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第2课时 化学反应的限度
化学平衡状态
专题6 第一单元
核心素养
发展目标
1.了解可逆反应及特点。
2.理解化学平衡状态的特征及标志，会判断可逆反应的平衡状态。
一、化学反应的限度
二、化学平衡状态
课时对点练
内容索引
化学反应的限度
一
1.化学反应的限度
(1)Cl2与H2O的反应
化学方程式 _________________________
溶液中微粒 三分子 _________________
四离子 ______________________
反应特点 反应_____进行到底
Cl2＋H2O HCl＋HClO
H2O、Cl2、HClO
H＋、Cl－、ClO－、OH－
不能
(2)FeCl3溶液与KI溶液的反应
实验步骤
实验现象 溶液颜色由____变为_____ 溶液分层，下层为____色，上层油状液体呈____色 溶液变为____色
实验结论 有____生成 有_________生成 下层清液中含有____________
无色
褐色
浅绿
紫
红
Fe2＋和I2
I2
未反应的Fe3＋
离子方程式 _________________________
反应特点 I－过量的条件下，反应物Fe3＋_________转化为生成物，即可逆反应具有一定的_____
2Fe3＋＋2I－ 2Fe2＋＋I2
不能完全
限度
2.可逆反应
(1)定义：在____条件下，既能向__________进行，又能向__________进行的化学反应。书写可逆反应的化学方程式时，不用“===”，用“_______”。
(2)特征
①双向性：反应物 生成物。
②双同性：正、逆反应是在_________下同时进行的。
③共存性：反应物和生成物_____存在。
同一
正反应方向
逆反应方向
正向反应
逆向反应
同一条件
同时
1.反应2SO2(g)＋O2(g) 2SO3(g)达到反应限度后，再向反应容器中充入含18O的氧气，经过一段时间后，18O原子存在于哪些物质中？
深度思考
提示 O2、SO2和SO3。
2.醋酸的电离也是一个可逆过程，常温下，在0.1 mol·L－1醋酸水溶液中的电离方程式：CH3COOH CH3COO－＋H＋，大约有1%的醋酸分子电离，则c(H＋)≈_____________。
0.001 mol·L－1
正误判断
(1)2 mol SO2和1 mol O2在一定条件下可完全生成2 mol SO3
(2)既能向正反应方向进行，又能向逆反应方向进行的反应叫可逆反应
(3)甲酸是一种弱酸，则甲酸的电离也是一种可逆过程
(4)H2＋Cl2 2HCl与2HCl H2＋Cl2互为可逆反应
×
√
×
×
1.对于化学反应的限度的叙述错误的是
A.任何可逆反应都有一定的限度
B.有一定限度的化学反应，都是可逆反应
C.化学反应的限度与时间的长短无关
D.同一可逆反应在不同条件下(如温度、浓度等)，其反应的限度相同
√
应用体验
任何可逆反应都有一定的限度，反之，有一定限度的化学反应都是可逆反应，对同一可逆反应，当外界条件不变时，反应的限度与时间长短无关。
2.反应CO(g)＋H2O(g) CO2(g)＋H2(g)，达到反应限度后，再向反应容器中充入含18O的一氧化碳，经过一段时间后，18O存在于
A.CO B.H2O
C.CO2、CO D.CO、H2O、CO2
√
应用体验
含18O的一氧化碳和H2O正向反应生成含18O的二氧化碳，同时含18O的二氧化碳和H2又逆向反应生成了一氧化碳和水，故最终CO、H2O和CO2中都含有18O。
高温
3.在一定量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。当反应达到最大限度时，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
√
应用体验
可逆反应不能进行到底，N2的浓度范围是0～0.2 mol·L－1，H2的浓度范围是0～0.6 mol·L－1，NH3的浓度范围是0～0.4 mol·L－1，不能取最大值和最小值，A、D错误，B正确；
虽然氮气和氢气的物质的量浓度在范围内，N2和H2都是反应物，浓度要么都增加，要么都减小，C错误。
归纳总结
(1)化学反应的限度是在给定的条件下，可逆反应所能达到或完成的最大程度。化学反应的限度的意义在于决定了反应物在该条件下的最大转化率。
(2)不同的可逆反应在给定条件下的化学反应的限度不同；同一可逆反应在不同条件(如温度、浓度、压强等)下，其反应的限度不同。
返回
化学平衡状态
二
1.化学平衡状态的建立过程
在一定条件下向反应容器中加入N2和H2发生反应：N2＋3H2
2NH3。
高温、高压
催化剂
浓度 速率变化 v正、v逆关系
开始 反应物浓度_____ v正_____ v正____v逆
生成物浓度_____ v逆_____ 最大
最大
为0
为0
＞
变化 反应物浓度_____ v正_____ v正____v逆
生成物浓度_____ v逆_____ 平衡 反应物浓度_____ v正_____ v正____v逆
生成物浓度_____ v逆_____ 减小
减小
增大
增大
不变
＞
不变
不变
不变
＝
2.用速率变化图像表示化学平衡状态的建立
3.化学平衡状态
(1)化学平衡状态的概念
在一定条件下，可逆反应进行到一定程度时，当正、逆反应速率____时，反应物和生成物的浓度______________，反应达到化学平衡状态。
可逆反应达到化学平衡后，反应混合物的组成_________，但正、逆反应仍在进行，因此化学平衡是一种_____平衡。
相等
不再发生变化
保持不变
动态
(2)化学平衡状态的特征
可逆反应
相等
动态
不再
改变
正误判断
(1)一定条件，可以通过延长化学反应的时间来改变反应物的最大转化率
(2)化学反应达到化学平衡状态时正、逆反应速率相等，是指同一物质的消耗速率和生成速率相等，若用不同物质表示时，反应速率不一定相等
(3)可逆反应达到平衡状态时，各反应物、生成物的浓度相等
×
√
×
正误判断
(4)一个可逆反应达到的平衡状态就是这个反应在该条件下所能达到的限度
(5)对于反应C(s)＋H2O(g) CO(g)＋H2(g)，当温度和体积一定时，如混合气体的密度不再改变，则反应达到平衡
√
√
在一定温度下，在恒容的容器中充入2 mol SO2和1 mol O2发生反应：2SO2＋O2 2SO3。
一段时间后，该反应达到化学平衡，下列能说明反应达到化学平衡状态的是__________(填序号)。
①v正(SO2)＝2v逆(O2) ②v(SO2)＝v(SO3) ③单位时间内消耗a mol SO2，同时生成a mol SO3 ④SO2、O2和SO3的浓度之比为2∶1∶2
⑤混合气体的总的物质的量不再改变 ⑥混合气体的压强不再改变
⑦混合气体的密度不再改变 ⑧混合气体的平均相对分子质量不再改变
深度思考
催化剂
△
①⑤⑥⑧
①因为v正(SO2)＝2v正(O2)，现有v正(SO2)＝2v逆(O2)，故v正(O2)＝v逆(O2)，为化学平衡状态；
②v(SO2)和v(SO3)一直保持相等，不能说明反应达到化学平衡状态；
③单位时间内消耗a mol SO2，必然生成a mol SO3，不能说明反应达到化学平衡状态；
④SO2、O2和SO3的浓度之比为2∶1∶2，不能说明反应达到化学平衡状态；
⑤因为反应前后气体分子数不相等，若气体的总物质的量不再改变，说明正、逆反应速率相等，可以说明反应达到化学平衡状态；
⑥因为反应前后气体分子数不相等，如未达到平衡，则压强随时间改变而改变，若压强不变，说明反应达到化学平衡状态；
⑦该反应体系的容积不变，反应物及生成物都是气体，故气体的密度一直不变，密度不变，不能说明反应达到化学平衡状态；
⑧根据M＝ ，该反应前后气体分子数不相等，故n是个变化的量，故M也是一个变化的量，若混合气体的平均相对分子质量不变，则n不变，反应一定达到化学平衡状态。
方法提升
化学平衡状态的判据
(1)特征——“等”
同一物质，v正＝v逆；不同物质，正、逆反应速率之比等于化学计量数之比。
(2)特征——“定”
各组分的质量、物质的量、浓度、自身含量(质量分数、物质的量分数、气体的体积分数等)保持不变。
(3)间接判据
化学反应前后始终不变的量不能作为判据，当变化的量不再改变时，化学反应即达到平衡。
1.在一定温度下，在一容器内进行某一反应，M、N的物质的量随反应时间变化的曲线如图所示，则下列叙述中正确的是
A.反应的化学方程式一定为2M N
B.t1时，逆反应速率一定大于正反应速率
C.t2时，反应达到了化学平衡状态
D.t3时，正反应速率等于逆反应速率
√
应用体验
由图像可知，反应中M的物质的量逐渐增多，N的物质的量逐渐减少，则在反应中N为反应物，M为生成物，t3时，N减少了6 mol，M增加了3 mol，反应的化学方程式为2N M，A项错误；
t1时，反应没有达到化学平衡状态，正反应速
率大于逆反应速率，B项错误；
t2时，反应没有达到化学平衡状态，C项错误；
t3时，反应达到化学平衡状态，正反应速率等
于逆反应速率，D项正确。
2.哈伯因发明了用氮气和氢气合成氨气的方法而获得1918年诺贝尔化学奖。现向一密闭容器中充入1 mol N2和3 mol H2，在一定条件下使该反应发生。下列说法正确的是
A.达到化学平衡时，N2完全转化为NH3
B.达到化学平衡时，N2、H2和NH3的物质的量浓度一定相等
C.达到化学平衡时，N2、H2和NH3的物质的量浓度不再变化
D.达到化学平衡时，正反应和逆反应速率都为零
√
应用体验
可逆反应反应物不能完全反应，A错误；
反应平衡时各物质的浓度是否相等取决于起始时各物质的量的关系和转化程度，N2、H2按1∶3混合，化学计量数之比为1∶3，所以转化率相等，平衡时，N2、H2的物质的量浓度之比一定为1∶3，B错误；
化学平衡是动态平衡，达到化学平衡时，正反应和逆反应的速率相等，但不为零，D错误。
3.(2022·合肥高一期中)可逆反应 在恒容密闭容器中进行。下列可说明该反应达到化学平衡状态的是
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和O2的物质的量浓度变化表示的反应速率之比为2∶2∶1 ④混合气体的颜色不再改变 ⑤混合气体的密度不再改变 ⑥混合气体的压强不再改变
⑦混合气体的平均相对分子质量不再改变
A.①④⑥⑦ B.②③④⑥ C.①④⑤⑦ D.①②⑥⑦
√
应用体验
单位时间内生成n mol O2必同时消耗2n mol NO2，而生成2n mol NO2必同时消耗n mol O2，①能说明反应已达到化学平衡状态，②不能说明。
③中无论反应是否达到化学平衡状态，各物质表示的化学反应速率之比都等于相应物质的化学计量数之比。
④有色气体的颜色不再改变，则表示体系中各物质的物质的量浓度不再变化，说明反应已达到化学平衡状态。
⑤体积固定，气体的质量反应前后不变，无论是否达到化学平衡状态，气体的密度始终不变。
⑥反应前后气体的体积不相等，压强不变，意味着各物质的含量不再变化，说明反应已达到化学平衡状态。
⑦由于反应前后气体的质量不变，气体的平均相对分子质量不变时，说明气体中各物质的物质的量不变，反应达到化学平衡状态。
返回第2课时 化学反应的限度 化学平衡状态
[核心素养发展目标] 1.了解可逆反应及特点。2.理解化学平衡状态的特征及标志，会判断可逆反应的平衡状态。
一、化学反应的限度
1．化学反应的限度
(1)Cl2与H2O的反应
化学方程式
溶液中微粒 三分子
四离子
反应特点 反应______进行到底
(2)FeCl3溶液与KI溶液的反应
实验步骤
实验现象 溶液颜色由______变为______ 溶液分层，下层为______色，上层油状液体呈____色 溶液变为____色
实验结论 有____生成 有__________生成 下层清液中含有____________________________________
离子方程式
反应特点 I－过量的条件下，反应物Fe3＋__________转化为生成物，即可逆反应具有一定的______
2.可逆反应
(1)定义：在______条件下，既能向________________进行，又能向______________进行的化学反应。书写可逆反应的化学方程式时，不用“===”，用“__________”。
(2)特征
①双向性：反应物生成物。
②双同性：正、逆反应是在______________下同时进行的。
③共存性：反应物和生成物______存在。
1．反应2SO2(g)＋O2(g)??2SO3(g)达到反应限度后，再向反应容器中充入含18O的氧气，经过一段时间后，18O原子存在于哪些物质中？
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
2．醋酸的电离也是一个可逆过程，常温下，在0.1 mol·L－1醋酸水溶液中的电离方程式：
________________________________________________________________________，大约有1%的醋酸分子电离，则c(H＋)≈________________。
(1)2 mol SO2和1 mol O2在一定条件下可完全生成2 mol SO3( )
(2)既能向正反应方向进行，又能向逆反应方向进行的反应叫可逆反应( )
(3)甲酸是一种弱酸，则甲酸的电离也是一种可逆过程( )
(4)H2＋Cl22HCl与2HClH2＋Cl2互为可逆反应( )
1．对于化学反应的限度的叙述错误的是( )
A．任何可逆反应都有一定的限度
B．有一定限度的化学反应，都是可逆反应
C．化学反应的限度与时间的长短无关
D．同一可逆反应在不同条件下(如温度、浓度等)，其反应的限度相同
2．反应CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)，达到反应限度后，再向反应容器中充入含18O的一氧化碳，经过一段时间后，18O存在于( )
A．CO B．H2O
C．CO2、CO D．CO、H2O、CO2
3．在一定量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。当反应达到最大限度时，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
1 化学反应的限度是在给定的条件下，可逆反应所能达到或完成的最大程度。化学反应的限度的意义在于决定了反应物在该条件下的最大转化率。
2 不同的可逆反应在给定条件下的化学反应的限度不同；同一可逆反应在不同条件 如温度、浓度、压强等 下，其反应的限度不同。
二、化学平衡状态
1．化学平衡状态的建立过程
在一定条件下向反应容器中加入N2和H2发生反应：N2＋3H22NH3。
浓度 速率变化 v正、v逆关系
开始 反应物浓度______ v正______ v正____v逆
生成物浓度______ v逆______
变化 反应物浓度______ v正______ v正____v逆
生成物浓度______ v逆______
平衡 反应物浓度______ v正______ v正____v逆
生成物浓度______ v逆______
2.用速率变化图像表示化学平衡状态的建立
3．化学平衡状态
(1)化学平衡状态的概念
在一定条件下，可逆反应进行到一定程度时，当正、逆反应速率______时，反应物和生成物的浓度______________，反应达到化学平衡状态。
可逆反应达到化学平衡后，反应混合物的组成____________，但正、逆反应仍在进行，因此化学平衡是一种________平衡。
(2)化学平衡状态的特征
(1)一定条件，可以通过延长化学反应的时间来改变反应物的最大转化率( )
(2)化学反应达到化学平衡状态时正、逆反应速率相等，是指同一物质的消耗速率和生成速率相等，若用不同物质表示时，反应速率不一定相等( )
(3)可逆反应达到平衡状态时，各反应物、生成物的浓度相等( )
(4)一个可逆反应达到的平衡状态就是这个反应在该条件下所能达到的限度( )
(5)对于反应C(s)＋H2O(g)??CO(g)＋H2(g)，当温度和体积一定时，如混合气体的密度不再改变，则反应达到平衡( )
在一定温度下，在恒容的容器中充入2 mol SO2和1 mol O2发生反应：2SO2＋O22SO3。
一段时间后，该反应达到化学平衡，下列能说明反应达到化学平衡状态的是_______(填序号)。
①v正(SO2)＝2v逆(O2)
②v(SO2)＝v(SO3)
③单位时间内消耗a mol SO2，同时生成a mol SO3
④SO2、O2和SO3的浓度之比为2∶1∶2
⑤混合气体的总的物质的量不再改变
⑥混合气体的压强不再改变
⑦混合气体的密度不再改变
⑧混合气体的平均相对分子质量不再改变
化学平衡状态的判据
(1)特征——“等”
同一物质，v正＝v逆；不同物质，正、逆反应速率之比等于化学计量数之比。
(2)特征——“定”
各组分的质量、物质的量、浓度、自身含量(质量分数、物质的量分数、气体的体积分数等)保持不变。
(3)间接判据
化学反应前后始终不变的量不能作为判据，当变化的量不再改变时，化学反应即达到平衡。
1．在一定温度下，在一容器内进行某一反应，M、N的物质的量随反应时间变化的曲线如图所示，则下列叙述中正确的是( )
A．反应的化学方程式一定为2M??N
B．t1时，逆反应速率一定大于正反应速率
C．t2时，反应达到了化学平衡状态
D．t3时，正反应速率等于逆反应速率
2．哈伯因发明了用氮气和氢气合成氨气的方法而获得1918年诺贝尔化学奖。现向一密闭容器中充入1 mol N2和3 mol H2，在一定条件下使该反应发生。下列说法正确的是( )
A．达到化学平衡时，N2完全转化为NH3
B．达到化学平衡时，N2、H2和NH3的物质的量浓度一定相等
C．达到化学平衡时，N2、H2和NH3的物质的量浓度不再变化
D．达到化学平衡时，正反应和逆反应速率都为零
3．(2022·合肥高一期中)可逆反应(g)??(g)＋(g)在恒容密闭容器中进行。下列可说明该反应达到化学平衡状态的是( )
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和O2的物质的量浓度变化表示的反应速率之比为2∶2∶1
④混合气体的颜色不再改变
⑤混合气体的密度不再改变
⑥混合气体的压强不再改变
⑦混合气体的平均相对分子质量不再改变
A．①④⑥⑦ B．②③④⑥
C．①④⑤⑦ D．①②⑥⑦第2课时 化学反应的限度 化学平衡状态
[核心素养发展目标] 1.了解可逆反应及特点。2.理解化学平衡状态的特征及标志，会判断可逆反应的平衡状态。
一、化学反应的限度
1．化学反应的限度
(1)Cl2与H2O的反应
化学方程式 Cl2＋H2OHCl＋HClO
溶液中微粒 三分子 H2O、Cl2、HClO
四离子 H＋、Cl－、ClO－、OH－
反应特点 反应不能进行到底
(2)FeCl3溶液与KI溶液的反应
实验步骤
实验现象 溶液颜色由无色变为褐色 溶液分层，下层为浅绿色，上层油状液体呈紫色 溶液变为红色
实验结论 有I2生成 有Fe2＋和I2生成 下层清液中含有未反应的Fe3＋
离子方程式 2Fe3＋＋2I－2Fe2＋＋I2
反应特点 I－过量的条件下，反应物Fe3＋不能完全转化为生成物，即可逆反应具有一定的限度
2．可逆反应
(1)定义：在同一条件下，既能向正反应方向进行，又能向逆反应方向进行的化学反应。书写可逆反应的化学方程式时，不用“===”，用“”。
(2)特征
①双向性：反应物生成物。
②双同性：正、逆反应是在同一条件下同时进行的。
③共存性：反应物和生成物同时存在。
1．反应2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)达到反应限度后，再向反应容器中充入含18O的氧气，经过一段时间后，18O原子存在于哪些物质中？
提示 O2、SO2和SO3。
2．醋酸的电离也是一个可逆过程，常温下，在0.1 mol·L－1醋酸水溶液中的电离方程式：CH3COOHCH3COO－＋H＋，大约有1%的醋酸分子电离，则c(H＋)≈0.001 mol·L－1。
(1)2 mol SO2和1 mol O2在一定条件下可完全生成2 mol SO3( )
(2)既能向正反应方向进行，又能向逆反应方向进行的反应叫可逆反应( )
(3)甲酸是一种弱酸，则甲酸的电离也是一种可逆过程( )
(4)H2＋Cl22HCl与2HClH2＋Cl2互为可逆反应( )
答案 (1)× (2)× (3)√ (4)×
1．对于化学反应的限度的叙述错误的是( )
A．任何可逆反应都有一定的限度
B．有一定限度的化学反应，都是可逆反应
C．化学反应的限度与时间的长短无关
D．同一可逆反应在不同条件下(如温度、浓度等)，其反应的限度相同
答案 D
解析 任何可逆反应都有一定的限度，反之，有一定限度的化学反应都是可逆反应，对同一可逆反应，当外界条件不变时，反应的限度与时间长短无关。
2．反应CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)，达到反应限度后，再向反应容器中充入含18O的一氧化碳，经过一段时间后，18O存在于( )
A．CO B．H2O
C．CO2、CO D．CO、H2O、CO2
答案 D
解析 含18O的一氧化碳和H2O正向反应生成含18O的二氧化碳，同时含18O的二氧化碳和H2又逆向反应生成了一氧化碳和水，故最终CO、H2O和CO2中都含有18O。
3．在一定量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。当反应达到最大限度时，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 可逆反应不能进行到底，N2的浓度范围是0～0.2 mol·L－1，H2的浓度范围是0～0.6 mol·
L－1，NH3的浓度范围是0～0.4 mol·L－1，不能取最大值和最小值，A、D错误，B正确；虽然氮气和氢气的物质的量浓度在范围内，N2和H2都是反应物，浓度要么都增加，要么都减小，C错误。
1 化学反应的限度是在给定的条件下，可逆反应所能达到或完成的最大程度。化学反应的限度的意义在于决定了反应物在该条件下的最大转化率。
2 不同的可逆反应在给定条件下的化学反应的限度不同；同一可逆反应在不同条件 如温度、浓度、压强等 下，其反应的限度不同。
二、化学平衡状态
1．化学平衡状态的建立过程
在一定条件下向反应容器中加入N2和H2发生反应：N2＋3H22NH3。
浓度 速率变化 v正、v逆关系
开始 反应物浓度最大 v正最大 v正＞v逆
生成物浓度为0 v逆为0
变化 反应物浓度减小 v正减小 v正＞v逆
生成物浓度增大 v逆增大
平衡 反应物浓度不变 v正不变 v正＝v逆
生成物浓度不变 v逆不变
2.用速率变化图像表示化学平衡状态的建立
3.化学平衡状态
(1)化学平衡状态的概念
在一定条件下，可逆反应进行到一定程度时，当正、逆反应速率相等时，反应物和生成物的浓度不再发生变化，反应达到化学平衡状态。
可逆反应达到化学平衡后，反应混合物的组成保持不变，但正、逆反应仍在进行，因此化学平衡是一种动态平衡。
(2)化学平衡状态的特征
(1)一定条件，可以通过延长化学反应的时间来改变反应物的最大转化率( )
(2)化学反应达到化学平衡状态时正、逆反应速率相等，是指同一物质的消耗速率和生成速率相等，若用不同物质表示时，反应速率不一定相等( )
(3)可逆反应达到平衡状态时，各反应物、生成物的浓度相等( )
(4)一个可逆反应达到的平衡状态就是这个反应在该条件下所能达到的限度( )
(5)对于反应C(s)＋H2O(g)CO(g)＋H2(g)，当温度和体积一定时，如混合气体的密度不再改变，则反应达到平衡( )
答案 (1)× (2)√ (3)× (4)√ (5)√
在一定温度下，在恒容的容器中充入2 mol SO2和1 mol O2发生反应：2SO2＋O22SO3。
一段时间后，该反应达到化学平衡，下列能说明反应达到化学平衡状态的是_______(填序号)。
①v正(SO2)＝2v逆(O2)
②v(SO2)＝v(SO3)
③单位时间内消耗a mol SO2，同时生成a mol SO3
④SO2、O2和SO3的浓度之比为2∶1∶2
⑤混合气体的总的物质的量不再改变
⑥混合气体的压强不再改变
⑦混合气体的密度不再改变
⑧混合气体的平均相对分子质量不再改变
答案 ①⑤⑥⑧
解析 ①因为v正(SO2)＝2v正(O2)，现有v正(SO2)＝2v逆(O2)，故v正(O2)＝v逆(O2)，为化学平衡状态；②v(SO2)和v(SO3)一直保持相等，不能说明反应达到化学平衡状态；③单位时间内消耗a mol SO2，必然生成a mol SO3，不能说明反应达到化学平衡状态；④SO2、O2和SO3的浓度之比为2∶1∶2，不能说明反应达到化学平衡状态；⑤因为反应前后气体分子数不相等，若气体的总物质的量不再改变，说明正、逆反应速率相等，可以说明反应达到化学平衡状态；⑥因为反应前后气体分子数不相等，如未达到平衡，则压强随时间改变而改变，若压强不变，说明反应达到化学平衡状态；⑦该反应体系的容积不变，反应物及生成物都是气体，故气体的密度一直不变，密度不变，不能说明反应达到化学平衡状态；⑧根据M＝，该反应前后气体分子数不相等，故n是个变化的量，故M也是一个变化的量，若混合气体的平均相对分子质量不变，则n不变，反应一定达到化学平衡状态。
化学平衡状态的判据
(1)特征——“等”
同一物质，v正＝v逆；不同物质，正、逆反应速率之比等于化学计量数之比。
(2)特征——“定”
各组分的质量、物质的量、浓度、自身含量(质量分数、物质的量分数、气体的体积分数等)保持不变。
(3)间接判据
化学反应前后始终不变的量不能作为判据，当变化的量不再改变时，化学反应即达到平衡。
1．在一定温度下，在一容器内进行某一反应，M、N的物质的量随反应时间变化的曲线如图所示，则下列叙述中正确的是( )
A．反应的化学方程式一定为2MN
B．t1时，逆反应速率一定大于正反应速率
C．t2时，反应达到了化学平衡状态
D．t3时，正反应速率等于逆反应速率
答案 D
解析 由图像可知，反应中M的物质的量逐渐增多，N的物质的量逐渐减少，则在反应中N为反应物，M为生成物，t3时，N减少了6 mol，M增加了3 mol，反应的化学方程式为2NM，A项错误；t1时，反应没有达到化学平衡状态，正反应速率大于逆反应速率，B项错误；t2时，反应没有达到化学平衡状态，C项错误；t3时，反应达到化学平衡状态，正反应速率等于逆反应速率，D项正确。
2．哈伯因发明了用氮气和氢气合成氨气的方法而获得1918年诺贝尔化学奖。现向一密闭容器中充入1 mol N2和3 mol H2，在一定条件下使该反应发生。下列说法正确的是( )
A．达到化学平衡时，N2完全转化为NH3
B．达到化学平衡时，N2、H2和NH3的物质的量浓度一定相等
C．达到化学平衡时，N2、H2和NH3的物质的量浓度不再变化
D．达到化学平衡时，正反应和逆反应速率都为零
答案 C
解析 可逆反应反应物不能完全反应，A错误；反应平衡时各物质的浓度是否相等取决于起始时各物质的量的关系和转化程度，N2、H2按1∶3混合，化学计量数之比为1∶3，所以转化率相等，平衡时，N2、H2的物质的量浓度之比一定为1∶3，B错误；化学平衡是动态平衡，达到化学平衡时，正反应和逆反应的速率相等，但不为零，D错误。
3．(2022·合肥高一期中)可逆反应(g)(g)＋(g)在恒容密闭容器中进行。下列可说明该反应达到化学平衡状态的是( )
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和O2的物质的量浓度变化表示的反应速率之比为2∶2∶1
④混合气体的颜色不再改变
⑤混合气体的密度不再改变
⑥混合气体的压强不再改变
⑦混合气体的平均相对分子质量不再改变
A．①④⑥⑦ B．②③④⑥
C．①④⑤⑦ D．①②⑥⑦
答案 A
解析 单位时间内生成n mol O2必同时消耗2n mol NO2，而生成2n mol NO2必同时消耗n mol O2，①能说明反应已达到化学平衡状态，②不能说明。③中无论反应是否达到化学平衡状态，各物质表示的化学反应速率之比都等于相应物质的化学计量数之比。④有色气体的颜色不再改变，则表示体系中各物质的物质的量浓度不再变化，说明反应已达到化学平衡状态。⑤体积固定，气体的质量反应前后不变，无论是否达到化学平衡状态，气体的密度始终不变。⑥反应前后气体的体积不相等，压强不变，意味着各物质的含量不再变化，说明反应已达到化学平衡状态。⑦由于反应前后气体的质量不变，气体的平均相对分子质量不变时，说明气体中各物质的物质的量不变，反应达到化学平衡状态。
