《2025年同步练习册人民教育出版社高中化学选择性必修第一册人教版A山东专版》

思考 对于可逆反应 $ mA(g) + nB(g) \rightleftharpoons pC(g) + qD(g) $，下面的描述能否判断该可逆反应达到平衡状态？
① $ v(A) : v(B) : v(C) : v(D) = m : n : p : q $。
② 单位时间内生成了 $ n\ mol\ B $ 的同时消耗了 $ q\ mol\ D $。

答案： 提示①不能。此时$v(正)$不一定等于$v(逆)$，不论平衡与否，该式都成立。
②不能。该描述指的都是$v(逆)$，不能体现$v(正)=v(逆)$。

【例题1】一定条件下，在容积固定的密闭容器中进行反应 $ 2NO_2(g) \rightleftharpoons 2NO(g) + O_2(g) $，能说明该反应达到平衡的是______。
① 单位时间内生成 $ a\ mol\ O_2 $ 的同时生成 $ 2a\ mol\ NO_2 $
② 单位时间内生成 $ a\ mol\ O_2 $ 的同时生成 $ 2a\ mol\ NO $
③ 用 $ NO_2 $、$ NO $、$ O_2 $ 的物质的量浓度变化表示的反应速率之比为 $ 2 : 2 : 1 $ 的状态
④ 混合气体的颜色不再改变的状态
⑤ 混合气体的密度不再改变的状态
⑥ 混合气体的压强不再改变的状态
⑦ 混合气体的平均相对分子质量不再改变的状态

答案： 答案 ①④⑥⑦
解析 ①单位时间内生成$a$ $mol$ $O_{2}$必消耗$2a$ $mol$ $NO_{2}$，而生成$2a$ $mol$ $NO_{2}$时，必消耗$a$ $mol$ $O_{2}$，能体现$v(正)=v(逆)$，反应达到平衡；
②描述的都是$v(正)$，不能说明$v(正)=v(逆)$；
③中无论达到平衡与否，化学反应速率之比都等于化学计量数之比；
④有颜色变化的化学反应中混合气体颜色不变，则表示物质的浓度不再变化，说明反应已达到平衡；
⑤容积固定，气体质量在反应前后守恒，密度始终不变；
⑥反应前后气体体积不相等，压强不变意味着各物质的物质的量不再变化；
⑦由于气体的质量不变，气体的平均相对分子质量不变时，说明气体中各物质的物质的量不变，能说明该反应达到平衡。

【变式训练1】在一定温度下，进行反应 $ A_2(g) + B_2(g) \rightleftharpoons 2AB(g) $。能说明该反应达到平衡的是(D)。
A.单位时间内生成 $ a\ mol\ A_2 $ 的同时生成 $ a\ mol\ AB $
B.容器内的总压强不随时间变化
C.单位时间内生成 $ 2a\ mol\ AB $ 的同时消耗 $ a\ mol\ B_2 $
D.单位时间内生成 $ a\ mol\ A_2 $ 的同时消耗 $ a\ mol\ B_2 $

答案： D 解析 A项描述的$v(逆)$不等于$v(正)$；B项，该反应前后气体体积相等，所以气体的总物质的量不变，不论是否平衡，总压强不变；C项描述内容都表示正反应速率，不能说明反应达到平衡状态；D项的描述说明$v(正)$等于$v(逆)$。

很多化学反应具有可逆性，但是不同的可逆反应在一定条件下其限度不同。表征可逆反应限度的一个特征值就是化学平衡常数。
1. 如何表达化学平衡常数？
2. 化学平衡常数的决定因素和影响因素分别是什么？
3. 化学平衡常数的大小说明了什么？

答案： 1.提示 用生成物平衡浓度的幂之积除以反应物平衡浓度的幂之积表示平衡常数。固体或纯液体物质一般不列入平衡常数的表达式中。
2.提示 决定平衡常数的因素是可逆反应本身，同一个可逆反应，其书写形式不同，$K$的表达形式及数值也不同；通常情况下，影响平衡常数的因素只有温度。
3.提示 通常平衡常数越大，说明正反应进行的程度越大，反应物的转化率越大。