《2024年新编高中同步作业高中化学选修1人教版》

任务一 化学平衡状态的判断
[探究活动]
钢铁生产是17世纪从英国开始的第一次产业革命的两大产业之一。炼制1吨生铁所需焦炭的实际用量，远高于按照化学方程式计算所需的量，且从高炉中出来的气体中含有没有利用的$CO$气体，炼铁工程师设法增加高炉的高度，高炉尾气中$CO$的比例竟然没有改变，这成了炼铁技术的科学悬念。直到19世纪下半叶，人们才认识到$CO$还原$Fe_{2}O_{3}$的反应是可逆反应，这一谜底才得以揭开，反应方程式为$Fe_{2}O_{3}(s)+3CO(g)\rightleftharpoons 2Fe(s)+3CO_{2}(g)$。

活动1 若在恒容条件下进行上述反应，试写出四个能反映该反应达到平衡状态的依据。
活动2 若在恒容条件下，压强不变能否作为化学平衡状态的判断标准？
活动3 若在恒压条件下进行上述反应，密度不变能否作为化学平衡状态的判断标准？

答案： 【探究活动】
1. 提示：①CO或CO₂的浓度保持不变；②混合气体的密度保持不变；③n(CO)或n(CO₂)保持不变；④Fe₂O₃(s)的质量保持不变等。
2. 提示：恒温恒容下，气体的物质的量不变，压强始终不变，故压强不变不能作为平衡状态的判断标准。
3. 提示：该反应为气体化学计量数不变的反应，物质的量不变，体积不变，但气体质量增大，平衡时才保持不变，故密度不变可以作为判断标准。

[评价活动]
1. 可逆反应：$N_{2}(g)+3H_{2}(g)\rightleftharpoons 2NH_{3}(g)$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。下列各关系中能说明反应已达到平衡状态的是（ ）
A. $3v_{正}(N_{2})=v_{正}(H_{2})$
B. $v_{正}(N_{2})=v_{逆}(NH_{3})$
C. $2v_{正}(H_{2})=3v_{逆}(NH_{3})$
D. $v_{正}(N_{2})=3v_{逆}(H_{2})$

答案： 【评价活动】
1. C 解析：可逆反应达到化学平衡状态的主要特征之一是$v_{正}=v_{逆}$，在N₂与H₂合成NH₃的反应中，$v(N_{2}):v(H_{2}):v(NH_{3}) = 1:3:2$，分析时一要注意二者应分别代表正反应速率和逆反应速率，二要注意不同物质的速率之比等于化学计量数之比。
等于H₂消耗速率的2倍，则正、逆反应的速率不相等，反应未达平衡，D符合题意。