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专题2：探析化学平衡状态判断的方法与技巧同步练习（含答案）
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这是一份高中化学人教版 (2019)必修 第二册全册综合综合训练题，共14页。试卷主要包含了选择题，填空题等内容，欢迎下载使用。
探析化学平衡状态判断的方法（上）同步练习
（答题时间：40分钟）
一、选择题
1. 一定条件下，在密闭容器中，能表示反应X（g）＋2Y（g）2Z（g）一定达到化学平衡状态的是（ ）
①X、Y、Z的物质的量之比是1∶2∶2
②X、Y、Z的浓度不再发生变化
③容器中的压强不再发生变化
④单位时间内生成n mol Z，同时生成2n mol Y
A. ①② B. ①④ C. ②③ D. ③④
2. 对可逆反应4NH3（g）＋5O2（g）4NO（g）＋6H2O（g），下列叙述正确的是（ ）
A. 达到化学平衡时4v正（O2）＝5v逆（NO）
B. 若单位时间内生成x mol NO的同时，消耗x mol NH3，则反应达到平衡状态
C. 达到化学平衡时，若增大容器容积，则正反应速率减小，逆反应速率增大
D. 化学反应速率关系：2v正（NH3）＝3v正（H2O）
3. 在一绝热（不与外界发生热交换）的恒容容器中，发生反应：2A（g）+B（s）C（g）+D（g），下列描述中能表明反应已达到平衡状态的有（ ）个
①容器内温度不变 ②混合气体的密度不变 ③混合气体的压强不变
④混合气体的平均相对分子质量不变 ⑤C（g）的物质的量浓度不变
⑥容器内A、C、D三种气体的浓度之比为2：1：1
⑦某时刻v（A）＝2v（C）且不等于零
⑧单位时间内生成n mol D，同时生成2n mol A
A. 4 B. 5 C. 6 D. 7
4. 深入研究碳元素的化合物有重要意义，回答下列问题：
在恒温、恒容密闭容器中加入H2C2O4，发生反应：H2C2O4（s）CO2（g）+CO（g）+H2O（g），下列叙述能说明反应已经达到平衡状态的是_____。
A. 压强不再变化 B. CO2（g）的体积分数保持不变
C. 混合气体的密度不再变化 D. 混合气体的平均摩尔质量保持不变
5. 近年来化学家研究开发出用乙烯和乙酸为原料、杂多酸作催化剂合成乙酸乙酯的新工艺，不必生产乙醇或乙醛做中间体，使产品成本降低，具有明显经济优势。其合成的基本反应如下：
CH2=CH2（g）+CH3COOH（1）CH3COOC2H5（1）
下列描述能说明固定容器中乙烯与乙酸合成乙酸乙酯的反应已达化学平衡的是___________。
A. 乙酸、乙酸乙酯的浓度相同
B. 酯化合成反应的速率与酯分解反应的速率相等
C. 体系中气体密度一定
D. 乙烯断开1mol碳碳双键的同时乙酸恰好消耗1mol
6. 氮、硫的化合物合成、应用以及对环境的影响一直是科学界研究的热点。
焦炭催化还原SO2生成S2，化学方程式为：2C（s）+2SO2（g）S2（g）+2CO2（g），在恒容容器中，1 mol/LSO2与足量的焦炭反应，SO2的转化率随温度的变化如图所示。
③下列说法一定能说明该反应达到平衡状态的是____
A. 焦炭的质量不再变化时
B. CO2、SO2的浓度相等时
C. SO2的消耗速率与CO2的生成速率之比为1：1
D. 容器的总压强不再变化时
7. 研究氮氧化合物的治理是环保的一项重要工作，合理应用和处理氮的化合物，在生产生活中有着重要的意义。
一定温度下，将2 mol NO与2 mol Cl2置于2L密闭容器中发生反应，若该反应4min后达平衡，此时压强是初始的0. 8倍，则平均反应速率v（Cl2）=________mol·L－1·min－1。下列可判断反应达平衡状态的是___________（项序号字母）。
A. 混合气体的平均相对分子质量不变
B. 混合气体密度保持不变
C. NO和Cl2的物质的量之比保持不变
D. 每消耗1 moI NO同时生成1mol ClNO
探析化学平衡状态判断的方法（上）同步练习参考答案
1.【答案】C
【解析】①当体系达平衡状态时，X、Y、Z的物质的量之比可能是1：2：2，也可能不是，①项错误；②X、Y、Z的浓度不再发生变化，说明正逆反应速率相等，②项正确；③容器中的压强不再发生变化，说明气体的总物质的量不变，反应达平衡状态，③项正确；④单位时间内生成n molZ，消耗n mol Y，同时生成2n mol Y，则正逆反应速率不等，④项错误；综上所述，②③项符合题意，C项正确；
2.【答案】A
【解析】A. 达到化学平衡时，正逆反应速率相等，如果用O2和NO分别表示正反应速率和逆反应速率，则4v正（O2）＝5v逆（NO），故A选；B. 单位时间内生成x mol NO的同时，必然消耗x mol NH3，不能证明反应达到平衡，故B不选；C. 增大容器容积，使气体的浓度降低，所以反应物和生成物的浓度都降低，正逆反应速率都减小，故C不选；D. 在一个反应里，用不同物质表示的速率之比等于化学计量数之比，3v正（NH3）＝2v正（H2O），故D不选。
3.【答案】C
【解析】①该容器为绝热容器，容器内温度不变，说明正、逆反应速率相等，反应达到平衡状态；
②由于B呈固态，根据质量守恒定律，建立平衡过程中气体的总质量增大，恒容容器中混合气体的密度增大，达到平衡时混合气体总质量不变，混合气体的密度不变，混合气体的密度不变能说明反应达到平衡状态；
③该反应反应前后气体分子数不变，建立平衡过程中混合气体分子总物质的量始终不变，由于是绝热容器，建立平衡过程中容器温度变化，混合气体压强发生变化，达到平衡时温度不变，混合气体压强不变，混合气体的压强不变说明反应达到平衡；
④由于B呈固态，根据质量守恒定律，建立平衡过程中气体的总质量增大，混合气体分子总物质的量始终不变，混合气体的平均相对分子质量增大，达到平衡时混合气体总质量不变，混合气体的平均相对分子质量不变，混合气体的平均相对分子质量不变说明反应达到平衡状态；
⑤C（g）的物质的量浓度不变是化学平衡的特征标志，说明反应达到平衡状态；
⑥达到平衡时A、C、D的浓度保持不变，但不一定等于2：1：1，A、C、D三种气体的浓度之比为2：1：1时反应不一定达到平衡状态；
⑦某时刻υ（A）=2υ（C）且不等于零，没有指明是正反应速率，还是逆反应速率，不能说明反应达到平衡状态；
⑧单位时间内生成n mol D一定消耗2n mol A，同时生成2n mol A，A的浓度不变说明反应达到平衡状态；能说明反应达到平衡状态的有①②③④⑤⑧，共6个
4.【答案】AC
【解析】在恒温、恒容密闭容器中加入H2C2O4，发生反应：H2C2O4（s）⇌CO2（g）+CO（g）+H2O（g）；A. 反应气体增多，开始压强增大，平衡时，压强不再变化，故A正确；B. 只有生成物为气体，CO2（g）的体积分数保持占，故B错误；C. 根据ρ=，V不变，气体的质量增大，混合气体的密度不再变化，反应达到平衡，故C正确；D. 只有生成物为气体，根据质量守恒定律，混合气体的平均摩尔质量始终等于草酸的摩尔质量，故D错误；故答案为A、C。
5.【答案】BC
【解析】（1）A. 乙酸、乙酸乙酯的浓度相同但不一定不变，则不一定达到平衡状态，故A错误；B. 酯化合成反应的速率与酯分解反应的速率相等，说明反应达到平衡状态，故B正确；C. 容器容积不变，气体的质量是变化的，体系中气体密度一定，说明正逆反应速率相等，反应达到平衡状态，故C正确；D. 乙烯断开1mol碳碳双键的同时乙酸恰好消耗1mol均表示正反应速率相等，反应不一定达到平衡状态，故D错误。故答案为：BC。
6.【答案】AD
【解析】③反应式2C（s）+2SO2（g）⇌S2（g）+2CO2（g），则A. 焦炭的质量不再变化时，说明反应达到动态平衡，A项正确；B. CO2、SO2的浓度相等时，不能说明浓度保持不变，则无法证明反应达到平衡状态，B项错误；C. SO2的消耗速率与CO2的生成速率均表示正反应速率，所以不能说明反应达到平衡状态，C项错误；D. 反应体系是气体体积增大的反应，则容器的总压强不再变化时，能说明反应达到平衡状态，D项正确；故答案为A、D。
7.【答案】 0. 1 A、C
【解析】
2NO（g）+Cl2（g）2 ClNO（g）
开始 1 1 0
转化 2x x 2x
平衡 1-2x 1-x 2x
该反应4min后达平衡，此时压强是初始的0. 8倍，所以解得x＝0. 4，则平均反应速率v（Cl2）=0. 1 mol·L－1·min－1。
A. ，气体总质量不变、气体物质的量是变量，所以混合气体的平均相对分子质量是变量，若混合气体的平均相对相对分子质量不变，一定达到平衡状态，故选A；
B. ，容器体积不变、气体总质量不变，密度是恒量，混合气体密度保持不变，不一定平衡，故不选B；
C. NO和Cl2的物质的量之比为，NO和Cl2的物质的量之比是变量，若保持不变一定平衡，故选C；
D. 每消耗1 mol NO同时生成1 mol ClNO，不能判断正逆反应速率是否相等，不一定平衡，故不选D；选AC。
探析化学平衡状态判断的方法（下）同步练习
（答题时间：40分钟）
一、选择题
1. 下列哪种说法可以证明反应N2＋3H22NH3达到平衡状态（ ）
A. 1个N≡N键形成的同时，有3个H—H键形成
B. 1个N≡N键断裂的同时，有3个H—H键断裂
C. 1个N≡N键断裂的同时，有6个N—H键断裂
D. 1个N≡N键断裂的同时，有6个N—H键形成
2. 一定条件下，可逆反应2A（g）B（g）+3C（g），反应处于平衡状态的是（ ）
选项
正反应速率
逆反应速率
A
v（A）=2mol·L-1·min-1
v（B）=2mol·L-1·min-1
B
v（A）=2mol·L-1·min-1
v（C）=2mol·L-1·min-1
C
v（A）=1mol·L-1·min-1
v（B）=2mol·L-1·min-1
D
v（A）=1mol·L-1·min-1
v（C）=1.5mol·L-1·min-1
3. 一定条件下，发生可逆反应：4NH3（g）＋5O2（g） 4NO（g）＋6H2O（g），下列叙述中，不能作为此可逆反应已经达到化学平衡状态的标志的是（ ）
A. NH3的消耗速率等于NO的生成速率
B. NH3的消耗速率等于NO的消耗速率
C. NH3的浓度和NO的浓度都不发生改变
D. 密闭容器内的压强不发生改变
4. 一定条件下，在密闭容器中进行反应：3SiCl4（g）＋2N2（g）＋6H2（g） Si3N4（s）＋12HCl（g）能表示上述反应达到化学平衡状态的是（ ）
A. v逆（N2）＝3v正（H2）
B. v正（HCl）＝4v正（SiCl4）
C. 混合气体密度保持不变
D. c（N2） :c（H2） :c（HCl）＝1:3:6
5. 下列关于化学反应限度的说法正确的是（ ）
A. 一个可逆反应达到的平衡状态，就是这个反应在该条件下不再反应
B. 当一个可逆反应达到平衡状态时，正、逆反应速率相等
C. 平衡状态是一种静止的状态，反应物和生成物的浓度已经不再改变
D. 化学反应的限度不可以通过改变条件而改变
6. 已知汽车尾气无害化处理反应为2NO（g）＋2CO（g） N2（g）＋2CO2（g）。下列说法正确的是 （ ）
A. 升高温度可使该反应的逆反应速率降低
B. 达到化学平衡时，化学反应已经停止
C. v正（NO）＝v正（CO2）时，说明达到了化学平衡
D. 单位时间内消耗CO和CO2的物质的量相等时，反应达到平衡
7. 如图所示是425℃时，在1 L密闭容器中发生化学反应的浓度随时间的变化示意图。下列叙述错误的是（ ）
A. 图①中t0时，三种物质的物质的量相同
B. 图①中t0时，反应达到平衡状态
C. 图②中的逆反应为H2（g）＋I2（g） 2HI（g）
D. 图①②中当c（HI）＝3.16 mol·L－1时，反应达到平衡状态
8. 如图是可逆反应N2（g）+3H2（g）=2NH3（g） 在反应过程中的反应速率（v）与时间（t）的关系曲线，下列叙述不正确的是（ ）
A. t1时，v正>v逆
B. t2时，反应到达限度
C. t2-t3，反应停止
D. t2-t3，各物质的浓度不再发生变化
9. 在一个固定容积的密闭容器中发生可逆反应：2Ag+Bg⇌3Cg+Ds，不能说明达到平衡状态的标志是（ ）
A. 体系的压强不再改变
B. 混合气体密度不再改变
C. 反应速率3υA（正）=2υC（逆）
D. 混合气体平均相对分子质量不再改变
10. 在密闭容器中发生反应X（g）＋3Y（g）2Z（g），若X、Y、Z的起始浓度分别为0.1 mol·L－1、0.3mol·L－1和0.2mol·L－1，则平衡时各物质的浓度不可能是（ ）
A. X为0.2 mol·L－1
B. Y为0.1 mol·L－1
C. Z为0.3 mol·L－1
D. Z为0.1 mol·L－1时，Y为0.45 mol·L－1
二、填空题
11. 某温度时，在2L密闭容器中X、Y、Z三种气态物质的物质的量（n）随时间（t）变化的曲线如图所示，由图中数据分析：
（1）该反应的化学方程式为______________。
（2）反应开始至2min，用Z表示的平均反应速率为_________。
（3）下列叙述能说明上述反应达到化学平衡状态的是________（填序号）
A. 混合气体的总物质的量不随时间的变化而变化
B. 混合气体的压强不随时间的变化而变化
C. 单位时间内每消耗3molX，同时生成2molZ
D. 混合气体的总质量不随时间的变化而变化
E. 混合气体的密度不再发生改变
12. 在某一容积为5 L的密闭容器内，加入0.2 mol的CO和0.2 mol的H2O，在催化剂存在的条件下高温加热，发生如下反应：CO（g）+H2O（g）⇌CO2（g）+H2（g），反应中CO2的浓度随时间变化情况如图：
（1）根据图中数据，反应开始至达到平衡时，CO的化学反应速率为_______，反应达平衡时，c（H2）=______。
（2）判断该反应达到平衡的依据是______（填序号）。
①CO减少的速率和CO2减少的速率相等
②CO、H2O、CO2、H2的浓度都相等
③CO、H2O、CO2、H2的浓度都不再发生变化
探析化学平衡状态判断的方法（下）同步练习参考答案
一、单选题
1. 【答案】C
【解析】A. 由N2＋3H22NH3可逆反应可知，1个N≡N键形成的同时，有3个H—H键形成，说明反应逆向进行，故A不符合题意；
B. 由N2＋3H22NH3可逆反应可知，1个N≡N键断裂的同时，有3个H—H键断裂，说明反应正向进行，故B不符合题意；
C. 由N2＋3H22NH3可逆反应可知，1个N≡N键断裂的同时，有6个N—H键断裂说明正逆反应速率相等，化学反应达到平衡状态，故C符合题意；
D. 由N2＋3H22NH3可逆反应可知，1个N≡N键断裂的同时，有6个N—H键形成，说明反应正向进行，故D不符合题意；
答案选C。
2. 【答案】D
【分析】可逆反应2A（g）B（g）+3C（g），在应处于平衡状态时正反应速率等于逆反应速率，化学反应速率与系数成正比，以此分析。
【解析】
A. 当v（B）=2mol·L-1·min-1，v逆（A）=4mol·L-1·min-1，与v（A）=2mol·L-1·min-1不相等，故A错误；
B. 当v（C）=2mol·L-1·min-1，v逆（A）=43mol·L-1·min-1，与v（A）=2mol·L-1·min-1不相等，故B错误；
C. 当v（B）=2mol·L-1·min-1，v逆（A）=4mol·L-1·min-1，与v（A）=1mol·L-1·min-1不相等，故B错误；
D. 当v（C）=1.5mol·L-1·min-1，v逆（A）=1mol·L-1·min-1，与v（A）=1mol·L-1·min-1相等，故D正确；
故答案选：D。
3. 【答案】A
【解析】A.由可逆反应：4NH3（g）＋5O2（g） 4NO（g）＋6H2O（g）可知，当NH3的消耗速率等于NO的生成速率，说明反应正向进行，故A符合题意；B. 由可逆反应：4NH3（g）＋5O2（g） 4NO（g）＋6H2O（g）可知，当NH3的消耗速率等于NO的消耗速率，说明正逆反应速率相等，反应达到平衡状态，故 B不符合题意；C. 由可逆反应：4NH3（g）＋5O2（g） 4NO（g）＋6H2O（g）可知，NH3的浓度和NO的浓度都不发生改变，说明此可逆反应已经达到化学平衡状态，故C不符合题意；D. 由可逆反应：4NH3（g）＋5O2（g） 4NO（g）＋6H2O（g）可知，化学反应前后气体的计量数不等，当密闭容器内的压强不发生改变，说明此可逆反应已经达到化学平衡状态，故D不符合题意；答案选A。
【点睛】突破口：化学平衡状态的特征是各物质的浓度不在改变及正逆反应速率相等。
4. 【答案】C
【解析】A.由3SiCl4（g）＋2N2（g）＋6H2（g） Si3N4（s）＋12HCl（g）可知，当3v逆（N2）＝v正（H2）时，能表示反应达到化学平衡状态，故A不符合题意；B. 由3SiCl4（g）＋2N2（g）＋6H2（g） Si3N4（s）＋12HCl（g）可知， 4v正（HCl）＝v正（SiCl4） ,能表示反应达到化学平衡状态，故B 不符合题意；C. 由3SiCl4（g）＋2N2（g）＋6H2（g） Si3N4（s）＋12HCl（g）可知，化学反应前后气体质量不等，容器的体积不变，所以混合气体密度保持不变，能表示反应达到化学平衡状态，故C 符合题意；D. 由3SiCl4（g）＋2N2（g）＋6H2（g） Si3N4（s）＋12HCl（g）可知，浓度的变化量之比等于化学反应计量数之比，即c（N2） :c（H2） :c（HCl）＝1:3:6，不能说明反应达到平衡状态，故D不符合题意；答案选C。
5. 【答案】B
【解析】A.一个可逆反应达到的平衡状态，就是这个反应在该条件下正逆反应速率相等，反应物和生成物浓度不再改变，但反应仍然在进行，故A错误；B. 当一个可逆反应达到平衡状态时，正、逆反应速率相等，故B正确；C. 平衡状态是一种动态平衡，正、逆反应速率相等，反应物和生成物的浓度不再改变，故C错误；D. 根据影响化学反应平衡移动因素可知，化学反应的限度可以通过改变条件而改变，如升高温度，平衡向着吸热方向移动，降低温度平衡向着放热方向移动，故D错误；答案选B。
6. 【答案】D
【解析】A. 由2NO（g）＋2CO（g） N2（g）＋2CO2（g）反应可知，升高温度化学反应速率加快，故A错误；B. 化学平衡属于动态平衡，达到化学平衡状态时正逆反应速率相等，化学反应没有停止，故B错误；C. 由2NO（g）＋2CO（g） N2（g）＋2CO2（g）反应可知，当v正（NO）＝v逆（CO2）时，说明达到了化学平衡，故C错误；D. 由2NO（g）＋2CO（g） N2（g）＋2CO2（g）反应可知，单位时间内消耗CO和CO2的物质的量相等时，反应达到平衡，故D正确；答案选D。
7. 【答案】B
【解析】A.图①中t0时，三种物质的物质浓度相同，因为在1 L密闭容器中发生化学反应，所以三种物质的物质的量相同，故A正确；B. 图①中t0时，三种物质的物质浓度相同，反应在继续进行，没有达到平衡状态，故B错误；C. 由图②可知反应物为HI（g），生成物为H2（g）和I2（g），该反应的逆反应为H2（g）＋I2（g） 2HI（g），故C正确；
D. 由图①②可知，当c（HI）＝3.16 mol·L－1时，反应达到平衡状态，故D正确；答案选B。
8. 【答案】C
【解析】A. 根据图可知t1时，反应未达平衡，正反应速率大于逆反应速率，故A正确；B. 根据图可知t2时，正逆反应速率相等，反应处于平衡状态，即达到该条件下的最大反应限度，故B正确；C. 在t2-t3，反应处于平衡状态，正逆反应速率相等，反应仍在发生，反应处于平衡状态为动态平衡，故C错误；D. 化学反应到达平衡时，正逆反应速率相等，各物质的物质的量浓度不再发生变化，t2-t3，反应处于平衡状态，各物质的浓度不变，故D正确；答案选C。
9. 【答案】A
【解析】A、两边的气体计量数相等，体系的压强始终不变，所以不能说明反应达平衡状态，故A选；B、混合气体密度不再改变，说明气体的质量相等，即正逆反应速率相等，故B不选； C、反应速率3υA（正）=3υC（正）=2υC（逆），达平衡状态，故C不选；
D、混合气体平均相对分子质量不再改变，说明正逆反应速率相等，故D不选；
故选A. 【点睛】根据化学平衡状态的特征解答，当反应达到平衡状态时，正逆反应速率相等，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，解题时要注意，选择判断的物理量，随着反应的进行发生变化，当该物理量由变化到定值时，说明可逆反应到达平衡状态。
10.【答案】A
【分析】化学平衡的建立，既可以从正反应开始，也可以从逆反应开始，或者从正逆反应开始，不论从哪个方向开始，物质都不能完全反应，利用极限法假设完全反应，计算出相应物质的浓度变化量，实际变化量小于极限值，据此判断分析。
【解析】若反应向正反应进行，假定完全反应，则：
X（g）+3Y（g）⇌2Z（g）
开始（mol/L）：0.1 0.3 0.2
变化（mol/L）：0.1 0.3 0.2
平衡（mol/L）： 0 0 0.4
若反应逆反应进行，假定完全反应，则：
X（g）+3Y（g）⇌2Z（g）
开始（mol/L）：0.1 0.3 0.2
变化（mol/L）：0.1 0.3 0.2
平衡（mol/L）：0.2 0.6 0
因为是可逆反应，物质不能完全转化，所以平衡时浓度范围为0＜c（X）＜0.2mol/L，0＜c（Y）＜0.6mol/L，0＜c（Z）＜0.4 mol/L，所以A选项是不可能的、BC选项可能；
D选项，若Z为0.1 mol·L－1时，反应逆反应进行，且Z反应了0.1 mol·L－1，此时Y为0.3mol/L+0.1mol/L×32=0.45 mol·L－1，故D选项可能，
故答案选A。
【点睛】本题考查对可逆反应概念的理解，注意可逆反应不能进行到底，达到平衡时反应物和生成物共存，解题时要会用极值法分析。
二、填空题
11. 【答案】 （1）3X（g）+Y（g）⇌2Z（g） （2）0.05mol⋅L-1⋅min-1
（3）AB
【分析】（1）根据物质的量的变化判断反应物和生成物，根据物质的量的变化之比等于化学计量数之比书写方程式；
（2）根据v=ΔcΔt计算反应速率v（Z）；
（3）化学反应达到平衡状态时，正逆反应速率相等，各物质的浓度不变，据此分析判断。
【解析】（1）由图象可以看出，反应中X、Y的物质的量减小，Z的物质的量增多，则X、Y为反应物，Z为生成物，且△n（X）∶△n（Y）∶△n（Z）=0.3mol∶0.1mol∶0.2mol=3∶1∶2，则反应的化学方程式为3X（g）+Y（g）⇌2Z（g），故答案为：3X（g）+Y（g）⇌2Z（g）；
（2）在2min时间内，用Z表示反应的平均速率v（Z）=ΔcΔt=0.2mol2L2min=0.05mol/（L•min），故答案为：0.05mol/（L•min）；
（3）A. 混合气体的总物质的量不随时间的变化而变化，说明各气体的物质的量不变，反应达到平衡状态，故A正确；
B. 混合气体的压强不随时间的变化而变化，说明混合气体的总物质的量不随时间的变化而变化，说明各物质的量不变，反应达到平衡状态，故B正确；
C. 单位时间内每消耗3mol X，同时生成2mol Z，只要反应发生就符合这个关系，不能说明达到平衡状态，故C错误；
D. 混合气体的总质量一直不随时间的变化而变化，不能说明达到平衡状态，故D错误；
E. 容积不变，混合气体的质量不变，因此气体的密度始终不变，不能说明达到平衡状态，故E错误；故答案为：AB。
【点睛】本题的易错点为（1），要注意该反应为可逆反应，应该用“⇌”表示。
12. 【答案】 （1）0.003 mol·L−1·min−1 （2）0.03 mol·L−1 （3）①③
【分析】（1）由图可知，10min到达平衡，平衡时△c（CO2）=0.03mol/L，根据v=ΔcΔt计算v（CO）；根据方程式判断△c（H2）与△c（CO2）关系；
（2）可逆反应达到平衡状态时，正逆反应速率相等，反应体系中各物质的物质的量、物质的量浓度、百分含量不变，据此分析判断。
【解析】（1）由图可知，10min到达平衡，平衡时△c（CO2）=0.03mol/L，则v（CO）=0.03mol/L10min=0.003mol/（L·min）；由方程式可知△c（CO）=△c（H2）=△c（CO2）=0.03mol/L，即平衡时c（H2）=0.03mol/L，故答案为0.003mol/（L·min）；0.03mol/L；
（2）①CO减少的化学反应速率和CO2减少的化学反应速率相等，反应方向为相反，且正逆反应速率相等，表示达到平衡状态，故①正确；②平衡时CO、H2O、CO2、H2的浓度不一定相等，平衡时CO、H2O、CO2、H2的浓度与充入的气体的量和反应的转化率有关，故②错误；③CO、H2O、CO2、H2的浓度都不再发生变化，说明达到了化学平衡状态，故③正确；故选①③。
【点睛】本题的易错点为（2）②，要注意区分平衡时的浓度不变，不表示各物质的浓度之间有固定的关系。
探析化学平衡状态判断的方法（上）同步练习
（答题时间：40分钟）
一、选择题
1. 一定条件下，在密闭容器中，能表示反应X（g）＋2Y（g）2Z（g）一定达到化学平衡状态的是（ ）
①X、Y、Z的物质的量之比是1∶2∶2
②X、Y、Z的浓度不再发生变化
③容器中的压强不再发生变化
④单位时间内生成n mol Z，同时生成2n mol Y
A. ①② B. ①④ C. ②③ D. ③④
2. 对可逆反应4NH3（g）＋5O2（g）4NO（g）＋6H2O（g），下列叙述正确的是（ ）
A. 达到化学平衡时4v正（O2）＝5v逆（NO）
B. 若单位时间内生成x mol NO的同时，消耗x mol NH3，则反应达到平衡状态
C. 达到化学平衡时，若增大容器容积，则正反应速率减小，逆反应速率增大
D. 化学反应速率关系：2v正（NH3）＝3v正（H2O）
3. 在一绝热（不与外界发生热交换）的恒容容器中，发生反应：2A（g）+B（s）C（g）+D（g），下列描述中能表明反应已达到平衡状态的有（ ）个
①容器内温度不变 ②混合气体的密度不变 ③混合气体的压强不变
④混合气体的平均相对分子质量不变 ⑤C（g）的物质的量浓度不变
⑥容器内A、C、D三种气体的浓度之比为2：1：1
⑦某时刻v（A）＝2v（C）且不等于零
⑧单位时间内生成n mol D，同时生成2n mol A
A. 4 B. 5 C. 6 D. 7
4. 深入研究碳元素的化合物有重要意义，回答下列问题：
在恒温、恒容密闭容器中加入H2C2O4，发生反应：H2C2O4（s）CO2（g）+CO（g）+H2O（g），下列叙述能说明反应已经达到平衡状态的是_____。
A. 压强不再变化 B. CO2（g）的体积分数保持不变
C. 混合气体的密度不再变化 D. 混合气体的平均摩尔质量保持不变
5. 近年来化学家研究开发出用乙烯和乙酸为原料、杂多酸作催化剂合成乙酸乙酯的新工艺，不必生产乙醇或乙醛做中间体，使产品成本降低，具有明显经济优势。其合成的基本反应如下：
CH2=CH2（g）+CH3COOH（1）CH3COOC2H5（1）
下列描述能说明固定容器中乙烯与乙酸合成乙酸乙酯的反应已达化学平衡的是___________。
A. 乙酸、乙酸乙酯的浓度相同
B. 酯化合成反应的速率与酯分解反应的速率相等
C. 体系中气体密度一定
D. 乙烯断开1mol碳碳双键的同时乙酸恰好消耗1mol
6. 氮、硫的化合物合成、应用以及对环境的影响一直是科学界研究的热点。
焦炭催化还原SO2生成S2，化学方程式为：2C（s）+2SO2（g）S2（g）+2CO2（g），在恒容容器中，1 mol/LSO2与足量的焦炭反应，SO2的转化率随温度的变化如图所示。
③下列说法一定能说明该反应达到平衡状态的是____
A. 焦炭的质量不再变化时
B. CO2、SO2的浓度相等时
C. SO2的消耗速率与CO2的生成速率之比为1：1
D. 容器的总压强不再变化时
7. 研究氮氧化合物的治理是环保的一项重要工作，合理应用和处理氮的化合物，在生产生活中有着重要的意义。
一定温度下，将2 mol NO与2 mol Cl2置于2L密闭容器中发生反应，若该反应4min后达平衡，此时压强是初始的0. 8倍，则平均反应速率v（Cl2）=________mol·L－1·min－1。下列可判断反应达平衡状态的是___________（项序号字母）。
A. 混合气体的平均相对分子质量不变
B. 混合气体密度保持不变
C. NO和Cl2的物质的量之比保持不变
D. 每消耗1 moI NO同时生成1mol ClNO
探析化学平衡状态判断的方法（上）同步练习参考答案
1.【答案】C
【解析】①当体系达平衡状态时，X、Y、Z的物质的量之比可能是1：2：2，也可能不是，①项错误；②X、Y、Z的浓度不再发生变化，说明正逆反应速率相等，②项正确；③容器中的压强不再发生变化，说明气体的总物质的量不变，反应达平衡状态，③项正确；④单位时间内生成n molZ，消耗n mol Y，同时生成2n mol Y，则正逆反应速率不等，④项错误；综上所述，②③项符合题意，C项正确；
2.【答案】A
【解析】A. 达到化学平衡时，正逆反应速率相等，如果用O2和NO分别表示正反应速率和逆反应速率，则4v正（O2）＝5v逆（NO），故A选；B. 单位时间内生成x mol NO的同时，必然消耗x mol NH3，不能证明反应达到平衡，故B不选；C. 增大容器容积，使气体的浓度降低，所以反应物和生成物的浓度都降低，正逆反应速率都减小，故C不选；D. 在一个反应里，用不同物质表示的速率之比等于化学计量数之比，3v正（NH3）＝2v正（H2O），故D不选。
3.【答案】C
【解析】①该容器为绝热容器，容器内温度不变，说明正、逆反应速率相等，反应达到平衡状态；
②由于B呈固态，根据质量守恒定律，建立平衡过程中气体的总质量增大，恒容容器中混合气体的密度增大，达到平衡时混合气体总质量不变，混合气体的密度不变，混合气体的密度不变能说明反应达到平衡状态；
③该反应反应前后气体分子数不变，建立平衡过程中混合气体分子总物质的量始终不变，由于是绝热容器，建立平衡过程中容器温度变化，混合气体压强发生变化，达到平衡时温度不变，混合气体压强不变，混合气体的压强不变说明反应达到平衡；
④由于B呈固态，根据质量守恒定律，建立平衡过程中气体的总质量增大，混合气体分子总物质的量始终不变，混合气体的平均相对分子质量增大，达到平衡时混合气体总质量不变，混合气体的平均相对分子质量不变，混合气体的平均相对分子质量不变说明反应达到平衡状态；
⑤C（g）的物质的量浓度不变是化学平衡的特征标志，说明反应达到平衡状态；
⑥达到平衡时A、C、D的浓度保持不变，但不一定等于2：1：1，A、C、D三种气体的浓度之比为2：1：1时反应不一定达到平衡状态；
⑦某时刻υ（A）=2υ（C）且不等于零，没有指明是正反应速率，还是逆反应速率，不能说明反应达到平衡状态；
⑧单位时间内生成n mol D一定消耗2n mol A，同时生成2n mol A，A的浓度不变说明反应达到平衡状态；能说明反应达到平衡状态的有①②③④⑤⑧，共6个
4.【答案】AC
【解析】在恒温、恒容密闭容器中加入H2C2O4，发生反应：H2C2O4（s）⇌CO2（g）+CO（g）+H2O（g）；A. 反应气体增多，开始压强增大，平衡时，压强不再变化，故A正确；B. 只有生成物为气体，CO2（g）的体积分数保持占，故B错误；C. 根据ρ=，V不变，气体的质量增大，混合气体的密度不再变化，反应达到平衡，故C正确；D. 只有生成物为气体，根据质量守恒定律，混合气体的平均摩尔质量始终等于草酸的摩尔质量，故D错误；故答案为A、C。
5.【答案】BC
【解析】（1）A. 乙酸、乙酸乙酯的浓度相同但不一定不变，则不一定达到平衡状态，故A错误；B. 酯化合成反应的速率与酯分解反应的速率相等，说明反应达到平衡状态，故B正确；C. 容器容积不变，气体的质量是变化的，体系中气体密度一定，说明正逆反应速率相等，反应达到平衡状态，故C正确；D. 乙烯断开1mol碳碳双键的同时乙酸恰好消耗1mol均表示正反应速率相等，反应不一定达到平衡状态，故D错误。故答案为：BC。
6.【答案】AD
【解析】③反应式2C（s）+2SO2（g）⇌S2（g）+2CO2（g），则A. 焦炭的质量不再变化时，说明反应达到动态平衡，A项正确；B. CO2、SO2的浓度相等时，不能说明浓度保持不变，则无法证明反应达到平衡状态，B项错误；C. SO2的消耗速率与CO2的生成速率均表示正反应速率，所以不能说明反应达到平衡状态，C项错误；D. 反应体系是气体体积增大的反应，则容器的总压强不再变化时，能说明反应达到平衡状态，D项正确；故答案为A、D。
7.【答案】 0. 1 A、C
【解析】
2NO（g）+Cl2（g）2 ClNO（g）
开始 1 1 0
转化 2x x 2x
平衡 1-2x 1-x 2x
该反应4min后达平衡，此时压强是初始的0. 8倍，所以解得x＝0. 4，则平均反应速率v（Cl2）=0. 1 mol·L－1·min－1。
A. ，气体总质量不变、气体物质的量是变量，所以混合气体的平均相对分子质量是变量，若混合气体的平均相对相对分子质量不变，一定达到平衡状态，故选A；
B. ，容器体积不变、气体总质量不变，密度是恒量，混合气体密度保持不变，不一定平衡，故不选B；
C. NO和Cl2的物质的量之比为，NO和Cl2的物质的量之比是变量，若保持不变一定平衡，故选C；
D. 每消耗1 mol NO同时生成1 mol ClNO，不能判断正逆反应速率是否相等，不一定平衡，故不选D；选AC。
探析化学平衡状态判断的方法（下）同步练习
（答题时间：40分钟）
一、选择题
1. 下列哪种说法可以证明反应N2＋3H22NH3达到平衡状态（ ）
A. 1个N≡N键形成的同时，有3个H—H键形成
B. 1个N≡N键断裂的同时，有3个H—H键断裂
C. 1个N≡N键断裂的同时，有6个N—H键断裂
D. 1个N≡N键断裂的同时，有6个N—H键形成
2. 一定条件下，可逆反应2A（g）B（g）+3C（g），反应处于平衡状态的是（ ）
选项
正反应速率
逆反应速率
A
v（A）=2mol·L-1·min-1
v（B）=2mol·L-1·min-1
B
v（A）=2mol·L-1·min-1
v（C）=2mol·L-1·min-1
C
v（A）=1mol·L-1·min-1
v（B）=2mol·L-1·min-1
D
v（A）=1mol·L-1·min-1
v（C）=1.5mol·L-1·min-1
3. 一定条件下，发生可逆反应：4NH3（g）＋5O2（g） 4NO（g）＋6H2O（g），下列叙述中，不能作为此可逆反应已经达到化学平衡状态的标志的是（ ）
A. NH3的消耗速率等于NO的生成速率
B. NH3的消耗速率等于NO的消耗速率
C. NH3的浓度和NO的浓度都不发生改变
D. 密闭容器内的压强不发生改变
4. 一定条件下，在密闭容器中进行反应：3SiCl4（g）＋2N2（g）＋6H2（g） Si3N4（s）＋12HCl（g）能表示上述反应达到化学平衡状态的是（ ）
A. v逆（N2）＝3v正（H2）
B. v正（HCl）＝4v正（SiCl4）
C. 混合气体密度保持不变
D. c（N2） :c（H2） :c（HCl）＝1:3:6
5. 下列关于化学反应限度的说法正确的是（ ）
A. 一个可逆反应达到的平衡状态，就是这个反应在该条件下不再反应
B. 当一个可逆反应达到平衡状态时，正、逆反应速率相等
C. 平衡状态是一种静止的状态，反应物和生成物的浓度已经不再改变
D. 化学反应的限度不可以通过改变条件而改变
6. 已知汽车尾气无害化处理反应为2NO（g）＋2CO（g） N2（g）＋2CO2（g）。下列说法正确的是 （ ）
A. 升高温度可使该反应的逆反应速率降低
B. 达到化学平衡时，化学反应已经停止
C. v正（NO）＝v正（CO2）时，说明达到了化学平衡
D. 单位时间内消耗CO和CO2的物质的量相等时，反应达到平衡
7. 如图所示是425℃时，在1 L密闭容器中发生化学反应的浓度随时间的变化示意图。下列叙述错误的是（ ）
A. 图①中t0时，三种物质的物质的量相同
B. 图①中t0时，反应达到平衡状态
C. 图②中的逆反应为H2（g）＋I2（g） 2HI（g）
D. 图①②中当c（HI）＝3.16 mol·L－1时，反应达到平衡状态
8. 如图是可逆反应N2（g）+3H2（g）=2NH3（g） 在反应过程中的反应速率（v）与时间（t）的关系曲线，下列叙述不正确的是（ ）
A. t1时，v正>v逆
B. t2时，反应到达限度
C. t2-t3，反应停止
D. t2-t3，各物质的浓度不再发生变化
9. 在一个固定容积的密闭容器中发生可逆反应：2Ag+Bg⇌3Cg+Ds，不能说明达到平衡状态的标志是（ ）
A. 体系的压强不再改变
B. 混合气体密度不再改变
C. 反应速率3υA（正）=2υC（逆）
D. 混合气体平均相对分子质量不再改变
10. 在密闭容器中发生反应X（g）＋3Y（g）2Z（g），若X、Y、Z的起始浓度分别为0.1 mol·L－1、0.3mol·L－1和0.2mol·L－1，则平衡时各物质的浓度不可能是（ ）
A. X为0.2 mol·L－1
B. Y为0.1 mol·L－1
C. Z为0.3 mol·L－1
D. Z为0.1 mol·L－1时，Y为0.45 mol·L－1
二、填空题
11. 某温度时，在2L密闭容器中X、Y、Z三种气态物质的物质的量（n）随时间（t）变化的曲线如图所示，由图中数据分析：
（1）该反应的化学方程式为______________。
（2）反应开始至2min，用Z表示的平均反应速率为_________。
（3）下列叙述能说明上述反应达到化学平衡状态的是________（填序号）
A. 混合气体的总物质的量不随时间的变化而变化
B. 混合气体的压强不随时间的变化而变化
C. 单位时间内每消耗3molX，同时生成2molZ
D. 混合气体的总质量不随时间的变化而变化
E. 混合气体的密度不再发生改变
12. 在某一容积为5 L的密闭容器内，加入0.2 mol的CO和0.2 mol的H2O，在催化剂存在的条件下高温加热，发生如下反应：CO（g）+H2O（g）⇌CO2（g）+H2（g），反应中CO2的浓度随时间变化情况如图：
（1）根据图中数据，反应开始至达到平衡时，CO的化学反应速率为_______，反应达平衡时，c（H2）=______。
（2）判断该反应达到平衡的依据是______（填序号）。
①CO减少的速率和CO2减少的速率相等
②CO、H2O、CO2、H2的浓度都相等
③CO、H2O、CO2、H2的浓度都不再发生变化
探析化学平衡状态判断的方法（下）同步练习参考答案
一、单选题
1. 【答案】C
【解析】A. 由N2＋3H22NH3可逆反应可知，1个N≡N键形成的同时，有3个H—H键形成，说明反应逆向进行，故A不符合题意；
B. 由N2＋3H22NH3可逆反应可知，1个N≡N键断裂的同时，有3个H—H键断裂，说明反应正向进行，故B不符合题意；
C. 由N2＋3H22NH3可逆反应可知，1个N≡N键断裂的同时，有6个N—H键断裂说明正逆反应速率相等，化学反应达到平衡状态，故C符合题意；
D. 由N2＋3H22NH3可逆反应可知，1个N≡N键断裂的同时，有6个N—H键形成，说明反应正向进行，故D不符合题意；
答案选C。
2. 【答案】D
【分析】可逆反应2A（g）B（g）+3C（g），在应处于平衡状态时正反应速率等于逆反应速率，化学反应速率与系数成正比，以此分析。
【解析】
A. 当v（B）=2mol·L-1·min-1，v逆（A）=4mol·L-1·min-1，与v（A）=2mol·L-1·min-1不相等，故A错误；
B. 当v（C）=2mol·L-1·min-1，v逆（A）=43mol·L-1·min-1，与v（A）=2mol·L-1·min-1不相等，故B错误；
C. 当v（B）=2mol·L-1·min-1，v逆（A）=4mol·L-1·min-1，与v（A）=1mol·L-1·min-1不相等，故B错误；
D. 当v（C）=1.5mol·L-1·min-1，v逆（A）=1mol·L-1·min-1，与v（A）=1mol·L-1·min-1相等，故D正确；
故答案选：D。
3. 【答案】A
【解析】A.由可逆反应：4NH3（g）＋5O2（g） 4NO（g）＋6H2O（g）可知，当NH3的消耗速率等于NO的生成速率，说明反应正向进行，故A符合题意；B. 由可逆反应：4NH3（g）＋5O2（g） 4NO（g）＋6H2O（g）可知，当NH3的消耗速率等于NO的消耗速率，说明正逆反应速率相等，反应达到平衡状态，故 B不符合题意；C. 由可逆反应：4NH3（g）＋5O2（g） 4NO（g）＋6H2O（g）可知，NH3的浓度和NO的浓度都不发生改变，说明此可逆反应已经达到化学平衡状态，故C不符合题意；D. 由可逆反应：4NH3（g）＋5O2（g） 4NO（g）＋6H2O（g）可知，化学反应前后气体的计量数不等，当密闭容器内的压强不发生改变，说明此可逆反应已经达到化学平衡状态，故D不符合题意；答案选A。
【点睛】突破口：化学平衡状态的特征是各物质的浓度不在改变及正逆反应速率相等。
4. 【答案】C
【解析】A.由3SiCl4（g）＋2N2（g）＋6H2（g） Si3N4（s）＋12HCl（g）可知，当3v逆（N2）＝v正（H2）时，能表示反应达到化学平衡状态，故A不符合题意；B. 由3SiCl4（g）＋2N2（g）＋6H2（g） Si3N4（s）＋12HCl（g）可知， 4v正（HCl）＝v正（SiCl4） ,能表示反应达到化学平衡状态，故B 不符合题意；C. 由3SiCl4（g）＋2N2（g）＋6H2（g） Si3N4（s）＋12HCl（g）可知，化学反应前后气体质量不等，容器的体积不变，所以混合气体密度保持不变，能表示反应达到化学平衡状态，故C 符合题意；D. 由3SiCl4（g）＋2N2（g）＋6H2（g） Si3N4（s）＋12HCl（g）可知，浓度的变化量之比等于化学反应计量数之比，即c（N2） :c（H2） :c（HCl）＝1:3:6，不能说明反应达到平衡状态，故D不符合题意；答案选C。
5. 【答案】B
【解析】A.一个可逆反应达到的平衡状态，就是这个反应在该条件下正逆反应速率相等，反应物和生成物浓度不再改变，但反应仍然在进行，故A错误；B. 当一个可逆反应达到平衡状态时，正、逆反应速率相等，故B正确；C. 平衡状态是一种动态平衡，正、逆反应速率相等，反应物和生成物的浓度不再改变，故C错误；D. 根据影响化学反应平衡移动因素可知，化学反应的限度可以通过改变条件而改变，如升高温度，平衡向着吸热方向移动，降低温度平衡向着放热方向移动，故D错误；答案选B。
6. 【答案】D
【解析】A. 由2NO（g）＋2CO（g） N2（g）＋2CO2（g）反应可知，升高温度化学反应速率加快，故A错误；B. 化学平衡属于动态平衡，达到化学平衡状态时正逆反应速率相等，化学反应没有停止，故B错误；C. 由2NO（g）＋2CO（g） N2（g）＋2CO2（g）反应可知，当v正（NO）＝v逆（CO2）时，说明达到了化学平衡，故C错误；D. 由2NO（g）＋2CO（g） N2（g）＋2CO2（g）反应可知，单位时间内消耗CO和CO2的物质的量相等时，反应达到平衡，故D正确；答案选D。
7. 【答案】B
【解析】A.图①中t0时，三种物质的物质浓度相同，因为在1 L密闭容器中发生化学反应，所以三种物质的物质的量相同，故A正确；B. 图①中t0时，三种物质的物质浓度相同，反应在继续进行，没有达到平衡状态，故B错误；C. 由图②可知反应物为HI（g），生成物为H2（g）和I2（g），该反应的逆反应为H2（g）＋I2（g） 2HI（g），故C正确；
D. 由图①②可知，当c（HI）＝3.16 mol·L－1时，反应达到平衡状态，故D正确；答案选B。
8. 【答案】C
【解析】A. 根据图可知t1时，反应未达平衡，正反应速率大于逆反应速率，故A正确；B. 根据图可知t2时，正逆反应速率相等，反应处于平衡状态，即达到该条件下的最大反应限度，故B正确；C. 在t2-t3，反应处于平衡状态，正逆反应速率相等，反应仍在发生，反应处于平衡状态为动态平衡，故C错误；D. 化学反应到达平衡时，正逆反应速率相等，各物质的物质的量浓度不再发生变化，t2-t3，反应处于平衡状态，各物质的浓度不变，故D正确；答案选C。
9. 【答案】A
【解析】A、两边的气体计量数相等，体系的压强始终不变，所以不能说明反应达平衡状态，故A选；B、混合气体密度不再改变，说明气体的质量相等，即正逆反应速率相等，故B不选； C、反应速率3υA（正）=3υC（正）=2υC（逆），达平衡状态，故C不选；
D、混合气体平均相对分子质量不再改变，说明正逆反应速率相等，故D不选；
故选A. 【点睛】根据化学平衡状态的特征解答，当反应达到平衡状态时，正逆反应速率相等，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，解题时要注意，选择判断的物理量，随着反应的进行发生变化，当该物理量由变化到定值时，说明可逆反应到达平衡状态。
10.【答案】A
【分析】化学平衡的建立，既可以从正反应开始，也可以从逆反应开始，或者从正逆反应开始，不论从哪个方向开始，物质都不能完全反应，利用极限法假设完全反应，计算出相应物质的浓度变化量，实际变化量小于极限值，据此判断分析。
【解析】若反应向正反应进行，假定完全反应，则：
X（g）+3Y（g）⇌2Z（g）
开始（mol/L）：0.1 0.3 0.2
变化（mol/L）：0.1 0.3 0.2
平衡（mol/L）： 0 0 0.4
若反应逆反应进行，假定完全反应，则：
X（g）+3Y（g）⇌2Z（g）
开始（mol/L）：0.1 0.3 0.2
变化（mol/L）：0.1 0.3 0.2
平衡（mol/L）：0.2 0.6 0
因为是可逆反应，物质不能完全转化，所以平衡时浓度范围为0＜c（X）＜0.2mol/L，0＜c（Y）＜0.6mol/L，0＜c（Z）＜0.4 mol/L，所以A选项是不可能的、BC选项可能；
D选项，若Z为0.1 mol·L－1时，反应逆反应进行，且Z反应了0.1 mol·L－1，此时Y为0.3mol/L+0.1mol/L×32=0.45 mol·L－1，故D选项可能，
故答案选A。
【点睛】本题考查对可逆反应概念的理解，注意可逆反应不能进行到底，达到平衡时反应物和生成物共存，解题时要会用极值法分析。
二、填空题
11. 【答案】 （1）3X（g）+Y（g）⇌2Z（g） （2）0.05mol⋅L-1⋅min-1
（3）AB
【分析】（1）根据物质的量的变化判断反应物和生成物，根据物质的量的变化之比等于化学计量数之比书写方程式；
（2）根据v=ΔcΔt计算反应速率v（Z）；
（3）化学反应达到平衡状态时，正逆反应速率相等，各物质的浓度不变，据此分析判断。
【解析】（1）由图象可以看出，反应中X、Y的物质的量减小，Z的物质的量增多，则X、Y为反应物，Z为生成物，且△n（X）∶△n（Y）∶△n（Z）=0.3mol∶0.1mol∶0.2mol=3∶1∶2，则反应的化学方程式为3X（g）+Y（g）⇌2Z（g），故答案为：3X（g）+Y（g）⇌2Z（g）；
（2）在2min时间内，用Z表示反应的平均速率v（Z）=ΔcΔt=0.2mol2L2min=0.05mol/（L•min），故答案为：0.05mol/（L•min）；
（3）A. 混合气体的总物质的量不随时间的变化而变化，说明各气体的物质的量不变，反应达到平衡状态，故A正确；
B. 混合气体的压强不随时间的变化而变化，说明混合气体的总物质的量不随时间的变化而变化，说明各物质的量不变，反应达到平衡状态，故B正确；
C. 单位时间内每消耗3mol X，同时生成2mol Z，只要反应发生就符合这个关系，不能说明达到平衡状态，故C错误；
D. 混合气体的总质量一直不随时间的变化而变化，不能说明达到平衡状态，故D错误；
E. 容积不变，混合气体的质量不变，因此气体的密度始终不变，不能说明达到平衡状态，故E错误；故答案为：AB。
【点睛】本题的易错点为（1），要注意该反应为可逆反应，应该用“⇌”表示。
12. 【答案】 （1）0.003 mol·L−1·min−1 （2）0.03 mol·L−1 （3）①③
【分析】（1）由图可知，10min到达平衡，平衡时△c（CO2）=0.03mol/L，根据v=ΔcΔt计算v（CO）；根据方程式判断△c（H2）与△c（CO2）关系；
（2）可逆反应达到平衡状态时，正逆反应速率相等，反应体系中各物质的物质的量、物质的量浓度、百分含量不变，据此分析判断。
【解析】（1）由图可知，10min到达平衡，平衡时△c（CO2）=0.03mol/L，则v（CO）=0.03mol/L10min=0.003mol/（L·min）；由方程式可知△c（CO）=△c（H2）=△c（CO2）=0.03mol/L，即平衡时c（H2）=0.03mol/L，故答案为0.003mol/（L·min）；0.03mol/L；
（2）①CO减少的化学反应速率和CO2减少的化学反应速率相等，反应方向为相反，且正逆反应速率相等，表示达到平衡状态，故①正确；②平衡时CO、H2O、CO2、H2的浓度不一定相等，平衡时CO、H2O、CO2、H2的浓度与充入的气体的量和反应的转化率有关，故②错误；③CO、H2O、CO2、H2的浓度都不再发生变化，说明达到了化学平衡状态，故③正确；故选①③。
【点睛】本题的易错点为（2）②，要注意区分平衡时的浓度不变，不表示各物质的浓度之间有固定的关系。
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