第二单元化学反应的方向和限度
第一课时 化学反应的方向
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[课标要求]
1．了解自发反应与非自发反应的含义 。
2．了解熵的基本含义及能量判据和熵判据的基本内容。
3．能依据化学反应的焓变与熵变判断反应进行的方向。
1．在一定温度和压强下，无需外界帮助就能自动进行的反应称之为自发反应。
2．同种同量物质的熵值：S(g)>S(l)>S(s)。有气体生成的反应，固体溶于水的过程是熵增加的过程。【来源：21·世纪·教育·网】
3．大多数放热反应都能自发进行；大多数熵增的反应都能自发进行。
4．焓减(ΔH<0)、熵增(ΔS>0)反应在所有温度下都能自发进行。焓增(ΔH>0)、熵减(ΔS<0)反应在任何温度下都不能自发进行；焓减、熵减反应在低温下自发进行；焓增、熵增反应在高温下能自发进行。
1．自然界变化的方向性
(1)自然界的变化具有方向性。
(2)实例
①室温下，冰会融化成水，而水不能结成冰；
②水总是从高处流向低处，而不会自动从低处流向高处。
2．化学反应的方向性
(1)化学反应具有方向性，许多化学反应的正反应能自动进行，而其逆反应无法自动进行。
(2)写出下列反应的化学方程式，并判断是否能自动进行：
化学反应
化学方程式
是否自动
锌与硫酸铜溶液
Zn＋CuSO4===ZnSO4＋Cu
是
氯气与溴化钾溶液
Cl2＋2KBr===2KCl＋Br2
是
乙烯与溴单质的四氯化碳溶液
CH2===CH2＋Br2―→CH2BrCH2Br
是
(3)自发反应：在一定温度和压强下，无需外界帮助就能自动进行的反应。
[特别提醒]
(1)自发反应可被利用来完成有用功。例如：
①甲烷燃烧可在内燃机中被利用来做功；
②锌与CuSO4溶液反应可设计成原电池。
(2)非自发反应要想发生，则必须对它做功。例如：
①通电将水分解成H2和O2；
②植物在光照下，能将CO2和H2O转化成C6H12O6和O2。
1．下列过程非自发进行的是( )
A．水由高处向低处流 B．天然气的燃烧
C．铁在潮湿空气中生锈 D．室温下水结成冰
解析：选D 水由高处向低处流，天然气的燃烧，铁在潮湿的空气中生锈均属自发过程；室温下，水结冰属非自发过程。21cnjy.com
2．下列说法中正确的是( )
A．能自发进行的反应一定能迅速发生反应
B．非自发进行的反应一定不可能发生反应
C．能自发进行的反应实际可能没有发生反应
D．常温下，2H2O2H2↑＋O2↑，即常温下水的分解反应是自发反应
解析：选C 能自发进行的反应不一定迅速反应，如铁的生锈，A错误；非自发不含有“不可能”之意，如水的分解在常温常压下是非自发的，但在通直流电条件下，电解生成氢气和氧气，只不过消耗了其他功，B错误；水在常温常压下电解才发生分解，即环境对它做功才能使它发生，所以是非自发反应，D错误。21·cn·jy·com
1．焓变与反应方向
焓判据
放热反应过程中体系能量降低，具有自发进行的倾向
焓变与反应自发性的关系
若该反应为放热反应，即ΔH＜0，一般能自发进行；若该反应为吸热反应，即ΔH＞0，一般不能自发进行
局限性
有些吸热反应也能自发进行，所以焓变是与反应进行的方向有关的因素之一，但不是决定反应能否自发进行的唯一因素
[特别提醒] 有些吸热反应也能自发进行，如2N2O5(g)===4NO2(g)＋O2(g) ΔH＞0，能自发进行。21·世纪*教育网
2．熵变与反应方向
(1)熵：科学家用来量度体系混乱程度的物理量，用S表示。
(2)熵变：ΔS＝S(生成物)－S(反应物)
(3)熵增原理：在与外界隔离的体系中，自发过程将导致体系的熵增大，即熵变大于零。
(4)熵判据：体系有自发地向熵增的方向转变的倾向，熵变是影响反应自发进行的一个因素，但不是唯一因素。【出处：21教育名师】
(5)熵变对化学反应方向的影响。
①熵增加的反应在一定条件下都可自发进行。
如2H2O2(aq)===2H2O(l)＋O2(g)在常温下能自发进行。
②有些熵减小的反应也能自发进行。
如NH3(g)＋HCl(g)===NH4Cl(s)。
3．焓变、熵变与反应方向
(1)含义：体系能量降低和混乱度增大都有促使反应自发进行的倾向。
(2)反应方向的判断
反应自发性的判断必须综合考虑反应的焓变和熵变。在恒温、恒压时，
①ΔH<0，ΔS>0，则反应一定能自发进行；
②ΔH>0，ΔS<0，则反应一定不能自发进行；
③ΔH<0，ΔS<0或ΔH>0，ΔS>0，反应可能自发进行，也可能不自发进行，与反应的温度有关。
以上规律称为复合判据。
1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。
(1)体系有序性越高，熵值就越大( )
(2)自发过程将导致体系的熵增大( )
(3)吸热反应不可以自发进行( )
(4)同种物质气态时熵值最大( )
(5)过程自发性不仅能用于判断过程的方向，还能确定过程发生的速率( )
答案：(1)× (2)√ (3)× (4)√ (5)×
2．某反应2AB(g)??C(g)＋3D(g)在高温时能自发进行，其逆反应在低温下能自发进行，则该反应的正反应的ΔH、ΔS应为( )www.21-cn-jy.com
A．ΔH＜0，ΔS＞0 B．ΔH＜0，ΔS＜0
C．ΔH＞0，ΔS＞0 D．ΔH＞0，ΔS＜0
解析：选C 根据ΔH－TΔS＜0才能自发进行，2AB(g)??C(g)＋3D(g)在高温时能自发进行，故ΔH＞0，ΔS＞0，故C正确。21*cnjy*com
[方法技巧]
化学反应进行方向的判断方法
ΔH－TΔS＜0反应能自发进行；ΔH－TΔS＝0反应达到平衡状态；ΔH－TΔS＞0反应不能自发进行。温度与反应方向关系：
[三级训练·节节过关]
1．下列关于自发反应的叙述正确的是( )
A．自发反应是无需外界帮助就能自动进行的反应
B．在自然界中没有任何条件的自发反应是不存在的
C．在通常状况下冰能自行融化，所以它是自发反应
D．所有能发生的化学反应都是自发反应
解析：选B 自发反应是在一定条件下无需外界帮助就能自动进行的反应，如物质的燃烧是自发反应，但需要点燃的条件等，所以A项和D项错误、B项正确。自发反应研究的是化学反应，而自发过程也包括物理过程，冰融化属自发过程，C错误。
2．现有下列反应：已知298 K下反应2Al2O3(s)＋3C(s)===4Al(s)＋3CO2(g) ΔH＝＋2 171 kJ·mol－1，ΔS＝＋635.5 J·mol－1·K－1，则下列说法正确的是( )
A．由题给ΔH值可知，该反应是一个放热反应
B．ΔS>0表明该反应是一个熵增加的反应
C．该反应低温时能自发进行
D．该反应一定不能自发进行
解析：选B 反应的ΔH>0，为吸热反应，ΔS>0为熵增的反应，反应在高温时可能自发进行。
3．对于化学反应方向的确定，下列说法不正确的是( )
A．在温度、压强一定的条件下，焓因素和熵因素共同决定一个化学反应的方向
B．温度、压强一定时，放热的熵增加反应一定能自发进行
C．反应焓变是决定反应能否自发进行的唯一因素
D．固体的溶解过程与熵变有关
解析：选C 焓变和熵变是一定条件下化学反应能否自发进行的复合判据，A正确，C不正确；放热反应的焓变小于零，熵增加反应熵变大于零，都对ΔH－TΔS<0做出贡献，则放热的熵增加反应一定能自发进行，B正确；固体的溶解过程，体系的混乱度增大，它是熵增加的过程，D正确。
4．已知在100 kPa、298.15 K时石灰石分解反应：CaCO3(s)===CaO(s)＋CO2(g) ΔH＝＋178.3 kJ·mol－1，ΔS＝160.4 J·(mol·K)－1，则：
(1)该反应________(填“能”或“不能”)自发进行。
(2)据本题反应数据分析，温度________(填“能”或“否”)成为反应方向的决定因素。
(3)若温度能决定反应方向，则该反应自发进行的最低温度为________。
解析：(1)ΔH－TΔS＝178.3 kJ·mol－1－298.15 K×160.4×10－3 kJ·(mol·K)－1＝130.5 kJ·mol－1>0，所以该反应不能自发进行。21世纪教育网版权所有
(2)因为该反应ΔH>0、ΔS>0，所以根据ΔH－TΔS可知在温度较高的时候，可能小于0。
(3)根据ΔH－TΔS<0时，反应可自发进行，则有：T>ΔH/ΔS＝1 111.6 K。
答案：(1)不能 (2)能 (3)1 111.6 K
1．下列关于焓变与反应方向的叙述中正确的是( )
A．化学反应的焓变与其反应的方向无关
B．化学反应的焓变直接决定了反应的方向
C．反应焓变为正值时不利于反应自发进行
D．焓变为负值的反应都能自发进行
解析：选C 可逆反应的两个反应其焓变的数值相等，但是符号(变化趋势)相反，A项错误；焓变对反应方向有直接影响，但不能决定反应的方向，B项错误；焓变为负值的反应多数能自发进行，但有的也不是自发反应，D项错误；焓变为正值，体系能量升高，不利于反应自发进行，C项正确。2·1·c·n·j·y
2．以下说法正确的是( )
A．所有自发进行的化学反应是熵增加的反应
B．熵增加的反应都是自发反应
C．由熵判据可以直接决定反应方向
D．熵变是决定反应是否可以自发进行的其中一个因素
解析：选D 熵增加有利于反应自发进行，有些熵减小的反应在一定条件下也可以自发进行，A、B错误；反应熵变是反应能否自发进行的一个因素，但不是唯一因素，C错误，D正确。
3．下列说法正确的是( )
A．在常温下，放热反应一般能自发进行，吸热反应都不能自发进行
B．NH4HCO3(s)===NH3(g)＋H2O(g)＋CO2(g) ΔH＝185.57 kJ·mol－1，能自发进行，原因是体系有自发地向混乱度增加的方向转变的倾向2-1-c-n-j-y
C．因为焓变和熵变都与反应的自发性有关，因此焓变和熵变均可以单独作为反应自发性的判据
D．在其他外界条件不变的情况下，使用催化剂，可以改变化学反应进行的方向
解析：选B 有些能使熵值增大的吸热反应可以自发进行，A项错误；应利用复合判据进行判断，C项错误；使用催化剂只能降低反应的活化能，增大反应速率，不能改变反应的方向，D项错误。
4．已知反应2CO(g)===2C(s)＋O2(g)的ΔH为正值，ΔS为负值。设ΔH和ΔS不随温度而变，下列说法正确的是( )
A．低温下能自发进行
B．高温下能自发进行
C．低温下不能自发进行，高温下能自发进行
D．任何温度下都不能自发进行
解析：选D 因ΔH>0，ΔS<0，ΔH－TΔS>0时，所以2CO(g)===2C(s)＋O2(g)在任何温度下都不能自发进行。
5．汽车尾气(含烃类、CO、NO与SO2等)是城市主要污染源之一，治理的办法之一是在汽车排气管上装催化转化器，它使NO与CO反应生成可参与大气生态循环的无毒气体，其反应原理是2NO(g)＋2CO(g)===N2(g)＋2CO2(g)。由此可知，下列说法中正确的是( )
A．该反应是熵增大的反应
B．该反应不能自发进行，因此需要合适的催化剂
C．该反应常温下能自发进行，高温和催化剂条件只是加快反应的速率
D．该反应常温下能自发进行，因为正反应是吸热反应
解析：选C 只使用催化剂便可使尾气发生转化，故此反应能自发进行；因反应是气体物质的量减小的反应，故熵减小；因熵减小不利于反应自发，故自发进行的原因是反应放热。
6．某化学反应其ΔH＝122 kJ·mol－1，ΔS＝231 J·(mol·K)－1，则此反应在下列哪种情况下可自发进行( )
A．在任何温度下都能自发进行
B．在任何温度下都不能自发进行
C．仅在高温下自发进行
D．仅在低温下自发进行
解析：选C 当ΔH－TΔS<0时，反应可以自发进行，由于该反应的ΔH、ΔS均为正值，则只有在高温时ΔH－TΔS才有可能为负值，反应才可能自发进行。
7．已知“凡气体分子总数增多的反应一定是熵增大的反应”。一定条件下，下列反应不可能自发进行的是( )
A．2O3(g)===3O2(g) ΔH<0
B．2CO(g)===2C(s)＋O2(g) ΔH>0
C．N2(g)＋3H2(g)===2NH3(g) ΔH<0
D．CaCO3(s)===CaO(s)＋CO2(g) ΔH>0
解析：选B A项，反应是一个ΔH<0，ΔS>0的反应，一定能自发进行；B项，反应是一个ΔH>0，ΔS<0的反应，一定不能自发进行；C项，反应是一个ΔH<0，ΔS<0的反应，低温下可以自发进行；D项，是一个ΔH>0，ΔS>0的反应，高温下可以自发进行。
8．下列说法正确的是( )
A．同温同压下，H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g)在光照和点燃的条件下ΔH不同
B．常温下，反应C(s)＋CO2(g)===2CO(g)不能自发进行，则该反应的ΔH>0
C．某反应低温条件下能够自发进行，则高温条件下一定能够自发
D．KNO3溶于水的过程熵值减小
解析：选B 同温同压下，反应的条件不会影响ΔH，A项错误；反应自发进行的判据为ΔH－TΔS<0，由化学方程式知ΔS>0，则ΔH－TΔS>0，B项正确；由ΔH－TΔS<0可知，当ΔH<0，ΔS<0时，温度越高，反应自发进行的可能性越小，C项错误；溶解过程是一个熵增的过程。21教育网
9．指出下列反应或过程的ΔS的正、负号，并判断常温时，反应能否自发进行。
(1)2H2O2(aq)===2H2O(l)＋O2(g)
ΔS__________0，________自发进行
(2)C(s)＋H2O(g)===CO(g)＋H2(g)
ΔS________0，________自发进行
(3)－10 ℃的水结冰
ΔS________0，______自发进行
解析：(1)反应为ΔS＞0的反应，能自发进行；(2)反应的ΔS＞0，但常温下不能自发进行，高温时能自发进行；(3)过程ΔS＜0，但能自发进行。
答案：(1)＞ 能 (2)＞ 不能 (3)＜ 能
10．有A、B、C、D四个反应：
反应
A
B
C
D
ΔH/(kJ·mol－1)
＋10.5
＋1.80
－126
－11.7
ΔS/(J·mol－1·K－1)
30.0
－113.0
84.0
－105.0
则在任何温度下都能自发进行的反应是________；任何温度下都不能自发进行的反应是________；另两个反应中，在温度高于________℃时可自发进行的反应是________；在温度低于________℃时可自发进行的反应是________。www-2-1-cnjy-com
解析：放热的熵增反应在任何温度下都能自发进行，吸热的熵减反应在任何温度下都不能自发进行；放热的熵减反应在低温下能自发进行，吸热的熵增反应在高温下可以自发进行，具体温度可以根据ΔH－TΔS＝0计算出来。C在任何温度下均自发进行，B在任何温度下均不能自发进行。对于A反应ΔH－TΔS＝＋10.5 kJ·mol－1－T×30.0×10－3 kJ·mol－1·K－1＝0，故T＝350 K，即t＝77 ℃；对于D反应ΔH－TΔS＝－11.7 kJ·mol－1－T×(－105.0)×10－3 kJ·mol－1·K－1＝0，故T＝111.4 K，即t＝－161.6 ℃。【来源：21cnj*y.co*m】
答案：C B 77 A －161.6 D
1．25 ℃、1.01×105 Pa时，反应：2N2O5(g)===4NO2(g)＋O2(g) ΔH＝56.7 kJ·mol－1自发进行的原因是该反应( )
A．是吸热反应 B．是放热反应
C．是熵减反应 D．熵增效应大于能量效应
解析：选D 该反应是吸热反应，从焓判据角度分析，不能自发进行。但该反应是一个熵增的反应，该反应可自发进行，所以应是熵增效应大于能量效应。
2．下列反应过程中，ΔH＞0且ΔS＞0的是( )
A．CaCO3(s)===CaO(s)＋CO2(g)
B．NH3(g)＋HCl(g)===NH4Cl(s)
C．4Al(s)＋3O2(g)===2Al2O3(s)
D．H2SO4(aq)＋Ba(OH)2(aq)===BaSO4(s)＋2H2O(l)
解析：选A A项是体系混乱程度增大的吸热反应，正确；B、C、D项是体系混乱程度减小的放热反应，均错误。
3．分析下列反应，在任何温度下均能自发进行的是( )
A．2N2(g)＋O2(g)===2N2O(g) ΔH＝163 kJ·mol－1
B．Ag(s)＋Cl2(g)===AgCl(s) ΔH＝－127 kJ·mol－1
C．HgO(s)===Hg(l)＋O2(g) ΔH＝91 kJ·mol－1
D．H2O2(l)===O2(g)＋H2O(l) ΔH＝－98 kJ·mol－1
解析：选D A项，ΔH＞0，ΔS＜0，任何温度下都不能自发进行，错误；B项，ΔH＜0，ΔS＜0，高温下不能自发进行，错误；C项，ΔH＞0，ΔS＞0，低温下不能自发进行，错误；D项，ΔH＜0，ΔS＞0，任何温度下都能自发进行，正确。21*cnjy*com
4．对于温度与反应方向的关系，下列判断正确的是( )
A．ΔH＜0，ΔS＞0，所有温度下反应都自发进行
B．ΔH＞0，ΔS＞0，所有温度下反应都自发进行
C．ΔH＜0，ΔS＜0，高温下反应自发进行
D．ΔH＞0，ΔS＜0，所有温度下反应都自发进行
解析：选A 根据ΔH－TΔS的符号判断反应是否自发。A项，根据反应自发进行的判断依据，可知熵增焓减反应一定自发进行，正确；B项，焓增熵增，低温下不可自发进行，错误；C项，焓减熵减的反应在高温下不可自发进行，错误；D项，焓增熵减在任何温度下都不自发进行，错误。【版权所有：21教育】
5．合成氨反应：N2(g)＋3H2(g)??2NH3(g) ΔH，若该反应在一定条件下能自发进行，则有关该反应的ΔH、ΔS判断正确的是( )
A．ΔH＜0 ΔS＜0 B．ΔH＜0 ΔS＞0
C．ΔH＞0 ΔS＜0 D．ΔH＞0 ΔS＞0
解析：选A 一般来说，化合反应的焓变小于0，气体体积减小的反应ΔS＜0，该反应是气体体积减小的化合反应，所以ΔH＜0，ΔS＜0。
6．碳酸铵[(NH4)2CO3]在室温下就能自发地分解产生氨气，对其说法中正确的是( )
A．碳酸铵分解是因为生成了易挥发的气体，使体系的熵增大
B．碳酸铵分解是因为外界给予了能量
C．碳酸铵分解是吸热反应，此反应不应该自发进行，必须借助外力才能进行
D．碳酸盐都不稳定，都能自发分解
解析：选A 该反应气体分子数增多，ΔS>0，故A项正确。
7．下列有关说法不正确的是( )
A．反应NH3(g)＋HCl(g)===NH4Cl(s)在室温下可自发进行，则该反应的ΔH＜0
B．CaCO3(s)===CaO(s)＋CO2(g)室温下不能自发进行，说明该反应的ΔH＜0
C．一定温度下，反应MgCl2(l)===Mg(l)＋Cl2(g)的ΔH＞0，ΔS＞0
D．反应2CO(g)===2C(s)＋O2(g)在高温下不能自发进行
解析：选B A项，当ΔH－TΔS＜0时，反应能自发进行，已知反应NH3(g)＋HCl(g)===NH4Cl(s)在室温下可自发进行，该反应的ΔH－TΔS＜0，所以反应的ΔH＜0，正确；B项，当ΔH－TΔS＜0时，能自发进行，该反应ΔS＞0，室温下不能自发进行，说明该反应的ΔH＞0，错误；C项，分解反应一般为吸热反应，所以ΔH＞0；生成气体是一个熵增加的反应，所以ΔS＞0，正确；D项，反应为熵减反应，在高温下ΔH－TΔS>0，故不能自发进行，正确。
8．灰锡结构松散，不能用于制造器皿，而白锡结构坚固，可以制造器皿。现把白锡制造的器皿放在0 ℃、100 kPa的室内存放，它会不会变成灰锡而不能继续使用(已知在0 ℃、100 kPa条件下白锡转化为灰锡反应的焓变和熵变分别为ΔH＝－2 180.9 J·mol－1；ΔS＝－6.61 J·mol－1·K－1，当ΔH－TΔS<0时能自发反应)( )
A．会变 B．不会变
C．不能确定 D．升高温度才会变
解析：选A 在温度、压强一定的条件下，自发反应总是向着ΔH－TΔS<0的方向进行，直至达到平衡态。该条件下白锡转化为灰锡反应的ΔH－TΔS＝－2 180.9 J·mol－1－273 K×(－6.61 J·mol－1·K－1)＝－376.37 J·mol－1<0，因此在该条件下白锡会变为灰锡。
9．向锥形瓶中加入约20 g NH4Cl晶体，在一小木块上洒少量水，将锥形瓶放在木块上，再向其中加入约40 g Ba(OH)2·8H2O，如图所示。用玻璃棒将固体充分混合均匀，静置。
回答下列各问题：
(1)拿起木块时发现____________________，证明该反应的ΔH________(填“>”或“<”)0。
(2)写出反应的化学方程式：_____________________________________________，
该反应中有________生成，可证明ΔS______(填“>”或“<”)0。
(3)下列变化过程与该实验中的焓变和熵变相同的是__________。
A．NH4NO3溶于水 B．CaCO3的分解反应
C．NaOH溶于水 D．甲烷的燃烧
解析：(3)该实验中反应方程式的特点为ΔH＞0，ΔS＞0，因此A、B符合，C、D项中反应的ΔH＜0。21教育名师原创作品
答案：(1)锥形瓶“粘”在木块上 ＞
(2)2NH4Cl＋Ba(OH)2·8H2O===BaCl2＋2NH3↑＋10H2O 气体 ＞ (3)AB
10．某化学兴趣小组专门研究了氧族元素及其某些化合物的部分性质。所查资料信息如下：
①酸性：H2SO4＞H2SeO4＞H2TeO4
②氧、硫、硒与氢气化合越来越难，碲与氢气不能直接化合
③由元素的单质生成等物质的量的氢化物的焓变情况如图
请回答下列问题：
(1)H2与硫化合的反应__________热量(填“放出”或“吸收”)。
(2)已知H2Te分解反应的ΔS＞0，请解释为什么Te和H2不能直接化合：________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)上述资料信息中能够说明硫元素非金属性强于硒元素的是____________(填序号)。
解析：(1)由图示可知H2与硫化合的反应ΔH＜0，故为放热反应。
(2)由图示可知H2与Te化合的反应ΔH＞0，H2Te分解时ΔS＞0，则化合生成H2Te的ΔS＜0，即ΔH－TΔS＞0，故反应不能自发进行。
答案：(1)放出 (2)因为化合时ΔH＞0，ΔS＜0，ΔH－TΔS＞0，故反应不能自发进行
(3)①②③
课件21张PPT。Zn＋CuSO4===ZnSO4＋CuCl2＋2KBr===2KCl＋Br2CH2===CH2＋Br2―→CH2BrCH2Br是是是放热＜吸热＞
“课时跟踪检测”见“课时跟踪检测(十一)”
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第三课时 化学平衡常数
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[课标要求]
1．理解化学平衡常数的含义，能够利用化学平衡常数进行简单的计算。
2．了解平衡转化率的含义。
1．在一定温度下，当一个可逆反应aA＋bB??cC＋dD达到化学平衡时，其化学平衡常数的表达式为K＝。21教育网
2．化学平衡常数K只受温度的影响，与反应物或生成物的浓度变化无关。
3．K值越大，正向反应进行的程度越大，反应进行的越完全，反应物的转化
率越高。
4．升高温度，若K值增大，则正反应为吸热反应，反之为放热反应；降低温度，若K值增大，则正反应为放热反应，反之为吸热反应。
5．平衡转化率α＝×100%。
1．化学平衡常数
(1)含义
在一定温度下，无论反应物的起始浓度如何，反应达到化学平衡后，生成物物质的量浓度幂之积与反应物物质的量浓度幂之积的比值是一个常数，称作该反应的化学平衡常数，简称平衡常数，用符号K表示。www.21-cn-jy.com
(2)表达式
对反应aA(g)＋bB(g)??cC(g)＋dD(g)在一定温度下达到平衡时，K＝。
(3)意义
(4)影响因素
K只与温度有关，与反应物或生成物的浓度无关，只要温度一定，则平衡常数一定。
2．平衡转化率
(1)概念：某一反应物的转化率等于该物质在反应中已转化的量与该物质总量的比值。
(2)表达式：α＝×100%。
(3)意义：表示在一定温度和一定起始浓度下反应进行的限度。
[特别提醒] 代入平衡常数表达式进行计算的是物质的平衡浓度而不是初始浓度和变化浓度。
1．对于可逆反应：N2(g)＋3H2(g)??2NH3(g)，其平衡常数K的表达式是什么？若保持其他条件不变，分别增大压强、增大N2浓度，平衡如何移动？平衡常数K如何变化？
提示：K＝；增大压强，增大N2的浓度，平衡均正向移动，但平衡常数K不变。
2．已知反应：H2(g)＋I2(g)??2HI(g)的平衡常数是K ，则反应2HI(g)??H2(g)＋I2(g)的平衡常数是什么？反应H2(g)＋I2(g)??HI(g)的平衡常数是什么？
提示：，K。
3．催化剂能够改变化学反应速率，对化学平衡常数有什么影响？
提示：不能改变化学平衡常数。
对化学平衡常数的理解
(1)化学平衡常数只与温度有关，与反应物或生成物的浓度无关。
(2)反应物或生成物中有固体和纯液体存在时，由于其浓度可看作“1”而不代入表达式。
(3)化学平衡常数是指某一具体反应的平衡常数。若反应方向改变，则平衡常数改变；若化学方程式中各物质的化学计量数等倍扩大或缩小，尽管是同一反应，平衡常数也会改变。【版权所有：21教育】
如N2＋3H2??2NH3 K＝a则有
2NH3??N2＋3H2 K′＝1/a
N2＋H2??NH3 K″＝a
1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。
(1)在平衡常数表达式中，反应物浓度用起始浓度，生成物浓度用平衡浓度( )
(2)对于一个可逆反应，平衡正向移动时，平衡常数一定增大( )
(3)升高温度，K值增大，则正反应为放热反应( )
(4)平衡常数的大小只与温度有关，而与浓度、压强、催化剂等无关( )
(5)从平衡常数的大小可以推断一个反应的进行程度( )
答案：(1)× (2)× (3)× (4)√ (5)√
2．某温度下，反应2A(g)＋B(g)??2C(g)的平衡常数K1＝50，在同一温度下，反应2C(g)??2A(g)＋B(g)的平衡常数K2为( )21教育名师原创作品
A．2 500 B．50 C．0.02 D．0.002
解析：选C 对反应2A(g)＋B(g)??2C(g)的平衡常数K1＝，而同一温度下，反应2C(g)??2A(g)＋B(g)的平衡常数K2＝＝＝0.02。
3．下列反应在210 ℃达到平衡：
①PCl5(g)??PCl3(g)＋Cl2(g) ΔH1>0 K＝1
②CO(g)＋Cl2(g)??COCl2(g) ΔH2<0 K＝5×104
③COCl2(g)??CO(g)＋Cl2(g) ΔH3>0 K
(1)根据反应①的平衡常数(K)表达式，下列等式必定成立的是________。
A．c(PCl5)＝c(PCl3)＝c(Cl2)＝1
B．c(PCl5)＝c(PCl3)·c(Cl2)＝1
C．c(PCl5)＝c(PCl3)·c(Cl2)
反应②和反应③的平衡常数(K)表达式________(填“相同”或“不同”)。
(2)降低Cl2浓度，反应③的K值________(填“增大”“减小”或“不变”)。
解析：可逆反应达到化学平衡，生成物浓度幂的乘积与反应物浓度幂的乘积之比为一常数。对于反应①来说：K＝ ＝1，C正确。反应②和③的反应物、生成物恰好颠倒，K的表达式是不同的。平衡常数与物质浓度无关，只随温度的变化而变化，温度一定时，K值不变。
答案：(1)C 不同 (2)不变
1．判断反应进行的程度
2．判断反应的热效应
3．判断可逆反应的方向
对于可逆反应aA＋bB??cC＋dD，在一定温度下的任意时刻，反应物与生成物浓度有如下关系：浓度商Qc＝， 则21·cn·jy·com
4．计算反应物的转化率
依据起始浓度(或平衡浓度)和平衡常数可以计算平衡浓度(或起始浓度)，从而计算反应物的转化率。
1．某温度下，反应mA(g)＋nB(g)??pC(g)＋qD(g)的平衡常数为K，下列说法正确的是( )21·世纪*教育网
A．K越大，达到平衡时，反应进行的程度越小
B．K越小，达到平衡时，反应物的转化率越大
C．K随反应物浓度改变而改变
D．K随温度改变而改变
解析：选D K越大，表示反应向右进行的程度越大，反应物的转化率越高，A、B错误，对于一个固定的化学反应，K只受温度的影响，C错误，D正确。
2．现有一定温度下的密闭容器中存在如下反应：2SO2＋O2??2SO3(g)，知c始(SO2)＝0.4 mol·L－1，c始(O2)＝1 mol·L－1，经测定该反应在该温度下的平衡常数K≈19，试判断：
(1)当SO2转化率为50%时，该反应是否达到平衡状态？若未达到，向哪个方向进行？
(2)达平衡状态时，SO2的转化率应为多少？
解析：(1) 2SO2＋O2??2SO3
开始/mol·L－1 0.4 1 0
转化/mol·L－1 0.2 0.1 0.2
转化后/mol·L－1 0.2 0.9 0.2
此时：Qc＝＝＝1.11＜19＝K，当SO2转化率为50%时，反应未达平衡状态，反应向正反应方向进行。21cnjy.com
(2)设达平衡时，SO2转化的物质的量浓度为x mol·L－1，则O2转化 mol·L－1，生成SO3为x mol·L－1。所以K＝≈19，x＝0.32，所以SO2的转化率为×100%＝80%。
答案：(1)否 正反应方向 (2)80%
[方法技巧]
“始、变、平”三部曲解题模式
①写出化学反应方程式(配平)。
②根据题意，依次列出各反应物和生成物的物质的量浓度(或物质的量)的起始量、变化量、平衡量，未知量可以设未知数表示。
变化量＝起始量－平衡量
③根据变化量之比等于对应物质的化学计量数之比，列关系式，计算出未知量。
④把平衡量(物质的量浓度)代入化学平衡常数公式求解。
[三级训练·节节过关]
1．下列关于平衡常数K的说法中，正确的是( )
A．在任何条件下，化学平衡常数都是一个恒定值
B．改变反应物浓度或生成物浓度都会改变平衡常数K
C．平衡常数K既与温度、反应物本身的性质有关，也与反应物浓度、压强有关
D．从平衡常数K的大小可以推断一个反应进行的程度
解析：选D 平衡常数只与温度和反应物本身的性质有关，A、B、C错误；平衡常数越大，反应进行的程度越大，D正确。【出处：21教育名师】
2．已知：H2(g)＋I2(g)??2HI(g)的平衡常数为K1；H2(g)＋I2(g)??HI(g)的平衡常数为K2，则K1、K2的关系为( )
A．K1＝2K2 B．K1＝K
C．2K1＝K2 D．K1＝K2
解析：选B K1＝，K2＝，故K1＝K，B正确。
3．X、Y、Z为三种气体，把a mol X和b mol Y充入一密闭容器中，发生反应X＋2Y??2Z。达到平衡时，若它们的物质的量满足：n(X)＋n(Y)＝n(Z)，则Y的转化率为( )
A．[(a＋b)/2]×100% B．[2(a＋b)/5b]×100%
C．[2(a＋b)/5]×100% D．[(a＋b)/5a]×100%
解析：选B 设反应达平衡时消耗Y的物质的量为x mol。
则：X ＋ 2Y??2Z
起始量/mol a b 0
变化量/mol x/2 x x
平衡量/mola－x/2 b－x x
根据题意可得：(a－x/2)＋(b－x)＝x x＝2(a＋b)/5，
故Y的转化率为[2(a＋b)/5]÷b×100%＝[2(a＋b)/5b]×100%。
4．平衡常数K的数值大小是衡量化学反应进行程度的标志，在25 ℃时，下列反应的平衡常数如下：
2NO(g)??N2(g)＋O2(g) K1＝1×1030
2H2(g)＋O2(g)??2H2O(g) K2＝2×1081
2CO2(g)??2CO(g)＋O2(g) K3＝4×10－92
(1)常温下，NO分解产生O2反应的平衡常数表达式为__________________。
(2)常温下，水分解产生O2，此时平衡常数值约为________。
(3)常温下，NO、H2O、CO2三种化合物分解放出氧气的倾向大小顺序为________>________>________。
(4)随着轿车进入家庭，汽车尾气污染成为倍受关注的环境问题，市政府要求全市所有汽车尾气处理装置完成改装，以求基本除去氮氧化物、一氧化碳污染气体排放。而改装后的尾气处理装置主要是加入了有效催化剂，请你根据以上有关数据分析，仅仅使用催化剂______(填“能”或“否”)促进污染气体间的反应，而除去污染气体。
解析：由于互为可逆反应的平衡常数互为倒数，所以水分解产生O2的K＝＝＝5×10－82，K越大，反应进行越彻底，比较K1、K2、K3大小可知放出O2的倾向大小为NO>H2O>CO2。
又对于反应2NO(g)＋2CO(g)??N2(g)＋2CO2(g)，
其K′＝，K1＝，
＝ ，所以K′＝K1·＝2.5×10121?105，故反应进行完全，可仅用催化剂加快反应速率。
答案：(1)K＝
(2)5×10－82
(3)NO H2O CO2
(4)能
1．关于平衡常数K，下列说法中正确的是( )
A．K越大，反应速率越大
B．对任一给定的可逆反应，温度升高，K值增大
C．对可逆反应，K值越大，反应物的平衡转化率越高
D．加入催化剂或增大反应物浓度，K值将增大
解析：选C K值与催化剂、反应物的浓度、化学反应速率的大小无关，A、D错误；K与反应温度有关，但是温度升高，K值可能增大也可能减小，B错误。
2．对于可逆反应：C(s)＋H2O(g)??CO(g)＋H2(g)，在一定温度下达到平衡时，其平衡常数表达式正确的是( )
A．K＝ B．K＝
C．K＝ D．K＝
解析：选D C为固体，不列入表达式。
3．对于可逆反应：C(s)＋CO2(g)??2CO(g)，在一定温度下，其平衡常数为K，下列条件的变化中，能使K发生变化的是( )
A．将C(s)的表面积增大 B．增大体系压强
C．升高体系温度 D．使用合适的催化剂
解析：选C 对于一个给定的可逆反应，其化学平衡常数K的大小仅与温度有关，与其他因素无关。
4．2 000 K时，反应CO(g)＋O2(g)??CO2(g)的平衡常数为K，则相同温度下反应2CO2(g)??2CO(g)＋O2(g)的平衡常数为( )
A. B．K2
C. D．K
解析：选C 反应CO(g)＋O2(g)??CO2(g)的平衡常数K＝ ，而2CO2(g)??2CO(g)＋O2(g)的平衡常数为K′＝，可见K′＝，C正确。
5．某温度下反应H2(g)＋I2(g)??2HI(g)的平衡常数K＝57.0，现向此温度下的真空容器中充入0.2 mol·L－1 H2(g)、0.5 mol·L－1 I2(g)及0.3 mol·L－1 HI(g)，则下列说法中正确的是( )
A．反应正好达平衡
B．反应向左进行
C．反应向某方向进行一段时间后K<57.0
D．反应向某方向进行一段时间后c(H2)<0.2 mol·L－1
解析：选D Qc＝
＝＝0.96．某温度下，向容积为2 L的密闭反应器中充入0.10 mol SO3，当反应器中的气体压强不再变化时测得SO3的转化率为20%，则该温度下反应2SO2(g)＋O2(g)??2SO3(g)的平衡常数为( )
A．3.2×103 B．1.6×103
C．8.0×102 D．4.0×102
解析：选A 2SO2(g)＋O2(g)??2SO3(g)
c(始)/(mol·L－1) 0 0 0.05
c(变)/(mol·L－1) 0.01 0.005 0.01
c(平)/(mol·L－1) 0.01 0.005 0.04
K＝＝3.2×103。
7．在密闭容器中充入A(g)和B(g)，它们的初始浓度均为2 mol·L－1，在一定条件下发生反应：A(g)＋B(g)??2C(g)。该温度下，此反应的平衡常数为4，则A的转化率为( )
A．30% B．40%
C．50% D．60%
解析：选C 设A转化了x mol·L－1，则有：
A(g)＋B(g)??2C(g)
c0/(mol·L－1)： 2 2 0
Δc/(mol·L－1): x x 2x
c/(mol·L－1)： 2－x 2－x 2x
由题意K＝＝
＝4，解得x＝1，所以，α(A)＝×100%＝50%。
8．在相同的温度下，已知反应：①N2(g)＋O2(g)??2NO(g)的平衡常数K＝3.84×10－31；②2SO2(g)＋O2(g)??2SO3(g)的平衡常数K＝3.10×1025。则在该温度下，两个化学反应的反应程度之间的关系为( )2-1-c-n-j-y
A．①>② B．①<②
C．①＝② D．不能确定
解析：选B 平衡常数的大小能表示化学反应可能进行的程度(即反应限度)，平衡常数越大，表示反应进行得越彻底。题给两个化学反应的平衡常数的大小相差很大，反应①进行的程度很小，而反应②进行的程度很大。21*cnjy*com
9．在25 ℃时，密闭容器中X、Y、Z三种气体的初始浓度和平衡浓度如下表：
物质
X
Y
Z
初始浓度/(mol·L－1)
0.1
0.2
0.0
平衡浓度/(mol·L－1)
0.05
0.05
0.1
下列说法错误的是( )
A．反应达到平衡时，X的转化率为50%
B．反应可表示为X(g)＋3Y(g)??2Z(g)，其平衡常数为1 600
C．增大压强平衡常数增大
D．改变温度可以改变此反应的平衡常数
解析：选C X浓度变化是0.05 mol·L－1，所以达到化学平衡时，X的转化率为0.05÷0.1×100%＝50%，A正确；Y的浓度变化是0.15 mol·L－1，Z的浓度变化是0.1 mol·L－1，故该反应的化学方程式为X＋3Y??2Z，平衡常数K＝＝1 600，B正确；平衡常数与浓度、压强无关，只与温度有关，C错误、D正确。2·1·c·n·j·y
10．已知可逆反应：M(g)＋N(g)??P(g)＋Q(g)，请回答下列问题：
(1)在某温度下，反应物的起始浓度分别为c(M)＝1 mol·L－1，c(N)＝2.4 mol·L－1；达到平衡后，M的转化率为60%，此时N的转化率为________。
(2)若反应物的起始浓度分别为c(M)＝4 mol·L－1，c(N)＝a mol·L－1；达到平衡后，c(P)＝2 mol·L－1，a＝________。
(3)若反应物的起始浓度为c(M)＝c(N)＝b mol·L－1，达到平衡后，M的转化率为________。
解析：(1)根据反应： M(g)＋N(g)??P(g)＋Q(g)
起始浓度/(mol·L－1): 1 2.4 0 0
转化浓度/(mol·L－1): 0.6 0.6 0.6 0.6
平衡浓度/(mol·L－1): 0.4 1.8 0.6 0.6
α(N)＝×100%＝25%。
(2)根据反应： M(g)＋N(g)??P(g)＋Q(g)
起始浓度/(mol·L－1): 4 a 0 0
转化浓度/(mol·L－1): 2 2 2 2
平衡浓度/(mol·L－1): 2 (a－2) 2 2
根据温度不变，平衡常数不变的特点得：
K＝＝0.5＝，
解得a＝6 mol·L－1。
(3)同理： M(g)＋N(g)??P(g)＋Q(g)
起始浓度/(mol·L－1): b b 0 0
转化浓度/(mol·L－1): x x x x
平衡浓度/(mol·L－1): (b－x) (b－x) x x
根据温度不变，平衡常数不变的特点得：
K＝0.5＝，解得x＝0.41b mol·L－1
α(M)＝(0.41b/b)×100%＝41%。
答案：(1)25% (2)6 (3)41%
1．对于3Fe(s)＋4H2O(g)??Fe3O4(s)＋4H2(g)，反应的化学平衡常数的表达式为( )
A．K＝ B．K＝
C．K＝ D．K＝
解析：选D 由于在反应中Fe、Fe3O4均为固体，根据化学平衡常数的定义可得出平衡常数K＝。
2．已知下列反应的平衡常数：①H2(g)＋S(s)??H2S(g)，K1；②S(s)＋O2(g)??SO2(g)，K2；则反应H2(g)＋SO2(g)??O2(g)＋H2S(g)的平衡常数是( )【来源：21·世纪·教育·网】
A．K1＋K2 B．K1－K2
C．K1×K2 D.
解析：选D K1＝，K2＝
第三个反应的平衡常数K3＝＝×＝K1×＝。
3．将固体NH4I置于密闭容器中，在一定温度下发生下列反应：①NH4I(s)??NH3(g)＋HI(g)；②2HI(g)??H2(g)＋I2(g)。达到平衡时，c(H2)＝0.5 mol·L－1，c(HI)＝4 mol·L－1，则此温度下反应①的平衡常数为( )
A．9 B．16
C．20 D．25
解析：选C 由H2和HI的平衡浓度可推算出①反应生成的HI和NH3的浓度都为0.5 mol·L－1×2＋4 mol·L－1＝5 mol·L－1，由于NH3没有转化，其平衡浓度仍为5 mol·L－1，而HI的平衡浓度由题意可知为4 mol·L－1，则①的平衡常数K1＝c(NH3)·c(HI)＝5×4＝20。
4．体积比为2∶3的N2和H2的混合气体，在一定条件下发生反应。达到平衡时，容器内压强为反应开始时的4/5，则N2的转化率为( )
A．50% B．37.5%
C．25% D．12.5%
解析：选C 设起始时n(N2)＝2x mol n(H2)＝3x mol
N2 ＋ 3H2 ??2NH3
起始/mol： 2x 3x 0
变化/mol： a 3a 2a
平衡： (2x－a) (3x－3a) 2a
＝＝＝ x＝2a
α(N2)＝×100%＝×100%＝25%。
5．下列有关平衡常数的说法中，正确的是( )
A．改变条件，反应物的转化率增大，平衡常数也一定增大
B．反应2NO2(g)===N2O4(g) ΔH＜0，升高温度该反应平衡常数增大
C．对于给定可逆反应，温度一定时，其正、逆反应的平衡常数相等
D．平衡常数为K＝的反应，化学方程式为CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g)
解析：选D A项，改变条件，反应物的转化率增大，若温度不变，则平衡常数不变，错误；B项，正反应是放热反应，温度升高K变小，错误；C项，对于给定可逆反应，温度一定时，因K正×K逆＝1，只有平衡常数等于1时，其正、逆反应的平衡常数才相等，错误；D项，CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g)的平衡常数表达式为K＝，正确。www-2-1-cnjy-com
6．一定温度下，反应N2(g)＋3H2(g)??2NH3(g)的反应热和化学平衡常数分别为ΔH和K，则相同温度时反应4NH3(g)??2N2(g)＋6H2(g)的反应热和化学平衡常数为( )
A．2ΔH和2K B．－2ΔH和K2
C．2ΔH和－2K D．－2ΔH和
解析：选D N2(g)＋3H2(g)??2NH3(g)的反应热为ΔH，相同温度时反应2NH3(g)??N2(g)＋3H2(g)的反应热为－ΔH，而4NH3(g)??2N2(g)＋6H2(g)的反应热为－2ΔH；N2(g)＋3H2(g)??2NH3(g)的化学平衡常数为K，相同温度时反应2NH3(g)??N2(g)＋3H2(g)化学平衡常数为，则相同温度时反应4NH3(g)??2N2(g)＋6H2(g)化学平衡常数为2＝。
7．已知反应A(g)＋B(g)??C(g)＋D(g)的平衡常数K值与温度的关系如表所示。830 ℃时，向一个2 L的密闭容器中充入0.20 mol A和0.20 mol B,10 s时达到平衡。下列说法不正确的是( )
温度/℃
700
830
1 200
K值
1.7
1.0
0.4
A．达到平衡后，B的转化率为50%
B．增大压强，正、逆反应速率均加快
C．该反应为吸热反应
D．反应初始至平衡，A的平均反应速率v(A)＝0.005 mol·L－1·s－1
解析：选C 设平衡时B减少的物质的量浓度为x mol·L－1，则：
A(g) ＋ B(g)??C(g)＋D(g)
开始/(mol·L－1) 0.1 0.1 0 0
变化/(mol·L－1) x x x x
平衡/(mol·L－1) 0.1－x 0.1－x x x
故K＝＝1.0，解得x＝0.05，则平衡时B的转化率＝×100%＝50%，A项正确；增大压强，正、逆反应速率都增大，B项正确；由表中数据可知，温度越高，平衡常数越小，正反应是放热反应，C项错误；反应初始至平衡，v(A)＝＝0.005 mol·L－1·s－1，D项正确。
8．在一体积为1 L的密闭容器中，通入一定量的CO和H2O，在850 ℃发生如下反应：CO(g)＋H2O(g)??CO2(g)＋H2(g) ΔH<0。CO和H2O浓度变化如下图：
(1)0～4 min的平均反应速率v(CO)＝______________mol·(L·min)－1。
(2)850 ℃时，平衡常数K＝________。
(3)850 ℃时，若向该容器中充入1.0 mol CO、3.0 mol H2O，则CO的平衡转化率为________。
(4)能判断该反应达到化学平衡状态的依据是________(填选项字母)。
a．v正(H2)＝v逆(H2O)
b．c(CO2)＝c(CO)
c．容器中气体密度不变
解析：(1)0～4 min的平均反应速率
v(CO)＝(0.20－0.08)/4＝0.03 mol·(L·min)－1。
(2)850 ℃时，平衡时各物质的浓度为c(CO)＝0.08 mol·L－1，c(H2O)＝0.18 mol·L－1，c(CO2)＝0.12 mol·L－1，c(H2)＝0.12 mol·L－1，
所以平衡常数K＝0.12×0.12/(0.18×0.08)＝1。
(3)CO(g)＋H2O(g)??CO2(g)＋H2(g)
起始/(mol·L－1)：1.0 3.0 0 0
变化/(mol·L－1)：x x x x
平衡/(mol·L－1)：1.0－x 3.0－x x x
850 ℃时，反应的平衡常数是1，
有(1.0－x)×(3.0－x)＝x×x，解得x＝0.75，
则CO的平衡转化率为0.75/1×100%＝75%。
(4)该反应是在固定容积的密闭容器中进行的反应，且反应前后气体的物质的量不变，密度不变不能作为平衡的标志。c(CO2)＝c(CO)是一特定的状态，不一定达到平衡。
答案：(1)0.03 (2)1 (3)75% (4)a
9．在一定体积的密闭容器中进行如下化学反应：CO2(g)＋H2(g)??CO(g)＋H2O(g)，其化学平衡常数(K)和温度(t)的关系如下表所示：21世纪教育网版权所有
t/℃
700
800
830
1 000
1 200
K
0.6
0.9
1.0
1.7
2.6
回答下列问题：
(1)该反应的化学平衡常数表达式为K＝________。
(2)该反应为________(填“吸热”或“放热”)反应。
(3)能判断该反应达到化学平衡状态的依据是________。
A．容器中压强不变
B．混合气体中c(CO)不变
C．v正(H2)＝v逆(H2O)
D．c(CO2)＝c(CO)
(4)某温度下，平衡浓度符合下式：c(CO2)·c(H2)＝c(CO)·c(H2O)，试判断此时的温度为________℃。21*cnjy*com
(5)在800 ℃时，发生上述反应，某一时刻测得容器内各物质的浓度分别为c(CO2)为2 mol·L－1，c(H2)为1.5 mol·L－1，c(CO)为1 mol·L－1，c(H2O)为3 mol·L－1，则下一时刻，反应向________(填“正向”或“逆向”)进行。【来源：21cnj*y.co*m】
解析：通过表中K和t的关系可知，温度越高，K值越大，反应向正向进行的程度越大，说明正向反应为吸热反应。当c(CO2)·c(H2)＝c(CO)·c(H2O)时，K＝1，此时温度由表中数据可知为830 ℃。判断反应进行的方向时，可根据Q与K的大小关系判断，此时刻下，Q＝＝＝1＞0.9，所以反应向逆反应方向进行。
答案：(1) (2)吸热 (3)BC (4)830
(5)逆向
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第二课时 化学平衡状态
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[课标要求]
1．了解化学反应的可逆性。
2．了解化学平衡建立的过程。
3．理解化学平衡的特征。
1.可逆反应“两特点”：
(1)正、逆两个反应是同一条件下同时进行的。
(2)可逆反应中反应物、生成物共存，反应物转化率小于100%。
2．化学平衡“五特征”：逆、等、定、动、变。
3．平衡状态判断“两依据”：
(1)根本依据：v(正)＝v(逆)。
(2)直接依据：各组分的浓度保持不变。
1．可逆反应
在相同条件下，既可以向正反应方向进行，又可以向逆反应方向进行的反应。
2．不可逆反应
有些反应因逆反应进行程度太小而可忽略，正反应几乎完全进行到底，一般认为这些反应不可逆。例如，H2的燃烧、酸碱中和等。【来源：21·世纪·教育·网】
3．可逆反应的特点
(1)“三性”
(2)实例
下列反应都是可逆反应：
N2＋3H22NH3、
Cl2＋H2O??HCl＋HClO、
2SO2＋O22SO3。
1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。
(1)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( )
(2)CO2与水的反应是不可逆反应( )
(3)NH3和HCl生成NH4Cl与NH4Cl分解生成NH3和HCl互为可逆反应( )
(4)可逆反应中反应物的转化率能达到100%( )
答案：(1)√ (2)× (3)× (4)×
2．下列各组两个反应互为可逆反应的是( )
①H2＋Cl22HCl与2HClH2↑＋Cl2↑
②H2SO4(浓)＋2HBr===2H2O＋Br2＋SO2↑与Br2＋SO2＋2H2O===2HBr＋H2SO4
③2NO2===N2O4与N2O4===2NO2
④2SO2＋O22SO3与2SO32SO2＋O2
A．①② B．②③
C．③④ D．②④
解析：选C 可逆反应必须是在相同条件下同时向正、逆两个方向都能进行的反应。③、④为可逆反应。
1．化学平衡状态的建立
(1)建立过程(以N2＋3H2??2NH3为例)
物质浓度
反应速率
反应物
生成物
正反应
逆反应
开始时
最大
0
最大
0
进行中
减小
增大
减小
增大
平衡时
不变
不变
v(正反应)＝v(逆反应)
(2)浓度－时间图像和速率－时间图像分别为
2．化学平衡状态的概念
可逆反应在一定条件下进行到一定程度时，正反应速率与逆反应速率相等，反应物和生成物的浓度不再发生变化，反应达到化学平衡状态。21教育名师原创作品
3．五大特征
[特别提醒]
(1)可逆反应达到平衡状态后，反应并没有停止，而是反应在该条件下进行的最大限度。
(2)可逆反应达到平衡后，各组分的浓度保持不变，并不是各组分的浓度相等。
1．在一定温度下的某容积可变的密闭容器中，建立下列化学平衡：A(g)＋3B(g)??2C(g)，能确定上述可逆反应在一定条件下已达到化学平衡状态的是( )
A．体系的压强不再发生变化
B．3v正(B)＝2v逆(C)
C．混合气体密度不再变化
D．消耗1 mol A的同时生成2 mol C
解析：选C A项，在一定温度下的某容积可变的密闭容器中发生反应时，压强始终不变，体系的压强不再发生变化，不能表示已经达到了化学平衡状态，错误；B项，v正(B)∶v逆(C)＝3∶2，故2v正(B)＝3v逆(C)，表示正逆反应速率相等，错误；C项，该反应是一个气体体积变化的反应，而质量不变，故混合气体密度不再变化，能够表示已经达到了化学平衡状态，正确；D项，消耗1 mol A的同时，任何时间都生成2 mol C，不能表示已经达到了化学平衡状态，错误。2·1·c·n·j·y
2．在一定温度下，反应A2(g)＋B2(g)??2AB(g)达到平衡状态的标志是________。
A．单位时间内生成n mol A2的同时生成n mol AB
B．容器内的总压强不随时间变化
C．单位时间内生成2n mol AB的同时生成n mol B2
D．单位时间内生成n mol A2的同时生成n mol B2
E．容器内A2、B2、AB的物质的量之比是1∶1∶2时的状态
F．容器中c(A2)＝c(B2)＝c(AB)时的状态
解析：A项，根据化学方程式中的化学计量数之比，可知生成n mol AB必消耗 mol A2，即单位时间内生成 mol A2的同时生成n mol AB，反应未达到平衡状态；B项，由于此反应是反应前后气体分子数不变的反应，达到平衡或未达到平衡时压强都不随时间变化，因此不能用压强不变来说明反应是否达到平衡状态；C项，单位时间内生成2n mol AB时，消耗了n mol A2和n mol B2，说明反应处于平衡状态；D项，只知道单位时间生成n mol A2和n mol B2，却不知道同时消耗多少A2和多少B2，不能确定反应是否达到平衡；E项、F项，由于达到化学平衡状态时，反应混合物中各物质的浓度保持不变，并不是相等，其物质的量之比不一定等于其化学方程式中各物质的化学计量数之比，所以E、F两项均不符合题意。
答案：C
[方法技巧]
判断可逆反应达到平衡状态的方法
1.从化学反应速率的角度判断(即v正＝v逆≠0)
有两层含义：对于同一物质，该物质的生成速率等于其消耗速率；对于不同的物质，速率之比等于化学方程式中物质的化学计量数之比，但必须是不同方向的速率。
2.利用“变量”与“不变量”判断
(1)确定反应中的“变量”，即随反应的进行而变化的量，当变量不再变化时，表明反应已达平衡状态。而当“不变量”不变时，不能判断反应是否处于平衡状态。
(2)常见的变量有：气体的颜色；对于气体体积有变化的反应来说，恒压反应时的体积、恒容反应时的压强；对于反应体系中全部为气体，且气体物质的量有变化的反应来说，混合气体的平均相对分子质量；对于反应体系中不全部为气体的反应来说，恒容时混合气体的密度等。应当注意，在利用、ρ、n(总)、p(总)判断时要注意反应特点和容器的体积变化问题。21cnjy.com
[三级训练·节节过关]
1．下列各组反应中，属于可逆反应的一组是( )
A．Cu＋Cl2CuCl2，CuCl2Cu＋Cl2↑
B．NH3＋CO2＋H2O===NH4HCO3，NH4HCO3NH3↑＋CO2↑＋H2O
C．H2与I2在加热时生成HI，同时HI又分解出H2和I2
D．2Ag＋Br22AgBr,2AgBr2Ag＋Br2
解析：选C 可逆反应必须在相同条件，同时进行。
2．一定条件下在密闭容器中能表示可逆反应2SO2＋O2??2SO3一定达到平衡状态的是( )
①消耗2 mol SO2的同时生成2 mol SO3
②SO2、O2与SO3的物质的量之比为2∶1∶2
③反应混合物中SO3的浓度不再改变
A．①② B．②③
C．只有③ D．只有①
解析：选C 不论是否平衡状态，①始终存在；平衡状态时各物质的物质的量与化学方程式中的化学计量数无关，②不一定是平衡状态；③一定是平衡状态。
3．已知汽车尾气无害化处理反应为2NO(g)＋2CO(g)??N2(g)＋2CO2(g)。下列说法不正确的是( )2-1-c-n-j-y
A．达到化学平衡时正、逆反应速率都为0
B．使用高效催化剂可有效提高正反应速率
C．反应达到平衡后，NO的反应速率保持恒定
D．单位时间内消耗CO和CO2的物质的量相等时，反应达到平衡
解析：选A 化学平衡是动态平衡，反应并未停止，A项错误，B项正确；反应达到平衡后，正反应速率和逆反应速率相等，C、D项正确。【来源：21cnj*y.co*m】
4．(1)下列方法可以证明H2(g)＋I2(g)??2HI(g)已达平衡状态的是__________(填序号)。
①单位时间内生成n mol H2的同时，生成n mol HI
②一个H—H键断裂的同时有两个H—I键断裂
③百分含量w(HI)＝w(I2)
④反应速率v(H2)＝v(I2)＝v(HI)
⑤c(HI)∶c(H2)∶c(I2)＝2∶1∶1
⑥温度和体积一定时，某一生成物浓度不再变化
⑦温度和体积一定时，容器内压强不再变化
⑧条件一定，混合气体的平均相对分子质量不再变化
⑨温度和体积一定时，混合气体的颜色不再变化
⑩温度和压强一定时，混合气体的密度不再变化
(2)在上述⑥～⑩的说法中能说明2NO2(g)??N2O4(g)达到平衡状态的是__________。
解析：(1)H2(g)＋I2(g)??2HI(g)是一气体体积不变的反应：①v(正)(2)2NO2(g)??N2O4(g)是一体积可变的反应，⑥⑨浓度不变，说明反应已达平衡；⑦压强不变，说明各组分的含量不变，也已达平衡；⑧M－＝，m总不变，若M－不变，说明n总不变，则各组分含量不变，已达平衡；⑩ρ＝，恒温恒压下，m总不变，若ρ不变，则V总不变，说明n总不变，已达平衡。
答案：(1)②⑥⑨ (2)⑥⑦⑧⑨⑩
1．下列对可逆反应的认识正确的是( )
A．SO2＋Br2＋2H2O===H2SO4＋2HBr与2HBr＋H2SO4(浓)===Br2＋SO2↑＋2H2O互为可逆反应【出处：21教育名师】
B．既能向正反应方向进行，又能向逆反应方向进行的反应叫可逆反应
C．在同一条件下，同时向正、逆两个方向进行的反应叫可逆反应
D．H2＋Cl22HCl与2HClH2↑＋Cl2↑互为可逆反应
解析：选C A、D两项中的两组反应中的条件不同，不是可逆反应；B项没有指明是相同条件下。
2．在一定温度下某容积不变的密闭容器中，建立下列化学平衡：C(s)＋H2O(g)??CO(g)＋H2(g)。不能确定上述可逆反应在一定条件下已达到化学平衡状态的是( )
A．体系的压强不再发生变化
B．v正(CO)＝v逆(H2O)
C．生成n mol CO的同时生成n mol H2
D．1 mol H—H键断裂的同时断裂2 mol H—O键
解析：选C 不论反应达到平衡，还是未达到平衡，生成n mol CO的同时都会生成n mol H2。
3．一定条件下，将A、B、C三种物质各1 mol通入一个密闭容器中发生反应：2A＋B??2C，达到平衡时，B的物质的量可能是( )
A．1.5 mol B．1 mol
C．0.5 mol D．0
解析：选B 若A完全反应，达平衡时B的物质的量为0.5 mol，若C完全反应，达平衡时B为1.5 mol，但反应为可逆反应，不能进行到底，故0.5 mol4．可逆反应N2(g)＋3H2(g)??2NH3(g)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衡状态的是( )
A．3v正(N2)＝v正(H2) B．v正(N2)＝v逆(NH3)
C．2v正(H2)＝3v逆(NH3) D．v正(N2)＝3v逆(H2)
解析：选C 达到平衡状态时，正、逆反应速率相等。利用速率判断，要观察速率的数值和反应方向两个方面，当速率之比等于化学计量数之比且方向相反时，就达到了平衡状态。www-2-1-cnjy-com
5．在一定温度下，容器内某一反应中M、N的物质的量随反应时间变化的曲线如图所示，下列表述正确的是( )
A．反应的化学方程式为2M??N
B．t2时，正、逆反应速率相等，达到平衡
C．t3时，正反应速率大于逆反应速率
D．t1时，N的浓度是M浓度的2倍
解析：选D 由曲线可知，N物质的量减少，是反应物，M物质的量增加，是生成物，Δn(N)＝2Δn(M)，反应的化学方程式应为2N??M，A不正确；横坐标t2对应纵坐标数值为4，纵坐标是物质的量，不是速率，B不正确；t3时刻以后，M、N物质的量不再改变，反应达到平衡状态，v(正)＝v(逆)，C不正确；t1时刻N的物质的量为6 mol，M的物质的量为3 mol，D正确。
6．在温度不变的条件下，密闭容器中发生如下反应：2SO2(g)＋O2(g)??2SO3(g)，下列叙述能够说明反应已经达到平衡状态的是( )21*cnjy*com
A．容器中SO2、O2、SO3共存
B．SO2与SO3的浓度相等
C．容器中SO2、O2、SO3的物质的量之比为2∶1∶2
D．反应容器中压强不随时间变化
解析：选D 反应达到平衡状态时，SO2、O2、SO3的浓度保持不变，并不一定相等，也不一定等于化学计量数之比，B、C错误；而反应物、生成物共存则是可逆反应的特点，A错误；对于反应前后气体物质化学计量数之和不等的反应，可以利用压强来判断反应是否达到平衡，D正确。
7．可以充分说明反应P(g)＋Q(g)??R(g)＋S(g)在恒温下已达到平衡的是( )
A．反应容器内的压强不随时间改变
B．反应容器内P、Q、R、S四者共存
C．P的生成速率和S的生成速率相等
D．反应容器内的气体总物质的量不随时间变化
解析：选C 该反应是反应前后气体体积不变的反应，体系中气体总物质的量和压强不随时间而改变，故A、D不能作为反应是否达到平衡的标准；因为是可逆反应，反应物和生成物一定共存，B项无法确定是否已达到平衡；P的生成速率和S的生成速率相等，说明v(正)＝v(逆)，反应达到平衡。
8．一定温度下，可逆反应：A(g)＋3B(g)??2C(g)达到平衡状态的标志是( )
A．C生成的速率与C分解的速率相等
B．单位时间内生成n mol A，同时生成3n mol B
C．A、B、C三物质的浓度的变化量之比为1∶3∶2
D．平衡时A、B、C三物质的分子数之比为1∶3∶2
解析：选A A项，C的生成速率是正反应速率，C的分解速率是逆反应速率，正反应速率与逆反应速率相等，正确；B项，生成n mol A和生成3n mol B表示的都是逆反应速率，错误；C项，无论平衡与否，A、B、C三物质的浓度的变化量之比始终等于1∶3∶2，错误；D项，A、B、C三物质的分子数之比等于1∶3∶2，这是一种特殊情况，而不是平衡的标志，错误。
9．在200 ℃，将a mol H2(g)和b mol I2(g)充入到体积为V L的密闭容器中，发生反应：I2(g)＋H2(g)??2HI(g)。
(1)反应刚开始时，由于c(H2)＝________，c(I2)＝________，而c(HI)＝________，所以化学反应速率________最大，而________最小(为零)。
(2)随着反应的进行，反应混合物中各组分浓度的变化趋势为c(H2)________，c(I2)________，而c(HI)______，从而化学反应速率v(正)________，而v(逆)________。
(3)当反应进行到v(正)与v(逆)________时，此可逆反应就达到了平衡，若保持外界条件不变时，反应混合物中各组分的物质的量、物质的量浓度、质量分数、体积分数、反应物的转化率和生成物的产率都将________。
解析：由题意可知，反应刚开始时，c(H2)和c(I2)最大，分别为 mol·L－1、 mol·L－1，而c(HI)为0，故v(正)最大，v(逆)＝0；随着反应的进行，H2和I2不断消耗，其浓度逐渐减小，故v(正)减小，而HI的浓度逐渐增大，v(逆)增大，当v(正)＝v(逆)时即达平衡状态，外界条件不变，则平衡不移动，题中各种量都将保持不变。
答案：(1) mol·L－1 mol·L－1 0 v(正) v(逆) (2)减小 减小 增大 减小 增大
(3)相等 保持不变
10．恒温恒容下，将2 mol A气体和2 mol B气体通入体积为2 L的密闭容器中发生如下反应：2A(g)＋B(g)??xC(g)＋2D(s)，2 min时反应达到平衡状态，此时剩余1.2 mol B，并测得C的浓度为1.2 mol·L－1。
(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的是________。
A．压强不再变化
B．气体密度不再变化
C．A的消耗速率与B的消耗速率之比为2∶1
D．A的百分含量保持不变
解析：(1)v(C)＝＝0.6 mol·L－1·min－1。
(2) 2A(g)＋B(g)??xC(g)＋2D(s)
开始/(mol·L－1) 1 1 0
转化/(mol·L－1) 0.8 0.4 1.2
平衡/(mol·L－1) 0.2 0.6 1.2
由此可知，2∶1∶x＝0.8∶0.4∶1.2＝2∶1∶3，所以x＝3。
(3)A项，x＝3，该反应前后气体的物质的量不变，无论反应是否达到平衡，压强均不会变化；B项，气体的密度不再变化，而气体的体积不变，说明气体的质量不再发生变化，由于D为固体，故气体的质量不再发生变化，说明反应已达到平衡状态；C项，A的消耗速率与B的消耗速率表示的反应方向一致，不能说明反应已达到平衡；D项，A的百分含量保持不变，说明反应已达到平衡。
答案：(1)0.6 mol·L－1·min－1 (2)3 (3)BD
1．在平衡体系2NO(g)＋O2(g)??2NO2(g)中通入18O组成的氧气，重新达到平衡后，则18O( )
A．只存在于O2中
B．只存在于NO2中
C．只存在于O2和NO2中
D．存在于NO、O2、NO2中
解析：选D 反应2NO(g)＋O2(g)??2NO2(g)是可逆反应，在18O2投入后，在正、逆反应进行的过程中，18O存在于NO、O2、NO2中。21·世纪*教育网
2．在一定温度下，向a L密闭容器加入1 mol X气体和2 mol Y气体，发生如下反应：X(g)＋2Y(g)??2Z(g)，此反应达到平衡状态的标志是( )
①容器内压强不随时间变化 ②容器内各物质的浓度不随时间变化 ③容器内X、Y、Z的浓度之比为1∶2∶2 ④单位时间内消耗0.1 mol X的同时生成0.2 mol Z
A．①② B．①④
C．②③ D．③④
解析：选A 该反应反应前后气体体积不等，容器容积固定，压强不随时间变化，说明气体总量不再改变，各物质浓度固定，即①、②均能说明反应已达平衡状态。但达到平衡状态时，X、Y、Z的浓度之比不一定等于化学计量数之比。单位时间内消耗X和生成Z，描述的是同一反应方向，不存在v正和v逆的关系，故不能说明反应已达平衡状态。
3．在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．Z为0.3 mol·L－1
B．Y2为0.4 mol·L－1
C．X2为0.2 mol·L－1
D．Z为0.4 mol·L－1
解析：选A 本题可用“一边倒”法来判断：
X2 ＋ Y2??2Z
①最多的生成物/mol·L－1 0 0.2 0.4
②全部为反应物/mol·L－1 0.2 0.4 0
即可得各物质浓度的取值范围：
00．2 mol·L－104．一个容积固定的密闭容器中进行反应N2＋3H2??2NH3，一定达到平衡状态的是( )
①1个NN键断裂的同时，有3个H—H键形成；②1个NN键断裂的同时，有6个N—H键形成；③N2的体积分数不再改变；④容器的压强不再改变；⑤容器内气体的密度不再改变【版权所有：21教育】
A．①③④ B．①②④
C．①③⑤ D．②③④
解析：选A 1个NN键断裂的同时，有3个H—H键形成说明正、逆反应速率相等，反应达到平衡状态；N2的体积分数不再改变，反应达到平衡；容器的压强不再改变，说明反应物的量不再改变，反应达到平衡；容积固定，质量不变，无论是否达到平衡状态，气体密度都不变。
5．对可逆反应4NH3(g)＋5O2(g)??4NO(g)＋6H2O(g)，则下列叙述中正确的是( )
A．达到化学平衡时，5v正(O2)＝4v逆(NO)
B．若单位时间内生成n mol NO的同时，生成n mol NH3，则反应达到平衡状态
C．若N2、H2、NH3的分子数之比为1∶3∶2时，反应达到化学平衡状态
D．化学反应速率关系是2v正(NH3)＝3v正(H2O)
解析：选B A项，根据化学方程式，当4v正(O2)＝5v逆(NO)时，表示v正＝v逆，反应达到平衡状态，错误；B项，生成n mol NO表示正反应速率，生成n mol NH3表示逆反应速率，且v正＝v逆，反应达到平衡状态，正确；C项，N2、H2、NH3分子数之比为1∶3∶2时，反应不一定达到平衡状态，错误；D项，化学反应速率之比等于化学计量数之比，3v正(NH3)＝2v正(H2O)，错误。
6．将一定量纯净的氨基甲酸铵置于密闭真空恒容容器中(固体试样体积忽略不计)，在恒定温度下使其达到分解平衡：NH2COONH4(s)??2NH3(g)＋CO2(g)。判断该分解反应已经达到化学平衡的是( )
①2v(NH3)＝v(CO2)
②密闭容器中总压强不变
③密闭容器中混合气体的密度不变
④密闭容器中氨气的体积分数不变
A．①② B．②③
C．②④ D．②③④
解析：选B ①没有指明正、逆反应速率，不能判断是否达到平衡，错误；②该反应前后的Δn(气体)≠0，当总压强始终保持不变时，反应达到平衡，正确；③随反应进行，混合气体的质量增大，容器的容积不变，混合气体的密度增大，当密度不再变化，说明达到平衡状态，正确；④反应混合气体只有氨气与二氧化碳，二者物质的量之比始终为2∶1，氨气的体积分数始终不变，不能说明达到平衡状态，错误。21·cn·jy·com
7．在一定温度下的定容容器中，当下列哪些物理量不再发生变化时，表明反应A(g)＋2B(g)??C(g)＋D(g)已达到平衡状态的是( )
①混合气体的压强 ②混合气体的密度 ③B的物质的量浓度 ④混合气体总物质的量 ⑤混合气体的平均相对分子质量 ⑥v(C)与v(D)的比值 ⑦混合气体总质量 ⑧混合气体总体积
A．①②③④⑤⑥⑦⑧ B． ①③④⑤
C．①②③④⑤⑦ D．①③④⑤⑧
解析：选B 由于反应物、生成物全部是气体，根据质量守恒，不论是否达到平衡，气体总质量保持不变，⑦不正确；由于是定容容器，反应中气体的密度保持不变，②不正确，⑧不正确；无论是否达到平衡，反应速率比值总是化学计量数之比，⑥不正确。
8．一定温度下，在固定容积的密闭容器中，可逆反应：mA(g)＋nB(g)??pC(g)＋qD(g)，当m、n、p、q为任意正整数时，下列状态：
①体系的压强不再发生变化；②生成m mol A同时消耗q mol D；③各组分的物质的量浓度不再改变；④体系的密度不再发生变化；⑤反应速率v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)＝m∶n∶p∶q；⑥各组分的质量分数不再改变；⑦反应混合物中各物质的物质的量之比为m∶n∶p∶q。
其中一定能说明反应已达到平衡状态的是( )
A．③④⑦ B．①③④⑤
C．②③⑤⑥ D．③⑥
解析：选D 判断一个可逆反应是否达到平衡状态的标志是v(正)＝v(逆)和各组分的含量保持不变。①中不知m＋n和p＋q的大小关系，故压强不能作为达到平衡状态的判断依据。②生成m mol A是指逆反应，消耗q mol D也是指逆反应，故无法判断是否达平衡。③说明反应达平衡。④ρ＝始终不变，故无法判断。⑤反应速率v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)＝m∶n∶p∶q在任何时刻都成立，故无法判断。⑥说明反应达平衡。⑦物质的量之比为化学计量数之比不能说明化学反应达到平衡。21世纪教育网版权所有
9．在2 L密闭容器内，800 ℃时反应2NO(g)＋O2(g)===2NO2(g)体系中，n(NO)随时间的变化如下表：21教育网
时间(s)
0
1
2
3
4
5
n(NO)/mol
0.02
0.010
0.008
0.007
0.007
0.007
(1)上图表示NO2的浓度变化的曲线是________。
用O2表示从0～2 s内该反应的平衡速率v＝________。
(2)能说明该反应已达到平衡状态的是________。
A．v(NO2)＝2v(O2)
B．容器内压强保持不变
C．v逆(NO)＝2v正(O2)
D．容器内密度保持不变
解析：该反应达平衡时，n(NO)＝0.007 mol，此时n(NO2)＝0.013 mol，其浓度变化量为0.006 5 mol·L－1，所以表示NO2浓度变化的曲线是b。在(2)中，A表示是同一方向的速率，在任何时候都成立，而D中容器的体积及气体的总质量都不变，气体的密度也始终不变。
答案：(1)b 1.5×10－3 mol·L－1·s－1 (2)BC
10．一定温度下，在10 L密闭容器中加入5 mol SO2和3 mol O2，发生反应：2SO2(g)＋O2(g)??2SO3(g)，10 min时，反应达到平衡状态，此时有3 mol SO2发生了反应。
(1)反应生成了________ mol SO3，v(SO2)＝________。
(2)平衡时SO3的浓度是________，SO2的转化率是________。
(3)平衡时容器内气体的总物质的量为________ mol。
(4)物质的浓度不再改变标志着该反应已达平衡，下列还可以说明该反应已达平衡的是________(填序号)。www.21-cn-jy.com
①体系内压强不再改变
②容器内气体的密度不再改变
③混合气体的平均相对分子质量不再改变
④v正(SO3)＝2v逆(O2)
⑤n(SO3)∶n(O2)∶n(SO2)＝2∶1∶2
解析：v(SO2)＝＝＝0.03 mol·L－1·min－1
2SO2 ＋ O2??2SO3
开始： 5 mol 3 mol 0
变化： 3 mol 1.5 mol 3 mol
平衡： 2 mol 1.5 mol 3 mol
则平衡时SO3的浓度为＝0.3 mol·L－1，SO2的转化率为×100%＝60%，平衡时混合气体的总物质的量为2 mol＋1.5 mol＋3 mol＝6.5 mol。21*cnjy*com
(4)根据反应方程式知：①中体系压强不变，说明反应已达平衡状态；②中容器的体积不变，混合气体的质量不变，则反应过程中密度始终不变，密度不变不能说明反应已达平衡状态；③中混合气体的总质量不变，但反应过程中混合气体的总物质的量改变，若平均相对分子质量不变，说明反应已达平衡状态；④表示v正＝v逆，说明反应已达平衡状态；⑤中三者的物质的量之比等于化学计量数之比，不能说明反应已达平衡状态。
答案：(1)3 0.03 mol·L－1·min－1
(2)0.3 mol·L－1 60%
(3)6.5 (4)①③④
课件22张PPT。减小不变增大不变减小增大
“课时跟踪检测”见“课时跟踪检测(十二)”
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课时跟踪检测（十一） 化学反应的方向
1．下列关于焓变与反应方向的叙述中正确的是( )
A．化学反应的焓变与其反应的方向无关
B．化学反应的焓变直接决定了反应的方向
C．反应焓变为正值时不利于反应自发进行
D．焓变为负值的反应都能自发进行
解析：选C 可逆反应的两个反应其焓变的数值相等，但是符号(变化趋势)相反，A项错误；焓变对反应方向有直接影响，但不能决定反应的方向，B项错误；焓变为负值的反应多数能自发进行，但有的也不是自发反应，D项错误；焓变为正值，体系能量升高，不利于反应自发进行，C项正确。www.21-cn-jy.com
2．以下说法正确的是( )
A．所有自发进行的化学反应是熵增加的反应
B．熵增加的反应都是自发反应
C．由熵判据可以直接决定反应方向
D．熵变是决定反应是否可以自发进行的其中一个因素
解析：选D 熵增加有利于反应自发进行，有些熵减小的反应在一定条件下也可以自发进行，A、B错误；反应熵变是反应能否自发进行的一个因素，但不是唯一因素，C错误，D正确。【来源：21cnj*y.co*m】
3．下列说法正确的是( )
A．在常温下，放热反应一般能自发进行，吸热反应都不能自发进行
B．NH4HCO3(s)===NH3(g)＋H2O(g)＋CO2(g) ΔH＝185.57 kJ·mol－1，能自发进行，原因是体系有自发地向混乱度增加的方向转变的倾向
C．因为焓变和熵变都与反应的自发性有关，因此焓变和熵变均可以单独作为反应自发性的判据
D．在其他外界条件不变的情况下，使用催化剂，可以改变化学反应进行的方向
解析：选B 有些能使熵值增大的吸热反应可以自发进行，A项错误；应利用复合判据进行判断，C项错误；使用催化剂只能降低反应的活化能，增大反应速率，不能改变反应的方向，D项错误。21cnjy.com
4．已知反应2CO(g)===2C(s)＋O2(g)的ΔH为正值，ΔS为负值。设ΔH和ΔS不随温度而变，下列说法正确的是( )21·世纪*教育网
A．低温下能自发进行
B．高温下能自发进行
C．低温下不能自发进行，高温下能自发进行
D．任何温度下都不能自发进行
解析：选D 因ΔH>0，ΔS<0，ΔH－TΔS>0时，所以2CO(g)===2C(s)＋O2(g)在任何温度下都不能自发进行。【版权所有：21教育】
5．汽车尾气(含烃类、CO、NO与SO2等)是城市主要污染源之一，治理的办法之一是在汽车排气管上装催化转化器，它使NO与CO反应生成可参与大气生态循环的无毒气体，其反应原理是2NO(g)＋2CO(g)===N2(g)＋2CO2(g)。由此可知，下列说法中正确的是( )
A．该反应是熵增大的反应
B．该反应不能自发进行，因此需要合适的催化剂
C．该反应常温下能自发进行，高温和催化剂条件只是加快反应的速率
D．该反应常温下能自发进行，因为正反应是吸热反应
解析：选C 只使用催化剂便可使尾气发生转化，故此反应能自发进行；因反应是气体物质的量减小的反应，故熵减小；因熵减小不利于反应自发，故自发进行的原因是反应放热。21*cnjy*com
6．某化学反应其ΔH＝122 kJ·mol－1，ΔS＝231 J·(mol·K)－1，则此反应在下列哪种情况下可自发进行( )
A．在任何温度下都能自发进行
B．在任何温度下都不能自发进行
C．仅在高温下自发进行
D．仅在低温下自发进行
解析：选C 当ΔH－TΔS<0时，反应可以自发进行，由于该反应的ΔH、ΔS均为正值，则只有在高温时ΔH－TΔS才有可能为负值，反应才可能自发进行。
7．已知“凡气体分子总数增多的反应一定是熵增大的反应”。一定条件下，下列反应不可能自发进行的是( )21·cn·jy·com
A．2O3(g)===3O2(g) ΔH<0
B．2CO(g)===2C(s)＋O2(g) ΔH>0
C．N2(g)＋3H2(g)===2NH3(g) ΔH<0
D．CaCO3(s)===CaO(s)＋CO2(g) ΔH>0
解析：选B A项，反应是一个ΔH<0，ΔS>0的反应，一定能自发进行；B项，反应是一个ΔH>0，ΔS<0的反应，一定不能自发进行；C项，反应是一个ΔH<0，ΔS<0的反应，低温下可以自发进行；D项，是一个ΔH>0，ΔS>0的反应，高温下可以自发进行。
8．下列说法正确的是( )
A．同温同压下，H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g)在光照和点燃的条件下ΔH不同
B．常温下，反应C(s)＋CO2(g)===2CO(g)不能自发进行，则该反应的ΔH>0
C．某反应低温条件下能够自发进行，则高温条件下一定能够自发
D．KNO3溶于水的过程熵值减小
解析：选B 同温同压下，反应的条件不会影响ΔH，A项错误；反应自发进行的判据为ΔH－TΔS<0，由化学方程式知ΔS>0，则ΔH－TΔS>0，B项正确；由ΔH－TΔS<0可知，当ΔH<0，ΔS<0时，温度越高，反应自发进行的可能性越小，C项错误；溶解过程是一个熵增的过程。21教育网
9．指出下列反应或过程的ΔS的正、负号，并判断常温时，反应能否自发进行。
(1)2H2O2(aq)===2H2O(l)＋O2(g)
ΔS__________0，________自发进行
(2)C(s)＋H2O(g)===CO(g)＋H2(g)
ΔS________0，________自发进行
(3)－10 ℃的水结冰
ΔS________0，______自发进行
解析：(1)反应为ΔS＞0的反应，能自发进行；(2)反应的ΔS＞0，但常温下不能自发进行，高温时能自发进行；(3)过程ΔS＜0，但能自发进行。21世纪教育网版权所有
答案：(1)＞ 能 (2)＞ 不能 (3)＜ 能
10．有A、B、C、D四个反应：
反应
A
B
C
D
ΔH/(kJ·mol－1)
＋10.5
＋1.80
－126
－11.7
ΔS/(J·mol－1·K－1)
30.0
－113.0
84.0
－105.0
则在任何温度下都能自发进行的反应是________；任何温度下都不能自发进行的反应是________；另两个反应中，在温度高于________℃时可自发进行的反应是________；在温度低于________℃时可自发进行的反应是________。2·1·c·n·j·y
解析：放热的熵增反应在任何温度下都能自发进行，吸热的熵减反应在任何温度下都不能自发进行；放热的熵减反应在低温下能自发进行，吸热的熵增反应在高温下可以自发进行，具体温度可以根据ΔH－TΔS＝0计算出来。C在任何温度下均自发进行，B在任何温度下均不能自发进行。对于A反应ΔH－TΔS＝＋10.5 kJ·mol－1－T×30.0×10－3 kJ·mol－1·K－1＝0，故T＝350 K，即t＝77 ℃；对于D反应ΔH－TΔS＝－11.7 kJ·mol－1－T×(－105.0)×10－3 kJ·mol－1·K－1＝0，故T＝111.4 K，即t＝－161.6 ℃。2-1-c-n-j-y
答案：C B 77 A －161.6 D
1．25 ℃、1.01×105 Pa时，反应：2N2O5(g)===4NO2(g)＋O2(g) ΔH＝56.7 kJ·mol－1自发进行的原因是该反应( )21*cnjy*com
A．是吸热反应 B．是放热反应
C．是熵减反应 D．熵增效应大于能量效应
解析：选D 该反应是吸热反应，从焓判据角度分析，不能自发进行。但该反应是一个熵增的反应，该反应可自发进行，所以应是熵增效应大于能量效应。
2．下列反应过程中，ΔH＞0且ΔS＞0的是( )
A．CaCO3(s)===CaO(s)＋CO2(g)
B．NH3(g)＋HCl(g)===NH4Cl(s)
C．4Al(s)＋3O2(g)===2Al2O3(s)
D．H2SO4(aq)＋Ba(OH)2(aq)===BaSO4(s)＋2H2O(l)
解析：选A A项是体系混乱程度增大的吸热反应，正确；B、C、D项是体系混乱程度减小的放热反应，均错误。21教育名师原创作品
3．分析下列反应，在任何温度下均能自发进行的是( )
A．2N2(g)＋O2(g)===2N2O(g) ΔH＝163 kJ·mol－1
B．Ag(s)＋Cl2(g)===AgCl(s) ΔH＝－127 kJ·mol－1
C．HgO(s)===Hg(l)＋O2(g) ΔH＝91 kJ·mol－1
D．H2O2(l)===O2(g)＋H2O(l) ΔH＝－98 kJ·mol－1
解析：选D A项，ΔH＞0，ΔS＜0，任何温度下都不能自发进行，错误；B项，ΔH＜0，ΔS＜0，高温下不能自发进行，错误；C项，ΔH＞0，ΔS＞0，低温下不能自发进行，错误；D项，ΔH＜0，ΔS＞0，任何温度下都能自发进行，正确。
4．对于温度与反应方向的关系，下列判断正确的是( )
A．ΔH＜0，ΔS＞0，所有温度下反应都自发进行
B．ΔH＞0，ΔS＞0，所有温度下反应都自发进行
C．ΔH＜0，ΔS＜0，高温下反应自发进行
D．ΔH＞0，ΔS＜0，所有温度下反应都自发进行
解析：选A 根据ΔH－TΔS的符号判断反应是否自发。A项，根据反应自发进行的判断依据，可知熵增焓减反应一定自发进行，正确；B项，焓增熵增，低温下不可自发进行，错误；C项，焓减熵减的反应在高温下不可自发进行，错误；D项，焓增熵减在任何温度下都不自发进行，错误。
5．合成氨反应：N2(g)＋3H2(g)??2NH3(g) ΔH，若该反应在一定条件下能自发进行，则有关该反应的ΔH、ΔS判断正确的是( )
A．ΔH＜0 ΔS＜0 B．ΔH＜0 ΔS＞0
C．ΔH＞0 ΔS＜0 D．ΔH＞0 ΔS＞0
解析：选A 一般来说，化合反应的焓变小于0，气体体积减小的反应ΔS＜0，该反应是气体体积减小的化合反应，所以ΔH＜0，ΔS＜0。【出处：21教育名师】
6．碳酸铵[(NH4)2CO3]在室温下就能自发地分解产生氨气，对其说法中正确的是( )
A．碳酸铵分解是因为生成了易挥发的气体，使体系的熵增大
B．碳酸铵分解是因为外界给予了能量
C．碳酸铵分解是吸热反应，此反应不应该自发进行，必须借助外力才能进行
D．碳酸盐都不稳定，都能自发分解
解析：选A 该反应气体分子数增多，ΔS>0，故A项正确。
7．下列有关说法不正确的是( )
A．反应NH3(g)＋HCl(g)===NH4Cl(s)在室温下可自发进行，则该反应的ΔH＜0
B．CaCO3(s)===CaO(s)＋CO2(g)室温下不能自发进行，说明该反应的ΔH＜0
C．一定温度下，反应MgCl2(l)===Mg(l)＋Cl2(g)的ΔH＞0，ΔS＞0
D．反应2CO(g)===2C(s)＋O2(g)在高温下不能自发进行
解析：选B A项，当ΔH－TΔS＜0时，反应能自发进行，已知反应NH3(g)＋HCl(g)===NH4Cl(s)在室温下可自发进行，该反应的ΔH－TΔS＜0，所以反应的ΔH＜0，正确；B项，当ΔH－TΔS＜0时，能自发进行，该反应ΔS＞0，室温下不能自发进行，说明该反应的ΔH＞0，错误；C项，分解反应一般为吸热反应，所以ΔH＞0；生成气体是一个熵增加的反应，所以ΔS＞0，正确；D项，反应为熵减反应，在高温下ΔH－TΔS>0，故不能自发进行，正确。
8．灰锡结构松散，不能用于制造器皿，而白锡结构坚固，可以制造器皿。现把白锡制造的器皿放在0 ℃、100 kPa的室内存放，它会不会变成灰锡而不能继续使用(已知在0 ℃、100 kPa条件下白锡转化为灰锡反应的焓变和熵变分别为ΔH＝－2 180.9 J·mol－1；ΔS＝－6.61 J·mol－1·K－1，当ΔH－TΔS<0时能自发反应)( )
A．会变 B．不会变
C．不能确定 D．升高温度才会变
解析：选A 在温度、压强一定的条件下，自发反应总是向着ΔH－TΔS<0的方向进行，直至达到平衡态。该条件下白锡转化为灰锡反应的ΔH－TΔS＝－2 180.9 J·mol－1－273 K×(－6.61 J·mol－1·K－1)＝－376.37 J·mol－1<0，因此在该条件下白锡会变为灰锡。
9．向锥形瓶中加入约20 g NH4Cl晶体，在一小木块上洒少量水，将锥形瓶放在木块上，再向其中加入约40 g Ba(OH)2·8H2O，如图所示。用玻璃棒将固体充分混合均匀，静置。
回答下列各问题：
(1)拿起木块时发现____________________，证明该反应的ΔH________(填“>”或“<”)0。
(2)写出反应的化学方程式：_____________________________________________，
该反应中有________生成，可证明ΔS______(填“>”或“<”)0。
(3)下列变化过程与该实验中的焓变和熵变相同的是__________。
A．NH4NO3溶于水 B．CaCO3的分解反应
C．NaOH溶于水 D．甲烷的燃烧
解析：(3)该实验中反应方程式的特点为ΔH＞0，ΔS＞0，因此A、B符合，C、D项中反应的ΔH＜0。【来源：21·世纪·教育·网】
答案：(1)锥形瓶“粘”在木块上 ＞
(2)2NH4Cl＋Ba(OH)2·8H2O===BaCl2＋2NH3↑＋10H2O 气体 ＞ (3)AB
10．某化学兴趣小组专门研究了氧族元素及其某些化合物的部分性质。所查资料信息如下：
①酸性：H2SO4＞H2SeO4＞H2TeO4
②氧、硫、硒与氢气化合越来越难，碲与氢气不能直接化合
③由元素的单质生成等物质的量的氢化物的焓变情况如图
请回答下列问题：
(1)H2与硫化合的反应__________热量(填“放出”或“吸收”)。
(2)已知H2Te分解反应的ΔS＞0，请解释为什么Te和H2不能直接化合：________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)上述资料信息中能够说明硫元素非金属性强于硒元素的是____________(填序号)。
解析：(1)由图示可知H2与硫化合的反应ΔH＜0，故为放热反应。
(2)由图示可知H2与Te化合的反应ΔH＞0，H2Te分解时ΔS＞0，则化合生成H2Te的ΔS＜0，即ΔH－TΔS＞0，故反应不能自发进行。www-2-1-cnjy-com
答案：(1)放出 (2)因为化合时ΔH＞0，ΔS＜0，ΔH－TΔS＞0，故反应不能自发进行
(3)①②③
课时跟踪检测（十三） 化学平衡常数
1．关于平衡常数K，下列说法中正确的是( )
A．K越大，反应速率越大
B．对任一给定的可逆反应，温度升高，K值增大
C．对可逆反应，K值越大，反应物的平衡转化率越高
D．加入催化剂或增大反应物浓度，K值将增大
解析：选C K值与催化剂、反应物的浓度、化学反应速率的大小无关，A、D错误；K与反应温度有关，但是温度升高，K值可能增大也可能减小，B错误。
2．对于可逆反应：C(s)＋H2O(g)??CO(g)＋H2(g)，在一定温度下达到平衡时，其平衡常数表达式正确的是( )【版权所有：21教育】
A．K＝ B．K＝
C．K＝ D．K＝
解析：选D C为固体，不列入表达式。
3．对于可逆反应：C(s)＋CO2(g)??2CO(g)，在一定温度下，其平衡常数为K，下列条件的变化中，能使K发生变化的是( )
A．将C(s)的表面积增大 B．增大体系压强
C．升高体系温度 D．使用合适的催化剂
解析：选C 对于一个给定的可逆反应，其化学平衡常数K的大小仅与温度有关，与其他因素无关。
4．2 000 K时，反应CO(g)＋O2(g)??CO2(g)的平衡常数为K，则相同温度下反应2CO2(g)??2CO(g)＋O2(g)的平衡常数为( )
A. B．K2
C. D．K
解析：选C 反应CO(g)＋O2(g)??CO2(g)的平衡常数K＝ ，而2CO2(g)??2CO(g)＋O2(g)的平衡常数为K′＝，可见K′＝，C正确。
5．某温度下反应H2(g)＋I2(g)??2HI(g)的平衡常数K＝57.0，现向此温度下的真空容器中充入0.2 mol·L－1 H2(g)、0.5 mol·L－1 I2(g)及0.3 mol·L－1 HI(g)，则下列说法中正确的是( )
A．反应正好达平衡
B．反应向左进行
C．反应向某方向进行一段时间后K<57.0
D．反应向某方向进行一段时间后c(H2)<0.2 mol·L－1
解析：选D Qc＝
＝＝0.96．某温度下，向容积为2 L的密闭反应器中充入0.10 mol SO3，当反应器中的气体压强不再变化时测得SO3的转化率为20%，则该温度下反应2SO2(g)＋O2(g)??2SO3(g)的平衡常数为( )
A．3.2×103 B．1.6×103
C．8.0×102 D．4.0×102
解析：选A 2SO2(g)＋O2(g)??2SO3(g)
c(始)/(mol·L－1) 0 0 0.05
c(变)/(mol·L－1) 0.01 0.005 0.01
c(平)/(mol·L－1) 0.01 0.005 0.04
K＝＝3.2×103。
7．在密闭容器中充入A(g)和B(g)，它们的初始浓度均为2 mol·L－1，在一定条件下发生反应：A(g)＋B(g)??2C(g)。该温度下，此反应的平衡常数为4，则A的转化率为( )
A．30% B．40%
C．50% D．60%
解析：选C 设A转化了x mol·L－1，则有：
A(g)＋B(g)??2C(g)
c0/(mol·L－1)： 2 2 0
Δc/(mol·L－1): x x 2x
c/(mol·L－1)： 2－x 2－x 2x
由题意K＝＝
＝4，解得x＝1，所以，α(A)＝×100%＝50%。
8．在相同的温度下，已知反应：①N2(g)＋O2(g)??2NO(g)的平衡常数K＝3.84×10－31；②2SO2(g)＋O2(g)??2SO3(g)的平衡常数K＝3.10×1025。则在该温度下，两个化学反应的反应程度之间的关系为( )21cnjy.com
A．①>② B．①<②
C．①＝② D．不能确定
解析：选B 平衡常数的大小能表示化学反应可能进行的程度(即反应限度)，平衡常数越大，表示反应进行得越彻底。题给两个化学反应的平衡常数的大小相差很大，反应①进行的程度很小，而反应②进行的程度很大。
9．在25 ℃时，密闭容器中X、Y、Z三种气体的初始浓度和平衡浓度如下表：
物质
X
Y
Z
初始浓度/(mol·L－1)
0.1
0.2
0.0
平衡浓度/(mol·L－1)
0.05
0.05
0.1
下列说法错误的是( )
A．反应达到平衡时，X的转化率为50%
B．反应可表示为X(g)＋3Y(g)??2Z(g)，其平衡常数为1 600
C．增大压强平衡常数增大
D．改变温度可以改变此反应的平衡常数
解析：选C X浓度变化是0.05 mol·L－1，所以达到化学平衡时，X的转化率为0.05÷0.1×100%＝50%，A正确；Y的浓度变化是0.15 mol·L－1，Z的浓度变化是0.1 mol·L－1，故该反应的化学方程式为X＋3Y??2Z，平衡常数K＝＝1 600，B正确；平衡常数与浓度、压强无关，只与温度有关，C错误、D正确。21·cn·jy·com
10．已知可逆反应：M(g)＋N(g)??P(g)＋Q(g)，请回答下列问题：
(1)在某温度下，反应物的起始浓度分别为c(M)＝1 mol·L－1，c(N)＝2.4 mol·L－1；达到平衡后，M的转化率为60%，此时N的转化率为________。www-2-1-cnjy-com
(2)若反应物的起始浓度分别为c(M)＝4 mol·L－1，c(N)＝a mol·L－1；达到平衡后，c(P)＝2 mol·L－1，a＝________。21教育名师原创作品
(3)若反应物的起始浓度为c(M)＝c(N)＝b mol·L－1，达到平衡后，M的转化率为________。21*cnjy*com
解析：(1)根据反应： M(g)＋N(g)??P(g)＋Q(g)
起始浓度/(mol·L－1): 1 2.4 0 0
转化浓度/(mol·L－1): 0.6 0.6 0.6 0.6
平衡浓度/(mol·L－1): 0.4 1.8 0.6 0.6
α(N)＝×100%＝25%。
(2)根据反应： M(g)＋N(g)??P(g)＋Q(g)
起始浓度/(mol·L－1): 4 a 0 0
转化浓度/(mol·L－1): 2 2 2 2
平衡浓度/(mol·L－1): 2 (a－2) 2 2
根据温度不变，平衡常数不变的特点得：
K＝＝0.5＝，
解得a＝6 mol·L－1。
(3)同理： M(g)＋N(g)??P(g)＋Q(g)
起始浓度/(mol·L－1): b b 0 0
转化浓度/(mol·L－1): x x x x
平衡浓度/(mol·L－1): (b－x) (b－x) x x
根据温度不变，平衡常数不变的特点得：
K＝0.5＝，解得x＝0.41b mol·L－1
α(M)＝(0.41b/b)×100%＝41%。
答案：(1)25% (2)6 (3)41%
1．对于3Fe(s)＋4H2O(g)??Fe3O4(s)＋4H2(g)，反应的化学平衡常数的表达式为( )
A．K＝ B．K＝
C．K＝ D．K＝
解析：选D 由于在反应中Fe、Fe3O4均为固体，根据化学平衡常数的定义可得出平衡常数K＝。
2．已知下列反应的平衡常数：①H2(g)＋S(s)??H2S(g)，K1；②S(s)＋O2(g)??SO2(g)，K2；则反应H2(g)＋SO2(g)??O2(g)＋H2S(g)的平衡常数是( )2·1·c·n·j·y
A．K1＋K2 B．K1－K2
C．K1×K2 D.
解析：选D K1＝，K2＝
第三个反应的平衡常数K3＝＝×＝K1×＝。
3．将固体NH4I置于密闭容器中，在一定温度下发生下列反应：①NH4I(s)??NH3(g)＋HI(g)；②2HI(g)??H2(g)＋I2(g)。达到平衡时，c(H2)＝0.5 mol·L－1，c(HI)＝4 mol·L－1，则此温度下反应①的平衡常数为( )【来源：21·世纪·教育·网】
A．9 B．16
C．20 D．25
解析：选C 由H2和HI的平衡浓度可推算出①反应生成的HI和NH3的浓度都为0.5 mol·L－1×2＋4 mol·L－1＝5 mol·L－1，由于NH3没有转化，其平衡浓度仍为5 mol·L－1，而HI的平衡浓度由题意可知为4 mol·L－1，则①的平衡常数K1＝c(NH3)·c(HI)＝5×4＝20。
4．体积比为2∶3的N2和H2的混合气体，在一定条件下发生反应。达到平衡时，容器内压强为反应开始时的4/5，则N2的转化率为( )2-1-c-n-j-y
A．50% B．37.5%
C．25% D．12.5%
解析：选C 设起始时n(N2)＝2x mol n(H2)＝3x mol
N2 ＋ 3H2 ??2NH3
起始/mol： 2x 3x 0
变化/mol： a 3a 2a
平衡： (2x－a) (3x－3a) 2a
＝＝＝ x＝2a
α(N2)＝×100%＝×100%＝25%。
5．下列有关平衡常数的说法中，正确的是( )
A．改变条件，反应物的转化率增大，平衡常数也一定增大
B．反应2NO2(g)===N2O4(g) ΔH＜0，升高温度该反应平衡常数增大
C．对于给定可逆反应，温度一定时，其正、逆反应的平衡常数相等
D．平衡常数为K＝的反应，化学方程式为CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g)
解析：选D A项，改变条件，反应物的转化率增大，若温度不变，则平衡常数不变，错误；B项，正反应是放热反应，温度升高K变小，错误；C项，对于给定可逆反应，温度一定时，因K正×K逆＝1，只有平衡常数等于1时，其正、逆反应的平衡常数才相等，错误；D项，CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g)的平衡常数表达式为K＝，正确。www.21-cn-jy.com
6．一定温度下，反应N2(g)＋3H2(g)??2NH3(g)的反应热和化学平衡常数分别为ΔH和K，则相同温度时反应4NH3(g)??2N2(g)＋6H2(g)的反应热和化学平衡常数为( )
A．2ΔH和2K B．－2ΔH和K2
C．2ΔH和－2K D．－2ΔH和
解析：选D N2(g)＋3H2(g)??2NH3(g)的反应热为ΔH，相同温度时反应2NH3(g)??N2(g)＋3H2(g)的反应热为－ΔH，而4NH3(g)??2N2(g)＋6H2(g)的反应热为－2ΔH；N2(g)＋3H2(g)??2NH3(g)的化学平衡常数为K，相同温度时反应2NH3(g)??N2(g)＋3H2(g)化学平衡常数为，则相同温度时反应4NH3(g)??2N2(g)＋6H2(g)化学平衡常数为2＝。21*cnjy*com
7．已知反应A(g)＋B(g)??C(g)＋D(g)的平衡常数K值与温度的关系如表所示。830 ℃时，向一个2 L的密闭容器中充入0.20 mol A和0.20 mol B,10 s时达到平衡。下列说法不正确的是( )
温度/℃
700
830
1 200
K值
1.7
1.0
0.4
A．达到平衡后，B的转化率为50%
B．增大压强，正、逆反应速率均加快
C．该反应为吸热反应
D．反应初始至平衡，A的平均反应速率v(A)＝0.005 mol·L－1·s－1
解析：选C 设平衡时B减少的物质的量浓度为x mol·L－1，则：
A(g) ＋ B(g)??C(g)＋D(g)
开始/(mol·L－1) 0.1 0.1 0 0
变化/(mol·L－1) x x x x
平衡/(mol·L－1) 0.1－x 0.1－x x x
故K＝＝1.0，解得x＝0.05，则平衡时B的转化率＝×100%＝50%，A项正确；增大压强，正、逆反应速率都增大，B项正确；由表中数据可知，温度越高，平衡常数越小，正反应是放热反应，C项错误；反应初始至平衡，v(A)＝＝0.005 mol·L－1·s－1，D项正确。21教育网
8．在一体积为1 L的密闭容器中，通入一定量的CO和H2O，在850 ℃发生如下反应：CO(g)＋H2O(g)??CO2(g)＋H2(g) ΔH<0。CO和H2O浓度变化如下图：
(1)0～4 min的平均反应速率v(CO)＝______________mol·(L·min)－1。
(2)850 ℃时，平衡常数K＝________。
(3)850 ℃时，若向该容器中充入1.0 mol CO、3.0 mol H2O，则CO的平衡转化率为________。
(4)能判断该反应达到化学平衡状态的依据是________(填选项字母)。
a．v正(H2)＝v逆(H2O)
b．c(CO2)＝c(CO)
c．容器中气体密度不变
解析：(1)0～4 min的平均反应速率
v(CO)＝(0.20－0.08)/4＝0.03 mol·(L·min)－1。
(2)850 ℃时，平衡时各物质的浓度为c(CO)＝0.08 mol·L－1，c(H2O)＝0.18 mol·L－1，c(CO2)＝0.12 mol·L－1，c(H2)＝0.12 mol·L－1，【出处：21教育名师】
所以平衡常数K＝0.12×0.12/(0.18×0.08)＝1。
(3)CO(g)＋H2O(g)??CO2(g)＋H2(g)
起始/(mol·L－1)：1.0 3.0 0 0
变化/(mol·L－1)：x x x x
平衡/(mol·L－1)：1.0－x 3.0－x x x
850 ℃时，反应的平衡常数是1，
有(1.0－x)×(3.0－x)＝x×x，解得x＝0.75，
则CO的平衡转化率为0.75/1×100%＝75%。
(4)该反应是在固定容积的密闭容器中进行的反应，且反应前后气体的物质的量不变，密度不变不能作为平衡的标志。c(CO2)＝c(CO)是一特定的状态，不一定达到平衡。
答案：(1)0.03 (2)1 (3)75% (4)a
9．在一定体积的密闭容器中进行如下化学反应：CO2(g)＋H2(g)??CO(g)＋H2O(g)，其化学平衡常数(K)和温度(t)的关系如下表所示：21世纪教育网版权所有
t/℃
700
800
830
1 000
1 200
K
0.6
0.9
1.0
1.7
2.6
回答下列问题：
(1)该反应的化学平衡常数表达式为K＝________。
(2)该反应为________(填“吸热”或“放热”)反应。
(3)能判断该反应达到化学平衡状态的依据是________。
A．容器中压强不变
B．混合气体中c(CO)不变
C．v正(H2)＝v逆(H2O)
D．c(CO2)＝c(CO)
(4)某温度下，平衡浓度符合下式：c(CO2)·c(H2)＝c(CO)·c(H2O)，试判断此时的温度为________℃。21·世纪*教育网
(5)在800 ℃时，发生上述反应，某一时刻测得容器内各物质的浓度分别为c(CO2)为2 mol·L－1，c(H2)为1.5 mol·L－1，c(CO)为1 mol·L－1，c(H2O)为3 mol·L－1，则下一时刻，反应向________(填“正向”或“逆向”)进行。【来源：21cnj*y.co*m】
解析：通过表中K和t的关系可知，温度越高，K值越大，反应向正向进行的程度越大，说明正向反应为吸热反应。当c(CO2)·c(H2)＝c(CO)·c(H2O)时，K＝1，此时温度由表中数据可知为830 ℃。判断反应进行的方向时，可根据Q与K的大小关系判断，此时刻下，Q＝＝＝1＞0.9，所以反应向逆反应方向进行。
答案：(1) (2)吸热 (3)BC (4)830
(5)逆向
课时跟踪检测（十二） 化学平衡状态
1．下列对可逆反应的认识正确的是( )
A．SO2＋Br2＋2H2O===H2SO4＋2HBr与2HBr＋H2SO4(浓)===Br2＋SO2↑＋2H2O互为可逆反应www-2-1-cnjy-com
B．既能向正反应方向进行，又能向逆反应方向进行的反应叫可逆反应
C．在同一条件下，同时向正、逆两个方向进行的反应叫可逆反应
D．H2＋Cl22HCl与2HClH2↑＋Cl2↑互为可逆反应
解析：选C A、D两项中的两组反应中的条件不同，不是可逆反应；B项没有指明是相同条件下。
2．在一定温度下某容积不变的密闭容器中，建立下列化学平衡：C(s)＋H2O(g)??CO(g)＋H2(g)。不能确定上述可逆反应在一定条件下已达到化学平衡状态的是( )
A．体系的压强不再发生变化
B．v正(CO)＝v逆(H2O)
C．生成n mol CO的同时生成n mol H2
D．1 mol H—H键断裂的同时断裂2 mol H—O键
解析：选C 不论反应达到平衡，还是未达到平衡，生成n mol CO的同时都会生成n mol H2。 21教育名师原创作品
3．一定条件下，将A、B、C三种物质各1 mol通入一个密闭容器中发生反应：2A＋B??2C，达到平衡时，B的物质的量可能是( )
A．1.5 mol B．1 mol
C．0.5 mol D．0
解析：选B 若A完全反应，达平衡时B的物质的量为0.5 mol，若C完全反应，达平衡时B为1.5 mol，但反应为可逆反应，不能进行到底，故0.5 mol4．可逆反应N2(g)＋3H2(g)??2NH3(g)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衡状态的是( )
A．3v正(N2)＝v正(H2) B．v正(N2)＝v逆(NH3)
C．2v正(H2)＝3v逆(NH3) D．v正(N2)＝3v逆(H2)
解析：选C 达到平衡状态时，正、逆反应速率相等。利用速率判断，要观察速率的数值和反应方向两个方面，当速率之比等于化学计量数之比且方向相反时，就达到了平衡状态。21*cnjy*com
5．在一定温度下，容器内某一反应中M、N的物质的量随反应时间变化的曲线如图所示，下列表述正确的是( )
A．反应的化学方程式为2M??N
B．t2时，正、逆反应速率相等，达到平衡
C．t3时，正反应速率大于逆反应速率
D．t1时，N的浓度是M浓度的2倍
解析：选D 由曲线可知，N物质的量减少，是反应物，M物质的量增加，是生成物，Δn(N)＝2Δn(M)，反应的化学方程式应为2N??M，A不正确；横坐标t2对应纵坐标数值为4，纵坐标是物质的量，不是速率，B不正确；t3时刻以后，M、N物质的量不再改变，反应达到平衡状态，v(正)＝v(逆)，C不正确；t1时刻N的物质的量为6 mol，M的物质的量为3 mol，D正确。
6．在温度不变的条件下，密闭容器中发生如下反应：2SO2(g)＋O2(g)??2SO3(g)，下列叙述能够说明反应已经达到平衡状态的是( )21世纪教育网版权所有
A．容器中SO2、O2、SO3共存
B．SO2与SO3的浓度相等
C．容器中SO2、O2、SO3的物质的量之比为2∶1∶2
D．反应容器中压强不随时间变化
解析：选D 反应达到平衡状态时，SO2、O2、SO3的浓度保持不变，并不一定相等，也不一定等于化学计量数之比，B、C错误；而反应物、生成物共存则是可逆反应的特点，A错误；对于反应前后气体物质化学计量数之和不等的反应，可以利用压强来判断反应是否达到平衡，D正确。
7．可以充分说明反应P(g)＋Q(g)??R(g)＋S(g)在恒温下已达到平衡的是( )
A．反应容器内的压强不随时间改变
B．反应容器内P、Q、R、S四者共存
C．P的生成速率和S的生成速率相等
D．反应容器内的气体总物质的量不随时间变化
解析：选C 该反应是反应前后气体体积不变的反应，体系中气体总物质的量和压强不随时间而改变，故A、D不能作为反应是否达到平衡的标准；因为是可逆反应，反应物和生成物一定共存，B项无法确定是否已达到平衡；P的生成速率和S的生成速率相等，说明v(正)＝v(逆)，反应达到平衡。
8．一定温度下，可逆反应：A(g)＋3B(g)??2C(g)达到平衡状态的标志是( )
A．C生成的速率与C分解的速率相等
B．单位时间内生成n mol A，同时生成3n mol B
C．A、B、C三物质的浓度的变化量之比为1∶3∶2
D．平衡时A、B、C三物质的分子数之比为1∶3∶2
解析：选A A项，C的生成速率是正反应速率，C的分解速率是逆反应速率，正反应速率与逆反应速率相等，正确；B项，生成n mol A和生成3n mol B表示的都是逆反应速率，错误；C项，无论平衡与否，A、B、C三物质的浓度的变化量之比始终等于1∶3∶2，错误；D项，A、B、C三物质的分子数之比等于1∶3∶2，这是一种特殊情况，而不是平衡的标志，错误。2-1-c-n-j-y
9．在200 ℃，将a mol H2(g)和b mol I2(g)充入到体积为V L的密闭容器中，发生反应：I2(g)＋H2(g)??2HI(g)。
(1)反应刚开始时，由于c(H2)＝________，c(I2)＝________，而c(HI)＝________，所以化学反应速率________最大，而________最小(为零)。
(2)随着反应的进行，反应混合物中各组分浓度的变化趋势为c(H2)________，c(I2)________，而c(HI)______，从而化学反应速率v(正)________，而v(逆)________。
(3)当反应进行到v(正)与v(逆)________时，此可逆反应就达到了平衡，若保持外界条件不变时，反应混合物中各组分的物质的量、物质的量浓度、质量分数、体积分数、反应物的转化率和生成物的产率都将________。
解析：由题意可知，反应刚开始时，c(H2)和c(I2)最大，分别为 mol·L－1、 mol·L－1，而c(HI)为0，故v(正)最大，v(逆)＝0；随着反应的进行，H2和I2不断消耗，其浓度逐渐减小，故v(正)减小，而HI的浓度逐渐增大，v(逆)增大，当v(正)＝v(逆)时即达平衡状态，外界条件不变，则平衡不移动，题中各种量都将保持不变。
答案：(1) mol·L－1 mol·L－1 0 v(正) v(逆) (2)减小 减小 增大 减小 增大
(3)相等 保持不变
10．恒温恒容下，将2 mol A气体和2 mol B气体通入体积为2 L的密闭容器中发生如下反应：2A(g)＋B(g)??xC(g)＋2D(s)，2 min时反应达到平衡状态，此时剩余1.2 mol B，并测得C的浓度为1.2 mol·L－1。
(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的是________。
A．压强不再变化
B．气体密度不再变化
C．A的消耗速率与B的消耗速率之比为2∶1
D．A的百分含量保持不变
解析：(1)v(C)＝＝0.6 mol·L－1·min－1。
(2) 2A(g)＋B(g)??xC(g)＋2D(s)
开始/(mol·L－1) 1 1 0
转化/(mol·L－1) 0.8 0.4 1.2
平衡/(mol·L－1) 0.2 0.6 1.2
由此可知，2∶1∶x＝0.8∶0.4∶1.2＝2∶1∶3，所以x＝3。
(3)A项，x＝3，该反应前后气体的物质的量不变，无论反应是否达到平衡，压强均不会变化；B项，气体的密度不再变化，而气体的体积不变，说明气体的质量不再发生变化，由于D为固体，故气体的质量不再发生变化，说明反应已达到平衡状态；C项，A的消耗速率与B的消耗速率表示的反应方向一致，不能说明反应已达到平衡；D项，A的百分含量保持不变，说明反应已达到平衡。【来源：21cnj*y.co*m】
答案：(1)0.6 mol·L－1·min－1 (2)3 (3)BD
1．在平衡体系2NO(g)＋O2(g)??2NO2(g)中通入18O组成的氧气，重新达到平衡后，则18O( )21·世纪*教育网
A．只存在于O2中
B．只存在于NO2中
C．只存在于O2和NO2中
D．存在于NO、O2、NO2中
解析：选D 反应2NO(g)＋O2(g)??2NO2(g)是可逆反应，在18O2投入后，在正、逆反应进行的过程中，18O存在于NO、O2、NO2中。21·cn·jy·com
2．在一定温度下，向a L密闭容器加入1 mol X气体和2 mol Y气体，发生如下反应：X(g)＋2Y(g)??2Z(g)，此反应达到平衡状态的标志是( )2·1·c·n·j·y
①容器内压强不随时间变化 ②容器内各物质的浓度不随时间变化 ③容器内X、Y、Z的浓度之比为1∶2∶2 ④单位时间内消耗0.1 mol X的同时生成0.2 mol Z
A．①② B．①④
C．②③ D．③④
解析：选A 该反应反应前后气体体积不等，容器容积固定，压强不随时间变化，说明气体总量不再改变，各物质浓度固定，即①、②均能说明反应已达平衡状态。但达到平衡状态时，X、Y、Z的浓度之比不一定等于化学计量数之比。单位时间内消耗X和生成Z，描述的是同一反应方向，不存在v正和v逆的关系，故不能说明反应已达平衡状态。
3．在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．Z为0.3 mol·L－1
B．Y2为0.4 mol·L－1
C．X2为0.2 mol·L－1
D．Z为0.4 mol·L－1
解析：选A 本题可用“一边倒”法来判断：
X2 ＋ Y2??2Z
①最多的生成物/mol·L－1 0 0.2 0.4
②全部为反应物/mol·L－1 0.2 0.4 0
即可得各物质浓度的取值范围：
00．2 mol·L－104．一个容积固定的密闭容器中进行反应N2＋3H2??2NH3，一定达到平衡状态的是( )
①1个NN键断裂的同时，有3个H—H键形成；②1个NN键断裂的同时，有6个N—H键形成；③N2的体积分数不再改变；④容器的压强不再改变；⑤容器内气体的密度不再改变21教育网
A．①③④ B．①②④
C．①③⑤ D．②③④
解析：选A 1个NN键断裂的同时，有3个H—H键形成说明正、逆反应速率相等，反应达到平衡状态；N2的体积分数不再改变，反应达到平衡；容器的压强不再改变，说明反应物的量不再改变，反应达到平衡；容积固定，质量不变，无论是否达到平衡状态，气体密度都不变。
5．对可逆反应4NH3(g)＋5O2(g)??4NO(g)＋6H2O(g)，则下列叙述中正确的是( )
A．达到化学平衡时，5v正(O2)＝4v逆(NO)
B．若单位时间内生成n mol NO的同时，生成n mol NH3，则反应达到平衡状态
C．若N2、H2、NH3的分子数之比为1∶3∶2时，反应达到化学平衡状态
D．化学反应速率关系是2v正(NH3)＝3v正(H2O)
解析：选B A项，根据化学方程式，当4v正(O2)＝5v逆(NO)时，表示v正＝v逆，反应达到平衡状态，错误；B项，生成n mol NO表示正反应速率，生成n mol NH3表示逆反应速率，且v正＝v逆，反应达到平衡状态，正确；C项，N2、H2、NH3分子数之比为1∶3∶2时，反应不一定达到平衡状态，错误；D项，化学反应速率之比等于化学计量数之比，3v正(NH3)＝2v正(H2O)，错误。
6．将一定量纯净的氨基甲酸铵置于密闭真空恒容容器中(固体试样体积忽略不计)，在恒定温度下使其达到分解平衡：NH2COONH4(s)??2NH3(g)＋CO2(g)。判断该分解反应已经达到化学平衡的是( )
①2v(NH3)＝v(CO2)
②密闭容器中总压强不变
③密闭容器中混合气体的密度不变
④密闭容器中氨气的体积分数不变
A．①② B．②③
C．②④ D．②③④
解析：选B ①没有指明正、逆反应速率，不能判断是否达到平衡，错误；②该反应前后的Δn(气体)≠0，当总压强始终保持不变时，反应达到平衡，正确；③随反应进行，混合气体的质量增大，容器的容积不变，混合气体的密度增大，当密度不再变化，说明达到平衡状态，正确；④反应混合气体只有氨气与二氧化碳，二者物质的量之比始终为2∶1，氨气的体积分数始终不变，不能说明达到平衡状态，错误。【来源：21·世纪·教育·网】
7．在一定温度下的定容容器中，当下列哪些物理量不再发生变化时，表明反应A(g)＋2B(g)??C(g)＋D(g)已达到平衡状态的是( )
①混合气体的压强 ②混合气体的密度 ③B的物质的量浓度 ④混合气体总物质的量 ⑤混合气体的平均相对分子质量 ⑥v(C)与v(D)的比值 ⑦混合气体总质量 ⑧混合气体总体积21*cnjy*com
A．①②③④⑤⑥⑦⑧ B． ①③④⑤
C．①②③④⑤⑦ D．①③④⑤⑧
解析：选B 由于反应物、生成物全部是气体，根据质量守恒，不论是否达到平衡，气体总质量保持不变，⑦不正确；由于是定容容器，反应中气体的密度保持不变，②不正确，⑧不正确；无论是否达到平衡，反应速率比值总是化学计量数之比，⑥不正确。
8．一定温度下，在固定容积的密闭容器中，可逆反应：mA(g)＋nB(g)??pC(g)＋qD(g)，当m、n、p、q为任意正整数时，下列状态：
①体系的压强不再发生变化；②生成m mol A同时消耗q mol D；③各组分的物质的量浓度不再改变；④体系的密度不再发生变化；⑤反应速率v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)＝m∶n∶p∶q；⑥各组分的质量分数不再改变；⑦反应混合物中各物质的物质的量之比为m∶n∶p∶q。
其中一定能说明反应已达到平衡状态的是( )
A．③④⑦ B．①③④⑤
C．②③⑤⑥ D．③⑥
解析：选D 判断一个可逆反应是否达到平衡状态的标志是v(正)＝v(逆)和各组分的含量保持不变。①中不知m＋n和p＋q的大小关系，故压强不能作为达到平衡状态的判断依据。②生成m mol A是指逆反应，消耗q mol D也是指逆反应，故无法判断是否达平衡。③说明反应达平衡。④ρ＝始终不变，故无法判断。⑤反应速率v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)＝m∶n∶p∶q在任何时刻都成立，故无法判断。⑥说明反应达平衡。⑦物质的量之比为化学计量数之比不能说明化学反应达到平衡。www.21-cn-jy.com
9．在2 L密闭容器内，800 ℃时反应2NO(g)＋O2(g)===2NO2(g)体系中，n(NO)随时间的变化如下表：
时间(s)
0
1
2
3
4
5
n(NO)/mol
0.02
0.010
0.008
0.007
0.007
0.007
(1)上图表示NO2的浓度变化的曲线是________。
用O2表示从0～2 s内该反应的平衡速率v＝________。
(2)能说明该反应已达到平衡状态的是________。
A．v(NO2)＝2v(O2)
B．容器内压强保持不变
C．v逆(NO)＝2v正(O2)
D．容器内密度保持不变
解析：该反应达平衡时，n(NO)＝0.007 mol，此时n(NO2)＝0.013 mol，其浓度变化量为0.006 5 mol·L－1，所以表示NO2浓度变化的曲线是b。在(2)中，A表示是同一方向的速率，在任何时候都成立，而D中容器的体积及气体的总质量都不变，气体的密度也始终不变。【出处：21教育名师】
答案：(1)b 1.5×10－3 mol·L－1·s－1 (2)BC
10．一定温度下，在10 L密闭容器中加入5 mol SO2和3 mol O2，发生反应：2SO2(g)＋O2(g)??2SO3(g)，10 min时，反应达到平衡状态，此时有3 mol SO2发生了反应。
(1)反应生成了________ mol SO3，v(SO2)＝________。
(2)平衡时SO3的浓度是________，SO2的转化率是________。
(3)平衡时容器内气体的总物质的量为________ mol。
(4)物质的浓度不再改变标志着该反应已达平衡，下列还可以说明该反应已达平衡的是________(填序号)。【版权所有：21教育】
①体系内压强不再改变
②容器内气体的密度不再改变
③混合气体的平均相对分子质量不再改变
④v正(SO3)＝2v逆(O2)
⑤n(SO3)∶n(O2)∶n(SO2)＝2∶1∶2
解析：v(SO2)＝＝＝0.03 mol·L－1·min－1
2SO2 ＋ O2??2SO3
开始： 5 mol 3 mol 0
变化： 3 mol 1.5 mol 3 mol
平衡： 2 mol 1.5 mol 3 mol
则平衡时SO3的浓度为＝0.3 mol·L－1，SO2的转化率为×100%＝60%，平衡时混合气体的总物质的量为2 mol＋1.5 mol＋3 mol＝6.5 mol。21cnjy.com
(4)根据反应方程式知：①中体系压强不变，说明反应已达平衡状态；②中容器的体积不变，混合气体的质量不变，则反应过程中密度始终不变，密度不变不能说明反应已达平衡状态；③中混合气体的总质量不变，但反应过程中混合气体的总物质的量改变，若平均相对分子质量不变，说明反应已达平衡状态；④表示v正＝v逆，说明反应已达平衡状态；⑤中三者的物质的量之比等于化学计量数之比，不能说明反应已达平衡状态。
答案：(1)3 0.03 mol·L－1·min－1
(2)0.3 mol·L－1 60%
(3)6.5 (4)①③④
