《学霸笔记 同步精讲》第二章 第2节 第1课时 化学平衡状态（讲解课件）人教版化学选择性必修1
文档属性
| 名称 | 《学霸笔记 同步精讲》第二章 第2节 第1课时 化学平衡状态（讲解课件）人教版化学选择性必修1 |
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| 格式 | pptx | ||
| 文件大小 | 12.8MB | ||
| 资源类型 | 试卷 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2026-04-03 00:00:00 | ||
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文档简介
(共70张PPT)
第1课时 化学平衡状态
1.从化学反应存在一定限度的角度，认识化学平衡状态的建立过程，知道化学平衡是一种动态平衡。
2.熟知化学平衡状态的特征，建立化学平衡状态判断方法的思维模型，能运用动态平衡的观点分析、判断化学平衡状态。
学习目标
目 录
知识点一 化学平衡状态
知识点二 化学平衡状态的判断
随堂演练
课时作业
知识点一 化学平衡状态
1. 可逆反应
（1）概念
在 下，既能向 进行，同时又能向
进行的反应。
（2）特点
相同条件
正反应方向
逆反应方
向
2. 化学平衡状态的建立
在一定条件下的容积不变的密闭容器中，合成氨反应为N2＋
3H2 2NH3。
N2与H2反应 NH3的分解反应
N2和H2的浓度逐渐 ，而
NH3的浓度逐渐 。到达t1
时刻时，N2、H2、NH3的浓度
均 ，即反应达到
了 NH3的浓度逐渐 ，而N2和H2
的浓度逐渐 ，到达t2时刻
时，N2、H2、NH3的浓度均
，即反应达到了
减小
增大
不再改变
化学平衡状态
减小
增大
不再改
变
化学平衡状
态
3. 化学平衡状态的概念
在一定条件下的 体系中，当 相等时，反
应物和生成物的浓度均 ，即体系的组成不随时间而改变，这
表明该反应中物质的转化达到了“限度”，这时的状态称之为化学平衡状
态，简称化学平衡。
可逆反应
正、逆反应速率
保持不变
【教材挖掘】
教材【方法导引】中指出“在分析化学问题时，常会运用反映相关量变化
关系的图像”。请用v-t图像表示化学平衡的建立过程。
提示：
4. 化学平衡的特征
化学平衡的特征可以概括为逆、等、动、定、变，即：
1. 正误判断（正确的打“√”，错误的打“×”）。
（1）合成氨反应中，如果N2过量，可以使H2完全反应。 （ × ）
（2）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。
（ √ ）
（3）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。
（ × ）
（4）反应物与生成物的浓度之比等于化学计量数之比，反应达到平衡状
态。 （ × ）
×
√
×
×
2. （2025·天津武清高二月考）煤的气化可获得清洁燃料，是实现煤的综
合利用的一种重要途径，主要反应是碳与水蒸气反应生成水煤气等。一定
条件下，在容积不变的密闭容器中进行如下反应：C（s）＋H2O（g）
CO（g）＋H2 （g）。关于该反应达到化学平衡状态的叙述正确的是
（ ）
A. H2O完全转化为CO和H2
B. H2的浓度保持不变
C. 正、逆反应速率相等且均为零
D. H2O、CO的物质的量之比为1∶1
√
解析： 可逆反应中，H2O不能完全转化为CO和H2，A错误；反应在容
积不变的密闭容器中进行，H2浓度保持不变，说明已经平衡，B正确；化
学反应达到平衡时，反应仍在进行，故正、逆反应速率相等但不为零，C
错误；H2O、CO的物质的量由各成分的起始量决定，H2O、CO的物质的量
之比为1∶1难以判断是否处于平衡状态，D错误。
3. （鲁科版习题）根据你对二氧化硫的催化氧化反应的理解，回答下
列问题。
（1）如何从微观的角度描述该可逆反应2SO2＋O2 2SO3的化学平衡
状态？
答案： 相同时间内SO2和O2反应生成的SO3分子数和SO3变成SO2和O2
的分子数相同。
解析： 反应达到平衡状态时，反应物消耗的速率与其生成的速率
相等，各物质的浓度保持不变，对于反应：2SO2＋O2 2SO3，
在相同时间内，SO2和O2反应生成的SO3分子数和SO3变成SO2和O2的
分子数相同。
（2）向一密闭容器中充入SO2与18O2，反应一段时间后，18O可能存在于哪
些物质中？
答案： SO2、SO3、O2。
解析： SO2和O2反应生成SO3，18O会进入SO3中，同时SO3分解生成SO2
和O2，18O又会进入SO2，最终三种物质中均有18O。
（3）在有催化剂存在和加热条件下，若将一定量的SO3充入一密闭容器
中，最终容器中会存在哪些物质？
答案： SO2、SO3、O2。
解析：把一定量的SO3充入一密闭容器中，SO3分解生成SO2和O2，最终
反应达到平衡状态，各物质共存。
知识点二 化学平衡状态的判断
1. 利用“速率相等”判断
（1）同种物质：该物质的生成速率等于它的消耗速率，即v正（A）＝v逆
（ A ）。
（2）不同物质：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，即v正（A）∶v逆（B）＝a∶b。
A
2. 利用“变量不变”判断
（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。
【思考】 在恒温恒容条件下，下列两个可逆反应的某些“量”不再随时
间改变时，判断是否一定达到了平衡状态（填“一定”或“不一定”）。
N2（g）＋3H2（g）
2NH3（g） H2（g）＋I2（g）
2HI（g）
①混合气体的密度ρ
②体系的压强p
③混合气体的平均摩
尔质量
④混合气体的颜色 不一定
不一定
不一定
一定
不一定
一定
不一定
一定
1. 正误判断（正确的打“√”，错误的打“×”）。
（1）NO2（g）＋SO2（g） SO3（g）＋NO（g），每消耗1 mol SO3的同
时生成1 mol NO2时，说明该反应达到平衡状态。 （ × ）
（2）N2（g）＋3H2（g） 2NH3（g），n（NH3）不变时，反应达到平
衡状态。 （ √ ）
（3）N2O4（g）（无色） 2NO2（g）（红棕色），恒温恒容条件下，若
混合气体的颜色保持不变，则该反应达到平衡状态。 （ √ ）
（4）A（s）＋2B（g） C（g）＋D（g），恒温恒容条件下，气体压强
不变，说明反应达到平衡状态。 （ × ）
×
√
√
×
2. （2025·浙江强基联盟高二联考）科学家已成功利用二氧化碳合成甲
醇，CO2（g）＋3H2（g） CH3OH（g）＋H2O（g） ΔH＜0，在绝热
恒容的容器中一定能说明达到化学平衡状态的是（ ）
A. 3v正（H2）＝v逆（CH3OH）
B. 容器中气体的温度保持不变
C. 混合气体的密度不变
D. n（CO2）∶n（H2）∶n（CH3OH）∶n（H2O）＝1∶3∶1∶1
√
解析： 根据反应可知，当v正（H2）＝3v逆（CH3OH）时反应达到平
衡；由题干可知，该反应的正反应为放热反应，恒容绝热条件下，随反应
进行容器内气体温度升高，当容器内气体温度保持不变时，“变量”不
变，反应达到平衡，B符合题意；在恒容容器中，气体的质量和体积一
定，则气体密度始终不变，故气体的密度不变不能说明反应达到平衡状
态；物质的量之比等于化学计量数之比不能说明反应是否达到平衡状态。
3. （2025·眉山高二月考改编）汽车尾气净化的主要原理为2NO（g）＋
2CO（g） 2CO2（g）＋N2（g） ΔH＜0。若该反应在绝热、恒容
的密闭体系中进行，下列示意图正确且能说明反应在进行到t1时刻达到平
衡状态的是 （填序号）。
②③④
解析：①达到平衡时，v正应保持不变；②图中CO、CO2的物质的量不再发
生改变，达到平衡状态；③w（NO）逐渐减小，达到平衡时保持不变；④
因正反应放热，容器绝热，故反应开始后体系温度升高，达到平衡状态
时，体系温度不再发生变化；⑤ΔH是一个定值，不能用于判断可逆反应
是否达到平衡状态。
易错提醒
不能作为平衡状态“标志”的四种情况
（1）反应各组分的物质的量之比等于化学方程式中相应化学计量数之
比。
（2）恒温恒容下的气体体积不变的反应，体系的压强或总物质的量不随
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。
随堂演练
1. （教材改编题）可逆反应2NO2（g） 2NO（g）＋O2（g）在容积不变
的密闭容器中进行，达到平衡状态的标志是（ ）
A. 单位时间消耗1 mol O2，同时生成2 mol NO
B. 混合气体中NO2和NO物质的量浓度相等
C. 混合气体的密度不再改变
D. 用NO2、NO的物质的量浓度变化表示的反应速率之比为1∶1的状态
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√
解析： 单位时间消耗1 mol O2，同时生成2 mol NO，正、逆反应速率相
等，反应达到平衡状态，A正确；混合气体中NO2和NO物质的量浓度相等
时，不能作为达到平衡的标志，B错误；容积不变，气体的密度不变，因
此不能据此判断反应处于平衡状态，C错误；任何条件下用NO2、NO浓度
变化表示的反应速率之比均为1∶1，不能据此判断反应处于平衡状态，D
错误。
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2. 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. 14CO2、14CO
C. 14CO2、14CO、14C D. 14CO
解析： 14CO2＋C 2CO为可逆反应，平衡时反应物和生成物共存，当
反应正向进行时，生成的CO中会含有14C，当反应逆向进行时，含有14C的
CO生成CO2和C，使得CO2和C中也会有14C，因此平衡混合物中含有14C的
粒子14CO2、14CO、14C。
√
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3. （2025·福州八中高二期中）一定温度下，在容积恒定的密闭容器中进
行反应A（s）＋2B（g） C（g）＋D（g），下列叙述可以说明该反应已
达到平衡状态的是（ ）
A. A的质量不再变化
B. 2v正（B）＝v逆（ C ）
C. B、D的物质的量之比2∶1
D. 混合气体的总压不再变化
C
√
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解析： A的质量不再变化，可知A的消耗速率等于A的生成速率，反应
达到平衡状态，A符合题意；平衡时正反应速率等于逆反应速率，则v正
（B）＝2v逆（C）时，反应达到平衡；物质的量之比等于化学计量数之
比，不能判断反应是否达到平衡状态；反应前后气体分子数相等，体系内
压强恒定，不能据此判断平衡状态。
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4. （2025·上海奉贤中学高二期中）工业上可利用CH4还原NO减少氮氧化
物的排放。
向2 L恒容密闭容器中通入2 mol CH4（g）、4 mol NO（g），发生反应CH4
（g）＋4NO（g） 2N2（g）＋CO2（g）＋2H2O（l），
测得CH4的物质的量随时间变化如表所示。
时间/min 0 10 20 30 40 50
n（CH4）/mol 2 1.7 1.5 1.35 1.25 1.25
（1）30 min时，CO2的物质的量浓度为 mol·L－1。
0.325
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解析： 30 min时消耗CH4为2 mol－1.35 mol＝0.65 mol，则生成CO2
0.65 mol，c（CO2）＝ ＝0.325 mol·L－1。
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（2）一定温度下，能说明该反应达到化学平衡状态的是 。
A. 容器内颜色不再变化
B. c（N2）∶c（NO）＝1∶2
C. n（H2O）不随时间变化
D. 容器内压强不再变化
CD
解析：反应物和生成物均为无色，不能通过容器内颜色来判断是否达到平衡状态；根据题干数据，平衡时两物质的浓度比值为3∶2，B不符合题意；n（H2O）不随时间变化，即各物质的物质的量不再变化，说明达到平衡状态，C符合题意；恒容容器中，气体的物质的量减小，压强减小，当容器内压强不再变化，说明达到平衡状态，D符合题意。
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课时作业
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题组一 可逆反应与平衡状态
1. （2025·深圳高二期中）一定条件下，向密闭容器中充入1 mol NO和1
mol CO，发生反应：NO（g）＋CO（g） N2（g）＋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是
（ ）
A. d B. b C. c D. a
解析： 由题图知，a、b、c的正反应速率均大于
逆反应速率，均未达到平衡状态；只有d的正、逆反应速率相等，故处于化学平衡状态的是d，A符合题意。
√
2. （原创题）在一定条件下，将2 mol CO和1 mol SO2充入一恒容密闭容器
中，发生反应：
SO2（g）＋2CO（g） 2CO2（g）＋S（l） ΔH＝－a kJ·mol－1。当达到
平衡状态时，下列说法中正确的是（ ）
A. 此时生成2 mol CO2
B. 此时放出a kJ热量
C. SO2、CO（g）、 CO2（g） 浓度之比为1∶2∶2
D. SO2、CO（g）、 CO2（g） 浓度不再变化
√
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解析： 该反应为可逆反应，反应物不能完全转化为生成物，所以达到
平衡时，生成的CO2小于2 mol，A错误；该反应存在限度，2 mol CO和1
mol SO2不能完全转化为生成物，所以达到平衡时，放出的热量小于a kJ，
B错误；正、逆反应速率相等，反应达到化学平衡状态，SO2、CO（g）、
CO2（g）的浓度不再变化，但SO2、CO（g）、CO2（g）的浓度之比不一
定为1∶2∶2，C错误，D正确。
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3. （2025·台州期中）为了验证化学反应的可逆性，现在选择FeCl3溶液与
KI溶液进行实验探究，下列试剂选择及物质检验，能够合理证明的是
（ ）
①足量的FeCl3溶液 ②少量的FeCl3溶液 ③足量的KI溶液 ④少量的KI
溶液 ⑤淀粉检验I2 ⑥KSCN溶液检验Fe3＋
A. ②③⑤⑥ B. ①④⑥
C. ②④⑤⑥ D. ②③⑤
√
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解析： FeCl3溶液与KI溶液反应的离子方程式为2Fe3＋＋2I－ 2Fe2＋
＋I2，要验证该反应是否为可逆反应，则需要证明反应物、生成物均存
在，无论反应是否为可逆反应，碘单质均可以生成，而检验碘单质可以使
用淀粉，观察到溶液颜色变蓝，说明产生了碘单质，而要确定反应为可逆
反应，还需要验证反应后是否存在Fe3＋，需要用KSCN溶液检验，而且反
应物Fe3＋要少量，I－要过量，若反应后检验出Fe3＋，才能说明该反应为可
逆反应，因此所使用的是少量FeCl3溶液与足量的KI溶液反应。
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题组二 化学平衡状态的判断
4. （教材改编题）对于恒容密闭容器中进行的可逆反应2SO2（g）＋O2
（g） 2SO3（g），下列说法正确的是（ ）
A. 达到化学平衡时，2v正（O2）＝v逆（SO3）
B. 若单位时间内生成x mol SO3 的同时消耗x mol SO2，则反应达到平衡状
态
C. 容器中气体密度不变时，说明该反应达到平衡状态
D. 化学反应速率关系是：2v正（SO2）＝v正（O2）
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解析： 2v正（O2）＝v正（SO3）＝v逆（SO3），则正、逆反应速率相
等，反应达到平衡，A正确；单位时间内生成x mol SO3与消耗x mol SO2均
为正反应方向，不能说明反应达到平衡，B错误；无论反应是否达到平
衡，恒容容器中气体密度始终保持不变，即容器中气体密度不变不能说明
该反应达到平衡状态，C错误；由化学反应速率跟化学计量数成正比可
知，v正（SO2）＝2v正（O2），D错误。
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5. （教材改编题）一定温度下，在恒容密闭容器中发生反应NO2（g） ＋
SO2（g） NO（g）＋SO3（g），下列说法能够判断该反应已达到平衡状
态的是[不考虑NO2与N2O4（无色）间的转化]（ ）
A. 消耗1 mol SO2的同时产生1 mol NO
B. 混合气体的颜色（透光率）不再改变
C. 混合气体的压强不再改变
D. 混合气体的密度不再改变
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解析： 消耗1 mol SO2的同时产生1 mol NO，表示的都是正反应速率，
不能判断正、逆反应速率是否相等，A错误；混合气体的颜色（透光率）
不再改变，表明NO2的浓度不再变化，该反应达到平衡状态，B正确；容器
内温度、容积一定，且题给反应反应前后气体体积不变，所以不能通过压
强不变判断平衡状态，C错误；混合气体的密度始终不变，不能根据混合
气体密度判断平衡状态，D错误。
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6. （2025·汉中高二期中）常温时，将10 mL a mol·L－1 Na3AsO3溶液、10
mL a mol·L－1 I2溶液和10 mL NaOH溶液混合，发生反应：As （aq）＋
I2（aq）＋2OH－（aq） As （aq）＋2I－（aq）＋H2O（l），溶液中c
（I－）与反应时间（t）的关系如图所示。下列不能说明反应达到平衡状
态的是（ ）
A. 溶液中c（OH－）不再变化
B. c（As ）＝0.25b mol·L－1
C. v正（I－）＝2v逆（As ）
D. c（I－）不再变化
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解析： 溶液中c（OH－）不再改变，反应达到平衡状态；根据图示，
达到平衡状态时c（I－）＝b mol·L－1，根据方程式，平衡时，c
（As ）＝0.5b mol·L－1，c（As ）＝0.25b mol·L－1，说明反应没
有达到平衡状态，B项符合题意；v正（I－）＝2v逆（As ），正、逆反
应速率之比等于化学计量数之比，反应达到平衡状态；c（I－）不再变
化，反应达到平衡状态。
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7. （2025·重庆名校联盟高二期中）在一定温度下的恒容密闭容器中，当
下列各项不再发生变化时，表明反应A（s）＋3B（g） 2C（g）＋D
（g）已经达到化学平衡状态的是（ ）
A. 混合气体的压强
B. 相同时间内生成n mol D的同时消耗3n mol B
C. 3v正（B）＝2v逆（ C ）
D. 混合气体的平均相对分子质量
C
√
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解析： 该反应是反应前后气体分子数不变的反应，混合气体的压强不
再发生变化时，不能表明该反应达到化学平衡状态；反应速率方向相同，
不能表明该反应达到化学平衡状态；达到平衡时，2v正（B）＝3v逆
（C），所以3v正（B）＝2v逆（C）不能表明该反应达到化学平衡状态；A
是固体，则混合气体的质量是“变量”，根据M＝ 可知，混合气体的平
均相对分子质量是“变量”，当“变量”不变时，反应达到化学平衡状
态，D符合题意。
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题组三 化学平衡状态图像分析
8. 一定条件下，向密闭容器中充入1 mol NO和1 mol CO，发生反应NO
（g）＋CO（g） N2（g）＋CO2（g），测得化学反应速率随时间的变
化关系如图所示。下列说法错误的是（ ）
A. a、b、c三点的正反应速率均大于逆反应速率
B. c点时CO的浓度在增大
C. d点时正、逆反应速率相等
D. d点时平衡体系中NO、CO、N2、CO2的浓度保持恒定
√
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解析： 根据题图可知，随反应的进行，正反应速率逐渐减小，逆反应
速率逐渐增大，t1时刻正、逆反应速率相等，反应达到平衡状态。a、b、c
三点都未达到平衡状态，正反应速率均大于逆反应速率，A正确；c点未达
到平衡状态，反应仍正向进行，CO的浓度减小，B错误；d点时正、逆反
应速率相等，处于化学平衡状态，C正确；d点处于化学平衡状态，此时体
系中各组分的质量或浓度均保持恒定，D正确。
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9. 恒温时向2 L密闭容器中通入一定量的气体X和Y，发生反应：2X（g）＋Y（g） 3Z（g），Y的物质的量n（Y）随时间t变化的曲线如图所示。下列说法正确的是（ ）
A. 正反应速率：a点比b点小
B. t0 min时该反应停止
C. t0 min时，c（Z）＝0.75 mol·L－1
D. 当密闭容器中的压强不再变化时，该可逆反应达到了化学平衡状态
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解析： 随反应的进行，正反应速率越来越小，平衡时达到最小值，则a
点的正反应速率大于b点的正反应速率，A错误；可逆反应从b点开始达到
平衡，化学平衡为动态平衡，即v正＝v逆≠0，B错误；从反应开始到平
衡，参加反应的Y的物质的量为0.5 mol，根据反应可知，生成Z的物质的
量为1.5 mol，由于容器的容积是2 L，因此t0 min时，c（Z）＝ ＝
0.75 mol·L－1，C正确；该反应是一个反应前后气体物质的量不变的反应，
体系的压强始终不变，因此不能根据压强不变判断反应是否达到平衡状
态，D错误。
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10. （2025·北京陈经纶中学高二期中）已知：N2O4（g）（无色） 2NO2
（g） ΔH＞0，现将1 mol N2O4充入一恒压绝热密闭容器中，下列示意图
能说明反应达到平衡状态的是（ ）
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解析： N2O4（g） 2NO2（g） ΔH＞0为吸热反应，将1 mol N2O4充
入一恒压绝热密闭容器中，体系温度降低，当温度不变时，反应达到平衡
状态，A正确；恒压容器中，压强保持恒定不变，B错误；将1 mol N2O4充
入一恒压绝热密闭容器中，随反应的进行，N2O4的浓度减小，v正
（N2O4）减小，C错误；题给反应是气体分子数增大的反应，恒压条件下
气体体积增大，气体质量不变，故气体密度减小，D错误。
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11. （2025·广西部分名校高二联考）对于容积不变的密闭容器中的反应N2（g）＋3H2（g） 2NH3（g），673 K、30 MPa下n（NH3）和n（H2）随时间变化的关系如图所示。下列叙述正确的是（ ）
A. a点、b点的正反应速率比逆反应速率大
B. c点时每断裂3 mol H—H则断裂6 mol N—H
C. d点（t1时刻）和e点（t2时刻）处n（N2）不一样
D. v（N2）∶v（NH3）＝1∶2时达到平衡
√
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解析： a点、b点时反应物的物质的量逐渐减小，生成物的物质的量逐
渐增大，反应正向进行，则a、b两点的正反应速率比逆反应速率大，A正
确；c点氨气与氢气的物质的量相等，但没有达到平衡状态，则c点时每断
裂3 mol H—H，断裂的N—H的物质的量小于6 mol，B错误；d点（t1时
刻）和e点（t2时刻）均处于相同的平衡状态，则两点的n（N2）相等，C
错误；v（N2）∶v（NH3）＝1∶2时，未指明正、逆反应速率，则不能说
明反应达到平衡状态，D错误。
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12. （2025·江西名校协作体高二联考）二甲醚（CH3OCH3）被誉为“21世
纪的清洁燃料”。一定温度下，在某恒容密闭容器中，充入0.2 mol CH4
（g）和0.1 mol O2（g），发生的反应为2CH4（g）＋O2（g） CH3OCH3
（g）＋H2O（g） ΔH。下列说法正确的是（ ）
A. 当混合气体的平均相对分子质量不再改变时，该反应达到平衡状态
B. 当ΔH不再改变时，该反应达到平衡状态
C. 当混合气体中 不再改变时，该反应达到平衡状态
D. 当混合气体的密度不再改变时，该反应达到平衡状态
√
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解析： 混合气体的平均摩尔质量M＝ ，气体质量不变，但气体的总
物质的量随反应进行而减小，M为“变量”，当M不变时，反应达到平
衡，A正确；对于一个给定的反应，ΔH为一个恒定值，不能用来判断反应
是否达到平衡，B错误；恒容密闭容器中，充入0.2 mol CH4（g）和0.1
mol O2（g），投料比等于化学方程式中物质的化学计量数之比，混合气体
中 始终等于 ，不能用来判断反应是否达到平衡，C错误；恒容密闭
容器中，混合气体的质量为不变值，则密度为不变值，密度不变不能用来
判断反应是否达到平衡，D错误。
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13. 在密闭容器中，SO2和O2在催化剂、500 ℃的条件下发生反应。
（1）该反应的化学方程式是 。
解析： 反应的化学方程式为2SO2＋O2 2SO3。
（2）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）
2SO2＋O2 2SO3
①③④
⑤n（SO3）∶n（O2）∶n（SO2）＝2∶1∶2
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解析： 根据反应的化学方程式知，①体系压强不变，说明反应已达
平衡状态；②容器的容积不变，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；④v正（SO3）＝2v逆（O2），说明反应已达
平衡状态；⑤三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。
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（3）对于SO2与O2生成SO3的反应，在O2过量时，SO2也不能完全转化为
SO3。对此现象，某小组同学提出三个观点：
观点一：只有部分SO2与O2反应
观点二：SO2与O2反应生成SO3的同时，SO3分解生成SO2与O2
观点三：SO2全部转化为SO3后，部分SO3又转化为SO2
查阅资料得到以下两条事实：
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事实① 事实②
一定条件下向密闭容器中充入
SO2和18O2，反应一段时间后，
18O存在于SO2、O2、SO3中 反应过程中，SO3的物质的量变化趋势如
图所示
其中可以证明观点一不正确的事实是（填“①”或“②”，下
同） ，可以证明观点三不正确的事实是 ；符合观点二的事实
是 。
①
②
①②
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解析： 事实①一定条件下向密闭容器中充入SO2和18O2，反应一段时
间后，18O存在于SO2、O2、SO3中，说明SO2与O2反应生成SO3的同时，
SO3分解生成SO2与O2，不是只有部分SO2与O2反应，即观点一不正确；事
实②可以看到SO3的物质的量增加到一定程度后不再变化，说明观点三不
正确，而两个事实都证明了观点二。
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14. （2025·兰州一中高二检测）在恒温恒容（2 L）的
密闭容器中充入3 mol CO和3 mol NO混合气体，发生反
应：2CO（g）＋2NO（g） 2CO2（g）＋N2（g），
测得反应过程中CO2的体积分数与时间（min）的关系如图所示。
（1）a处v正 （填“＞”“＜”或“＝”）b处v逆。
＞
解析： 随反应的进行，反应物浓度降低，正反应速率减小，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。
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（2）反应达到平衡时CO2的反应速率为 ，NO的转化
率为 。
mol·L－1·min－1
80％
解析：设N2的改变量为a mol，列三段式：
2CO（g）＋2NO（g） 2CO2（g）＋N2（g）
起始/mol 3 3 0 0
改变/mol 2a 2a 2a a
平衡/mol 3－2a 3－2a 2a a
CO2的体积分数为 ×100％＝50％，a＝1.2；平衡时
v ＝ ＝ ＝ mol·L－1·min－1；NO的转化率为
×100％＝80％。
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（3）能说明上述反应已达化学平衡状态的是 （填字母）。
A. v（CO）＝v（NO）
B. 混合气体的密度保持不变
C. 反应容器内压强保持不变
D. 混合气体的平均相对分子质量保持不变
CD
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解析：未指明正、逆反应速率，不能说明反应达到平衡状态，A错误；ρ＝ ，反应前后的物质均为气体，根据质量守恒定律，m不变，在恒容下，密度始终不变，则密度不变不能代表平衡状态，B错误；该反应为气体分子数改变的反应，则压强不变，说明达到平衡状态，C正确；M＝ ，反应前后的物质均为气体，根据质量守恒定律，m不变，该反应为气体系数改变的反应，则平均相对分子质量不变时说明达到平衡状态，D正确。
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演示完毕 感谢观看
第1课时 化学平衡状态
1.从化学反应存在一定限度的角度，认识化学平衡状态的建立过程，知道化学平衡是一种动态平衡。
2.熟知化学平衡状态的特征，建立化学平衡状态判断方法的思维模型，能运用动态平衡的观点分析、判断化学平衡状态。
学习目标
目 录
知识点一 化学平衡状态
知识点二 化学平衡状态的判断
随堂演练
课时作业
知识点一 化学平衡状态
1. 可逆反应
（1）概念
在 下，既能向 进行，同时又能向
进行的反应。
（2）特点
相同条件
正反应方向
逆反应方
向
2. 化学平衡状态的建立
在一定条件下的容积不变的密闭容器中，合成氨反应为N2＋
3H2 2NH3。
N2与H2反应 NH3的分解反应
N2和H2的浓度逐渐 ，而
NH3的浓度逐渐 。到达t1
时刻时，N2、H2、NH3的浓度
均 ，即反应达到
了 NH3的浓度逐渐 ，而N2和H2
的浓度逐渐 ，到达t2时刻
时，N2、H2、NH3的浓度均
，即反应达到了
减小
增大
不再改变
化学平衡状态
减小
增大
不再改
变
化学平衡状
态
3. 化学平衡状态的概念
在一定条件下的 体系中，当 相等时，反
应物和生成物的浓度均 ，即体系的组成不随时间而改变，这
表明该反应中物质的转化达到了“限度”，这时的状态称之为化学平衡状
态，简称化学平衡。
可逆反应
正、逆反应速率
保持不变
【教材挖掘】
教材【方法导引】中指出“在分析化学问题时，常会运用反映相关量变化
关系的图像”。请用v-t图像表示化学平衡的建立过程。
提示：
4. 化学平衡的特征
化学平衡的特征可以概括为逆、等、动、定、变，即：
1. 正误判断（正确的打“√”，错误的打“×”）。
（1）合成氨反应中，如果N2过量，可以使H2完全反应。 （ × ）
（2）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。
（ √ ）
（3）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。
（ × ）
（4）反应物与生成物的浓度之比等于化学计量数之比，反应达到平衡状
态。 （ × ）
×
√
×
×
2. （2025·天津武清高二月考）煤的气化可获得清洁燃料，是实现煤的综
合利用的一种重要途径，主要反应是碳与水蒸气反应生成水煤气等。一定
条件下，在容积不变的密闭容器中进行如下反应：C（s）＋H2O（g）
CO（g）＋H2 （g）。关于该反应达到化学平衡状态的叙述正确的是
（ ）
A. H2O完全转化为CO和H2
B. H2的浓度保持不变
C. 正、逆反应速率相等且均为零
D. H2O、CO的物质的量之比为1∶1
√
解析： 可逆反应中，H2O不能完全转化为CO和H2，A错误；反应在容
积不变的密闭容器中进行，H2浓度保持不变，说明已经平衡，B正确；化
学反应达到平衡时，反应仍在进行，故正、逆反应速率相等但不为零，C
错误；H2O、CO的物质的量由各成分的起始量决定，H2O、CO的物质的量
之比为1∶1难以判断是否处于平衡状态，D错误。
3. （鲁科版习题）根据你对二氧化硫的催化氧化反应的理解，回答下
列问题。
（1）如何从微观的角度描述该可逆反应2SO2＋O2 2SO3的化学平衡
状态？
答案： 相同时间内SO2和O2反应生成的SO3分子数和SO3变成SO2和O2
的分子数相同。
解析： 反应达到平衡状态时，反应物消耗的速率与其生成的速率
相等，各物质的浓度保持不变，对于反应：2SO2＋O2 2SO3，
在相同时间内，SO2和O2反应生成的SO3分子数和SO3变成SO2和O2的
分子数相同。
（2）向一密闭容器中充入SO2与18O2，反应一段时间后，18O可能存在于哪
些物质中？
答案： SO2、SO3、O2。
解析： SO2和O2反应生成SO3，18O会进入SO3中，同时SO3分解生成SO2
和O2，18O又会进入SO2，最终三种物质中均有18O。
（3）在有催化剂存在和加热条件下，若将一定量的SO3充入一密闭容器
中，最终容器中会存在哪些物质？
答案： SO2、SO3、O2。
解析：把一定量的SO3充入一密闭容器中，SO3分解生成SO2和O2，最终
反应达到平衡状态，各物质共存。
知识点二 化学平衡状态的判断
1. 利用“速率相等”判断
（1）同种物质：该物质的生成速率等于它的消耗速率，即v正（A）＝v逆
（ A ）。
（2）不同物质：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，即v正（A）∶v逆（B）＝a∶b。
A
2. 利用“变量不变”判断
（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。
【思考】 在恒温恒容条件下，下列两个可逆反应的某些“量”不再随时
间改变时，判断是否一定达到了平衡状态（填“一定”或“不一定”）。
N2（g）＋3H2（g）
2NH3（g） H2（g）＋I2（g）
2HI（g）
①混合气体的密度ρ
②体系的压强p
③混合气体的平均摩
尔质量
④混合气体的颜色 不一定
不一定
不一定
一定
不一定
一定
不一定
一定
1. 正误判断（正确的打“√”，错误的打“×”）。
（1）NO2（g）＋SO2（g） SO3（g）＋NO（g），每消耗1 mol SO3的同
时生成1 mol NO2时，说明该反应达到平衡状态。 （ × ）
（2）N2（g）＋3H2（g） 2NH3（g），n（NH3）不变时，反应达到平
衡状态。 （ √ ）
（3）N2O4（g）（无色） 2NO2（g）（红棕色），恒温恒容条件下，若
混合气体的颜色保持不变，则该反应达到平衡状态。 （ √ ）
（4）A（s）＋2B（g） C（g）＋D（g），恒温恒容条件下，气体压强
不变，说明反应达到平衡状态。 （ × ）
×
√
√
×
2. （2025·浙江强基联盟高二联考）科学家已成功利用二氧化碳合成甲
醇，CO2（g）＋3H2（g） CH3OH（g）＋H2O（g） ΔH＜0，在绝热
恒容的容器中一定能说明达到化学平衡状态的是（ ）
A. 3v正（H2）＝v逆（CH3OH）
B. 容器中气体的温度保持不变
C. 混合气体的密度不变
D. n（CO2）∶n（H2）∶n（CH3OH）∶n（H2O）＝1∶3∶1∶1
√
解析： 根据反应可知，当v正（H2）＝3v逆（CH3OH）时反应达到平
衡；由题干可知，该反应的正反应为放热反应，恒容绝热条件下，随反应
进行容器内气体温度升高，当容器内气体温度保持不变时，“变量”不
变，反应达到平衡，B符合题意；在恒容容器中，气体的质量和体积一
定，则气体密度始终不变，故气体的密度不变不能说明反应达到平衡状
态；物质的量之比等于化学计量数之比不能说明反应是否达到平衡状态。
3. （2025·眉山高二月考改编）汽车尾气净化的主要原理为2NO（g）＋
2CO（g） 2CO2（g）＋N2（g） ΔH＜0。若该反应在绝热、恒容
的密闭体系中进行，下列示意图正确且能说明反应在进行到t1时刻达到平
衡状态的是 （填序号）。
②③④
解析：①达到平衡时，v正应保持不变；②图中CO、CO2的物质的量不再发
生改变，达到平衡状态；③w（NO）逐渐减小，达到平衡时保持不变；④
因正反应放热，容器绝热，故反应开始后体系温度升高，达到平衡状态
时，体系温度不再发生变化；⑤ΔH是一个定值，不能用于判断可逆反应
是否达到平衡状态。
易错提醒
不能作为平衡状态“标志”的四种情况
（1）反应各组分的物质的量之比等于化学方程式中相应化学计量数之
比。
（2）恒温恒容下的气体体积不变的反应，体系的压强或总物质的量不随
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。
随堂演练
1. （教材改编题）可逆反应2NO2（g） 2NO（g）＋O2（g）在容积不变
的密闭容器中进行，达到平衡状态的标志是（ ）
A. 单位时间消耗1 mol O2，同时生成2 mol NO
B. 混合气体中NO2和NO物质的量浓度相等
C. 混合气体的密度不再改变
D. 用NO2、NO的物质的量浓度变化表示的反应速率之比为1∶1的状态
1
2
3
4
√
解析： 单位时间消耗1 mol O2，同时生成2 mol NO，正、逆反应速率相
等，反应达到平衡状态，A正确；混合气体中NO2和NO物质的量浓度相等
时，不能作为达到平衡的标志，B错误；容积不变，气体的密度不变，因
此不能据此判断反应处于平衡状态，C错误；任何条件下用NO2、NO浓度
变化表示的反应速率之比均为1∶1，不能据此判断反应处于平衡状态，D
错误。
1
2
3
4
2. 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. 14CO2、14CO
C. 14CO2、14CO、14C D. 14CO
解析： 14CO2＋C 2CO为可逆反应，平衡时反应物和生成物共存，当
反应正向进行时，生成的CO中会含有14C，当反应逆向进行时，含有14C的
CO生成CO2和C，使得CO2和C中也会有14C，因此平衡混合物中含有14C的
粒子14CO2、14CO、14C。
√
1
2
3
4
3. （2025·福州八中高二期中）一定温度下，在容积恒定的密闭容器中进
行反应A（s）＋2B（g） C（g）＋D（g），下列叙述可以说明该反应已
达到平衡状态的是（ ）
A. A的质量不再变化
B. 2v正（B）＝v逆（ C ）
C. B、D的物质的量之比2∶1
D. 混合气体的总压不再变化
C
√
1
2
3
4
解析： A的质量不再变化，可知A的消耗速率等于A的生成速率，反应
达到平衡状态，A符合题意；平衡时正反应速率等于逆反应速率，则v正
（B）＝2v逆（C）时，反应达到平衡；物质的量之比等于化学计量数之
比，不能判断反应是否达到平衡状态；反应前后气体分子数相等，体系内
压强恒定，不能据此判断平衡状态。
1
2
3
4
4. （2025·上海奉贤中学高二期中）工业上可利用CH4还原NO减少氮氧化
物的排放。
向2 L恒容密闭容器中通入2 mol CH4（g）、4 mol NO（g），发生反应CH4
（g）＋4NO（g） 2N2（g）＋CO2（g）＋2H2O（l），
测得CH4的物质的量随时间变化如表所示。
时间/min 0 10 20 30 40 50
n（CH4）/mol 2 1.7 1.5 1.35 1.25 1.25
（1）30 min时，CO2的物质的量浓度为 mol·L－1。
0.325
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解析： 30 min时消耗CH4为2 mol－1.35 mol＝0.65 mol，则生成CO2
0.65 mol，c（CO2）＝ ＝0.325 mol·L－1。
1
2
3
4
（2）一定温度下，能说明该反应达到化学平衡状态的是 。
A. 容器内颜色不再变化
B. c（N2）∶c（NO）＝1∶2
C. n（H2O）不随时间变化
D. 容器内压强不再变化
CD
解析：反应物和生成物均为无色，不能通过容器内颜色来判断是否达到平衡状态；根据题干数据，平衡时两物质的浓度比值为3∶2，B不符合题意；n（H2O）不随时间变化，即各物质的物质的量不再变化，说明达到平衡状态，C符合题意；恒容容器中，气体的物质的量减小，压强减小，当容器内压强不再变化，说明达到平衡状态，D符合题意。
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课时作业
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题组一 可逆反应与平衡状态
1. （2025·深圳高二期中）一定条件下，向密闭容器中充入1 mol NO和1
mol CO，发生反应：NO（g）＋CO（g） N2（g）＋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是
（ ）
A. d B. b C. c D. a
解析： 由题图知，a、b、c的正反应速率均大于
逆反应速率，均未达到平衡状态；只有d的正、逆反应速率相等，故处于化学平衡状态的是d，A符合题意。
√
2. （原创题）在一定条件下，将2 mol CO和1 mol SO2充入一恒容密闭容器
中，发生反应：
SO2（g）＋2CO（g） 2CO2（g）＋S（l） ΔH＝－a kJ·mol－1。当达到
平衡状态时，下列说法中正确的是（ ）
A. 此时生成2 mol CO2
B. 此时放出a kJ热量
C. SO2、CO（g）、 CO2（g） 浓度之比为1∶2∶2
D. SO2、CO（g）、 CO2（g） 浓度不再变化
√
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解析： 该反应为可逆反应，反应物不能完全转化为生成物，所以达到
平衡时，生成的CO2小于2 mol，A错误；该反应存在限度，2 mol CO和1
mol SO2不能完全转化为生成物，所以达到平衡时，放出的热量小于a kJ，
B错误；正、逆反应速率相等，反应达到化学平衡状态，SO2、CO（g）、
CO2（g）的浓度不再变化，但SO2、CO（g）、CO2（g）的浓度之比不一
定为1∶2∶2，C错误，D正确。
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3. （2025·台州期中）为了验证化学反应的可逆性，现在选择FeCl3溶液与
KI溶液进行实验探究，下列试剂选择及物质检验，能够合理证明的是
（ ）
①足量的FeCl3溶液 ②少量的FeCl3溶液 ③足量的KI溶液 ④少量的KI
溶液 ⑤淀粉检验I2 ⑥KSCN溶液检验Fe3＋
A. ②③⑤⑥ B. ①④⑥
C. ②④⑤⑥ D. ②③⑤
√
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解析： FeCl3溶液与KI溶液反应的离子方程式为2Fe3＋＋2I－ 2Fe2＋
＋I2，要验证该反应是否为可逆反应，则需要证明反应物、生成物均存
在，无论反应是否为可逆反应，碘单质均可以生成，而检验碘单质可以使
用淀粉，观察到溶液颜色变蓝，说明产生了碘单质，而要确定反应为可逆
反应，还需要验证反应后是否存在Fe3＋，需要用KSCN溶液检验，而且反
应物Fe3＋要少量，I－要过量，若反应后检验出Fe3＋，才能说明该反应为可
逆反应，因此所使用的是少量FeCl3溶液与足量的KI溶液反应。
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题组二 化学平衡状态的判断
4. （教材改编题）对于恒容密闭容器中进行的可逆反应2SO2（g）＋O2
（g） 2SO3（g），下列说法正确的是（ ）
A. 达到化学平衡时，2v正（O2）＝v逆（SO3）
B. 若单位时间内生成x mol SO3 的同时消耗x mol SO2，则反应达到平衡状
态
C. 容器中气体密度不变时，说明该反应达到平衡状态
D. 化学反应速率关系是：2v正（SO2）＝v正（O2）
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解析： 2v正（O2）＝v正（SO3）＝v逆（SO3），则正、逆反应速率相
等，反应达到平衡，A正确；单位时间内生成x mol SO3与消耗x mol SO2均
为正反应方向，不能说明反应达到平衡，B错误；无论反应是否达到平
衡，恒容容器中气体密度始终保持不变，即容器中气体密度不变不能说明
该反应达到平衡状态，C错误；由化学反应速率跟化学计量数成正比可
知，v正（SO2）＝2v正（O2），D错误。
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5. （教材改编题）一定温度下，在恒容密闭容器中发生反应NO2（g） ＋
SO2（g） NO（g）＋SO3（g），下列说法能够判断该反应已达到平衡状
态的是[不考虑NO2与N2O4（无色）间的转化]（ ）
A. 消耗1 mol SO2的同时产生1 mol NO
B. 混合气体的颜色（透光率）不再改变
C. 混合气体的压强不再改变
D. 混合气体的密度不再改变
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解析： 消耗1 mol SO2的同时产生1 mol NO，表示的都是正反应速率，
不能判断正、逆反应速率是否相等，A错误；混合气体的颜色（透光率）
不再改变，表明NO2的浓度不再变化，该反应达到平衡状态，B正确；容器
内温度、容积一定，且题给反应反应前后气体体积不变，所以不能通过压
强不变判断平衡状态，C错误；混合气体的密度始终不变，不能根据混合
气体密度判断平衡状态，D错误。
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6. （2025·汉中高二期中）常温时，将10 mL a mol·L－1 Na3AsO3溶液、10
mL a mol·L－1 I2溶液和10 mL NaOH溶液混合，发生反应：As （aq）＋
I2（aq）＋2OH－（aq） As （aq）＋2I－（aq）＋H2O（l），溶液中c
（I－）与反应时间（t）的关系如图所示。下列不能说明反应达到平衡状
态的是（ ）
A. 溶液中c（OH－）不再变化
B. c（As ）＝0.25b mol·L－1
C. v正（I－）＝2v逆（As ）
D. c（I－）不再变化
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解析： 溶液中c（OH－）不再改变，反应达到平衡状态；根据图示，
达到平衡状态时c（I－）＝b mol·L－1，根据方程式，平衡时，c
（As ）＝0.5b mol·L－1，c（As ）＝0.25b mol·L－1，说明反应没
有达到平衡状态，B项符合题意；v正（I－）＝2v逆（As ），正、逆反
应速率之比等于化学计量数之比，反应达到平衡状态；c（I－）不再变
化，反应达到平衡状态。
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7. （2025·重庆名校联盟高二期中）在一定温度下的恒容密闭容器中，当
下列各项不再发生变化时，表明反应A（s）＋3B（g） 2C（g）＋D
（g）已经达到化学平衡状态的是（ ）
A. 混合气体的压强
B. 相同时间内生成n mol D的同时消耗3n mol B
C. 3v正（B）＝2v逆（ C ）
D. 混合气体的平均相对分子质量
C
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解析： 该反应是反应前后气体分子数不变的反应，混合气体的压强不
再发生变化时，不能表明该反应达到化学平衡状态；反应速率方向相同，
不能表明该反应达到化学平衡状态；达到平衡时，2v正（B）＝3v逆
（C），所以3v正（B）＝2v逆（C）不能表明该反应达到化学平衡状态；A
是固体，则混合气体的质量是“变量”，根据M＝ 可知，混合气体的平
均相对分子质量是“变量”，当“变量”不变时，反应达到化学平衡状
态，D符合题意。
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题组三 化学平衡状态图像分析
8. 一定条件下，向密闭容器中充入1 mol NO和1 mol CO，发生反应NO
（g）＋CO（g） N2（g）＋CO2（g），测得化学反应速率随时间的变
化关系如图所示。下列说法错误的是（ ）
A. a、b、c三点的正反应速率均大于逆反应速率
B. c点时CO的浓度在增大
C. d点时正、逆反应速率相等
D. d点时平衡体系中NO、CO、N2、CO2的浓度保持恒定
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解析： 根据题图可知，随反应的进行，正反应速率逐渐减小，逆反应
速率逐渐增大，t1时刻正、逆反应速率相等，反应达到平衡状态。a、b、c
三点都未达到平衡状态，正反应速率均大于逆反应速率，A正确；c点未达
到平衡状态，反应仍正向进行，CO的浓度减小，B错误；d点时正、逆反
应速率相等，处于化学平衡状态，C正确；d点处于化学平衡状态，此时体
系中各组分的质量或浓度均保持恒定，D正确。
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9. 恒温时向2 L密闭容器中通入一定量的气体X和Y，发生反应：2X（g）＋Y（g） 3Z（g），Y的物质的量n（Y）随时间t变化的曲线如图所示。下列说法正确的是（ ）
A. 正反应速率：a点比b点小
B. t0 min时该反应停止
C. t0 min时，c（Z）＝0.75 mol·L－1
D. 当密闭容器中的压强不再变化时，该可逆反应达到了化学平衡状态
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解析： 随反应的进行，正反应速率越来越小，平衡时达到最小值，则a
点的正反应速率大于b点的正反应速率，A错误；可逆反应从b点开始达到
平衡，化学平衡为动态平衡，即v正＝v逆≠0，B错误；从反应开始到平
衡，参加反应的Y的物质的量为0.5 mol，根据反应可知，生成Z的物质的
量为1.5 mol，由于容器的容积是2 L，因此t0 min时，c（Z）＝ ＝
0.75 mol·L－1，C正确；该反应是一个反应前后气体物质的量不变的反应，
体系的压强始终不变，因此不能根据压强不变判断反应是否达到平衡状
态，D错误。
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10. （2025·北京陈经纶中学高二期中）已知：N2O4（g）（无色） 2NO2
（g） ΔH＞0，现将1 mol N2O4充入一恒压绝热密闭容器中，下列示意图
能说明反应达到平衡状态的是（ ）
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解析： N2O4（g） 2NO2（g） ΔH＞0为吸热反应，将1 mol N2O4充
入一恒压绝热密闭容器中，体系温度降低，当温度不变时，反应达到平衡
状态，A正确；恒压容器中，压强保持恒定不变，B错误；将1 mol N2O4充
入一恒压绝热密闭容器中，随反应的进行，N2O4的浓度减小，v正
（N2O4）减小，C错误；题给反应是气体分子数增大的反应，恒压条件下
气体体积增大，气体质量不变，故气体密度减小，D错误。
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11. （2025·广西部分名校高二联考）对于容积不变的密闭容器中的反应N2（g）＋3H2（g） 2NH3（g），673 K、30 MPa下n（NH3）和n（H2）随时间变化的关系如图所示。下列叙述正确的是（ ）
A. a点、b点的正反应速率比逆反应速率大
B. c点时每断裂3 mol H—H则断裂6 mol N—H
C. d点（t1时刻）和e点（t2时刻）处n（N2）不一样
D. v（N2）∶v（NH3）＝1∶2时达到平衡
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解析： a点、b点时反应物的物质的量逐渐减小，生成物的物质的量逐
渐增大，反应正向进行，则a、b两点的正反应速率比逆反应速率大，A正
确；c点氨气与氢气的物质的量相等，但没有达到平衡状态，则c点时每断
裂3 mol H—H，断裂的N—H的物质的量小于6 mol，B错误；d点（t1时
刻）和e点（t2时刻）均处于相同的平衡状态，则两点的n（N2）相等，C
错误；v（N2）∶v（NH3）＝1∶2时，未指明正、逆反应速率，则不能说
明反应达到平衡状态，D错误。
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12. （2025·江西名校协作体高二联考）二甲醚（CH3OCH3）被誉为“21世
纪的清洁燃料”。一定温度下，在某恒容密闭容器中，充入0.2 mol CH4
（g）和0.1 mol O2（g），发生的反应为2CH4（g）＋O2（g） CH3OCH3
（g）＋H2O（g） ΔH。下列说法正确的是（ ）
A. 当混合气体的平均相对分子质量不再改变时，该反应达到平衡状态
B. 当ΔH不再改变时，该反应达到平衡状态
C. 当混合气体中 不再改变时，该反应达到平衡状态
D. 当混合气体的密度不再改变时，该反应达到平衡状态
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解析： 混合气体的平均摩尔质量M＝ ，气体质量不变，但气体的总
物质的量随反应进行而减小，M为“变量”，当M不变时，反应达到平
衡，A正确；对于一个给定的反应，ΔH为一个恒定值，不能用来判断反应
是否达到平衡，B错误；恒容密闭容器中，充入0.2 mol CH4（g）和0.1
mol O2（g），投料比等于化学方程式中物质的化学计量数之比，混合气体
中 始终等于 ，不能用来判断反应是否达到平衡，C错误；恒容密闭
容器中，混合气体的质量为不变值，则密度为不变值，密度不变不能用来
判断反应是否达到平衡，D错误。
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13. 在密闭容器中，SO2和O2在催化剂、500 ℃的条件下发生反应。
（1）该反应的化学方程式是 。
解析： 反应的化学方程式为2SO2＋O2 2SO3。
（2）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）
2SO2＋O2 2SO3
①③④
⑤n（SO3）∶n（O2）∶n（SO2）＝2∶1∶2
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解析： 根据反应的化学方程式知，①体系压强不变，说明反应已达
平衡状态；②容器的容积不变，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；④v正（SO3）＝2v逆（O2），说明反应已达
平衡状态；⑤三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。
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（3）对于SO2与O2生成SO3的反应，在O2过量时，SO2也不能完全转化为
SO3。对此现象，某小组同学提出三个观点：
观点一：只有部分SO2与O2反应
观点二：SO2与O2反应生成SO3的同时，SO3分解生成SO2与O2
观点三：SO2全部转化为SO3后，部分SO3又转化为SO2
查阅资料得到以下两条事实：
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事实① 事实②
一定条件下向密闭容器中充入
SO2和18O2，反应一段时间后，
18O存在于SO2、O2、SO3中 反应过程中，SO3的物质的量变化趋势如
图所示
其中可以证明观点一不正确的事实是（填“①”或“②”，下
同） ，可以证明观点三不正确的事实是 ；符合观点二的事实
是 。
①
②
①②
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解析： 事实①一定条件下向密闭容器中充入SO2和18O2，反应一段时
间后，18O存在于SO2、O2、SO3中，说明SO2与O2反应生成SO3的同时，
SO3分解生成SO2与O2，不是只有部分SO2与O2反应，即观点一不正确；事
实②可以看到SO3的物质的量增加到一定程度后不再变化，说明观点三不
正确，而两个事实都证明了观点二。
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14. （2025·兰州一中高二检测）在恒温恒容（2 L）的
密闭容器中充入3 mol CO和3 mol NO混合气体，发生反
应：2CO（g）＋2NO（g） 2CO2（g）＋N2（g），
测得反应过程中CO2的体积分数与时间（min）的关系如图所示。
（1）a处v正 （填“＞”“＜”或“＝”）b处v逆。
＞
解析： 随反应的进行，反应物浓度降低，正反应速率减小，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。
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（2）反应达到平衡时CO2的反应速率为 ，NO的转化
率为 。
mol·L－1·min－1
80％
解析：设N2的改变量为a mol，列三段式：
2CO（g）＋2NO（g） 2CO2（g）＋N2（g）
起始/mol 3 3 0 0
改变/mol 2a 2a 2a a
平衡/mol 3－2a 3－2a 2a a
CO2的体积分数为 ×100％＝50％，a＝1.2；平衡时
v ＝ ＝ ＝ mol·L－1·min－1；NO的转化率为
×100％＝80％。
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（3）能说明上述反应已达化学平衡状态的是 （填字母）。
A. v（CO）＝v（NO）
B. 混合气体的密度保持不变
C. 反应容器内压强保持不变
D. 混合气体的平均相对分子质量保持不变
CD
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解析：未指明正、逆反应速率，不能说明反应达到平衡状态，A错误；ρ＝ ，反应前后的物质均为气体，根据质量守恒定律，m不变，在恒容下，密度始终不变，则密度不变不能代表平衡状态，B错误；该反应为气体分子数改变的反应，则压强不变，说明达到平衡状态，C正确；M＝ ，反应前后的物质均为气体，根据质量守恒定律，m不变，该反应为气体系数改变的反应，则平均相对分子质量不变时说明达到平衡状态，D正确。
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