高中化学 化学平衡状态的判断

化学平衡状态的判断

高考频度：★★★★☆难易程度：★★☆☆☆

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在一定温度下，将2 mol NO2气体通入恒容密闭容器中，发生如下反应：2NO2(g)N2O4(g)。下列不能说明反应达到平衡的是

A．N2O4浓度不再改变

B．NO2的分解速率等于N2O4的生成速率

C．混合气体的颜色不变

D．混合气体中NO2百分含量不变

【参考答案】B

【试题解析】N2O4浓度不再改变，反应达到平衡状态，A说法正确；NO2的分解速率和N2O4的生成速率均为正反应速率，不能作为平衡标志，B说法错误；混合气体的颜色不变，NO2的浓度不再发生变化，反应达到平衡状态，C说法正确；混合气体中NO2百分含量不变，反应达到平衡状态，D说法正确。

解题必备

1．判断依据(满足其一即可)

（1）正反应速率与逆反应速率相等，v正＝v逆。

①对同一物质，该物质的生成速率等于它的消耗速率；

②对不同物质，速率之比等于方程式中的化学计量数之比，但必须是不同方向的速率。

（2）反应混合物中各组分的百分含量保持不变。

2．判断方法

（1）对于纯气体反应，如m A(g)＋n B(g)p C(g)＋q D(g)：

①若m＋n≠p＋q，恒温恒容下气体的总物质的量不变、总压强不变、平均相对分子质量

不变和恒温恒压下气体的密度不变都可以说明反应达到了平衡状态；

②若m＋n＝p＋q，不管是否达到平衡状态，气体总体积、总压强、总物质的量始终保持

不变，从而平均摩尔质量(相对分子质量)、气体密度总保持不变(r＝m/n，ρ＝m/V)，因此这五项都不能作为判断反应是否达到平衡的依据。

（2）对于有固体或液体物质参与的反应，如a A(s)＋b B(g)c C(g)＋d D(g)：

①气体质量不变?达到平衡；

②若b≠c＋d，则n气、气、p总、ρ不变均说明已达到平衡；

③若b＝c＋d，则n气、p总不变不能判断是否达到平衡状态，气、ρ不变能说明已达到平衡。

（3）对于有色物质参加的反应，体系的颜色保持不变，说明已达到平衡状态。

（4）对于绝热反应，体系温度保持不变，说明已达到平衡状态。

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1．在一定条件下，使SO2和O2在一密闭容器中进行反应，下列说法中不正确的是

A．随着反应的进行，正反应速率逐渐减小，最后为零

B．随着反应的进行，正反应速率逐渐减小，最后不变

C．随着反应的进行，逆反应速率逐渐增大，最后不变

D．反应开始时，正反应速率最大，逆反应速率为零

2．在一定温度下，反应2NO2N2O4在固定体积的容器中达平衡的标志是A．单位时间内反应物减少的分子数等于生成物增加的分子数

B．数值上v(NO2生成)＝2v(N2O4消耗)

C．混合气体的颜色不随时间的变化而变化

D．密度不随时间的变化而变化

3．在恒温恒容条件下，反应H 2(g)+I2(g)2HI(g)达到平衡的标志是

A．v(H2)=v(HI)

B．容器内总压强不随时间变化而变化

C．容器内混合气体的密度不随时间变化而变化

D．单位时间生成n mol H2，同时生成2n mol HI

4．在三种不同条件下，分别向容积为2 L的恒容密闭容器中充入2 mol A和 1 mol B，发生反应如下：2A (g) +B(g)2D(g)ΔH=?Q kJ·mol-1，相关条件和数据见下表。

实验Ⅰ实验Ⅱ实验Ⅲ反应温度/ ℃800 800 850

达平衡时间/min 40 10 30

c(D)平衡/mol·L-10.5 0.5 0.15

反应的能量变化/kJ Q1Q2Q3下列说法中正确的是

A．可用压强或密度是否发生变化判断上述反应是否达平衡状态

B．实验Ⅱ可能隐含的条件是使用催化剂，实验Ⅲ达平衡时v(D)为0.05 mol·L-1·min-1

C．由表中信息可知Q＞0，并且有Q3＜Q1=Q2=Q

D．实验Ⅰ达平衡后，恒温下再向容器中通入2 mol A和1 mol B，新平衡时c(D)大于1.0 mol·L-1

答案

1．【答案】A

【解析】根据化学平衡的建立过程可知：反应从正反应方向开始，v正最大，v逆=0，最后达平衡时，v正=v逆≠0。

2．【答案】C

3．【答案】D

【解析】反应是否达到平衡状态的关键在于是否存在v正=v逆。A项，在任意时刻，H2、HI的反应速率之比都等于1∶2，错误；B项，因该反应是反应前后气体体积不变的反应，故容器内总压强不随反应的进行而

变化，错误；C项，因反应物和生成物都是气体，容器内物质的质量不变，容器容积不变，故气体密度不变，错误。

4．【答案】D

【解析】反应在恒容条件下进行，因此本反应不能用密度的变化判断是否达平衡状态，A错误。对比实验Ⅰ和Ⅱ可知实验Ⅱ使用了催化剂，实验Ⅲ中根据速率的定义可求得v(D)为0.005 mol·L-1·min-1，B错误。对比实验Ⅰ和Ⅲ可知Q＞0，但根据热化学方程式中反应热的含义可

得Q3＜Q1=Q2＜Q，C错误。由表中数据知实验Ⅰ达平衡时c(D)=0.5 mol·L-1，再通入2 mol A 和1 mol B，相当于将两个完全相同的平衡体系压缩为2 L容积的体系，平衡右移，c(D)大于1.0 mol·L-1，正确。