第二章 第二节 第一课时
一、选择题
1．向2 L恒容密闭容器中通入A、B气体各10 mol，在一定温度下进行反应：3A(g)＋B(g)??2C(g)＋2D(s)，下列说法不正确的是( A )
A．①体系气体密度不变；②B的体积分数不变；③2v逆(A)＝3v正(C)，三种现象均可以说明该反应达到平衡状态
B．①增加D的质量；②向体系中充入He；③抽出A减小体系压强，三种操作都不能增大逆反应速率
C．对于该反应，无论正反应还是逆反应，升高温度，反应速率均上升
D．某时刻四种物质的物质的量均为6 mol，则反应达到其限度时，2 mol·L－1解析：该反应是气体质量减小的反应，在恒容密闭容器中混合气体的密度减小，则体系气体密度不变、2v逆(A)＝3v正(C)均说明正、逆反应速率相等，反应均已达到平衡，假设一段时间后B反应了x mol，则有
3A(g)＋B(g)??2C(g)＋2D(s)
起始/mol 10 10 0 0
转化/mol 3x x 2x 2x
剩余/mol 10－3x 10－x 2x 2x
B的体积分数为＝＝50%，B的体积分数始终不变，故不能确定反应达到平衡，故A错误；固体的浓度为定值，则增加固体D的质量、在恒容密闭容器中充入氦气，体系中气体物质的浓度不发生变化，化学反应速率不变，抽出气体A减小体系压强，反应物浓度减小，化学反应速率减小，所以三种操作都不能增大逆反应速率，故B正确；升高温度，正、逆反应速率均上升，故C正确；由题意可知，假设四种物质的物质的量均为6 mol，根据方程式可知，当6 mol A完全反应时，消耗2 mol B，此时剩余4 mol B，B的物质的量浓度最小，c(B)＝＝2 mol·L－1，当6 mol C完全反应时，生成3 mol B，n(B)＝3 mol＋6 mol＝9 mol，此时B的物质的量浓度最大，c(B)＝＝4.5 mol·L－1，因为是可逆反应，不可能完全转化，所以2 mol·L－12．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，各物质的浓度有可能是( A )
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
解析：该题可利用“极端假设法”判断，设反应正向或逆向进行到底，求出各物质浓度的最大值和最小值，从而确定它们的浓度范围。
假设反应正向进行到底：
X2(g)＋Y2(g)??2Z(g)
起始浓度(mol·L－1)： 0.1 0.3 0.2
改变浓度(mol·L－1)： 0.1 0.1 0.2
终态浓度(mol·L－1)： 0 0.2 0.4
假设反应逆向进行到底：
X2(g)＋Y2(g)??2Z(g)
起始浓度(mol·L－1)： 0.1 0.3 0.2
改变浓度(mol·L－1)： 0.1 0.1 0.2
终态浓度(mol·L－1)： 0.2 0.4 0
平衡体系中各物质的浓度取值范围为03．反应N2(g)＋3H2(g)??2NH3(g) ΔH<0，若在恒压绝热容器中发生，下列选项表明反应一定已达平衡状态的是( A )
A．容器内的温度不再变化
B．容器内的压强不再变化
C．相同时间内，断开H—H的数目和生成N—H的数目相等
D．容器内气体的浓度c(N2)?c(H2)?c(NH3)＝1?3?2
解析：A选项，温度不再变化，说明正反应放出的热量等于逆反应吸收的热量，即正、逆反应速率相等，可以表明反应达到平衡状态，所以正确；B选项，该容器为恒压容器，因此不论是否达到平衡状态，压强均不发生变化，所以错误；C选项，断开H—H和生成N—H均表示的是正反应，因此不能表明反应达到平衡状态，所以错误；D选项，容器内气体的浓度c(N2)?c(H2)?c(NH3)＝1?3?2，不表示各物质浓度不再发生变化，因此不能表明反应达到平衡状态，所以错误。
4．对于某一可逆反应，在不同条件下的平衡状态中，正、逆反应速率的关系是( A )
解析：四个选项中，只有选项A始终都满足v(正)＝v(逆)，即反应处于平衡状态。
5．一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( C )
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
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项中反应未达到平衡状态。
6．一定温度下，在容积为1 L的密闭容器中进行某一反应，容器内M、N两种气体的物质的量随时间的变化曲线如图所示。下列说法正确的是( D )
A．该反应的化学方程式为N(g)??2M(g)
B．t1～t2时间内，v(N)＝ mol·L－1·min－1
C．t2时，正、逆反应速率相等，反应达到平衡状态
D．平衡时，物质N的转化率为75%
解析：达到平衡时N减少8 mol－2 mol＝6 mol，M增加5 mol－2 mol＝3 mol，根据变化量之比是化学计量数之比可知该反应的化学方程式为2N(g)??M(g)，A错误；t1～t2时间内N减少6 mol－4 mol＝2 mol，浓度变化量是2 mol·L－1，则v(N)＝ mol·L－1·min－1，B错误；t2时M和N的物质的量仍然在变化，正、逆反应速率不相等，反应没有达到平衡状态，C错误；达到平衡时N减少8 mol－2 mol＝6 mol，则平衡时，物质N的转化率为×100%＝75%，D正确。
7．一定条件下，在四个恒容密闭容器中分别进行下列反应，其中依据“容器内气体压强不变”可判定该反应达到平衡状态的是( B )
A．CO(g)＋H2O(g)??CO2(g)＋H2(g)
B．C(s)＋CO2(g)??2CO(g)
C．2HI(g)??H2(g)＋I2(g)
D．Fe2O3(s)＋3CO(g)??2Fe(s)＋3CO2(g)
解析：A、C、D三项中反应前后气体的物质的量均不发生改变，所以在一定条件下，在恒容密闭容器中压强均不发生改变。B项反应前后气体的物质的量发生改变，所以当容器内气体压强不变，说明反应达到平衡状态，故选B。
8．一定条件下，将NO2与SO2以体积比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。下列能说明反应达到平衡状态的是( B )
A．体系压强保持不变
B．混合气体颜色保持不变
C．SO3和SO2的体积和保持不变
D．每消耗1 mol SO3的同时生成1 mol NO2
解析：由于该反应为反应前后气体分子数不变的反应，体系的压强始终保持不变，故不能以压强不变作为反应达到平衡状态的标志，A错误；混合气体颜色保持不变，说明NO2浓度保持不变，说明反应达到平衡状态，B正确；在任何时刻，消耗的SO2始终等于生成SO3的总量，故二者的体积和始终是一定值，不能判断是否达到平衡状态，C错误；消耗SO3和生成NO2为同一方向的反应，D错误。
9．在两个恒容的密闭容器中分别进行下列两个可逆反应：
甲：C(s)＋H2O(g)??CO(g)＋H2(g)
乙：CO(g)＋H2O(g)??CO2(g)＋H2(g)
现有下列状态：①混合气体的平均相对分子质量不再改变；②恒温时，气体压强不再改变；③各气体组成浓度相等；④反应体系中温度保持不变；⑤断裂氢氧键速率是断裂氢氢键速率的2倍；⑥混合气体的密度不变；⑦单位时间内，消耗水蒸气的质量与生成氢气的质量之比为9?1。其中能表明甲、乙容器中反应都达到平衡状态的是( D )
A．①②⑤ B．③④⑥
C．⑥⑦ D．④⑤
解析：甲容器中，碳为固体，该反应属于反应前后气体体积不相等的反应；乙容器中的反应属于反应前后气体体积不变的反应，气体平均相对分子质量、密度、压强都始终不变，①②⑥不符合；各组分浓度相等，不能判断反应是否达到平衡状态，③不符合；对于任何一个可逆反应，随着反应的进行，体系温度会发生变化，当温度不再改变时，说明反应达到平衡状态，④符合；断裂氢氧键速率是断裂氢氢键速率的2倍，说明断裂氢氧键的速率等于生成氢氧键的速率，达到平衡状态，⑤符合；消耗水蒸气与生成氢气是同一方向，不能据此判断反应是否达到平衡状态，⑦不符合。
10．下列说法正确的是( B )
A．H2(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
解析：压强越大，有气体参加或生成的可逆反应正逆反应速率都增大，缩小容器体积相当于增大压强，增大单位体积内活化分子个数，正逆反应速率都增大，故A错误；可逆反应达到平衡状态时，各物质的质量不再发生变化，该反应中C的质量不变时说明该反应已经达到平衡状态，故B正确；如果A、C都是气体，当压强不变时，该反应达到平衡状态，所以A、C可以同时都是气体，故C错误；相同温度、相同压强下，将2 mol氨气完全转化为氮气和氢气，也是1 mol N2和3 mol H2，所以二者为等效平衡，设生成氨气的反应热为＋Q，氨气分解生成氮气和氢气的反应热为－Q，即有3 mol H2消耗放出Q热量，消耗氢气为3 mol×10%＝0.3 mol，放出的热量为Q1＝0.1Q，消耗2 mol氨气生成氮气和氢气时吸收Q热量，则消耗氨气为2 mol×10%＝0.2 mol时吸收热量为Q2＝0.1Q，所以Q2等于Q1，故D错误。
11．向绝热恒容密闭容器中通入一定量的SO2和NO2，一定条件下发生反应：SO2(g)＋NO2(g)??SO3(g)＋NO(g) ΔH<0，测得SO3浓度随时间变化如表所示，下列说法不正确的是( A )
反应时间/s 40 50 60 70 80 90 100 110
SO3浓度/(mol·L－1) 0.10 0.14 0.21 0.26 0.30 0.32 0.33 0.33
A.50 s时，SO3的生成速率为0.002 8 mol·L－1·s－1
B．40～90 s时间段：v正>v逆
C．0～50 s的反应速率小于70～80 s的反应速率
D．110 s时，反应已达到平衡
12．在一个绝热的恒容密闭容器中通入CO(g)和H2O(g)，一定条件下使反应CO(g)＋H2O(g)??CO2(g)＋H2(g)达到平衡状态，正反应速率随时间变化的示意图如图所示。由图可得出的结论正确的有( B )
①反应物浓度：A点小于C点
②反应物的总能量高于生成物的总能量
③反应过程中压强始终不变
④Δt1＝Δt2时，H2的产率：AB段小于BC段
⑤C点时反应进行的程度最大
A．1项 B．2项
C．3项 D．4项
解析：A点到C点正反应速率增加，反应物浓度随时间不断减小，所以反应物浓度：A点大于C点，故①错误；A点到C点正反应速率增大，之后正反应速率减小，说明反应刚开始时温度升高对正反应速率的影响大于浓度减小对正反应速率的影响，说明该反应为放热反应，反应物的总能量高于生成物的总能量，故②正确；该反应为气体体积不变的反应，该容器为绝热容器，温度升高，压强增大，故③错误；随着反应的进行，正反应速率越快，氢气的产率逐渐增大，Δt1＝Δt2时，H2的产率：AB段小于BC段，故④正确；化学平衡状态的标志是各物质的浓度不再改变，其实质是正反应速率等于逆反应速率，C点对应的正反应速率显然还在改变，故一定未达平衡，故⑤错误。
二、非选择题
13．在化学反应的研究和实际应用中，人们除了选择合适的化学反应以实现新期待的物质转化或能量转化，还要关注化学反应进行的快慢和程度，以提高生产效率。
(1)控制条件，让反应在恒容密闭容器中进行如下反应：2NO(g)＋2CO(g)??N2(g)＋2CO2(g)。用传感器测得不同时间NO和CO的浓度如下表。
时间/s 0 1 2 3 4 5
c(NO)/(×10－4mol·L－1) 10.0 4.50 2.50 1.50 1.00 1.00
c(CO)/(×10－3 mol·L－1) 3.60 3.05 2.85 2.75 2.70 2.70
前2 s内的平均反应速率v(N2)＝_1.875×10－4_mol·L－1·s－1__，从表格看，已达化学平衡的时间段为_4～5_s__。
(2)已知NO2是红棕色气体，N2O4是无色气体。在一定温度下，某固定容积的密闭容器中充入一定量的NO2气体后，发生反应：2NO2(g)??N2O4(g)，反应速率(v)与时间(t)的关系曲线如图，下列叙述正确的是_aceg__(填字母)。
a．t1时，反应未达到平衡，NO2的浓度在减小
b．t2时，反应达到平衡，反应不再进行
c．t2～t3，各物质的浓度不再变化
d．t2～t3，各物质的浓度相等
e．O～t2，N2O4的浓度增大
f．反应过程中气体的颜色不变
g．建立平衡过程中，混合气体的平均相对分子质量增大
14．(2024·连云港期中)汽车尾气主要含有一氧化碳、一氧化氮等物质，是造成城市空气污染的主要因素之一。在恒温恒容的密闭容器中，充入等物质的量的CO和NO混合气体，发生如下反应：2CO(g)＋2NO(g)??2CO2(g)＋N2(g)，t0时达到平衡，测得反应过程中CO2的体积分数与时间的关系如图所示。
(1)a处v正_>__(填“>”“<”或“＝”)b处v逆。
(2)CO的平衡转化率为 80% 。
(3)能说明上述反应达到平衡状态的是_AC__(填字母)。
A．CO的浓度与CO2的浓度均不再变化
B．混合气体密度保持不变
C．反应容器内压强保持不变
D．CO和NO的浓度之比保持不变
解析：(1)随着反应的进行，反应物浓度降低，正反应速率减慢，a处v正>b处v正；b处反应达到平衡，b处v正＝b处v逆，所以a处v正>b处v逆。
(2) 2CO(g)＋2NO(g)??2CO2(g)＋N2(g)
初始/mol a a 0 0
转化/mol 2x 2x 2x x
平衡/mol a－2x a－2x 2x x
＝0.5，x＝0.4a，CO的平衡转化率为×100%＝80%。
(3)反应达到平衡状态，各物质的浓度保持不变，CO的浓度与CO2的浓度均不再变化，说明反应一定达到平衡状态，故A选；反应前后气体总质量不变，容器体积不变，密度是恒量，混合气体密度保持不变，反应不一定平衡，故B不选；反应前后气体物质的量不同，容器体积不变，压强是变量，反应容器内压强保持不变，反应一定达到平衡状态，故C选；若投料比等于化学计量数之比，则CO和NO的浓度之比是恒量，CO和NO的浓度之比保持不变，反应不一定平衡，故D不选。
15．(2024·山西长治市期中)在体积为2 L的恒温密闭容器中，充入1 mol CO2和3 mol H2，一定条件下发生反应：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)前10 min，v(CO2)＝_0.037_5__mol·L－1·min－1。
(2)能说明上述反应达到平衡状态的是_bd__(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．混合气体的压强不随时间的变化而变化
c．单位时间内生成1 mol H2O，同时生成1 mol CH3OH
d．混合气体的平均相对分子质量不随时间的变化而变化
e．混合气体的密度不随时间的变化而变化
f．CO2和CH3OH的反应速率之比为1?1
(3)反应前与平衡时的压强之比为_8?5__。
(4)平衡混合气体中CO2(g)和H2(g)的质量之比是_22?3__。
(5)平衡时H2的转化率为 75% 。
解析：(1)由图像可知，前10 min，CO2的物质的量减少了(1.00－0.25)mol＝0.75 mol，则v(CO2)＝＝0.037 5 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)之后CO2的物质的量仍然在减小，CH3OH继续增加，说明反应未达到平衡，a不符合题意；由方程式CO2(g)＋3H2(g)??CH3OH(g)＋H2O(g)可知，反应前后气体的物质的量发生改变，即容器中混合气体的压强一直在改变，则混合气体的压强不随时间的变化而变化时，说明反应达到化学平衡，b符合题意；化学平衡的本质特征是正、逆反应速率相等，而生成H2O和生成CH3OH均表示正反应速率，即单位时间内生成1 mol H2O，同时生成1 mol CH3OH不能说明反应达到平衡，c不符合题意；由化学方程式CO2(g)＋3H2(g)??CH3OH(g)＋H2O(g)可知，反应前后气体的物质的量发生改变，气体的总质量不变，即混合气体的平均相对分子质量一直在改变，故混合气体的平均相对分子质量不随时间的变化而变化说明反应达到化学平衡，d符合题意；由题干信息可知，反应过程中气体总质量保持不变，容器的体积保持不变，即混合气体的密度一直保持不变，则混合气体的密度不随时间的变化而变化不能说明反应达到化学平衡，e不符合题意；化学平衡的本质特征是正、逆反应速率相等，CO2和CH3OH的反应速率之比为1?1，未告知正、逆反应速率，故不能说明反应达到化学平衡，f不符合题意。
(3)根据三段式分析：
CO2(g)＋3H2(g)??CH3OH(g)＋H2O(g)
起始/mol 1 3 0 0
转化/mol 0.75 2.25 0.75 0.75
平衡/mol 0.25 0.75 0.75 0.75
根据恒温恒容时，气体的压强之比等于气体的物质的量之比，故反应前与平衡时的压强之比为(1＋3) mol?(0.25＋0.75＋0.75＋0.75) mol＝8?5。(4)由(3)分析可知，平衡混合气体中CO2(g)和H2(g)的质量之比是(0.25×44)g?(0.75×2)g＝22?3。
(5)由(3)分析可知，平衡时H2的转化率为×100%＝75%。
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第二章 化学反应速率与化学平衡
第二节 化学平衡
第1课时 化学平衡状态
1．认识化学反应的可逆性。
2．通过化学平衡状态的建立过程，知道化学平衡是一种动态平衡，理解并会判断化学平衡状态的标志。
1．认识可逆反应，树立变化观念。
2．能多角度、动态地分析化学平衡状态的各种表现，树立平衡思想。一、化学平衡状态
1．可逆反应
(1)概念。在同一条件下，既能向_________方向进行同时又能向_________方向进行的反应。
(2)表示方法。用“??”连接，把从左向右进行的反应称为_________，把由右向左进行的反应称为_________。
一、化学平衡状态
正反应
逆反应
正反应
逆反应
(3)可逆反应的特点。
2．化学平衡状态
(1)概念：在一定条件下，当正、逆两个方向的反应速率_______时，反应体系中所有参加反应的物质的质量或浓度可以___________，这种状态称为化学平衡状态。
相等
保持不变
(2)化学平衡的建立：
在一定条件下，把某一可逆反应的反应物加入固定容积的密闭容器中。反应过程如下：
(3)化学平衡状态的特征：
①逆：研究对象必须是___________。
②动：化学平衡是_______平衡，即当反应达到平衡时，正反应和逆反应都仍在继续进行。
③等：__________________，即同一物质的消耗速率和生成速率_______(本质)。
④定：在平衡体系中，反应混合物各组分的浓度(或质量)保持_______。
⑤变：外界条件改变时，平衡可能被破坏，并在新的条件下，建立_______________。
可逆反应
动态
v(正)＝v(逆)≠0
相等
不变
新的化学平衡
正｜误｜判｜断
(1)合成氨反应中，如果N2过量，则可以使H2完全消耗。( )
(2)可逆反应中，加入反应物，反应先向正反应方向进行，停止后再向逆反应方向进行。( )
(3)在化学平衡建立过程中，v正一定大于v逆。( )
(4)化学平衡状态是一定条件下可逆反应进行到最大限度的结果。( )
(5)化学反应达到化学平衡状态后反应物和生成物的浓度相等。( )
(6)化学反应达到化学平衡状态后，反应混合物中各组分的浓度一定与化学方程式中对应物质的化学计量数成比例。( )
×
×
×
√
×
×
深｜度｜思｜考
提示：存在，化学平衡是动态平衡，加入的18O会与SO2结合生成含有18O的SO3，同时含有18O的SO3又会分解得到SO2和O2，使得SO2和O2中也含有18O，因此SO2中存在18O。
2．平衡建立的途径有哪些？平衡的建立是否与途径有关？
提示：若只给出反应物，则是从正反应方向建立平衡；若只给出生成物，则是从逆反应方向建立平衡；若既给出反应物又给出生成物，则是从正逆反应同时建立平衡；平衡的建立与途径无关。
应｜用｜体｜验
A．c(SO3)＝0.4 mol·L－1
B．c(SO2)＝c(SO3)＝0.15 mol·L－1
C．c(SO2)＝0.25 mol·L－1
D．c(O2)＝0.1 mol·L－1
C
A．生成SO3 2 mol B．SO2和SO3共2 mol
C．放出197 kJ热量 D．含氧原子共8 mol
B
1．简单判据
(1)“等”
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____________之比，但必须是___________的速率。
(2)“定”
反应体系中各组成成分的质量、物质的量、浓度百分含量(质量分数、物质的量分数、气体的体积分数等)保持恒定不变。
二、化学平衡状态的判断
化学计量数
不同方向
[特别提醒]
(1)本判据关于各组成成分的判断不适用于总质量、总物质的量、气体总体积等。
2．“复杂”判据——“变量不变”时即为平衡
当反应过程中变化的量不再改变时，化学反应达到平衡状态，即反应前后始终不变的量不能作为判据。
在恒温恒容条件下，下列三个可逆反应的某些“量”不再随时间改变时，判断是否一定达到了平衡状态。
不一定
不一定
是
是
不一定
是
不一定
不一定
是
是
不一定
是
是
不一定
是
是
正｜误｜判｜断
判断下列物理量不再变化是否一定达到平衡状态，达到平衡状态的打“√”，不一定达到平衡状态的打“×”。
√
×
①NH3(g)的体积分数保持不变。( )
②气体的平均相对分子质量保持不变。( )
×
×
√
深｜度｜思｜考
1.在利用“v(正)＝v(逆)”判断反应是否达到平衡时需要注意哪些问题？
提示：利用“v(正)＝v(逆)”判断化学平衡时，要注意“同”“等”“逆”的原则：①“同”，同一种物质的v(正)和v(逆)；②“等”，转化成同一物质的反应速率必须相等；③“逆”，反应方向必须对立。可归纳为“异边同向、同边异向、比例计量”，这里的“向”指的是“消耗”或“生成”。
2．在利用“密度”判断反应是否达到平衡时需要注意哪些问题？
提示：涉及“密度”时要注意物质的状态和容器的体积。
3．在恒温恒容的密闭容器中，当下列物理量不再发生变化时：①混合气体的压强，②混合气体的密度，③混合气体的总物质的量，④混合气体的平均相对分子质量，⑤混合气体的颜色，⑥各反应物或生成物的反应速率之比都等于化学计量数之比。
①③④
⑤
②④
提示：混合气体的密度是混合气体的总质量与容器容积的比值，混合气体的平均相对分子质量是混合气体的总质量与总物质的量的比值，混合气体颜色的深浅与有色气体的浓度有关系。在任何时刻各反应物或生成物的反应速率之比都等于化学计量数之比。
应｜用｜体｜验
B
2．在一定温度下，可逆反应2NO2(g)===2NO(g)＋O2(g)在体积固定的密闭容器中进行，反应达到平衡状态的标志是( )
①单位时间内生成n mol O2，同时生成2n mol NO2
②单位时间内生成n mol O2，同时生成2n mol NO
③用NO2、NO、O2的物质的量浓度变化表示的反应速率之比为2?2?1
④混合气体的密度不再改变
⑤混合气体的颜色不再改变
⑥混合气体平均相对分子质量保持不变
A．①⑤⑥ B．①③⑤
C．②④⑤ D．以上全部
A
解析：①单位时间内生成n mol O2，同时生成2n mol NO2，说明正逆反应速率相等，反应达到平衡；②单位时间内生成n mol O2，同时生成2n mol NO，描述的都是正反应，不能说明反应已达平衡；③化学反应速率之比＝计量数之比，用NO2、NO、O2的物质的量浓度变化表示的反应速率之比始终为2?2?1，不能说明反应已达平衡；④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；⑤混合气体的颜色不再改变，说明NO2浓度不变，反应已达平衡；⑥反应前后气体的化学计量数之和不相等，当达到平衡时，气体的物质的量不变，则混合气体的平均摩尔质量不再改变，综上所述，可作为平衡标志的有①⑤⑥，A正确。
随堂演练·知识落实
1．下列各组两个反应互为可逆反应的是( )
A．①② B．②③
C．③④ D．②④
C
A．t1时，只有正反应在进行
B．0～t1时段，c(Z)在减小
C．t2～t3时段，反应不再进行
D．t2～t3时段，各物质的浓度不再发生变化
D
解析：根据v－t图像，对于该可逆反应，t1时刻正、逆反应都在进行，0～t1时段v正>v逆，c(Z)在增大；t2时刻v正＝v逆，说明反应达到化学平衡状态；t2～t3时段，反应仍在进行，但由于v正＝v逆，所以各物质的浓度不再发生变化。
3．已知：K3[Fe(CN)6]溶液是检验Fe2＋的试剂，若溶液中存在 Fe2＋，将产生蓝色沉淀。将0.2 mol·L－1的KI溶液和0.05 mol·L－1的Fe2(SO4)3溶液等体积混合后，取混合液分别完成下列实验，能说明下列
A ．① B．②和④
C．③和④ D．①和③
实验编号 实验操作 实验现象
① 滴入KSCN溶液 溶液变红色
② 滴入AgNO3溶液 有黄色沉淀生成
③ 滴入K3[Fe(CN)6]溶液 有蓝色沉淀生成
④ 滴入淀粉溶液 溶液变蓝色
A
解析：0.2 mol·L－1的KI溶液和0.05 mol·L－1的Fe2(SO4)3溶液等体积混合后，I－过量，若不是可逆反应，Fe3＋全部转化为Fe2＋，则溶液中无Fe3＋，只要证明有Fe3＋存在，即可证明此反应是可逆反应。向混合溶液中滴入KSCN溶液，溶液变红，说明含有Fe3＋，故选A。
(1)恒容容器中，对于以上反应，能加快反应速率的是_______。
a．升高温度 B．充入He
c．加入催化剂 D．降低压强
(2)在体积为2 L的密闭容器中，充入1 mol CO2和3 mol H2，测得CO2的物质的量随时间变化如表所示。
t/min 0 2 5 10 15
n(CO2)/mol 1 0.75 0.5 0.25 0.25
ac
①从反应开始到5 min末，用H2浓度变化表示的平均反应速率v(H2)＝____________________；
②反应达到平衡状态时，此时H2的转化率为__________。
(3)在相同温度、容积不变的条件下，能说明该反应已达平衡状态的是_______(填序号)。
a．CO2、H2、CH3OH、H2O的浓度均不再变化
b．v生成(CH3OH)＝v消耗(CO2)
c．n(CO2)?n(H2)?n(CH3OH)?n(H2O)＝1?1?1?1
d．容器中混合气体的密度保持不变
e．H2的消耗速率与CH3OH的消耗速率之比为3 ?1
0.15 mol·L－1·min－1
75%
ae
解析：(1)升高温度，能增加活化分子百分数，可以加快反应速率，故a选；恒容容器，充入He，没有增大反应物浓度，不能加快反应速率，故b不选；催化剂能降低反应的活化能，可以加快反应速率，故c选；降低压强，会降低浓度，降低反应速率，故d不选。
(3)化学平衡状态的特征是各物质的浓度保持不变和正反应速率等于逆反应速率。当各物质的浓度均不再变化可以说明反应达到平衡状态，故a符合题意；生成CH3OH的同时一定消耗CO2，v消耗(CH3OH)＝v消耗(CO2)可以说明反应达到平衡状态，v生成(CH3OH)＝v消耗(CO2)不能说明达到平衡状态，故b不符合题意；平衡时各组分物质的量之比，与反应物转化率和起始量有关，而且该比值不能说明各组分的浓度保持不变，故c不符合题意；混合气的密度等于混合气的总质量除以混合气的总体积，该反应的反应物和生成物均为气体，混合气的总质量是不变的，容器的容积恒定，所以混合气的密度是一定值，故容器中混合气体的密度保持不变不能说明反应达到平衡状态，故d不符合题意；H2的消耗速率与CH3OH的消耗速率之比为3：1，说明正逆反应速率相等，故e符合题意。
