3.一定温度下，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（ ）
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1molY的同时生成2molX
答案 C
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项说明反应未达到平衡状态。
4.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数不变，故无论反应是否平衡，混合气体的压强和气体的总物质的量都不改变；A为固态，其物质的量浓度为常数；若反应正向移动，混合气体的质量增加，则混合气体的平均相对分子质量变大，反之变小，故混合气体的平均相对分子质量不变时说明反应达到平衡状态。
5.
（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（填字母序号）。
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.各物质的浓度不变，b.平衡混合物中各组分的物质的量分数或质量分数不变，c.容器内气体压强不变，d.容器内气体密度不变，e.容器内气体颜色不变。
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H2（g）＋I2（g）2HI（g）达到平衡状态的有；
③能说明反应2NO2（g）N2O4（g）达到平衡状态的有。
（3）已知N2O4（g）2NO2（g） ΔH＞0，现将1molN2O4充入一恒压密闭容器中，下列示意图不能说明反应达到平衡状态的是。
答案
（1）正反应速率与逆反应速率相等 C
（2）①abc ②abe ③abce （3）B
解析
（2）由于在恒容条件下发生反应，反应①②③在反应前后气体的质量不变，因此不能用气体的密度变化来判断反应是否处于化学平衡状态。
反应②是一个气体体积不变的反应，反应前后气体的压强保持不变，也不能用压强的变化来判断反应是否处于平衡状态。
①中无有色气体，因此不能用气体的颜色变化来判断反应是否处于平衡状态。
（3）B项，对于一个特定反应，ΔH固定不变，不能作为判断反应是否达到平衡状态的依据；C项，在t1时刻，2v正（N2O4）＝v逆（NO2），反应达到平衡状态。
40分钟课时作业
[经典基础题]
题组1 可逆反应、化学平衡状态的建立与特征
1.下列反应中，属于可逆反应的是（ ）
①N2＋3H2
2NH3,2NH3
3H2＋N2
②2NaHCO3
Na2CO3＋H2O↑＋CO2↑，Na2CO3＋H2O＋CO2===2NaHCO3
③CH3CH2OH
CH2===CH2↑＋H2O，
CH2===CH2＋H—OH
CH3CH2OH
④2Na＋Cl2
2NaCl,2NaCl
2Na＋Cl2↑
A.只有①B.①②③
C.①②③④D.①③④
答案 A
解析 可逆反应是指在同一条件下既向正反应方向进行，又向逆反应方向进行的反应，符合此条件的只有①。
2.在一定条件下，某容器中充入N2和H2合成NH3，以下叙述错误的是（ ）
A.开始反应时，正反应速率最大，逆反应速率为零
B.随着反应的进行，正反应速率逐渐减小，最后减小为零
C.随着反应的进行，逆反应速率逐渐增大，最后保持恒定
D.随着反应的进行，正反应速率逐渐减小，最后与逆反应速率相等且都保持恒定
答案 B
解析 化学平衡建立过程中，反应物浓度逐渐减小，故正反应速率逐渐减小，生成物浓度逐渐增大，故逆反应速率逐渐增大，当二者相等时达平衡状态，但都不为零。
3.14CO2与碳在高温条件下发生反应：
14CO2＋C2CO，达到化学平衡后，平衡混合物中含14C的粒子有（ ）
A.14CO2B.14CO2、14CO
C.14CO2、14CO、14CD.14CO
答案 C
解析 14CO2与C反应生成14CO（正反应）的同时，逆反应14CO的分解（生成14CO2和14C）也在进行，故平衡混合物中含14C的粒子有：
14CO2、14CO、14C。
题组2 化学平衡状态的标志
4.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xmolNO的同时，消耗xmolNH3，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）
答案 A
解析 A项，表明正、逆反应速率相等，反应达到平衡状态；B项，任何情况下消耗xmolNH3，必生成xmolNO；C项，减压时，正、逆反应速率均减小；D项，反应速率关系应为3v正（NH3）＝2v正（H2O）。
5.工业上常用煤和水作原料经过多步反应制得氢气，其中一步反应的原理为CO（g）＋H2O（g）
CO2（g）＋H2（g），下面选项的条件中可判断该反应达到平衡状态的是（ ）
A.单位时间内消耗2mol的CO同时生成2mol的CO2
B.两个H—O键断裂的同时有一个H—H键断裂
C.反应容器内的压强不再发生变化
D.混合气体的相对分子质量不发生变化
答案 B
解析 A项描述的反应速率都是v正，无法判断是否达到平衡；B项说明H2O的分解速率（v正）与H2的消耗速率（v逆）相等，即v正（H2O）＝v逆（H2O），能判断反应达到平衡；C项，由于该反应前后气体的物质的量不变，故压强始终不变，不能说明可逆反应达到平衡；D项，混合气体的质量不变，物质的量不变，反应前后混合气体的相对分子质量不变，故不能说明反应达到平衡状态。
6.下列说法中，可以证明反应N2（g）＋3H2（g）2NH3（g）已达到平衡状态的是（ ）
A.1个N≡N键断裂的同时，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.3个H—H键形成的同时，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
答案 A
解析 B项，指的是正反应速率；C项，指的是逆反应速率；D项，指的是正反应速率。
7.可逆反应aA（g）＋bB（g）cC（g）的正、逆反应速率可用各反应物或生成物浓度的变化来表示。
下列各关系式中能说明反应已达到平衡状态的是（ ）
A.av正（A）＝bv正（B）B.bv正（A）＝av逆（B）
C.av正（C）＝cv正（A）D.av正（A）＝bv逆（B）
答案 B
解析 当正反应速率等于逆反应速率时，可逆反应达到平衡状态。
正、逆反应速率相等有以下几种表现形式：
①若用同一物质表示：
v正＝v逆；②若用不同物质表示v逆∶v正＝化学方程式中的化学计量数之比。
根据化学方程式中A、B、C间的计量关系，可知上述四个选项中，只有bv正（A）＝av逆（B）表示正、逆反应速率相等。
8.在一个不传热的固定容积的密闭容器中，可逆反应mA（g）＋nB（g）pC（g）＋qQ（g）（m、n、p、q为任意整数）达到平衡时的标志是（ ）
①体系的压强不再改变 ②体系的温度不再改变 ③各组分的浓度不再改变 ④各组分的质量分数不再改变 ⑤反应速率vA∶vB∶vC∶vQ＝m∶n∶p∶q ⑥单位时间内mmolA断键的同时有pmolC也断键
A.③④⑤⑥B.①③④⑤
C.②③④⑥D.①③④⑥
答案 C
解析 由于m、n、p、q的关系未知，所以压强不变不能作为平衡的标志；在整个平衡建立过程中，速率之比均等于化学计量数之比。
9.一定条件下，在恒容密闭容器中，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的物质的量之比为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nmolZ，同时生成2nmolY
A.①②B.①④C.②③D.③④
答案 C
解析 ①X、Y、Z的物质的量之比等于其化学计量数之比，不能说明反应已达到平衡状态；④中关系说明v逆＞v正，反应没有达到平衡。
10.在一定条件下，将3molA和1molB两种气体混合于固定容积为2L的密闭容器中，发生如下反应：
3A（g）＋B（g）xC（g）＋2D（g）。
2min末该反应达到平衡，生成0.8molD，并测得C的浓度为0.2mol·L－1。
下列判断错误的是（ ）
A.x＝1
B.2min内A的反应速率为0.3mol·L－1·min－1
C.B的转化率为50%
D.若混合气体的平均相对分子质量不变，则表明该反应达到平衡状态
答案 C
解析 3A（g）＋B（g）xC（g）＋2D（g）
起始（mol）3100
转化（mol）3aaxa2a
平衡（mol）3－3a1－axa2a
由题意得：
2a＝0.8mol，a＝0.4mol。
＝0.2mol·L－1，x＝1，A正确；B项，v（A）＝
＝
＝0.3mol·L－1·min－1；C项，α（B）＝
×100%＝40%；D项，由于气体的总物质的量只有在平衡时才保持不变，所以平均相对分子质量不变能说明该反应达到平衡状态。
[能力提升题]
11.在地壳中SiO2和HF存在以下平衡：
SiO2（s）＋4HF（g）SiF4（g）＋2H2O（g）
ΔH＝－148.9kJ·mol－1
（1）如果该反应在体积不变的密闭容器中发生，当反应达到平衡时（填字母）。
a.2v正（HF）＝v逆（H2O）
b.v（H2O）＝2v（SiF4）
c.SiO2的质量保持不变
d.反应物不再转化为生成物
（2）若反应容器容积为2.0L，反应时间8.0min，容器内气体的密度增大了0.12g·L－1，在这段时间内HF的平均反应速率为。
答案
（1）bc
（2）0.0010mol·L－1·min－1
解析
（1）平衡时，a项，v正（HF）＝2v逆（H2O），错误；d项，反应继续进行，只是转化的生成物与分解的生成物相等，并不是不再转化，错误。
（2）密度增大了0.12g·L－1，说明质量增加了0.24g，根据差量法可知增加的质量相当于SiO2的质量，即为0.24gSiO2，其物质的量为0.004mol，则转化的HF为0.016mol，HF的反应速率为
＝0.0010mol·L－1·min－1。
12.在2L密闭容器内，800℃时反应2NO（g）＋O2（g）2NO2（g） ΔH＜0，n（NO）随时间的变化如下表：
时间/s
0
1
2
3
4
5
n（NO）/mol
0.020
0.010
0.008
0.007
0.007
0.007
（1）下图中表示NO2的变化的曲线是。
用O2表示从0～2s内该反应的平均速率v＝。
（2）能说明该反应已达到平衡状态的是（填字母）。
A.v（NO2）＝2v（O2）
B.容器内压强保持不变
C.v逆（NO）＝2v正（O2）
D.容器内密度保持不变
答案
（1）b 1.5×10－3mol·L－1·s－1
（2）BC
解析
（1）该反应达到平衡时，n（NO）＝0.007mol，此时n（NO2）＝0.013mol，其浓度变化量为0.0065mol·L－1，所以表示NO2的变化曲线是b；0～2s内v（NO）＝
＝0.003mol·L－1·s－1，则v（O2）＝
v（NO）＝
×0.003mol·L－1·s－1＝1.5×10－3mol·L－1·s－1。
（2）中A表示的是同一方向的速率，在任何时候都成立，而D中容器的体积及气体的总质量都不变，气体的密度也始终不变。
13.698K时，向VL的密闭容器中充入2molH2（g）和2molI2（g），发生反应：
H2（g）＋I2（g）2HI（g） ΔH＝－26.5kJ·mol－1，测得各物质的物质的量浓度与时间变化的关系如图所示。
请回答下列问题：
（1）V＝。
（2）该反应达到最大限度的时间是，该时间内平均反应速率v（HI）＝。
（3）下列说法中可以说明反应2HI（g）H2（g）＋I2（g）已达到平衡状态的是。
A.单位时间内生成nmolH2的同时生成2nmolHI
B.温度和体积一定时，容器内压强不再变化
C.条件一定，混合气体的平均相对分子质量不再变化
D.温度和压强一定时，混合气体的密度不再变化
（4）该反应达到平衡状态时，（填“吸收”或“放出”）的热量为。
答案
（1）2
（2）5s 0.316mol·L－1·s－1
（3）A （4）放出 41.87kJ
解析
（1）由图知初始反应时，c（H2）＝c（I2）＝1mol·L－1，而加入的H2和I2的物质的量均为2mol，所以V＝2。
（2）由图知反应达到最大限度即达到化学平衡的时间为5s，v（HI）＝
＝0.316mol·L－1·s－1。
（3）A项，单位时间内生成nmolH2的同时消耗2nmolHI，则v正（HI）＝v逆（HI），能说明反应已达到平衡状态；
B项，温度和体积一定时，由于反应前后化学计量数不变，故气体压强不变，不能说明反应已达到平衡状态；
C项，反应前后气体总质量和总物质的量不变，故气体的平均相对分子质量不变，不能说明反应达到平衡状态；
D项，反应前后气体的质量不变，气体的化学计量数之和不变，即气体的体积不变，密度也不变，不能说明反应达到平衡状态。
（4）可逆反应从正反应开始达到化学平衡，所以放出热量。
由反应：
H2（g）＋I2（g）2HI（g） ΔH＝－26.5kJ·mol－1，达到平衡时共生成n（HI）＝1.58mol·L－1×2L＝3.16mol，所以放出的热量为
×3.16mol＝41.87kJ。
14.某研究性小组决定用实验探究的方法证明化学反应具有一定的限度，在一定条件下会达到“平衡状态”。
取5mL0.1mol·L－1KI溶液于试管中，滴加0.1mol·L－1FeCl3溶液2mL，发生如下反应：
2Fe3＋＋2I－===2Fe2＋＋I2。
为证明该反应具有可逆性且具有限度，他们设计了如下实验：
①取少量反应液，滴加AgNO3溶液，发现有少量黄色沉淀（AgI），证明反应物没有反应完全；
②再取少量反应液，加入少量CCl4振荡，发现CCl4层显浅紫色，证明萃取到了I2，即有I2生成。
综合①②的结论，他们得出该反应具有一定的可逆性，在一定条件下会达到反应限度。
（1）老师指出他们上述实验中①不合理，你认为他的理由是；
改进的方法是。
（2）有人认为步骤②适合检验生成I2较多的情况，还有一种简便方法可以灵敏地检验是否生成了I2，这种方法是。
答案
（1）若该反应中K
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