2018-2019版高中化學 專題2 化學反應速率與化學平衡 第二單元 化學反應的方向和限度 第2課時學案 蘇教版選修4.doc

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第2課時　化學平衡狀態(tài) [學習目標定位]　1.了解化學反應的可逆性。2.通過化學平衡狀態(tài)的建立過程，知道化學平衡是一種動態(tài)平衡，理解并會判斷化學平衡狀態(tài)的標志。 一、化學平衡狀態(tài) 1.可逆反應 (1)含義：在相同條件下，既能向正反應方向進行，同時又能向逆反應方向進行的反應。 (2)表示方法：如高溫、高壓并有催化劑作用的條件下，N2和H2反應生成NH3的可逆反應可表示為N2＋3H22NH3。 (3)特征 ①正、逆反應發(fā)生的條件相同。 ②反應不能進行到底，反應體系中，與化學反應有關的各種物質共存。 2.化學平衡的建立 在一定條件下，把1 mol N2和3 mol H2充入一密閉容器中，在一定條件下發(fā)生反應。根據(jù)要求填表： N2＋3H22NH3 反應物濃度 v正 生成物濃度 v逆 開始時 c(N2)最大 c(H2)最大 最大 0 0 進行中 c(N2)減小 c(H2)減小 減小 增大 增大 平衡時 c(N2)不變 c(H2)不變 不變 不變 不變 以上過程可用下圖表示： (1)化學平衡狀態(tài)的概念 在一定條件下的可逆反應里，當正、逆兩個方向的反應速率相等時，反應體系中所有參加反應的物質的質量或濃度保持恒定的狀態(tài)，稱為化學平衡狀態(tài)，簡稱化學平衡。 (2)化學平衡的特征 化學平衡的特征可以概括為逆、等、動、定、變，即： ①逆：研究的對象是可逆反應。 ②等：化學平衡的條件是v正和v逆相等。 ③動：化學平衡是一種動態(tài)平衡，此時反應并未停止。 ④定：當可逆反應達到平衡時，各組分的質量(或濃度)為一定值。 ⑤變：若外界條件改變，平衡可能發(fā)生改變，并在新條件下建立新的平衡。 例1　判斷正誤(正確的打“√”，錯誤的打“”) (1)只有可逆反應才存在平衡狀態(tài)(　　) (2)化學平衡狀態(tài)是一定條件下可逆反應進行到最大限度的結果(　　) (3)化學反應達到化學平衡狀態(tài)時，正逆反應的速率都為0(　　) (4)化學反應達到化學平衡狀態(tài)時反應物和生成物的濃度相等(　　) (5)化學反應達到化學平衡狀態(tài)時反應混合物中各組分的濃度一定與化學方程式中對應物質的化學計量數(shù)成比例(　　) 答案　(1)√　(2)√　(3)　(4)　 (5) 考點　化學平衡狀態(tài)及其判斷 題點　化學平衡狀態(tài)的概念與特征 例2　(2018清江中學高二期末)一定條件下，A、B、C的起始濃度分別是0.5 molL－1、0.1 molL－1、1.6 molL－1，可逆反應A(g)＋B(g)2C(g)達到平衡時，下列數(shù)據(jù)合理的是(　　) A.c(A)＝1.0 molL－1　c(B)＝0.2 molL－1 B.c(B)＝0.5 molL－1　c(C)＝1.2 molL－1 C.c(A)＝0.4 molL－1　c(C)＝1.8 molL－1 D.c(A)＝0.9 molL－1　c(B)＝0.5 molL－1 答案　D 解析　　　　　　　　　　　　A(g)＋B(g)2C(g) 起始量(molL－1) 0.5 0.1 1.6 正向進行極值轉化(molL－1) 0.4 0 1.8 逆向進行極值轉化(molL－1) 1.3 0.9 0 達到平衡狀態(tài)時：0.4 molL－1＜c(A)＜1.3 molL－1，0＜c(B)＜0.9 molL－1，0＜c(C)＜1.8 molL－1。如果c(A)＝1.0 molL－1，A增加0.5 molL－1，則c(B)＝0.6 molL－1，A項錯誤；如果c(B)＝0.5 molL－1，則C減少0.8 molL－1，則c(C)＝0.8 molL－1，B項錯誤；根據(jù)以上分析可知C項錯誤；如果c(A)＝0.9 molL－1，則A增加0.4 molL－1，則c(B)＝0.5 molL－1，D項正確。 方法探究　利用極端假設法確定各物質的濃度范圍 上述題目中可利用極端假設法判斷，假設反應正向或逆向進行到底，求出各物質濃度的最大值和最小值，從而確定它們的濃度范圍。 假設反應正向進行到底：X2(g)＋Y2(g)2Z(g) 起始濃度(molL－1) 0.1 0.3 0.2 改變濃度(molL－1) 0.1 0.1 0.2 終態(tài)濃度(molL－1) 0 0.2 0.4 假設反應逆向進行到底：X2(g)＋Y2(g)2Z(g) 起始濃度(molL－1) 0.1 0.3 0.2 改變濃度(molL－1) 0.1 0.1 0.2 終態(tài)濃度(molL－1) 0.2 0.4 0 平衡體系中各物質的濃度范圍為X2∈(0,0.2)，Y2∈(0.2,0.4)，Z∈(0,0.4)。 二、化學平衡狀態(tài)的判斷依據(jù)與方法 1.可逆反應達到化學平衡狀態(tài)時的特征之一是v正＝v逆≠0。 在一定溫度下，可逆反應A(g)＋3B(g)2C(g)達到平衡的標志是②③④。 ①單位時間內生成n mol A，同時生成3n mol B ②C的生成速率與C的分解速率相等 ③3v正(A)＝v逆(B) ④單位時間內生成n mol A，同時生成2n mol C 2.可逆反應達到化學平衡狀態(tài)時的另一特征是反應混合物中各組分的百分含量保持不變。 一定溫度下，在容積恒定的密閉容器中進行如下反應：A(s)＋2B(g)C(g)＋D(g)。當下列物理量不發(fā)生變化時，能表明該反應已達到平衡狀態(tài)的是②④。 ①混合氣體的總物質的量 ②B的物質的量濃度 ③容器內氣體的壓強 ④混合氣體的密度 化學平衡狀態(tài)的判斷依據(jù) (1)正反應速率與逆反應速率相等，v正＝v逆。 ①對同一物質，該物質的生成速率等于它的消耗速率； ②對不同物質，速率之比等于方程式中的化學計量數(shù)之比，但必須是不同方向的速率。 (2)可逆反應發(fā)生過程中的可變量保持不變 在可逆反應中有很多可變量，如：濃度、物質的量、百分含量等，當可變量保持不變時，則反應達平衡。 例3　下列說法中，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N≡N鍵斷裂的同時，有3個H—H鍵形成 B.1個N≡N鍵斷裂的同時，有3個H—H鍵斷裂 C.3個H—H鍵形成的同時，有6個N—H鍵斷裂 D.1個N≡N鍵斷裂的同時，有6個N—H鍵形成 答案　A 解析　B項，指的是正反應速率；C項，指的是逆反應速率；D項，指的是正反應速率。 考點　化學平衡狀態(tài)及其判斷 題點　由化學反應速率判斷化學平衡狀態(tài) 例4　(雙選)(2017徐州高二期中)一定溫度下在容積恒定的密閉容器中，進行如下可逆反應：A(g)＋2B(g)C(g)＋D(g)，觀察下列物理量，能表明該反應已達到平衡狀態(tài)的是(　　) A.C物質的物質的量濃度不變 B.物質C和物質D的物質的量濃度相等 C.B物質的轉化率不發(fā)生變化 D.反應速率v(A)＝v(D) 答案　AC 解析　C物質的物質的量濃度不變，表明該反應已達到平衡狀態(tài)，A項正確；物質C和物質D的物質的量濃度相等，不能表明該反應已達到平衡狀態(tài)，B項錯誤；B物質的轉化率不發(fā)生變化，說明正反應速率與逆反應速率相等，表明達到平衡狀態(tài)，C項正確；反應速率之比等于化學計量數(shù)之比，則任意時刻v(A)＝v(D)，D項錯誤。 考點　化學平衡狀態(tài)及其判斷 題點　由“變量”到“恒量”判斷化學平衡狀態(tài) 例5　一定條件下，將NO2與SO2以體積比1∶2置于恒壓容器中發(fā)生反應：NO2(g)＋SO2(g) SO3(g)＋NO(g)　ΔH＝－41.8 kJmol，下列不能說明反應達到平衡狀態(tài)的是(　　) A.氣體的密度保持不變 B.混合氣體顏色保持不變 C.SO3和NO2的體積比保持不變 D.每消耗1 mol SO3的同時消耗1 mol NO2 答案　A 解析　由于該反應中各物質均為氣體且前后氣體體積相等，故恒壓容器的體積始終保持不變，根據(jù)質量守恒，氣體的密度始終保持不變，故不能判斷反應是否達到平衡狀態(tài)；建立平衡過程中，混合氣體顏色、SO3與NO2的體積比一直變化，當它們不變時即達到了平衡狀態(tài)；消耗SO3和消耗NO2的物質的量相同時，說明正、逆反應速率相等，達到了平衡狀態(tài)。 考點　化學平衡狀態(tài)及其判斷 題點　化學平衡狀態(tài)的綜合判斷 1.下列關于化學平衡狀態(tài)的理解正確的是(　　) A.所有反應都存在平衡狀態(tài) B.反應物與生成物的濃度相等 C.正反應與逆反應停止進行 D.正反應和逆反應的速率相等 答案　D 考點　化學平衡狀態(tài)及其判斷 題點　化學平衡狀態(tài)的概念與特征 2.14CO2與碳在高溫條件下發(fā)生反應：14CO2＋C2CO，達到化學平衡后，平衡混合物中含14C的粒子有(　　) A.14CO2 B.14CO2、14CO C.14CO2、14CO、14C D.14CO 答案　C 解析　14CO2與C反應生成14CO(正反應)的同時，逆反應14CO的分解(生成14CO2和14C)也在進行，故平衡混合物中含14C的粒子有14CO2、14CO、14C。 考點　可逆反應 題點　可逆反應的特征及其應用 3.(2018泰興高級中學高二月考)可逆反應2A(g)2B(g)＋C(g)在恒定容積密閉容器中反應，下列選項中不能說明反應已達到平衡狀態(tài)的是(　　) A.混合氣體中A與B的物質的量之比保持恒定 B.容器內氣體總壓強不再改變的狀態(tài) C.用A、B、C的物質的量濃度變化表示的反應速率的比為2∶2∶1 D.混合氣體的平均相對分子質量不再改變的狀態(tài) 答案　C 解析　因A和B分別是反應物和生成物，混合氣體中A與B的物質的量之比保持恒定，說明A和B的濃度不再改變，反應達到了平衡狀態(tài)，A項正確；因2A(g)2B(g)＋C(g)是反應前后氣體體積不相等的可逆反應，容器內氣體總壓強不再改變，說明反應達到了平衡狀態(tài)，B項正確；因未說明用A、B、C的物質的量濃度變化表示的反應速率是正反應速率還是逆反應速率，無法證明正反應速率等于逆反應速率，則不能說明反應達到了平衡狀態(tài)，C項錯誤；因反應前后氣體的質量不變，但氣體的總物質的量改變，所以混合氣體的平均相對分子質量改變，當混合氣體的平均相對分子質量不再改變時，說明反應達到了平衡狀態(tài)，D項正確。 考點　化學平衡狀態(tài)及其判斷 題點　由化學反應速率判斷化學平衡 4.工業(yè)上常用煤和水作原料經(jīng)過多步反應制得氫氣，其中一步反應的原理為CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)，下列選項的條件中可判斷該反應達到平衡狀態(tài)的是(　　) A.單位時間內消耗2 mol的CO同時生成2 mol的CO2 B.兩個H—O鍵斷裂的同時有一個H—H鍵斷裂 C.反應容器內的壓強不再發(fā)生變化 D.混合氣體的相對分子質量不發(fā)生變化 答案　B 解析　A項描述的反應速率都是v正，無法判斷是否達到平衡；B項說明H2O的分解速率(v正)與H2的消耗速率(v逆)相等，即v正(H2O)＝v逆(H2)，能判斷反應達到平衡；C項，由于該反應前后氣體的物質的量不變，故壓強始終不變，不能說明可逆反應達到平衡；D項，混合氣體的質量不變，物質的量不變，反應前后混合氣體的相對分子質量不變，故不能說明反應達到平衡狀態(tài)。 考點　化學平衡狀態(tài)及其判斷 題點　化學平衡狀態(tài)的綜合判斷 5.(1)在一定條件下，可逆反應達到平衡狀態(tài)的本質特征是________________，下列關系中能說明反應N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)已經(jīng)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) (2)在一定溫度下的恒容密閉容器中，可逆反應達到平衡狀態(tài)時，一些宏觀物理量恒定不變：a.各物質的濃度不變，b.平衡混合物中各組分的物質的量分數(shù)或質量分數(shù)不變，c.容器內氣體壓強不變，d.容器內氣體密度不變，e.容器內氣體顏色不變。 ①能說明反應N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)達到平衡狀態(tài)的有________； ②能說明反應H2(g)＋I2(g)2HI(g)達到平衡狀態(tài)的有________； ③能說明反應2NO2(g)N2O4(g)達到平衡狀態(tài)的有________。 (3)已知N2O4(g)2NO2(g)　ΔH＞0，現(xiàn)將1 mol N2O4充入一恒壓密閉容器中，下列示意圖不能說明反應達到平衡狀態(tài)的是________。 答案　(1)正反應速率與逆反應速率相等　C (2)①abc?、赼be?、踑bce　(3)B 解析　(2)由于在恒容條件下發(fā)生反應，反應①②③在反應前后氣體的質量不變，因此不能用氣體的密度變化來判斷反應是否處于化學平衡狀態(tài)。反應②是一個氣體體積不變的反應，反應前后氣體的壓強保持不變，也不能用壓強的變化來判斷反應是否處于平衡狀態(tài)。①中無有色氣體，因此不能用氣體的顏色變化來判斷反應是否處于平衡狀態(tài)。(3)B項，對于一個特定反應，ΔH固定不變，不能作為判斷反應是否達到平衡狀態(tài)的依據(jù)；C項，在t1時刻，2v正(N2O4)＝v逆(NO2)，反應達到平衡狀態(tài)。 考點　化學平衡狀態(tài)及其判斷 題點　化學平衡狀態(tài)的綜合判斷 [對點訓練] 題組一　可逆反應 1.下列反應中，屬于可逆反應的是(　　) ①N2＋3H22NH3,2NH33H2＋N2 ②2NaHCO3Na2CO3＋H2O↑＋CO2↑，Na2CO3＋H2O＋CO2===2NaHCO3 ③CH3CH2OHCH2===CH2↑＋H2O， CH2===CH2＋H—OHCH3CH2OH ④2Na＋Cl22NaCl,2NaCl2Na＋Cl2↑ A.只有① B.①②③ C.①②③④ D.①③④ 答案　A 解析　可逆反應是指在同一條件下既向正反應方向進行，又向逆反應方向進行的反應，符合此條件的只有①。 考點　可逆反應 題點　可逆反應的概念與判斷 2.可逆反應2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)，充入由18O組成的氧氣一段時間后，18O存在下列物質中的(　　) A.多余的氧氣中 B.生成的三氧化硫中 C.氧氣和二氧化硫中 D.二氧化硫、氧氣和三氧化硫中 答案　D 解析　 18O2的加入定會與SO2結合生成含18O的SO3，同時含有18O的SO3又會分解得到SO2和O2，使得SO2和O2中也含有18O，因此18O存在于SO2、O2、SO3這三種物質中。 考點　可逆反應 題點　可逆反應的特征及其應用 3.可逆反應N2＋3H22NH3，在容積為10 L的密閉容器中進行，開始時加入2 mol N2和3 mol H2，達平衡時，NH3的濃度不可能達到(　　) A.0.1 molL－1 B.0.2 molL－1 C.0.05 molL－1 D.0.15 molL－1 答案　B 解析　2 mol N2和3 mol H2反應，假設反應能夠進行到底，則3 mol H2完全反應，生成2 mol NH3，此時NH3濃度為0.2 molL－1，但由于反應是可逆反應，不能完全反應，所以NH3濃度達不到0.2 molL－1。 考點　可逆反應 題點　可逆反應的特征及其應用 題組二　化學平衡狀態(tài)的建立與特征 4.在一定條件下，某容器中發(fā)生反應：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)，以下敘述錯誤的是(　　) A.開始反應時，正反應速率最大，逆反應速率為零 B.隨著反應的進行，正反應速率逐漸減小，最后減小為零 C.隨著反應的進行，逆反應速率逐漸增大，最后保持恒定 D.隨著反應的進行，正反應速率逐漸減小，最后與逆反應速率相等且都保持恒定 答案　B 解析　化學平衡建立過程中，反應物濃度逐漸減小，故正反應速率逐漸減小，生成物濃度逐漸增大，故逆反應速率逐漸增大，當二者相等時達到平衡狀態(tài)，但都不為零。 考點　化學平衡狀態(tài)及其判斷 題點　化學平衡狀態(tài)的概念與特征 5.N2＋3H22NH3在密閉容器中反應一段時間后，達到平衡狀態(tài)。則下列說法中正確的是(　　) A.N2、H2不再化合 B.N2、H2、NH3濃度不再變化 C.N2、H2、NH3的質量相等 D.改變條件，N2、H2、NH3的濃度也不再變化 答案　B 解析　化學平衡是動態(tài)平衡，若條件變化時平衡發(fā)生移動，N2、H2、NH3的濃度會隨之改變。 考點　化學平衡狀態(tài)及其判斷 題點　化學平衡狀態(tài)的概念與特征 6.密閉的燒瓶里盛放氣體A，在25 ℃時建立平衡：2A(g)B(g)　ΔH<0，把燒瓶置于100 ℃的沸水中，在建立新平衡的過程中，燒瓶內混合氣體的物理量始終不變的是(　　) A.平均相對分子質量 B.密度 C.容器內的壓強 D.物質的量 答案　B 解析　若反應未達到平衡，則氣體的物質的量就會發(fā)生變化，容器內的壓強也會發(fā)生變化；由于總質量不變，則氣體的平均摩爾質量會發(fā)生變化，所以平均相對分子質量也會發(fā)生變化，A、C、D錯誤；由于反應混合物都是氣體，在任何時刻氣體的質量不變，由于燒瓶的容積不變，則根據(jù)氣體的密度計算公式ρ＝可知氣體的密度不變，故B正確。 考點　化學平衡狀態(tài)及其判斷 題點　化學平衡狀態(tài)的概念與特征 題組三　化學平衡狀態(tài)的判斷 7.一定條件下，可逆反應2A(g)B(g)＋3C(g)，在下列四種狀態(tài)中處于平衡狀態(tài)的是(　　) 選項 正反應速率 逆反應速率 A v(A)＝2 molL－1min－1 v(B)＝2 molL－1min－1 B v(A)＝2 molL－1min－1 v(C)＝2 molL－1min－1 C v(A)＝1 molL－1min－1 v(B)＝2 molL－1min－1 D v(A)＝1 molL－1min－1 v(C)＝1.5 molL－1min－1 答案　D 解析　根據(jù)平衡狀態(tài)的判斷依據(jù)v正＝v逆知，v(A)∶v(B)∶v(C)＝2∶1∶3，即D中的反應達到平衡。 考點　化學平衡狀態(tài)及其判斷 題點　由化學反應速率判斷化學平衡狀態(tài) 8.(2017泰州中學5月月度檢測)可逆反應2NO2(g)2NO(g)＋O2(g)在密閉容器中反應，達到平衡狀態(tài)的標志是(　　) ①單位時間內生成n mol O2的同時生成2n mol NO2 ②單位時間內生成n mol O2的同時生成2n mol NO ③用NO2、NO、O2的物質的量濃度變化表示的反應速率的比為2∶2∶1的狀態(tài) ④混合氣體的顏色不再改變的狀態(tài) A.①④ B.②③ C.①③④ D.①②③④ 答案　A 解析　用不同物質的反應速率判斷達到平衡，要求反應方向一正一逆，且反應速率之比等于化學計量數(shù)之比，生成O2，反應向正反應方向進行，生成NO2，反應向逆反應方向進行，且它們的速率之比等于1∶2，能說明反應達到平衡，①正確；根據(jù)①的分析，②錯誤；沒有指明反應的方向，③錯誤；NO2為紅棕色氣體，其余為無色氣體，因此氣體顏色不變，說明反應達到平衡，④正確；A項正確。 考點　化學平衡狀態(tài)及其判斷 題點　由“變量”到“恒量”判斷化學平衡狀態(tài) 9.(2017揚大附中期中)在一定條件下，使一定量的A和B氣體混合發(fā)生2A(g)＋3B(g)4C(g)反應。下列描述中，說明反應已達到平衡狀態(tài)的是(　　) A.各物質的濃度之比c(A)∶c(B)∶c(C)＝2∶3∶4 B.混合氣體中各物質的濃度相等 C.單位時間內，若消耗了a mol A物質，同時也消耗了2a mol C物質 D.混合氣體的體積是反應開始前的 答案　C 解析　開始時不知道A、B物質的量，且平衡狀態(tài)與各物質濃度之比無關，因此無法判斷，A項錯誤；根據(jù)化學平衡狀態(tài)定義，是各組分濃度保持不變，不是濃度相等，B項錯誤；用不同物質的反應速率表示達到平衡，要求反應方向是一正一逆，且反應速率之比為化學計量數(shù)之比，C項正確；此反應是可逆反應，不能進行到底，D項錯誤。 考點　化學平衡狀態(tài)及其判斷 題點　化學平衡狀態(tài)的綜合判斷 10.298 K時，將20 mL 3x molL－1 Na3AsO3、20 mL 3x molL－1 I2和20 mL NaOH溶液混合，發(fā)生反應：AsO(aq)＋I2(aq)＋2OH－(aq)AsO(aq)＋2I－(aq)＋H2O(l)，溶液中c(AsO)與反應時間(t)的關系如圖所示。 下列不能判斷反應達到平衡的是(　　) A.溶液的pH不再變化 B.v(I－)＝2v(AsO) C.c(AsO)/c(AsO)不再變化 D.c(I－)＝2y molL－1 答案　B 解析　溶液pH不變時，則c(OH－)也保持不變，反應達到平衡狀態(tài)；同一個化學反應，速率之比等于化學計量數(shù)之比，無論是否達到平衡，都存在v(I－)＝2v(AsO)；c(AsO)/c(AsO)不再變化，可說明各物質的濃度不再變化，反應達到平衡狀態(tài)；由圖可知，當c(AsO)＝y(tǒng) molL－1時，濃度不再發(fā)生變化，則達到平衡狀態(tài)，由方程式可知此時c(I－)＝2y molL－1，達到平衡狀態(tài)。 考點　化學平衡狀態(tài)及其判斷 題點　化學平衡狀態(tài)的綜合判斷 11.在一個絕熱的固定容積的密閉容器中，可逆反應mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qQ(g)(m、n、p、q為任意整數(shù))達到平衡時的標志是(　　) ①體系的壓強不再改變?、隗w系的溫度不再改變?、鄹鹘M分的濃度不再改變?、芨鹘M分的質量分數(shù)不再改變?、莘磻俾蕍A∶vB∶vC∶vQ＝m∶n∶p∶q?、迒挝粫r間內m mol A斷鍵的同時有p mol C也斷鍵 A.③④⑤⑥ B.①③④⑤ C.②③④⑥ D.①③④⑥ 答案　C 解析　由于m、n、p、q的關系未知，所以壓強不變不能作為平衡的標志；在整個平衡建立過程中，速率之比均等于化學計量數(shù)之比。 考點　化學平衡狀態(tài)及其判斷 題點　化學平衡狀態(tài)的綜合判斷 12.在一定條件下，將3 mol A和1 mol B兩種氣體混合于固定容積為2 L的密閉容器中，發(fā)生如下反應：3A(g)＋B(g)xC(g)＋2D(g)。2 min末該反應達到平衡，生成0.8 mol D，并測得C的濃度為0.2 molL－1。下列判斷錯誤的是(　　) A.x＝1 B.2 min內A的反應速率為0.3 molL－1min－1 C.B的轉化率為50% D.若混合氣體的平均相對分子質量不變，則表明該反應達到平衡狀態(tài) 答案　C 解析　　　　　3A(g)＋B(g)xC(g)＋2D(g) 起始(mol) 3 1 0 0 轉化(mol) 3a a xa 2a 平衡(mol) 3－3a 1－a xa 2a 由題意得：2a＝0.8 mol，a＝0.4 mol。 ＝0.2 molL－1，x＝1，A正確；B項，v(A)＝＝＝0.3 molL－1min－1，B正確；C項，α(B)＝100%＝40%，C錯誤；D項，由于該反應是反應前后氣體體積不等的反應，氣體的總物質的量只有在平衡時才保持不變，所以平均相對分子質量不變能說明該反應達到平衡狀態(tài)。 考點　化學平衡狀態(tài)及其判斷 題點　化學平衡狀態(tài)的綜合考查 [綜合強化] 13.一定溫度下，在2 L的恒容密閉容器內發(fā)生的反應中M、N的物質的量隨反應時間變化的曲線如圖所示。 請回答下列問題： (1)該反應的化學方程式為_____________________________________________________。 (2)在t2時刻存在的等量關系是________，此時反應是否達到化學平衡狀態(tài)？________(填“是”或“否”)。 (3)在t3時刻v正________(填“＞”“＜”或“＝”)v逆，理由是______________________ ____________________________________________________________。 答案　(1)2NM　(2)n(M)＝n(N)　否 (3)＝　M和N的物質的量不再發(fā)生變化，所以反應已達到平衡狀態(tài)，故v正＝v逆 解析　(1)當N減少4 mol時，M增加2 mol，所以化學方程式為2NM。(2)t2時刻，n(M)＝n(N)＝4 mol，t2時刻后，N物質的量繼續(xù)減小，M物質的量繼續(xù)增加，故仍未達到平衡。(3)t3時刻，M和N的物質的量均不再發(fā)生變化，所以反應已達到平衡狀態(tài)。 考點　化學平衡狀態(tài)及其判斷 題點　化學平衡狀態(tài)的綜合考查 14.一定溫度下，在10 L密閉容器中加入5 mol SO2和 3 mol O2，發(fā)生反應：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)，10 min時，反應達到平衡狀態(tài)，此時有3 mol SO2發(fā)生了反應。 (1)反應生成了________ mol SO3，v(SO2)＝________。 (2)平衡時SO3的濃度是________，SO2的轉化率是________。 (3)平衡時容器內氣體的總物質的量為________ mol。 (4)物質的濃度不再改變標志著該反應已達平衡，下列還可以說明該反應已達平衡的是________(填序號)。 ①體系內壓強不再改變 ②容器內氣體的密度不再改變 ③混合氣體的平均相對分子質量不再改變 ④v正(SO3)＝2v逆(O2) ⑤n(SO3)∶n(O2)∶n(SO2)＝2∶1∶2 答案　(1)3　0.03 molL－1min－1 (2)0.3 molL－1　60% (3)6.5　(4)①③④ 解析　v(SO2)＝＝＝0.03 molL－1min－1 2SO2　?。　2　　2SO3 開始： 5 mol 3 mol 0 變化： 3 mol 1.5 mol 3 mol 平衡： 2 mol 1.5 mol 3 mol 則平衡時SO3的濃度為＝0.3 molL－1，SO2的轉化率為100%＝60%，平衡時混合氣體的總物質的量為2 mol＋1.5 mol＋3 mol＝6.5 mol。 (4)根據(jù)反應方程式知：①中體系壓強不變，說明反應已達平衡狀態(tài)；②中容器的體積不變，混合氣體的質量不變，則反應過程中密度始終不變，密度不變不能說明反應已達平衡狀態(tài)；③中混合氣體的總質量不變，但反應過程中混合氣體的總物質的量改變，若平均相對分子質量不變，說明反應已達平衡狀態(tài)；④表示v正＝v逆，說明反應已達平衡狀態(tài)；⑤中三者的物質的量之比等于化學計量數(shù)之比，不能說明反應已達平衡狀態(tài)。 考點　化學平衡狀態(tài)及其判斷 題點　化學平衡狀態(tài)的綜合考查 15.工業(yè)上“固定”和利用CO2能有效地減輕“溫室”效應，可用CO2生產(chǎn)燃料甲醇： CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g) ΔH＝－49.0 kJmol－1 (1)在相同溫度和容積不變時，能說明該反應已達平衡狀態(tài)的是________。 A.n(CO2)∶n(H2)∶n(CH3OH)∶n(H2O)＝1∶3∶1∶1 B.容器內壓強保持不變 C.H2的消耗速率與CH3OH的消耗速率之比為3∶1 D.容器內的密度保持不變 (2)一定溫度下，將6 mol CO2和8 mol H2充入2 L的密閉容器中，測得H2的物質的量隨時間變化如圖所示(實線)。圖中數(shù)據(jù)a(1,6)代表的意思是：在1 min時H2的物質的量是6 mol。 a點正反應速率________(填“大于”“等于”或“小于”)逆反應速率，在1～3 min內的平均反應速率v(H2)＝ ________。 答案　(1)BC　(2)大于　0.75 molL－1min－1 解析　(1)n(CO2)∶n(H2)∶n(CH3OH)∶n(H2O)＝1∶3∶1∶1，之后濃度可能還在變化，故A不一定達到平衡狀態(tài)；該反應為反應前后壓強可變的反應，壓強不變時一定達到平衡狀態(tài)；H2的消耗速率與CH3OH的消耗速率之比為3∶1可知v正(H2)＝3v逆(CH3OH)，一定達到平衡狀態(tài)；根據(jù)ρ＝，從開始反應到反應達到平衡，密度不變，不能作為平衡標志，故D錯誤。 (2)a點氫氣的量在減少，故正反應速率大于逆反應速率；v(H2)＝＝＝0.75 molL－1min－1。