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二、化学平衡
练习1　化学平衡状态
化学反应速率与化学平衡
第二章
高中化学 选择性必修1 化学反应原理
必备知识练
题组一　化学平衡状态的建立及特征
1. 在一定条件下，气体参与的某正反应方向ΔH＜0的可逆反应
达到化学平衡时，下列说法中，错误的是(　　)
A. 反应物的浓度一定等于生成物的浓度
B. 反应体系中压强恒定
C. 反应体系中混合物的组成保持不变
D. 反应体系中温度不变
A
【解析】 对于放热的可逆反应，达到平衡时，反应物与生成物的浓度不一定相等，A错误；可逆反应达到平衡时，正、逆反应速率相等，气体分子数保持不变，反应体系中压强恒定，混合物的组成保持不变，反应体系中温度不变，B、C、D正确。
2. 如图所示为可逆反应：N2(g)＋
3H2(g) 2NH3(g)的化学反应速
率(v)与时间(t)的关系曲线。下列
说法中，正确的是(　　)
A. t1时刻，反应逆向进行
B. t2时刻，c(N2)∶c(H2)∶c(NH3)一定为1∶3∶2
C. t2时刻，H2在该条件下转化率达到最大
D. t2~t3时间段内，反应停止
C
【解析】 由题图可知，在t1时刻，v正＞v逆，反应正向进行，A错误；t2时刻反应达到平衡，但起始浓度未知，故无法计算N2、H2、NH3三者浓度大小关系，B错误；t2时刻反应达到平衡，正、逆反应速率相等，反应达到限度，反应物的转化率最大，C正确；t2~t3反应达到平衡状态，反应达到平衡状态，v正＝v逆≠0，反应没有停止，D错误。
3. 已知：X(g)＋2Y(g) 3Z(g)　ΔH＝－a kJ·mol－1(a＞0)。下列说法中，错误的是(　　)
A. 0.1 mol X和0.2 mol Y充分反应生成Z的物质的量一定小于
0.3 mol
B. 达到化学平衡状态时，X、Y、Z的浓度不再发生变化
C. 反应生成3 mol Z(g)时，反应放出的总热量为a kJ
D. X、Y、Z的物质的量浓度之比为1∶2∶3时表明反应达到平衡状态
D
【解析】 可逆反应中反应物不能完全转化为生成物，该反应为可逆反应，所以0.1 mol X和0.2 mol Y充分反应生成Z的物质的量一定小于0.3 mol，A正确；可逆反应达到平衡状态时，各物质的浓度不变，所以该反应达到平衡状态时，X、Y、Z的浓度不再发生变化，B正确；由热化学方程式可知，反应生成3 mol Z(g)时，反应放出的总热量为a kJ，C正确；浓度之比为1∶2∶3不能作为反应达到平衡状态的依据，D错误。
题组二　化学平衡状态的判断
4. 一定温度下，在某恒容密闭容器中，对于可逆反应aN(g)＋
bM(g) cR(g)的下列叙述中，能作为判断该反应达到平衡状
态标志的是(　　)
A. n(N)∶n(M)∶n(R)＝a∶b∶c
B. 混合气体的密度不再随时间而改变
C. 单位时间内，每消耗a mol N的同时生成b mol M
D. 混合气体的总质量不再随时间而改变
C
【解析】 n(N)∶n(M)∶n(R)＝a∶b∶c与投入量和转化率有关，不能作为判定该反应达到平衡状态的依据，A错误；由于混合气体的总质量不变，恒容密闭容器容积一定，混合气体的密度不变，不能作为判定该反应达到平衡状态的依据，B错误；单位时间内，每消耗a mol N的同时生成b mol M，证明v正＝v逆，能作为判断该反应达到平衡状态的标志，C正确；由于混合气体的总质量一直不变，混合气体的总质量不再随时间而改变，不能作为判定该反应达到平衡状态的依据，D错误。
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)，下列能说明
反应达到平衡状态的是(　　)
A. 恒温恒容条件下，混合气体的压强不再发生变化
B. 两个H—O断裂的同时有两个C==O断裂
C. 在恒容密闭容器中，气体密度不再发生变化
D. 混合气体的平均摩尔质量不再发生变化
B
【解析】 题给反应是一个反应前后气体物质的量不变的反应，恒温恒容条件下，混合气体的压强不变，无法说明反应达到平衡状态，A错误；两个H—O断裂表示的是正反应速率，两个C==O断裂表示的是逆反应速率，正、逆反应速率相等，说明反应达到平衡状态，B正确；在恒容密闭容器中，混合气体的质量和体积始终不变，则混合气体的密度始终不变，所以反应容器内的气体密度不再发生变化不能说明反应达到平衡状态，C错误；该反应是反应前后气体的物质的量不变的可逆反应，根据可知，混合气体的平均摩尔质量始终不发生变化，所以混合气体的平均摩尔质量不变不能说明反应达到平衡状态，D错误。
6. 下列标志可表明对应反应达到平衡状态的是(　　)
C
选项 反应条件 可逆反应 标志
A. 恒温恒容 2SO2(g)＋O2(g) 2SO3(g) 混合气体的密度不变
B. 恒温恒压 NH2COONH4(s) 2NH3(g)＋CO2(g) NH3在混合气体中的百分含量不变
C. 恒温恒容 H2(g)＋I2(g) 2HI(g) 2v正(H2)＝v逆(HI)
D. 恒温恒压 2NO2(g) N2O4(g) c(NO2)＝2c(N2O4)
【解析】 该反应的反应物和生成物都是气体，气体的质量不变，反应在恒温恒容密闭容器中进行，气体的体积不变，则无论反应是否达到平衡，反应混合气体的密度始终不变，因此不能据此判断反应是否达到平衡状态，A错误；该反应中只有生成物是气体，二者的物质的量之比为定值，则无论反应是否达到平衡状态，NH3在混合气体中的百分含量始终不变，因此不能据此判断反应是否达到平衡状态，B错误；在任何时刻都存在2v正(H2)＝v正(HI)，若2v正(H2)＝v逆(HI)，则v正(HI)＝v逆(HI)，HI的浓度不变，反应处于平衡状态，C正确；在任何时刻物质反应时转化浓度关系为c(NO2)＝2c(N2O4)，但反应达到平衡时是否存在该浓度关系，与开始时加入反应物的多少及反应条件有关，不能据此判断反应是否达到平衡状态，D错误。
7. 在一定温度下，将2 mol NO2气体通入恒容密闭容器中，发
生反应：2NO2(g) N2O4(g)。下列不能说明该反应已达到平
衡状态的是(　　)
A. N2O4的浓度不再改变
B. NO2的消耗速率等于N2O4的生成速率
C. 混合气体的颜色不变
D. 混合气体中NO2的百分含量不变
B
【解析】 N2O4的浓度不再改变，反应达到平衡状态，A不符合题意；NO2的消耗速率和N2O4的生成速率均为正反应速率且两者速率之比不等于其化学计量数之比，不能作为反应达到平衡状态标志，B符合题意；混合气体的颜色不变，说明NO2的浓度不再发生变化，反应达到平衡状态，C不符合题意；混合气体中NO2的百分含量不变，反应达到平衡状态，D不符合题意。
关键能力练
8. 已知：N2O4(g) 2NO2(g)　ΔH＞0，现将1 mol N2O4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
(　　)
B
A. 　　 B. C. 　 D.
【解析】 B项，对于一个特定反应，温度、压强不变，ΔH固定不变，不能作为判断反应是否达到平衡状态的依据。
9. 向绝热恒容密闭容器中通入SO2和
NO2，一定条件下使反应SO2(g)＋
NO2(g) SO3(g)＋NO(g)达到平衡，
如图所示为正反应速率随时间的变化。
下列说法中，正确的是(　　)
A. 反应在c点达到平衡状态
B. 反应物浓度：a点小于b点
C. 反应物的总能量低于生成物的总能量
D. Δt1＝Δt2时，SO2的转化率：a~b段小于b~c段
D
【解析】 化学平衡状态的实质是正反应速率等于逆反应速率，c点正反应速率最大，不能说明正反应速率不变，则不能确定是否达到平衡状态，A错误；a到b时正反应速率增大，反应物浓度随时间不断减小，B错误；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，C错误；a~c段，随着反应的进行，正反应速率增大，Δt1＝Δt2时，SO2的转化率：a~b段小于b~c段，D正确。
10. 一定条件下，向2 L恒容密闭容器中充入1 mol COCl2(g)，发生反应COCl2(g) Cl2(g)＋CO(g)，反应过程中测得的有关数据见下表。下列说法中，错误的是(　　)
t/s 0 2 4 6 8
n(Cl2)/mol 0 0.30 0.39 0.40 0.40
A. 6 s之后反应到达平衡状态，容器内的压强不再随时间的延续而改变
B. 达到6 s时，反应停止，不再进行
C. 8 s时，反应容器中各物质的浓度不再发生变化
D. 生成Cl2的平均反应速率为v(0~2 s)＞v(2~4 s)　
B
【解析】 6 s之后氯气的物质的量不再改变，化学反应到达平衡状态，容器内气体总物质的量保持不变，因而压强不变，A正确；6 s时达到平衡状态，反应不会停止，仍在进行，B错误；在8 s时是平衡状态，反应容器中各物质的浓度不再发生变化，C正确；0~2 s生成氯气0.30 mol，2~4 s生成氯气0.09 mol，可知0~2 s内反应生成Cl2的平均反应速率大，D正确。
11. (2025·慈溪中学检测)在绝热恒容的密闭体系中发生可逆反应：A(s)＋2B(g) 2C(g)ΔH＜0。以下能作为该反应达到化学平衡状态标志的是(　　)
①v正(B)＝v逆(C)
②n(B)∶n(C)＝1∶1
③容器内压强不再改变
④容器内气体的密度不再改变
⑤容器内混合气体的平均相对分子质量不再改变
A. ①③④⑤ B. ①④
C. ①④⑤ D. ①②③④
A
【解析】 ①用不同的物质表示反应速率，反应方向是一正一逆，且反应速率之比等于其化学计量数之比，因此v正(B)＝v逆(C)，说明反应达到平衡，符合题意；②题中没有指明投入量以及转化率，因此n(B)∶n(C)＝1∶1不能说明反应达到平衡，不符合题意；③该反应为放热反应，且容器为恒容绝热，随着反应进行，温度升高，气体压强增大，当压强不再改变，说明反应达到平衡，符合题意；④A为固体，B、C为气体，随着反应进行，气体质量增大，容器为恒容，气体总体积不变，因此当密度不再改变，说明反应达到平衡，符合题意；⑤A为固体，B、C为气体，随着反应进行，气体质量增大，反应前后气体化学计量数之和相等，气体总物质的量不变时，因此当混合气体平均相对分子质量不变时，说明反应达到平衡，符合题意。
12. (2025·苏州中学检测)绝热、恒容的密闭容器中，发生可逆反应：CO(g)＋H2S(g) H2(g)＋COS(g)　ΔH＜0。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 mol H—S的同时，也断裂1 mol H—H
C. 体系的温度不再改变
D. v消耗(CO)∶v生成(COS)＝1∶1
D
【解析】 该反应是反应前后气体体积不变的放热反应，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，A正确；断裂2 mol H—S即消耗1 mol H2S的同时，也断裂1 mol H—H即消耗1 mol H2，方向不同，速率之比等于其化学计量数之比，能说明达到平衡，B正确；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，C正确；v消耗(CO)∶
v生成(COS)＝1∶1，消耗CO是正向，生成COS是正向，同一个方向，不能说明达到平衡，D错误。
拓展突破练
13. 一定条件下，0.3 mol X(g)与0.3 mol Y(g)在容积固定的密闭
容器中发生反应：X(g)＋3Y(g) 2Z(g)　ΔH＝－a kJ·mol－1。
下列说法中，正确的是(　　)
A. 反应一段时间后，X与Y的物质的量之比仍为1∶1
B. 达到平衡时，反应放出0.1a kJ的热量
C. 达到平衡后，若向平衡体系中充入稀有气体，Z的正反应速
率将不发生变化
D. X的体积分数保持不变，说明反应已达到平衡
C
【解析】 反应过程中X与Y的变化量之比是1∶3，则反应一段时间后，X与Y的物质的量之比不可能仍为1∶1，A错误；达到平衡时，因可逆反应不能反应完全，则反应的X小于0.1 mol，反应放出的热量小于0.1a kJ，B错误；恒容条件下，达到平衡后，若向平衡体系中充入稀有气体，不影响反应物和生成物的浓度，反应速率不变，C正确；该平衡反应中X转化的物质的量为x mol，列三段式：
　　　　　　 X(g)　＋　3Y(g) 2Z(g)
起始量/mol 0.3　 0.3 　0
变化量/mol 　x　 　3x　 　2x
变后量/mol　 0.3－x　 0.3－3x　 　2x
X的体积分数为×100%＝50%，X的体积分数始终保持不变，不能说明反应已达到平衡，D错误。2.2 练习1　化学平衡状态
题组一　化学平衡状态的建立及特征
1. 在一定条件下，气体参与的某正反应方向ΔH＜0的可逆反应达到化学平衡时，下列说法中，错误的是(　A　)
A. 反应物的浓度一定等于生成物的浓度
B. 反应体系中压强恒定
C. 反应体系中混合物的组成保持不变
D. 反应体系中温度不变
【解析】 对于放热的可逆反应，达到平衡时，反应物与生成物的浓度不一定相等，A错误；可逆反应达到平衡时，正、逆反应速率相等，气体分子数保持不变，反应体系中压强恒定，混合物的组成保持不变，反应体系中温度不变，B、C、D正确。
2. 如图所示为可逆反应：N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g)的化学反应速率(v)与时间(t)的关系曲线。下列说法中，正确的是(　C　)
A. t1时刻，反应逆向进行
B. t2时刻，c(N2)∶c(H2)∶c(NH3)一定为1∶3∶2
C. t2时刻，H2在该条件下转化率达到最大
D. t2~t3时间段内，反应停止
【解析】 由题图可知，在t1时刻，v正＞v逆，反应正向进行，A错误；t2时刻反应达到平衡，但起始浓度未知，故无法计算N2、H2、NH3三者浓度大小关系，B错误；t2时刻反应达到平衡，正、逆反应速率相等，反应达到限度，反应物的转化率最大，C正确；t2~t3反应达到平衡状态，反应达到平衡状态，v正＝v逆≠0，反应没有停止，D错误。
3. 已知：X(g)＋2Y(g) 3Z(g)　ΔH＝－a kJ·mol－1(a＞0)。下列说法中，错误的是(　D　)
A. 0.1 mol X和0.2 mol Y充分反应生成Z的物质的量一定小于0.3 mol
B. 达到化学平衡状态时，X、Y、Z的浓度不再发生变化
C. 反应生成3 mol Z(g)时，反应放出的总热量为a kJ
D. X、Y、Z的物质的量浓度之比为1∶2∶3时表明反应达到平衡状态
【解析】 可逆反应中反应物不能完全转化为生成物，该反应为可逆反应，所以0.1 mol X和0.2 mol Y充分反应生成Z的物质的量一定小于0.3 mol，A正确；可逆反应达到平衡状态时，各物质的浓度不变，所以该反应达到平衡状态时，X、Y、Z的浓度不再发生变化，B正确；由热化学方程式可知，反应生成3 mol Z(g)时，反应放出的总热量为a kJ，C正确；浓度之比为1∶2∶3不能作为反应达到平衡状态的依据，D错误。
题组二　化学平衡状态的判断
4. 一定温度下，在某恒容密闭容器中，对于可逆反应aN(g)＋bM(g) cR(g)的下列叙述中，能作为判断该反应达到平衡状态标志的是(　C　)
A. n(N)∶n(M)∶n(R)＝a∶b∶c
B. 混合气体的密度不再随时间而改变
C. 单位时间内，每消耗a mol N的同时生成b mol M
D. 混合气体的总质量不再随时间而改变
【解析】 n(N)∶n(M)∶n(R)＝a∶b∶c与投入量和转化率有关，不能作为判定该反应达到平衡状态的依据，A错误；由于混合气体的总质量不变，恒容密闭容器容积一定，混合气体的密度不变，不能作为判定该反应达到平衡状态的依据，B错误；单位时间内，每消耗a mol N的同时生成b mol M，证明v正＝v逆，能作为判断该反应达到平衡状态的标志，C正确；由于混合气体的总质量一直不变，混合气体的总质量不再随时间而改变，不能作为判定该反应达到平衡状态的依据，D错误。
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)，下列能说明反应达到平衡状态的是(　B　)
A. 恒温恒容条件下，混合气体的压强不再发生变化
B. 两个H—O断裂的同时有两个C==O断裂
C. 在恒容密闭容器中，气体密度不再发生变化
D. 混合气体的平均摩尔质量不再发生变化
【解析】 题给反应是一个反应前后气体物质的量不变的反应，恒温恒容条件下，混合气体的压强不变，无法说明反应达到平衡状态，A错误；两个H—O断裂表示的是正反应速率，两个C==O断裂表示的是逆反应速率，正、逆反应速率相等，说明反应达到平衡状态，B正确；在恒容密闭容器中，混合气体的质量和体积始终不变，则混合气体的密度始终不变，所以反应容器内的气体密度不再发生变化不能说明反应达到平衡状态，C错误；该反应是反应前后气体的物质的量不变的可逆反应，根据可知，混合气体的平均摩尔质量始终不发生变化，所以混合气体的平均摩尔质量不变不能说明反应达到平衡状态，D错误。
6. 下列标志可表明对应反应达到平衡状态的是(　C　)
选项 反应条件 可逆反应 标志
A. 恒温恒容 2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g) 混合气体的密度不变
B. 恒温恒压 NH2COONH4(s) 2NH3(g)＋CO2(g) NH3在混合气体中的百分含量不变
C. 恒温恒容 H2(g)＋I2(g)2HI(g) 2v正(H2)＝v逆(HI)
D. 恒温恒压 2NO2(g) N2O4(g) c(NO2)＝2c(N2O4)
【解析】 该反应的反应物和生成物都是气体，气体的质量不变，反应在恒温恒容密闭容器中进行，气体的体积不变，则无论反应是否达到平衡，反应混合气体的密度始终不变，因此不能据此判断反应是否达到平衡状态，A错误；该反应中只有生成物是气体，二者的物质的量之比为定值，则无论反应是否达到平衡状态，NH3在混合气体中的百分含量始终不变，因此不能据此判断反应是否达到平衡状态，B错误；在任何时刻都存在2v正(H2)＝v正(HI)，若2v正(H2)＝v逆(HI)，则v正(HI)＝v逆(HI)，HI的浓度不变，反应处于平衡状态，C正确；在任何时刻物质反应时转化浓度关系为c(NO2)＝2c(N2O4)，但反应达到平衡时是否存在该浓度关系，与开始时加入反应物的多少及反应条件有关，不能据此判断反应是否达到平衡状态，D错误。
7. 在一定温度下，将2 mol NO2气体通入恒容密闭容器中，发生反应：2NO2(g) N2O4(g)。下列不能说明该反应已达到平衡状态的是(　B　)
A. N2O4的浓度不再改变
B. NO2的消耗速率等于N2O4的生成速率
C. 混合气体的颜色不变
D. 混合气体中NO2的百分含量不变
【解析】 N2O4的浓度不再改变，反应达到平衡状态，A不符合题意；NO2的消耗速率和N2O4的生成速率均为正反应速率且两者速率之比不等于其化学计量数之比，不能作为反应达到平衡状态标志，B符合题意；混合气体的颜色不变，说明NO2的浓度不再发生变化，反应达到平衡状态，C不符合题意；混合气体中NO2的百分含量不变，反应达到平衡状态，D不符合题意。
8. 已知：N2O4(g) 2NO2(g)　ΔH＞0，现将1 mol N2O4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(　B　)
A. 　　　 B.
C. 　　　 D.
【解析】 B项，对于一个特定反应，温度、压强不变，ΔH固定不变，不能作为判断反应是否达到平衡状态的依据。
9. 向绝热恒容密闭容器中通入SO2和NO2，一定条件下使反应SO2(g)＋NO2(g) SO3(g)＋NO(g)达到平衡，如图所示为正反应速率随时间的变化。下列说法中，正确的是(　D　)
A. 反应在c点达到平衡状态
B. 反应物浓度：a点小于b点
C. 反应物的总能量低于生成物的总能量
D. Δt1＝Δt2时，SO2的转化率：a~b段小于b~c段
【解析】 化学平衡状态的实质是正反应速率等于逆反应速率，c点正反应速率最大，不能说明正反应速率不变，则不能确定是否达到平衡状态，A错误；a到b时正反应速率增大，反应物浓度随时间不断减小，B错误；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，C错误；a~c段，随着反应的进行，正反应速率增大，Δt1＝Δt2时，SO2的转化率：a~b段小于b~c段，D正确。
10. 一定条件下，向2 L恒容密闭容器中充入1 mol COCl2(g)，发生反应COCl2(g) Cl2(g)＋CO(g)，反应过程中测得的有关数据见下表。下列说法中，错误的是(　B　)
t/s 0 2 4 6 8
n(Cl2)/mol 0 0.30 0.39 0.40 0.40
A. 6 s之后反应到达平衡状态，容器内的压强不再随时间的延续而改变
B. 达到6 s时，反应停止，不再进行
C. 8 s时，反应容器中各物质的浓度不再发生变化
D. 生成Cl2的平均反应速率为v(0~2 s)＞v(2~4 s)　
【解析】 6 s之后氯气的物质的量不再改变，化学反应到达平衡状态，容器内气体总物质的量保持不变，因而压强不变，A正确；6 s时达到平衡状态，反应不会停止，仍在进行，B错误；在8 s时是平衡状态，反应容器中各物质的浓度不再发生变化，C正确；0~2 s生成氯气0.30 mol，2~4 s生成氯气0.09 mol，可知0~2 s内反应生成Cl2的平均反应速率大，D正确。
11. (2025·慈溪中学检测)在绝热恒容的密闭体系中发生可逆反应：A(s)＋2B(g) 2C(g)ΔH＜0。以下能作为该反应达到化学平衡状态标志的是(　A　)
①v正(B)＝v逆(C)
②n(B)∶n(C)＝1∶1
③容器内压强不再改变
④容器内气体的密度不再改变
⑤容器内混合气体的平均相对分子质量不再改变
A. ①③④⑤
B. ①④
C. ①④⑤
D. ①②③④
【解析】 ①用不同的物质表示反应速率，反应方向是一正一逆，且反应速率之比等于其化学计量数之比，因此v正(B)＝v逆(C)，说明反应达到平衡，符合题意；②题中没有指明投入量以及转化率，因此n(B)∶n(C)＝1∶1不能说明反应达到平衡，不符合题意；③该反应为放热反应，且容器为恒容绝热，随着反应进行，温度升高，气体压强增大，当压强不再改变，说明反应达到平衡，符合题意；④A为固体，B、C为气体，随着反应进行，气体质量增大，容器为恒容，气体总体积不变，因此当密度不再改变，说明反应达到平衡，符合题意；⑤A为固体，B、C为气体，随着反应进行，气体质量增大，反应前后气体化学计量数之和相等，气体总物质的量不变时，因此当混合气体平均相对分子质量不变时，说明反应达到平衡，符合题意。
12. (2025·苏州中学检测)绝热、恒容的密闭容器中，发生可逆反应：CO(g)＋H2S(g) H2(g)＋COS(g)　ΔH＜0。下列各项中，不能说明该反应已经达到化学平衡状态的是(　D　)
A. 体系的压强不再改变
B. 断裂2 mol H—S的同时，也断裂1 mol H—H
C. 体系的温度不再改变
D. v消耗(CO)∶v生成(COS)＝1∶1
【解析】 该反应是反应前后气体体积不变的放热反应，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，A正确；断裂2 mol H—S即消耗1 mol H2S的同时，也断裂1 mol H—H即消耗1 mol H2，方向不同，速率之比等于其化学计量数之比，能说明达到平衡，B正确；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，C正确；v消耗(CO)∶v生成(COS)＝1∶1，消耗CO是正向，生成COS是正向，同一个方向，不能说明达到平衡，D错误。
13. 一定条件下，0.3 mol X(g)与0.3 mol Y(g)在容积固定的密闭容器中发生反应：X(g)＋3Y(g) 2Z(g)　ΔH＝－a kJ·mol－1。下列说法中，正确的是(　C　)
A. 反应一段时间后，X与Y的物质的量之比仍为1∶1
B. 达到平衡时，反应放出0.1a kJ的热量
C. 达到平衡后，若向平衡体系中充入稀有气体，Z的正反应速率将不发生变化
D. X的体积分数保持不变，说明反应已达到平衡
【解析】 反应过程中X与Y的变化量之比是1∶3，则反应一段时间后，X与Y的物质的量之比不可能仍为1∶1，A错误；达到平衡时，因可逆反应不能反应完全，则反应的X小于0.1 mol，反应放出的热量小于0.1a kJ，B错误；恒容条件下，达到平衡后，若向平衡体系中充入稀有气体，不影响反应物和生成物的浓度，反应速率不变，C正确；该平衡反应中X转化的物质的量为x mol，列三段式：
　　　　　　 X(g)　＋　3Y(g) 2Z(g)
起始量/mol 0.3　 0.3 　0
变化量/mol 　x　 　3x　 　2x
变后量/mol　 0.3－x　 0.3－3x　 　2x
X的体积分数为×100%＝50%，X的体积分数始终保持不变，不能说明反应已达到平衡，D错误。2.2 练习1　化学平衡状态
题组一　化学平衡状态的建立及特征
1. 在一定条件下，气体参与的某正反应方向ΔH＜0的可逆反应达到化学平衡时，下列说法中，错误的是(　 )
A. 反应物的浓度一定等于生成物的浓度
B. 反应体系中压强恒定
C. 反应体系中混合物的组成保持不变
D. 反应体系中温度不变
2. 如图所示为可逆反应：N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g)的化学反应速率(v)与时间(t)的关系曲线。下列说法中，正确的是(　 )
A. t1时刻，反应逆向进行
B. t2时刻，c(N2)∶c(H2)∶c(NH3)一定为1∶3∶2
C. t2时刻，H2在该条件下转化率达到最大
D. t2~t3时间段内，反应停止
3. 已知：X(g)＋2Y(g) 3Z(g)　ΔH＝－a kJ·mol－1(a＞0)。下列说法中，错误的是(　 )
A. 0.1 mol X和0.2 mol Y充分反应生成Z的物质的量一定小于0.3 mol
B. 达到化学平衡状态时，X、Y、Z的浓度不再发生变化
C. 反应生成3 mol Z(g)时，反应放出的总热量为a kJ
D. X、Y、Z的物质的量浓度之比为1∶2∶3时表明反应达到平衡状态
题组二　化学平衡状态的判断
4. 一定温度下，在某恒容密闭容器中，对于可逆反应aN(g)＋bM(g) cR(g)的下列叙述中，能作为判断该反应达到平衡状态标志的是(　 )
A. n(N)∶n(M)∶n(R)＝a∶b∶c
B. 混合气体的密度不再随时间而改变
C. 单位时间内，每消耗a mol N的同时生成b mol M
D. 混合气体的总质量不再随时间而改变
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)，下列能说明反应达到平衡状态的是(　 )
A. 恒温恒容条件下，混合气体的压强不再发生变化
B. 两个H—O断裂的同时有两个C==O断裂
C. 在恒容密闭容器中，气体密度不再发生变化
D. 混合气体的平均摩尔质量不再发生变化
6. 下列标志可表明对应反应达到平衡状态的是(　 )
选项 反应条件 可逆反应 标志
A. 恒温恒容 2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g) 混合气体的密度不变
B. 恒温恒压 NH2COONH4(s) 2NH3(g)＋CO2(g) NH3在混合气体中的百分含量不变
C. 恒温恒容 H2(g)＋I2(g)2HI(g) 2v正(H2)＝v逆(HI)
D. 恒温恒压 2NO2(g) N2O4(g) c(NO2)＝2c(N2O4)
7. 在一定温度下，将2 mol NO2气体通入恒容密闭容器中，发生反应：2NO2(g) N2O4(g)。下列不能说明该反应已达到平衡状态的是(　 )
A. N2O4的浓度不再改变
B. NO2的消耗速率等于N2O4的生成速率
C. 混合气体的颜色不变
D. 混合气体中NO2的百分含量不变
8. 已知：N2O4(g) 2NO2(g)　ΔH＞0，现将1 mol N2O4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(　 )
A. 　　　 B.
C. 　　　 D.
9. 向绝热恒容密闭容器中通入SO2和NO2，一定条件下使反应SO2(g)＋NO2(g) SO3(g)＋NO(g)达到平衡，如图所示为正反应速率随时间的变化。下列说法中，正确的是(　 )
A. 反应在c点达到平衡状态
B. 反应物浓度：a点小于b点
C. 反应物的总能量低于生成物的总能量
D. Δt1＝Δt2时，SO2的转化率：a~b段小于b~c段
10. 一定条件下，向2 L恒容密闭容器中充入1 mol COCl2(g)，发生反应COCl2(g) Cl2(g)＋CO(g)，反应过程中测得的有关数据见下表。下列说法中，错误的是(　 )
t/s 0 2 4 6 8
n(Cl2)/mol 0 0.30 0.39 0.40 0.40
A. 6 s之后反应到达平衡状态，容器内的压强不再随时间的延续而改变
B. 达到6 s时，反应停止，不再进行
C. 8 s时，反应容器中各物质的浓度不再发生变化
D. 生成Cl2的平均反应速率为v(0~2 s)＞v(2~4 s)　
11. (2025·慈溪中学检测)在绝热恒容的密闭体系中发生可逆反应：A(s)＋2B(g) 2C(g)ΔH＜0。以下能作为该反应达到化学平衡状态标志的是(　 )
①v正(B)＝v逆(C)
②n(B)∶n(C)＝1∶1
③容器内压强不再改变
④容器内气体的密度不再改变
⑤容器内混合气体的平均相对分子质量不再改变
A. ①③④⑤
B. ①④
C. ①④⑤
D. ①②③④
12. (2025·苏州中学检测)绝热、恒容的密闭容器中，发生可逆反应：CO(g)＋H2S(g) H2(g)＋COS(g)　ΔH＜0。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 mol H—S的同时，也断裂1 mol H—H
C. 体系的温度不再改变
D. v消耗(CO)∶v生成(COS)＝1∶1
13. 一定条件下，0.3 mol X(g)与0.3 mol Y(g)在容积固定的密闭容器中发生反应：X(g)＋3Y(g) 2Z(g)　ΔH＝－a kJ·mol－1。下列说法中，正确的是(　 )
A. 反应一段时间后，X与Y的物质的量之比仍为1∶1
B. 达到平衡时，反应放出0.1a kJ的热量
C. 达到平衡后，若向平衡体系中充入稀有气体，Z的正反应速率将不发生变化
D. X的体积分数保持不变，说明反应已达到平衡

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