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1．化学平衡研究的对象——可逆反应
（1）在相同条件下，既能向正反应方向进行，同时又能向逆反应方向进行的化学反应，称为可逆反应。在可逆反应中使用“”。
可逆反应必须是同一条件下既能向正反应方向进行又能向逆反应方向进行的反应，对于在不同反应条件下进行的反应物、生成物正好相反的反应则不能认为是可逆反应。
（2）特点：三同一小
①三同：a．相同条件下；b．正、逆反应同时进行；c．反应物与生成物同时存在。
②一小：任一组分的转化率都小于100%。
2．化学平衡状态
一定条件下的可逆反应，当反应进行到一定程度时，正反应速率和逆反应速率相等，反应物的浓度和生成物的浓度不再改变，我们称之为“化学平衡状态”，简称化学平衡。
（1）建立过程
在一定条件下，把某一可逆反应的反应物加入固定容积的密闭容器中。反应过程如下：
以上过程可用如图表示：
3．化学平衡状态的特征
4．化学平衡状态的判断
（1）动态标志：v正=
v逆≠0
①同种物质：同一物质的生成速率等于消耗速率。
②不同物质：必须标明是“异向”的反应速率关系。如aA+bBcC+dD，=时，反应达到平衡状态。
（2）静态标志：各种“量”不变
①各物质的质量、物质的量或浓度不变；
②各物质的百分含量（物质的量分数、质量分数、体积分数）不变；
③温度、压强（化学反应方程式两边气体体积不相等）或颜色（某组分有颜色）不变。
（3）综合分析
举例
mA(g)+nB(g)pC(g)
+qD(g)
状态
混合物体系中各成分的含量
各物质的物质的量或各物质的物质的量分数一定
平衡
各物质的质量或各物质的质量分数一定
平衡
各气体的体积或体积分数一定
平衡
总压强、总体积、总物质的量一定
不一定平衡
正、逆反应速率的关系
在单位时间内消耗了m
mol
A，同时生成
m
mol
A，即v正=v逆
平衡
在单位时间内消耗了n
mol
B，同时生成p
mol
C
不一定平衡
vA∶vB∶vC∶vD=m∶n∶p∶q，v正不一定等于v逆
不一定平衡
在单位时间内生成了n
mol
B，同时消耗了q
mol
D
不一定平衡
压强
m+n≠p+q时，总压强一定（其他条件一定）
平衡
m+n=p+q时，总压强一定（其他条件一定）
不一定平衡
混合气体的平均相对分子质量（）
一定，当m+n≠p+q时
平衡
一定，当m+n=p+q时
不一定平衡
温度
任何化学反应都伴随着能量的变化，在其他条件不变的情况下，体系温度一定
平衡
密度
密度一定
不一定平衡
颜色
含有有色物质的体系颜色不再变化
平衡
考向一
可逆反应的特点
典例1
一定条件下，对于可逆反应X(g)+3Y(g)2Z(g)，若X、Y、Z的起始浓度分别为c1、c2、c3(均不为零)，达到平衡时，X、Y、Z的浓度分别为
0.1
mol·L 1、0.3
mol·L 1、0.08
mol·L 1，则下列判断正确的是
A．c1∶c2=3∶1
B．平衡时，Y和Z的生成速率之比为2∶3
C．X、Y的转化率不相等
D．c1的取值范围为0mol·L 1
反应的特点可知0mol·L 1，D正确。
【答案】D
1．在一密闭容器中进行反应：2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)，已知反应过程中某一时刻SO2、O2、SO3的浓度分别为0.2
mol·L 1、0.1
mol·L 1、0.2
mol·L 1，当反应达到平衡时，可能存在的数据是
A．SO2为0.4
mol·L 1，O2为0.2
mol·L 1
B．SO2为0.25
mol·L 1
C．SO3为0.4
mol·L 1
D．SO2、SO3均为0.15
mol·L 1
极端假设法确定物质的浓度范围
（1）原理：可逆反应不可能进行完全，反应体系各物质同时共存。
（2）假设反应正向或逆向进行到底，求出各物质浓度的最大值和最小值，从而确定它们的浓度范围。
考向二
化学平衡状态的确定
典例1
在一定温度下，向a
L密闭容器中加入1
mol
X气体和2
mol
Y气体，发生如下反应：X(g)+2Y(g)
2Z(g)，此反应达到平衡的标志是
A．容器内气体密度不随时间变化
B．v(X)∶v(Y)=1∶2
C．容器内X、Y、Z的浓度不随时间变化
D．单位时间消耗0.1
mol
X同时生成0.2
mol
Z
【答案】C
2．一定温度下，反应N2O4(g)2NO2(g)的焓变为ΔH。现将1
mol
N2O4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．①②
B．②④
C．③④
D．①④
判断化学平衡状态的方法——“逆向相等，变量不变”
1．下列有关可逆反应和化学反应限度的理解不正确的是
A．可逆反应是指在同一条件下，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
B．可逆反应达到化学平衡状态时，正反应速率与逆反应速率相等
C．可逆反应达到化学平衡状态时，反应物与生成物的物质的量相等
D．化学反应的限度可以通过改变条件来改变
2．某温度下，在一固定容积的容器中进行反应H2(g)+I2(g)2HI(g)，下列情况一定能说明反应已达到化学平衡状态的是
A．压强不随时间的改变而改变
B．气体的总质量不再改变
C．混合气体中各组成成分的含量不再改变
D．单位时间内每消耗1
mol
I2，同时有2
mol
HI生成
3．一定条件下，容积为1L的密闭容器中发生反应：SiF4(g)+2H2O(g)SiO2(s)+4HF(g)
△H=+148.9
kJ·mol-1，下列各项中不能说明该反应已达化学平衡状态的是
A．v(SiF4)消耗=4v(HF)生成
B．HF的体积分数不再变化
C．容器内气体压强不再变化
D．容器内气体的总质量不再变化
4．一定温度下，在一固定体积的密闭容器中，对于可逆反应A(s)＋3B(g)2C(g)，下列说法说明达到平衡状态的是
①C的生成速率和C的分解速率相等；②单位时间内生成a
mol
A，同时生成3a
mol
B；③气体密度不再变化；④混合气体的总压强不再变化；⑤A、B、C的物质的量之比为1∶3∶2；⑥混合气体的平均相对分子质量不变
A．②④⑤　　　　　　　
B．①③④⑥
C．①②④⑥　
D．①②③④⑤
5．在一定温度下的某容积可变的密闭容器中，建立下列化学平衡：C(s)＋H2O(g)CO(g)＋H2(g)。不能确定上述可逆反应在一定条件下已达到化学平衡状态的是
A．体系的体积不再发生变化
B．v正(CO)＝v逆(H2O)
C．生成n
mol
CO的同时生成n
mol
H2
D．1
mol
H—H键断裂的同时断裂2
mol
H—O键
6．现在一容器中加入一定量的A和B，发生化学反应：A＋2B3C。如果在反应中用v(A)、v(B)、
v(C)表示正反应速率，用v′(A)、v′(B)、v′(C)表示逆反应速率，下列描述中正确的是
A．在容器中，任何时候v(A)＝v(B)＝v(C)
B．在任何时候容器中都必然存在着：v(A)∶v(B)∶v(C)＝v′(A)∶v′(B)∶v′(C)＝1∶2∶3
C．当v(A)＝v(B)＝v′(A)＝v′(B)时，表示反应已达到平衡状态
D．当v′(A)＝v′(B)时，表示反应已达到平衡状态
7．在反应2SO2＋O22SO3中，有a
mol
SO2和b
mol
O2参加反应，达到化学平衡状态时有c
mol
SO3生成，则SO2在反应混合物中的体积分数为
A．
×100%
B．
×100%
C．
×100%
D．
%
8．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
9．已知X(g)和Y(g)可以相互转化：2X(g)Y(g)　ΔH<0。现将一定量X(g)和Y(g)的混合气体通入一体积为1
L的恒温密闭容器中，反应物及生成物的浓度随时间变化的关系如图所示。则下列说法不正确的是
A．若混合气体的压强不变，则说明反应已达化学平衡状态
B．a、b、c、d四个点表示的反应体系中，表示化学反应处于平衡状态的只有b点
C．25~30
min内用X表示的平均化学反应速率是0.08
mol·L 1·min 1
D．反应进行至25
min时，曲线发生变化的原因是增加Y的浓度
10．某温度时，在0.5
L密闭容器中某一反应的A，B气体物质随时间变化的曲线如图所示，由图中数据分析求得：
（1）该反应的化学方程式为　
　。
（2）反应开始至4
min时，B的平均反应速率为　
　。
（3）平衡时A的转化率为　
　；混合气体中A的体积分数为　
　。
（4）第4
min时，正、逆反应速率的大小关系为：v(正)　
　v(逆)(填“＞”、“＜”或“=”，下同)，第8
min时，v(正)　
　v(逆)。
（5）下列叙述能说明上述反应达到化学平衡状态的是
(填字母)。
A．达到化学平衡时，2v正(A)=3v逆(B)
B．单位时间内每消耗3
mol
A，同时生成2
mol
B
C．混合气体的总质量不随时间的变化而变化
D．混合气体的总压强不随时间的变化而变化
1．[2017新课标Ⅲ]砷（As）是第四周期ⅤA族元素，可以形成As2S3、As2O5、H3AsO3、H3AsO4等化合物，有着广泛的用途。回答下列问题：
（4）298
K时，将20
mL
3x
mol·L 1
Na3AsO3、20
mL
3x
mol·L 1
I2和20
mL
NaOH溶液混合，发生反应：(aq)+I2(aq)+2OH (aq)(aq)+2I (aq)+
H2O(l)。溶液中c()与反应时间（t）的关系如图所示。
①下列可判断反应达到平衡的是__________（填标号）。
a．溶液的pH不再变化
b．v(I )=2v()
c．c()/c()不再变化
d．c(I )=y
mol·L 1
②tm时，v正_____
v逆（填“大于”“小于”或“等于”）。
③tm时v逆_____
tn时v逆（填“大于”“小于”或“等于”），理由是_____________。
1．【答案】B
【解析】A中，SO2和O2的浓度增大，说明反应向逆反应方向进行建立平衡，SO2和O2的浓度变化分别为0.2
mol·L 1、0.1
mol·L 1，需要消耗三氧化硫的浓度为0.2
mol·L 1，由于该反应为可逆反应，SO3的实际变化浓度应小于其原有浓度
0.2
mol·L 1，所以达到平衡时SO2小于
0.4
mol·L 1，O2小于
0.2
mol·L 1，错误；B中，SO2的浓度增大，说明反应向逆反应方向进行建立平衡，若SO3完全反应，则SO2的浓度变化为0.2
mol·L 1，该题中实际变化为
0.05
mol·L 1，小于0.2
mol·L 1，正确；C中，SO3的浓度增大，说明该反应向正反应方向进行建立平衡，若SO2和O2完全反应，SO3的浓度变化为
0.2
mol·L 1，实际变化应小于该值，错误；D中，反应物、生成物的浓度不可能同时减小，一个浓度减小，另一个浓度一定增大，错误。
2．【答案】D
1．【答案】C
【解析】可逆反应在同一条件下，既能向正反应方向进行，同时又能向逆反应方向进行，A项正确；正反应速率和逆反应速率相等是可逆反应达到化学平衡状态的基本标志，B项正确；可逆反应达到化学平衡状态时，反应物、生成物的物质的量不再发生变化，但不一定相等，C项错误；可逆反应达到化学平衡状态是有条件的，条件变化平衡可能就会移动，D项正确。
2．【答案】C
【解析】此反应中各组成成分均为气体且反应前后气体的物质的量相等，故无论是否达到化学平衡状态，压强和质量都不发生改变，故A、B项不正确；消耗I2与生成HI的方向均为正反应方向，D项不能说明正反应速率与逆反应速率相等，故不正确。
【备注】判断某反应是否达到化学平衡状态，主要是看各组成成分的量是否发生变化，正逆反应速率是否相等。
3．【答案】A
总质量不再变化，说明处于平衡状态，故D错。
4．【答案】B
【解析】①是判断平衡状态的本质依据，正确；②生成A、B都是逆反应方向，在任何条件下都成立，错误；③容器体积不变，气体密度不变，说明气体总质量不变，即平衡不移动，正确；④容器体积不变，一定温度下，当压强不变时，气体总物质的量不变，正确；⑤A、B、C的物质的量之比等于其化学计量数之比不能说明反应是否达到平衡，错误；⑥随着反应进行，气体质量增大，气体总物质的量减小，相对分子质量增大，当相对分子质量不变时，说明达到平衡状态，正确。
5．【答案】C
【解析】不论反应是否达到平衡状态，生成n
mol
CO的同时都会生成n
mol
H2。
6．【答案】B
【解析】在可逆反应中实际上存在两个反应，即正反应和逆反应，两个反应中的反应速率之比总是等于其化学计量数之比，所以v(A)∶v(B)∶v(C)＝v′(A)∶v′(B)∶v′(C)＝1∶2∶3，故A错误、B正确；当v(A)＝v′(A)或v′(B)＝v(B)时反应达到平衡状态，不会存在v(A)＝v(B)＝v′(A)＝v′(B)，故C错；v′(A)、v′(B)都是逆反应速率，故D错。
7．【答案】D
【解析】本题考查了化学平衡的基本计算。a
mol
SO2和b
mol
O2参加反应，达到化学平衡状态时有c
mol
SO3生成，则：
故(SO2)=
×100%=%，故选D。
8．【答案】C
【解析】该反应为有固体参与的非等体反应，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(NH3为，CO2为)。
9．【答案】D
进行至25
min时，X物质的浓度增大，D项不正确。
10．【答案】（1）3A2B
（2）0.1
mol·L 1·min 1
（3）75%
25%
（4）>
=
（5）AD
【解析】本题考查的是化学平衡的有关计算以及化学平衡状态的判断。（1）由图像可知，A的物质的量逐渐减小，应为反应物，B的物质的量逐渐增加，应为生成物，参加反应的物质的物质的量之比等于其化学计量数之比，则△n(A)=(0.8
mol－0.2
mol)=0.6
mol，△n(B)=(0.6
mol－0.2
mol)=0.4
mol，则△n(A)：△n(B)=3∶2，所以反应的化学方程式应为3A2B；
（2）反应开始至4
min时，B的平均反应速率为△v==
=0.1
mol·L 1·min 1；
（3）平衡时A的转化率为×100%=75%；由图可知，平衡时A的物质的量为0.2
mol，B的物质的量为0.6
mol，所以A的物质的量分数为×100%=25%，由于物质的体积分数等于其物质的量分数，所以A的体积分数为25%；
（4）由图象可知，第4
min时，A的物质的量继续减小，B的物质的量继续增加，反应继续向正反应方向进行，所以v(正)>v(逆)；第8
min时，反应达到平衡状态，正反应速率等于逆反应速率，即v(正)=v(逆)；
（5）2v正(A)=3v逆(B)说明正反应速率等于逆反应速率，能说明反应达到平衡状态，故A正确；任何时候单位时间内每消耗3
molA，都会同时生成2
molB，指的是同一个方向，不能说明反应达到平衡状态，故B错；A和B均为气体，根据质量守恒定律可知，任何时候，混合气体的总质量都不随时间的变化而变化，所以不能说明反应达到了平衡状态，故C错；由于该反应前后气体分子数不相等，所以随着反应的进行混合气体的总压强一直在改变，当混合气体的总压强不随时间的变化而变化时，说明反应达到了平衡状态，故D正确。
1．【答案】（4）①ac
②大于
③小于
tm时生成物浓度较低
以逆反应速率：tm【名师点睛】反应到达平衡状态时，正逆反应速率相等，平衡时各物质的浓度、百分含量不变，以及由此衍生的一些量也不发生变化。反应前后不改变的量不能作为判断化学平衡状态的依据，如本反应中随反应的进行AsO43 和I 的物质的量在变化，但二者浓度比始终是1∶2，不能作用为判断平衡状态的依据。
变式拓展
考点冲关
直通高考

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