2025年高一上學(xué)期化學(xué)化學(xué)平衡狀態(tài)判斷測(cè)試一、化學(xué)平衡狀態(tài)的核心概念與特征化學(xué)平衡狀態(tài)是指在一定條件下的可逆反應(yīng)中，正反應(yīng)速率與逆反應(yīng)速率相等，反應(yīng)混合物中各組分的濃度保持不變的狀態(tài)。其核心特征可概括為“動(dòng)、等、定、變”四個(gè)字：“動(dòng)”即動(dòng)態(tài)平衡，反應(yīng)并未停止，正逆反應(yīng)仍在進(jìn)行；“等”指正逆反應(yīng)速率相等；“定”是各組分濃度、質(zhì)量分?jǐn)?shù)、體積分?jǐn)?shù)等保持恒定；“變”則表示當(dāng)外界條件改變時(shí)，平衡狀態(tài)可能發(fā)生移動(dòng)。從微觀角度看，化學(xué)平衡的本質(zhì)是反應(yīng)體系中分子的有效碰撞達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡。以合成氨反應(yīng)N?(g)+3H?(g)?2NH?(g)為例，當(dāng)反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，單位時(shí)間內(nèi)斷裂N≡N鍵的氮分子數(shù)與形成N≡N鍵的氮分子數(shù)相等，氫氣和氨氣的分子數(shù)變化也遵循這一規(guī)律。此時(shí)容器內(nèi)氣體的總壓強(qiáng)、密度（恒容條件下）等宏觀性質(zhì)不再改變，但微觀粒子的運(yùn)動(dòng)從未停止。二、平衡狀態(tài)判斷的基本依據(jù)（一）直接判斷依據(jù)速率關(guān)系：同一物質(zhì)的正反應(yīng)速率等于逆反應(yīng)速率。例如，對(duì)于反應(yīng)2SO?(g)+O?(g)?2SO?(g)，當(dāng)v正(SO?)=v逆(SO?)或v正(O?)=v逆(O?)時(shí)，反應(yīng)達(dá)到平衡。需注意，若用不同物質(zhì)表示速率，需滿足“一正一逆，比例等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比”，如v正(SO?)=2v逆(O?)可作為平衡標(biāo)志。濃度關(guān)系：各組分的濃度（或物質(zhì)的量、質(zhì)量、體積分?jǐn)?shù)）不再隨時(shí)間變化。例如，密閉容器中進(jìn)行的反應(yīng)H?(g)+I?(g)?2HI(g)，當(dāng)混合氣體中HI的體積分?jǐn)?shù)穩(wěn)定在35%時(shí)，可判斷反應(yīng)達(dá)到平衡。（二）間接判斷依據(jù)（需結(jié)合反應(yīng)特點(diǎn)）條件類型適用反應(yīng)特征平衡狀態(tài)標(biāo)志壓強(qiáng)反應(yīng)前后氣體分子數(shù)不等（Δn≠0）體系壓強(qiáng)不再變化氣體密度有非氣體物質(zhì)參與或Δn≠0（恒容）密度不再變化氣體平均摩爾質(zhì)量反應(yīng)前后氣體質(zhì)量變化或Δn≠0平均摩爾質(zhì)量不再變化顏色有有色氣體參與混合氣體顏色不再變化典型誤區(qū)分析：對(duì)于反應(yīng)H?(g)+Cl?(g)?2HCl(g)（Δn=0），恒容條件下壓強(qiáng)、密度始終不變，不能作為平衡標(biāo)志；而對(duì)于反應(yīng)C(s)+H?O(g)?CO(g)+H?(g)（Δn≠0且有固體參與），恒容時(shí)密度和壓強(qiáng)均可作為平衡判斷依據(jù)。三、不同類型平衡體系的判斷示例（一）氣相可逆反應(yīng)例1：在恒溫恒容密閉容器中發(fā)生反應(yīng)N?O?(g)?2NO?(g)，下列哪些現(xiàn)象能說(shuō)明反應(yīng)達(dá)到平衡？①容器內(nèi)顏色不再變化②混合氣體的壓強(qiáng)不再變化③N?O?的轉(zhuǎn)化率不再變化④v正(N?O?)=2v逆(NO?)⑤混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量為57.5解析：①NO?為紅棕色氣體，顏色不變說(shuō)明其濃度恒定，可作為標(biāo)志；②該反應(yīng)Δn≠0，壓強(qiáng)不變能說(shuō)明平衡；③轉(zhuǎn)化率不變意味著各物質(zhì)濃度不再變化；④速率關(guān)系應(yīng)為2v正(N?O?)=v逆(NO?)，原表述錯(cuò)誤；⑤平均相對(duì)分子質(zhì)量M=m/n，反應(yīng)過(guò)程中m不變、n變化，當(dāng)M為定值時(shí)說(shuō)明n不變，達(dá)到平衡。答案：①②③⑤（二）氣固混合反應(yīng)例2：判斷反應(yīng)C(s)+CO?(g)?2CO(g)在恒溫恒容條件下是否達(dá)到平衡的依據(jù)是（）A.容器內(nèi)氣體密度不變B.CO?和CO的濃度相等C.氣體的總物質(zhì)的量不再變化D.碳的質(zhì)量不再變化解析：A項(xiàng)，恒容時(shí)氣體質(zhì)量m隨反應(yīng)進(jìn)行而變化，密度ρ=m/V，密度不變說(shuō)明m恒定，達(dá)到平衡；B項(xiàng)，濃度相等不一定是穩(wěn)定狀態(tài)，與初始投料有關(guān)；C項(xiàng)，該反應(yīng)Δn≠0，總物質(zhì)的量n不變時(shí)達(dá)到平衡；D項(xiàng)，碳為固體，其質(zhì)量不變說(shuō)明正逆反應(yīng)速率相等。答案：ACD四、典型題型與解題策略（一）選擇題（單選/多選）例3：（雙選）對(duì)于可逆反應(yīng)2NO(g)+O?(g)?2NO?(g)ΔH<0，下列說(shuō)法正確的是（）A.單位時(shí)間內(nèi)生成2molNO同時(shí)消耗1molO?，反應(yīng)達(dá)到平衡B.恒溫恒容下，當(dāng)體系壓強(qiáng)不變時(shí)，反應(yīng)一定達(dá)到平衡C.混合氣體的顏色不再變化是平衡狀態(tài)的標(biāo)志之一D.加入催化劑可使平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)解析：A項(xiàng)，生成NO和消耗O?均表示逆反應(yīng)方向，無(wú)法判斷平衡；B項(xiàng)，該反應(yīng)Δn=2+1-2=1≠0，壓強(qiáng)不變可作為平衡標(biāo)志；C項(xiàng)，NO?為紅棕色，顏色不變說(shuō)明濃度恒定；D項(xiàng)，催化劑不影響平衡移動(dòng)。答案：BC（二）填空題例4：在體積為2L的密閉容器中，充入2molSO?和1molO?，發(fā)生反應(yīng)2SO?(g)+O?(g)?2SO?(g)。2min后測(cè)得SO?的物質(zhì)的量為1.2mol。（1）用SO?表示的平均反應(yīng)速率v(SO?)=mol·L?1·min?1。（2）此時(shí)SO?的轉(zhuǎn)化率為%。（3）能說(shuō)明反應(yīng)達(dá)到平衡的是________（填序號(hào)）。①c(SO?)=c(SO?)②容器內(nèi)壓強(qiáng)保持不變③v逆(O?)=2v正(SO?)④混合氣體的密度保持不變解析：（1）根據(jù)“三段式”計(jì)算：2SO?(g)+O?(g)?2SO?(g)起始量(mol)：210變化量(mol)：1.20.61.22min末量(mol)：0.80.41.2v(SO?)=Δc/Δt=1.2mol/(2L×2min)=0.3mol·L?1·min?1。（2）轉(zhuǎn)化率=變化量/起始量×100%=1.2mol/2mol×100%=60%。（3）①濃度相等不一定是平衡狀態(tài)；②Δn≠0，壓強(qiáng)不變可作為標(biāo)志；③正確關(guān)系應(yīng)為v逆(O?)=v正(SO?)/2，原表述錯(cuò)誤；④恒容條件下，混合氣體質(zhì)量和體積均不變，密度始終不變。答案：（1）0.3；（2）60；（3）②（三）圖像分析題例5：某溫度下，在密閉容器中進(jìn)行反應(yīng)A(g)+2B(g)?3C(g)，反應(yīng)過(guò)程中各物質(zhì)濃度隨時(shí)間變化如圖所示。（1）t?時(shí)刻反應(yīng)是否達(dá)到平衡？（填“是”或“否”），判斷依據(jù)是________________。（2）t?時(shí)刻改變的條件可能是（填字母）。A.升溫（正反應(yīng)吸熱）B.加入催化劑C.增大壓強(qiáng)D.分離出部分C解析：（1）t?時(shí)刻后，A、B、C的濃度仍在變化（A、B濃度減小，C濃度增大），說(shuō)明未達(dá)到平衡。答案：否；各物質(zhì)濃度仍隨時(shí)間變化（2）t?時(shí)刻后，C濃度突然減小，A、B濃度瞬間不變后逐漸減小，說(shuō)明平衡正向移動(dòng)。分離出C會(huì)導(dǎo)致C濃度減小，平衡正向移動(dòng)，符合圖像變化。答案：D五、易錯(cuò)點(diǎn)與解題技巧總結(jié)（一）常見易錯(cuò)點(diǎn)混淆“濃度不變”與“濃度相等”：平衡狀態(tài)強(qiáng)調(diào)濃度不再變化，而非各物質(zhì)濃度相等。例如，反應(yīng)2NO?(g)?N?O?(g)達(dá)到平衡時(shí)，NO?濃度可能是N?O?的2倍，也可能不是，取決于初始投料。忽略反應(yīng)條件：恒容與恒壓條件下的判斷依據(jù)不同。例如，反應(yīng)CO(g)+H?O(g)?CO?(g)+H?(g)（Δn=0），恒容時(shí)壓強(qiáng)不變不能作為平衡標(biāo)志，而恒壓時(shí)體積不變可作為標(biāo)志。錯(cuò)誤應(yīng)用速率關(guān)系：需嚴(yán)格遵循“一正一逆，比例等于計(jì)量數(shù)”原則。例如，對(duì)于反應(yīng)3H?(g)+N?(g)?2NH?(g)，v正(H?)=3v逆(N?)可作為平衡標(biāo)志，而v正(H?)=v逆(NH?)則不能。（二）解題技巧“變量不變即平衡”原則：若某物理量在反應(yīng)過(guò)程中是變量（如壓強(qiáng)、濃度、顏色等），當(dāng)該量不再變化時(shí)，可判斷反應(yīng)達(dá)到平衡；若為恒量（如質(zhì)量、密度在恒容且全氣體反應(yīng)中），則不能作為標(biāo)志。“三段式”分析法：對(duì)于涉及計(jì)算的平衡問(wèn)題，通過(guò)列出起始量、變化量、平衡量，可直觀判斷濃度變化趨勢(shì)，進(jìn)而確定是否達(dá)到平衡。圖像題解題步驟：看橫縱坐標(biāo)（時(shí)間、濃度、壓強(qiáng)等）；分析曲線變化趨勢(shì)（增大、減小、不變）；結(jié)合反應(yīng)特點(diǎn)判斷平衡狀態(tài)（轉(zhuǎn)折點(diǎn)通常為平衡點(diǎn)）。六、綜合應(yīng)用題例6：在一個(gè)體積可變的密閉容器中，加入2molA和1molB，發(fā)生反應(yīng)2A(g)+B(g)?3C(g)+D(s)，達(dá)到平衡時(shí)，C的濃度為1.2mol·L?1。若維持溫度和壓強(qiáng)不變，按下列四種配比作為起始物質(zhì)，達(dá)到平衡后C的濃度仍為1.2mol·L?1的是（）A.4molA+2molBB.3molC+1molD+1molBC.3molC+0.8molDD.1.6molA+0.8molB+0.6molC+0.3molD解析：該反應(yīng)為氣體體積不變的反應(yīng)（Δn=2+1-3=0，D為固體），壓強(qiáng)不影響平衡。在恒溫恒壓條件下，“一邊倒”后與原平衡起始量成比例即可建立等效平衡。原平衡起始量相當(dāng)于2molA+1molB，或3molC+1molD（完全轉(zhuǎn)化）。A項(xiàng)，4molA+2molB與原平衡比例相同（2:1），等效平衡，C濃度相同；B項(xiàng)，3molC+1molD+1molB相當(dāng)于2molA+2molB，B過(guò)量，不等效；C項(xiàng)，D為固體，0.8molD不足，無(wú)法完全轉(zhuǎn)化為2molA+1molB；D項(xiàng)，“一邊倒”后A=1.6+0.6×(2/3)=2mol，B=0.8+0.6×(1/3)=1mol，與原平衡完全相同，等效平衡。答案：AD例7：在恒溫恒容條件下，有反應(yīng)2NO(g)+O?(g)?2NO?(g)ΔH<0。下列圖像中能正確表示該反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的是（）（圖像選項(xiàng)：A.v正、v逆隨時(shí)間變化，v正始終大于v逆；B.NO濃度隨時(shí)間增大后不變；C.體系壓強(qiáng)隨時(shí)間增大后不變；D.混合氣體平均摩爾質(zhì)量隨時(shí)間減小后不變）解析：A項(xiàng)，v正=v逆時(shí)才