《2024年步步高大一轮复习讲义高中化学人教版》

2. 化学平衡状态
（1）概念
在一定条件下的________反应体系中，当正、逆反应速率________时，反应物和生成物的浓度均保持不变，即体系的组成不随时间而改变，表明该反应中物质的转化达到了“限度”，这时的状态称之为化学平衡状态，简称化学平衡。
（2）化学平衡的建立
绘制“反应速率－时间”图像，表示从正反应开始建立化学平衡状态的过程。
　　　
（3）平衡特征
逆——化学平衡研究的对象是__________
动——化学平衡是一种__________
等——__=__≠0
定——反应物和生成物的________保持不变
变——条件改变，平衡状态可能改变，新条件下建立新的平衡状态
　　　

答案： 答案：可逆 相等解析：化学平衡状态是在一定条件下的可逆反应体系中，当正、逆反应速率相等时，反应物和生成物的浓度均保持不变的状态。
@@答案：可逆反应 动态平衡 $v_{正}$ $v_{逆}$ 质量或浓度解析：化学平衡研究的对象是可逆反应；化学平衡是一种动态平衡，正逆反应仍在进行；达到平衡时$v_{正}=v_{逆}≠0$；反应物和生成物的质量或浓度保持不变；条件改变，平衡状态可能改变，会在新条件下建立新的平衡状态。

□ 易错辨析
1. 在化学平衡建立过程中，$v_{正}$一定大于$v_{逆}$( )
2. 恒温恒容下进行的可逆反应：$2SO_{2}(g)+O_{2}(g)\rightleftharpoons 2SO_{3}(g)$，当$SO_{3}$的生成速率与$SO_{2}$的消耗速率相等时，反应达到平衡状态 ( )
3. 任何可逆反应都有一定限度，达到了化学平衡状态即达到了该反应的限度 ( )
4. 化学反应达到限度时，正、逆反应速率相等 ( )
5. 化学反应达到平衡后，反应物和生成物的浓度或百分含量相等 ( )
6. 在一定条件下，向密闭容器中充入1 mol $N_{2}$和3 mol $H_{2}$充分反应，生成2 mol $NH_{3}$ ( )

答案： 答案：×解析：在化学平衡建立过程中，开始时若从正反应开始，$v_{正}$大于$v_{逆}$，但随着反应进行，$v_{正}$逐渐减小，$v_{逆}$逐渐增大，当达到平衡时$v_{正}=v_{逆}$，所以该说法错误。
@@答案：×解析：$SO_{3}$的生成速率与$SO_{2}$的消耗速率都表示正反应速率，不能说明正逆反应速率相等，所以不能说明反应达到平衡状态，该说法错误。
@@答案：√解析：可逆反应不能进行到底，都有一定限度，当达到化学平衡状态时，反应中物质的转化达到了“限度”，所以该说法正确。
@@答案：√解析：化学平衡状态的本质特征就是正、逆反应速率相等，所以化学反应达到限度（即平衡状态）时，正、逆反应速率相等，该说法正确。
@@答案：×解析：化学反应达到平衡后，反应物和生成物的浓度或百分含量保持不变，但不一定相等，所以该说法错误。
@@答案：×解析：合成氨反应是可逆反应，反应物不能完全转化为生成物，所以向密闭容器中充入1 mol $N_{2}$和3 mol $H_{2}$充分反应，生成的$NH_{3}$小于2 mol，该说法错误。

1. 一定温度下，反应$N_{2}O_{4}(g)\rightleftharpoons 2NO_{2}(g)$的焓变为$\Delta H$。现将1 mol $N_{2}O_{4}$充入一恒压密闭容器中，下列示意图正确且能说明反应达到平衡状态的是


A. ①②　
　B. ②④　　
　C. ③④　　
　D. ①④

答案： 答案：D
解析：①中，随着反应进行，$N_{2}O_{4}$的物质的量逐渐减少，当物质的量不再变化时，说明反应达到平衡状态，该图正确；②中，反应的焓变$\Delta H$是一个定值，不随反应进行而变化，不能说明反应达到平衡状态；③中，$NO_{2}$的物质的量分数应该是先增大后不变，而不是一直增大，该图错误；④中，混合气体的平均相对分子质量随着反应进行而变化，当平均相对分子质量不再变化时，说明反应达到平衡状态，该图正确。所以能说明反应达到平衡状态的是①④，答案选D。

2. 在一定温度下的恒容容器中，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$2SO_{2}(g)+O_{2}(g)\rightleftharpoons 2SO_{3}(g)$达到平衡状态的是____________（填序号，下同）。
（2）能说明$I_{2}(g)+H_{2}(g)\rightleftharpoons 2HI(g)$达到平衡状态的是____________。
（3）能说明$C(s)+CO_{2}(g)\rightleftharpoons 2CO(g)$达到平衡状态的是____________。
（4）能说明$NH_{2}COONH_{4}(s)\rightleftharpoons 2NH_{3}(g)+CO_{2}(g)$达到平衡状态的是____________。
（5）能说明$5CO(g)+I_{2}O_{5}(s)\rightleftharpoons 5CO_{2}(g)+I_{2}(s)$达到平衡状态的是____________。

答案： 答案：
(1)①③④⑦
(2)⑤⑦
(3)①②③④⑦
(4)①②③
(5)②④⑦
解析：
(1)对于$2SO_{2}(g)+O_{2}(g)\rightleftharpoons 2SO_{3}(g)$，该反应是气体体积减小的反应。①混合气体的压强不变，说明气体总物质的量不变，反应达到平衡；③混合气体的总物质的量不变，反应达到平衡；④混合气体的平均相对分子质量不变，说明气体总物质的量不变，反应达到平衡；⑦某种气体的百分含量不变，反应达到平衡。所以能说明达到平衡状态的是①③④⑦。
(2)对于$I_{2}(g)+H_{2}(g)\rightleftharpoons 2HI(g)$，反应前后气体体积不变。⑤混合气体的颜色不变，说明$I_{2}$的浓度不变，反应达到平衡；⑦某种气体的百分含量不变，反应达到平衡。所以能说明达到平衡状态的是⑤⑦。
(3)对于$C(s)+CO_{2}(g)\rightleftharpoons 2CO(g)$，该反应是气体体积增大的反应，且有固体参与。①混合气体的压强不变，说明气体总物质的量不变，反应达到平衡；②混合气体的密度不变，因为有固体参与，气体质量变化，密度不变说明反应达到平衡；③混合气体的总物质的量不变，反应达到平衡；④混合气体的平均相对分子质量不变，说明气体总物质的量不变，反应达到平衡；⑦某种气体的百分含量不变，反应达到平衡。所以能说明达到平衡状态的是①②③④⑦。
(4)对于$NH_{2}COONH_{4}(s)\rightleftharpoons 2NH_{3}(g)+CO_{2}(g)$，有固体参与。①混合气体的压强不变，说明气体总物质的量不变，反应达到平衡；②混合气体的密度不变，因为有固体参与，气体质量变化，密度不变说明反应达到平衡；③混合气体的总物质的量不变，反应达到平衡。所以能说明达到平衡状态的是①②③。
(5)对于$5CO(g)+I_{2}O_{5}(s)\rightleftharpoons 5CO_{2}(g)+I_{2}(s)$，有固体参与。②混合气体的密度不变，因为有固体参与，气体质量变化，密度不变说明反应达到平衡；④混合气体的平均相对分子质量不变，说明气体总物质的量不变，反应达到平衡；⑦某种气体的百分含量不变，反应达到平衡。所以能说明达到平衡状态的是②④⑦。

3. 若上述题目中的(1)～(3)改成一定温度下的恒压密闭容器，结果又如何？
（1）____________。（2）____________。（3）____________。

答案： 答案：
(1)②③④⑦
(2)⑤⑦
(3)②③④⑦
解析：
(1)在恒压密闭容器中，对于$2SO_{2}(g)+O_{2}(g)\rightleftharpoons 2SO_{3}(g)$，①压强始终不变，不能说明反应达到平衡；②混合气体的密度不变，因为反应前后气体质量不变，体积变化，密度不变说明反应达到平衡；③混合气体的总物质的量不变，反应达到平衡；④混合气体的平均相对分子质量不变，说明气体总物质的量不变，反应达到平衡；⑦某种气体的百分含量不变，反应达到平衡。所以能说明达到平衡状态的是②③④⑦。
(2)对于$I_{2}(g)+H_{2}(g)\rightleftharpoons 2HI(g)$，⑤混合气体的颜色不变，说明$I_{2}$的浓度不变，反应达到平衡；⑦某种气体的百分含量不变，反应达到平衡。所以能说明达到平衡状态的是⑤⑦。
(3)对于$C(s)+CO_{2}(g)\rightleftharpoons 2CO(g)$，②混合气体的密度不变，因为有固体参与，气体质量变化，密度不变说明反应达到平衡；③混合气体的总物质的量不变，反应达到平衡；④混合气体的平均相对分子质量不变，说明气体总物质的量不变，反应达到平衡；⑦某种气体的百分含量不变，反应达到平衡。所以能说明达到平衡状态的是②③④⑦。