高中化学第二节 化学平衡优秀习题

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第1课时 可逆反应 化学平衡状态
1. 掌握可逆反应的定义及特征，能够正确书写和判断常见的可逆反应。
2．进一步认识化学平衡状态的特征，能够描述平衡的建立过程。
3. 能够掌握化学平衡的特征，准确判断反应是否达到平衡状态。
一、可逆反应
1．定义：在同一条件下，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：书写可逆反应的方程式不用“===”，而用“”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．特征：（1）双向性：正反应和逆反应；可逆反应分为方向相反的两个反应，正反应方向和逆反应方向。
（2）双同性：指正、逆反应在相同条件下，同时进行。
（3）共存性：使反应物的转化率小于百分之百，反应物与生成物共存。
【思考与交流】1. 新制氯水中含有哪些微粒？氯气的转化率有没有可能达到100%？
【答案】Cl2、H2O、HClO、H+、Cl-、ClO-、OH-。可逆反应中，反应物与生成物共存，任何反应物的转化率都不可能达到100%。
2．对于可逆反应2SO2＋O22SO3，在一密闭容器中充入2 ml SO2和2 ml O2，能否生成2 ml SO3？原因是什么？
【答案】否，要生成2 ml SO3，必须2 ml SO2完全反应，而该反应为可逆反应，即使O2过量，也不能将SO2完全转化成SO3。
化学平衡状态
1.化学平衡状态
(1)概念：在一定条件下的可逆反应，当正、逆两个方向的反应速率相等时，反应体系中所有参加反应的物质的质量或浓度保持恒定的状态，称为化学平衡状态，简称化学平衡。
【注意】化学平衡的建立与反应途径无关，不管是从正反应开始，还是从逆反应开始，或者正、逆反应同时投料，都可以建立平衡。
【归纳提升】化学平衡状态判断“三关注”
①关注反应条件，是恒温恒容，恒温恒压，还是绝热恒容容器；
②关注反应特点，是等体积反应，还是非等体积反应；
③关注特殊情况，是否有固体参加或生成，或固体的分解反应。
速率时间图象（如下图）：
化学平衡的建立与反应途径的关系
①化学平衡的建立与反应途径无关，从正反应或逆反应开始都可以建立平衡状态。
②可逆反应同时向正、逆两个方向进行，起始加入的量，仅能影响、的大小，但只要，在外观上反应就会向某方向进行，最终使，建立平衡。
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逆：研究的对象是可逆反应。
②动：化学平衡是一种动态平衡，当达到平衡时，正、逆反应仍在进行，反应并未停止。
③等：正逆反应速率相等，即v正＝v逆≠0。
④定：当可逆反应达到平衡时，各组分的物质的量、物质的量浓度、质量、质量分数、体积分数为一定值。
⑤变：若外界条件改变，平衡可能发生改变，并在新条件下建立新的平衡状态。
三、判断化学平衡状态的“一原则”、“两方法”和“两标志”
1. “一原则”——“变量到不变”
判断化学反应是否达到平衡状态时，可以采取“变量到不变”的原则。只要所给的物理量为变量，就可用于平衡状态的判断，当变量不再变化时可逆反应达到化学平衡状态。
两方法——正逆相等、变量不变
①“正逆相等”：反应速率必须一个是正反应的速率，一个是逆反应的速率，且经过换算后同一种物质的减少速率和生成速率相等。
②“变量不变”：如果一个量是随反应进行而改变的，当不变时为平衡状态；随反应的进行保持不变的量，不能作为平衡状态的判断依据。
两标志——本质标志、等价标志
①本质标志：v(正)＝v(逆)≠0。对于某一可逆反应来说，正反应消耗某反应物的速率等于逆反应生成该反应物的速率。
②等价标志
【注意】不能作为“标志”的四种情况①反应组分的物质的量之比等于化学方程式中相应物质的化学计量数之比。
②恒温恒容下体积不变的反应，体系的压强或总物质的量不再随时间而变化，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再随时间而变化，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。
【例1】（2023春·福建福州·高一福建省福州第八中学校考期中）下列有关化学反应限度的说法不正确的是
A．任何可逆反应的进程都有一定限度
B．化学反应的限度不可以通过改变条件而改变
C．化学平衡状态是指一定条件下进行的可逆反应达到的最大限度
D．化学反应的限度决定了反应物在该条件下转化为生成物的最大转化率
【答案】B
【详解】A．可逆反应均不能进行到底，任何可逆反应的进程都有一定限度，A正确；
B．根据勒夏特列原理可知，化学反应的限度可以通过改变条件而改变，B错误；
C．在一定条件下，当达到化学反应限度时，正逆反应速率相等，反应物的浓度和生成物的浓度不再改变，即可逆反应达到的最大限度，C正确；
D．当达到化学反应限度时，正逆反应速率相等，反应物的浓度和生成物的浓度不再改变，反应物在该条件下的转化率最大，D正确；
故选B。
【变式1-1】（2023春·湖南长沙·高一长沙市明德中学校考期中）在一定条件下，向恒容密闭容器中充入和发生反应。下列说法正确的是
A．反应一段时间后，含有的分子只有和
B．达到平衡后，反应生成的不再分解
C．反应混合物中、的物质的量之比为2：1时，说明反应已达平衡状态
D．若向容器中充入惰性气体，正、逆反应速率保持不变
【答案】D
【详解】A．由于是可逆反应，生成的三氧化硫同时也分解，所以反应一段时间后，含有的分子有、和，A错误；
B．达到平衡后正逆反应速率相等，反应生成的也分解，B错误；
C．由于起始时、的物质的量不确定，所以反应混合物中、的物质的量之比为2：1时，反应不一定已达平衡状态，C错误；
D．若向容器中充入惰性气体，由于反应物浓度不变，所以正、逆反应速率保持不变，D正确；
答案选D。
【变式1-2】（2022秋·江苏连云港·高二统考期末）氯气与水反应的化学方程式为，可用于自来水消毒。下列关于该反应的说法正确的是
A．升高温度能减慢反应速率B．增大的浓度能加快反应速率
C．增大压强，对该反应的速率没有影响D．达到化学平衡时，能100%转化
【答案】B
【详解】A．升高温度能加快反应速率，故A错误；
B．增大反应物的浓度，能加快反应速率，故B正确；
C．增大压强，能够增大在水中的溶解度，使反应物氯气的浓度增大，可以加快反应速率，故C错误；
D．反应为可逆反应，反应物的转化率不能100%转化，故D错误；
故选B。
【变式1-3】（2023春·陕西西安·高一统考期中）将的溶液与的溶液混合，待充分反应后，下列方法可证明该反应具有一定限度的是
A．若，加入溶液B．若，加入淀粉
C．若，加入溶液D．加入溶液
【答案】A
【详解】发生反应为：2Fe3++2I－＝2Fe2++I2，由反应可知，①V1=1mL，说明两者恰好完全反应，②V1＜1说明硫酸铁不足，如果加入KSCN溶液，证明溶液中存在平衡Fe3++3SCN－Fe(SCN)3，说明溶液中存在铁离子，则反应是可逆反应。
故选A。
【例2】（2023春·福建三明·高一校联考期中）一定条件下，对于可逆反应A(g)+3B(g)2C(g)，下列说法能充分说明该反应已达到化学平衡状态的是
A．正、逆反应的速率为0
B．单位时间内生成2mlC的同时生成1mlA
C．A、B、C的浓度之比为1：3：2
D．单位时间内生成3mlB的同时消耗2mlC
【答案】B
【详解】A．正、逆反应的速率相等，反应达到化学平衡状态，A不符合题意；
B．单位时间内生成2mlC的同时生成1mlA，此时正反应速率和逆反应速率相等，说明反应达到平衡状态，B符合题意；
C．A、B、C的浓度之比为1：3：2时，反应不一定达到平衡状态，C不符合题意；
D．单位时间内生成3mlB的同时消耗2mlC时，指的都是逆反应速率，反应没有达到平衡状态，D不符合题意；
故选B。
【变式2-1】（2023春·甘肃·高一民勤县第一中学校联考期中）一定温度下，在恒容密闭容器中发生可逆反应：。下列能说明反应已达到平衡状态的是
A．容器内混合气体的压强不再变化
B．C的消耗速率等于A的生成速率的3倍
C．容器内混合气体的密度不再变化
D．容器内B的体积分数不再变化
【答案】D
【详解】A．反应过程中容器内混合气体的压强恒定不变，不能作为判断平衡状态的标志，A项不符合；
B．C的消耗速率等于A的生成速率的3倍，仅为逆反应的速率关系，不能说明正逆反应速率相等，B项不符合；
C．反应过程中容器内混合气体的密度恒定不变，不能作为判断平衡状态的标志，C项不符合；
D．反应过程中容器内B的体积分数减小，不变时可以作为判断平衡状态的标志，D项符合；
故选D。
【变式2-2】（2023春·浙江杭州·高一杭师大附中校考期中）一定条件下的密闭容器中充入氮气，发生可逆反应：。下列叙述中不能说明反应已达到平衡的是
A．的质量保持不变
B．容器内气体的平均摩尔质量不再发生变化
C．单位时间内，断裂，同时断裂
D．、的物质的量之比为1：3
【答案】D
【详解】A．反应中各个物质的物质的量不变时即各个物质的质量不变，说明达到平衡状态，A
B．，根据质量守恒定律，反应前后质量不变，反应前后系数和不等，故当平均摩尔质量不再发生变化说明达到平衡，B不符合题意；
C．断裂 1 mlN≡N 说明平衡逆向进行，断裂 6 mlN−H说明平衡正向进行，且反应的N2与NH3的物质的量之比为1：2，C不符合题意；
D．N2和H2的物质的量之比不变时说明达到平衡，D符合题意；
故答案为：D。
【变式2-3】（2023秋·广东广州·高二广州市第十七中学校考期中）在恒容的密闭容器中，将CO和H2的混合气体在催化剂作用下转化为甲醇的反应为CO(g)+2H2(g) CH3OH(g) ΔH <0。能说明该反应达到平衡状态的是
A．混合气体的密度不再变化
B．CO和H2的物质的量之比不再变化
C．2v正(H2)=v逆(CH3OH)
D．CO在混合气体中的质量分数保持不变
【答案】D
【详解】A．反应达到平衡之前，体系混合气体的质量保持不变，容器的体积保持不变，即混合气体的密度一直保持不变，故混合气体的密度不再变化不能说明反应达到化学平衡，A不合题意；
B．化学平衡的特征之一为各组分的浓度、物质的量保持不变，而不是相等或成比例，故CO和H2的物质的量之比不再变化不能说明反应达到化学平衡，B不合题意；
C．根据化学反应速率之比等于化学计量数之比可知， 正(H2)= 2正(CH3OH)，故当2正(H2)=逆(CH3OH)时，正(CH3OH)≠逆(CH3OH)，反应未达到平衡，C不合题意；
D．化学平衡的特征之一为各组分的浓度、物质的量、质量分数或物质的量分数保持不变，故CO在混合气体中的质量分数保持不变，说明反应达到化学平衡，D符合题意；
故答案为：D。
【变式2-4】（2023春·宁夏银川·高一银川一中校考期中）在恒温恒容下，反应，达到平衡状态的标志是
A．的浓度不再变化
B．A、B、C、D的反应速率之比为2：2：3：1
C．单位时间内生成nmlB，同时消耗1.5nmlC
D．容器内总压强保持不变
【答案】A
【详解】A．的浓度不再变化，说明正逆反应速率相等，达到平衡状态，A选；
B．A、B、C、D的反应速率之比为2：2：3：1，不能说明此时正逆反应速率是否相等，不一定平衡，B不选；
C．单位时间内生成n mlB，同时消耗1.5n mlC，均表示逆反应速率，不一定平衡，C不选；
D．反应前后体积不变，压强始终不变，因此容器内总压强保持不变，不一定平衡，D不选；
答案选A。
一、单选题
1．（2023秋·浙江嘉兴·高二统考期末）绝热、恒容的密闭容器中，发生可逆反应： 。下列各项中不能说明该反应已经达到化学平衡状态的是
A．体系的压强不再改变
B．断裂2 ml H-S的同时，也断裂1 ml H-H
C．体系的温度不再改变
D．
【答案】D
【详解】A．该反应是等体积放热反应，由于是绝热、恒容的密闭容器，温度升高，压强增大，当体系的压强不再改变，则达到平衡，故A不符合题意；
B．断裂2 ml H−S即消耗1mlH2S的同时，也断裂1 ml H−H即消耗1ml H2，两个不同方向，速率之比等于计量系数之比，能说明达到平衡，故B不符合题意；
C．该反应是放热反应，由于是绝热容器，则容器内温度不断升高，当体系的温度不再改变，则达到平衡，故C不符合题意；
D．，消耗CO的正向，生成COS是正向，同一个方向，不能说明达到平衡，故D符合题意。
综上所述，答案为D。
2．（2023春·新疆乌鲁木齐·高一乌市八中校考期中）将一定量纯净的氨基甲酸铵置于密闭真空容器中(假设容器体积不变，固体试样体积忽略不计)，在恒定温度下使其达到分解平衡： 。能判断该反应已经达到化学平衡的是
①v(NH3)正=2v(CO2)逆 ②密闭容器中总压强不变
③密闭容器中混合气体的密度不变 ④密闭容器中混合气体的平均相对分子质量不变
⑤密闭容器混合气体的总物质的量不变 ⑥密闭容器中CO2的体积分数不变
⑦混合气体总质量不变
A．①②③⑤⑦B．①②④⑤⑥C．①③④⑤⑥D．②④⑤⑥⑦
【答案】A
【详解】①v(NH3)正=2v(CO2)逆，表明正逆反应速率相等，该反应达到平衡状态，故①正确；
②该反应为气体物质的量增大的反应，容器内压强为变量，当密闭容器中总压强不变时，表明达到平衡状态，故②正确；
③H2NCOONH4(s)为固体，混合气体的质量为变量，混合气体的体积不变，则密闭容器中混合气体的密度为变量，当容器内混合气体的密度不变时，表明达到平衡状态，故③正确；
④只有NH3(g)、CO2(g)为气体，且二者的物质的量之比始终为2：1，则混合气体的平均相对分子质量始终不变，不能判断平衡状态，故④错误；
⑤H2NCOONH4(s)为固体，混合气体的总物质的量为变量，当密闭容器混合气体的总物质的量不变时，表明达到平衡状态，故⑤正确；
⑥只有NH3(g)、CO2(g)为气体，且二者的物质的量之比始终为2：1，则密闭容器中CO2的体积分数始终不变，不能判断平衡状态，故⑥错误；
⑦H2NCOONH4(s)为固体，混合气体总质量为变量，当混合气体的总质量不变时，表明达到平衡状态，故⑦正确；
故选：A。
3．（2023秋·四川泸州·高二统考期末）温度一定，某恒容密闭容器中发生反应。下列能作为该反应达到平衡状态的判据的是
A．气体压强不再改变B．与分子数比为3∶1
C．D．不发生改变
【答案】A
【详解】A．该反应是体积减小的反应，正向反应，压强不断减小，当气体压强不再改变，则达到平衡，故A符合题意；
B．若加入的氢气和二氧化碳是按照方程式比例加入，则与分子数比始终是3∶1，因此当比值不变，不能作为判断平衡标志，故B不符合题意；
C．，没有正逆反应，不能说明达到平衡，故C不符合题意；
D．反应的温度和压强不变，是不发生改变，因此不能作为判断平衡标志，故D不符合题意。
综上所述，答案为A。
4．（2023春·江苏南通·高一海安高级中学校考期中）对于反应4NH3(g)+5O2(g)⇌4NO(g)+6H2O(g)，该反应是放热反应。下列有关说法正确的是
A．反应中生成22.4LNO时，转移2.5ml电子
B．断裂4mlN-H键的同时，形成6mlO-H键，说明该反应达到平衡状态
C．升高温度，正反应速率增大，逆反应速率减小
D．在恒温恒容条件下，若反应体系压强不再改变，说明该反应达到平衡状态
【答案】D
【详解】A．未注明是否为标准状况，无法计算，A错误；
B．断裂N-H键，形成O-H键均为正反应，B错误；
C．升高温度，正逆反应速率均增大，C错误；
D．该反应前后气体系数之和不相等，在恒温恒容条件下，未平衡时压强会变，当压强不再改变时，说明反应达到平衡，D正确；
综上所述答案为D。
5．（2023春·山东枣庄·高一统考期中）在T℃、时，将1ml CO和3ml 充入体积可变的密闭容器中，发生反应：。能说明该反应达到平衡状态的是
A．
B．容器内压强不再发生变化
C．CO(g)和(g)的物质的量之比不再发生变化
D．混合气体的密度不再发生变化
【答案】D
【详解】A．说明正逆反应速率不相等，没有达到平衡状态，A错误；
B．根据已知信息可知反应前后压强始终不变，所以容器内压强不再发生变化不能说明反应达到平衡状态，B错误；
C．将1ml CO和3ml 充入体积可变的密闭容器中，发生反应：，说明CO(g)和(g)的物质的量之比始终是1：3，不能据此说明反应达到平衡状态，C错误；
D．反应前后气体质量不变，但容器的容积是变化的，所以混合气体的密度不再发生变化说明反应达到平衡状态，D正确；
答案选D。
6．（2023春·广东揭阳·高一揭阳市揭东第一中学校考期中）向绝热恒容密闭容器中通入和，一定条件下使反应达到平衡，正反应速率随时间变化的示意图所示。下列叙述正确的是
A．c点时：v(正)=v(逆)
B．生成物的总能量高于反应物的总能量
C．浓度：a点D．体系压强不再变化，说明反应达到平衡状态
【答案】D
【分析】由题意可知一个反应前后体积不变的可逆反应，结合图可知反应速率先增大再减小，因为只要开始反应，反应物浓度就要降低，反应速率应该降低，但此时正反应却是升高的，这说明此时温度的影响是主要的，由于容器是绝热的，因此只能是放热反应，从而导致容器内温度升高反应速率加快，以此来解答。
【详解】A．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A错误；
B．从a到c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，即反应物的总能量高于生成物的总能量，故B错误；
C．反应物浓度随时间不断减小，反应物浓度：a点大于b点，故C错误；
D．绝热容器，温度不再变化，因此体系压强不再变化，说明反应达到平衡状态，故D正确；
故选D。
7．（2023春·广东广州·高一广州市第二中学校考期中）一定温度下，在体积为的恒容密闭容器中，某一反应中、、三种气体的物质的量随时间变化的曲线如图所示，下列表述中正确的是

A．反应的化学方程式为
B．时，正、逆反应都不再继续进行，反应达到化学平衡
C．若，则内，X的化学反应速率为
D．温度、体积不变，时刻充入使压强增大，正、逆反应速率都增大
【答案】C
【详解】A．根据图示可知：在0～t min内，X减少0.8 ml，Y增加1.2 ml，Z增加0.4 ml，则X是反应物，Y、Z是生成物， X、Y、Z变化的物质的量的比为2：3：1；t min后各种物质都存在且物质的量不变，说明反应是可逆反应，因此该反应方程式为2X3Y+Z，选项A错误；
B．化学平衡是动态平衡，当反应进行到t min时，正、逆反应速率相等，但不等于0 ，因此反应仍然在继续进行，反应达到化学平衡状态，选项B错误；
C．若t=4，则0～t的X的物质的量减小0.8 ml，由于容器容积是2 L，则用X的浓度变化表示的化学反应速率为v(X)==0.1 ml/(L·min)，选项C正确；
D．温度、体积不变，t时刻充入1 ml He使压强增大，由于反应混合物的浓度不变，因此正、逆反应速率都不变，选项D错误；
答案选C。
8．（2023春·吉林长春·高一长春市第二实验中学校考期中）在一定温度下的定容密闭容器中，取一定量的A、B于反应容器中，当下列物理量不再改变时，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B．混合气体的密度
C．A的浓度D．气体的总物质的量
【答案】B
【详解】A．根据方程式可知，反应前后体积不变，所以压强是不变的，选项A错误；
B．密度是混合气的质量和容器容积的比值，容积不变，但混合气的质量是变化的，选项B正确；
C．A物质是固体物质，浓度为常数，始终不变，A的浓度不变不能说明反应达平衡，选项C错误；
D．根据方程式可知，反应前后体积不变，所以气体的总物质的量是不变的，选项D错误；
答案选B。
9．（2023春·湖南邵阳·高一湖南省邵东市第一中学校考期中）利用甲烷可消除的污染，反应原理为在2L的恒容密闭容器中，控制不同温度，分别加入1.00ml和2.40ml，进行上述反应，测得随时间变化的有关实验数据如表所示。下列说法正确的是
A．0～10min内，的反应速率：①>②
B．由实验数据可知：
C．40min时，实验②中反应还没达到平衡状态
D．实验(①)中，0～20min内，的反应速率为
【答案】D
【详解】A．0～10min内CH4的物质的量①中减少0.15ml，②中减少0.2ml，所以CH4的反应速率：①＜②，选项A错误；
B．0～10min内CH4的物质的量①中减少0.15ml，②中减少0.2ml，温度高反应速率快，所以由实验数据可知：T1＜T2，选项B错误；
C．由于实验①中40min时反应已达平衡状态，实验②中温度高于实验①中温度，达到平衡的时间减少，因此40min时，实验②中反应已达平衡状态，选项C错误；
D．实验①中，0～20min内甲烷的物质的量减少0.25ml，浓度是0.25ml/L，则v(CH4)=＝0.0125ml·L-1·min-1，的反应速率为v()=2 v(CH4)=，选项D正确；
答案选D。
10．（2023春·广东广州·高一广州市第二中学校考期中）可逆反应：在一恒温恒容的密闭容器中反应，达到平衡状态的标志是
①单位时间内生成的同时生成
②单位时间内生成的同时生成
③用、、的物质的量浓度变化表示的反应速率的比为的状态
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混合气体的平均相对分子质量不再改变的状态
⑦混合气体的压强不再改变的状态
⑧
A．①④⑥⑦B．②③⑤⑦
C．①③④⑤D．③④⑤⑥
【答案】A
【详解】①用不同物质的反应速率表示达到平衡，反应方向是一正一逆，且反应速率之比等于化学计量数之比，生成氧气，反应向正反应方向进行，生成NO2反应方向向逆反应方向进行，且两者比值等于化学计量数之比，故①能表示达到平衡状态的标志；
②单位时间内生成n ml O2的同时生成2n ml NO都表示正反应方向进行，不能说明正逆反应速率相等，故②不能表示达到平衡状态的标志；
③任何时刻三者速率之比等于2:2:1，不能说明正逆反应速率相等，不能说明反应达到平衡，故③不能表示达到平衡状态的标志；
④NO2红棕色气体，其余为无色气体，因此当气体颜色不再改变，说明反应达到平衡，故④能表示达到平衡状态的标志；
⑤根据ρ=，各组分都是气体，则气体质量不变，是恒容容器，气体体积不变，因此密度任何时刻都相等，即密度不变，故⑤不能作为达到平衡的标志；
⑥根据M=，各组分都是气体，气体质量不变，向正反应方向进行，气体物质的量增大，因此当气体平均摩尔质量不变时，说明反应达到平衡，故⑥能表示达到平衡状态的标志；
⑦因为反应前后气体系数之和不相等，反应达到平衡前，压强不断变化，因此当压强不再改变，说明反应达到平衡，故⑦能表示达到平衡状态的标志；
⑧，均表示正反应速率，无法说明正逆反应速率相等，故⑧不能作为达到平衡的标志；
综上所述，能作为反应达到平衡状态的标志是①④⑥⑦；答案选A。
11．（2023秋·浙江台州·高二统考期末）一定温度下，将足量X投入恒容密闭容器中发生反应：。下列叙述中，不能说明该反应达到化学平衡状态的是
A．B．容器中X的物质的量浓度保持不变
C．Y的体积分数保持不变D．容器内的压强不再变化
【答案】A
【详解】A．根据物质的物质的量之比不能判断反应的平衡状态，A选；
B．容器中X的物质的量浓度保持不变，正逆反应速率相等，反应达到平衡，B不选；
C． Y的体积分数保持不变，正逆反应速率相等，反应达到平衡，C不选；
D．该反应为体积增大的反应，容器内的压强不再变化，反应达到平衡，D不选；
故选A。
12．（2023秋·河南三门峡·高二统考期末）将一定量纯净的氨基甲酸铵置于特制的密闭真空容器中(假设容器体积不变，固体试样体积忽略不计)，在恒定温度下使其达到分解平衡：。可以判断该分解反应已经达到化学平衡的是
①
②密闭容器中总压强不变
③密闭容器中混合气体的密度不变
④密闭容器中氨气的体积分数不变
⑤密闭容器中混合气体的平均相对分子质量不变
A．②③⑤B．②③C．②③④D．①②④
【答案】B
【详解】①没有指明正、逆速率，不能判断是否到达平衡，故错误；
②该反应是气体体积增大的反应，故当容器内压强不变时，已达到平衡，故正确；
③随反应进行混合气体的质量增大，容器的容积不变，反应混合气体的密度增大，当密度不再变化，说明到达平衡状态，故正确；
④反应混合气体只有氨气与二氧化碳，二者物质的量之比始终为2：1，氨气体积分数始终不变，所以不能说明到达平衡，故错误；
⑤反应混合气体只有氨气与二氧化碳，二者物质的量之比始终为2：1，密闭容器中混合气体的平均相对分子质量始终不变，所以不能说明到达平衡，故错误；
故选：B。
13．（2023春·福建福州·高一校联考期中）反应在体积和温度不变的密闭容器中进行。下列事实中，不能作为反应达到化学平衡状态的标志的是
A．反应器内氧气的浓度不再随着时间的改变而变化
B．反应器内气体的压强不随着时间的变化而变化
C．反应器内气体的密度不随着时间的变化而变化
D．反应器内氧气的浓度和一氧化碳的浓度相等
【答案】D
【分析】反应达到平衡状态时，正逆反应速率相等，各组分的浓度、百分含量等变量不再变化，据此判断。
【详解】A．反应器内氧气的浓度不再随着时间的改变而变化，说明正逆反应速率相等，达到了平衡状态，A不选；
B．正反应是气体分子数增大的反应，压强是变量，因此反应器内气体的压强不随着时间的变化而变化说明反应达到平衡状态，B不选；
C．气体的质量是变化的，容器的容积不变，因此密度是变量，所以反应器内气体的密度不随着时间的变化而变化，说明正逆反应速率相等，达到了平衡状态，C不选；
D．反应器内氧气的浓度和一氧化碳的浓度相等，不能说明正逆反应速率是否相等，因此不一定处于平衡状态，D选；
答案选D。
14．（2023春·山东烟台·高一统考期中）在恒容绝热的密闭容器中发生反应：，下列能说明该反应一定达到化学平衡状态的是
A．混合气体的密度不变B．、、的物质的量之比为1：3：2
C．容器温度不变D．消耗的速率与生成的速率为1：2
【答案】C
【详解】A．密度等于气体总质量除以容器体积，该反应中反应物和生成物都是气体，气体总质量是定值，容器是恒容容器，所以混合气体密度是定值，混合气体密度不变，不能说明反应达到平衡状态，故A不选；
B．三种物质的物质的量之比等于方程式的系数比和是否平衡无关，不能说明达到平衡状态，故B不选；
C．容器是绝热的，该反应有热量变化，当容器温度不变时，反应达到平衡状态，故C选；
D．消耗氮气和生成氨气都是正反应，没有表明正逆反应速率相等，所以消耗 N2的速率与生成 NH3 的速率为1：2时不能说明反应达到平衡状态，故D不选；
故选C。
15．（2023春·福建三明·高一校联考期中）在一定条件下，将3 ml A和1 ml B两种气体混合于固定容积为2 L的密闭容器中，发生如下反应：，2 min末该反应达到平衡，生成0.8 ml D，并测定C的浓度为0.2ml·L，下列判断正确的是
A．
B．2 min内A的反应速率为
C．B平衡时物质的量浓度为0.3 ml·L
D．若混合气体的压强不变，不能表明该反应达到平衡状态
【答案】C
【详解】A．由题意得：
，故A错误；
B．2 min内A的反应速率为，故B错误；
C．B平衡时物质的量浓度为，故C正确；
D．反应前气体化学计量数之和不等于反应后气体化学计量系数之和，若混合气体的压强不变，能表明该反应达到平衡状态，故D错误；
故选：C。
二、填空题
16．（2023春·山东淄博·高一校联考期中）合成氨的反应为N2(g)+3H2(g)2NH3(g)ΔH=-92kJ·ml-1是一个可逆反应，反应条件是高温、高压，并且需要合适的催化剂。则：
(1)如果将1ml氮气和3ml氢气混合，使其充分反应，反应放出的能量总小于上述数值，为什么？___________。
(2)实验室模拟工业合成氨时，在容积为2L的密闭容器内，充入2ml氮气和3ml氢气，反应经过2分钟后，容器内压强变为原来的，则0～2分钟内用氮气表示的化学反应速率是___________，此时氢气的转化率为___________。
(3)在容积为2L的密闭容器内，充入1ml氮气和3ml氢气，在500℃、有催化剂作用条件下，当合成氨的反应达到化学平衡时，下列说法正确的是___________。
a．正反应速率和逆反应速率相等且为零 b．氮气和氢气的转化率相等
c．氮气的转化率达到最大值 d．氮气和氢气的浓度相等
e．NH3的体积分数保持不变 f．反应达到该条件下的最大限度
(4)CuCl(s)与O2反应生成CuCl2(s)和一种黑色固体。在25℃、101kPa下，已知该反应每消耗9.95gCuCl(s)放热4.44kJ，该反应的热化学方程式是___________。
(5)根据所学知识，比较下列反应热的大小。
①同一反应的生成物状态不同时反应热不同，如2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) ΔH1，2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) ΔH2，则ΔH1___________ΔH2(填“>”、“<”或“=”，下同)。
②同一反应的反应物状态不同时，反应热不同，如S(g)+O2(g)=SO2(g) ΔH1，S(s)+O2(g)=SO2(g) ΔH2，则ΔH1___________ΔH2。
【答案】(1)该反应是可逆反应，1ml氮气和3ml氢气混合，使其充分反应，反应放出的能量总小于92kJ
(2) 0.125ml/(L·min) 50%
(3)cef或bcef也可以
(4)4CuCl(s)+O2(g)=2CuCl2(s)+2CuO(s) ΔH=-177.6kJ/ml
(5) > <
【详解】（1）1mlN2和3mlH2混合，使充分反应，反应放出的热量总小于上述数值，是因为合成氨为可逆反应，反应物不能完全转化为生成物NH3，所以1ml氮气和3ml氢气混合，使其充分反应，反应放出的能量总小于92kJ。
（2）在恒温恒容时，气体的压强比等于气体的物质的量的比，开始时气体的物质的量为2ml+3ml=5ml，由于平衡时气体压强为原来的80%，则气体的物质的量减小5ml-5ml×80%=1ml。根据方程式N2(g)+3H2(g)2NH3(g)，可知：每有1mlN2反应，反应后会减小2ml，现在气体的物质的量减小1ml，则反应的N2的物质的量为0.5ml，所以用氮气表示的化学反应速率是，根据方程式可知N2、H2反应的物质的量的比是1：3，氮气反应了0.5ml，则氢气反应了1.5ml，由于反应开始时加入氢气的物质的量为3ml，所以氢气的转化率为=×100%=50%。
（3）a．化学平衡为动态平衡，达到平衡时正反应速率和逆反应速率相等但不为零，a错误；
b．起始加入的氮气和氢气的物质的量之比为方程式的系数比，反应时也按照方程式的系数比反应，则反应达到平衡时，氮气和氢气的转化率相等，b正确；
c．反应从正反应方向开始，若氮气的转化率达到最大值，则反应达到平衡，c正确；
d．达到平衡时氮气和氢气的浓度不一定相等，这与起始量、物质的转化率有关，d错误；
e．NH3的体积分数不变，反应处于平衡状态，e正确；
f．反应达到最大程度，任何物质的浓度不再发生变化，反应达到平衡状态，f正确；
故合理选项是bcef。
（4）CuCl(s)与O2反应生成CuCl2(s)和一种黑色固体CuO。在25℃、101kPa下，已知该反应每消耗9.95gCuCl(s)放热4.44kJ，即消耗0.1mlCuCl(s)放热4.44kJ，故该反应的热化学方程式为4CuCl(s)+O2(g)=2CuCl2(s)+2CuO(s)ΔH=-44.4×4kJ/ml=-177.6kJ/ml。
（5）同一物质，气态时的能量高于液态时的能量，液态时的能量高于固态时的能量。
①由盖斯定律知，用①式-②式得2H2O(l)=2H2O(g)ΔH=ΔH1-ΔH2>0，故ΔH1>ΔH2；
②由盖斯定律知，用①式-②式得S(g)=S(s)ΔH=ΔH1-ΔH2<0，故ΔH1<ΔH2。
17．（2023春·上海松江·高二上海市松江二中校考期中）碳达峰碳中和。实现碳达峰中和是贯彻新发展理念、构建新发展格局、推动高质量发展的内在要求。因此，二氧化碳的合理利用成为研究热点。其中，CO2经催化加氢可以生成低碳有机物，有以下反应：
反应I：CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)；
反应Ⅱ：2CO2(g)+6H2(g)CH3OCH3(g)+3H2O(g)
(1)已知反应I是放热反应，能正确表示该反应的图示是___________。
A． B．
(2)在2L密闭容器中，充入10 ml CO2和32ml H2，在催化剂、200℃的条件下，发生反应I，部分反应物和产物随时间变化如下图所示：
①0～2min末，以H2的浓度变化表示反应的平均速率为___________。
②下列措施中能增大反应速率且利于平衡正向移动的是___________。
A． 升高反应温度 B． 将CH3OH与反应混合物分离
C． 使用高效催化剂 D． 增大CO2浓度
③下列情况能说明该反应达到化学平衡状态的是___________。
A． 单位时间内消耗1ml CO2，同时生成1ml CH3OH
B． 密闭容器中n(CO2)：n(H2O)不发生变化
C． CO2、H2、CH3OH浓度之比为1：3：1的状态
D． 密闭容器内混合气体的密度不发生变化
(3)恒压下将CO2和H2按体积比1：3混合，在不同催化剂作用下发生反应I和反应Ⅱ，在相同的时间段内CH3OH的选择性和产率随温度的变化如图。
其中：CH3OH的选择性=×100%
①温度高于230℃，CH3OH产率随温度升高而下降的原因是___________。
②在上述条件下合成甲醇的工业条件是___________。
A． 210℃ B． 230℃ C． 催化剂ZCT D． 催化剂CZ(Zr-1)T
【答案】(1)A
(2) 3.75ml⋅L-1⋅min-1 D B
(3) 反应Ⅰ为放热反应，温度升高，平衡逆向移动，使CO2转化为CH3OH的产率降低 BD
【详解】（1）若反应物能量高于生成物能量，则反应为放热反应；
故答案为：A；
（2）①；
故答案为：3.75ml/L.min；
②A．升高温度反应速率加快，又因为反应Ⅰ是放热反应，升高温度，平衡逆向进行，A不符合题意；
B．将CH3OH与反应混合物分离促进反应正向进行，但生成物浓度减小，反应速率减小，B不符合题意；
C．加入催化剂可以提高反应速率，但不影响平衡移动，C不符合题意；
D．增大CO2的浓度，反应速率增大，平衡正向进行，D符合题意；
故答案为：D；
③A．单位时间内消耗1ml CO2，代表正反应，同时生成1ml CH3OH代表正反应，故无法判断平衡状态，A错误；
B．各物质的浓度不变代表反应达到平衡状态，B正确；
C．任意时刻CO2、H2、CH3OH浓度该变量之比为1：3：1，C错误；
D．根据，反应前后质量守恒，体积不变，则密度始终不变，D错误；
故答案为：B；
（3）①反应Ⅰ为放热反应，温度升高，平衡逆向移动，使CO2转化为CH3OH的产率降低；
故答案为：反应Ⅰ为放热反应，温度升高，平衡逆向移动，使CO2转化为CH3OH的产率降低；
②在230℃时，甲醇的选择性最大，使用催化剂反应速率加快；
故答案为：BD。
18．（2023春·广东广州·高一广州市培英中学校考期中）和是汽车尾气中污染大气的成分。一定条件下，通过下列转化反应：(放热反应)，可治理和产生的污染。向体积相同的三个恒容密闭容器中均充入和进行下列实验：
注：绝热容器的反应体系和外界环境无热交换
回答下列问题：
(1)实验I、II中随时间t的变化曲线如下图，实验I反应开始至平衡时间段内___________。平衡时的体积分数：实验I___________实验II(填“大于”“小于”或“等于”)。
(2)某时刻向实验II容器充入一定量，使容器内压强增大。
①若X是，则反应速率___________(填“变大”“变小”或“不变”)；
②若X是(不参与反应)：则反应速率___________(填“变大”“变小”或“不变”)。
(3)下列叙述能说明转化反应到达平衡状态的有___________(填标号)。
A．
B．断裂同时生成
C．的值不变
D．
E．气体的平均摩尔质量不变
(4)反应一段时间后，发现实验III中反应速率增大，其原因是___________。
【答案】(1)
不变
(2) 增大 不变
(3)BC
(4)反应Ⅲ是绝热的容器，绝热容器的反应体系和外界环境无热交换，该反应是放热反应，会使体系的温度升高，从而加快反应速率；
【详解】（1）由图像可知，N2的浓度改变量为0.5ml/L，则；加入催化剂只能影响反应速率，不影响平衡的移动；
故答案为：；不变；
（2）①其他条件不变，增加反应无浓度，可以加快反应速率，通入CO气体，即为增大反应物CO的浓度，使反应速率加快；
②在恒容条件下，通入无关气体，对反应物浓度没有影响，故反应速率不变；
故答案为：增大；不变；
（3）A．等式中没有标明正逆反应，A错误；
B．断裂 nmlN≡N 是逆反应，生成 nmlCO2是正反应，且系数之比是1：1，B正确；
C．N2O是反应物，反应过程中减少，N2是该反应的生成物，反应过程中增加，当比值不变时候，说明二者的浓度不变，可以作为判断平衡标志，C正确；
D．速率之比应为系数之比，D错误；
E．根据，反应前后质量不变，物质的量不变，故M不能作为判断平衡的标志，E错误；
故答案为：BC；
（4）反应Ⅲ是绝热的容器，绝热容器的反应体系和外界环境无热交换，该反应是放热反应，会使体系的温度升高，从而加快反应速率；
故答案为：反应Ⅲ是绝热的容器，绝热容器的反应体系和外界环境无热交换，该反应是放热反应，会使体系的温度升高，从而加快反应速率。
19．（2023春·吉林长春·高一长春市第二实验中学校考期中）一定温度下，向容积为2L的密闭容器中通入两种气体发生化学反应生成另外两种气体，反应中各物质的物质的量变化如图所示，请回答下列问题：

(1)该反应的化学方程式为___________。
(2)反应开始至6s时，B的平均反应速率为___________。
(3)上图中1s时， v(正) ___________v(逆)(填“大于”“小于”或“等于”)。
(4)反应开始至6s时，C的转化率___________。
(5)下列能使该反应的化学反应速率增大的是___________。
A．适当升高温度B．选择高效的催化剂
C．充入氩气D．增大气体A的浓度
(6)下列条件已达平衡状态的是___________。
A．单位时间里生成n mlA，同时生成n mlB
B．容器中的总压强不随时间而变化
C． A、B、C、D浓度不随时间而变化
D．B的物质的量保持不变
E. 容器内气体总物质的量不随时间而变化
F. 容器内混合气体的密度不再变化
G. 容器内混合气体的平均相对分子质量不再变化
H. A和D物质的物质的量的比值不再变化
【答案】(1)3B(g) ＋4 C(g) ⇌ 6A(g)＋2D(g)
(2)0.05 ml/(L·s)
(3)大于
(4)80%
(5)ABD
(6)BCDEG
【详解】（1）由图可知，反应达到平衡时A物质增加了1.2ml、D物质增加了0.4ml、B物质减少了0.6ml、C物质减少了0.8ml，所以A、D为反应物，物质的量之比为3：1，B、C为生成物，物质的量之比为3：4，反应方程式为：3B(g) ＋4 C(g) ⇌ 6A(g)＋2D(g)；
（2）反应进行到6s时，△n（B）=1.2ml﹣0.6ml=0.6ml，v（B）===0.05ml/（L•s）；
（3）根据图中信息可知，上图中1s时，反应未达平衡，正向进行，故v(正) 大于v(逆)，答案为大于；
（4）反应开始至6s时，C物质减少了0.8ml ，C的转化率为=80%；
（5）A. 适当升高温度，化学反应速率增大，选项A符合；
B. 选择高效的催化剂，降低反应物的活化能，反应速率增大，选项B符合；
C. 充入氩气，反应在恒容容器中，反应物的浓度不变，化学反应速率不变，选项C不符合；
D. 增大气体A的浓度，有效碰撞的机率增大，反应速率增大，选项D符合；
答案选ABD；
（6）A. 单位时间里生成n mlA，同时生成n mlB，反应比例不对应，逆反应速率较大，反应未达平衡，选项A不符合；
B. 反应为气体体积增大的反应，压强为变量，根据“变量不变达平衡”可知，当容器中的总压强不随时间而变化时，反应达平衡，选项B符合；
C. A、B、C、D浓度不随时间而变化，则各组分保持不变，反应达平衡状态，选项C符合；
D. B的物质的量保持不变，则各组分保持不变，反应达平衡状态，选项D符合；
E. 反应为气体总物质的量增大的反应，根据“变量不变达平衡”可知，容器内气体总物质的量不随时间而变化，则反应达平衡，选项E符合；
F. 反应在恒容容器中进行，且反应物均为气体，密度不是变量，容器内混合气体的密度不再变化不能说明反应达平衡，选项F不符合；
G. 反应为气体总物质的量增大的反应，混合气体的平均相对分子质量是变量，根据“变量不变达平衡”可知，容器内混合气体的平均相对分子质量不再变化说明反应达平衡，选项G符合；
H.反应开始后生成的A和D物质的物质的量保持3：1，则A和D物质的物质的量的比值不再变化不能说明反应达平衡，选项H不符合；
答案选BCDEG。
20．（2023春·湖南长沙·高一长沙市明德中学校考期中）在2L恒容密闭容器内，800℃时仅发生反应(不考虑与的转化)，体系中开始仅含有NO和，随时间的变化如下表所示：
(1)0～2s内，用表示的平均反应速率为___________。达平衡时，NO的转化率为___________。
(2)图中曲线分别代表NO、、浓度变化曲线，则无关曲线为___________(填字母)。
时，___________(填“>”、“=”或“<”)。
(3)能说明该反应已达到化学平衡状态的是___________。
A． B．容器内压强保持不变
C．容器内密度保持不变 D．混合气体的颜色不再改变
若要减慢上述反应的反应速率，除改变温度外，还可采取的正确措施有___________(回答一种即可)。
(4)在水溶液中，氧化NO生成和，其反应的离子方程式为___________。
【答案】(1) 或 65%
(2) a >
(3) BD 减小反应物浓度、减小压强等
(4)
【详解】（1）；反应在第3秒达到平衡，转化率=
故答案为：；65%；
（2）NO、O2是反应物，其物质的量浓度随时间增多而减小，NO2是生成物，其物质的量浓度随时间增多而增大，且变化的浓度与系数成正比，NO的变化物质的量浓度小于0.01ml/L，则NO2最终浓度不超过0.01ml/L，则无关曲线为a；t=1s 时，反应未达到平衡，则；
故答案为：a；>；
（3）A．，反应达到平衡，A错误；
B．反应前后，气体系数和不相等，故容器内压强保持不变，反应达到平衡，B正确；
C．，反应前后质量不变，恒容下体积不变，则密度始终不变，不能代表反应达到平衡，C错误；
D．混合气体的颜色不再改变说明NO2的浓度不变，反应达到平衡，D正确；
故答案为：BD；
（4）根据氧化还原原理，；
故答案为：。
化学反应
mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)
是否平衡
混合物体系中各成分的含量
①各物质的物质的量或物质的量分数一定
平衡
②各物质的质量或质量分数一定
平衡
③各气体的体积或体积分数一定
平衡
④总体积、总压强、总物质的量一定
不一定平衡
正、逆反应速率之间的关系
①在单位时间内消耗了m ml A，同时也生成了m ml A
平衡
②在单位时间内消耗了n ml B，同时也消耗了p ml C
平衡
③v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)＝m∶n∶p∶q
不一定平衡
④在单位时间内生成了n ml B，同时也消耗了q ml D
不一定平衡
压强
①其他条件一定、总压强一定，且m＋n≠p＋q
平衡
②其他条件一定、总压强一定，且m＋n＝p＋q
不一定平衡
混合气体的平均相对分子质量
①平均相对分子质量一定，且m＋n≠p＋q
平衡
②平均相对分子质量一定，且m＋n＝p＋q
不一定平衡
温度
任何化学反应都伴随着能量变化，当体系温度一定时
平衡
气体的密度
密度一定
不一定平衡
颜色
反应体系内有色物质的颜色稳定不变
平衡
温度（绝热）
反应体系温度不变
平衡
编号
温度
时间／min
n/ml
0
10
20
40
50
①
1.00
0.70
0.50
0.20
0.20
②
1.00
0.60
0.36
0.30
实验序号
反应温度
催化剂
I
恒温
无
II
恒温
有
III
初始温度，绝热容器
无
时间/s
0
1
2
3
4
5
0.020
0.010
0.008
0.007
0.007
0.007