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第 2 讲 化学平衡状态
1、理解化学平衡的基本概念和建立过程
2、了解化学反应的可逆性
3、掌握化学平衡状态的特征。
4、理解可逆反应的内涵和特点，判断可逆反应进行到平衡状态。
重点:化学平衡状态的概念和特征、可逆反应的特点
难点:可逆反应的理解、化学平衡状态的特征
一、化学平衡含义
1．定义: 一定条件下，可逆反应里，正反应速率和逆反应速率相等，反应混合物中各组分
的浓度保持不变的状态。
2．内在本质： = （≠ 0 ）
V 正 V 逆
3、外在标志:反应混合物中各组分的浓度保持不变
二、平衡特征
1.逆：可逆反应
2.等：正反应速率等于逆反应速率
3.动：正逆反应均未停止，只是速率相等，是动态平衡
4.变：条件改变，原平衡被打破，在新的条件下建立新的平衡即平衡移动
三、例：在一定条件下的容积不变的密闭容器中，合成氨反应如下：
N＋3H⇋2NH （条件为高温高压和催化剂）
2 2 3
①如图a所示，N 与H 发生反应，随着反应的进行，体系中NH 的浓度逐渐增大，而
2 2 3
N 和H 的浓度逐渐减小，从某一时刻开始，它们的浓度均不再改变。
2 2
②如图b所示，NH 发生分解反应，随着反应的进行，体系中N 与H 的浓度逐渐增大，
3 2 2而NH 的浓度逐渐减小，从某一时刻开始，它们的浓度均不再改变。
3
(2)可逆反应体系中，当正、逆反应的速率相等时，反应物和生成物的浓度均保持不变，
即体系的组成不随时间而改变，这表明该反应中物质的转化达到限度，这时的状态我们称
之为化学平衡状态，简称化学平衡。
(3)化学平衡是一种动态平衡。
1．判断正误，正确的打“√”，错误的打“×”。
(1)对于反应A（g）+B（g）⇌C（g）+D（g），压强不随着时间而变，说明反应已达到平
衡状态( )
(2) 对于反应 NO （g）+SO(g) ⇌ SO (g) +NO(g), 当每消耗 1 mol SO 的同时生成
2 2 3 3
1molNO 时，说明反应达到平衡状态。()
2
(3)对于反应A(g) +B(g) ⇌2C(g) +D(g)，当密度保持不变，在恒温恒容或恒温恒压条件下，
均不能作为达到化学平衡状态的标志。( )
❑
(4) 2H O 2H↑ +O ↑为可逆反应。( )
2 2 点 燃 2 2
【答案】 (1)× (2)× (3)× (4)×
考点1化学平衡状态的建立
若把某一可逆反应的反应物加入密闭容器中，其反应过程如下:
(1)反应刚开始时:反应物浓度最大，正反应速率最大，生成物浓度为0，逆反应速率为0。
(2)反应过程中:反应物浓度逐渐减小,正反应速率逐渐减小,生成物浓度逐渐增大，逆反应速
率逐渐增大。
(3)反应到某一时刻，必然出现 =v ，即正反应消耗反应物的量与逆反应生成反应物的量
V正 逆
相等，反应物和生成物的浓度不再发生变化，此时就达到化学平衡状态，如图甲所示。若
反应从逆向开始，化学平衡建立过程如图乙所示。
下列关于化学平衡状态的理解正确的是()A.所有反应都存在平衡状态
B.反应物与生成物的浓度相等，这化学牛衡时反
C.正反应与逆反应停止进行
D.正反应和逆反应的速率相等
【答案】D
【解析】A项,只有可逆反应存在化学平衡状态;B项，反应物浓度和生成物浓度不变，而不
是相等;C项,正逆反应仍在继续,没有停止,化学平衡是一种动态平衡。
故选:D
在一定条件下，使SO 和O 在一密闭容器中进行反应，下列说法中不正确的是(
2 2
)
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
【答案】 A
【解析】反应物浓度不会减小为0，故正反应速率不会减小为0。
答案选A。
在200 ℃时，将a mol H (g)和b mol I (g)充入体积为V L的密闭容器中，发生反应：
2 2
I2(g)＋H2(g) 2HI(g)。(1)反应刚开始时，由于c(H)＝________，c(I )＝________，而
2 2
c(HI)＝________，所以化学反应速率________(填“ ”或“ ”，下同)最大，而
V正 V逆
________最小(为零)。(2)随着反应的进行，反应混合物中各组分浓度的变化趋势为
c(H)________(填“增大”“减小”或“不变”，下同)，c(I )________，而
2 2
c(HI)________，从而化学反应速率 ________，而 ________。(3)当反应进行到 与
V正 V逆 V正 V逆
________时，此可逆反应就达到了平衡，若保持外界条件不变时，反应混合物中各组分的
物质的量、物质的量浓度、质量分数、体积分数、反应物的转化率和生成物的产率等都将
________。
a b
【答案】(1) mol·L－1 mol·L－1 0 (2)减小 减小 增大 减小 增大(3)相
V V V正 V逆
等 不变考点2化学平衡状态的特征与判断
一、标志一： = ≠0
V正 V逆
1、用同一种物质来表示反应速率时：该物质的生成速率与消耗速率相等。即单位时间内生
成与消耗某反应物(生成物)的量相等。
2、用不同种物质来表示反应速率时，必须符合两方面：
①表示两个不同的方向。
②速率之比化学方程式中相应的化学计量数之比。
二、标志二:变量不变
1、各组分浓度保持不变 (注意不是相等，也不是成一定的比值)
①各组分的物质的量或物质的量分数保持不变
②各组分的质量或质量分数保持不变
③各气体的体积或体积分数保持不变
特例:只有生成物有气体时，体积分数始终不变，不是变量
2、气体的平均相对分子质M
①M=m/n总，m取决于有无非气体n取决于气体系数差。
若各物质均为气体，m总为定值
以mA(g)+nB(g)=pC(g)+qD(g) 为例
若m+n≠p+q n总为变量、M为变量，若M不变时，即为平衡状态
若m+n=p+q n总为定值M为定值 M不变时，不一定为平衡状态
②若有非气体参与 m总为变量即M为变量 ，M不变时，即为平衡状态。
若各物质均为气体且m+n≠p+q ，M不变时，即为平衡状态
若各物质均为气体，且m+n=p+q，M不变时，不一定为平衡状态
若有非气体参与 ，M不变时，即为平衡状态
3、气体密度ρ ρ=m/V总容器
若各物质均为气体则 m总为定值
以mA(g)+nB(g)=ρC(g)+qD(g) 为例
①恒容 ρ为定值， ρ不变时， 不一定为平衡状态
②恒压 若m+n≠p+q，V容器为变量，即ρ为变量 ρ不变时，一定为平衡状态
若m+n=ρ+qV容器为定值即ρ为定值量 ρ不变时，不一定为平衡状态
③若有非气体参与则 m总为变量
恒压或是恒容时ρ都为变量， ρ不变时， 一定为平衡状态
4、混合气体总压强
PV=nRT
因为恒容、恒温条件下，n(g)越大则压强P就越大，则无论各成份是否均为气体，只需考虑Δn(g)。
当△n(g)=0，则P为恒值，不一定是化学平衡状态。
当△n(g)≠0，则P一定时，一定是化学平衡状态。
5、体系的颜色和温度不变
1.一定温度下，在固定容积的密闭容器中，可逆反应:mA(s) + nB(g)= pC(g)
+qD(g)，当m、n、p、q为任意正整数时，下列状态:①体系的压强不再发生变化②体系的
密度不再发生变化③各组分的物质的量浓度不再改变④各组分的质量分数不再改变⑤反应
速V :V :V =n:p:q其中，能说明反应已达到平衡的是( )
B C D
A.只有③④ B. 只有②③④ C. 只有①②③④ D.①②③④⑤
【答案】B
【解析】B．①恒温恒容条件下，气体压强与气体的物质的量成正比，如果n=p+q,则体系
的压强始终不变，所以体系的压强不再发生变化时，反应没有达到平衡状态，故①错误;
②反应前后气体的总质量增大，容器体积不变，则体系的密度逐渐增大，当容器内体系的
密度不再发生变化，反应达到平衡状态，故②正确:
③各组分的物质的量浓度不再改变，正逆反应速率相等，反应达到平衡状态，故③正确;
④各组分的质量分数不再改变，正逆反应速率相等，反应达到平衡状态，故④正确;
⑤无论反应是否达到平衡状态都存在“反应速率V :Vc:V =n:p:q”,不能据此判断平衡状态，
B D
故⑤错误;
故选:B。
可逆反应N(g) + 3H(g)⇌2NH (g)的正、逆反应速率可用各反应物或生成物浓度的
2 2 3
变化来表示。下列各关系中能说明反应已达到平衡状态的是( )
A.3 (N )= (H ) B. (N ) = (NH )
V正 2 V正 2 V正 2 V逆 3
C.2 (H ) =3 (NH ) D. (N )= 3 (H )
V正 2 V逆 3 V正 2 V逆 2
【答案】C
【解析】因化学反应达到平衡时，正逆反应速率相等(同种物质)或正逆反应速率之比等于
系数之比(不同物质)。
A、无论该反应是否达到平衡状态，都有3 (N ) = (H ) ， 故A错误;
V正 2 V正 2
B、反应达到平衡状态时， (N )与 (NH )之比等于1:2，故B错误;
V正 2 V逆 3
C、反应达到平衡状态时， (H ) : (NH ) = 3: 2， 故C正确;
V正 2 V逆 3D、反应达到平衡状态时， (N ) : (H ) =1:3，且没有注明正逆速率，故D错误;故选C.
V正 2 V逆 2
答案选C。
催化剂
对可逆反应4NH (g)+5O(g) 4NO(g)+6H O(g),下列叙述正确的是(
3 2 2
△
)
A.达到化学平衡时4 (O )=5 (NO)
V正 2 V逆
B.若单位时间内生成x molNO的同时,消耗 x mol NH₃,则反应达到平衡状态
C.达到化学平衡时,若增大容器容积,则正反应速率减小,逆反应速率增大
D.化学反应速率关系:2 (NH )=3 (H O)
V正 3 V正 2
【答案】A
【解析】根据反应速率之比等于化学计量数之比可知,4 (O ) =5 (NO), 该反应达到化学
V正 2 V逆
平衡状态时 (NO) = (NO)，即4 (O )=5 (NO), A 正确;若单位时间内生成x mol NO
V正 V逆 V正 2 V逆
的同时，消耗x molNH,表示同方向的反应,不能说明正、逆反应速率相等，反应不一定达到
化学平衡状态,B错误:达到化学平衡时,若增大容器容积，则各物质的浓度减小,正、逆反应
速率均减小,C错误;根据反应速率之比等于化学计量数之比可知，3 (NH ) = 2 (H O)，
V正 3 V正 2
D错误。
【答案】A
1．可逆反应N+3H ⇌2NH 在密闭容器中进行一段时间后，达到平衡状态。则下列说法中
2 2 3
正确的是( )
A.N、H 不再化合
2 2
B.N 、H，NH ;浓度不再变化
2 2 3
C．N H、NH 的速率之比为1:3:2
2 2 3
D，改变条件，N、H、NH 的浓度也不再变化
2 2 3
【答案】B
【解析】A.达到平衡时，正，逆反应仍在进行，只是正，逆反应速率相等，故A不选: B.达
到平衡时，各组分的质量或浓度不再发生变化，故选B:
C.速率之比等于化学计量数之比，不能说明正反应速率等于道反应速率，因此不能说明反
应是否达到平衡状态，故C不选:D.化学平衡是动态平衡，若条件改变引起平衡移动时，
N:、H、NH的浓度会随之改变，故D不选:故选:B。答案为B
2. 一个不传热的固定容积的密闭容器中发生可逆反应：mA(g)＋nB(g)⇌pC(g)＋qD(g)(m、
n、p、q为任意整数)。下列不能作为达到平衡状态的标志的是（ ）
A．单位时间内有m mol A消耗，同时有p mol C生成
B．体系的温度不再改变
C．各组分的浓度不再改变
D．各组分的质量分数不再改变
【答案】A
【解析】A．单位时间内有m mol A消耗同时有p mol C生成均指正反应速率，不能作为达
到平衡状态的标志，故符合题意；B．体系的温度随反应而变化，体系的温度不再改变时，
达到平衡，不符合题意； C．平衡状态的直接标志是各组分的浓度不再改变，达到了平衡，
不符合题意；D．各组分的质量分数不再改变，达到了平衡不符合题意；故选A。
3.在某恒压密闭容器中充入1molCO和2molH ，发生反应：CO(g)+2H(g)⇌CH OH(g)，下
2 2 3
列说法中能够判断该反应一定处于平衡状态的是（ ）
A．单位时间内生成1molCH OH的同时消耗2molH
3 2
B．容器中CO与H 的体积之比恒定不变
2
C．容器中CO与CHOH物质的之比为1:1
3
D．容器中混合气体的密度不随时间变化
【答案】D
【解析】A．单位时间内生成1molCH OH的同时消耗2molH ，反应进行的方向相同，不一
3 2
定达平衡状态，A不正确；B．反应前，容器中充入1molCO和2molH ，其物质的量之比
2
等于化学计量数之比，不管反应进行到何种程度，CO与H 的体积之比始终为1:2，B不正
2
确；C．容器中CO与CHOH物质的之比为1:1，可能是反应进行过程中的某个阶段，不一
3
定是平衡状态，C不正确；D．反应在恒压条件下进行，反应前后气体的分子数不等，则
反应过程中气体的体积在不断发生改变，而混合气的总质量不变，所以平衡前混合气体的
密度不断发生改变，当气体的密度不随时间变化时，反应达平衡状态，故D正确；
答案选D。
4．乙酸和乙醇发生酯化反应：CHCOOH+CH3CH2OH⇌CH COOCH CH+H O。起始时向
3 3 2 3 2
某圆底烧瓶中加入浓硫酸和，反应达到平衡后，下列有关说法正确的是（ ）
A．反应需要加热，则说明该酯化反应为吸热反应
B．反应达到平衡后的物质的量不可能为0.008molC．加入反应一段时间后，反应混合物分子中均含
D．和分子中均含时，说明该反应已达平衡状态
【答案】B
【解析】反应的吸热、放热与反应条件无关，故A错误；B．由用量可知乙酸过量，若乙
醇完全反应消耗CHCOOH的物质的量为0.04mol，则剩余CHCOOH的物质的量为
3 3
0.01mol，因该反应为可逆反应，反应物不能完全消耗，则试剂消耗CHCOOH的物质的量
3
小于0.04mol，平衡后CHCOOH的物质的量大于0.01mol，因此不可能为0.008mol，故B
3
正确；C．酸醇酯化时，酸脱羟基醇脱羟基氢，因此加入CHCH 18OH后，反应混合物中
3 2
只有CHCH 18OH和乙酸乙酯中存在18O，故C错误；D．由上述解析可知CHCHOH和
3 2 3 2
CHCOOCH CH 分子中始终含有18O，不能据此判断平衡状态，故D错误；故选：B。
3 2 3
故选B。
5. 温度下，在容积为V L的密闭容器中进行反应：aN(g) ⇌bM(g)，M、N的物质的量随时
间的变化曲线如图所示：
(1)此反应的化学方程式中 = 。
(2)t 到t 时刻，以M的浓度变化表示的平均反应速率为 。
1 2
(3)下列叙述中能说明上述反应达到平衡状态的是___________。
A．反应中M与N的物质的量之比为1∶1
B．混合气体的总质量不随时间的变化而变化
C．混合气体的总物质的量不随时间的变化而变化
D．单位时间内每消耗a mol N，同时生成b mol M
【答案】 (1)21
(2) mol·L-1·min-1
（t −t ）V
2 1
(3)C
a ∆n(N) (8−4)mol
【解析】（1）t 时， = = = 2；
2 b ∆n(M) (4−2)mol
(4−3)mol 1
（2）v(M)= = mol·L-1·min-1；
（t −t ）min×VL （t −t ）V
2 1 2 1
（3）该反应反应前后气体体积发生改变，因此其总物质的量会发生改变，当总物质的量不
变时达到平衡状态。
6. 硫代硫酸钠 是重要的化工原料，易溶于水。实验室中探究 与某些金
属阳离子的氧化还原反应情况。
资料：i. (紫黑色) ；
ii. 为白色沉淀， ；
。
回答下列问题：
探究一
编
装置 试剂X 实验现象
号
溶 混合后溶液先变成紫黑色， 后溶液几乎变为
①
液 无色
一段时间后，生成白色沉淀，振荡后，沉淀溶
② 溶液
解，得到无色溶液
(1)根据实验①的现象，初步判断最终 被 还原为 ，通过 (填操作、试剂
和现象)，进一步证实生成了 。进一步实验证明 最终被氧化为 ，该过程总反
应的化学方程式为 。
(2)氧化性： (同浓度)。但实验②中 未发生氧化还原反应的原因是 。探究二
编
装置 试剂X 实验现象
号
溶 立即生成白色絮状沉淀，沉淀很快变为黑色沉
③
液 淀。
(3)实验③中黑色沉淀可能为 或 。通过 (填操作、试剂和现象)，进一步证实
生成了 。白色絮状沉淀变为黑色沉淀的化学方程式为 。
(4)将 溶液逐滴滴入 溶液中至过量，该过程可观察
到的实验现象为 。
【答案】(1) 取反应后的混合液少量并加入铁氰化钾溶液，产生蓝色沉淀，则有
Fe2+生成2Fe(NO )+2Na SO=2Fe(NO)+2NaNO +Na SO (2)Ag+与SO2- 生成稳定的配合
3 3 2 2 3 3 2 3 2 4 6 2 3
物，浓度降低，Ag+的氧化性和SO2- -的还原性减弱
2 3
(3) 取少量固体于试管中，加入稀硝酸，固体溶解，产生无色气体，在试管口变为红
色gSO+H O=Ag S+HSO
2 3 2 2 2 4
(4)开始滴加一段时间后，生成白色沉淀，白色沉淀最终变为黑色沉淀
【解析】（1）实验①的现象是混合后溶液先变成紫黑色，30s后溶液几乎变为无色，取反
应后的混合液少量并加入铁氰化钾溶液，产生蓝色沉淀，则有Fe2+生成，可判断为Fe3+被
SO2- 还原为Fe2+，SO2- 最终被氧化为SO2- ，该过程总反应的化学方程式为：
2 3 2 3 4 6
2Fe(NO )+2Na SO=2Fe(NO)+2NaNO +Na SO ，答案为：取反应后的混合液少量并加
3 3 2 2 3 3 2 3 2 4 6
入铁氰化钾溶液，产生蓝色沉淀，则有Fe2+生成，
2Fe(NO )+2Na SO=2Fe(NO)+2NaNO +Na SO；
3 3 2 2 3 3 2 3 2 4 6
（2）同浓度氧化性：Ag+>Fe3+，但实验②未发生Ag+与SO2- 之间的氧化还原反应，结合实
2 3
验现象先生成白色絮状沉淀，振荡后，沉淀溶解，得到无色溶液，说明Ag+与SO2- 生成稳
2 3
定的配合物，浓度降低，Ag+的氧化性和SO2- 的还原性减弱，故答案为：Ag+与SO2- 生成稳
2 3 2 3
定的配合物，浓度降低，Ag+的氧化性和SO2- 的还原性减弱；
2 3（3）若是Ag S则可以被硝酸氧化，所以通过检验硝酸的还原产物一氧化氮来检验Ag S，
2 2
具体操作：取少量固体于试管中，加入稀硝酸，固体溶解，产生无色气体，在试管口变为
红色，白色絮状沉淀变为黑色沉淀的说明硫元素一部分转变为硫化银，硫的化合价降低
到-2价，另一部分化合价升高到+6价生成硫酸，化学方程式为：
AgS O+H O=Ag S+HSO ，答案为：取少量固体于试管中，加入稀硝酸，固体溶解，产
2 3 2 2 2 4
生无色气体，在试管口变为红色；AgS O+H O=Ag S+HSO ；
2 3 2 2 2 4
