pt(s)NO*;
Ⅱ.CO(g)+Pt(s)CO*;
Ⅲ.NO*N*+O*;
Ⅳ.CO*+O*CO2(g)+Pt(s);
Ⅴ.N*+N*N2(g)+Pt(s)。
经测定汽车尾气中反应物浓度及生成物浓度随温度的变化关系如图甲和乙所示。
①(3分)图甲中温度从Ta ℃升至Tb ℃的过程中,反应物浓度急剧减小的主要原因是
。
②(1分)由图乙知,T2 ℃时反应Ⅴ的活化能 (填“<”“>”或“=”)反应Ⅳ的活化能。
(2)为模拟汽车的“催化转化器”,将2 mol NO(g)和2 mol CO(g)充入1 L恒容密闭容器中,加入催化剂后发生反应2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g),测得CO的平衡转化率α随温度T的变化曲线如图丙所示。
丙
①(2分)图像中A点正反应速率 (填“>”“=”或“<”)逆反应速率。
②(2分)T1 ℃时,下列说法能表明该反应已达到平衡状态的是 (填序号)。
a.混合气体的密度不变
b.体系的压强不变
c.混合气体中N2的体积分数不变
d.2v正(CO)=v逆(N2)(共91张PPT)
第1课时 化学平衡状态
学习任务 化学平衡状态
学习任务 化学平衡状态
【课前自主预习】
相同条件
正反应
逆反应
正反应
逆反应
一、可逆反应
相同
同时
小于
二、化学平衡状态
1.化学平衡的建立
在一定条件下，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：
零
减小
减小
增大
增大
保持不变
2.化学平衡状态
(1)化学平衡状态的概念
在一定条件下的______反应，正反应和逆反应速率______，_______
_______________均保持不变的状态。
可逆
相等
反应物和生成物的浓度
(2)化学平衡状态的特征
可逆
相等
动态
不变
发生移动
［问题思考］
(1)在已达到平衡的可逆反应中，充入由 构成的
氧气一段时间后， 存在于哪些物质中？
提示：化学平衡是动态平衡，的加入会与结合生成含 的
，同时含的又会分解得到和，使中也含有 ，
因此存在于、、 这三种物质中。
(2)当可逆反应的气体平均相对分子质量保持不变时，说明可逆反应
达到了平衡状态吗？
提示：不一定。首先要明确该反应体系中是否有非气体物质参加，
再考虑反应前后气体分子数是否相等，然后判断气体平均相对分子
质量是否为变量。
(3)平衡建立的途径有哪些？平衡的建立是否与途径有关？
提示：若只给出反应物，则是从正反应方向建立平衡；若只给出生
成物，则是从逆反应方向建立平衡；若既给出反应物又给出生成物，
则是从正逆反应方向同时建立平衡；平衡的建立与途径无关。
【核心知识讲解】
一、极端假设法确定各物质浓度范围
在密闭容器中进行反应，在一定条件下，反应达到平衡。可根据极
端假设法判断，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，从而确定它们的浓度范围。如在恒温恒容密闭容
器中发生可逆反应,、、 的初始浓度分别
为、 和 。
平衡体系中各物质的浓度数值范围为 ，
， 。
二、化学平衡状态的判断角度
1.等——正逆相等
(1)同一物质(两种表述)：、断键数成键数。
(2)不同物质：。
2.定——“变量不变”
如果一个量是随反应进行而改变的(即变量)，当其“不变”时反应就达
到平衡状态。
(1)混合体系中各组分的物质的量、质量、物质的量浓度、百分含量
(体积分数、质量分数)、转化率等会随时间变化而变化，为变量，当
其不随时间而改变时，反应达到平衡。
(2)绝热体系中温度为变量，当其不随时间而改变时，反应达到平衡。
(3)、 、 等，不一定为变量，要根据不同情况进行判断：
①若各物质均为气体
若有非气体物质参与反应，无论是否等于0， 均为变量，当
其恒定不变时，即可判断化学反应达到平衡状态。
②
若有非气体物质参与反应，恒容条件下， 为变量，若其恒定不变，
则化学反应达到平衡状态。
③恒温恒容时
【知识迁移应用】
例1 ［2024·福建宁德一中高二月考］ 在一恒容密闭容器中进行反应：
，已知反应过程中某一时刻 、、的
浓度分别为、、 。当反应达到平衡
时，可能存在的数据是( )
A.为，为 B.、均为
C.为 D.为
√
[解析]
该反应为可逆反应，物质浓度范围： ，
， 。
若完全反应，则和的浓度分别为 、 ，
三氧化硫不可能完全转化，故A错误；
根据分析和硫原子守恒可知 ，当、
均为 时， ，故B错误；
若二氧化硫和氧气完全反应，的浓度为 ，但该反应为可逆反应，
达到平衡时的浓度应该小于，故C错误；
若 完全反应，则的浓度为，实际浓度为 ，小
于 ，故D正确。
［能力拓展］
化学平衡的建立,既可以从正反应开始,也可以从逆反应开始,无论从哪
个方向开始,物质都不能完全反应,利用极限法假设物质完全反应,计算
出相应物质的变化量,实际变化量小于极限值。
例2 ［2025·重庆重点中学高二联考］ 一定温度下，在容积恒定的
密闭容器中进行反应 ，下列叙述能表明
该反应已达到平衡状态的是( )
①混合气体的密度不变； ②容器内气体的压强不变；
③混合气体的总物质的量不变； 的物质的量浓度不变；
⑤混合气体的平均相对分子质量不变；
A.①②③⑥ B.①④⑤⑥ C.②④⑤⑥ D.只有④
√
[解析] 该反应有固体参与，气体总质量为变量，总体积不变，混合气体的
密度不变说明反应达平衡状态，①正确；
反应前后气体分子总数相等，容器内气体的压强始终不变，容器内压强不
变不能说明反应已达到平衡状态，②错误；
反应前后气体分子总数相等，容器内气体的总物质的量始终不变，容器内
混合气体总物质的量不变不能说明反应已达到平衡状态，③错误；
B的物质的量浓度为变量，当其不变时，说明反应已达到平衡状态，④正确；
该反应有固体参与，反应前后气体分子总数相等，则气体总质量为变量，
气体总物质的量不变，混合气体的平均相对分子质量为变量，混合气体的
平均相对分子质量不变说明反应已达到平衡状态，⑤正确；
化学平衡的本质特征为正、逆反应速率相等，结合化学反应速率之比等于
化学计量数之比可知，当 时，说明正逆反应速率相等，说
明反应达到平衡状态，⑥正确；
B正确。
［方法技巧］ 化学平衡状态的判断依据——“正逆相等,变量不变”
(1)正反应速率与逆反应速率相等,且不为0,即。
①对于同一物质,该物质的生成速率等于它的消耗速率;
②对于不同物质,化学反应速率之比等于化学方程式中其相应的化学
计量数之比,但必须是不同方向的反应速率。
(2)反应混合物中各组分的含量保持不变。
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温度(绝热容器)、压强(恒温恒容，化学方程式两边气体的化学计
量数之和不相等)或颜色(某组分有颜色)不变。
1.判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。
(1)反应物和生成物浓度相等时，化学反应达到平衡( )
×
[解析] 处于化学平衡状态时反应物和生成物浓度不再改变，并不是
浓度相等。
(2)反应混合物中各组分的浓度之比等于化学计量数之比时，反应达
到平衡( )
×
[解析] 处于化学平衡状态时反应物和生成物浓度不再改变，并不是
浓度之比等于化学计量数之比。
(3)平衡体系的颜色不变时，反应达到平衡( )
√
(4)绝热的恒容反应体系中温度保持不变时，反应达到平衡( )
√
(5)断裂的同时，有 形成，说明合成氨的反应
达到了平衡( )
×
[解析] 断裂的同时，有 形成，反应速率为同
一个方向(均为正反应方向)，无法判断化学平衡状态。
2.一定条件下，向恒容密闭容器中充入 ，发生反应：
，反应过程中测得的有关数据如下表所示，
下列说法不正确的是( )
0 2 4 6 8
0 0.30 0.39 0.40 0.40
A. 之后反应达到平衡状态，容器内的压强不再随时间而改变
B.达到 时，反应停止，不再进行
C. 时，反应容器中各物质的浓度已不再发生变化
D.生成的平均反应速率：
√
[解析] 之后氯气的物质的量不再改变，化学反应达到平衡状态，容器内
气体总物质的量保持不变，压强不再随时间而改变，A正确；
时处于平衡状态，反应不会停止，仍在进行，B错误；
时已是平衡状态，反应容器中各物质的浓度不再发生变化，C正确；
生成氯气，生成氯气，可知内生成
的平均反应速率大，D正确。
0 2 4 6 8
0 0.30 0.39 0.40 0.40
3.［2024·辽宁实验中学高二期中］一定温度下，在恒容的密闭容器
中发生可逆反应，当、、、 为
任意正整数时，下列状态能说明反应已达到平衡状态的是( )
①体系的压强不再发生变化；②体系的密度不再发生变化；
③各组分的物质的量浓度不再改变；④各组分的质量分数不再改变；
⑤物质的量之比
A.③④⑤ B.②③④ C.①②③④ D.①②③④⑤
√
[解析] 如果该反应是一个反应前后气体分子数不变的可逆反应，则体系的压强
始终不变，故不能根据压强不再变化判断反应已达到平衡状态，①错误；
D是固体，反应前后混合气体的质量不等，容器的容积不变，若体系的密度不
变，说明混合气体的总质量不再变化，此时反应达到平衡状态，②正确；
各组分的物质的量浓度不再改变，说明该反应达到平衡状态，③正确；
反应到达平衡状态时各组分的物质的量不再改变，各组分的质量分数不再改变，
此时反应达到平衡状态，④正确；
当物质的量之比 时，无法确定 ，故
不能判断已达到平衡状态，⑤错误；
B正确。
4.在一定温度下的定容容器中，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
(1)能说明 达到平衡状态的是__________
(填序号，下同)。
①③④⑦
[解析] 对于反应 混合气体的压强不变，说明气
体的总物质的量不变，反应达到平衡状态，①正确；
混合气体的密度一直不变，②错误；
混合气体的总物质的量不变，反应达到平衡状态，③正确；
混合气体的平均相对分子质量不变，说明气体的总物质的量不变，反应达到
平衡状态，④正确；
混合气体的颜色一直不变，不能说明反应达到平衡状态，⑤错误；
各反应物或生成物的浓度之比等于化学计量数之比时，不能判断反应物或生成
物的物质的量是否还会变化，不能说明反应达到平衡状态，⑥错误；
某种气体的百分含量不变，说明反应达到平衡状态，⑦正确。
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
(2)能说明 达到平衡状态的是______。
⑤⑦
[解析] 对于反应 混合气体的压强一直不变，①错误；
混合气体的密度一直不变，②错误；
混合气体的总物质的量一直不变，③错误；
混合气体的平均相对分子质量一直不变，④错误；
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
(2)能说明 达到平衡状态的是______。
⑤⑦
混合气体的颜色不再变化，即碘蒸气浓度不变，反应达到平衡状态，⑤正确；
⑥错误；
某种气体的百分含量不变，说明反应达到平衡状态，⑦正确。
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
(3)能说明 达到平衡状态的是____________。
①③④⑤⑦
[解析] 对于反应 混合气体的压强不变，说明
气体的总物质的量不变，反应达到平衡状态，①正确；
混合气体的密度一直不变，②错误；
混合气体的总物质的量不变，反应达到平衡状态，③正确；
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
(3)能说明 达到平衡状态的是____________。
①③④⑤⑦
混合气体的平均相对分子质量不变，说明气体的总物质的量不变，反
应达到平衡状态，④正确；
混合气体的颜色不再变化，即 浓度不变，反应达到平衡状态，⑤正确；
⑥错误；
某种气体的百分含量不变，说明反应达到平衡状态，⑦正确。
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
(4)能说明 达到平衡状态的是____________ 。
①②③④⑦
[解析] 对于反应 混合气体的压强不变，说明
气体的总物质的量不变，反应达到平衡状态，①正确；
混合气体的密度不变，说明气体总质量不变，反应达到平衡状态，②正确；
混合气体的总物质的量不变，反应达到平衡状态，③正确；
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
(4)能说明 达到平衡状态的是____________ 。
①②③④⑦
混合气体的平均相对分子质量不变，说明气体的总物质的量和总质量不变，
反应达到平衡状态，④正确；
混合气体的颜色一直不变，不能说明反应达到平衡状态，⑤错误；
⑥错误；
某种气体的百分含量不变，说明反应达到平衡状态，⑦正确。
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
(5)能说明 达到平衡状态的是
________ 。
①②③
[解析] 对于反应 混合气体的压强
不变，说明气体的总物质的量不变，反应达到平衡状态，①正确；
混合气体的密度不变，说明气体总质量不变，反应达到平衡状态，②正确；
混合气体的总物质的量不变，反应达到平衡状态，③正确；
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
(5)能说明 达到平衡状态的是
________ 。
①②③
混合气体的平均相对分子质量始终不变，④错误；
混合气体的颜色一直不变，不能说明反应达到平衡状态，⑤错误；
⑥错误；
两种气体的体积之比始终不变，因此气体的百分含量始终不变，⑦错误。
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
(6)能说明 达到平衡状态的是
________ 。
②④⑦
[解析] 对于反应 混合气体的压强始
终不变，①错误；
混合气体的密度不变，说明气体总质量不变，反应达到平衡状态，②正确；
混合气体的总物质的量始终不变，③错误；
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
(6)能说明 达到平衡状态的是
________ 。
②④⑦
混合气体的平均相对分子质量不变，说明气体的总质量不变，反应达平衡
状态，④正确；
混合气体的颜色一直不变，不能说明反应达平衡状态，⑤错误；
⑥错误；
某种气体的百分含量不变，说明反应达到平衡状态，⑦正确。
1.某温度下，在恒容密闭容器中 发生反应
，有关数据如表所示。下列说法正确的是 ( )
0.20
0.15
0.10
A.时，的浓度等于
B.时，再加入和，此时
C.若气体的平均相对分子质量不变，则该反应达到平衡状态
D.若使用催化剂，则内的平均生成速率大于
√
[解析] 反应速率是指一段时间内的平均反应速率，内产物 的平均
生成速率为，不能计算时 的浓度，也不能确定的
浓度，A错误；
时 的浓度为，的浓度为
，时，的浓度为，
说明 时该反应已达平衡，时， 的浓度为
，的浓度为 ，再加入和，
此时的浓度为， 的浓度为，则反应处于平衡状态，
即 ，B正确；
反应体系中只有、 是气体，二者的物质的量之比为定值，平均相对分子
质量为定值，平均相对分子质量不变，反应不一定处于平衡状态，C错误；
时反应已经处于平衡状态，若使用催化剂，则内的平均生成速率
仍等于 ，D错误。
2.［2024·湖南株洲高二期中］反应，
在 恒温恒容密闭容器中投入和，末，的物质
的量增加了 ，下列说法错误的是( )
A.开始时刻与末容器内压强之比为
B.用氧气表示内平均反应速率：
C.内的转化率是
D.当容器内混合气体密度不再发生变化时不可判断反应已达化学平衡状态
√
[解析] 末，的物质的量增加了，则 的物质的量增加
了，、分别消耗了、 ，反应前气体的物
质的量之和为， 末，气体的物质的量之和为
，恒温恒容下，气体的物质的量之比
等于压强之比，即开始时刻与 末容器内的压强之比为，A错误；
内 的物质的量的变化量为，则
，B正确；
内的物质的量转化量为，则 的转化率为
，C正确；
由于反应物和生成物均为气体，则反应过程中混合气体的质量一直不变，
由于容器容积不变，则混合气体的密度也一直不变，故不能用混合气体的
密度判断该反应是否处于平衡状态，D正确。
3.向绝热恒容密闭容器(绝热容器指该容器可阻止热量的传递、散失、
对流)中通入和 ，在一定条件下发生反应
，正反应速率随时间变化的示意图如下，下列结论中
正确的个数为( )
①反应在 点达到反应进行的限度
浓度：点小于 点
③逆反应速率图像在此时间段内和图中趋势相同
，段的消耗量小于 段 的
消耗量
⑤混合气体颜色不再变化，说明反应达到平衡
⑥体系压强不再变化，说明反应达到平衡
A.2个 B.3个 C.4个 D.5个
√
[解析] 反应正向开始，由图可知，开始时，正反应速率增大，说明该正
反应放热，使体系温度升高，温度影响大于浓度影响， 点之后正反应速
率减小，是因为浓度影响大于温度影响。由点到 点，正反应速率不断增
大，在 点正反应速率最大，后来正反应速率又减小，达到反应进行的限度
即达到化学平衡时正反应速率不再变化，因此
反应在 点未达到平衡，故①错误；
绝热恒容密闭容器中通入和，从 点
到点，正反应速率不断增大，不断消耗 ，
因此浓度：点大于 点，故②错误；
开始时逆反应速率为0，后来生成物浓度增大，温度升高，逆反应速率加快，
当正反应速率达到最大时，逆反应速率还在增大，因此逆反应速率图像在
此时间段内和图中趋势不相同，故③错误；
段的速率小于段的速率，若，
则 段的消耗量小于段
的消耗量，故 ④正确；
该反应正向进行， 浓度不断减小，当
混合气体颜色不再变化，说明反应达到平衡，
故⑤正确；
该反应是气体分子数不变的反应，但在绝热
容器中，温度不断升高，压强不断增大，
所以当体系压强不再变化，说明反应达到
平衡，故⑥正确。
因此正确的结论共3个。
练习册
学习任务 化学平衡状态
1.在密闭容器中进行如下反应：，已知 、
、的起始浓度分别为、、 ，
在一定条件下，当反应达到平衡时，各物质的浓度有可能是( )
A.为 B.为
C.为 D.为
√
[解析] 若反应向正反应方向进行到达平衡，、的浓度最小， 的
浓度最大，假定完全反应，则：
若反应向逆反应方向进行到达平衡，、的浓度最大， 的浓度最
小，假定完全反应，则：
由于该反应为可逆反应，物质不能完全转化，所以平衡时浓度范围
为， ，
，选项B正确。
2.［2024·天津河西区高二期中］在一定温度下，容积不变的密闭容
器中发生反应 ，下列能说明反应一定达
到平衡的是( )
A. B.
C.气体的密度不再改变 D.气体的压强不再改变
√
[解析] ，没有说明反应方向，故不能说明达到平衡，
A错误；
，只表示了物质的量的比值，无法判断平衡状态，
B错误；
2.［2024·天津河西区高二期中］在一定温度下，容积不变的密闭容
器中发生反应 ，下列能说明反应一定达
到平衡的是( )
A. B.
C.气体的密度不再改变 D.气体的压强不再改变
√
容器为容积不变的密闭容器，反应体系全是气体，故气体密度始终不变，
不能说明达到平衡，C错误；
容器为容积不变的密闭容器，反应前后气体分子数不等，若气体的压强不再
改变，说明气体的物质的量不变，能说明反应达平衡状态，D正确。
3.［2024·广东广州高二期末］一定条件下，在容积固定为 的密闭
容器中加入，发生反应 ，则
下图中正确的是表示混合气体的平均相对分子质量 ( )
A. B. C. D.
√
[解析] 开始投入 ，逆反应速率大于0，正反应速率为0，图像上、
标反了，A错误；
根据方程式可知比 生成的多，题图中下面两条线标的物质反了，B错误；
据 可知，气体的总质量不变，而反应向逆反应方向进行，变大，故
变小，达到平衡时不再变化，C正确；
反应向逆反应方向进行，据 可知，气体的总质量不变，容积固定， 始
终不变，D错误。
4.［2024·浙江湖州高二期末］汽车尾气净化的主要原理为
。若该反应在绝热、
恒容的密闭体系中进行，下列示意图正确并能说明反应在 时刻才
达到平衡状态的是( )
A. B. C. D.
√
[解析] 达到平衡后，正、逆反应速率相等，不再变化，而图中 时刻 最大，
之后随反应进行速率发生变化，未到达平衡，A错误；
开始到时刻，、的物质的量的变化量之比不等于 ，示意图错误，
B错误；
该反应是放热反应，在绝热容器中进行，随着反应进行，容器内温度
上升， 时刻之后随反应进行温度不再发生变化，说明反应达到平衡状态，
C正确；
焓变是定值，不随时间的变化而变化，不能说明反应在 时刻才达到平衡状态，
D错误。
5.一定条件下，与 在容积固定的密闭容器中
发生反应 ，下列说
法正确的是( )
A.反应一段时间后，与的物质的量之比仍为
B.达到平衡时，反应放出 的热量
C.达到平衡后，若向平衡体系中充入稀有气体， 的正反应速率不发
生变化
D. 的体积分数保持不变，说明反应已达到平衡
√
[解析] 反应过程中与的物质的量变化量之比是 ，则反应一段
时间后，与的物质的量之比不可能仍为 ，A错误；
达到平衡时，因可逆反应不能反应完全，所以参加反应的 的物质的
量小于，反应放出的热量小于 ，B错误；
恒容条件下，达到平衡后，若向平衡体系中充入稀有气体，不影响反
应物和生成物的浓度，反应速率也不变，C正确；
的体积分数为，则 的体积分数始终保持不变，
不能说明反应已达到平衡，D错误。
6.［2024·江苏苏州高二期中］接触法制备硫酸中的关键步骤是 在
催化作用下与空气中的 在接触室发生可逆反应，其热化学方
程式为 。在一定温
度下，向恒压密闭容器中充入和 ，反应一段时间
后，下列可以作为该反应达到化学平衡状态的标志的是( )
A.与 之比不变
B.与 之比不变
C.混合气体的总压强保持不变
D.单位时间内生成的同时，生成
√
[解析] 向恒压密闭容器中充入和 ，反应过程中、
的物质的量变化量之比是，则与 之比始终是，与
之比不变，反应不一定达平衡，A错误；
反应正向进行，与之比减小，与 之比不变，反
应达到平衡状态，B正确；
恒压密闭容器，混合气体的总压强保持不变，反应不一定达平衡，C错误；
单位时间内生成 的同时，生成 ，均表示逆反应，不能
判断正逆反应速率是否相等，反应不一定达平衡，D错误。
7.［2024·广东深圳外国语学校高二月考］将
溶液与 溶液混合，充分反应
后将溶液分成四份，依次编号为①②③④，分别向四份混合溶液中
加入2滴溶液、溶液、淀粉溶液、 溶液，其中能较
好地证明与 之间发生了反应且为可逆反应的实验是( )
A.①② B.①③ C.②④ D.③④
√
[解析] 由反应的离子方程式 及题给数据知
过量，因此应通过检验 是否有剩余判断反应是否具有可逆性；
通过检验混合溶液中是否有或存在确定、 间是否能发
生反应，由于、均可与碱反应且生成的 极不稳定，
故应通过检验有无 生成确定反应是否发生。
根据分析应该通过溶液来检验 的存在，证明反应的可逆性，
通过淀粉来证明单质碘的存在，证明反应是否发生。
8.［2024·福建厦门一中高二月考］如图所示，向恒温恒压容器中充
入、，发生反应 。下列
情况不能说明反应已达到平衡状态的是( )
A.容器容积不再改变
B.混合气体的颜色不再改变
C.混合气体的密度不再改变
D.与 的物质的量的比值不再改变
√
[解析] 这是一个反应前后气体分子数发生变化的反应，恒压条件下，容器
容积不再改变，说明达到平衡，A不符合题意；
颜色不变，即不变，说明达到平衡，B不符合题意；
，密度不再改变，说明达到平衡，C不符合题意；
、 按化学计量数之比投料，反应过程中无论平衡与否，二者物质
的量之比始终为化学计量数之比，D符合题意。
9.［2024·山东枣庄三中高二月考］在两个绝热恒容的密闭容器中分
别进行下列两个可逆反应。甲： ；
乙： 。现有下列状态：
①混合气体平均相对分子质量不再改变；②气体的总物质的量不再改变；
③各气体组成浓度相等；④反应体系中温度保持不变；
⑤断裂氢氧键速率是断裂氢氢键速率的2倍；⑥混合气体密度不变。
其中能表明甲、乙容器中反应都达到平衡状态的是( )
A.①③ B.④⑤ C.③④ D.②⑥
√
[解析] 乙反应的两边气体分子数相同且都是气体，混合气体平均相对分子
质量始终不变，所以混合气体平均相对分子质量不变无法判断乙反应是否
达到平衡状态，故①错误；
乙反应的两边气体分子数相同且都是气体，气体的总物质的量始终不变，
所以气体的总物质的量不变无法判断乙是否达到平衡状态，故②错误；
各气体组成浓度相等，无法证明达到了平衡状态，故③错误；
因为是绝热容器，反应体系中温度保持不变，说明正逆反应速率相等，
甲、乙均达到了平衡状态，故④正确；
甲： ；乙：
断裂氢氧键速率是断裂氢氢键速率的2倍，说明正逆反应速率相等，达到了
平衡状态，故⑤正确；
乙反应的两边气体分子数相同且都是气体，容器的容积不变，所以密度始
终不变，所以混合气体密度不变无法判断乙是否达到平衡状态，故⑥错误。
由以上分析，故选B。
甲： ；乙：
10.(8分)汽车排气管装有三元催化剂装置，在催化剂表面通过发生吸
附、解吸以消除、 等污染物。回答下列问题：
(1)消除、污染物的反应机理如下 表示催化剂，带“*”表示
吸附状态］：Ⅰ. ；Ⅱ. ；
Ⅲ. ；Ⅳ. ；
Ⅴ. 。经测定汽车尾气中反应物浓度及生成物浓度
随温度的变化关系如图甲和乙所示。
①(3分)图甲中温度从升至 的过程中，反应物浓度急剧减小
的主要原因是_______________________________________________
_________________。
温度升高，催化剂活性增强，反应速率加快，所以反应物浓度快速减小
[解析] 图甲中温度从升至 的过程中，反应物浓度急剧减小，则表
明温度升高，反应速率迅速加快，与催化剂的活性增大有关，主要原因是
温度升高，催化剂活性增强，反应速率迅速增加。
②(1分)由图乙知，时反应Ⅴ的活化能___(填“ ”“ ”或“ ”)反
应Ⅳ的活化能。
Ⅰ. ；
Ⅱ. ；
Ⅲ. ；
Ⅳ. ；
Ⅴ. 。
[解析] ，由图乙知， 时，，
则反应Ⅴ的速率 反应Ⅳ的速率，从而得出反应Ⅴ的活化能 反应Ⅳ的
活化能。
Ⅰ. ；
Ⅱ. ；
Ⅲ. ；
Ⅳ. ；
Ⅴ. 。
(2)为模拟汽车的“催化转化器”，将和 充入
恒容密闭容器中，加入催化剂后发生
反应，
测得的平衡转化率 随温
度 的变化曲线如图丙所示。
①(2分)图像中A点正反应速率___(填“ ”“”
或“ ”)逆反应速率。
[解析] 图丙中A点 继续增大才可达平衡，即反应正向进行才能
达到温度的平衡，故 。
丙
②(2分) 时，下列说法能表明该反应[
]已达到平衡状态的是___(填序号)。
.混合气体的密度不变 .体系的压强不变
.混合气体中 的体积分数不变
[解析] 根据 ，混合气体的质量和体积始终不变，则密度始终不变，
所以密度不变时，反应不一定达到平衡状态， 不符合题意；
随着反应的进行，气体的物质的量不断减小，而容器的容积不变，则压强
不断减小，当体系的压强不变时，反应达到平衡状态，符合题意；
②(2分) 时，下列说法能表明该反应[
]已达到平衡状态的是___(填序号)。
.混合气体的密度不变 .体系的压强不变
.混合气体中 的体积分数不变
随着反应的进行，的体积分数增大，当混合气体中 的体积分数不变时，
反应达到平衡状态，符合题意；
，反应进行的方向相反，但速率之比不等于化学计量数
之比，反应未达到平衡状态， 不符合题意。
快速核答案
新课探究
学习任务 化学平衡状态
【课前自主预习】
一、相同条件 正反应 逆反应 正反应 逆反应
相同 同时 小于
二、1.零 减小 减小 增大 增大 保持不变
2. （1）可逆 相等 反应物和生成物的浓度 （2）可逆 相等
动态 不变 发生移动
［问题思考］
（1）提示：化学平衡是动态平衡，的加入会与结合生成含
的，同时含的又会分解得到和，使中也含有
，因此存在于、、这三种物质中。
（2）提示：不一定。首先要明确该反应体系中是否有非气体物质参
加，再考虑反应前后气体分子数是否相等，然后判断气体平均相对分
子质量是否为变量。
（3）提示：若只给出反应物，则是从正反应方向建立平衡；若只给出
生成物，则是从逆反应方向建立平衡；若既给出反应物又给出生成物，
则是从正逆反应方向同时建立平衡；平衡的建立与途径无关。
【知识迁移应用】
例1 D 例2 B
课堂评价
（1）× （2）× （3）√ （4）√ （5）×
2. B 3. B 4. （1）①③④⑦ （2）⑤⑦ （3）①③④⑤⑦
（4）①②③④⑦ （5）①②③ （6）②④⑦
练习册
1. B 2. D 3. C 4. C 5. C 6. B
7. B 8. D 9. B
10.（1）①温度升高，催化剂活性增强，反应速率加快，所以反应物
浓度快速减小 ② （2）① ②
