《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》

【例题 2】
根据所给的描述，分析下面两个可逆反应。
(1)
能够表明反应 $2HI(g) \rightleftharpoons H_2(g) + I_2(g)$ 达到平衡状态的是②⑤(填序号)。
① 单位时间内生成 $a$ mol H₂ 的同时生成 $a$ mol HI
② $a$ 个 H—H 断裂的同时有 $2a$ 个 H—I 断裂
③ 容器内压强不再变化时
④ $c(HI) : c(H_2) : c(I_2) = 2 : 1 : 1$ 时
⑤ 温度和体积一定时，混合气体的颜色不再变化时
(2)
能够表明反应 $2NO_2(g) \rightleftharpoons N_2O_4(g)$ 达到平衡状态的是②③④⑤(填序号)。
① 反应速率 $\upsilon(NO_2) = 2\upsilon(N_2O_4)$
② $N_2O_4$ 的体积分数不再变化时
③ 温度和体积一定时，容器内压强不再变化时
④ 混合气体的平均相对分子质量不再变化时
⑤ 温度和压强一定时，混合气体的密度不再变化时

答案： 答案（1）②⑤
（2）②③④⑤
解析（1）①所述$v(正)＞v(逆)$，表明反应没有达到平衡；②所述$v(正)=v(逆)$，表明反应已达到平衡；由于反应前后气体体积不发生变化，在任意时刻，容器内压强都不发生改变，③所述反应不一定达到平衡；平衡时各组分的浓度保持不变而不是相等或成比例，④所述反应不一定达到平衡；颜色不再变化时说明$c(I_2)$保持不变，⑤所述表明反应已达到平衡。
（2）①不论反应是否平衡都有$v(NO_2)=2v(N_2O_4)$，故反应不一定达到平衡；②所述$N_2O_4$的浓度不变，表明反应已达到平衡；由于反应前后气体体积发生改变，温度和体积一定时，只有平衡时气体的总物质的量不变、气体的总压强不变，③④都表明反应已达到平衡；温度和压强一定时，反应过程中气体的总体积发生改变，气体的密度发生改变，当气体的密度不再变化时，表明反应已达到平衡。