第3节化学平衡
第1课时
1．在一定温度下的恒容密闭容器中，当下列哪些物理量不再发生变化时，表明下述反应：A(g)+2B(g) C(g)+2D(g)已达到平衡状态( )
A．混合气体的压强 B．混合气体的密度
C．各气体的物质的量 D．气体的总物质的量
【答案】C
【解析】A．该反应是一个反应前后气体体积不变的化学反应，无论反应是否达到平衡状态，容器中气体的压强始终不变，所以不能证明达到了平衡状态，故A错误；B．根据质量守恒定律知，反应前后混合物的质量始终不变，容器的体积不变，所以容器内气体的密度始终不变，所以不能证明达到平衡状态，故B错误；C．反应到达平衡状态时，平衡时各物质的浓度不变，则各气体的物质的量不变，所以能证明达到平衡状态，故C正确；D．反应是一个反应前后气体体积不变的化学反应，无论反应是否达到平衡状态，气体的总物质的量始终不变，所以不能证明达到平衡状态，故D错误；故选C。
2．现向一密闭容器中充入1 mol N2和3 mol H2，在一定条件下发生反应：N2＋3H2
2NH3，下列有关说法正确的是( )
A．达到化学平衡时，N2将完全转化为氨
B．达到化学平衡时，N2、H2和NH3的物质的量浓度一定相等
C．达到化学平衡时，N2、H2和NH3的物质的量浓度不再变化
D．达到化学平衡时，正反应和逆反应的速率都为零
【答案】 C
【解析】当可逆反应达到化学平衡状态时，v正＝v逆≠0，各组分的浓度(或质量)保持不变，但不一定相等。
故答案C。
3．模型法是化学中把微观问题宏观化的最常见方法，对于2HBr(g)H2(g)＋Br2(g)反应，下列四个图中可以表示该反应在一定条件下为可逆反应的是( )
【答案】C
【解析】可逆反应中反应物与生成物同时存在。
故答案C。
4．一定条件下，可逆反应2A B＋3C，在下列四种状态中处于平衡状态的是( ) 正反应速率逆反应速率
A．v A＝2 mol/(L·min)v B＝2 mol/(L·min)
B ．v A ＝2 mol/(L·min) v
C ＝2 mol/ (L·min)
C ．v A ＝1 mol/(L·min) v B ＝2 mol/(L·min)
D ．v A ＝1 mol/(L·min) v C ＝1.5 mol/(L·min)
【答案】 D
【解析】 v 正与v 逆比值等于其化学计量数之比时，说明达到化学平衡状态。
故答案D 。
5． 一定温度下，将足量固体A 加入恒容真空容器中发生可逆反应：2A(s)
2B(g)+C (g)，下列能说明反应已达平衡状态的是( )
A ．混合气体的密度保持不变
B ．容器内B 、
C 的浓度之比为2：1
C ．B 的生成速率等于C 的消耗速率
D ．气体的体积分数保持不变
【答案】A
【解析】 A ．根据 ρ=m/v ，容器容积不变，反应物A 是固体，只要反应没有达到平衡状态，气体的质量就会不变，当达到了平衡状态后，气体的密度不变，故A 正确；B ．无论是否达到平衡状态，B 、C 的浓度之比始终是2：1，故容器内B 、C 的浓度之比为2：1无法判断是否达到了平衡状态，故B 错误；C ．由于B 和C 的化学计量数不相等，达到平衡状态时，B 的生成速率等于2倍的C 的消耗速率，故C 错误；D ．体系中气体只有B 、C ，无论是否达到了平衡状态，体积比始终是2：1，体积分数始终不变，故D 错误；故选A 。
6．判断A(g)＋B(g)
C(g)＋D(g)是否达到平衡的依据为( ) A ．压强不随时间改变
B ．气体的密度不随时间改变
C ．c(A)不随时间改变
D ．单位时间里生成C 和D 的物质的量相等
【答案】 C
【解析】 假设平衡右移，气体的质量、物质的量均不改变，所以气体压强、体积均不
改变，依据ρ＝m （气体）V （气体）
可知，密度也不变，A 、B 选项均不符合题意；D 选项，均是表示正反应速率，不符合题意。
故答案C 。
7．如图是可逆反应X 2＋3Y 2
2Z 在反应过程中的反应速率(v)与时间(t)的关系曲线，下列叙述正确的是( )
A ．t 1时，只有正方向反应
B ．0～t 1，c(Z)在减小
C．t2～t3，反应不再进行
D．t2～t3，各物质的浓度不再发生变化
【答案】 D
【解析】根据v－t图像，对于该可逆反应t1时刻正、逆反应都在进行，0～t1时段v正>v
逆，c(Z)在增大；t2时刻v正＝v逆，说明反应达到化学平衡状态；t2～t3时段，反应仍在进行，但由于v正＝v逆，所以各物质的浓度不再发生变化。
故答案D。
8．在两个恒容的密闭容器中进行下列两个可逆反应：
甲：C(s)＋H2O(g) CO(g)＋H2(g);
乙：CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)
现有下列状态：①混合气体平均相对分子质量不再改变②恒温时，气体压强不再改变
③各气体组成浓度相等④反应体系中温度保持不变⑤断裂氢氧键速率是断裂氢氢键速率
的2倍⑥混合气体密度不变⑦单位时间内，消耗水蒸气质量与生成氢气质量比为9∶1
其中能表明甲、乙容器中反应都达到平衡状态的是( )
A．①②⑤B．③④⑥ C．⑥⑦D．④⑤
【答案】 D
【解析】甲容器中，碳为固态，该可逆反应属于反应前后气体体积不相等的反应；乙
容器中，反应属于等气体体积反应，气体相对分子质量、密度、压强都始终不变，①②⑥错
误；各组分浓度相等，不能判断反应达到平衡状态，③错误；对于任何一个可逆反应，随着
反应进行，体系温度会发生变化，当温度不改变时，说明反应达到平衡状态，④正确；生成
氢氧键速率是断裂氢氢键速率的2倍，经转化，水中氢氧键断裂速率等于生成氢氧键速率，
达到平衡状态，⑤正确；消耗水蒸气与生成氢气是同一方向，不能判断达到平衡状态，⑦错
误。
故答案D。
9.对于反应N2O4(g)2NO2(g)在温度一定时，平衡体系中NO2的体积分数φ(NO2)随压
强的变化情况如图所示(实线上的对应压强下的平衡点)，下列说法正确的是( )
A．A、C两点的正反应速率的关系为v(A)>v(C)
B．A、B、C、D、E各状态中，v正<v逆的是状态E
C．维持P1不变，E→A所需时间为x；维持P2不变，D→C所需时间为y，则x<y
D．使E状态从水平方向到达C状态后，再沿平衡曲线到达A状态，从理论上来讲，可选
用的条件是从P1突然加压至P2，再由P2无限缓慢降压至P1
【答案】 D
【解析】在有气体参加的反应体系中，增大压强，反应速率增大，A点的压强小于C点，故反应速率v(A)<v(C)，A项错误；由图像可知，A、B、C表示达到平衡状态，故v正＝v逆，E 点表示向正向进行， v正>v逆，D点表示向逆向进行，v正<v逆，B项错误；由于P2>P1，故在P2时反应速率大于P1时，因此，达到平衡的时间比P1要短，y<x，C项错误。
故答案D。
10．一定温度下，在2 L的恒容密闭容器内发生的反应中M、N的物质的量随反应时间变化的曲线如图所示。
请回答下列问题：
(1)该反应的化学方程式为__。
(2)在t2时刻存在的等量关系是________，此时反应是否达到化学平衡状态？________(填“是”或“否”)。
(3)在t3时刻v正________v逆(填“>”、“<”或“＝”)，理由是__。
【答案】(1)2N M
(2)n(M)＝n(N) 否
(3)＝M和N的物质的量不再发生变化，所以反应已达到平衡状态，故v正＝v逆
【解析】(1)当N减少4 mol时，M增加2 mol，所以化学方程式为2N M。
(2)t2时刻，n(M)＝n(N)＝4 mol，t2时刻后，N物质的量继续减小，M物质的量继续增加，故仍未达到平衡。
(3)t3时刻时，M和N的物质的量均不再发生变化，所以反应已达到平衡状态。
11．698 K时，向某V L的密闭容器中充入2 mol H2(g)和2 mol I2(g)，发生反应：H2(g)＋I2(g)2HI(g) ΔH＝－26. 5 kJ·mol－1，测得各物质的物质的量浓度与时间变化的关系如图所示。
请回答下列问题：
(1)V＝________。
(2)该反应达到最大限度的时间是________，该时间内平均反应速率v(HI)＝________。
(3)该反应达到平衡状态时，________(填“吸收”或“放出”)的热量为________。
【答案】(1)2 (2)5 s 0.316 mol·L－1·s－1
(3)放出 41.87 kJ
【解析】 (1)由图知初始反应时，c(H 2)＝c(I 2)＝1 mol ·L －1，而加入的H 2和I 2的物质的量均为2 mol ，所以V ＝2。
(2)反应达到最大限度即达到化学平衡，所需时间为5 s ，v(HI)＝1.58 mol ·L －15 s
＝0.316 mol·L －1·s －1。
(3)可逆反应从正反应建立，所以需放出热量。
由反应：H 2(g)＋I 2(g)
2HI(g) ΔH ＝－26.5 kJ·mol －1，达到平衡时共生成n(HI)＝1.58 mol·L －1×2 L ＝3.16 mol ，所以放出
的热量为26.5 kJ 2 mol
×3.16 mol ＝41.87 kJ 。
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