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考点2 化学平衡的标志和判断方法
一．判断化学平衡状态的两种方法
1．用本质特征判断
(1)动态标志：v正＝v逆≠0
判断依据：正反应速率与逆反应速率相等，即v正＝v逆。
(1)同一种物质：该物质的生成速率等于它的消耗速率。
(2)不同的物质：速率之比等于化学方程式中各物质的化学计量数之比，但必须是不同方向的速率。如aA＋bBcC＋dD，＝
用宏观特征判断
(2)静态标志：“变量”不变
判断依据：反应混合物中各组成成分的浓度、含量保持不变。
(1)各组成成分的质量、物质的量、分子数、体积(气体)、物质的量浓度均保持不变。
(2)各组成成分的质量分数、物质的量分数、气体的体积分数均保持不变。
(3)反应物的转化率、产物的产率保持不变。
3．用“总压强、混合气体的密度、平均摩尔质量”判断平衡状态的注意事项
(1)恒温恒容条件下，用“总压强、平均摩尔质量”判断平衡状态时，要特别关注反应前后气体分子总数的变化，如：
mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g) 是否平衡
压强 当m＋n≠p＋q时，总压强一定(其他条件一定) 是
当m＋n＝p＋q时，总压强一定(其他条件一定) 不一定
混合气体的 当m＋n≠p＋q时，一定 是
当m＋n＝p＋q时，一定 不一定
(2)恒温恒容条件下，用“混合气体的密度”判断平衡状态时，要特别关注反应前后是否有非气态物质参与反应，如
关注各物质的状态 是否平衡
密度ρ C(s)＋CO2(g)2CO(g)(ρ一定) 是
N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)(ρ一定) 不一定
H2(g)＋I2(g)2HI(g)(ρ一定) 不一定
【点拨】 理解平衡状态判定标志 （有正有逆 符合比例；变量不变即平衡）
(1)全部是气体参加的非等体积反应，体系的压强、平均相对分子质量不再随时间而变化。
(2)对同一物质而言，断裂的化学键的物质的量与形成的化学键的物质的量相等。
(3)对于有色物质参加或生成的可逆反应，体系的颜色不再随时间而变化。
(4)绝热体系的温度不变，说明反应处于平衡状态。
(5)全部是气体的非等体积反应，恒压条件下，密度不再变化；对于有固体参与或生成的气体平衡体系，密度不再变化。
总之，要抓住变化的量不变可作平衡的标志；如果该物理量始终是一个定值，就不能作为判断是否达平衡的标志。
1．反应2NaHCO3Na2CO3＋CO2↑＋H2O、Na2CO3＋CO2＋H2O===2NaHCO3互为可逆反应( )
2．化学反应达到平衡后，反应物和生成物的浓度或百分含量相等( )
3．在1 L的密闭容器中发生反应：2NO(g)＋O2(g) 2NO2(g)，当容器中气体的颜色保持不变时，说明反应已达到平衡状态( )
4．对于反应H2(g)＋I2(g) 2HI(g)，当压强不变时，反应达到平衡状态( )
5．恒温恒容下进行的可逆反应：2SO2(g)＋O2(g) 2SO3(g)，当SO3的生成速率与SO2的消耗速率相等时，反应达到平衡状态( )
6．在一定条件下，向密闭容器中充入1 molN2和3 mol H2充分反应，生成2 molNH3( )
答案 1.× 2.× 3.√ 4.× 5.× 6.×
举例 mA(g)+nB(g)pC(g) +qD(g) 状态
混合物体系中各成分的含量 各物质的物质的量或各物质的物质的量分数一定 平衡
各物质的质量或各物质的质量分数一定 平衡
各气体的体积或体积分数一定 平衡
总压强、总体积、总物质的量一定 不一定 平衡
正、逆反应速率的关系 在单位时间内消耗了m mol A，同时生成m mol A， 即v正=v逆 平衡
在单位时间内消耗了n mol B，同时生成p mol C 不一定 平衡
vA∶vB∶vC∶vD=m∶n∶p∶q，v正不一定等于v逆? 不一定 平衡
在单位时间内生成了n mol B，同时消耗了q mol D 不一定 平衡
压强 m+n≠p+q时，总压强一定（其他条件一定） 平衡
m+n=p+q时，总压强一定（其他条件一定） 不一定 平衡
混合气体的平均相对分子质量（） 一定，当m+n≠p+q时 平衡
一定，当m+n=p+q时 不一定 平衡
温度 任何化学反应都伴随着能量的变化，在其他条件不变的情况下，体系温度一定 平衡
密度 密度一定 不一定 平衡
颜色 含有有色物质的体系颜色不再变化 平衡
浓度商 Q=K 平衡
典例1．对于可逆反应2SO2＋O22SO3 ΔH<0，在混合气体中充入一定量的 18O2，经足够长的时间后，下列有关说法中正确的是( )
A．18O只存在于O2中
B．18O只存在于O2和SO3中
C．某个二氧化硫分子的相对分子质量可能为66
D．三氧化硫的相对分子质量均为82
【答案】C
【解析】由于2SO2＋O22SO3为可逆反应，故18O存在于O2、SO3、SO2中，故A、B项错误；SO2的相对分子质量可能为64或66或68，C项正确；SO3的相对分子质量可能为80或82或84，D项错误。
典例2．在一定温度下，恒容容器中发生：X(g)＋2Y(g) 3Z(g)。能说明反应达到平衡状态的是________(填序号)。
①Z的生成速率与Z的分解速率相等
②容器内的压强不再变化
③单位时间内消耗a mol X，同时生成3a mol Z
④混合气体总的物质的量不再变化
⑤混合气体的密度不再变化
⑥c(X)∶c(Y)∶c(Z)＝1∶2∶3
⑦c(Z)不再变化
【答案】①⑦
典例3．在一定条件下，向2 L密闭容器中通入2 mol N2和6 mol H2，发生反应：N2(g)+3H2(g)2NH3(g)，以下选项能够说明反应已达到平衡状态的是( )
A．c(NH3)∶c(H2)∶c(N2)=2∶3∶1
B．单位时间内1个键断裂的同时，有6个N—H键形成
C．混合气体的平均相对分子质量不再改变
D．单位时间内有6个N—H键形成的同时，有3个H—H键断裂
【答案】C
【解析】c(NH3)∶c(H2)∶c(N2)=2∶3∶1，并不能说明浓度不变，所以不一定是平衡状态，A错误；单位时间内1个键断裂，同时有6个N—H键形成，均是向正反应方向进行，未体现正反应速率与逆反应速率相等的关系，B错误；该反应是反应前后气体分子数不同的反应，未达到平衡前混合气体的物质的量是变量，质量是定量，所以平均摩尔质量是变量，混合气体的平均相对分子质量也是变量，则混合气体的平均相对分子质量不再改变时能说明反应达到平衡，C正确；单位时间内有6个N—H键形成的同时，有3个H—H键断裂，均是向正反应方向进行，未体现正反应速率与逆反应速率相等的关系，D错误。
典例4．在1 L恒温恒容的密闭容器中投入一定量N2O5，发生反应：
反应1：N2O5(g)===N2O4(g)＋O2(g) ΔH＝＋28.4 kJ·mol－1
反应2：N2O4(g)2NO2(g) ΔH＝－56.9 kJ·mol－1
现有下列情况：①混合气体的密度保持不变；②气体压强保持不变；③气体的平均摩尔质量保持不变；④保持不变；⑤O2的物质的量保持不变；⑥v正(N2O4)∶v逆(NO2)＝1∶2。能表明反应2一定达到平衡状态的是( )
A．①②③⑤ B．②③④⑥
C．①③⑤⑥ D．②③④⑤
【答案】B
【解析】①反应中各物质均为气体，混合气体的总质量不变，且反应在恒容条件下进行，则混合气体的密度始终不变，故不能判断是否达到平衡，错误；②反应2的平衡建立过程中，气体总物质的量不断变化，则气体压强不断变化，当气体压强保持不变时，反应2达到平衡状态，正确；③平衡建立过程中，混合气体的总质量不变，但其总物质的量不断变化，故当气体的平均摩尔质量保持不变时，反应2达到平衡状态，正确；④保持不变，则c(NO2)、c(N2O4)均保持不变，反应2达到平衡状态，正确；⑤反应1是不可逆反应，O2的物质的量始终保持不变，不能据此判断反应2是否达到平衡，错误；⑥v正(N2O4)∶v逆(NO2) ＝1∶2，正、逆反应速率相等，反应2达到平衡状态，正确。
4．极端假设法判断平衡时组分浓度及范围
极端假设法确定浓度范围的方法
【点拨】可逆反应的平衡物理量一定在最大值和最小值之间，但起始物理量可以为最大值或最小值。
典例5．在密闭容器中进行反应：X2(g)＋Y2(g)2Z(g)，已知X2、Y2、Z的起始浓度分别为0.1 mol·L－1、0.3 mol·L－1、0.2 mol·L－1，在一定条件下，当反应达到平衡时，各物质的浓度可能是( )
A．Z为0.3 mol·L－1 B．Y2为0.4 mol·L－1
C．X2为0.2 mol·L－1 D．Z为0.4 mol·L－1
【答案】A
【解析】若X2完全转化为Z，则X2、Y2、Z的浓度分别是0 mol·L－1、0.2 mol·L－1、0.4 mol·L－1；若Z完全转化为X2、Y2，则X2、Y2、Z的浓度分别是0.2 mol·L－1、0.4 mol·L－1、0 mol·L－1；反应为可逆反应，反应物不能完全转化，所以0典例6．一定条件下，对于可逆反应X(g)＋3Y(g)2Z(g)，若X、Y、Z的起始浓度分别为c1、c2、c3(均不为零)，达到平衡时，X、Y、Z的浓度分别为0.1 mol·L－1、0.3 mol·L－1、0.08 mol·L－1，则下列判断正确的是( )
A．c1∶c2＝3∶1
B．平衡时，Y和Z的生成速率之比为2∶3
C．X、Y的转化率不相等
D．c1的取值范围为0【答案】D
【解析】由于X、Y的平衡浓度之比为1∶3，转化浓度亦为1∶3，故c1∶c2＝1∶3，A、C不正确；Y生成表示逆反应，Z生成表示正反应，平衡时应vY(生成)∶vZ(生成)＝3∶2，B不正确；由可逆反应的特点可知0规避“2”个易失分点
(1)化学平衡状态判断“三关注”
关注反应条件，是恒温恒容、恒温恒压，还是绝热恒容容器；关注反应特点，是等体积反应，还是非等体积反应；关注特殊情况，是否有固体参加或生成，或固体的分解反应。
(2)不能作为化学平衡状态“标志”的四种情况
①反应组分的物质的量之比等于化学方程式中相应物质的化学计量数之比。
②恒温恒容下的体积不变的反应，体系的压强或总物质的量不再随时间而变化，如2HI(g)H2(g)＋I2(g)。
③全是气体参加的体积不变的反应，体系的平均相对分子质量不再随时间而变化，如2HI(g)H2(g)＋I2(g)。
④全是气体参加的反应，恒容条件下体系的密度保持不变。
判定化学平衡的核心依据——正逆相等（变量不变）
①从反应速率关系的角度来判断反应达到平衡时，速率必须是“一正一逆”，不能同为v（正）或同为v（逆），且速率之比等于化学计量数之比（若为等式，则是化学计量数与速率交叉相乘）。例如，对于反应4NH3+5O24NO+6H2O（g）：4v(O2)=5v(NO) =>正逆相等；
5v(NH3)=4v(O2)或6v(O2)逆=5v(H2O)逆不能说明v（正）=v（逆）。
②从物质的消耗与生成、化学键的断裂与形成等角度来判断达到平衡状态时，所表示的反应方向必须是“一正一逆”，若都表示正反应或都表示逆反应，则不能说明反应到达平衡。如反应CO+H2O（g）CO +H ：若消耗(生成)CO与生成(消耗)CO 的速率相等，不能说明达到平衡；若消耗(生成)CO与消耗(生成)CO 的速率相等，则说明达到平衡状态；若断裂H-O键的速率与断裂H-H 键的速率相等，则v（正）③气体体积分数与平衡标志
一般来说，反应体系中各气体的物质的量分数（体积分数）保持不变，可认为反应达 到平街状态。但有些反应中气体的体积分数始终不变，这样的反应就不能用体积分数不变作为反应达到平衡的标志。如反应M（s）A（g）+2B（g），若开始反应时只投入固体M，则反应过程中φ（A）总是1/3或φ（B）总是2/3，A或B的物质的量分数或体积分数不变，并不能表明反应已达到平衡状态。
6.判断化学平衡的物理量依据——变量不变
对于恒温恒容密闭体系中的反应，依据物理量变化判断平衡状态，有以下4种类型：
反应特点 示例 规律 结论
Ⅰ.纯气体反应，气体的物质的量变化 (Δn≠0) N2(g)+3H2(g)2NH3(g) m、ρ均为恒量， n、p、均为变量 m、ρ不变不能说明已达到平衡，n、p、不变能说明已达到平衡
Ⅱ.纯气体反应，气体的物质的量变化 (Δn=0) H2(g)＋I2(g)2HI(g) m、ρ、n、p、均为恒量 m、ρ、n、p、 不变均不能说明已达到平衡
Ⅲ.有固体或液体参加反应或生成，气体的物质的量变化 (Δn≠0) C(s)＋CO2(g)2CO(g) m、ρ、n、p、均为变量 m、ρ、n、p、 任何一项不变，均能说明已达到平衡
Ⅳ.有固体或液体参加反应或生成，气体的物质的量没有变化(Δn=0) Fe2O3(s)＋3CO(g) 2Fe+3CO2(g) n气、p均为恒量，m气、ρ、均为变量 n气、p不变不能说明已达到平衡，m气、ρ、不变能说明已达到平衡
方法点拨：用m气、n总、P总、和ρ判断化学平衡
用m气来判断，要看是纯气体反应还是有固体或液体参加的反应。
用n总、P总来判断、要看是Δn=0还△n≠0的反应。
用判断，要综合分析m与n的变化，=。
用ρ来判断，要综合分析m与V的变化，ρ=。
1．14CO2与碳在高温条件下发生反应：14CO2＋C2CO，达到化学平衡后，平衡混合物中含14C的粒子有( )
A．14CO2 B．14CO2、14CO
C．14CO2、14CO、14C D．14CO
2．在1 273 K、100.0 kPa条件下，乙烷生成乙烯的反应C2H6(g)C2H4(g)＋H2(g)达到平衡后( )
A．C2H6的浓度保持不变
B．C2H6仍在不断分解，其浓度不断减少
C．C2H6的分解速率大于生成速率
D．C2H4仍在不断生成，其浓度不断增加
3．在一定温度下，容器内某一反应中M、N的物质的量随反应时间变化的曲线如图所示，下列表述正确的是( )
A．化学方程式：2MN
B．t2时，正、逆反应速率相等，达到平衡
C．t3时，正反应速率大于逆反应速率
D．t1时，N的浓度是M的浓度的2倍
4．可逆反应：2NO2(g)2NO(g)＋O2(g)在恒容的密闭容器中进行，达到平衡状态的标志是( )
①单位时间内生成n mol O2的同时生成2n mol NO2
②单位时间内生成n mol O2的同时生成2n mol NO
③用NO2、NO、O2表示的反应速率的比为2∶2∶1的状态
④混合气体的颜色不再改变的状态
⑤混合气体的密度不再改变的状态
⑥混合气体的压强不再改变的状态
⑦混合气体的平均相对分子质量不再改变的状态
A．①④⑥⑦ B．②③⑤⑦ C．①③④⑤ D．全部
5．将一定量纯净的氨基甲酸铵置于密闭真空容器中(假设容器体积不变，固体试样体积忽略不计)，在恒定温度下使其达到分解平衡：H2NCOONH4(s)2NH3(g)＋CO2(g)。下列各项：①2v(NH3)＝v(CO2)；②密闭容器中总压强不变；③密闭容器中混合气体的密度不变；④密闭容器中氨气的体积分数不变；⑤密闭容器中c(NH3)不变。能判断该反应已经达到化学平衡状态的是( )
A．②③⑤ B．②③④ C．①④ D．全部
6．一定温度下，在10 L密闭容器中加入5 mol SO2和3 mol O2，发生反应：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)，10 min时，反应达到平衡状态，此时有3 mol SO2发生了反应。
(1)反应生成了________ mol SO3，v(SO2)＝_____________________。
(2)平衡时SO3的浓度是______________，SO2的转化率是________。
(3)平衡时容器内气体的总物质的量为________ mol。
(4)物质的浓度不再改变标志着该反应已达平衡，下列还可以说明该反应已达平衡的是________(填序号)。
①体系内压强不再改变
②容器内气体的密度不再改变
③混合气体的平均相对分子质量不再改变
④v正(SO3)＝2v逆(O2)
⑤n(SO3)∶n(O2)∶n(SO2)＝2∶1∶2
7．下列有关可逆反应和化学反应限度的理解不正确的是（ ）
A．可逆反应是指在同一条件下，既能向正反应方向进行，同时又能向逆反应方向进行的反应
B．可逆反应达到化学平衡状态时，正反应速率与逆反应速率相等
C．可逆反应达到化学平衡状态时，反应物与生成物的物质的量相等
D．化学反应的限度可以通过改变条件来改变
8．一定温度下，在恒容密闭容器中发生反应2HI(g)+Cl2(g)2HCl(g)+I2(s)。下列事实不能说明该反应达到平衡状态的是
A．容器内气体压强不再改变
B．容器内气体密度不再改变
C．容器内气体颜色不再改变
D．断裂1 mol Cl—Cl键同时断裂1 mol H—Cl键
9．在其它条件一定时，图中曲线表示反应2NO(g)+O2(g) 2NO2(g) ΔH>0达平衡时NO的转化率与温度的关系，图上标有A、B、C、D、E点，其中表示未达平衡状态且v正>v逆的点是（ ）
A．A或E B．B点 C．C点 D．D点
10．一定温度下，在一固定体积的密闭容器中，对于可逆反应A(s)＋3B(g)2C(g)，下列说法说明达到平衡状态的是（ ）
①C的生成速率和C的分解速率相等；②单位时间内生成a mol A，同时生成3a mol B；③气体密度不再变化；④混合气体的总压强不再变化；⑤A、B、C的物质的量之比为1∶3∶2；⑥混合气体的平均相对分子质量不变
A．②④⑤ B．①③④⑥
C．①②④⑥ D．①②③④⑤
11．用Cl2生产某些含氯有机物时会生成副产物HCl，利用下列反应可实现氯的循环利用：4HCl(g)＋O2(g) 2Cl2(g)＋2H2O(g) ΔH＝－115.6 kJ·mol－1。恒温恒容的密闭容器中，充入一定量的反应物发生上述反应，能充分说明该反应达到化学平衡状态的是（ ）
A．气体的质量不再改变
B．氯化氢的转化率不再改变
C．断开4 mol H—Cl键的同时生成4 mol H—O键
D．n(HCl)∶n(O2)∶n(Cl2)∶n(H2O)＝4∶1∶2∶2
12．现在一容器中加入一定量的A和B，发生化学反应：A＋2B3C。如果在反应中用v(A)、v(B)、v(C)表示正反应速率，用v′(A)、v′(B)、v′(C)表示逆反应速率，下列描述中正确的是（ ）
A．在容器中，任何时候v(A)＝v(B)＝v(C)
B．在任何时候容器中都必然存在着：v(A)∶v(B)∶v(C)＝v′(A)∶v′(B)∶v′(C)＝1∶2∶3
C．当v(A)＝v(B)＝v′(A)＝v′(B)时，表示反应已达到平衡状态
D．当v′(A)＝v′(B)时，表示反应已达到平衡状态
13．在恒容密闭容器中通入A、B两种气体，在一定条件下发生反应：2A(g)＋B(g)2C(g) ΔH>0。达到平衡后，改变一个条件(x)，下列量(y)一定符合图中曲线的是
选项 x y
A 通入A气体 B的转化率
B 加入催化剂 A的体积分数
C 增大压强 混合气体的总物质的量
D 升高温度 混合气体的总物质的量
14．已知X(g)和Y(g)可以相互转化：2X(g)Y(g) ΔH<0。现将一定量X(g)和Y(g)的混合气体通入一体积为1 L的恒温密闭容器中，反应物及生成物的浓度随时间变化的关系如图所示。则下列说法不正确的是
A．若混合气体的压强不变，则说明反应已达化学平衡状态
B．a、b、c、d四个点表示的反应体系中，表示化学反应处于平衡状态的只有b点
C．25~30 min内用X表示的平均化学反应速率是0.08 mol·L 1·min 1
D．反应进行至25 min时，曲线发生变化的原因是增加Y的浓度
15．中国政府承诺，到2020年，单位GDP二氧化碳排放比2005年下降40%～50%。CO2可转化成有机物实现碳循环。在体积为1 L的密闭容器中，充入1 mol CO2和3 mol H2，一定条件下反应：CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)，测得CO2和CH3OH(g)的浓度随时间变化如图所示。
（1）从3 min到9 min，v(H2)＝_______mol·L－1·min－1。
（2）能说明上述反应达到平衡状态的是________(填字母)。
A．反应中CO2与CH3OH的物质的量浓度之比为1∶1(即图中交叉点)
B．混合气体的密度不随时间的变化而变化
C．单位时间内消耗3 mol H2，同时生成1 mol H2O
D．CO2的体积分数在混合气体中保持不变
（3）平衡时CO2的转化率为________。
（4）平衡时混合气体中CH3OH(g)的体积分数是________________________________。
（5）一定温度下，第9 min时v逆(CH3OH)________(填“大于”“小于”或“等于”)第3 min时v正(CH3OH)。
16．[2019浙江4月选考]下列说法正确的是
A．H(g)＋I2(g)2HI(g)，其他条件不变，缩小反应容器体积，正逆反应速率不变
B．C(s)＋H2O(g)H2(g)＋CO(g)，碳的质量不再改变说明反应已达平衡
C．若压强不再随时间变化能说明反应2A( )＋B(g)2C( )已达平衡，则A、C不能同时是气体
D．1 mol N2和3 mol H2反应达到平衡时H2转化率为10%，放出的热量为Q1；在相同温度和压强下，当2 mol NH3分解为N2和H2的转化率为10%时，吸收的热量为Q2，Q2不等于Q1
17．[2017新课标Ⅲ]砷（As）是第四周期ⅤA族元素，可以形成As2S3、As2O5、H3AsO3、H3AsO4等化合物，有着广泛的用途。回答下列问题：
（4）298 K时，将20 mL 3x mol·L 1 Na3AsO3、20 mL 3x mol·L 1 I2和20 mL NaOH溶液混合，发生反应：(aq)+I2(aq)+2OH (aq)(aq)+2I (aq)+ H2O(l)。溶液中c()与反应时间（t）的关系如图所示。
①下列可判断反应达到平衡的是__________（填标号）。
a．溶液的pH不再变化
b．v(I )=2v()
c．c()/c()不再变化
d．c(I )=y mol·L 1
②tm时，v正_____ v逆（填“大于”“小于”或“等于”）。
③tm时v逆_____ tn时v逆（填“大于”“小于”或“等于”），理由是_____________。
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考点2 化学平衡的标志和判断方法
一．判断化学平衡状态的两种方法
1．用本质特征判断
(1)动态标志：v正＝v逆≠0
判断依据：正反应速率与逆反应速率相等，即v正＝v逆。
①同一种物质：该物质的生成速率等于它的消耗速率。
②不同的物质：速率之比等于化学方程式中各物质的化学计量数之比，但必须是不同方向的速率。如aA＋bBcC＋dD，＝
用宏观特征判断
(2)静态标志：“变量”不变
判断依据：反应混合物中各组成成分的浓度、含量保持不变。
(1)各组成成分的质量、物质的量、分子数、体积(气体)、物质的量浓度均保持不变。
(2)各组成成分的质量分数、物质的量分数、气体的体积分数均保持不变。
(3)反应物的转化率、产物的产率保持不变。
3．用“总压强、混合气体的密度、平均摩尔质量”判断平衡状态的注意事项
(1)恒温恒容条件下，用“总压强、平均摩尔质量”判断平衡状态时，要特别关注反应前后气体分子总数的变化，如：
mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g) 是否平衡
压强 当m＋n≠p＋q时，总压强一定(其他条件一定) 是
当m＋n＝p＋q时，总压强一定(其他条件一定) 不一定
混合气体的 当m＋n≠p＋q时，一定 是
当m＋n＝p＋q时，一定 不一定
(2)恒温恒容条件下，用“混合气体的密度”判断平衡状态时，要特别关注反应前后是否有非气态物质参与反应，如
关注各物质的状态 是否平衡
密度ρ C(s)＋CO2(g)2CO(g)(ρ一定) 是
N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)(ρ一定) 不一定
H2(g)＋I2(g)2HI(g)(ρ一定) 不一定
【点拨】 理解平衡状态判定标志 （有正有逆 符合比例；变量不变即平衡）
(1)全部是气体参加的非等体积反应，体系的压强、平均相对分子质量不再随时间而变化。
(2)对同一物质而言，断裂的化学键的物质的量与形成的化学键的物质的量相等。
(3)对于有色物质参加或生成的可逆反应，体系的颜色不再随时间而变化。
(4)绝热体系的温度不变，说明反应处于平衡状态。
(5)全部是气体的非等体积反应，恒压条件下，密度不再变化；对于有固体参与或生成的气体平衡体系，密度不再变化。
总之，要抓住变化的量不变可作平衡的标志；如果该物理量始终是一个定值，就不能作为判断是否达平衡的标志。
1．反应2NaHCO3Na2CO3＋CO2↑＋H2O、Na2CO3＋CO2＋H2O===2NaHCO3互为可逆反应( )
2．化学反应达到平衡后，反应物和生成物的浓度或百分含量相等( )
3．在1 L的密闭容器中发生反应：2NO(g)＋O2(g)??2NO2(g)，当容器中气体的颜色保持不变时，说明反应已达到平衡状态( )
4．对于反应H2(g)＋I2(g)??2HI(g)，当压强不变时，反应达到平衡状态( )
5．恒温恒容下进行的可逆反应：2SO2(g)＋O2(g)??2SO3(g)，当SO3的生成速率与SO2的消耗速率相等时，反应达到平衡状态( )
6．在一定条件下，向密闭容器中充入1 molN2和3 mol H2充分反应，生成2 molNH3( )
答案 1.× 2.× 3.√ 4.× 5.× 6.×
举例 mA(g)+nB(g)pC(g) +qD(g) 状态
混合物体系中各成分的含量 各物质的物质的量或各物质的物质的量分数一定 平衡
各物质的质量或各物质的质量分数一定 平衡
各气体的体积或体积分数一定 平衡
总压强、总体积、总物质的量一定 不一定 平衡
正、逆反应速率的关系 在单位时间内消耗了m mol A，同时生成m mol A，即v正=v逆 平衡
在单位时间内消耗了n mol B，同时生成p mol C 不一定 平衡
vA∶vB∶vC∶vD=m∶n∶p∶q，v正不一定等于v逆? 不一定 平衡
在单位时间内生成了n mol B，同时消耗了q mol D 不一定 平衡
压强 m+n≠p+q时，总压强一定（其他条件一定） 平衡
m+n=p+q时，总压强一定（其他条件一定） 不一定 平衡
混合气体的平均相对分子质量（） 一定，当m+n≠p+q时 平衡
一定，当m+n=p+q时 不一定 平衡
温度 任何化学反应都伴随着能量的变化，在其他条件不变的情况下，体系温度一定 平衡
密度 密度一定 不一定 平衡
颜色 含有有色物质的体系颜色不再变化 平衡
浓度商 Q=K 平衡
典例1．对于可逆反应2SO2＋O22SO3 ΔH<0，在混合气体中充入一定量的 18O2，经足够长的时间后，下列有关说法中正确的是( )
A．18O只存在于O2中
B．18O只存在于O2和SO3中
C．某个二氧化硫分子的相对分子质量可能为66
D．三氧化硫的相对分子质量均为82
【答案】C
【解析】由于2SO2＋O22SO3为可逆反应，故18O存在于O2、SO3、SO2中，故A、B项错误；SO2的相对分子质量可能为64或66或68，C项正确；SO3的相对分子质量可能为80或82或84，D项错误。
典例2．在一定温度下，恒容容器中发生：X(g)＋2Y(g) 3Z(g)。能说明反应达到平衡状态的是________(填序号)。
①Z的生成速率与Z的分解速率相等
②容器内的压强不再变化
③单位时间内消耗a mol X，同时生成3a mol Z
④混合气体总的物质的量不再变化
⑤混合气体的密度不再变化
⑥c(X)∶c(Y)∶c(Z)＝1∶2∶3
⑦c(Z)不再变化
【答案】①⑦
典例3．在一定条件下，向2 L密闭容器中通入2 mol N2和6 mol H2，发生反应：N2(g)+3H2(g)2NH3(g)，以下选项能够说明反应已达到平衡状态的是( )
A．c(NH3)∶c(H2)∶c(N2)=2∶3∶1
B．单位时间内1个键断裂的同时，有6个N—H键形成
C．混合气体的平均相对分子质量不再改变
D．单位时间内有6个N—H键形成的同时，有3个H—H键断裂
【答案】C
【解析】c(NH3)∶c(H2)∶c(N2)=2∶3∶1，并不能说明浓度不变，所以不一定是平衡状态，A错误；单位时间内1个键断裂，同时有6个N—H键形成，均是向正反应方向进行，未体现正反应速率与逆反应速率相等的关系，B错误；该反应是反应前后气体分子数不同的反应，未达到平衡前混合气体的物质的量是变量，质量是定量，所以平均摩尔质量是变量，混合气体的平均相对分子质量也是变量，则混合气体的平均相对分子质量不再改变时能说明反应达到平衡，C正确；单位时间内有6个N—H键形成的同时，有3个H—H键断裂，均是向正反应方向进行，未体现正反应速率与逆反应速率相等的关系，D错误。
典例4．在1 L恒温恒容的密闭容器中投入一定量N2O5，发生反应：
反应1：N2O5(g)===N2O4(g)＋O2(g) ΔH＝＋28.4 kJ·mol－1
反应2：N2O4(g)2NO2(g) ΔH＝－56.9 kJ·mol－1
现有下列情况：①混合气体的密度保持不变；②气体压强保持不变；③气体的平均摩尔质量保持不变；④保持不变；⑤O2的物质的量保持不变；⑥v正(N2O4)∶v逆(NO2)＝1∶2。能表明反应2一定达到平衡状态的是( )
A．①②③⑤ B．②③④⑥
C．①③⑤⑥ D．②③④⑤
【答案】B
【解析】①反应中各物质均为气体，混合气体的总质量不变，且反应在恒容条件下进行，则混合气体的密度始终不变，故不能判断是否达到平衡，错误；②反应2的平衡建立过程中，气体总物质的量不断变化，则气体压强不断变化，当气体压强保持不变时，反应2达到平衡状态，正确；③平衡建立过程中，混合气体的总质量不变，但其总物质的量不断变化，故当气体的平均摩尔质量保持不变时，反应2达到平衡状态，正确；④保持不变，则c(NO2)、c(N2O4)均保持不变，反应2达到平衡状态，正确；⑤反应1是不可逆反应，O2的物质的量始终保持不变，不能据此判断反应2是否达到平衡，错误；⑥v正(N2O4)∶v逆(NO2) ＝1∶2，正、逆反应速率相等，反应2达到平衡状态，正确。
4．极端假设法判断平衡时组分浓度及范围
极端假设法确定浓度范围的方法
【点拨】可逆反应的平衡物理量一定在最大值和最小值之间，但起始物理量可以为最大值或最小值。
典例5．在密闭容器中进行反应：X2(g)＋Y2(g)2Z(g)，已知X2、Y2、Z的起始浓度分别为0.1 mol·L－1、0.3 mol·L－1、0.2 mol·L－1，在一定条件下，当反应达到平衡时，各物质的浓度可能是( )
A．Z为0.3 mol·L－1 B．Y2为0.4 mol·L－1
C．X2为0.2 mol·L－1 D．Z为0.4 mol·L－1
【答案】A
【解析】若X2完全转化为Z，则X2、Y2、Z的浓度分别是0 mol·L－1、0.2 mol·L－1、0.4 mol·L－1；若Z完全转化为X2、Y2，则X2、Y2、Z的浓度分别是0.2 mol·L－1、0.4 mol·L－1、0 mol·L－1；反应为可逆反应，反应物不能完全转化，所以0典例6．一定条件下，对于可逆反应X(g)＋3Y(g)2Z(g)，若X、Y、Z的起始浓度分别为c1、c2、c3(均不为零)，达到平衡时，X、Y、Z的浓度分别为0.1 mol·L－1、0.3 mol·L－1、0.08 mol·L－1，则下列判断正确的是( )
A．c1∶c2＝3∶1
B．平衡时，Y和Z的生成速率之比为2∶3
C．X、Y的转化率不相等
D．c1的取值范围为0【答案】D
【解析】由于X、Y的平衡浓度之比为1∶3，转化浓度亦为1∶3，故c1∶c2＝1∶3，A、C不正确；Y生成表示逆反应，Z生成表示正反应，平衡时应vY(生成)∶vZ(生成)＝3∶2，B不正确；由可逆反应的特点可知0规避“2”个易失分点
(1)化学平衡状态判断“三关注”
关注反应条件，是恒温恒容、恒温恒压，还是绝热恒容容器；关注反应特点，是等体积反应，还是非等体积反应；关注特殊情况，是否有固体参加或生成，或固体的分解反应。
(2)不能作为化学平衡状态“标志”的四种情况
①反应组分的物质的量之比等于化学方程式中相应物质的化学计量数之比。
②恒温恒容下的体积不变的反应，体系的压强或总物质的量不再随时间而变化，如2HI(g)H2(g)＋I2(g)。
③全是气体参加的体积不变的反应，体系的平均相对分子质量不再随时间而变化，如2HI(g)H2(g)＋I2(g)。
④全是气体参加的反应，恒容条件下体系的密度保持不变。
判定化学平衡的核心依据——正逆相等（变量不变）
①从反应速率关系的角度来判断反应达到平衡时，速率必须是“一正一逆”，不能同为v（正）或同为v（逆），且速率之比等于化学计量数之比（若为等式，则是化学计量数与速率交叉相乘）。例如，对于反应4NH3+5O24NO+6H2O（g）：4v(O2)=5v(NO) =>正逆相等；
5v(NH3)=4v(O2)或6v(O2)逆=5v(H2O)逆不能说明v（正）=v（逆）。
②从物质的消耗与生成、化学键的断裂与形成等角度来判断达到平衡状态时，所表示的反应方向必须是“一正一逆”，若都表示正反应或都表示逆反应，则不能说明反应到达平衡。如反应CO+H2O（g）CO +H ：若消耗(生成)CO与生成(消耗)CO 的速率相等，不能说明达到平衡；若消耗(生成)CO与消耗(生成)CO 的速率相等，则说明达到平衡状态；若断裂H-O键的速率与断裂H-H 键的速率相等，则v（正）③气体体积分数与平衡标志
一般来说，反应体系中各气体的物质的量分数（体积分数）保持不变，可认为反应达 到平街状态。但有些反应中气体的体积分数始终不变，这样的反应就不能用体积分数不变作为反应达到平衡的标志。如反应M（s）A（g）+2B（g），若开始反应时只投入固体M，则反应过程中φ（A）总是1/3或φ（B）总是2/3，A或B的物质的量分数或体积分数不变，并不能表明反应已达到平衡状态。
6.判断化学平衡的物理量依据——变量不变
对于恒温恒容密闭体系中的反应，依据物理量变化判断平衡状态，有以下4种类型：
反应特点 示例 规律 结论
Ⅰ.纯气体反应，气体的物质的量变化 (Δn≠0) N2(g)+3H2(g)2NH3(g) m、ρ均为恒量， n、p、均为变量 m、ρ不变不能说明已达到平衡，n、p、不变能说明已达到平衡
Ⅱ.纯气体反应，气体的物质的量变化 (Δn=0) H2(g)＋I2(g)2HI(g) m、ρ、n、p、均为恒量 m、ρ、n、p、 不变均不能说明已达到平衡
Ⅲ.有固体或液体参加反应或生成，气体的物质的量变化 (Δn≠0) C(s)＋CO2(g)2CO(g) m、ρ、n、p、均为变量 m、ρ、n、p、 任何一项不变，均能说明已达到平衡
Ⅳ.有固体或液体参加反应或生成，气体的物质的量没有变化(Δn=0) Fe2O3(s)＋3CO(g) 2Fe+3CO2(g) n气、p均为恒量，m气、ρ、均为变量 n气、p不变不能说明已达到平衡，m气、ρ、不变能说明已达到平衡
方法点拨：用m气、n总、P总、和ρ判断化学平衡
用m气来判断，要看是纯气体反应还是有固体或液体参加的反应。
用n总、P总来判断、要看是Δn=0还△n≠0的反应。
用判断，要综合分析m与n的变化，=。
用ρ来判断，要综合分析m与V的变化，ρ=。
1．14CO2与碳在高温条件下发生反应：14CO2＋C2CO，达到化学平衡后，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：当可逆反应达到平衡状态时，反应并没停止，是一种动态平衡，所以14C在三种物质中都有。
2．在1 273 K、100.0 kPa条件下，乙烷生成乙烯的反应C2H6(g)C2H4(g)＋H2(g)达到平衡后( )
A．C2H6的浓度保持不变
B．C2H6仍在不断分解，其浓度不断减少
C．C2H6的分解速率大于生成速率
D．C2H4仍在不断生成，其浓度不断增加
答案：A
解析：达到平衡后，正、逆反应速率相等，各物质的浓度不再变化，但各种物质仍在反应。
3．在一定温度下，容器内某一反应中M、N的物质的量随反应时间变化的曲线如图所示，下列表述正确的是( )
A．化学方程式：2MN
B．t2时，正、逆反应速率相等，达到平衡
C．t3时，正反应速率大于逆反应速率
D．t1时，N的浓度是M的浓度的2倍
答案：D
解析：由图像可知N为反应物，M为生成物，然后找出在相同时间内变化的M、N的物质的量之比(与是否达到平衡无关)以确定M、N在化学方程式中的化学计量数之比，即该反应的化学方程式是2NM，A错误；t2时，M、N的物质的量相等，但此时M、N的物质的量仍在发生变化，反应未达到平衡状态，因此正反应速率不等于逆反应速率，B错误；t3时及t3时之后，M、N的物质的量不再改变，证明已达平衡状态，此时正、逆反应速率相等，C错误；t1时，N的物质的量为6 mol，M的物质的量为3 mol，在相同体积下，N的浓度为M的浓度
4．可逆反应：2NO2(g)2NO(g)＋O2(g)在恒容的密闭容器中进行，达到平衡状态的标志是( )
①单位时间内生成n mol O2的同时生成2n mol NO2
②单位时间内生成n mol O2的同时生成2n mol NO
③用NO2、NO、O2表示的反应速率的比为2∶2∶1的状态
④混合气体的颜色不再改变的状态
⑤混合气体的密度不再改变的状态
⑥混合气体的压强不再改变的状态
⑦混合气体的平均相对分子质量不再改变的状态
A．①④⑥⑦ B．②③⑤⑦ C．①③④⑤ D．全部
答案：A
解析：依据v正＝v逆≠0判断：①单位时间内生成n mol O2的同时生成2n mol NO2，能说明反应已达平衡；②描述的均是正反应速率，无法判断；③无论反应是否达到平衡，均有此关系；④NO2为有颜色的气体(红棕色)，颜色不变能说明反应体系中NO2的浓度一定，已达到平衡；⑤因ρ＝，反应前后，m、V均不变，ρ也不变，不能说明反应达到平衡；此反应是一个不等体反应，⑥、⑦均能说明反应已达平衡。
5．将一定量纯净的氨基甲酸铵置于密闭真空容器中(假设容器体积不变，固体试样体积忽略不计)，在恒定温度下使其达到分解平衡：H2NCOONH4(s)2NH3(g)＋CO2(g)。下列各项：①2v(NH3)＝v(CO2)；②密闭容器中总压强不变；③密闭容器中混合气体的密度不变；④密闭容器中氨气的体积分数不变；⑤密闭容器中c(NH3)不变。能判断该反应已经达到化学平衡状态的是( )
A．②③⑤ B．②③④ C．①④ D．全部
答案：A
解析：2v(NH3)＝v(CO2)，没有说明是正反应速率，还是逆反应速率，也不符合化学计量数的比例关系，①错误；该反应是气体体积增大、压强增大的反应，密闭容器中总压强不变，能说明反应达到平衡，②正确；根据ρ＝，气体质量增加，容器体积不变，密闭容器中混合气体的密度不变，能说明反应达到平衡，③正确；NH3(g)、CO2(g)的量始终是以2∶1增加，因此密闭容器中氨气的体积分数始终不变，不能说明反应达到平衡，④错误；密闭容器中c(NH3)不变，各物质的浓度不再改变能作为反应达到平衡状态的标志，⑤正确。
6．一定温度下，在10 L密闭容器中加入5 mol SO2和3 mol O2，发生反应：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)，10 min时，反应达到平衡状态，此时有3 mol SO2发生了反应。
(1)反应生成了________ mol SO3，v(SO2)＝_____________________。
(2)平衡时SO3的浓度是______________，SO2的转化率是________。
(3)平衡时容器内气体的总物质的量为________ mol。
(4)物质的浓度不再改变标志着该反应已达平衡，下列还可以说明该反应已达平衡的是________(填序号)。
①体系内压强不再改变
②容器内气体的密度不再改变
③混合气体的平均相对分子质量不再改变
④v正(SO3)＝2v逆(O2)
⑤n(SO3)∶n(O2)∶n(SO2)＝2∶1∶2
答案：(1)3 0.03 mol·L－1·min－1
(2)0.3 mol·L－1 60% (3)6.5 (4)①③④
解析：(1)v(SO2)＝＝＝0.03 mol·L－1·min－1。
(2) 2SO2(g) ＋ O2(g) 2SO3(g)
开始量/mol 5 3 0
变化量/mol 3 1.5 3
平衡量/mol 2 1.5 3
则平衡时SO3的浓度为＝0.3 mol·L－1，SO2的转化率为×100%＝60%。(3)平衡时混合气体的总物质的量为2 mol＋1.5 mol＋3 mol＝6.5 mol。(4)根据反应的化学方程式知：①中体系压强不变，说明反应已达平衡状态；②中容器的体积不变，混合气体的质量不变，则反应过程中密度始终不变，所以密度不变不能说明反应已达平衡状态；③中混合气体的总质量不变，但反应过程中混合气体的总物质的量改变，平均相对分子质量不变，说明反应已达平衡状态；④表示v正＝v逆，说明反应已达平衡状态；⑤中三者的物质的量之比等于化学计量数之比，不能说明反应已达平衡状态。
7．下列有关可逆反应和化学反应限度的理解不正确的是
A．可逆反应是指在同一条件下，既能向正反应方向进行，同时又能向逆反应方向进行的反应
B．可逆反应达到化学平衡状态时，正反应速率与逆反应速率相等
C．可逆反应达到化学平衡状态时，反应物与生成物的物质的量相等
D．化学反应的限度可以通过改变条件来改变
7．【答案】C
【解析】可逆反应在同一条件下，既能向正反应方向进行，同时又能向逆反应方向进行，A项正确；正反应速率和逆反应速率相等是可逆反应达到化学平衡状态的基本标志，B项正确；可逆反应达到化学平衡状态时，反应物、生成物的物质的量不再发生变化，但不一定相等，C项错误；可逆反应达到化学平衡状态是有条件的，条件变化平衡可能就会移动，D项正确。
8．一定温度下，在恒容密闭容器中发生反应2HI(g)+Cl2(g)2HCl(g)+I2(s)。下列事实不能说明该反应达到平衡状态的是
A．容器内气体压强不再改变
B．容器内气体密度不再改变
C．容器内气体颜色不再改变
D．断裂1 mol Cl—Cl键同时断裂1 mol H—Cl键
8．【答案】D
【解析】在恒容密闭容器中发生反应2HI(g)+Cl2(g)2HCl(g)+I2(s)，根据化学方程式，反应过程中压强为变量，压强不再改变一定平衡，故可以说明；在恒容密闭容器中发生反应2HI(g)+Cl2(g)2HCl(g)+I2(s)，反应过程中气体质量为变量，所以密度是变量，容器内气体密度不再改变一定平衡，故可以说明；容器内气体颜色不再改变，说明氯气的浓度不变，一定达到平衡状态，故可以说明；平衡时断裂1 mol Cl—Cl键同时断裂2 mol H—Cl键，故D不能说明。
9．在其它条件一定时，图中曲线表示反应2NO(g)+O2(g) 2NO2(g) ΔH>0达平衡时NO的转化率与温度的关系，图上标有A、B、C、D、E点，其中表示未达平衡状态且v正>v逆的点是
A．A或E B．B点 C．C点 D．D点
9．【答案】C
【解析】点B、D在曲线上，处于平衡状态，故B、D项错误；在曲线上方的A点，当温度一定时，若达到平衡状态，则应减小NO的转化率，即反应逆向进行，所以A点的正反应速率小于逆反应速率，E点与A点相似，A项错误；同理推知，C点时的正反应速率大于逆反应速率，C项正确。
【易错提醒】曲线上的点都是平衡点。不在平衡线上的点，可以根据其转化率与平衡点上的转化率比较得出移动方向。
10．一定温度下，在一固定体积的密闭容器中，对于可逆反应A(s)＋3B(g)2C(g)，下列说法说明达到平衡状态的是
①C的生成速率和C的分解速率相等；②单位时间内生成a mol A，同时生成3a mol B；③气体密度不再变化；④混合气体的总压强不再变化；⑤A、B、C的物质的量之比为1∶3∶2；⑥混合气体的平均相对分子质量不变
A．②④⑤ B．①③④⑥
C．①②④⑥ D．①②③④⑤
10．【答案】B
【解析】①是判断平衡状态的本质依据，正确；②生成A、B都是逆反应方向，在任何条件下都成立，错误；③容器体积不变，气体密度不变，说明气体总质量不变，即平衡不移动，正确；④容器体积不变，一定温度下，当压强不变时，气体总物质的量不变，正确；⑤A、B、C的物质的量之比等于其化学计量数之比不能说明反应是否达到平衡，错误；⑥随着反应进行，气体质量增大，气体总物质的量减小，相对分子质量增大，当相对分子质量不变时，说明达到平衡状态，正确。
11．用Cl2生产某些含氯有机物时会生成副产物HCl，利用下列反应可实现氯的循环利用：4HCl(g)＋O2(g) 2Cl2(g)＋2H2O(g) ΔH＝－115.6 kJ·mol－1。恒温恒容的密闭容器中，充入一定量的反应物发生上述反应，能充分说明该反应达到化学平衡状态的是
A．气体的质量不再改变
B．氯化氢的转化率不再改变
C．断开4 mol H—Cl键的同时生成4 mol H—O键
D．n(HCl)∶n(O2)∶n(Cl2)∶n(H2O)＝4∶1∶2∶2
11．【答案】B
【解析】反应物和生成物均为气体，气体的总质量始终不变，A错误；反应正向进行时，HCl的转化率升高；反应逆向进行时，HCl的转化率降低，当HCl的转化率不再改变时，可以说明可逆反应达到平衡状态，B正确；断开4 mol H—Cl键和生成4 mol H—O键均表示正反应方向的反应速率，不能据此判断反应是否达到平衡状态，C错误；达到平衡状态时，各反应物和生成物的物质的量保持不变，但各物质的物质的量之比不一定等于对应的化学计量数之比，D错误。
12．现在一容器中加入一定量的A和B，发生化学反应：A＋2B3C。如果在反应中用v(A)、v(B)、
v(C)表示正反应速率，用v′(A)、v′(B)、v′(C)表示逆反应速率，下列描述中正确的是
A．在容器中，任何时候v(A)＝v(B)＝v(C)
B．在任何时候容器中都必然存在着：v(A)∶v(B)∶v(C)＝v′(A)∶v′(B)∶v′(C)＝1∶2∶3
C．当v(A)＝v(B)＝v′(A)＝v′(B)时，表示反应已达到平衡状态
D．当v′(A)＝v′(B)时，表示反应已达到平衡状态
12．【答案】B
【解析】在可逆反应中实际上存在两个反应，即正反应和逆反应，两个反应中的反应速率之比总是等于其化学计量数之比，所以v(A)∶v(B)∶v(C)＝v′(A)∶v′(B)∶v′(C)＝1∶2∶3，故A错误、B正确；当v(A)＝v′(A)或v′(B)＝v(B)时反应达到平衡状态，不会存在v(A)＝v(B)＝v′(A)＝v′(B)，故C错；v′(A)、v′(B)都是逆反应速率，故D错。
13．在恒容密闭容器中通入A、B两种气体，在一定条件下发生反应：2A(g)＋B(g)2C(g) ΔH>0。达到平衡后，改变一个条件(x)，下列量(y)一定符合图中曲线的是
选项 x y
A 通入A气体 B的转化率
B 加入催化剂 A的体积分数
C 增大压强 混合气体的总物质的量
D 升高温度 混合气体的总物质的量
13．【答案】A
【解析】A项，当通入A气体时，平衡向正反应方向移动，B的转化率增大，正确；B项，加入催化剂只能改变反应速率，平衡不移动，A的体积分数不变，错误；C项，增大压强，平衡向正反应方向移动，混合气体的总物质的量减小，错误；D项，正反应为吸热反应，升高温度，平衡向吸热反应方向移动，混合气体的总物质的量减小，错误。
14．已知X(g)和Y(g)可以相互转化：2X(g)Y(g) ΔH<0。现将一定量X(g)和Y(g)的混合气体通入一体积为1 L的恒温密闭容器中，反应物及生成物的浓度随时间变化的关系如图所示。则下列说法不正确的是
A．若混合气体的压强不变，则说明反应已达化学平衡状态
B．a、b、c、d四个点表示的反应体系中，表示化学反应处于平衡状态的只有b点
C．25~30 min内用X表示的平均化学反应速率是0.08 mol·L 1·min 1
D．反应进行至25 min时，曲线发生变化的原因是增加Y的浓度
14．【答案】D
【解析】A项，正反应是气体分子数减小的反应，所以当压强不再发生变化时，可以说明反应已经达到平衡状态，A项正确；B项，根据图象可知，只有b点表示的反应体系中，各物质的浓度不再发生变化，所以只有b点表示反应处于平衡状态，B项正确；C项，25~30 min内X的浓度变化量是0.4 mol·L 1，所以用X表示的平均化学反应速率是= 0.08 mol·L 1·min 1，C项正确；D项，反应进行至25 min时，X物质的浓度增大，D项不正确。
15．中国政府承诺，到2020年，单位GDP二氧化碳排放比2005年下降40%～50%。CO2可转化成有机物实现碳循环。在体积为1 L的密闭容器中，充入1 mol CO2和3 mol H2，一定条件下反应：CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)，测得CO2和CH3OH(g)的浓度随时间变化如图所示。
（1）从3 min到9 min，v(H2)＝_______mol·L－1·min－1。
（2）能说明上述反应达到平衡状态的是________(填字母)。
A．反应中CO2与CH3OH的物质的量浓度之比为1∶1(即图中交叉点)
B．混合气体的密度不随时间的变化而变化
C．单位时间内消耗3 mol H2，同时生成1 mol H2O
D．CO2的体积分数在混合气体中保持不变
（3）平衡时CO2的转化率为________。
（4）平衡时混合气体中CH3OH(g)的体积分数是________________________________。
（5）一定温度下，第9 min时v逆(CH3OH)________(填“大于”“小于”或“等于”)第3 min时v正(CH3OH)。
15．【答案】（1）0.125（2）D（3）75%（4）30%（5）小于
【解析】（1）从3 min到9 min消耗CO2是0.25 mol·L－1，根据方程式可知消耗氢气是0.75 mol·L－1，则v(H2)＝0.75 mol·L－1÷6 min＝0.125 mol·L－1·min－1。
（2）反应中CO2与CH3OH的物质的量浓度之比为1∶1(即图中交叉点)时反应速率仍然发生变化，没有达到平衡状态，A错误；密度是混合气体的质量和容器容积的比值，在反应过程中质量和容积始终是不变的，B错误；单位时间内消耗3 mol H2，同时一定生成1 mol H2O，不能说明反应达到平衡状态，C错误；CO2的体积分数在混合气体中保持不变说明反应达到平衡状态，D正确。
（3）平衡时消耗CO2是0.75 mol·L－1，则CO2的转化率为×100%＝75%。
（4）平衡时剩余氢气是0.75 mol，生成水蒸气是0.75 mol，则混合气体中CH3OH(g)的体积分数是×100%＝30%。
（5）第9 min时反应达到平衡状态，则v逆(CH3OH)小于第3 min时v正(CH3OH)。
16．[2019浙江4月选考]下列说法正确的是
A．H(g)＋I2(g)2HI(g)，其他条件不变，缩小反应容器体积，正逆反应速率不变
B．C(s)＋H2O(g)H2(g)＋CO(g)，碳的质量不再改变说明反应已达平衡
C．若压强不再随时间变化能说明反应2A( )＋B(g)2C( )已达平衡，则A、C不能同时是气体
D．1 mol N2和3 mol H2反应达到平衡时H2转化率为10%，放出的热量为Q1；在相同温度和压强下，当2 mol NH3分解为N2和H2的转化率为10%时，吸收的热量为Q2，Q2不等于Q1
16．【答案】B
【解析】A．该可逆反应的反应前后气体计量数不发生变化，当缩小反应容器体积，相当于加压，正逆反应速率同等程度增加，A项错误；B．在建立平衡前，碳的质量不断改变，达到平衡时，质量不变，因而碳的质量不再改变说明反应已达平衡，B项正确；C．若压强不再改变说明反应达到平衡，表明反应前后气体的计量数不等，故A、C不可能均为气体，C项错误；D．易知N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH，合成氨气实际参与反应n(H2)=3×10％=0.3mol，因而Q1=0.3/3×|ΔH|=0.1|ΔH|，分解氨气时实际消耗的n(NH3)=2×10％=0.2mol，Q2=0.2/2×|ΔH|=0.1|ΔH|，则Q1=Q2，D项错误。故答案选B。
17．[2017新课标Ⅲ]砷（As）是第四周期ⅤA族元素，可以形成As2S3、As2O5、H3AsO3、H3AsO4等化合物，有着广泛的用途。回答下列问题：
（4）298 K时，将20 mL 3x mol·L 1 Na3AsO3、20 mL 3x mol·L 1 I2和20 mL NaOH溶液混合，发生反应：(aq)+I2(aq)+2OH (aq)(aq)+2I (aq)+ H2O(l)。溶液中c()与反应时间（t）的关系如图所示。
①下列可判断反应达到平衡的是__________（填标号）。
a．溶液的pH不再变化
b．v(I )=2v()
c．c()/c()不再变化
d．c(I )=y mol·L 1
②tm时，v正_____ v逆（填“大于”“小于”或“等于”）。
③tm时v逆_____ tn时v逆（填“大于”“小于”或“等于”），理由是_____________。
17．【答案】（4）①ac ②大于 ③小于 tm时生成物浓度较低
【解析】（4）①a．溶液pH不变时，则c(OH )也保持不变，反应处于平衡状态；b．根据速率关系，v（I ）/2=v(AsO33 )，则v(I )=2v(AsO33－)始终成立，v(I )=2v(AsO33－)时反应不一定处于平衡状态；c．由于提供的Na3AsO3总量一定，所以c(AsO43 )/c(AsO33 )不再变化时，c(AsO43 )与c(AsO33 )也保持不变，反应处于平衡状态；d．平衡时c(I )=2c(AsO33－)=2×y mol/L=2y mol/L时，即c(I )=y mol/L时反应不是平衡状态。
②反应从正反应开始进行，tm时反应继续正向进行，v正>v逆。
③tm时比tn时AsO43 浓度小，所以逆反应速率：tm【名师点睛】反应到达平衡状态时，正逆反应速率相等，平衡时各物质的浓度、百分含量不变，以及由此衍生的一些量也不发生变化。反应前后不改变的量不能作为判断化学平衡状态的依据，如本反应中随反应的进行AsO43 和I 的物质的量在变化，但二者浓度比始终是1∶2，不能作用为判断平衡状态的依据。
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