新教材高中化學第二章化學反應速率與化學平衡第二節(jié)化學平衡第一課時化學平衡狀態(tài)導學案新人教版選擇性必修1

其次節(jié)化學平衡第一課時化學平衡狀態(tài)[明確學習目標]1.了解化學反應的可逆性。2.會推斷可逆反應進行到平衡狀態(tài)的標記。3.能描述化學平衡的建立過程及特征。化學平衡狀態(tài)(1)在確定條件下的容積不變的密閉容器中，合成氨反應如下：N2＋3H2eq\o(,\s\up17(高溫、高壓),\s\do15(催化劑))2NH3。①如圖a所示，N2與H2發(fā)生反應，隨著反應的進行，體系中NH3的濃度漸漸eq\o(□,\s\up2(01))增大，而N2和H2的濃度漸漸eq\o(□,\s\up2(02))減小，從某一時刻起先，它們的濃度均eq\o(□,\s\up2(03))不再變更。②如圖b所示，NH3發(fā)生分解反應，隨著反應的進行，體系中N2與H2的濃度漸漸eq\o(□,\s\up2(04))增大，而NH3的濃度漸漸eq\o(□,\s\up2(05))減小，從某一時刻起先，它們的濃度均eq\o(□,\s\up2(06))不再變更。(2)可逆反應體系中，當正、逆反應的速率相等時，反應物和生成物的濃度均eq\o(□,\s\up2(07))保持不變，即體系的組成不隨時間而變更，這表明該反應中物質的轉化達到了“eq\o(□,\s\up2(08))限度”，這時的狀態(tài)我們稱之為eq\o(□,\s\up2(09))化學平衡狀態(tài)，簡稱eq\o(□,\s\up2(10))化學平衡。(3)化學平衡是一種eq\o(□,\s\up2(11))動態(tài)平衡。1．推斷正誤，正確的打“√”，錯誤的打“×”。(1)對于反應A(g)＋B(g)C(g)＋D(g)，壓強不隨時間而變，說明反應已達到平衡狀態(tài)。()(2)對于反應NO2(g)＋SO2(g)SO3(g)＋NO(g)，當每消耗1molSO3的同時生成1molNO2時，說明反應達到平衡狀態(tài)。()(3)對于反應A(g)＋B(g)2C(g)＋D(g)，當密度保持不變，在恒溫恒容或恒溫恒壓條件下，均不能作為達到化學平衡狀態(tài)的標記。()(4)2H2Oeq\o(,\s\up17(電解),\s\do15(點燃))2H2↑＋O2↑為可逆反應。()答案(1)×(2)×(3)×(4)×2．確定條件下，反應2NO(g)＋O2(g)2NO2(g)在容積不變的密閉容器中發(fā)生，下列對該反應達到平衡狀態(tài)的標記的描述中錯誤的是()A．混合氣體的總分子數(shù)不再變更B．混合氣體的顏色不再變更C．容器的總壓強不再變更D．混合氣體的總質量不再變更答案D解析該反應為氣體分子數(shù)變更的反應，恒容條件下，該可逆反應在建立平衡的過程中會有壓強的變更、氣體總分子數(shù)的變更、顏色的變更，一旦這些可變量不變了，則證明反應達到平衡了，而混合氣體的總質量在任何狀況下都不發(fā)生變更。3．在確定條件下，某密閉容器中發(fā)生可逆反應2X(g)＋2Y(g)3Z(g)＋2W(g)，X、Y的初始濃度分別為2.5mol·L－1和2.0mol·L－1，達平衡后，下列各生成物的濃度數(shù)據(jù)中確定錯誤的是()A．c(Z)＝1.5mol·L－1B．c(Z)＝2.4mol·L－1C．c(W)＝1.6mol·L－1D．c(W)＝2.0mol·L－1答案D解析可逆反應中，反應物不行能完全轉化。由于反應中X、Y按物質的量之比1∶1反應，所以X過量，若Y完全反應，則c(Z)＝3.0mol·L－1，c(W)＝2.0mol·L－1。但Y不行能完全反應，所以0mol·L－1<c(Z)<3.0mol·L－1,0mol·L－1<c(W)<2.0mol·L－1。故D項確定錯誤。4．確定條件下反應：2AB(g)A2(g)＋B2(g)達到平衡狀態(tài)的標記是()A．單位時間內(nèi)生成nmolA2，同時消耗2nmolABB．容器內(nèi)三種氣體AB、A2、B2共存C．AB的消耗速率等于A2的消耗速率D．容器中各組分的體積分數(shù)不隨時間變更答案D解析A項，生成A2和消耗AB表示的都是正反應速率，不能表明反應是否達到平衡；B項，可逆反應無論是否達到平衡，反應物和生成物均共存，故B項不能確定反應是否達到平衡；C項，若AB的消耗速率等于A2的消耗速率的2倍，才能說明反應達到平衡；D項，容器中各組分的體積分數(shù)不隨時間變更而變更，說明反應已達到平衡狀態(tài)。學問點一化學平衡狀態(tài)的建立若把某一可逆反應的反應物加入密閉容器中，其反應過程如下：(1)反應剛起先時：反應物濃度最大，正反應速率最大，生成物濃度為0，逆反應速率為0。(2)反應過程中：反應物濃度漸漸減小，正反應速率漸漸減小，生成物濃度漸漸增大，逆反應速率漸漸增大。(3)反應到某一時刻，必定出現(xiàn)v正＝v逆，即正反應消耗反應物的量與逆反應生成反應物的量相等，反應物和生成物的濃度不再發(fā)生變更，此時就達到化學平衡狀態(tài)，如圖甲所示。若反應從逆向起先，化學平衡建立過程如圖乙所示。[解析]A項，只有可逆反應存在化學平衡狀態(tài)；B項，反應物濃度和生成物濃度不變，不變和相等含義不同；C項，正逆反應仍在接著，沒有停止，化學平衡是一種動態(tài)平衡。[答案]D[練1]在確定條件下，使SO2和O2在一密閉容器中進行反應，下列說法中不正確的是()A．隨著反應的進行，正反應速率漸漸減小，最終為零B．隨著反應的進行，正反應速率漸漸減小，最終不變C．隨著反應的進行，逆反應速率漸漸增大，最終不變D．反應起先時，正反應速率最大，逆反應速率為零答案A解析反應物濃度不會減小為0，故正反應速率不會減小為0。[練2]在200℃時，將amolH2(g)和bmolI2(g)充入體積為VL的密閉容器中，發(fā)生反應：I2(g)＋H2(g)2HI(g)。(1)反應剛起先時，由于c(H2)＝________，c(I2)＝________，而c(HI)＝________，所以化學反應速率________(填“v正”或“v逆”，下同)最大，而________最小(為零)。(2)隨著反應的進行，反應混合物中各組分濃度的變更趨勢為c(H2)________(填“增大”“減小”或“不變”，下同)，c(I2)________，而c(HI)________，從而化學反應速率v正________，而v逆________。(3)當反應進行到v正與v逆________時，此可逆反應就達到了平衡，若保持外界條件不變時，反應混合物中各組分的物質的量、物質的量濃度、質量分數(shù)、體積分數(shù)、反應物的轉化率和生成物的產(chǎn)率等都將________。答案(1)eq\f(a,V)mol·L－1eq\f(b,V)mol·L－10v正v逆(2)減小減小增大減小增大(3)相等不變學問點二化學平衡狀態(tài)的特征和推斷1．化學平衡狀態(tài)的特征2．化學平衡狀態(tài)的推斷(1)干脆推斷法①正反應速率＝逆反應速率>0。②同一物質的消耗速率與生成速率相等。③各組分的濃度保持不變。(2)間接推斷法①各組分的百分含量保持不變。②各組分的物質的量保持不變。③各氣體的體積不隨時間的變更而變更。(3)以恒容條件下反應mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)為例來說明?；旌衔矬w系中各成分的含量①各物質的物質的量、質量或物質的量分數(shù)、質量分數(shù)確定平衡②各氣體的體積或體積分數(shù)確定平衡③總體積、總壓強、總物質的量確定不確定平衡正、逆反應速率的關系①在單位時間內(nèi)消耗了mmolA，同時也生成了mmolA，即v正＝v逆平衡②在單位時間內(nèi)消耗了nmolB，同時也消耗了pmolC，即v正＝v逆平衡③v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)＝m∶n∶p∶q，v正不確定等于v逆(平衡與否該式都成立)不確定平衡④在單位時間內(nèi)生成了nmolB，同時消耗了qmolD，均指v逆不確定平衡壓強①m＋n≠p＋q時，總壓強確定(其他條件確定)平衡②m＋n＝p＋q時，總壓強確定(其他條件確定)不確定平衡續(xù)表混合氣體的平均相對分子質量(eq\x\to(Mr))①當m＋n≠p＋q時，eq\x\to(Mr)確定平衡②當m＋n＝p＋q時，eq\x\to(Mr)確定不確定平衡溫度任何化學反應都伴隨著能量的變更，當體系溫度確定時(其他條件不變)平衡氣體的密度(ρ)密度確定eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(ρ＝\f(m,V)))不確定平衡顏色反應體系內(nèi)有有色物質時，顏色穩(wěn)定不變平衡[解析]依據(jù)反應速率之比等于化學計量數(shù)之比可知，4v正(O2)＝5v正(NO)，該反應達到化學平衡狀態(tài)時v正(NO)＝v逆(NO)，則4v正(O2)＝5v逆(NO)，A正確；若單位時間內(nèi)生成xmolNO的同時，消耗xmolNH3，表示同方向的反應，不能說明正、逆反應速率相等，反應不確定達到化學平衡狀態(tài)，B錯誤；達到化學平衡時，若增大容器容積，則各物質的濃度減小，正、逆反應速率均減小，C錯誤；依據(jù)反應速率之比等于化學計量數(shù)之比可知，3v正(NH3)＝2v正(H2O)，D錯誤。[答案]A[練3]反應N2(g)＋3H2(g)eq\o(,\s\up17(高溫、高壓),\s\do15(催化劑))2NH3(g)在密閉容器中進行一段時間后，達到平衡狀態(tài)。則下列說法正確的是()A．N2、H2不再化合B．N2、H2、NH3的濃度不再變更C．N2、H2、NH3的質量相等D．變更條件，N2、H2、NH3的濃度也不再變更答案B解析達到平衡時，正、逆反應仍在進行，只是正、逆反應速率相等，A不正確；達到平衡時，各組分的質量或濃度不再發(fā)生變更，但它們的質量或濃度不確定相等，B正確，C不正確；化學平衡是動態(tài)平衡，若條件變更引起平衡移動時，N2、H2、NH3的濃度會隨之變更，D不正確。[練4]確定溫度下，在某固定容積的密閉容器中發(fā)生可逆反應：A(s)＋3B(g)3C(g)，該反應達到平衡狀態(tài)的標記是()A．密閉容器內(nèi)物質的總質量不再變更B．密閉容器內(nèi)氣體的壓強不再變更C．密閉容器內(nèi)混合氣體的總物質的量不再變更D．密閉容器內(nèi)混合氣體的質量不再變更答案D解析該反應左右兩邊氣體計量數(shù)相等，即反應前后氣體物質的量不變。A項，總質量始終不變；B項，依據(jù)pV＝nRT，恒溫恒容時，氣體壓強與物質的量成正比，該反應氣體物質的量不變，故壓強不變；C項，氣體物質的量始終不變。本課歸納總結1．在確定溫度下的定容容器中，下列能表明反應A(g)＋2B(g)C(g)＋D(g)，已達到平衡狀態(tài)的是()①混合氣體的壓強不再變更②混合氣體的密度不再變更③B的物質的量濃度不再變更④混合氣體的總物質的量不再變更⑤混合氣體的平均相對分子質量不再變更⑥v(C)與v(D)的比值不再變更⑦混合氣體的總質量不再變更⑧混合氣體的總體積不再變更A．①②③④⑤⑥⑦⑧ B．①③④⑤C．①②③④⑤⑦ D．①③④⑤⑧答案B解析該反應為反應前后氣體的物質的量減小的反應，容器體積不變，隨反應進行壓強降低，當壓強不再變更，則各氣體的物質的量不變，說明反應達到平衡，故①正確；反應混合物都是氣體，總質量不變，容器體積不變，密度自始至終都不變，不能說明達到平衡狀態(tài)，故②錯誤；隨反應進行B的濃度減小，當B的物質的量濃度不再變更，說明達到平衡，故③正確；該反應為反應前后氣體的物質的量減小的反應，混合氣體總物質的量不再變更，則各氣體的物質的量不變，說明反應達到平衡，故④正確；反應混合物都是氣體，總質量不變，隨反應進行混合氣體總物質的量減小，所以隨反應進行混合氣體的平均相對分子質量增大，當混合氣體的平均相對分子質量不再變更，說明達到平衡，故⑤正確；v(C)與v(D)的速率關系自始至終都是1∶1，不能說明達到平衡，故⑥錯誤；反應混合物都是氣體，混合氣體總質量不發(fā)生變更，不能說明達到平衡，故⑦錯誤；容器的體積不變，混合氣體總體積不變，不能說明達到平衡，故⑧錯誤，選B。2．對于可逆反應2SO2＋O2eq\o(,\s\up17(催化劑),\s\do15(△))2SO3ΔH<0，在混合氣體中充入確定量的18O2，足夠長時間后，18O存在于()A．只存在于O2中B．只存在于O2和SO3中C．只存在于O2和SO2中D．存在于SO2、O2和SO3中答案D解析該反應為可逆反應，在混合氣體中充入確定量的18O2，SO2和18O2反應生成SO3中含有18O，同時SO3分解生成SO2和O2，則SO2中含有18O原子，則18O原子存在于O2、SO2和SO3中，選D。3．在密閉容器中進行反應：X2(g)＋3Y2(g)2Z(g)，其中X2、Y2、Z的起始濃度分別為0.1mol·L－1、0.3mol·L－1、0.2mol·L－1，在確定條件下，當反應達到平衡時，各物質的濃度有可能是()A．c(Z)＝0.5mol·L－1 B．c(Y2)＝0.5mol·L－1C．c(X2)＝0.2mol·L－1 D．c(Y2)＝0.6mol·L－1答案B解析若反應向正反應進行，假定完全反應，則：X2(g)＋3Y2(g)2Z(g)起始量(mol·L－1)0.10.30.2變更量(mol·L－1)0.10.30.2平衡量(mol·L－1)000.4若反應逆反應進行，假定完全反應，則：X2(g)＋3Y2(g)2Z(g)起始量(mol·L－1)0.10.30.2變更量(mol·L－1)0.10.30.2平衡量(mol·L－1)0.20.60由于為可逆反應，物質不能完全轉化，所以平衡時濃度范圍為0＜c(X2)＜0.2,0＜c(Y2)＜0.6,0＜c(Z)＜0.4，B正確，A、C、D錯誤。4．如圖是可逆反應N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)在反應過程中的反應速率(v)與時間(t)的關系曲線，下列敘述不正確的是()A．t1時，v正>v逆B．t2時，反應到達限度C．t2～t3，反應停止D．t2～t3，各物質的濃度不再發(fā)生變更答案C解析依據(jù)題圖可知t1時，反應未達到平衡，正反應速率大于逆反應速率，故A正確；依據(jù)題圖可知t2時，正、逆反應速率相等，反應處于平衡狀態(tài)，即達到該條件下的最大反應限度，故B正確；在t2～t3，反應處于平衡狀態(tài)，正、逆反應速率相等，反應仍在發(fā)生，反應處于平衡狀態(tài)為動態(tài)平衡，故C錯誤；化學反應達到平衡時，正、逆反應速率相等，各物質的物質的量濃度不再發(fā)生變更，在t2～t3，反應處于平衡狀態(tài)，各物質的濃度不變，故D正確。5．某可逆反應從0～2分鐘進行過程中，在不同反應時間各物質的物質的量的變更狀況如下圖所示。則該反應的反應物是________，生成物是________，化學方程式為__________________________；反應起先至2分鐘時，能否用C表示反應速率？________。若能，其反應速率為________，若不能，則其緣由為______________________________________；2分鐘后A、B、C各物質的量不再隨時間的變更而變更，說明在這個條件下，反應已達到了________狀態(tài)。答案ABC2A＋B2C不能無體積，無法求出濃度變更值平衡解析依據(jù)各物質的物質的量的變更狀況分析，該反應的反應物是A、B，生成物為C，圖像中物質的量的變更量之比等于化學方程式計量數(shù)之比，計算得到反應物和生成物變更量之比＝Δn(A)∶Δn(B)∶Δn(C)＝(5mol－3mol)∶(2mol－1mol)∶(4mol－2mol)＝2∶1∶2，反應為可逆反應，反應的化學方程式為2A＋B2C；隨反應進行2min后A、B、C物質的量不變，說明反應達到平衡狀態(tài)，正、逆反應速率相同，反應是可逆反應；反應起先至2分鐘時，可以求出C的變更量，但是題目中沒有給定密閉容器的體積，無法求出C物質的變更的濃度，就不能計算出C的反應速率。課時作業(yè)一、選擇題(本題共8小題，每小題只有1個選項符合題意)1．可逆反應在確定條件下達到化學平衡狀態(tài)的標記是()A．反應停止了B．正反應速率與逆反應速率均為零C．反應物和生成物濃度相等D．正反應速率與逆反應速率相等答案D解析可逆反應達到平衡狀態(tài)時，正、逆反應速率相等但不等于0，是一個動態(tài)平衡狀態(tài)，A、B錯誤，D正確；反應達到平衡狀態(tài)時，反應物和生成物濃度不確定相等，C錯誤。2．下列說法可以證明反應N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)已達到平衡狀態(tài)的是()A．1個N2分解的同時，有3個H2形成B．1個N2分解的同時，有3個H2分解C．1個N2分解的同時，有1個NH3分解D．1個N2分解的同時，有2個NH3形成答案A解析1個N2分解的同時，有3個H2的形成，則有1個N2生成，所以氮氣正、逆反應速率相等，則該反應達到平衡狀態(tài)，故A正確；無論該反應是否達到平衡狀態(tài)，1個N2分解的同時，有3個H2的分解，所以不能據(jù)此推斷該反應是否達到平衡狀態(tài)，故B錯誤；1個N2分解的同時有2個NH3的分解，該反應達到平衡狀態(tài)，假如1個N2分解的同時有1個NH3的分解，則該反應沒有達到平衡狀態(tài)，故C錯誤；無論該反應是否達到平衡狀態(tài)，1個N2分解的同時有2個NH3的形成，都表示正反應速率，所以不能據(jù)此推斷該反應是否達到平衡狀態(tài)，故D錯誤。3．硫酸工業(yè)中SO2的催化氧化反應2SO2(g)＋O2(g)eq\o(,\s\up17(催化劑),\s\do15(△))2SO3(g)，在確定條件下達到平衡時，下列說法錯誤的是()A．SO3的物質的量濃度不變B．SO2全部轉化為SO3C．上升溫度，平衡會移動D．正反應的速率與逆反應的速率相等答案B解析依據(jù)化學平衡的定義，確定條件下，可逆反應中當各組分的濃度不再變更說明反應達到平衡，故A正確；此反應是可逆反應，不能全部轉化成SO3，故B錯誤；化學反應不是吸熱反應就是放熱反應，上升溫度，平衡必定發(fā)生移動，故C正確；依據(jù)化學平衡的定義，正反應速率等于逆反應方向速率，說明反應達到平衡，故D正確。4．在容積為4L的剛性密閉容器中，進行可逆反應：X(g)＋2Y(g)2Z(g)并達到平衡，在此過程中，以Y的濃度變更表示的反應速率v正、v逆與時間t的關系如圖。則圖中陰影部分的面積表示()A．X的濃度的變更B．Y的物質的量的變更C．Z的濃度的變更D．Z的物質的量的削減答案C解析由v＝eq\f(Δc,Δt)可知，v正與Δt的乘積為Y濃度減小量，v逆與Δt的乘積為Y濃度增加量，Δc＝v正Δt－v逆Δt＝SabdO－SbOd，所以陰影部分的面積為Y的濃度的變更，Y濃度的變更也等于Z濃度的變更，為X濃度變更的2倍，選C。5．確定溫度下，在固定容積的密閉容器中，可逆反應：mA(s)＋nB(g)=pC(g)＋qD(g)，當m、n、p、q為隨意正整數(shù)時，下列狀態(tài)：①體系的壓強不再發(fā)生變更②體系的密度不再發(fā)生變更③各組分的物質的量濃度不再變更④各組分的質量分數(shù)不再變更⑤反應速率vB∶vC∶vD＝n∶p∶q其中，能說明反應已達到平衡的是()A．只有③④ B．只有②③④C．只有①②③④ D．①②③④⑤答案B解析假如該反應是一個反應前后氣體體積不變的可逆反應，則體系的壓強始終不變，所以不能依據(jù)壓強推斷反應是否達到平衡狀態(tài)，故①錯誤；反應前后混合氣體的總質量發(fā)生變更，容器的體積不變，密度不斷變更，當體系的密度不再變更時，該反應達到平衡狀態(tài)，故②正確；各組分的物質的量濃度不再變更，該反應達到平衡狀態(tài)，故③正確；反應達到平衡狀態(tài)時各組分的物質的量不再變更，各組分的質量分數(shù)不再變更，故④正確；反應速率之比等于計量數(shù)之比，反應后任何時刻都正確，因此當反應速率vB∶vC∶vD＝n∶p∶q時，不能據(jù)此推斷該反應是否達到平衡狀態(tài)，故⑤錯誤，故選B。6．確定溫度下，恒容密閉容器中，可逆反應H2(g)＋I2(g)2HI(g)達到化學平衡狀態(tài)的標記是()A．混合氣體的壓強不再變更B．混合氣體的顏色不再變更C．反應速率v(H2)＝0.5v(HI)D．c(H2)∶c(I2)∶c(HI)＝1∶1∶2答案B解析該反應為等體積反應，當混合氣體的壓強不再變更時，不能證明反應達到平衡狀態(tài)，A錯誤；當混合氣體的顏色不再變更時，即碘蒸氣的濃度不再變更，證明可逆反應達到平衡狀態(tài)，B正確；在隨意時刻都有速率之比等于化學計量數(shù)之比，因此當反應速率v(H2)＝0.5v(HI)時不能證明達到平衡狀態(tài)，C錯誤；達到平衡時各物質的濃度不再發(fā)生變更，但不確定成比例，因此當c(H2)∶c(I2)∶c(HI)＝1∶1∶2時不能證明達到平衡狀態(tài)，D錯誤。7．已知：K3[Fe(CN)6]溶液是檢驗Fe2＋的試劑，若溶液中存在Fe2＋，將產(chǎn)生藍色沉淀。將0.2mol·L－1的KI溶液和0.05mol·L－1的Fe2(SO4)3溶液等體積混合后，取混合液分別完成下列試驗，能說明溶液中存在化學平衡“2Fe3＋＋2I－2Fe2＋＋I2”的是()試驗編號試驗操作試驗現(xiàn)象A滴入KSCN溶液溶液變紅色B滴入AgNO3溶液有黃色沉淀生成C滴入K3[Fe(CN)6]溶液有藍色沉淀生成D滴入淀粉溶液溶液變藍色答案A解析將0.2mol·L－1的KI溶液和0.05mol·L－1的Fe2(SO4)3溶液等體積混合后，I－過量，若不是可逆反應，F(xiàn)e3＋全部轉化為Fe2＋，則溶液中無Fe3＋，故只須要證明溶液中含F(xiàn)e3＋，即能證明此反應為可逆反應。向溶液中滴入KSCN溶液，溶液變紅，則說明溶液中有Fe3＋，即能說明反應存在平衡，故A正確；向溶液中滴入AgNO3溶液有黃色沉淀生成，溶液中I－過量，無論是否存在平衡，都會有黃色沉淀生成，所以不能說明反應存在平衡，故B錯誤；無論反應存不存在平衡，溶液中均存在Fe2＋，滴入K3[Fe(CN)6]溶液均有藍色沉淀生成，故C錯誤；無論反應存不存在平衡，溶液中均有I2，滴入淀粉溶液后溶液均變藍色，故不能證明存在平衡，故D錯誤。8．恒溫、恒容的條件下對于N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)ΔH＜0的反應，達到化學平衡狀態(tài)的標記為()A．斷開一個N≡N鍵的同時有6個N—H鍵生成B．混合氣體的密度不變C．混合氣體的平均相對分子質量不變D．N2、H2、NH3分子數(shù)之比為1∶3∶2的狀態(tài)答案C解析斷開一個N≡N鍵的同時有6個N—H鍵生成，則只表明反應正向進行，不能體現(xiàn)正、逆反應速率相等，不能推斷平衡狀態(tài)，故A錯誤；固定容積的密閉容器中，氣體總質量和體積都不變，密度始終不變，不能推斷平衡狀態(tài)，故B錯誤；該反應反應前后氣體物質的量不同，氣體質量不變，所以混合氣體平均相對分子質量不變能推斷平衡狀態(tài)，故C正確；當體系達到平衡狀態(tài)時，N2、H2、NH3分子數(shù)之比可能為1∶3∶2，也可能不是1∶3∶2，與各物質的初始濃度及轉化率有關，不能推斷平衡狀態(tài)，故D錯誤。二、選擇題(本題共4小題，每小題有1個或2個選項符合題意)9．在一體積為2L的密閉容器中加入反應物N2、H2，發(fā)生如下反應：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)。反應過程中的部分數(shù)據(jù)如下表所示，下列說法正確的是()物質的量/mol時間/minn(N2)n(H2)n(NH3)01.01.2020.940.7560.3A．0～2min內(nèi)，NH3的反應速率為0.1mol·L－1·min－1B．2min時，H2的物質的量為0.3molC．4min時，反應已達到平衡狀態(tài)，此時正、逆反應的速率都為0D．4～6min內(nèi)，容器內(nèi)氣體分子的總物質的量不變答案D解析依據(jù)表中數(shù)據(jù)可知：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)起始量(mol)11.20變更量(mol)0.10.30.22min量(mol)0.90.90.2N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)起始量(mol)11.20變更量(mol)0.150.450.34min量(mol)0.850.750.3N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)起始量(mol)11.20變更量(mol)0.150.450.36min量(mol)0.850.750.30～2min內(nèi)NH3的反應速率為eq\f(\f(0.2mol,2L),2min)＝0.05mol·L－1·min－1，故A錯誤；0～2min過程中消耗H2的物質的量為0.3mol，2min時H2的物質的量為0.9mol，故B錯誤；依據(jù)分析可知，4min時與6min時各組分的濃度相等，說明該反應已達到平衡狀態(tài)，但此時正、逆反應的速率不等于0，故C錯誤；4～6min內(nèi)已經(jīng)達到平衡狀態(tài)，正、逆反應速率相等，則容器內(nèi)氣體分子的總物質的量不變，故D正確。10．可逆反應N2＋3H22NH3的正、逆反應速率可用各反應物或生成物濃度的變更來表示。下列各關系中能說明反應已達到平衡狀態(tài)的是()A．3v正(N2)＝v正(H2)B．v正(N2)＝v逆(NH3)C．2v正(H2)＝3v逆(NH3)D．v正(N2)＝3v逆(H2)答案C解析達到平衡狀態(tài)時正、逆反應速率相等，各組分的含量不變。正、逆反應速率相等是指用同一種物質來表示的正、逆反應速率；若用不同物質表示正、逆反應速率，則當速率比等于化學計量數(shù)比時，達到平衡狀態(tài)，故選C。11．在確定溫度下，可逆反應A(g)＋3B(g)2C(g)，達到平衡的標記是()A．C生成的速率與C分解的速率相等B．A、B、C的濃度相等C．單位時間內(nèi)生成nmolA，同時消耗2nmolCD．單位時間內(nèi)生成nmolA，同時消耗3nmolB答案AD解析C生成的速率與C分解的速率相等，正、逆反應速率相等，確定達到平衡狀態(tài)，故選A；A、B、C的濃度相等時，A、B、C的濃度不確定不再變更，所以反應不確定平衡，故不選B；單位時間內(nèi)生成nmolA，同時消耗2nmolC，不能證明正、逆反應速率相等，反應不確定平衡，故不選C；單位時間內(nèi)生成nmolA，同時消耗3nmolB，證明正、逆反應速率相等，反應確定平衡，故選D。12．40℃，向體積為VL的密閉容器中充入NO，容器內(nèi)各組分的物質的量隨時間變更曲線如圖所示。下列說法正確的是()A．X是N2OB．1～3min時，v(NO2)＝eq\f(1,6V)mol·L－1·min－1C．60℃下該反應達平衡時NO的量不變D．NO2和X的濃度相等可以作為推斷反應達到平衡的標記答案AB解析依據(jù)圖像變更，3min時反應達到平衡，一氧化氮在削減，二氧化氮和X在增加，則一氧化氮為反應物，二氧化氮與X為生成物，一氧化氮的變更量為3mol，二氧化氮與X的變更量均為1mol，化學計量數(shù)之比等于參與反應各組分的物質的量的變更量之比，則反應方程式為3NONO2＋X，依據(jù)原子守恒，則X的化學式為N2O。依據(jù)上述分析，X是N2O，故A正確；依據(jù)圖像分析，1～3min時，二氧化氮物質的量的變更量為eq\f(1,3)mol，v(NO2)＝eq\f(\f(1,3)mol,VL·2min)＝eq\f(1,6V)mol·L－1·min－1，故B正確；溫度變更平衡發(fā)生移動，NO的量變更，故C錯誤；反應進行到隨意時刻，NO2和X的濃度都相等，不代表NO2和X的濃度保持不變，不能作為推斷反應達到平衡的標記，故D錯誤。三、非選擇題(本題共2小題)13．確定溫度下，在容積為VL的密閉容器中進行反應：aN(g)bM(g)，M、N的物質的量隨時間的變更曲線如圖所示：(1)此反應的化學方程式中eq\f(a,b)＝________。(2)t1到t2時刻，以M的濃度變更表示的平均反應速率為________________。(3)下列敘述能說明上述反應達到平衡狀態(tài)的是________(填字母)。A．反應中M與N的物質的量之比為1∶1B．混合氣體的總質量不隨時間的變更而變更C．混合氣體的總物質的量不隨時間的變更而變更D．單位時間內(nèi)消耗amolN，同時生成bmolME．混合氣體的壓強不隨時間的變更而變更答案(1)2(2)eq\f(1,t2－t1V)mol·L－1·min－1(3)CE解析(1)參與反應的N的物質的量為8mol－2mol＝6mol，生成的M的物質的量是5mol－2mol＝3mol，所以此反應的化學方程式中a∶b＝2∶1。(2)由圖可知，t1到t2時刻M的物質的量變更為4mol－3mol＝1mol，v＝