2.2.2 化学反应的方向与限度
（化学平衡状态）
基础知识清单
一、可逆反应
1.定义
在相同条件下，既能向 方向进行，同时又能向 方向进行的反应。
2.表示方法
可逆反应方程式用“ ”连接，把从左向右进行的反应称为 ，把从右向左进行的反应称为 。
3.特点
(1)同一条件下，正反应和逆反应 。
(2)反应 进行到底，反应物 实现完全转化。
(3)反应体系中，与化学反应有关的各种物质 。
(4)反应达到限度时，反应 。
二、化学平衡状态
1.化学平衡的建立
(1)化学平衡的建立过程。
实例：以 N2＋3H2 2NH3为例
N2＋3H2 2NH3
反应物浓度 v 正 生成物浓度 v 逆
c(N2)
开始时
c(H2)
c(N2)
进行中
c(H2)
c(N2)
平衡时
c(H2)
(2)化学平衡建立的浓度—时间图像和速率—时间图像。
2.化学平衡状态
当外界条件不变时，可逆反应进行到一定程度，反应物和生成物的 不再随时间而发生变化，称之
为化学平衡状态。
3.化学平衡状态的特征
4.化学反应达到平衡状态的判断方法
1．直接标志
(1)v 正＝v 逆
①同一种物质的生成速率等于 ；
②在化学方程式同一边的不同物质的生成速率和消耗速率之比等于 ；
③在化学方程式两边的不同物质的生成(或消耗)速率之比等于 。
(2)各组分的浓度保持一定
①各组分的浓度 时间的改变而改变；
②各组分的质量分数、物质的量分数、体积分数 时间的改变而改变。
2.间接标志——“变量不变”
(1)反应体系中的总压强不随时间的改变而变化(适用于反应前后气体分子数不等的反应)。
(2)对于反应混合物中存在有颜色物质的可逆反应，若体系中颜色不再改变，则反应达到平衡状态。
m(气总)
(3)根据平均摩尔质量(即平均相对分子质量)计算公式 M＝ ，若 M 在反应过程中是一变量，则平均
n(气总)
摩尔质量(平均相对分子质量)保持不变，反应达到平衡状态。
(4)对同一物质而言，断裂化学键的物质的量与形成化学键的物质的量相等。
课后分层练
1．在一定体积的密闭容器中进行反应：N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g)。已知反应过程中某一时刻 N2、H2、
NH 的浓度分别为 0.1 mol·L－1、0.3 mol·L－13 、0.2 mol·L－1。当反应达到平衡时，可能存在的数据是( )
A．N2为 0.2 mol·L－1，H2为 0.6 mol·L－1
B．N2为 0.15 mol·L－1
C．N2、H2均为 0.18 mol·L－1
D．NH3为 0.4 mol·L－1
2．在一密闭容器中进行反应：2SO2(g)＋O2(g) 2SO3(g)。已知反应过程中某一时刻 SO2、O2、SO3 的
浓度分别为 0.2 mol·L－1、0.1 mol·L－1、0.2 mol·L－1。当反应达到平衡时可能存在的数据是( )
A．SO －1 －12为 0.4 mol·L ，O2为 0.2 mol·L
B．SO3为 0.25 mol·L－1
C．SO2、SO3 均为 0.15 mol·L－1
D．SO3为 0.4 mol·L－1
3．可逆反应在一定条件下达到化学平衡时，下列说法正确的是( )
A．正反应速率等于逆反应速率，且都为零
B．反应物和生成物浓度相等
C．反应体系中混合物的组成保持不变
D．反应物断开化学键吸收的能量等于生成物形成化学键所放出的能量
4．可逆反应：N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g)的正、逆反应速率可用各反应物或生成物浓度的变化来表示。
下列各关系中能说明反应已达到平衡状态的是( )
A．3v 正(N2)＝v 正(H2)
B．v 正(N2)＝v 逆(NH3)
C．2v 正(H2)＝3v 逆(NH3)
D．v 正(N2)＝3v 逆(H2)
5．在密闭容器中进行反应：X2(g)＋3Y2(g) 2Z2(g)，若 X2、Y2、Z2 的初始浓度分别为 0.1 mol·L－1、
0.3 mol·L－1、0.2 mol·L－1，当反应达到平衡后，各物质的浓度可能是( )
①X2为 0.2 mol·L－1 ②Y2为 0.1 mol·L－1
③Z2为 0.3 mol·L－1 ④Y2为 0.6 mol·L－1
A．①② B．②③ C．③④ D．①④
6．14CO 与碳在高温条件下发生反应：14CO ＋C 2CO，达到化学平衡后，平衡混合物中含 142 2 C 的粒
子有( )
A．14CO B．142 CO 142、 CO
C．14CO 、14CO、142 C D．14CO
7．有关化学平衡状态的特征，下列说法不正确的是( )
A．所有的化学反应都存在化学平衡状态
B．平衡时反应已达到最大限度，但反应并未停止
C．平衡时各组分的浓度不一定相等
D．化学平衡状态是一种动态平衡
8．对于可逆反应：4NH3(g)＋5O2(g) 4NO(g)＋6H2O(g)，则下列叙述中正确的是( )
A．达到化学平衡时，4v 正(O2)＝5v 逆(NO)
B．若单位时间内生成 n mol NO 的同时，消耗 n mol NH3，则反应达到平衡状态
C．若 NH3、O2、NO、H2O 的分子数之比为 4∶5∶4∶6 时，反应达到化学平衡状态
D．平衡时，化学反应速率的关系是 2v 正(NH3)＝3v 正(H2O)
1
9．一定条件下，向密闭容器中充入 1 mol NO 和 1 mol CO 进行反应：NO(g)＋CO(g) N (g)＋
2 2
CO2(g)，测得化学反应速率随时间的变化关系如图所示，其中处于化学平衡状态的点是( )
A．d 点 B．b 点
C．c 点 D．a 点
10．在一定温度下，向 a L 密闭容器中加入 1 mol O2 和 2 mol NO，发生如下反应：O2(g)＋2NO(g)
2NO2(g)，此反应不一定达平衡的是( )
A．容器内压强不随时间变化
B．容器内各物质的浓度不随时间变化
C．容器内 O2、NO、NO2的浓度之比为 1∶2∶2
D．单位时间内生成 1 mol O2，同时生成 2 mol NO2
11.在容器中充入 SO 和只由 182 O 原子形成的氧气(18O2)。在一定条件下达到平衡时，18O( )
A.只存在于 O2 中
B.只存在于 O2和 SO3中
C.只存在于 SO2和 SO3中
D.存在于 SO3、SO2和 O2中
12.已知 298 K 时，合成氨反应 N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g) ΔH＝－92.0 kJ mol－1，将此温度下的 1 mol N2
和 3 mol H2 充入一密闭容器中，在催化剂存在时进行反应。测得反应放出的热量(假设测量过程中没有能
量损失) ( )
A.一定小于 92.0 kJ B．一定大于 92.0 kJ
C.一定等于 92.0 kJ D．无法确定
13.下列对化学反应限度的叙述中，错误的是( )
A.任何可逆反应在给定的条件下的进程都有一定的限度，不同反应的限度不同
B.可逆反应的最大转化率不能达到 100%，所以可逆反应不容易发生
C.化学反应达到平衡时，反应物和生成物的浓度均不再改变，但物质间的转化仍在进行
D.改变反应条件，化学反应限度可能改变
14．如图是可逆反应 X2＋3Y2 2Z 在反应过程中反应速率(v)与时间(t)的关系曲线，下列叙述正确的是
( )
A.t1时，只发生正方向的反应
B.t2时，反应未达到最大限度
C.t2～t3时，反应不再发生
D.t2～t3时，各物质的浓度不再发生变化
15.一定条件下，向 2 L 恒容密闭容器中充入 1 mol COCl2(g)，发生反应 COCl2(g) Cl2(g)＋CO(g)，反
应过程中测得的有关数据如下表所示，下列说法不正确的是( )
t/s 0 2 4 6 8
n(Cl2)/mol 0 0.30 0.39 0.40 0.40
A.6 s 之后反应达到平衡状态，容器内的压强不再随时间的延续而改变
B.达到 6 s 时，反应停止，不再进行
C.8 s 时，反应容器中各物质的浓度不再发生变化
D.生成 Cl2的平均反应速率：v(0～2 s)＞v(2～4 s)
16．在密闭容器中进行反应：X2(g)＋3Y2(g) 2Z(g)，X2、Y2、Z 的起始浓度分别为 0.2 mol·L－1、0.6 mol·L
－1、0.4 mol·L－1，当平衡时，下列数据肯定不正确的是( )
A．X2为 0.4 mol·L－1，Y2为 1.2 mol·L－1
B．Y2为 1.0 mol·L－1
C．X2为 0.3 mol·L－1，Z 为 0.2 mol·L－1
D．Z 为 0.6 mol·L－1
17.已知反应 N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g) ΔH＝－92.4 kJ mol－1，下列说法正确的是( )
A.向密闭容器中充入 1 mol N2和 3 mol H2，充分反应后，放出 92.4 kJ 的热量
B.向密闭容器中充入一定量 N2和 H2，放出 92.4 kJ 的热量时，生成了 2 mol NH3
C.向密闭容器中充入 1 mol N2和足量 H2，充分反应后，放出 92.4 kJ 的热量
D.向密闭容器中充入 2 mol NH3，充分反应后，吸收了 92.4 kJ 的热量
18.在一定条件下，将 0.3 mol CO2和 0.2 mol H2充入 2 L 密闭容器中，进行反应：CO(g)＋H2O(g) CO2(g)
＋H2(g)。下列关于该反应建立平衡的说法正确的是( )
A.反应刚开始时，生成物浓度最大，正反应速率最小
B.随着反应的进行，反应物浓度逐渐减小，正反应速率逐渐增大
C.达到平衡状态时反应体系中 CO2的浓度为 0 mol/L
D.该反应建立平衡过程中 v(速率)R000Rt(时间)图像如图所示
19．在一定温度下的恒容密闭容器中，以下说法能表明反应：A(s)＋2B(g) C(g)＋D(g)已达平衡的是
( )
A．混合气体的压强不变
B．混合气体的密度不变
C．每消耗 2 mol B，同时生成 1 mol C
D．C 和 D 的浓度比不变
20.在一恒容密闭容器中发生反应：2SO2(g)＋O2(g) 2SO3(g)。起始时，c(SO2)＝0.3 mol L－1、c(O2)＝
0.2 mol L－1、c(SO3)＝0.4 mol L－1。在一定条件下，当反应达到平衡时，下列各物质的物质的量浓度关系
可能正确的是( )
A.c(SO2)＝0.7 mol L－1
B.c(SO2)＋c(O2)＝1.1 mol L－1
C.c(SO3)＋c(SO2)＝0.65 mol L－1
D.c(SO2)＋c(O2)＋c(SO3)＝0.78 mol L－1
21.一定条件下，0.3 mol X(g)与 0.3 mol Y(g)在容积固定的密闭容器中发生反应：X(g)＋3Y(g) 2Z(g)
ΔH＝－a kJ
mol－1(a＞0)，下列说法正确的是( )
A.反应一段时间后，X 与 Y 的物质的量之比仍为 1：1
B.达到平衡时，反应放出的热量小于 0.1a kJ
C.混合气体密度保持不变，说明反应已达到平衡
D.达到平衡后，若向平衡体系中充入稀有气体，Z 的正反应速率将增大
22.在体积固定的密闭容器中，发生反应：2CO(g)＋4H2(g) CH3CH2OH(g)＋H2O(g)。下列叙述中不能
说明上述反应已达到化学反应限度的是( )
A.2v 正(CO)＝v 逆(H2)
B.混合气体密度不变
C.混合气体的压强不变
D.CH3CH2OH 的浓度不变
23.绝热容器中发生反应：3Z(s) X(g)＋2Y(g) ΔH＝a kJ mol－1(a>0)。下列说法不正确的是( )
A.将 0.3 mol Z 置于容器中充分反应生成气体的物质的量一定小于 0.3 mol
B.容器中放入 1.5 mol Z，达到化学平衡状态时，反应吸收的热量为 0.5a kJ
C.容器温度不变，反应已经达到平衡
D.气体平均摩尔质量不变，不能说明反应达到化学平衡状态
24.698 K 时，向 V L 的密闭容器中充入 2 mol H2(g)和 2 mol I2(g)，发生反应 H2(g)＋I2(g) 2HI(g) ΔH＝
－26.5 kJ mol－1，测得各物质的物质的量浓度与时间的关系如图所示。
请回答下列问题：
(1)V＝ 。
(2)该反应达到最大限度的时间是 ，该时间内平均反应速率 v(HI)＝ 。
(3)该反应达到平衡状态时， (填“吸收”或“放出”)的热量为 。
(4)达到平衡时 H2的转化率为 。
(5)平衡混合气体中 HI 的体积分数为 。
1．一定条件下，在体积为 1 L 的密闭容器中，1 mol X 和 1 mol Y 进行反应：2X(g)＋Y(g) Z(g)，下
列叙述能证明该反应已达到化学平衡状态的是( )
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 2n mol X 的同时生成 n mol Z
2．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
3．一定温度下，在一容积不变的密闭容器中发生可逆反应：2X(g) Y(g)＋Z(s)，以下不能说明该反应
达到化学平衡状态的是( )
A．混合气体的密度不再变化
B．反应容器中 Y 的质量分数不变
C．X 的分解速率与 Y 的消耗速率相等
D．单位时间内生成 1 mol Y 的同时生成 2 mol X
4．一定条件下，将 NO2与 SO2以体积比为 1∶2 置于密闭容器中，发生反应：NO2(g)＋SO2(g) SO3(g)＋
NO(g) ΔH＝－41.8 kJ·mol－1，下列能说明反应达到平衡状态的是( )
A．体系压强保持不变
B．混合气体颜色保持不变
C．SO3和 NO 的体积比保持不变
D．每消耗 1 mol SO3的同时生成 1 mol NO2
5.在一密闭容器中进行反应 2SO2(g)＋O2(g) 2SO3(g)，已知反应过程中某一时刻 SO2、O2、SO3的浓度
分别为 0.6 mol L－1、0.3 mol L－1、0.6 mol L－1，当反应至正、逆反应速率相等时，可能存在的状态是( )
A.SO2为 1.2 mol L－1、O2为 0.6 mol L－1
B.SO2为 0.75 mol L－1
C.SO2、SO3均为 0.45 mol L－1
D.SO3为 1.2 mol L－1
催化剂
6 ．工业上常用煤和水作原料经过多步反应制得氢气，其中一步反应的原理为 CO(g)＋H2O(g) △ CO 2
(g)
＋H2(g)，下列选项的条件中可判断该反应达到平衡状态的是( )
A．单位时间内消耗 1 mol H2O 的同时生成 1 mol 的 H2
B．两个 H—O 键断裂的同时有两个 C===O 键断裂
C．反应容器内的气体密度不再发生变化
D．混合气体的平均相对分子质量不发生变化
7．在密闭容器中有如下反应：X2(g)＋Y2(g) 2Z(g)。已知：X2、Y2、Z 的起始浓度分别为 0.1 mol/L、
0.3 mol/L、0.2 mol/L，在一定条件下，当反应达到平衡时，各物质的浓度(单位 mol/L)可能是( )
A．X2为 0.2 B．Y2为 0.2
C．Z 为 0.3 D．Z 为 0.4
8.在密闭容器中进行如下反应：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，各物质的浓度有可能是( )
A.X2为 0.2 mol L－1
B.Y2为 0.2 mol L－1
C.Z 为 0.3 mol L－1
D.Z 为 0.45 mol L－1
9.对一定温度下的恒容容器中，开始时投入等物质的量的 A、B 进行如下可逆反应：A(g)＋3B(g)
2C(g)，下列叙述能作为平衡标志的是( )
①A、B、C 的分子数之比为 1：3：2；
②单位时间内生成 a mol A，同时生成 3a mol B；
③A、B、C 各自的浓度不变；
④混合气体的总压强不变；
⑤C 的物质的量占混合气体总物质的量的百分比 φ(C)不变；
⑥混合气体的密度不变；
⑦混合气体的平均摩尔质量不变
A.①②③④⑤⑥⑦ B．②③④⑤⑦
C.③④⑤⑦ D．③④⑦
10．锡、铅均为ⅣA 族元素，在含 Pb2＋的溶液中投入 Sn 会发生置换反应生成 Sn2＋，反应过程中金属离
子(R2＋)的物质的量浓度随时间的变化情况如图所示。下列说法错误的是( )
A．0～10 s 内，v(Sn2＋)＝0.044 mol·L－1·s－1
B．反应的离子方程式为 Pb2＋＋Sn Pb＋Sn2＋
C．5 s 时，正、逆反应速率相等，反应达到平衡
D．12 s 时，5c(Sn2＋)＝11c(Pb2＋)
11.我国科学家王亮在 CO2合成燃料 CH4的催化剂选择方面取得了重大突破，其反应原理如下：CO2(g)＋
4H2(g) CH4(g)＋2H2O(g) ΔH＝－165.0 kJ mol－1 ，在恒容密闭容器中通入 1 mol CO2与 4 mol H2，下
列情形能表示该反应达到平衡状态的是( )
A.容器内混合气体的平均摩尔质量不再改变
B.容器内气体的密度不再改变
n(CO2)
C. 的值保持不变
n(H2)
D.v 正(CO2)＝4v 逆(H2)
12.在一个绝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(s)，当 m、n、p、
q 为任意整数时，一定可以作为反应达到平衡的标志是( )
①体系的压强不再改变
②体系的温度不再改变
③体系的密度不再变化
④各组分质量分数不再改变
A.①②③ B．①②③④
C.②③④ D．③④
13.汽车尾气在催化的作用下脱硝脱碳的主要原理为 2NO＋2CO N2＋2CO2。在一定条件下的密闭容
器中，用传感器测得该反应在不同时间 NO、CO 浓度如下表。下列说法正确的是( )
时间/s 0 1 2
c(NO)/(mol L－1) 9.50×10－3 4.50×10－3 2.50×10－3
c(NO)/(mol L－1) 9.00×10－3 4.00×10－3 2.00×10－3
时间/s 3 4 5
c(CO)/(mol L－1) 1.50×10－3 1.50×10－3 1.50×10－3
c(NO)/(mol L－1) 1.00×10－3 1.00×10－3 1.00×10－3
A.反应前 2 s 内的平均反应速率为 v(N2)＝3.5×10－3 mol L－1 s－1
B.当 2v 正(NO)＝v 逆(N2)时，说明反应已达到化学平衡状态
C.该反应在 3～5 s 内的平均反应速率为 0
D.由表中数据可知，反应 3 s 时达到平衡状态，此时反应已经停止
14.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＜0。在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，下列示意
图正确且能说明反应最终达到平衡状态的是( )
A.①②③ B．②③ C．③ D．④
15．1 133 K 时，向某恒容密闭容器中充入等物质的量的 CO(g)和 H2(g)，发生反应：CO(g)＋3H2(g)
CH4(g)＋H2O(g)，容器内的压强与时间的关系如图所示，下列有关该反应的判断不正确的是( )
A.当容器内混合气体的平均摩尔质量不再改变时，该反应达到了平衡状态
B.当 CO 的分压是 H2的 2 倍时，该反应达到了平衡状态
C.当 1 mol O—H 键断裂同时有 2 mol C—H 键形成时，该反应达到了平衡状态
D.当容器内混合气体的密度不再改变时，该反应达到了平衡状态
16.向绝热恒容的密闭容器中，加入足量的碳和一定量 NO，发生反应 C(s)＋2NO(g) CO2(g)＋N2(g)
ΔH<0，测得 CO2浓度随时间变化如表，下列说法正确的是( )
反应时间/s 0 80 90 100 110
CO2浓度/(mol L－1) 0.00 0.30 0.32 0.33 0.33
A.该反应 100 s 后才到达平衡
B.0～80 s 用 NO 来表示反应的速率为 0.075 mol L－1 s－1
C.达到平衡状态时，2v 正(NO)＝v 逆(CO2)
D.混合气体的压强不再随时间变化而变化，该反应一定达到了平衡状态
17.T ℃时，将 0.10 mol N2O4 气体放入 1 L 密闭容器中，发生反应 N2O4(g) 2NO2(g)，实验数据如图。
下列说法错误的是( )
A.混合气体的密度始终保持不变
B.a 点 v(正)>v(逆)
C.前 60 s 内，v(NO2)＝2.0×10－3 mol L－1 s－1
D.c(N2O4)：c(NO2)＝1：2 时，说明反应已达平衡状态
18．一定温度下，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∶22.2.2 化学反应的方向与限度
（化学平衡状态）
基础知识清单
一、可逆反应
1.定义
在相同条件下，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。
2.表示方法
可逆反应方程式用“ ”连接，把从左向右进行的反应称为正反应，把从右向左进行的反应称为逆反应。
3.特点
(1)同一条件下，正反应和逆反应同时发生。
(2)反应不能进行到底，反应物不能实现完全转化。
(3)反应体系中，与化学反应有关的各种物质共存于同一反应体系。
(4)反应达到限度时，反应仍在进行，没有停止。
二、化学平衡状态
1.化学平衡的建立
(1)化学平衡的建立过程。
实例：以 N2＋3H2 2NH3为例
N2＋3H2 2NH3
反应物浓度 v 正 生成物浓度 v 逆
c(N2)最大
开始时 最大 0 0
c(H2)最大
c(N2)减小
进行中 减小 增大 增大
c(H2)减小
c(N2)不变
平衡时 不变 不变 不变
c(H2)不变
(2)化学平衡建立的浓度—时间图像和速率—时间图像。
2.化学平衡状态
当外界条件不变时，可逆反应进行到一定程度，反应物和生成物的浓度不再随时间而发生变化，称之为
化学平衡状态。
3.化学平衡状态的特征
4.化学反应达到平衡状态的判断方法
1．直接标志
(1)v 正＝v 逆
①同一种物质的生成速率等于消耗速率；
②在化学方程式同一边的不同物质的生成速率和消耗速率之比等于化学计量数之比；
③在化学方程式两边的不同物质的生成(或消耗)速率之比等于化学计量数之比。
(2)各组分的浓度保持一定
①各组分的浓度不随时间的改变而改变；
②各组分的质量分数、物质的量分数、体积分数不随时间的改变而改变。
2.间接标志——“变量不变”
(1)反应体系中的总压强不随时间的改变而变化(适用于反应前后气体分子数不等的反应)。
(2)对于反应混合物中存在有颜色物质的可逆反应，若体系中颜色不再改变，则反应达到平衡状态。
m(气总)
(3)根据平均摩尔质量(即平均相对分子质量)计算公式 M＝ ，若 M 在反应过程中是一变量，则平均
n(气总)
摩尔质量(平均相对分子质量)保持不变，反应达到平衡状态。
(4)对同一物质而言，断裂化学键的物质的量与形成化学键的物质的量相等。
课后分层练
1．在一定体积的密闭容器中进行反应：N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g)。已知反应过程中某一时刻 N2、H2、
NH3的浓度分别为 0.1 mol·L－1、0.3 mol·L－1、0.2 mol·L－1。当反应达到平衡时，可能存在的数据是( )
A．N2为 0.2 mol·L－1，H2为 0.6 mol·L－1
B．N2为 0.15 mol·L－1
C．N2、H2均为 0.18 mol·L－1
D．NH3为 0.4 mol·L－1
[答案] B
[解析] 反应为可逆反应，反应体系中任何一种物质的转化率都小于 100%，所以 A、D 错误；从题给量
的比例关系知无论反应进行到什么程度，c(N2)∶ c(H2)＝1∶ 3，因此两者不可能同时均为 0.18 mol·L－1。
2．在一密闭容器中进行反应：2SO2(g)＋O2(g) 2SO3(g)。已知反应过程中某一时刻 SO2、O2、SO3 的
浓度分别为 0.2 mol·L－1、0.1 mol·L－1、0.2 mol·L－1。当反应达到平衡时可能存在的数据是( )
A．SO2为 0.4 mol·L－1，O2为 0.2 mol·L－1
B．SO3为 0.25 mol·L－1
C．SO2、SO3 均为 0.15 mol·L－1
D．SO3为 0.4 mol·L－1
[答案] B
[解析] A 项数据表明，题中 0.2 mol·L－1的 SO3完全转化成了 SO2和 O2，即平衡时，c(SO3)＝0，这是不
可能的；B 项说明在题给浓度的基础上又有 0.05 mol·L－1 SO 和 0.025 mol·L－12 O2反应生成了 0.05 mol·L－
1 SO3，这是可能的；C 项数据表明 SO2、SO3 的浓度都在原浓度基础上减少了 0.05 mol·L－1，这也是不可
能的；D 项数据说明 SO2完全转化成了 SO3，即平衡时 c(SO2)＝0，c(O2)＝0，这也是不可能的。
3．可逆反应在一定条件下达到化学平衡时，下列说法正确的是( )
A．正反应速率等于逆反应速率，且都为零
B．反应物和生成物浓度相等
C．反应体系中混合物的组成保持不变
D．反应物断开化学键吸收的能量等于生成物形成化学键所放出的能量
[答案] C
[解析] 可逆反应达到平衡时，属于动态平衡，正、逆反应速率相等，但是都不为零，故 A 错误；可逆反
应达到平衡时，反应物和生成物的浓度不再发生变化，各组分浓度不变，但是各组分浓度不一定相等，
故 B 错误；当反应体系中各混合物的组成保持不变时，达到平衡状态，故 C 正确；化学反应一定伴随能
量变化，反应物断开化学键吸收的能量不等于生成物形成化学键所放出的能量，故 D 错误。
4．可逆反应：N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g)的正、逆反应速率可用各反应物或生成物浓度的变化来表示。
下列各关系中能说明反应已达到平衡状态的是( )
A．3v 正(N2)＝v 正(H2)
B．v 正(N2)＝v 逆(NH3)
C．2v 正(H2)＝3v 逆(NH3)
D．v 正(N2)＝3v 逆(H2)
[答案] C
[解析] 可逆反应达到化学平衡状态的主要特征之一是v正＝v逆，而3v正(N2)＝v正(H2)并未反映出v正＝
v 逆的关系，即 A 项不正确。在 N2 与 H2 合成 NH3 的反应中，v(N2)∶v(H2)∶v(NH3)＝1∶3∶2，分析时一要注
意二者应分别代表正反应速率和逆反应速率，二要注意不同物质的速率之比等于化学计量数之比。
5．在密闭容器中进行反应：X2(g)＋3Y2(g) 2Z2(g)，若 X2、Y2、Z2 的初始浓度分别为 0.1 mol·L－1、
0.3 mol·L－1、0.2 mol·L－1，当反应达到平衡后，各物质的浓度可能是( )
①X2为 0.2 mol·L－1 ②Y2为 0.1 mol·L－1
③Z2为 0.3 mol·L－1 ④Y2为 0.6 mol·L－1
A．①② B．②③ C．③④ D．①④
[答案] B
[解析] 在可逆反应中，反应物不可能完全转化为生成物，平衡时不可能出现某物质浓度为零的情况。
①X2为 0.2 mol·L－1，表明 Z2全部转化为 X2和 Y2，①错误；同理，④错误。综上所述， B 项正确。
6．14CO2 与碳在高温条件下发生反应：14CO2＋C 2CO，达到化学平衡后，平衡混合物中含 14C 的粒
子有( )
A．14CO2 B．14CO 、142 CO
C．14CO 、14CO、142 C 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 在三种物质中都含有。
7．有关化学平衡状态的特征，下列说法不正确的是( )
A．所有的化学反应都存在化学平衡状态
B．平衡时反应已达到最大限度，但反应并未停止
C．平衡时各组分的浓度不一定相等
D．化学平衡状态是一种动态平衡
[答案] A
[解析] 只有可逆反应才存在化学平衡状态，A 项错误；达到平衡状态时，反应达到最大限度，但反应并
没有停止，B 项正确；平衡时各组分浓度保持不变，但不一定相等，C 项正确；达到化学平衡状态时，反
应并没有停止，是一种动态平衡，D 项正确。
8．对于可逆反应：4NH3(g)＋5O2(g) 4NO(g)＋6H2O(g)，则下列叙述中正确的是( )
A．达到化学平衡时，4v 正(O2)＝5v 逆(NO)
B．若单位时间内生成 n mol NO 的同时，消耗 n mol NH3，则反应达到平衡状态
C．若 NH3、O2、NO、H2O 的分子数之比为 4∶5∶4∶6 时，反应达到化学平衡状态
D．平衡时，化学反应速率的关系是 2v 正(NH3)＝3v 正(H2O)
[答案] A
[解析] 根据化学方程式，当 4v 正(O2)＝5v 逆(NO)时，表示 v 正＝v 逆，反应达到平衡状态，A 项正确；
生成 n mol NO 表示正反应速率，消耗 n mol NH3 表示正反应速率，不能说明反应达到平衡状态，B 项错
误；NH3、O2、NO、H2O 分子数之比为 4∶5∶4∶6 时，反应不一定达到平衡状态，C 项错误；化学反应速率
之比等于化学计量数之比，3v 正(NH3)＝2v 正(H2O)，D 项错误。
1
9．一定条件下，向密闭容器中充入 1 mol NO 和 1 mol CO 进行反应：NO(g)＋CO(g) N (g)＋
2 2
CO2(g)，测得化学反应速率随时间的变化关系如图所示，其中处于化学平衡状态的点是( )
A．d 点 B．b 点
C．c 点 D．a 点
[答案] A
[解析] 由图可知，a、b、c 点的正反应速率均大于逆反应速率，都未达到平衡状态；只有 d 点正、逆反
应速率相等，由正、逆反应速率相等的状态为平衡状态可以知道，图中处于化学平衡状态的点是 d 点，
所以 A 选项是正确的。
10．在一定温度下，向 a L 密闭容器中加入 1 mol O2 和 2 mol NO，发生如下反应：O2(g)＋2NO(g)
2NO2(g)，此反应不一定达平衡的是( )
A．容器内压强不随时间变化
B．容器内各物质的浓度不随时间变化
C．容器内 O2、NO、NO2的浓度之比为 1∶2∶2
D．单位时间内生成 1 mol O2，同时生成 2 mol NO2
[答案] C
[解析] A 项，该反应气体数目有变化，当容器内压强不随时间变化时，必达平衡；C 项，其比例是反应
方程式中的化学计量数之比，不能反映各组分的量已固定，所以不一定是平衡状态；D 项，O2 的生成是
逆向反应，NO2的生成是正向反应，比例 1∶2 与化学方程式计量数相符，必是平衡状态。
11.在容器中充入 SO2和只由 18O 原子形成的氧气(18O2)。在一定条件下达到平衡时，18O( )
A.只存在于 O2 中
B.只存在于 O2和 SO3中
C.只存在于 SO2和 SO3中
D.存在于 SO3、SO2和 O2中
[答案] D
[解析] 该反应是可逆反应，SO 与 182 O2 反应生成 SO3 的同时，SO3 还会分解，故平衡时，容器中的 SO3、
SO2和 O2中都含有 18O。
12.已知 298 K 时，合成氨反应 N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g) ΔH＝－92.0 kJ mol－1，将此温度下的 1 mol N2
和 3 mol H2 充入一密闭容器中，在催化剂存在时进行反应。测得反应放出的热量(假设测量过程中没有能
量损失) ( )
A.一定小于 92.0 kJ B．一定大于 92.0 kJ
C.一定等于 92.0 kJ D．无法确定
[答案] A
[解析] 可逆反应不能进行到底，故放出的热量一定小于 92.0 kJ。
13.下列对化学反应限度的叙述中，错误的是( )
A.任何可逆反应在给定的条件下的进程都有一定的限度，不同反应的限度不同
B.可逆反应的最大转化率不能达到 100%，所以可逆反应不容易发生
C.化学反应达到平衡时，反应物和生成物的浓度均不再改变，但物质间的转化仍在进行
D.改变反应条件，化学反应限度可能改变
[答案] B
[解析] 可逆反应不可能完全转化，反应物的转化率不可能达到 100%，但有些可逆反应容易发生，如氨
气溶于水与水反应就是容易发生的可逆反应，B 错误。
14．如图是可逆反应 X2＋3Y2 2Z 在反应过程中反应速率(v)与时间(t)的关系曲线，下列叙述正确的是
( )
A.t1时，只发生正方向的反应
B.t2时，反应未达到最大限度
C.t2～t3时，反应不再发生
D.t2～t3时，各物质的浓度不再发生变化
[答案] D
[解析] 该反应为可逆反应，正反应和逆反应同时存在，A 错误；t2 时，正反应速率和逆反应速率相等，
反应达到平衡状态，即达到最大限度，B 错误；t2～t3 时，反应处于平衡状态，正、逆反应仍在进行，C
错误。
15.一定条件下，向 2 L 恒容密闭容器中充入 1 mol COCl2(g)，发生反应 COCl2(g) Cl2(g)＋CO(g)，反
应过程中测得的有关数据如下表所示，下列说法不正确的是( )
t/s 0 2 4 6 8
n(Cl2)/mol 0 0.30 0.39 0.40 0.40
A.6 s 之后反应达到平衡状态，容器内的压强不再随时间的延续而改变
B.达到 6 s 时，反应停止，不再进行
C.8 s 时，反应容器中各物质的浓度不再发生变化
D.生成 Cl2的平均反应速率：v(0～2 s)＞v(2～4 s)
[答案] B
[解析] 6 s 之后氯气的物质的量不再改变，化学反应达到平衡状态，各物质的浓度不再变化，容器内气
体总物质的量保持不变，因而压强不变，故 A、C 正确；6 s 时反应处于平衡状态，反应不会停止，仍在
进行，故 B 错误。
16．在密闭容器中进行反应：X2(g)＋3Y2(g) 2Z(g)，X2、Y2、Z 的起始浓度分别为 0.2 mol·L－1、0.6 mol·L
－1、0.4 mol·L－1，当平衡时，下列数据肯定不正确的是( )
A．X2为 0.4 mol·L－1，Y2为 1.2 mol·L－1
B．Y2为 1.0 mol·L－1
C．X －12为 0.3 mol·L ，Z 为 0.2 mol·L－1
D．Z 为 0.6 mol·L－1
[答案] A
[解析] 化学平衡研究的是可逆反应，故解这类题目时要善于利用极值法，可分别考虑反应正向进行彻底
和反应逆向进行彻底两种情况。由可逆反应的含义知，0＜c(X2)＜0.4 mol·L－1；0＜c(Y2)＜1.2 mol·L－1；0
＜c(Z)＜0.8 mol·L－1。
17.已知反应 N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g) ΔH＝－92.4 kJ mol－1，下列说法正确的是( )
A.向密闭容器中充入 1 mol N2和 3 mol H2，充分反应后，放出 92.4 kJ 的热量
B.向密闭容器中充入一定量 N2和 H2，放出 92.4 kJ 的热量时，生成了 2 mol NH3
C.向密闭容器中充入 1 mol N2和足量 H2，充分反应后，放出 92.4 kJ 的热量
D.向密闭容器中充入 2 mol NH3，充分反应后，吸收了 92.4 kJ 的热量
[答案] B
[解析] 该反应为可逆反应，向密闭容器中充入 1 mol N2 和 3 mol H2，充分反应后，1 mol N2 和 3 mol H2
不能完全反应，故放出的热量小于 92.4 kJ，A 错误，同理，C、D 错误；放出 92.4 kJ 的热量时，生成 2 mol
NH3，B 正确。
18.在一定条件下，将 0.3 mol CO2和 0.2 mol H2充入 2 L 密闭容器中，进行反应：CO(g)＋H2O(g) CO2(g)
＋H2(g)。下列关于该反应建立平衡的说法正确的是( )
A.反应刚开始时，生成物浓度最大，正反应速率最小
B.随着反应的进行，反应物浓度逐渐减小，正反应速率逐渐增大
C.达到平衡状态时反应体系中 CO2的浓度为 0 mol/L
D.该反应建立平衡过程中 v(速率)R000Rt(时间)图像如图所示
[答案] A
[解析] 反应刚开始时，投入生成物，生成物浓度最大，逆反应速率最大，反应物浓度为 0，正反应速率
最小，A 正确；随着反应的进行，反应物浓度逐渐增大，正反应速率逐渐增大，B 错误；达到平衡状态时，
反应体系中 CO2的浓度保持不变，但 CO2的浓度不为 0 mol/L，C 错误；该反应建立平衡过程中 v(速率) -t(时
间)图像如图所示，D 错误。
19．在一定温度下的恒容密闭容器中，以下说法能表明反应：A(s)＋2B(g) C(g)＋D(g)已达平衡的是
( )
A．混合气体的压强不变
B．混合气体的密度不变
C．每消耗 2 mol B，同时生成 1 mol C
D．C 和 D 的浓度比不变
[答案] B
[解析] 该反应为反应前后气体物质的量不变的反应，容器内混合气体的压强不随反应的进行而变化，不
能作为平衡标志，A 项错误；根据密度的定义式知，混合气体的密度随反应的进行而变化，当密度不变
时，反应已达平衡，B 项正确；消耗 2 mol B 和生成 1 mol C 均为正反应，不可作平衡标志，C 项错误；
随着反应的进行，C 和 D 的浓度比始终不变，不能作为平衡标志，D 项错误。
20.在一恒容密闭容器中发生反应：2SO2(g)＋O2(g) 2SO3(g)。起始时，c(SO2)＝0.3 mol L－1、c(O2)＝
0.2 mol L－1、c(SO )＝0.4 mol L－13 。在一定条件下，当反应达到平衡时，下列各物质的物质的量浓度关系
可能正确的是( )
A.c(SO2)＝0.7 mol L－1
B.c(SO2)＋c(O2)＝1.1 mol L－1
C.c(SO3)＋c(SO2)＝0.65 mol L－1
D.c(SO2)＋c(O2)＋c(SO )＝0.78 mol L－13
[答案] D
[解析] 当 c(SO2)＝0.7 mol L－1 时，有 c(SO3)＝0，而该反应为可逆反应，SO3 不能完全反应，A 错误；
当 c(SO2)＝0.7 mol L－1，c(O2)＝0.4 mol L－1时，即 c(SO2)＋c(O2)＝1.1 mol L－1时，c(SO3)＝0，而该反应
为可逆反应，SO3 不能完全反应，B 错误；由硫元素守恒可知，c(SO －12)＋c(SO3)＝0.7 mol L ，C 错误；
依据三段式法可知：
2SO2(g)＋O2(g) 2SO3(g)
起始/(mol L－1)) 0.3 0.2 0.4
转化/(mol L－1)) 0.24 0.12 0.24
平衡/(mol L－1)) 0.06 0.08 0.64
则 c(SO2)＋c(SO3)＋c(O2)＝0.78 mol L－1，D 正确。
21.一定条件下，0.3 mol X(g)与 0.3 mol Y(g)在容积固定的密闭容器中发生反应：X(g)＋3Y(g) 2Z(g)
ΔH＝－a kJ
mol－1(a＞0)，下列说法正确的是( )
A.反应一段时间后，X 与 Y 的物质的量之比仍为 1：1
B.达到平衡时，反应放出的热量小于 0.1a kJ
C.混合气体密度保持不变，说明反应已达到平衡
D.达到平衡后，若向平衡体系中充入稀有气体，Z 的正反应速率将增大
[答案] B
[解析] 根据方程式可知消耗的 X 和 Y 的物质的量之比为 1：3，初始投料为 1：1，所以反应一段时间后
X 与 Y 的物质的量之比不可能为 1：1，故 A 错误；容器恒容，反应物和生成物均为气体，容器内气体质
量恒定，则密度为定值始终保持不变，不能说明平衡，故 C 错误；容器恒容，充入稀有气体不改变各物
质的浓度，所以各物质的反应速率均不发生变化，故 D 错误。故选 B。
22.在体积固定的密闭容器中，发生反应：2CO(g)＋4H2(g) CH3CH2OH(g)＋H2O(g)。下列叙述中不能
说明上述反应已达到化学反应限度的是( )
A.2v 正(CO)＝v 逆(H2)
B.混合气体密度不变
C.混合气体的压强不变
D.CH3CH2OH 的浓度不变
[答案] B
[解析] 2v 正(CO)＝v 逆(H2)时达到平衡，故 A 不选；混合气体质量不变，容器体积不变，所以混合气体的
密度始终不变，不能通过密度判断是否平衡，故 B 选；该反应为气体分子数减少的反应，压强不变时，
反应达平衡，故 C 不选；平衡时，体系中各物质浓度保持不变，CH3CH2OH 的浓度不变，说明反应达平
衡，故 D 不选。
23.绝热容器中发生反应：3Z(s) X(g)＋2Y(g) ΔH＝a kJ mol－1(a>0)。下列说法不正确的是( )
A.将 0.3 mol Z 置于容器中充分反应生成气体的物质的量一定小于 0.3 mol
B.容器中放入 1.5 mol Z，达到化学平衡状态时，反应吸收的热量为 0.5a kJ
C.容器温度不变，反应已经达到平衡
D.气体平均摩尔质量不变，不能说明反应达到化学平衡状态
[答案] B
[解析] 可逆反应的反应物不会完全转化为产物，将 0.3 mol Z 置于容器中充分反应生成气体的物质的量
一定小于 0.3 mol，故 A 正确；容器中放入 1.5 mol Z，达到化学平衡状态时，消耗的 Z 的物质的量小于
1.5 mol，反应吸收的总热量小于 0.5a kJ，故 B 错误；反应伴随吸热，反应过程中会伴随温度的变化，变
量不变的状态是平衡状态，容器温度不变，反应已经达到平衡，故 C 正确；气体平均摩尔质量等于气体
质量和物质的量的比值，该反应的反应物是固体，产物是气体，故气体平均摩尔质量一直不变，即它不
能说明反应是否达到平衡，故 D 正确。故选 B。
24.698 K 时，向 V L 的密闭容器中充入 2 mol H2(g)和 2 mol I2(g)，发生反应 H2(g)＋I2(g) 2HI(g) ΔH＝
－26.5 kJ mol－1，测得各物质的物质的量浓度与时间的关系如图所示。
请回答下列问题：
(1)V＝ 。
(2)该反应达到最大限度的时间是 ，该时间内平均反应速率 v(HI)＝ 。
(3)该反应达到平衡状态时， (填“吸收”或“放出”)的热量为 。
(4)达到平衡时 H2的转化率为 。
(5)平衡混合气体中 HI 的体积分数为 。
[答案] (1)2
(2) 5 min 0.316 mol L－1 min－1
(3) 放出 41.87 kJ
(4) 79%
(5) 79%
[解析] (2)5 min 后 c(H2)、c(I2)、c(HI)不再变化，0～5 min 内 v(HI)＝1.58 mol
L－1÷5 min＝0.316 mol L－1 min－1。(3)达到平衡时，消耗 1.58 mol H2和 1.58 mol I2，放出的热量为 1.58
1.58 mol
mol×26.5 kJ mol－1＝41.87 kJ。(4)转化了1.58 mol H2，生成了3.16 mol HI，氢气转化率α(H2)＝ ×100%2 mol
3.16 mol
＝79%。(5)HI 的体积分数 φ(HI)＝ ×100%＝79%。
4 mol
1．一定条件下，在体积为 1 L 的密闭容器中，1 mol X 和 1 mol Y 进行反应：2X(g)＋Y(g) Z(g)，下
列叙述能证明该反应已达到化学平衡状态的是( )
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 2n mol X 的同时生成 n mol Z
[答案] A
[解析] 反应过程中原子个数守恒；消耗 2n mol X 与生成 n mol Z 是同一反应方向，不能说明反应已达到
平衡状态；浓度之比为 2∶1∶1，不能说明浓度保持不变。
2．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 的同时必消耗 2n mol NO2，①能说明反应
已达平衡；②描述均是正反应速率，无法判断；③无论反应是否达平衡，均有此关系。依据组成一定判
断：④NO2为有颜色的气体(红棕色)，颜色不变能说明反应体系中 NO2浓度一定，已达到平衡；⑤因 ρ＝
m
，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
V
能说明反应已达平衡。
3．一定温度下，在一容积不变的密闭容器中发生可逆反应：2X(g) Y(g)＋Z(s)，以下不能说明该反应
达到化学平衡状态的是( )
A．混合气体的密度不再变化
B．反应容器中 Y 的质量分数不变
C．X 的分解速率与 Y 的消耗速率相等
D．单位时间内生成 1 mol Y 的同时生成 2 mol X
[答案] C
[解析]X 的分解速率与 Y 的消耗速率之比为 2∶1 时，才能说明反应达到平衡状态，故 C 项说明反应未达到
平衡状态。
4．一定条件下，将 NO2与 SO2以体积比为 1∶2 置于密闭容器中，发生反应：NO2(g)＋SO2(g) SO3(g)＋
NO(g) ΔH＝－41.8 kJ·mol－1，下列能说明反应达到平衡状态的是( )
A．体系压强保持不变
B．混合气体颜色保持不变
C．SO3和 NO 的体积比保持不变
D．每消耗 1 mol SO3的同时生成 1 mol NO2
[答案] B
[解析]由于该反应为反应前后气体体积相等的反应，体系的压强始终保持不变，故不能以压强不变作为判
断反应是否达到平衡状态的标志，A 错误；SO3与 NO 的体积比始终保持 1∶1，C 错误；消耗 SO3和生成
NO2为同一方向的反应，D 错误。
5.在一密闭容器中进行反应 2SO2(g)＋O2(g) 2SO3(g)，已知反应过程中某一时刻 SO2、O2、SO3的浓度
分别为 0.6 mol L－1、0.3 mol L－1、0.6 mol L－1，当反应至正、逆反应速率相等时，可能存在的状态是( )
A.SO 为 1.2 mol L－1、O 为 0.6 mol L－12 2
B.SO2为 0.75 mol L－1
C.SO2、SO3均为 0.45 mol L－1
D.SO3为 1.2 mol L－1
[答案] B
[解析]由题意可知，若 SO3 全部转化为 SO2 和 O2，则 SO2、O2 的浓度分别为 1.2 mol L－1、0.6 mol L－1；
而若 SO2和 O2全部化合成 SO3，则 SO3的浓度为 1.2 mol L－1。因为该反应是可逆反应，三种物质必须同
时存在(即可逆反应中的物质均不可能 100%转化)，因此，体系中 SO3、SO2、O2的浓度范围分别是 0～1.2
mol L－1、0～1.2 mol L－1、0～0.6 mol L－1，很显然，A、D 是不可能的；根据硫原子守恒，C 项表示 SO2
和 SO3同时消耗而减少，这是绝对不可能的。
催化剂
6．工业上常用煤和水作原料经过多步反应制得氢气，其中一步反应的原理为 CO(g)＋H2O(g)
△ CO2(g)
＋H2(g)，下列选项的条件中可判断该反应达到平衡状态的是( )
A．单位时间内消耗 1 mol H2O 的同时生成 1 mol 的 H2
B．两个 H—O 键断裂的同时有两个 C===O 键断裂
C．反应容器内的气体密度不再发生变化
D．混合气体的平均相对分子质量不发生变化
[答案] B
[解析]单位时间内消耗 1 mol 的 H2O，表示的是正反应速率，生成 1 mol 的 H2表示的也是正反应速率，无
法说明反应达到平衡状态，A 项错误；两个 H—O 键断裂表示的是正反应速率，两个 C===O 键断裂表示
的是逆反应速率，且正、逆反应速率相等，说明反应达到平衡状态，B 项正确；在恒容密闭容器中，混
合气体的质量和体积始终不变，则混合气体的密度始终不变，所以反应容器内的气体密度不再发生变化
m
不能说明反应达到平衡状态，C 项错误；该反应是气体的总物质的量不变的可逆反应，根据 M＝ ，混合
n
气体的相对分子质量始终不发生变化，所以相对分子质量不变不能说明反应达到平衡状态，D 项错误。
7．在密闭容器中有如下反应：X2(g)＋Y2(g) 2Z(g)。已知：X2、Y2、Z 的起始浓度分别为 0.1 mol/L、
0.3 mol/L、0.2 mol/L，在一定条件下，当反应达到平衡时，各物质的浓度(单位 mol/L)可能是( )
A．X2为 0.2 B．Y2为 0.2
C．Z 为 0.3 D．Z 为 0.4
[答案] C
[解析] 已知 X2、Y2、Z 的起始浓度分别为 0.1 mol/L、0.3 mol/L、0.2 mol/L，若将 Z 完全转化为反应物，
由 X2(g)＋Y2(g) 2Z(g)可知，生成的 X2和 Y2均为 0.1 mol/L，则到达平衡后 c(X2)＜0.2 mol/L，c(Y2)＜
0.4 mol/L；若将 X2 完全转化为 Z，由 X2(g)＋Y2(g) 2Z(g)可知，则可生成 Z 0.2 mol/L，则达到平
衡后 c(Z)＜0.4 mol/L，消耗 Y2小于 0.1 mol/L，则 c(Y2)＞0.2 mol/L，综上所述，Z 可能为 0.3 mol/L，答
案为 C。
8.在密闭容器中进行如下反应：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，各物质的浓度有可能是( )
A.X2为 0.2 mol L－1
B.Y 为 0.2 mol L－12
C.Z 为 0.3 mol L－1
D.Z 为 0.45 mol L－1
[答案] C
[解析]若平衡时 c(X2)＝0.2 mol L－1，则根据物质反应转化关系可知，会消耗 Z 的浓度为 0.2 mol L－1，此
时 c(Z)＝0，但该反应是可逆反应，生成物不能完全转化为反应物，A 不符合题意；若平衡时 c(Y2)＝0.2
mol L－1，则根据物质反应转化关系可知，会消耗 X2的浓度为 0.1 mol L－1，此时 c(X2)＝0，但该反应是可
逆反应，反应物不能完全转化为生成物，B 不符合题意；若 c(Z)＝0.3 mol L－1，Δc(Z)＝0.1 mol L－1，则
反应会消耗 X2、Y2的浓度均为 0.05 mol L－1，此时 c(X2)＝0.05 mol L－1，c(Y2)＝0.25 mol L－1，三种物质
都存在，符合可逆反应的特点，C 符合题意；反应开始时 c(Z)＝0.2 mol L－1，若平衡时 c(Z)＝0.45 mol L－
1，Δc(Z)＝0.25 mol L－1，就要消耗 X2、Y2 的浓度均为 0.125 mol L－1，但反应开始时 X2 只有 0.1 mol L－1，
可见不可能反应生成 0.25 mol L－1的 Z，故平衡时 Z 不可能为 0.45 mol L－1，D 不符合题意。
9.对一定温度下的恒容容器中，开始时投入等物质的量的 A、B 进行如下可逆反应：A(g)＋3B(g)
2C(g)，下列叙述能作为平衡标志的是( )
①A、B、C 的分子数之比为 1：3：2；
②单位时间内生成 a mol A，同时生成 3a mol B；
③A、B、C 各自的浓度不变；
④混合气体的总压强不变；
⑤C 的物质的量占混合气体总物质的量的百分比 φ(C)不变；
⑥混合气体的密度不变；
⑦混合气体的平均摩尔质量不变
A.①②③④⑤⑥⑦ B．②③④⑤⑦
C.③④⑤⑦ D．③④⑦
[答案] C
[解析]①开始时投入等物质的量的 A、B，反应过程中或达平衡时不可能出现 A、B、C 的分子数之比为
1：3：2，所以不能作为平衡标志；②单位时间内生成 a mol A，同时生成 3a mol B，反应进行的方向相
同，不一定是平衡状态；③A、B、C 各自的浓度不变，则正、逆反应速率相等，反应达平衡状态；④因
为反应前后气体的分子数不等，随着反应的进行，气体的压强在不断发生改变，当混合气体的总压强不
变时，反应达平衡状态；⑤C 的物质的量占混合气体总物质的量的百分比 φ(C)不变，则各物质的浓度不
变，反应达平衡状态；⑥混合气体的总质量不变，容器的体积不变，混合气的密度始终不变，则密度不
变时反应不一定达平衡状态；⑦混合气体的质量不变，物质的量在平衡前不断发生改变，当平均摩尔质
量不变时，气体的物质的量不再发生改变，反应达平衡状态。故选 C。
10．锡、铅均为ⅣA 族元素，在含 Pb2＋的溶液中投入 Sn 会发生置换反应生成 Sn2＋，反应过程中金属离
子(R2＋)的物质的量浓度随时间的变化情况如图所示。下列说法错误的是( )
A．0～10 s 内，v(Sn2＋)＝0.044 mol·L－1·s－1
B．反应的离子方程式为 Pb2＋＋Sn Pb＋Sn2＋
C．5 s 时，正、逆反应速率相等，反应达到平衡
D．12 s 时，5c(Sn2＋)＝11c(Pb2＋)
[答案] C
0.44 mol·L－1
[解析] 0～10 s 内 Sn2＋的浓度从 0 变为 0.44 mol·L－1，所以 v(Sn2＋)＝ ＝0.044 mol·L－1·s－1，A
10 s
项正确；溶液中 Sn 的还原性比较强，在含 Pb2＋的溶液中投入 Sn 会发生置换反应生成 Sn2＋，由题图可知
该反应为可逆反应，反应的离子方程式为 Pb2＋＋Sn Pb＋Sn2＋，B 项正确；由题图可知 5 s 时 Pb2＋和
Sn2＋的浓度相等，反应还在向正反应方向进行，正、逆反应速率不相等，反应并没有达到平衡，C 项错误；
c（Sn2＋） 0.44 mol·L－1 11
由图可知 12 s 时，c(Sn2＋)＝0.44 mol·L－1，c(Pb2＋)＝0.2 mol·L－1， ＝ ＝ ，即 5c(Sn2
c（Pb2＋） 0.2 mol·L－1 5
＋)＝11c(Pb2＋)，D 项正确。
11.我国科学家王亮在 CO2合成燃料 CH4的催化剂选择方面取得了重大突破，其反应原理如下：CO2(g)＋
4H2(g) CH4(g)＋2H2O(g) ΔH＝－165.0 kJ mol－1 ，在恒容密闭容器中通入 1 mol CO2与 4 mol H2，下
列情形能表示该反应达到平衡状态的是( )
A.容器内混合气体的平均摩尔质量不再改变
B.容器内气体的密度不再改变
n(CO2)
C. 的值保持不变
n(H2)
D.v 正(CO2)＝4v 逆(H2)
[答案] A
m
[解析]混合气体的平均相对分子质量 M＝ ，气体质量不变，但是气体的总物质的量随反应进行而改变，
n
所以 M 会发生改变，当 M 不变时，反应达到平衡，A 正确；容器体积和气体质量始终不变，则混合气体
的密度始终不变，因此不能说明反应已达平衡，B 错误；在恒容密闭容器中通入 1 mol CO2 与 4 mol H2，
n(CO2)
两者的投料比为系数比，则 为定值，不能说明反应已达平衡，C 错误；v 正(CO2)＝4v 逆(H2)，此时正、n(H2)
逆反应速率不相等，反应不平衡，D 错误。故选 A。
12.在一个绝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(s)，当 m、n、p、
q 为任意整数时，一定可以作为反应达到平衡的标志是( )
①体系的压强不再改变
②体系的温度不再改变
③体系的密度不再变化
④各组分质量分数不再改变
A.①②③ B．①②③④
C.②③④ D．③④
[答案] C
[解析]①无法判断反应前后气体体积关系，则无法确定压强是否为变量，无法根据体系的压强判断平衡状
态，错误；②在一个不传热的固定容积的密闭容器中，体系的温度为变量，当温度不再改变，说明正、
逆反应速率相等，能据此判断该反应达到平衡状态，正确；③D 为固态，混合气体的质量为变量，容器
容积为定值，则密度为变量，当混合气体密度不变时，说明该反应达到平衡状态，正确；④各组分的质
量分数不再改变，表明正、逆反应速率相等，该反应已经达到平衡状态，正确。
13.汽车尾气在催化的作用下脱硝脱碳的主要原理为 2NO＋2CO N2＋2CO2。在一定条件下的密闭容
器中，用传感器测得该反应在不同时间 NO、CO 浓度如下表。下列说法正确的是( )
时间/s 0 1 2
c(NO)/(mol L－1) 9.50×10－3 4.50×10－3 2.50×10－3
c(NO)/(mol L－1) 9.00×10－3 4.00×10－3 2.00×10－3
时间/s 3 4 5
c(CO)/(mol L－1) 1.50×10－3 1.50×10－3 1.50×10－3
c(NO)/(mol L－1) 1.00×10－3 1.00×10－3 1.00×10－3
A.反应前 2 s 内的平均反应速率为 v(N2)＝3.5×10－3 mol L－1 s－1
B.当 2v 正(NO)＝v 逆(N2)时，说明反应已达到化学平衡状态
C.该反应在 3～5 s 内的平均反应速率为 0
D.由表中数据可知，反应 3 s 时达到平衡状态，此时反应已经停止
[答案] C
Δc 3.50 × 10－3 mol L－1
[解析]前 2 s 内 Δc(CO)＝7.00×10－3 mol L－1，则 Δc(N )＝3.50×10－32 mol L－1，v＝ ＝ ＝Δt 2 s
1.75×10－3 mol L－1 s－1，A 错误；平衡时应有 v 正(NO)＝2v 逆(N2)，则当 2v 正(NO)＝v 逆(N2)时，反应未达平
衡状态，B 错误；3 s 时反应达平衡状态，所以该反应在 3～5 s 内浓度变化量为 0，平均反应速率为 0，C
正确；化学平衡是动态平衡，所以 3 s 后反应仍在进行，D 错误。
14.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＜0。在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，下列示意
图正确且能说明反应最终达到平衡状态的是( )
A.①②③ B．②③ C．③ D．④
[答案] D
[解析]因为是恒容密闭容器，且反应物与生成物都是气体，密度在反应过程中始终不变，图①错误；ΔH
与反应过程无关，图②不能说明反应达到了平衡状态；容器中开始未充入生成物，反应从正反应开始，
逆反应的初始速率为 0，图③错误；反应过程中 O2的转化率逐渐增大，平衡时达到最大，图④能说明反
应达到了平衡状态。综上所述，只有图④能说明反应达到了平衡状态，D 项符合题意。
15．1 133 K 时，向某恒容密闭容器中充入等物质的量的 CO(g)和 H2(g)，发生反应：CO(g)＋3H2(g)
CH4(g)＋H2O(g)，容器内的压强与时间的关系如图所示，下列有关该反应的判断不正确的是( )
A.当容器内混合气体的平均摩尔质量不再改变时，该反应达到了平衡状态
B.当 CO 的分压是 H2的 2 倍时，该反应达到了平衡状态
C.当 1 mol O—H 键断裂同时有 2 mol C—H 键形成时，该反应达到了平衡状态
D.当容器内混合气体的密度不再改变时，该反应达到了平衡状态
[答案] D
[解析]平均摩尔质量等于气体的总质量与总物质的量之比，气体的总质量不变，气体的总物质的量为变量，
气体的平均摩尔质量为变量，所以平均摩尔质量不再改变时，该反应达到了平衡状态，A 正确；恒温恒
容状态下，各气体的分压之比等于其物质的量之比，由题意设 CO 起始为 a mol，转化了 x mol，则
CO(g)＋3H2(g) CH4(g)＋H2O(g)
起始/mol a a 0 0
转化/mol x 3x x x
平衡/mol a－x a－3x x x
2a 0.5
由图可列 ＝ ，得 x＝0.2a，平衡时各物质物质的量依次为 0.8a mol、0.4a mol、0.2a mol、0.2a
2a－2x 0.4
mol，所以当 CO 的分压是 H2 的 2 倍时，达到平衡状态，B 正确；当 1 mol O—H 键断裂同时有 2 mol
C—H 键形成时，说明正逆反应速率相等，即反应达到平衡状态，C 正确；密度等于气体的总质量与容器
体积之比，为恒量，所以当容器内混合气体的密度不再改变时，不能说明该反应达到了平衡状态，D 错
误。故选 D。
16.向绝热恒容的密闭容器中，加入足量的碳和一定量 NO，发生反应 C(s)＋2NO(g) CO2(g)＋N2(g)
ΔH<0，测得 CO2浓度随时间变化如表，下列说法正确的是( )
反应时间/s 0 80 90 100 110
CO2浓度/(mol L－1) 0.00 0.30 0.32 0.33 0.33
A.该反应 100 s 后才到达平衡
B.0～80 s 用 NO 来表示反应的速率为 0.075 mol L－1 s－1
C.达到平衡状态时，2v 正(NO)＝v 逆(CO2)
D.混合气体的压强不再随时间变化而变化，该反应一定达到了平衡状态
[答案] D
[解析]该反应可能在 90～100 s 到达平衡，故 A 错误；0～80 s CO2浓度增加 0.3 mol L－1，所以 NO 的浓度
降低 0.6 mol L－1，用 NO 来表示反应的速率为 0.007 5 mol L－1 s－1，故 B 错误；达到平衡状态时，正逆反
应速率比等于系数比，v 正(NO)＝2v 逆(CO2)，故 C 错误；气体物质的量是恒量，绝热恒容的密闭容器，温
度是变量，所以压强是变量，混合气体的压强不再随时间变化而变化，该反应一定达到了平衡状态，故 D
正确。故选 D。
17.T ℃时，将 0.10 mol N2O4 气体放入 1 L 密闭容器中，发生反应 N2O4(g) 2NO2(g)，实验数据如图。
下列说法错误的是( )
A.混合气体的密度始终保持不变
B.a 点 v(正)>v(逆)
C.前 60 s 内，v(NO2)＝2.0×10－3 mol L－1 s－1
D.c(N2O4)：c(NO2)＝1：2 时，说明反应已达平衡状态
[答案] D
m 总
[解析]混合气体密度计算公式为 ρ 混＝ ，N2O4 与 NO2 相互转化，没有其他状态的物质生成，m 总不变，V 总
该容器体积恒定为 1 L，V 总不变，即 ρ 混不变，A 正确；反应从 0.10 mol N2O4开始后，N2O4(g) 2NO2(g)
向正方向进行，根据图像 60 s 时才达到平衡，所以 a 点并未达到平衡，仍向正反应方向进行，所以
Δc (0.12－0) mol L－1
v(正)>v(逆)，B 正确；前 60 s 内，v(NO2)＝ ＝ ＝2.0×10－3 mol L－1 s－1，C 正确；由图Δt 60 s
知平衡时，c(N2O4)＝0.04 mol L－1，c(NO )＝0.12 mol L－12 ，c(N2O4)：c(NO2)＝1：3，D 错误。
18．一定温度下，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
3 mol
Δc（SO2）
[ ] (1)v(SO ) 10 L解析 2 ＝ ＝ ＝0.03 mol·L－1·min－1。Δt 10 min
(2) 2SO2(g)＋O2(g) 2SO3(g)
起始： 5 mol 3 mol 0
变化： 3 mol 1.5 mol 3 mol
平衡： 2 mol 1.5 mol 3 mol
3 mol 3 mol
则平衡时 SO －13 的浓度为 ＝0.3 mol·L ，SO2 的转化率为 ×100%＝60%。平衡时混合气体的总物10 L 5 mol
质的量为 2 mol＋1.5 mol＋3 mol＝6.5 mol。(4)根据反应方程式知：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，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，若平均相
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。
