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1、2022-2023学年高二化学同步学习高效学讲练（精品学案）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 化 学 平 衡 常 数课程学习目标i .通过化学平衡状态的建立过程，知道化学平衡是一种动态平衡。2 .知道化学平衡状态的特征，判断反应是否达到化学平衡状态。3 .了解浓度商和化学平衡常数的相对大小与反应方向间的联系。学科核心素养培养变化观念与平衡思想的化学核心素养。【知识回顾】可逆反应：I.概念：在相同条件下，既能向 正 反 应 方 向 进 行，同 时 又 能 向 逆 反 应 方 向 进 行 的反应。2.特征：三同：相 同 条 件，正、逆 反 应 同 时 进
2、 行，反应物、生 成 物 同 时 存 在；反应不能进行完全，即任一反应物的转化率均小 于1 0 0%。3.表示：化学方程式中用“U”表示。4.很多化学反应在进行时都有一定的可逆性，不同反应的可逆性不同，有些化学反应在同一条件下可逆程度很小,如2 N a +2 H2O =2 N a O H +H2f,视为“不可逆”反应。【新知学习】一.化学平衡状态1.化学反应平衡状态（1）化学平衡的建立:如在可逆反应2 s o2+O 2 U 2 s。3中，反应进行之初S O 2和。2的起始浓度分别为2 m oi.、I m oL L-i,此时正反应速率v正 最大，逆反应速率丫逆 为零反应过程中，反应物浓度 逐 渐
3、 减 小，正反应速率 逐 渐 减 小；生成物浓度 逐 渐 增 大，逆反应速率逐渐增大。最终在时刻t 时反应物浓度不再 改 变，生成物浓度不再 改 变。正反应速率和逆反应速率相 等。反应是否停止？反应并没有停止，动 态 平 衡。（2）含义：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，反应物和生产物的 浓 度 不 在 改 变，此反应达到一种 表 面 静 止 状 态,我 们 称 为 化学平衡状态。2.化学平衡的特征：（1）逆：即化学平衡的研究对象是 可逆反应。（2）动：即化学平衡是一种动 态 平 衡，即V ,k v a 0 ,反 应 并 未 停 止。（3）等：即 V”：=v
4、迪,同一物质的消耗速率与生成速率相 等。（4）定：在达化学平衡的混合体系中，各组成成分的浓度 保 持 不 变，各组分的百分含量保 持 不 变。（5）变：化 学 平 衡 是 在 一定 条 件 下的平衡,当外界条件改变时，化学平衡可能会发生变化【总结】化学平衡状态时可逆反应达到的一种特殊状态，是在给定条件下化学反应所能达到或完成的最大程度，即该反应进行的限度。3.化学平衡状态的判断方法“两看”“两标志”（1）“两看”一看题干条件恒温恒容或恒温恒压或绝热容器二看化学反应特点（物质状态、气体计量系数）全部是气体参与，是等体积反应还是非等体积反应有固体或液体参与，是等体积反应还是非等体积反应“两标志”正
5、、逆反应速率相等同一物质表示的正、逆反应速率相等V i E =V逆，或者不同物质表示的正、逆速率（或变化的物质的量、浓度）之比等于化学计量数之比变量不变题目中的变量，指的是随着反应的进行而改变的量，（如某物质的质量、浓度、百分含量，n 总（气体）、压强、气体密度、气体平均分子质量、颜色等），当“变量，不再变化（保持恒定）时，证明可逆反应达到平衡，但“定量”无法证明。【例 题 1】（2 0 2 1 四川广安市高二期末）在一定温度下的定容密闭容器中进行反应:A（s）+2B（g），C（g）+D（g）,不能说明该反应已达到化学平衡的是A.B的体积分数不随时间变化而变化B.压强不随时间变化而变化C.混合
6、气体的密度不再发生改变D.单位时间内生成2 mol B,同时生成nmol C【答案】B【分析】反应到达平衡状态时，正逆反应速率相等，平衡时各物质的浓度、百分含量不变，以及由此衍生的一些会发生变化的量也不发生变化，由此进行判断。【详解】”(B)A.该反应达到平衡状态时，各种气体的物质的量浓度不变，B的体积分数为消7-v x l O O%,所以 B的体积分数不随时间变化而变化能说明该反应达到平衡状态，故 A不选；B.该反应是反应前后气体体积没有变化的反应，容器中的压强始终不发生变化，所以不能证明达到了平衡状态,故 B选：C.该容器的体积保持不变，根据质量守恒定律知，反应前后混合气体的质量会变，所以
7、容器内气体的密度会变,当容器中气体的密度不再发生变化时，能表明达到化学平衡状态，故 c不选；D.单位时间内生成2 n m o l B,同时生成n m o l C,说明正逆反应速率相等，反应达到平衡状态，故 D不选；综上所述，答案为B。二.化学平衡常数1 .浓度商dCdD对于一般的可逆反应?A(g)+B(g)?=(3(8)+4 口(8),在任意时刻的丁A.dB称为浓度商常用Q表示。2 .化学平衡常数(1)表达式UCdD对于一般的可逆反应/A(g)+/?B(g)?=p C(g)+q D(g),平衡常数的表达式为K=CA.C B(2)注意事项化学平衡常数只与通度有关，与反应物或生成物的浓度无关。反应
8、物或生成物中有固体或纯液体存在时，由于其浓度可看作“1”而不代入公式。化学平衡常数是指某一具体反应的平衡常数，由于化学方程式的书写不同，平衡常数的表达式不同，如N2+3 H2?=2 N H 3，K=a则有：2 N H 3 N 2+3 H 2，乱+辅?K=g。(3)意义K值越大-平衡体系中生成物所占的比例越大正向反应进行的程度越大一反应进行得越宓全-反应物的转化率越大;反之，就越不完全,转化率就越小。当 K 1 0 5 时，该反应就进行得基本完全了。【思考与讨论】对于可逆反应：N 2(g)+3 H 2(g)O 2 N H 3(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
9、大N?浓度，平衡如何移动？平衡常数K 如何变化？C2NH3K=CN，.C3H 2；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。3 .利用浓度商、化学平衡常数判断反应方向Q K,反应向逆反应方向进行。【例题2】1 0 0 0 K时，已知反应Ni(s)+H2 0(g).NiO(s)+H2(g)的平衡常数K=0.0 0 5 9.当水蒸气和氢气的物质的量浓度相等时，下列说法正确的是A.该反应已达到平衡状态B.该反应未达到平衡状态，反应正向进行C.该反应未达到平衡状态，反应逆向进行D.无法确定该反应是否达到平衡状态【答案】C【详解】-C(H2)当水蒸气和氧气的物质的量浓度相等时，Q=
10、：C、=1 K，则该反应未达到平衡状态，反应逆向进行，CC(H2O)正确；答案选C。【知识进阶】一.化学平衡状态的判断标志(1)直接标志“正、逆相等”V iE=Via.同一种物质的生成速率等于消耗速率；b.在化学方程式同一边的不同物质的生成速率或消耗速率之比等于化学计量数之比；c.在化学方程式两边的不同物质的生成(或消耗)速率之比等于化学计量数之比。各组分的浓度保持一定a.各组分的浓度不随时间的改变而改变；b.各组分的质量分数、物质的量分数、体积分数不随时间的改变而改变。(2)间接标志“变量不变”反应体系中的总压强不随时间的改变而变化(适用于反应前后气体体积不等的反应)。对于反应混合物中存在有
11、颜色变化的物质的可逆反应，若体系中颜色不再改变，则反应达到平衡状态。全是气体参加的反应前后化学计量数改变的可逆反应，平均相对分子质量保持不变。对同一物质而言，断裂化学键的物质的量与形成化学键的物质的量相等。【典 例 1】在一定温度下，将 2 m o i NC h气体通入恒容密闭容器中，发生如下反应：2 NC h(g)=用 0 4 值)。下列不能说明反应达到平衡的是()A.N2 O4 浓度不再改变B.N O?的消耗速率等于N2 O4 的生成速率C.混合气体的颜色不变D.混 合 气 体 中N O 2百分含量不变【答 案】B【解 析】N2 O4浓度不再改变，反应达到平衡状态，A说法正确；N 0 2的
12、消耗速率和N2 O4的生成速率均为正反应速率，不能作为平衡标志，B说法错误；混合气体的颜色不变，NO?的浓度不再发生变化，反应达到平衡状态，C说法正确；混 合 气 体 中N 0 2百分含量不变，反应达到平衡状态，D说法正确。(变 式 训 练1)在恒温下，固定容积的密闭容器中，有 可 逆 反 应2 s0 3(g)02s o2(g)+C h(g),可用来确定该反应 已 达 到 平 衡 状 态 的 是()A.容器内压强不随时间改变B.S 03的 消 耗 速 率 与S O2的生成速率相等C.三种气体的分子数比为2：2：1D.容器内混合气体的密度不随时间改变【答 案】A【解 析】该反应为气体体积增大的反
13、应，压强为变量，当容器内压强不随时间改变时，该反应达到平衡状态，A正确；S O3的 消 耗 速 率 与S O2的生成速率相等，表示的都是正反应速率，无法判断平衡状态，B错 误；三种气体的分子数比 为2 ：2 ：1,无法判断各组分的浓度是否继续变化，则无法判断是否达到平衡状态，C错误：该反应中混合气体的密度为定值，无法根据容器内混合气体的密度判断平衡状态，D错 误。二.化学平衡的计算模式及解题思路1 .计 算 模 式 和 解 题 思 路解题思路A(g)+B(g)，c C(g)+Q (g)c(初)/(m o l-L 1)n九20 0Ac/(m o bL-1)nxb7忙c danx anx。(平)/
14、(m o l L=)i(l x)bn i-n xc dnx tixa a巧设未知数：具体题目要具体分析，灵活设立，一般设某物质的转化量为X。确定三个量：根据反应物、生成物及变化量的三者关系代入未知数确定平衡体系中各物质的起始量、变化量、平衡量并按中“模式”列表。解题设问题：明确了“始”“变”“平”三个量的具体数值，再根据相应关系求平衡时某成分的浓度、反应物转化率等，得出题目答案。2.反 应 物 的 转 化 率=该反应物的起始浓度一该反应物的平衡浓度该反应物的起始浓度x l 0 0%【典 例2】某温度下，在2L的 密 闭 容 器 中,加 入1 mo l X(g)和2 mo l Y(g),发生反应
15、：X(g)+mY(g)w=3 Z(g)。平衡时，X、Y、Z的体积分数分别为3 0%、6 0%,1 0%,在 此 平 衡 体 系 中 加 入1 mo l Z(g),再次达到平衡后，X、Y、Z 的体积分数不变。下列叙述不正确的是()A.m=2B.两次平衡的平衡常数相同C.X 与 Y 的平衡转化率之比为1 ：1D.第二次平衡时，Z 的浓度为0.4m olLr【答案】D【解析】在 2 L 的密闭容器中，反应达平衡时，各物质的体积分数之比等于各物质的物质的量之比，即平衡时,(X):(Y)：(Z)=30%:60%：10%=3：6：1。设第一次平衡时X 消耗的物质的量为x,则X(g)+，”丫(g)-=3Z(
16、g)初始 1 mol 2 mol 0转 化 x mx 3x平衡 1 m ol-x 2 m ol-wx 3x则(I mol x):(2 mol-/nr)：3x=3：6：1解得x=0.1m ol、=2,由此可得，A 项、C 项正确：同理可得第二次平衡时，Z 的浓度为0.2mol-L D 项不正确；平衡常数只与温度有关，两次平衡反应温度相同，故平衡常数相同，B 项正确。(变式训练2)把 7 molA气体和5 molB气体混合放入2 L 密闭容器中，在一定条件下发生反应：3A(g)+B(g)=2C(s)+xD(g),经 5min达到平衡，此时生成2 moi C,测得D 的平均反应速率为0.2 mol.
17、(L min)-1,求：(1)B的转化率(2)x的值(3)平衡时压强与初始时压强之比(4)该温度下此反应的平衡常数【答案】20%2-6 16【详解】把 7 molA气体和5 molB气体混合放入2 L 密闭容器中，在一定条件下发生反应：3A(g)+B(g)#2C(s)+xD(g),经5min达到平衡，此时生成2 moi C,测得D 的平均反应速率为0.2 moLL【m in L 则生成D 的物质的量为0.23A(g)+B(g)-2c(s)+xD(g)mol L-min x?L x5min=2mol,7500则可列出三段式(单位为mol)：31224422(1)B 的转化率|x 100%=20%
18、(2)根据化学计量数之比等于各物质的物质的量的变化量之比，可知x 的值为2；4+4+2 5(3)恒温恒容时，压强之比等于物质的量之比，则平衡时压强与初始时压强之比为-=-；7+5 63A(g)+B(g)l 2C(s)+2D(g)(4)物质C 为固体，平衡时，其余气体物质的浓度为 w L2 2 1则该温度下此反应的平衡常数K=I2 _ 123X2-16【效果检测】1 .(2 0 2 0 林芝市第二高级中学高二月考)下列关于平衡常数K的说法正确的是()A.加入催化剂可能会改变平衡常数KB.改变反应物浓度能改变平衡常数KC.平衡常数K与反应本身及温度有关D.K越大，反应物的转化率越小【答案】C【详解
19、】化学平衡常数K与化学反应本身及温度有关，加入催化剂、改变反应物浓度等均不能改变平衡常数K；平衡常数K越大，反应正向进行的程度越大，反应物的转化率越大，答案选C。2 .下列关于平衡常数的说法正确的是A.在平衡常数表达式中，反应物浓度用起始浓度表示，生成物浓度用平衡浓度表示B.可逆反应中，反应物的转化率增大，一定导致化学平衡常数增大C.可以用化学平衡常数来定量描述化学反应的限度D.平衡常数的大小与温度、浓度、压强、催化剂有关【答案】C【详解】A.在平衡常数表达式中，反应物浓度和生成物浓度都应用平衡浓度表示，故 A错误；B.同一反应，平化学衡常数只受温度影响，反应物的转化率增大，平衡常数不一定改变
20、，故 B错误；C.平衡常数越大，说明可逆反应进行的程度越大，故 C 正确；D.同一反应，化学平衡常数只受温度影响，与反应物浓度、体系的压强、催化剂等无关，故 D错误；答案选C。3.(2 0 2 0 河南高二月考)下列反应的平衡常数的表达式错误的是c(CO)c(H?)A.C(s)+H2O(g),CO(g)+H2(g)K=ZAc(H?O)B.SO 3(g),SO 2(g)+4 0 2(g)K=c(S J C(J2 c(SOjC.网)+Ag C M 叫)“噌c(HCl)c(HCIO)D.Ch(g)+H2O(l).HCl(aq)+HC1 0(aq)K=J ;最C(C12)C(H2O)【答案】D【详解】
21、A.C(s)+H2O(g).C O(g)+H2(g),固体参与的反应，固体不列入表达式中，且气态水参加反应时，水列入表达式中，则K=一条公、二，故A正确；C(H2O)B.SO 3(g)=SCh(g)+；0 2(g),气体参加的反应，气体列入表达式中，则K=,故B 1 E确;2c(SO3)c(Cl)C.I-(aq)+A gCl(s)?A gl(s)+C l (aq),固体参与的反应，固体不列入表达式中,则K=(，故C正确;C rD.C 12(g)+H2O(l).H C l(aq)+H C I O(aq),在水溶液中进行的反应，水不列入表达式中，则K=c(HCl)c(HC10)c(Cl2),故D错
22、误;故选D。4.(2 02 1民勤县第四中学高二期末)己知反应2 N H 3 U N 2+3 H 2,在某温度下的平衡常数为0.2 5,在此条件下，氨的合成反应N2+3 H 2 U 2 N H 3的平衡常数为A.4 B.2C.1D.0.5【答案】A【详解】反应2NHJ=N2+3H2,在某温度下的平衡常数为0.2 5,则K=C(N2”(H JC2(NH3)在相同温度下，该条件下反应N 2 +C2(NH,)13 H 2=2 N H的平衡常数K|=、二力、=丁=4，故A正确；C(N2)C(KJ K故选A。5.(2 02 1山东高二学业考试)一定温度下，在恒容容器中发生反应N O 2(g)+S C h
23、(g)=N O(g)+SO3(g),下列说法能够判断该反应已达到平衡状态的是(不考虑N C h与N 2 O 4间的转化)A.消 耗h n o l S C h的同时产生I m o l N O B.混合气体的颜色(透光率)不再改变C.混合气体的压强不再改变 D.混合气体的密度不再改变【答案】B【详解】A.消 耗I m o l S C h的同时产生I m o l N O,表示的都是正反应速率，无法判断正逆反应速率是否相等，A错误；B.混合气体中只有N O?为有色气体，混合气体的颜色（透光率）不再改变，表明各组分的浓度不再变化，该反应达到平衡状态，B正确；C.容器内温度、容积一定，且化学反应前后体积不
24、变，所以不能通过压强一定判断平衡状态，C错误；D.该反应中均为气体，且容器容积为定值，则混合气体的密度始终不变，不能根据混合气体密度判断平衡状态,D错误；故选B。6.（2 02 1科尔沁左翼后旗甘旗卡第二高级中学高二开学考试）如图中的曲线表示在一定条件下，2 N O+C）2 U 2 N C）2（正反应为放热反应），反应中NO的转化率与温度的关系曲线，图中标出a、b、c、d四点，其中表示未达到平衡状态，且v（正）v（逆）的点是【答案】C【详解】图像中，在N O转化率实线上的a、b点均为平衡状态；c、d均为不平衡状态，且c点N O转化率较低，反应需要正向进行以提高其转化率，则有v（正）v（逆）；d
25、点N O转化率过高，需要反应逆向进行以减小其转化率，则有v（正）v（逆），不符合题意。故选C o7.（2 02 0夏津第一中学高二月考）某温度下，在2 L的恒容密闭容器中充入气体A和气体B发生反应生成气体C,反应过程中各组分的物质的量随反应时间的变化如图所示。下列说法正确的是（）A.U时刻反应达到平衡状态B.B的平衡转化率为10%C.该反应的化学方程式可表示为：A+3 B -2 cD.该温度下，反应的平衡常数为3 00【答案】C【详解】A.h 时刻三种物质的物质的量相等，但由于此时可后各种物质的物质的量仍然发生变化，故该时刻反应达到平衡状态，A 错误；2 0 02B.反应开始时(B)=2.0m
26、o1,平衡时(B)=0.2m ol,所以B 的平衡转化率 为=-x100%=90.0%,B 错误；2.0C.根据图示可知A、B 的物质的量在减少，C 的物质的量在增加，说明A、B 是反应物，C 是生成物，在 前 10 min内三种物质的物质的量改变为 (A)：(B)：(C)=0.6mol：1.8 mol：1.2 mol=l：3：2,10 min后三种物质都存在，且物质的量不再发生变化，说明该反应为可逆反应，三种物质的物质的量变化比等于化学方程式中该物质的化学计量数的比，故该反应方程式为：A+3B=2C,C 正确；D.根据图示可知平衡时(A)=0.6mol,n(B)=0.2mol,(0=1.2
27、m o l,由于容器的容积是2 L,故平衡时各种物质的浓度 c(A)=0.3 mol/L,c(B)=0.1 mol/L,c(C)=0.6 m ol/L,故该温度卜的化学平衡常数 K=-=1200,D 错0.3x0.13误；故答案为C。8.(2020首都师范大学附属中学高二期中)5 mL O.lmol L KI溶液与1 mL O.lmol LTFeCb溶液发生反应:2Fe3+(aq)+2I(aq).2Fe2+(aq)+h(叫)，达到平衡。下列说法不正确的是()A.加入苯，振荡，平衡正向移动B.经苯2 次萃取分离后，在水溶液中加入K SC N,溶液呈血红色，表明该化学反应存在限度C.加入FeSC)
28、4固体，平衡逆向移动D.该反应的平衡常数K=4(F e2+)c2r：(F e3+)c2r(r)【答案】D【详解】A.由于12易溶于有机溶剂苯中，因此向反应后的溶液中加入苯，导致溶液中碘单质的浓度减小，减少生成物的浓度，化学平衡正向移动，A 正确；B.在 FeCb与过量的KI溶液充分反应后的溶液用CCL(萃取后，往上层溶液中加入几滴KSCN溶液，溶液出现血红色，说明上层溶液中有Fe3+,即 Fe3+没有完全反应，因此可说明该化学反应存在限度，B 正确；C.加入FeSO4固体，导致溶液中Fe2+的浓度变大，化学平衡逆向移动，C 正确；D.由反应 2Fe3+(aq)+21(aq).=*2Fe2+(a
29、q)+k(aq)可知：平衡常数K=c(I2c2(F e2+)D 错误;故合理选项是D。9.(2021广西玉林市高二月考)在体积为1L的密闭容器中(体积不变)充入Imol气体A 和 3moi气体B,一定条件下发生反应：A(g)+3B(g)=C(g)+D(g)。测得A(g)和 C(g)的浓度随时间变化如图所示。下列说法正确的是A.进行到3 分钟时，反应到达平衡状态B.3min 前 v（心 *逆），3min 后 v（#：）v（逆）C.达到平衡后，升高温度，正反应速率增大、逆反应速率减小D.平衡时A 的转化率为75%【答案】D【详解】A.从图中可以看出，反应进行到3 分钟时，虽然A 与 C 的浓度相同
30、，但反应仍正向进行，所以反应并未到达平衡状态，A 不正确；B.从图中可以看出，lOmin前,反应都是正向进行,所以3min后丫（#：）丫（谑），B 不正确；C.升高温度，物质所具有的能量提高，分子碰撞的次数增多，正反应速率增大、逆反应速率也增大，C 不正确;D.平衡时，A 的平衡量为O.25mol,转化率为蛆S x l0 0%=7 5%,D 正确；Imol故选D。10.（2021.广西玉林市.高二月考）一定温度下可逆反应N2（g）+3H2（g）=2NH3（g）达平衡的标志是A.viE（N2）=vii（N2）B.viE（N2）=3vJi；（H2）2C.”（H2）=-U逆（NH3）D.N2、H2、
31、NH3的体积比为 1 ：3：23【答案】A【详解】A.p,E（N2）=va（N2）,表示相同时间内N2浓度的变化量为0,反应达平衡状态，A 符合题意；B.V!（N2）=3VI1-（H2）,表示反应正向进行时N2与 H?的速率关系，不能表示相同时间内N2、H2的浓度变化量关系，不能判断反应达平衡状态，B 不符合题意；C.V,E（H2）=|VS（NH3）表示反应进行的方向相反，但速率之比不等于化学计量数之比，反应未达平衡状态，C不符合题意；D.用、比、NH3的体积比为1 ：3：2,与反应是否达平衡状态无关，反应不一定达平衡状态，D 不符合题意；故选A。11.（2021浙江杭州市高二期末）已知2H2
32、O2=2H2O（1）+O2（g）,H=-98kJmoH。实验表明,纯的H2O2相对稳定，在 54C 下恒温贮存2 周后，浓度仍能保持9 9%,这是由于上述反应A.不能自发进行 B.属于吸热反应 C.平衡常数很小 D.活化能较大【答案】D【详解】A.由 GMAH-TAS,”=-98kJmoH()的，故而AG 0,该反应能自发进行，A 错误；B.，(),该反应是放热反应，B 错误；C.平衡常数越大，反应越彻底，平衡常数的大小与温度有关，温度发生变化，平衡常数也会发生变化，C 错误:D.因 G 2)=v(CO)单位时间内生成n mol CO2的同时生成n mol CO容器中气体压强不随时间的变化而变
33、化容器中气体的平均相对分子质量不随时间的变化而变化【答案】71.4%O.Sm olL-.m in-1 【详解】(1)根据图象可知，在L min后，CO浓度增大、CO2浓度减小，说明。min时反应未达到平衡，反应正向进行，因此V正丫逆：(2)根据图象可知,反应开始时CO?的浓度是0.7mol 匚，4 0 式02浓度是0.211101匚1，所以反应至4min时，CO,的转化率(S,一(12义1 go%=7 4%；04 min内CO的平均反应速率-0.7G N 0.5 m o l L-1.T_,.Tv(C O)=-=0.1 2 5 m o l L -m i n ；)4 m i n(3)降低温度，化学
34、反应速率降低，项选；由于固体的浓度视为不变，所以减少铁粉的质量对反应速率没有影响，项不选；保持压强不变，充入He使容器的体积增大，反应体系中各气体的浓度降低，化学反应速率降低，项选；保持体积不变，充入He使体系压强增大，由于体系中各气体的浓度不变，所以化学反应速率不变，项不选;答案选；(4)未指明正、逆反应速率，因此不能判断是否为平街状态，项不选；单位时间内生成n m o l e。？的同时必然会消耗nmolCO,又生成nmolCO,则CO的物质的量不变，反应达到平衡状态，项选；该反应是反应前后气体分子数不变的反应，即体系的压强始终不变，项不选；该反应不是纯气体反应，反应前后气体的质量发生变化，
35、当气体的平均相对分子质量不随时间的变化而变化时,则说明反应达到平街状态，项选：答案选。1 5.(2 0 2 1 四川广安市高二期末)某温度下，在 2 L 密闭容器中X、Y、Z 三种物质(均为气态)间进行反应，其物质的量随时间的变化曲线如图。据图回答：物质的l i(tmol(1)该 反 应 的 化 学 方 程 式 可 表 示 为。(2)反应起始至t m i n(设t=5),X的 平 均 反 应 速 率 是。(3)下 列 可 判 断 反 应 已 达 到 该 状 态 的 是(填 字 母，下同)A.X、Y、Z 的反应速率相等B.X、Y的反应速率比为2：3C.混合气体的密度不变D.生 成 I m o l
36、 Z的同时生成2 m o l X(4)一 定能使该反应的反应速率增大的措施有A.其他条件不变，及时分离出产物B.适当降低温度C.其他条件不变，增大X的浓度【答案】2 X=3 Y+Z 0.0 8 m o l/(L m i n)D C【分析】由图象可以看出，X的物质的量逐渐减小，则 X为反应物，Y、Z 的物质的量逐渐增多，作为Y、Z 为生成物,当反应到达tmin时，n(X)=0.8mol,An(Y)=1.2mol,An(Z)=0.4moL化学反应中，各物质的物质的量的变化值与化学计量数呈正比，所以反应的化学方程式为：2 X.3Y+Z。【详解】(1)结合以上分析可知，反应的化学方程式为：2X.23Y
37、+Z：(2)反应起始至tmin(设t=5),X 的平均反应速率是,-o.08mol/(Lmin)；2Lx5min(3)A.由于各物质的化学计量数不等，则 X、Y、Z 的反应速率相等不能说明是否达到平衡状态，故 A 错误：B.化学反应速率之比等于化学计量数之比，无论是否达到平衡状态，X、Y 的反应速率比都为2：3,故 B 错误;C.由于反应在体积不变的密闭容器中进行，反应过程中气体的体积不变，质量不变，则混合气体的密度不变，不能判断是否达到平衡状态，故 c 错误；D.生 成 ImolZ的同时生成2moiX,说明正逆反应速率相等，达到平衡状态，故 D 正确；故答案为D；(4)A.其他条件不变，及时
38、分离出产物，生成物浓度减小，反应速率减小，A 不符合；B.适当降低温度反应速率减小，B 不符合；C.其他条件不变，增大X 的浓度，即增大反应物浓度，反应速率增大，C 符合：答案选C。16.(2020武威第八中学高二月考)I.恒温恒容下，将 2 moi气体A 和 2 moi气体B 通入体积为2 L 的密闭容器中，发生如下反应：2A(g)+B(g)=士 xC(g)+2D(s),2 min后反应达到平衡状态，此时剩余1.2 mol B,并测得C的浓度为L2mol/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
39、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.在一定体积的密闭容器中，进行如下化学反应：其化学平衡常数K 与温度T 的关系如下：CO2(g)+H2(g)=C O(g)+H 2O(g),其化学平衡常数K 和温度t 的关系如下表：T/r7008008301 0001 200K0.60.91.01.72.6(4)800在固定容器的密闭容器中放入混合物，各物质浓度为c(CO)=0.01molLL c(H2O)=0.03 mol L1,c(CO2)=0.01molLL c(H2)=0.05m ol
40、L L 此时刻(填“是”、“否”或“不能确定”)为平衡状态，此 时”v鼠填或”不能确定III.恒温下，在容积为2 L 的恒容密闭容器A 中通入1 mol N2与 1 mol比 的混合气体，发生如下反应：N2(g)+3H2(g)2 N H 3(g)AW0,一段时间后，达到平衡，若平衡时氢气的物质的量为0.4 mol。(5)计算此温度时该反应的K 值为 o(6)若在此温度下，向另一容积为1 L 的恒容密闭容器B 中按物质的量分别为2 mol、1 mok 1 mol充入N2,H2、NH 3,此时，该反应 是 否 处 于 平 衡 状 态(填“是 或 否”)，此时若没有达到平衡，反应应向(填“正反应”或
41、 逆反应”)方向进行。【答案】0.6mol/(L min)3 BC 否 V 12.5 否 正【分析】I.(1)2 min达到平衡，C 的浓度为1.2m ol/L,结合1=处 计 算；(2)根据2 min时反应达到平衡状态，此时剩余1.2 mol B,计算B 的反应速率，利用反应速率之比等于化学计量数之比计算X的值；(3)根据化学平衡状态的特征解答；II.(4)计算该时刻的浓度商，并与800时的化学平衡常数K=0.9进行比较，若。c K,反应逆向进行；III.(5)根据平衡常数表达式的含义计算；(6)根 据 浓 度 商&和 K 的关系确定反应是否达到平衡以及反应的方向。【详解】、一，一/一,一、
42、，,-C 1,2mol/LI.(l)2m in达到平衡,C 的浓度为 1.2 m ol/L,由 v(C)=-=0.6 mol/(L min)；_t 2min2mol-1.2mol(2)2 min时反应达到平衡状态，此时剩余1.2 mol B,则 B 的反应速率为v(B)=3c=2L=-2_t 2minmol/(L-min),根据用不同物质表示化学反应速率之比等于化学计量数之比，则 v(B)：v(C)=l：x=0.2 mol/(L min)：0.6 mol/(L m in),解得 x=3；(3)A.该反应是反应前后气体物质的量不变的反应，所以无论反应是否达到平衡状态，体系的压强始终不变，因此不能
43、据此判断反应是否处于平衡状态，A 错误；B.反应前后气体质量会发生变化，若气体密度不再变化，说明气体的质量不变，反应达平衡状态，B 正确；C.气体的物质的量不变，而气体的质量会发生变化，当气体平均相对分子质量不再变化时，说明气体的质量不变，反应达平衡状态，C 正确；D.任何条件下都存在A 的消耗速率与B 的消耗速率之比为2：1,这都表示反应正向进行，不能据此判断反应是否处于平衡状态，D 错误；故合理选项是BC；IL(4)根据表格数据可知：在 800时化学平衡常数K=0.9,在固定容器的密闭容器中放入混合物，各物质浓度为 c(CO)=0.01molLT,C(H20)=0.03 mol-L1,c(
44、C02)=0.01 mol-L1,c(H2)=0.05 moI L1,此时的浓度商Qc=x=06 0.5,说明反应未处于平衡状态，由于Qc=0.6 0.5=K,则反应逆向进行，故反应速率叫F0.01x0.05V；I I I.(5)对于反应N 2(g)+3 H 2(g)；?2 N H 3(g)AH l m o l-0.2 m o l=0.8 m o l,n(H2)=0.4 m o l,n(N H3)=0.4 m o l,容器的容积是2 L,所以平衡时物质的平衡浓度分别是：c(N2)=0.4 m o l/L,c(H2)=0.2.0.22m o l/L,c(N H j)=0.2 m o l/L,则该
45、温度下化学平衡常数K=-?=1 2.5；0.4x0.23(6)在此条件下向另一容积为1 L的恒容容器B中按物质的量分别为2 m o l、1 m o l、1 m o l充入N 2、F h、NH3,此I2时4=0.5 K,说明反应未达到平衡状态，会向着正方向进行。2xl3【点睛】本题考查化学反应速率的计算与比较，平衡状态的判断及平衡常数的应用。掌握化学反应速率和化学平衡常数的含义是计算的关键，会根据浓度商与化学平衡常数的大小判断反应进行的方向，并比较正、你反应速率的大小。当反应达到平衡状态时，用同一物质表示的正、逆反应速率相等，各物质的浓度、百分含量不变，以及由此衍生的一些量也不发生变化。当该物理
46、量由变化到定值时，说明可逆反应到达平衡状态。1 7.(2 0 2 1四川成都市减都七中高二零模)氨气可作为脱硝剂。回答下列问题：(1)在绝热恒容密闭容器中充入一定量的N O和N H3,在一定条件下发生反应：NO(g)+N H 3(g)=N 2(g)+H2O(g)。不 能 说 明 该 反 应 已 达 到 平 衡 状 态 标 志 的 是(填 标 号)。a.体系温度不变b.反应速率 5 v(NH3)j fift =4 v(N2)消 耗c.容器内压强不再随时间而发生变化d.容器内N 2的物质的量分数不再随时间而发生变化e.容器内 n(NO)：n(NH j)：n(Na)：n(H 2 O)=6：4：5：6
47、某次实验中测得容器内N O及N 2的物质的量随时间的变化如图所示，图中b点对应的反应速率关系是v正v 鼠填“”“4(g),n(NO2)随时间的变化如表:时间/S012345n(NO2)/m o l0.04 00.02 00.01 00.0050.0050.00502 s内，该反应的平均速率V(N 0 2)=。根据表中可以看出，随着反应进行，反应速率逐渐减小，其原因是。该温度下，反应2 NO2(g)=N2 O4(g)的平衡常数K=L r n o l o“P(N,O4)(3)对于反应2 N O2(g)N2O4(g),用平衡时各组分压强关系表达的平衡常数K=吟比*。在一定条件下NO2P(NO2)与N
48、2 O4的消耗速率与自身压强间存在关系：V济MNO2)=k r p 2(NC)2),V f f i(N2 O4)=k 2-p(N2 O4)其中k 1、k 2是与反应及温度有关的常数。相应的消耗速率跟压强的关系如图所示：p(NO2)NOy/7D/N2Q|Y.-Bo p(N2O4)一定温度下，k l、k 2与平衡常数K p的关系是k尸。在图标出的点中，指出能表示反应达到平衡状态的点并 说 明 理 由。【答案】6 NO(g)+4 NH 3(g)=5 N2(g)+6 H 2 O(g)e 0.007 5 m o l-L-s-随着反应的进行，二氧化氮浓度逐渐减小 1 4 00 2 k 2 K p B点与D
49、点，平衡时v ；.(NO2)=2 v ；削 小2。4)【详解】(1)根据所给反应物和生成物可知N O中N元素被还原为0价，N%中N元素被氧化为0价，根据电子守恒可知N O和N H 3的系数比为3：2,再结合元素守恒可得化学方程式为6 NO(g)+4 NH 3(g)=5 N2(g)+6 H 2 O(g)：a.容器绝热，反应进行中有能量变化，所以温度会变，当温度不变时，说明正逆反应速率相等，反应达到平衡，a不符合题意；b.消耗N H 3为正反应，消耗N2为逆反应，当5 V(N%册耗=4 v(N；阵时说明正逆反应速率相等，反应达到平衡，b不符合题意；c.反应前后气体系数之和不相等，容器恒容，所以未平
50、衡时容器内压强会发生变化，当压强不变时，说明反应达到平衡，C不符合题意；d.容器内N2的物质的量分数不再随时间而发生变化，说明正逆反应速率相等，反应达到平衡，d不符合题意；e.容器内n(NO)：n(NH 3)：n(N2)：n(H 2 O)=6：4：5：6,并不能说明各物质的物质的量不再改变,不能说明反应达到平衡，e符合题意；综上所述答案为e；据图可知b点之后N O的物质的量减小，叱的物质的量增加，说明平衡正向移动，所以v“v迎；0.03mol(2)根据表格数据可知 02 s 内，A n(N02)=0.04 0m o l-0.01 0m o l=0.03 0m o l,容器体积为 2 L,所以