B项正确。
题型二 化学平衡状态的判断
典例2 在一个恒容绝热的密闭容器中，发生可逆反应：
M（？
）＋2N（g）P（g）＋Q（g） ΔH＞0，已知M的状态未知，则反应达到平衡的标志是（ ）
①当物质M、N、P的体积分数比为1∶1∶1时 ②混合气体的密度不变时 ③体系的温度不变时 ④反应速率2v（N）正＝v（Q）逆时 ⑤体系的压强不变时 ⑥气体的平均相对分子质量不变时
A．①③④B．③⑥
C．②③⑥D．③④⑤
解析 当物质M、N、P的体积分数比不变时达到平衡状态，①错误；若M是气体，反应前后密度恒定，此时混合气体的密度不变不能说明反应达到平衡状态，②错误；因为是恒容绝热容器，反应过程中伴随着热效应，因而体系温度会发生变化，当温度不变时，说明反应达到平衡状态，③正确；v（N）正＝2v（Q）逆时才达到平衡状态，④错误；当M不是气体时，反应前后气体体积不变，此时压强不变不能说明达到平衡状态，⑤错误；若M是气体，反应正向进行，气体物质的量减小，气体质量不变，则气体的平均相对分子质量增大，若M不是气体，反应正向进行，气体质量增大，气体物质的量不变，气体的平均相对分子质量增大，因而无论M是什么状态，当气体的平均相对分子质量不变时均可说明反应达到平衡状态，⑥正确。
答案 B
名师精讲
判断化学平衡状态的方法
1．“逆向相等”：
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，当该量不变时为平衡状态；一个随反应的进行始终保持不变的量，不能作为是否达到平衡状态的判断依据。
以mA（g）＋nB（g）pC（g）＋qD（g）为例：
3．将一定量纯净的氨基甲酸铵置于密闭真空恒容容器中（固体试样体积忽略不计），在恒定温度下使其达到分解平衡：
NH2COONH4（s）2NH3（g）＋CO2（g）。
判断该分解反应已经达到化学平衡的是（ ）
A．2v（NH3）＝v（CO2）
B．密闭容器中c（NH3）∶c（CO2）＝2∶1
C．密闭容器中混合气体的密度不变
D．密闭容器中氨气的体积分数不变
答案 C
解析 该反应为气体物质的量增加的反应，且容器体积不变，所以压强、密度均可作标志，该题应特别注意D项，因为该反应为固体的分解反应，所以NH3、CO2的体积分数始终为定值。
4．
（1）在一定条件下，可逆反应达到平衡状态的本质特征是__________________________。
下列关系中能说明反应N2（g）＋3H2（g）2NH3（g）已经达到平衡状态的是________。
A．3v正（N2）＝v正（H2）B．v正（N2）＝v逆（NH3）
C．2v正（H2）＝3v逆（NH3）D．v正（N2）＝3v逆（H2）
（2）在一定温度下的恒容密闭容器中，可逆反应达到平衡状态时，一些宏观物理量恒定不变：
a.反应容器中生成物的浓度不变；b.反应物的生成速率与生成物的消耗速率之比等于化学计量数之比；c.混合气体的压强不变；d.混合气体的密度不变；e.混合气体的平均相对分子质量不变；f.混合气体的总物质的量不变；g.混合气体的颜色不变；h.各反应物和生成物的浓度之比等于化学计量数之比；i.某种气体的质量分数不变。
①能说明反应N2（g）＋3H2（g）2NH3（g）达到平衡状态的有________；
②能说明反应2NO2（g）N2O4（g）达到平衡状态的有________。
答案
（1）正反应速率与逆反应速率相等 C
（2）①acefi ②acefgi
解析
（1）化学平衡状态的本质特征是v（正）＝v（逆），A项均为正反应速率，错误；B项，2v正（N2）＝v逆（NH3），才达到平衡，错误；D项，3v正（N2）＝v逆（H2），才达到平衡，错误。
（2）依据化学平衡状态的特征进行判断。
考点2 化学平衡移动及影响因素
典例3 （2017·黄冈模拟）在某一温度下，某一密闭容器中，M、N、R三种气体浓度的变化如图a所示，若其他条件不变，当温度分别为T1和T2时，N的体积分数与时间关系如图b所示。
则下列结论正确的是（ ）
A．该反应的热化学方程式M（g）＋3N（g）2R（g） ΔH＞0
B．达到平衡后，若其他条件不变，减小容器体积，平衡向逆反应方向移动
C．达到平衡后，若其他条件不变，升高温度，正、逆反应速率均增大，M的转化率减小
D．达到平衡后，若其他条件不变，通入稀有气体，平衡一定向正反应方向移动
解析 从图a可得出该反应为M（g）＋3N（g）2R（g），从图b中可看出T1＞T2，升高温度，N的体积分数变大，即平衡逆向移动，该反应为放热反应，A错误；缩小容器的体积，即增大压强，平衡正向移动，B错误；升高温度，v正、v逆均增大，平衡逆向移动，M的转化率减小，C正确；若是在恒温恒容的容器中通入稀有气体，则平衡不移动，D错误。
答案 C
名师精讲
几种特殊情况说明
（1）改变固体或纯液体的量，对化学平衡没影响。
（2）“惰性气体”对化学平衡的影响。
5．一定温度下，某容器中加入足量的碳酸钙，发生反应CaCO3（s）CaO（s）＋CO2（g），达到平衡，下列说法正确的是（ ）
A．将体积缩小为原来的一半，当体系再次达到平衡时，CO2的浓度为原来的2倍
B．CaCO3（s）加热分解生成CaO（s）和CO2（g），ΔS＜0
C．升高温度，再次达平衡时，CO2的浓度增大
D．保持容器体积不变，充入He，平衡向逆反应方向移动
答案 C
解析 将体积缩小为原来的一半，当体系再次达到平衡时，若平衡不移动，CO2的浓度为原来的2倍，由于压强增大，平衡逆向移动，则平衡时二氧化碳的浓度不会是原来的2倍，A错误；CaCO3（s）高温分解为CaO（s）和CO2（g），反应生成气体，是熵增加的过程，则ΔS＞0，B错误；CaCO3分解反应为吸热反应，升高温度，平衡正向移动，CO2的浓度增大，C正确；保持容器体积不变，充入He，由于CO2气体的浓度不变，则平衡不会移动，D错误。
6．对可逆反应：
2A（s）＋3B（g）C（g）＋2D（g） ΔH<0，在一定条件下达到平衡，下列有关叙述正确的是（ ）
①增加A的量，平衡向正反应方向移动 ②升高温度，平衡向逆反应方向移动，v（正）减小 ③压强增大一倍，平衡不移动，v（正）、v（逆）均增大 ④增大B的浓度，v（正）>v（逆） ⑤加入催化剂，B的转化率提高
A．①②B．只有④C．只有③D．③④
答案 D
解析 因A是固体，其浓度可视为常数，增加A的量，平衡不移动，①错；升高温度，平衡向吸热反应方向（即逆向）移动，但v（正）也增大，只是增大的程度小于v（逆）增大的程度，使v（正）v（逆），④对；加入催化剂，平衡不移动，B的转化率不变，⑤错。
（建议用时：
40分钟）
一、选择题（每题7分，共77分）
1．在一恒温、恒容的密闭容器中发生反应A（s）＋2B（g）C（g）＋D（g），当下列物理量不再变化时，能够表明该反应已达平衡状态的是（ ）
A．混合气体的压强
B．混合气体的平均相对分子质量
C．A的物质的量浓度
D．气体的总物质的量
答案 B
解析 因反应前后气体分子总数不变，故无论反应是否达到平衡状态，混合气体的压强和气体的总物质的量都不改变；物质A为固体，不能用来判断反应是否达到平衡状态；因反应物A为固体，故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。
2．下列能用勒夏特列原理解释的是（ ）
A．溴水中存在下列平衡Br2＋H2OHBr＋HBrO，加入AgNO3溶液后，溶液颜色变浅
B．工业上由氢气和氮气合成氨是在较高温度下进行的
C．SO2催化氧化成SO3的反应，需要使用催化剂
D．H2、I2、HI平衡混合气加压后颜色变深
答案 A
解析 A项，溴水中加入AgNO3溶液后生成溴化银沉淀，促使平衡Br2＋H2OHBr＋HBrO正向移动，溶液颜色变浅，与平衡移动有关，正确；B项，合成氨反应是放热反应，从平衡角度分析，较高温度不利于提高产率，错误；C项，加入催化剂，平衡2SO2＋O22SO3不移动，不能用勒夏特列原理分析，错误；D项，H2与I2生成HI的反应是反应前后气体物质的量不变的反应，改变压强，平衡不发生移动，颜色变深是因为加压后体积缩小使碘蒸气浓度变大，不能用勒夏特列原理解释，错误。
3．在恒温、恒压下，amolX和bmolY在一个容积可变的容器中发生反应：
X（g）＋2Y（g）2Z（g），一段时间后达到平衡，生成nmolZ。
则下列说法中正确的是（ ）
A．物质X、Y的转化率之比为1∶2
B．起始时刻和达到平衡后容器中的压强之比为（a＋b）∶
C．当2v正（X）＝v逆（Y）时，反应一定达到平衡状态
D．充入惰性气体（如Ar），平衡向正反应方向移动
答案 C
解析 根据化学方程式，X、Y转化的物质的量分别为0.5nmol、nmol，故X、Y的转化率之比为
∶
＝b∶2a，A项错误；由于该反应在恒温、恒压下进行，因此起始时和平衡时容器中的压强之比为1∶1，B项错误；当2v正（X）＝v逆（Y）时，正、逆反应速率相等，反应达到平衡状态，C项正确；充入惰性气体（如Ar），由于保持恒压，则容器体积增大，平衡向气体分子数增多的方向（逆反应方向）移动，D项错误。
4．对于平衡体系：
aA（g）＋bB（g）cC（g）＋dD（g） ΔH＜0，下列判断，其中正确的是（ ）
A．若温度不变，容器体积扩大一倍，此时气体A的浓度是原来的0.48倍，则a＋b＞c＋d
B．若从正反应开始，平衡时，气体A、B的转化率相等，则起始时气体A、B的物质的量之比为b∶a
C．若平衡体系中共有气体mmol，再向其中充入nmolB，达到平衡时气体总物质的量为（m＋n）mol，则a＋b＝c＋d
D．升高温度，平衡向右移动
答案 C
解析 若温度不变，容器体积扩大一倍，如果反应前后气体分子数不变，则A的浓度为原来的0.5倍，现为原来的0.48倍，说明平衡向气体分子数增多的方向（正反应方向）移动，则a＋b＜c＋d，A错误；假设起始气体A、B的物质的量分别为xmol、ymol，反应后A转化了zmol，那么B转化了
mol，转化率相等则
＝
，故
＝
，B错误；当a＋b＝c＋d时，无论平衡怎么移动，气体总物质的量是不变的，C正确；正反应为放热反应，升高温度，平衡左移，D错误。
5．一定量的混合气体在密闭容器中发生反应：
mA（g）＋nB（g）pC（g）达到平衡时，维持温度不变，将气体体积缩小到原来的
，当达到新的平衡时，气体C的浓度变为原平衡时的1.9倍，则下列说法正确的是（ ）
A．m＋n>pB．m＋nC．平衡向正反应方向移动D．C的质量分数增加
答案 B
解析 当气体体积缩小到原来的
，假设平衡未发生移动（虚拟出一种中间状态），则C的浓度为原平衡时的2倍，而事实上平衡发生了移动，平衡移动的结果是C的浓度变为原平衡时的1.9倍，则可认为由虚拟中间状态向逆反应方向发生了移动。
6．一定温度下，反应N2O4（g）2NO2（g）的焓变为ΔH。
现将1molN2O4充入一恒压密闭容器中，下列示意图正确且能说明反应达到平衡状态的是（ ）
A．①②B．②④C．③④D．①④
答案 D
解析 因反应容器保持恒压，所以容器体积随反应进行而不断变化，结合ρ气＝
可知，气体密度不再变化，说明容器体积不再变化，即气体的物质的量不再变化，反应达到平衡状态，①符合题意；无论是否达平衡状态，反应的ΔH都不变，②不符合题意；反应开始时，加入1molN2O4，随着反应的进行，N2O4的浓度逐渐变小，故v正（N2O4）逐渐变小，直至达到平衡，③不符合题意；N2O4的转化率不再变化，说明N2O4的浓度不再变化，反应达到平衡状态，④符合题意。
7．在一体积可变的密闭容器中，加入一定量的X、Y，发生反应mX（g）nY（g） ΔH＝QkJ·mol－1。
反应达到平衡时，Y的物质的量浓度与温度、气体体积的关系如下表所示：
下列说法正确的是（ ）
A．m>n
B．Q<0
C．温度不变，压强增大，Y的质量分数减少
D．体积不变，温度升高，平衡向逆反应方向移动
答案 C
解析 温度不变时，当体积扩大到原来的两倍时，Y的浓度降低的倍数小于2，所以可确定增大体积，平衡正向移动，则有m0，B、D项错误。
8．（2017·陕西咸阳模拟）研究NO2、SO2、CO等大气污染气体的处理具有重要意义。
反应NO2（g）＋SO2（g）SO3（g）＋NO（g），在一定条件下，将NO2与SO2以体积比1∶2置于密闭容器中发生上述反应，下列能说明反应达到平衡状态的是（ ）
A．体系压强保持不变
B．混合气体颜色保持不变
C．SO3和NO的体积比保持不变
D．每消耗1molSO3的同时生成1molNO2
答案 B
解析 该反应前后气体分子总数不变，因此压强保持不变不能作为平衡的标志，A错；混合气体颜色不变，则NO2的浓度保持不变，可以作为平衡的标志，B对；无论何种状态，SO3、NO的体积比始终为1∶1，不能作为平衡的标志，C错；每消耗1molSO3的同时生成1molNO2，是同方向的反应，不能作为平衡的标志，D错。
9.（2017·海淀区模拟）在盛有足量A的体积可变的密闭容器中，加入B，发生反应：
A（s）＋2B（g）4C（g）＋D（g） ΔH＜0。
在一定温度、压强下达到平衡。
平衡时C的物质的量与加入的B的物质的量的变化关系如图。
下列说法正确的是（ ）
A．若保持压强一定，当温度升高后，则图中θ＞45°
B．若再加入B，则正、逆反应速率均增大
C．平衡时B的转化率为50%
D．若保持压强一定，再加入B，则平衡后反应体系气体密度减小
答案 C
解析 压强一定，当升高温度时，平衡逆向移动，则C的物质的量减少，图中θ＜45°，A错误；因为压强不变，所以再加入B，容器的体积必然增大，结果会使逆反应速率减小，B错误；根据图像结合方程式知，加入的B物质的物质的量与生成C物质的物质的量相等，所以该反应中有一半的B物质反应，所以其转化率为50%，C正确；假设加入的B物质是nmol，其中有一半的B参加反应，
A（s）＋2B（g）===4C（g）＋D（g）
1 2 4 1
n
n n
n
设A的摩尔质量为MA、B的摩尔质量为MB，达平衡时，混合气体的密度ρ＝
＝
＝
，根据密度公式知，气体的密度与加入B的多少无关，所以若再加入B，则再次达到平衡时反应体系气体密度始终不变，D错误。
10．（2018·河北高三联考）T℃时，在容积为2L的3个恒容密闭容器中发生反应：
3A（g）＋B（g）xC（g），按不同方式投入反应物，测得反应达到平衡时的有关数据如下：
下列说法正确的是（ ）
A．若x<4，则2c1B．若x＝4，则w1＝w3
C．无论x的值是多少，均有2ρ1＝ρ2
D．甲容器达到平衡所需的时间比乙容器达到平衡所需的时间短
答案 C
解析 若x<4，则正反应为气体分子数减小的反应，乙容器对于甲容器而言，相当于加压，平衡正向移动，所以2c1>c2，A项错误；若x＝4，则反应前后气体分子数相等，由于起始时甲容器中A、B的投入量之比与化学方程式中对应化学计量数之比不相等，故w3不可能等于w1，B项错误；起始时乙容器中A、B的投入量是甲容器的2倍，两容器的容积相等，故恒有2ρ1＝ρ2，C项正确；起始时乙容器中A、B的浓度是甲容器中的2倍，故乙容器达到平衡所需的时间比甲容器达到平衡所需的时间短，D项错误。
11．（2017·湖北荆州联考）常温常压下向一2L的恒温密闭容器中
投入2molA和1molB，发生可逆反应3A（g）＋2B（s）2C（g）＋D（g） ΔH＝－akJ/mol（a>0）。
5min后达平衡，测得容器中n（C）＝0.8
mol。
则下列说法正确的是（ ）
A．使用催化剂或缩小容器体积，该平衡均不会移动
B．3v（A）＝2v（C）＝0.16mol/（L·min）
C．升高温度，该平衡正向速率减小，故平衡逆向移动
D．该可逆反应达平衡后，放出akJ的热能（假设化学能全转化为热能）
答案 A
解析 由于该反应反应前后体积不变，缩小容器体积平衡不移动，使用催化剂平衡也不会移动，A正确；各物质的化学反应速率之比等于其相应的化学计量数之比，应该是2v（A）＝3v（C）＝0.24mol/（L·min），B错误；升高温度，正、逆反应速率都增大，正反应为放热反应，故平衡逆向移动，C错误；反应掉3molA才会放出akJ热量，由于该反应为可逆反应，2molA和1molB不可能完全反应，放出的热能小于
akJ，D错误。
二、非选择题（共23分）
12．（10分）甲醇是一种可再生能源，具有开发和应用的广阔前景，工业上可用合成气制备甲醇，反应方程式为CO（g）＋2H2（g）CH3OH（g）。
（1）下列各项不能够说明该反应已达到平衡的是________（填字母）。
A．一定条件下，单位时间内消耗1molCO同时生成1mol
CH
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