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化学平衡状态
一、选择题
1．在一定条件下，使NO和O2在一密闭容器中进行的反响，以下说法中不正确的选项是( )
A．反响开始时，正反响速率最大，逆反响速率为0
B．随着反响的进行，正反响速率逐渐减小，最后为0
C．随着反响的进行，逆反响速率逐渐增大，最后不变
D．随着反响的进行，正反响速率逐渐减小，最后不变
答案：B
点拨：化学平衡建立的过程：随着反响的进行，正反响速率逐渐减小，逆反响速率逐渐增大，最后不变，但都不为零。
2．以下各组两个反响互为可逆反响的是( )
①2H2＋O22H2O与2H2O2H2↑＋O2↑
②H2SO4(浓)＋2HBr===2H2O＋Br2＋SO2↑
与Br2＋SO2＋H2O===2HBr＋H2SO4
③2NO2N2O4与N2O42NO2
④2SO2＋O22SO3与2SO32SO2＋O2
A．①②B．②③C．③④D．②④
答案：C
点拨：可逆反响必须是在同一条件下同时向两个方向进行的反响。
3．在一定条件下，某容器中充入N2和H2合成NH3，以下表达错误的选项是( )
A．开始反响时，正反响速率最大，逆反响速率为零
B．随着反响的进行，正反响速率逐渐减小，最后减小为零
C．随着反响的进行，逆反响速率逐渐增大，最后保持恒定
D．随着反响的进行，正反响速率逐渐减小，最后与逆反响速率相等且都保持恒定
答案：B
点拨：随着反响的进行，正反响速率逐渐减小，后保持恒定，但最后不可能减小为零。
4．在一定温度下，容器内某一反响中M、N的物质的量随反响时间变化的曲线如以下列图所示，以下表述正确的选项是( )
A．反响的化学方程式为2MN
B．t2时，正、逆反响速率相等，到达平衡
C．t3时，正反响速率大于逆反响速率
D．t1时，N的浓度是M浓度的2倍
答案：D
点拨：由曲线可知，N物质的量减少，是反响物；M物质的量增加，是生成物，A不正确。横轴t2时应纵轴数值为4，纵轴是物质的量轴，不是速率轴，B不正确。t3时刻以后，M、N物质的量不再改变，反响到达平衡状态，v(正)＝v(逆)，C不正确。t1时刻，N的物质的量为6mol，M的物质的量为3mol，D正确。
5．对于可逆反响：M＋NQ到达平衡时，以下说法正确的选项是( )
A．M、N、Q三种物质的浓度一定相等
B．M、N全部变成了Q
C．反响中混合物各成分的百分组成不再变化
D．反响已经停止
答案：C
点拨：平衡时，M、N、Q三种物质的浓度不一定相等，可逆反响不能进行到底，B错误，化学平衡为动态平衡，D错误。
6．可逆反响N2＋3H22NH3的正逆反响速率可用各反响物或生成物浓度的变化来表示。以下关系中能说明反响已到达平衡状态的是( )
A．v正(N2)＝v逆(NH3) B．3v正(N2)＝v正(H2)
C．2v正(H2)＝3v逆(NH3) D．v正(N2)＝3v逆(H2)
答案：C
点拨：如果对于同一物质的v(正)＝v(逆)相等，或各物质的速率之比等于其化学计量数之比，那么就可以判断反响到达平衡状态。显然只有答案C符合题意。
7．在温度不变的条件下，密闭容器中发生如下反响：2SO2＋O22SO3，以下表达能够说明反响已经到达平衡状态的是( )
A．容器中SO2、O2、SO3共存
B．SO2与SO3的浓度相等
C．容器中SO2、O2、SO3的物质的量之比为2:1:2
D．反响容器中压强不随时间变化
答案：D
点拨：对于反响前后计量数不等的反响，可以利用压强不变来判断反响是否到达平衡。
8．在已到达平衡的可逆反响2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)的体系中，充入由18O组成的氧气一段时间后，18O存在以下物质中的( )
A．SO2B．O2
C．SO3D．SO2、SO3、O2
答案：D
9．在一定温度下，可逆反响A(g)＋3B(g)2C(g)，到达平衡的标志是( )
A．C的生成速率与C的分解速率相等
B．单位时间内生成1mol A，同时生成3mol B
C．单位时间内生成B的速率，与生成C的速率相等(数值)
D．单位时间内生成1mol A，同时生成2mol C
答案：AD
点拨：C的生成速率指正反响速率，C的分解速率指逆反响速率，同一种物质的正、逆反响速率相等故到达平衡，A正确；单位时间内生成1mol A指逆反响速率，同时生3mol B也是逆反响速率，故无法判断是否到达平衡状态，B不正确；单位时间内生成B的速率为逆反响速率，单位时间内生成C的速率为正反响速率；二者之比为32时反响达平衡状态，二者相等(数值)不是平衡状态，C不正确；单位时间内生成1mol A为逆反响速率，同时生成2mol C为正反响速率，二者之比为1:2，等于化学计量数之比，故达平衡状态，D正确。
10．以下说法中可以充分说明反响：P(g)＋Q(g)R(g)＋S(g)在恒温下已达平衡状态的是( )
A．P、Q、R、S的浓度不再变化
B．P、Q、R、S的分子数之比为1:1:1:1
C．反响容器内P、Q、R、S共存
D．反响容器内总物质的量不随时间而变化
答案：A
解析：A符合化学平衡状态的概念，故正确；B、C只是说明容器中四者的存在情况，不知道正、逆反响速率是否相等，故无法判断反响是否到达平衡；由于该反响前后的化学计量数相等，反响容器中总物质的量不随时间而变化，故不能判断其是否平衡，D不正确。
点拨：大家还应注意化学平衡状态是维持在一定条件下的，一旦条件发生变化，平衡状态就将遭到破坏。动态平衡也表达了辩证唯物主义的根本观点，即运动是绝对的，而静止是相对的。
11．以下说法可以证明反响N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)，已达平衡状态的是( )
A．1个N≡N键断裂的同时，有3个H—H键形成
B．1个N≡N键断裂的同时，有3个H—H键断裂
C．1个N≡N键断裂的同时，有6个N—H键断裂
D．1个N≡N键断裂的同时，有6个N—H键形成
答案：AC
点拨：1个N≡N键断裂为正反响速率，有3个H—H键形成为逆反响速率，二者之比为1:3，等于化学计量数之比，故反响到达平衡状态，即A正确；1个N≡N键断裂，有3个H—H键断裂都为正反响速率，故无法判断反响状态，即B不正确；1个N≡N键断裂为正反响速率，同时有6个N—H键断裂为逆反响速率，相应物质的物质的量之比为1:2，等于化学计量数之比，故到达平衡状态，即C正确；1个N≡N键断裂的同时，有6个N—H键形成，二者描述的都是正反响速率，故无法判断反响状态，即D不正确。
12．298K时，合成氨反响的热化学方程式为：
N2(g)＋3H2(g)2NH3(g) ΔH＝－92.4kJ/mol，在该温度下，取1mol N2和3mol H2放在密闭容器内反响。以下说法正确的选项是( )
A．在有催化剂存在的条件下，反响放出的热量为92.4kJ
B．有无催化剂该反响放出的热量都为92.4kJ
C．反响放出的热量始终小于92.4kJ
D．假设再充入1mol H2，到达平衡时放出的热量应为92.4kJ
答案：C
点拨：该反响为可逆反响，正向不可能进行到底，所以1mol N2和3mol H2反响放出的热量始终小于92.4kJ，C正确。
13．一定温度下在恒容的容器中发生如下反响：
A(s)＋2B(g)C(g)＋D(g)，当以下物理量不发生变化时，能说明该反响已到达平衡状态的是( )
①混合气体的密度 ②混合气体的压强 ③混合气体的总物质的量 ④B的物质的量浓度
A．①④B．②③
C．②③④D．仅④
答案：A
点拨：根据ρ＝，ρ不变，说明m(气)不变，即生成A(s)的速率等于消耗A(s)的速率，①符合题意。这是一个等积反响，反响过程中压强始终保持不变，所以压强不变不能说明是否已达平衡。
14．(2022·江西高二期末考试)一定条件下，在体积为1L的密闭容器中，1mol X和1mol Y进行反响：2X(g)＋Y(g)Z(g)，以下表达能证明该反响已到达化学平衡状态的是( )
A．X的百分含量不再发生变化
B．c(X) :c(Y) :c(Z)＝2:1:1
C．容器内原子总数不再发生变化
D．同一时间内消耗2nmol X的同时生成nmol Z
答案：A
点拨：反响过程中原子个数守恒，所以C不合题意。消耗2nmol X与生成nmol Z是同一反响方向，也不能说明反响已达平衡。浓度之比为2:1:1，不能说明浓度保持不变。
15．对于恒容密闭容器中发生的可逆反响N2(g)＋3H2(g)2NH3(g) ΔH<0，能说明反响到达化学平衡状态的为( )
A．断开一个NN键的同时有6个N—H键生成
B．混合气体的密度不变
C．混合气体的平均相对分子质量不变
D．N2、H2、NH3分子数比为1:3:2的状态
答案：C
点拨：断开NN键与生成N—H键是同一个反响方向，A不对；平均相对分子质量＝，反响过程中m始终不变，假设不变，那么n不变，说明反响已达平衡。密闭容器混合气体密度始终不变。
二、选择题
16．(2022·山西高二检测)在水溶液中橙色的Cr2O与黄色的CrO有以下平衡关系：Cr2O＋H2O2CrO＋2H＋，把重铬酸钾(K2Cr2O7)溶于水配成的稀溶液是橙色的。
(1)向上述溶液中参加NaOH溶液，溶液呈________色。
(2)向已参加NaOH溶液的(l)溶液中再参加过量稀H2SO4，那么溶液呈______色。
(3)向原溶液中逐渐参加足量Ba(NO3)2溶液(BaCrO4为黄色沉淀)，那么平衡______(填“向左移动〞或“向右移动〞)，溶液颜色将____________________。
答案：(1)黄 (2)橙
(3)向右移动 由橙色逐渐变浅，直至无色
点拨：加碱中和溶液中的H＋，平衡右移，溶液中的c(CrO)增大；加酸使平衡左移，溶液中的c(Cr2O)增大；加Ba(NO3)2，发生的反响为：Ba2＋＋CrO===BaCrO4(黄色)↓，平衡向右移动，溶液颜色将由橙色逐渐变浅，直至无色。
17．(2022·宁夏高二检测)有可逆反响A＋B2C在不同温度下经过一定时间，混合物中C的百分含量与温度关系如下列图，那么：
(1)反响在________时到达化学平衡；
(2)此正反响为________热反响；
(3)由T1向T2变化时，v(正)______v(逆)(填“>〞、“<〞或“＝〞，下同)；
(4)由T3向T4变化时，v(正)______v(逆)。
答案：(1)T3 (2)放 (3)> (4)<
点拨：在T3时，混合物中C的百分含量到达最大值，说明反响到达平衡，再升高温度，C的百分含量减小，说明平衡向逆反响方向移动，故逆反响为吸热反响，那么正反响为放热反响；由T1向T2变化时，平衡向正反响方向进行，那么v(正)>v(逆)，由T3向T4变化时，平衡向逆反响方向移动，那么v(正)>v(逆)。
18．现有反响：mA(B)＋nB(g)pC(g)，到达平衡后，当升高温度时，B的转化率变大；当减小压强时，混合体系中C的质量分数也减小，那么：
(1)该反响的逆反响为______热反响，且m＋n______p(填“>〞、“＝〞或“<〞)；
(2)假设参加催化剂，平衡时气体混合物的总物质的量______(填“增大〞、“减小〞或“不变〞)。
(3)假设B是有色物质，A、C均无色，平衡后参加C(体积不变)时混合物颜色______(填“变深〞、“变浅〞或“不变〞)；假设维持容器内压强不变，充入氖气时，平衡______移动(填“向左〞、“向右〞或“不〞)。
答案：(1)放 > (2)不变 (3)变深 向左
点拨：(1)升高温度(向吸热反响方向移动)，B的转化率增大(向正反响方向移动)，所以正反响为吸热反响，那么逆反响为放热反响；减小压强(向气体体积增大的方向移动)，C的质量分数减小(向逆反响方向移动)，所以逆反响为气体体积增大的反响，即m＋n>p。
(2)参加催化剂，平衡不发生移动，故混合气体的总物质的量不变化。
(3)假设向密闭容器中参加C，那么平衡向逆反响方向移动，B的浓度增大，混合气体颜色加深，假设保证压强不变，当充入氖气时，容器体积增大，平衡向左移动。
法国科学家勒夏特列简介
勒夏特列是一位精力旺盛的法国科学家，他研究过水泥的煅烧和凝固、陶器和玻璃器皿的退火、磨蚀剂的制造以及燃料、玻璃和炸药的开展等问题。从他研究的内容也可看出他对科学和工业之间的关系特别感兴趣。此外，他对乙炔进行了研究，并创造了氧炔焰发生器，迄今还用于金属的切割和焊接。勒夏特列对水泥、陶瓷和玻璃的化学原理很感兴趣，也为防止矿井爆炸而研究过火焰的物化原理。这就使得他要去研究热和热的测量。1877年他提出用热电偶测量高温。它是由两根金属丝组成的，一根是铂，另一根是铂铑合金，两端用导线相接，一端受热时，即有一微弱电流通过导线，电流强度与温度成正比。他还利用热体会发射光线的原理创造了一种测量高温的光学高温计。这种热电偶和光学高温计可顺利地测定3 000℃以上的高温。
勒夏特列在1888年宣布了一条遐迩闻名的定律，那就是勒夏特列原理。勒夏特列原理的应用可以使某些工业生产过程的转化率到达或接近理论值，同时也可以防止一些并无实效的方案(如高炉加高的方案)，其应用非常广泛。这个原理可以表达为：“把平衡状态的某一因素加以改变之后，将使平衡状态向抵消原来因素改变的效果的方向移动。〞换句话说，如果把一个处于平衡状态的体系置于一个压力会增加的环境中，这个体系就会尽量缩小体积，重新到达平衡。由于这个缘故，这时压力就不会增加得像本来应该增加的那样多。又例如，如果把这个体系置于一个会正常增加温度的环境里，这个体系就会发生某种变化，额外吸收一局部热量。因此，温度的升高也不会像预计的那样大。
勒夏特列原理因可预测特定变化条件下化学反响的方向，所以有助于化学工业的合理化安排和指导化学家们最大限度地减少浪费，生产所希望的产品。例如哈伯借助于这个原理设计出他的从大气氮中生产氨的反响，这是个关系到战争与和平的重大创造，也是勒夏特列本人差不多比哈伯早二十年就曾预料过的创造。
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