第2章 第2节 第1课时 化学平衡状态（配套教参Word）-【步步高】2025-2026学年高二化学选择性必修1 化学反应原理学习笔记（人教版 浙江专版）

本讲义聚焦化学平衡状态核心知识点，从可逆反应概念与特点切入，通过v-t图像分析平衡建立过程，阐述“逆、等、动、定、变”特征，最终构建“等”“定”及“变量不变”的判断思维模型，形成递进式学习支架。 资料以科学思维为核心，通过判断题辨析可逆反应特征，结合同位素标记例题培养证据推理能力，表格对比不同反应平衡判据构建判断模型。课中辅助教师引导分析，课后通过对点练强化应用，助力学生查漏补缺，深化动态平衡的化学观念。

第二节　化学平衡 第1课时　化学平衡状态 [核心素养发展目标]　1.从可逆反应化学平衡状态的建立过程，认识化学平衡是一种动态平衡。2.熟知化学平衡状态的特征，建立化学平衡状态判断方法的思维模型。 一、可逆反应 1.可逆反应的概念 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反应。 2.可逆反应的特点 (1)合成氨反应中，如果N2过量，则可以使H2完全消耗(　　) (2)NH3和HCl反应生成NH4Cl与NH4Cl分解生成NH3和HCl互为可逆反应(　　) (3)可逆反应中，加入反应物，反应先向正反应方向进行，停止后再向逆反应方向进行(　　) 答案　(1)×　(2)×　(3)× 已知反应：NO2(g)+SO2(g)SO3(g)+NO(g)，起始时向某密闭容器中通入1 mol NO2、2 mol S18O2，一定条件下充分反应后，下列有关说法正确的是(　　) A.NO2中不可能含18O B.有1 mol N18O生成 C.S18O2的物质的量不可能为0.8 mol D.若开始时加入3 mol NO2气体，最多只能生成三氧化硫2 mol 答案　C 解析　反应NO2(g)+SO2(g)SO3(g)+NO(g)为可逆反应，则通入1 mol NO2、2 mol S18O2，充分反应后，SO2、SO3、NO、NO2中均含18O，故A错误；可逆反应的反应物不可能完全消耗，所以通入1 mol NO2、2 mol S18O2，不可能有1 mol N18O生成，NO2、S18O2的消耗都小于1 mol，所以S18O2的物质的量不可能为0.8 mol，故B错误、C正确；该反应是可逆反应，二氧化硫不可能完全转化，故D错误。 二、化学平衡状态 1.化学平衡状态的建立 在一定条件下的容积不变的密闭容器中，合成氨反应：N2+3H22NH3。 N2与H2反应 NH3的分解反应 绘制v-t图像 绘制v-t图像 答案 2.化学平衡状态的概念 在一定条件下的可逆反应体系中，当正、逆反应的速率相等时，反应物和生成物的浓度均保持不变，即体系的组成不随时间而改变，这表明该反应中物质的转化达到了“限度”，这时的状态我们称之为化学平衡状态，简称化学平衡。 3.化学平衡状态的特征 (1)H2(g)+I2(g)2HI(g)，体系中c(H2)∶c(I2)∶c(HI)=1∶1∶2，说明该反应达到平衡状态 (　　) (2)在化学平衡建立过程中，v正一定大于v逆(　　) (3)化学平衡状态是在一定条件下可逆反应进行到最大限度的结果(　　) (4)化学反应达到化学平衡状态后反应物和生成物的浓度相等(　　) (5)化学反应达到化学平衡状态后，反应混合物中各组分的浓度一定与化学方程式中对应物质的化学计量数成比例(　　) (6)Fe2O3(s)+3CO(g)2Fe(s)+3CO2(g)，增加炼铁炉高度，延长CO和铁矿石接触时间，能降低平衡时尾气中CO的体积分数(　　) 答案　(1)×　(2)×　(3)√　(4)×　(5)×　(6)× 1.在一定温度下，将2 mol SO2和1 mol O2充入一定容积的密闭容器中，在催化剂作用下发生反应：2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)　ΔH=-197 kJ·mol-1，当达到化学平衡时，下列说法正确的是(　　) A.用SO2表示的化学反应速率等于0 B.SO2和SO3共2 mol C.放出197 kJ热量 D.生成O2的速率与生成SO3的速率相同 答案　B 解析　可逆反应处于平衡状态时，正、逆反应速率相等但不等于0，A错误；化学反应中原子守恒，所以化学平衡时SO2和SO3中硫原子的总物质的量等于反应初始时SO2的物质的量，B正确；达到化学平衡时2 mol SO2和1 mol O2不可能完全转化为2 mol SO3，故放出的热量小于197 kJ，C错误；化学反应中SO3和O2的化学计量数不同，D错误。 2.一定温度下，在10 L密闭容器中加入5 mol SO2和3 mol O2，发生反应：2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)，10 min时，反应达到平衡状态，此时有3 mol SO2发生了反应。 (1)反应生成了　　　　mol SO3，v(SO2)=　　　　。  (2)平衡时SO3的浓度是　　　　，SO2的转化率是　　　　。  (3)平衡时容器内气体的总物质的量为　　　　mol。  答案　(1)3　0.03 mol·L-1·min-1 (2)0.3 mol·L-1　60%　(3)6.5 解析　(1)v(SO2)==0.03 mol·L-1·min-1。 (2)　　　　　2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) 开始/mol　　　5　　　3　　　　0 变化/mol　　　3　　　1.5　　　3 平衡/mol　　　2　　　1.5　　　3 则平衡时SO3的浓度为=0.3 mol·L-1，SO2的转化率为×100%=60%。(3)平衡时混合气体的总物质的量为2 mol+1.5 mol+3 mol=6.5 mol。 三、化学平衡状态的判断方法 1.直接判据——定义法 (1)“等” 正反应速率与逆反应速率相等，即v正=v逆。 ①同一种物质：该物质的生成速率等于它的消耗速率。 ②不同的物质：速率之比等于化学方程式中各物质的化学计量数之比，但必须是不同方向的速率。 (2)“定” 反应体系中各组成成分的质量、物质的量、浓度百分含量(质量分数、物质的量分数、气体的体积分数等)保持恒定不变。 2.间接判据——“变量不变”时即为平衡 当反应过程中变化的量不再改变时，化学反应达到平衡状态，即反应前后始终不变的量不能作为判据。 3.在恒温恒容条件下，下列三个可逆反应的某些“量”不再随时间改变时，判断是否一定达到了平衡状态。 N2(g)+3H2(g)2NH3(g) H2(g)+I2(g)2HI(g) C(s)+CO2(g)2CO(g) ①混合气体的总质量m总 不一定 不一定 是 ②混合气体的总物质的量n总 是 不一定 是 ③混合气体的密度ρ 不一定 不一定 是 ④体系的压强p 是 不一定 是 ⑤混合气体的平均摩尔质量 是 不一定 是 ⑥混合气体的颜色 - 是 - (1)2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)，相同时间内，当消耗2 mol SO2同时生成1 mol O2时，说明反应处于平衡状态(　　) (2)4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g)，断裂1 mol N—H的同时形成1 mol H—O，说明反应达到平衡状态(　　) (3)N2(g)+3H2(g)2NH3(g)，当3v正(H2)=2v逆(NH3)时，反应达到平衡状态(　　) (4)CO(g)+[Cu(NH3)2]+(aq)+NH3(g)(aq)　ΔH<0，当[Cu(NH3)2]+的物质的量浓度不再减小时，反应达到最大限度(　　) (5)偏二甲肼(C2H8N2)/N2O4发动机中使用的N2O4存在平衡：N2O4(g)2NO2(g)，恒温恒容条件下，若混合气体的颜色保持不变，则该反应达到平衡状态(　　) (6)对于反应2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)和CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)，在恒温恒容条件下，当压强或密度保持不变时，均能说明上述反应达到化学平衡状态(　　) 答案　(1)√　(2)×　(3)×　(4)√　(5)√　(6)× 1.常温下向烧杯中加入10 mL 0.1 mol·L-1 Na3AsO4溶液、20 mL 0.1 mol·L-1 KI溶液和稀硫酸，发生反应：As(aq)+2I-(aq)+2H+(aq)As(aq)+I2(s)+H2O(l)　ΔH。下列情况表明上述可逆反应达到平衡状态的是(　　) A.ΔH保持不变 B.c(As)+c(As)不变 C.v正(As)=v逆(As) D.保持不变 答案　C 解析　ΔH与反应物和生成物的总能量高低有关，在一定条件下ΔH始终保持不变，因此不能据此判断反应是否达到平衡状态，故A不符合题意；根据速率之比等于化学计量数之比可知：v正(As)=v正(As)，若v正(As)=v逆(As)，则v正(As)=v逆(As)，正反应速率等于逆反应速率，反应达到平衡状态，故C符合题意；As和I-的起始物质的量之比为1∶2，结合反应方程式可知两者变化量之比也为1∶2，则始终保持1∶2不变，不能据此判断反应是否达到平衡状态，故D不符合题意。 2.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(　　) 答案　B 解析　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。 3.在恒容密闭容器中，可以作为2NO2(g)2NO(g)+O2(g)达到平衡状态的标志的是　　　　(填序号)。  ①单位时间内生成n mol O2的同时生成2n mol NO2 ②混合气体的颜色不再改变 ③混合气体的密度不再改变 ④混合气体的平均相对分子质量不再改变 ⑤混合气体中NO与O2的物质的量之比保持恒定 答案　①②④ 解析　单位时间内生成n mol O2的同时生成2n mol NO2，说明正、逆反应速率相等，反应达到平衡状态，①正确；混合气体的颜色不再改变，说明二氧化氮的浓度不随着时间的变化而变化，反应达到平衡状态，②正确；化学反应前后气体质量是守恒的，容器容积是不变的，混合气体的密度恒定不变，③错误；化学反应前后气体的物质的量改变，总质量不变，当反应达到平衡状态时，混合气体的平均相对分子质量不再变化，④正确；如果反应开始只加入NO2，那么混合气体中NO与O2的物质的量之比保持恒定不能作为平衡的判断标志，⑤错误。 课时对点练 [分值：100分] [1~9题，每小题6分] 题组一　可逆反应及特征 1.下列关于可逆反应的叙述正确的是(　　) A.可逆反应是指既能向正反应方向进行，又能向逆反应方向进行的反应 B.2H2O2H2↑+O2↑与2H2+O22H2O互为可逆反应 C.对于可逆反应，当正反应速率增大时，逆反应速率就会减小 D.密闭容器中的反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g)开始后，三种气体一定同时存在 答案　D 解析　只有在相同条件下，正、逆反应同时进行的化学反应才是可逆反应，故A、B错误；可逆反应不能进行到底，反应开始后一定会有生成物产生，同时反应物必然有剩余，故D正确。 2.14CO2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.14CO2 B.14CO2、14CO C.14CO2、14CO、14C D.14CO 答案　C 3.一定条件下，对于反应X(g)+3Y(g)2Z(g)，若起始时X、Y、Z的浓度分别为c1 mol·L-1、c2 mol·L-1、c3 mol·L-1(均不为零)。达平衡时，X、Y、Z的浓度分别为0.1 mol·L-1、0.3 mol·L-1和0.08 mol·L-1，则下列判断错误的是(　　) A.c1∶c2=1∶3 B.平衡时，Y和Z的生成速率之比为2∶3 C.平衡时转化的X和Z的物质的量之比为1∶2 D.c1的取值范围为0<c1<0.14 答案　B 解析　化学方程式中反应物X、Y的化学计量数之比为1∶3，所以反应中X和Y必然以物质的量之比为1∶3转化，因为达平衡时X和Y的浓度之比为1∶3，故c1∶c2=1∶3，A项正确；平衡时Y和Z的生成速率之比等于化学方程式中二者的化学计量数之比，故Y和Z的生成速率之比为3∶2，B项错误；平衡时转化的X和Z的物质的量之比等于化学方程式中二者的化学计量数之比，故平衡时转化的X和Z的物质的量之比为1∶2，C项正确；若反应正向完全进行，则c1取最大值为0.14 mol·L-1，若反应逆向完全进行，c1取最小值0，由可逆反应特点知，物质不可能完全转化，则0<c1<0.14，D项正确。 题组二　平衡状态的建立及特征 4.(2025·浙江精诚联盟联考)密闭恒容容器中的反应：N2(g)+3H2(g)2NH3(g)，达到化学平衡状态时，下列描述错误的是(　　) A.氮气浓度保持不变 B.v正(H2)=3v正(N2) C.容器内压强不再变化 D.断开3 mol H—H，同时断开2 mol N—H 答案　D 解析　反应达化学平衡状态时，正、逆反应速率相等，氮气浓度保持不变，A正确；达到化学平衡状态时存在v正(H2)=3v正(N2)，B正确；反应达化学平衡状态时，容器内压强不再发生变化，C正确；反应达化学平衡状态时，断开3 mol H—H，同时断开6 mol N—H，D错误。 5.在一定条件下，将0.3 mol CO2和0.2 mol H2通入2 L密闭容器中，进行反应：CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)。下列关于该反应建立平衡的说法正确的是(　　) A.反应刚开始时，生成物浓度最大，正反应速率最小 B.随着反应的进行，反应物浓度逐渐减小，正反应速率逐渐增大 C.达到平衡状态时反应体系中CO2的浓度为0 D.该反应建立平衡过程中v(速率)—t(时间)图像为 答案　A 解析　反应刚开始时，投入生成物，生成物浓度最大，逆反应速率最大，反应物浓度为0，正反应速率最小，A项正确；随着反应的进行，反应物浓度逐渐增大，正反应速率逐渐增大，B项错误；达到平衡状态时反应体系中CO2的浓度保持不变，但不为0，C项错误；该反应建立平衡的过程中v(速率)-t(时间)图像如图所示，D项错误。 6.恒温时向2 L密闭容器中通入一定量的气体X和Y，发生反应：2X(g)+Y(g)3Z(g)，Y的物质的量n(Y)随时间t变化的曲线如图所示。下列说法正确的是(　　) A.正反应速率a点比b点小 B.t0 min时该反应停止 C.t0 min时，c(Z)=0.75 mol·L-1 D.当密闭容器中的压强不再变化，该可逆反应达到了化学平衡状态 答案　C 解析　反应开始加入一定量的气体X和Y，则反应2X(g)+Y(g)3Z(g)从正反应方向开始进行，随着反应的进行，正反应速率越来越小，平衡时达到最小，则根据图示可知，a点的正反应速率大于b点的正反应速率，A错误；可逆反应从b点开始达到平衡，化学平衡为动态平衡，此时反应仍在进行，正反应速率等于逆反应速率，B错误；从图像中可以看出，从反应开始到平衡，参加反应的Y的物质的量为0.5 mol，生成的Z的物质的量为1.5 mol，c(Z)==0.75 mol·L-1，C正确；该反应是一个反应前后气体物质的量不变的反应，体系的压强始终不变，因此不能根据压强不变判断反应是否达到平衡状态，D错误。 题组三　化学平衡状态的判断 7.当反应容器内气体密度不随时间变化时，无法说明下列可逆反应一定达到平衡的是(　　) A.在恒温、恒容容器中：A(s)+B(g)C(g) B.在恒温、恒压容器中：A(g)+B(g)C(g) C.在恒容、绝热容器中：A(g)+B(g)2C(g) D.在恒压、绝热容器中：A(g)+B(g)2C(g) 答案　C 解析　A(s)为固体，该反应为反应前后气体质量增加的反应，恒温、恒容时，根据ρ=，达到平衡之前密度一直增大，当气体密度不随时间变化时反应一定达到平衡状态，A不符合题意；A(g)+B(g)C(g)在反应前后气体总质量不变，反应容器为恒压，该反应为反应前后气体体积减小的反应，达到平衡之前密度一直增大，当气体密度不随时间变化时反应一定达到平衡状态，B不符合题意；A(g)+B(g)2C(g)在反应前后质量不变，容器容积不变，当气体密度不随时间变化时反应不一定达到平衡状态，C符合题意；在恒压、绝热条件下，A(g)+B(g)2C(g)在反应过程中能量变化会导致体积变化，密度也会发生变化，当反应达到平衡状态时，温度不变则体积不再变化，气体密度不再随时间变化，D不符合题意。 8.(2025·浙江强基联盟联考)科学家已成功利用二氧化碳合成甲醇，CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)　ΔH<0，在绝热恒容的容器中一定能说明达到化学平衡状态的是(　　) A.3v正(H2)=v逆(CH3OH) B.容器中气体的温度保持不变 C.混合气体的密度不变 D.n(CO2)∶n(H2)∶n(CH3OH)∶n(H2O)=1∶3∶1∶1 答案　B 解析　根据反应可得v正(H2)=3v逆(CH3OH)时反应达到平衡状态，A不符合题意；该反应的正反应为放热反应，恒容绝热条件下，随反应进行容器内气体温度升高，当容器内气体温度保持不变时，正、逆反应速率相同，反应达到平衡状态，B符合题意；在恒容容器中，气体的质量和体积一定，则气体密度始终不变，故气体的密度不变不能说明反应达到平衡状态，C不符合题意；物质的量之比等于化学计量数之比不能说明反应达到平衡状态，D不符合题意。 9.以下可逆反应，在给定的条件下一定达到了化学平衡状态的是(　　) A.2NO2(g)2NO(g)+O2(g)(在恒容条件下，气体颜色不再改变) B.CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)(在恒容容器中，容器内压强不再改变) C.2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)(在恒压条件下，总质量不再改变) D.N2(g)+3H2(g)2NH3(g)(在混合气体中NH3的体积分数为33.3%) 答案　A 解析　在恒容条件下，混合气体的颜色不再改变，表明NO2的浓度保持不变，则反应达到平衡状态，A符合题意；对于反应CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)，反应前后气体体积不变，在恒容容器中，不管反应是否达到平衡，容器内压强始终不变，B不符合题意；对于反应2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)，不管反应进行到何种程度，混合气体的总质量始终不变，则在恒压条件下，总质量不再改变时，反应不一定达到平衡状态，C不符合题意；对于反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g)，混合气体中NH3的体积分数为33.3%，可能是反应过程中的某个阶段，不一定是平衡状态，D不符合题意。 [10~13题，每小题7分] 10.向容积为1 L的密闭容器中通入一定量N2O4和NO2的混合气体，发生反应：N2O4(g)2NO2(g)　ΔH>0。体系中各物质浓度随时间的变化如图所示。 下列有关说法正确的是(　　) A.64 s时，反应达到化学平衡状态 B.达到化学平衡前，混合气体的颜色逐渐变深 C.容器中气体的总物质的量浓度最多为2.6 mol·L-1 D.若该容器与外界无热传递，则反应达到平衡前，容器内气体的温度逐渐升高 答案　B 解析　由题图可知，64 s后NO2和N2O4的浓度依然发生改变，说明64 s时正、逆反应速率不相等，反应未达到化学平衡状态，A错误；NO2为红棕色气体，N2O4为无色气体，由题图可看出，随着反应的进行，NO2的浓度不断增大直至达到化学平衡状态，则达到化学平衡前，混合气体的颜色逐渐变深，B正确；可逆反应不能进行到底，根据题图信息，当达到平衡时，容器中气体的总物质的量浓度最多，为1.8 mol·L-1，C错误；该反应正反应为吸热反应，若容器与外界无热传递，则反应达到平衡前容器内气体的温度逐渐降低，D错误。 11.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) 答案　C 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，A不符合题意；该反应中只有生成物是气体，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，B不符合题意；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)，反应处于平衡状态，C符合题意；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，D不符合题意。 12.在4 L恒容密闭容器中充入6 mol A气体和5 mol B气体，在一定条件下发生反应：3A(g)+B(g)2C(g)+xD(g)，已知达到平衡时生成了2 mol C，经测定D的浓度为0.5 mol·L-1。下列判断正确的是(　　) A.x=3 B.A的转化率为50% C.平衡时B的浓度为1.5 mol·L-1 D.达到平衡时，在相同温度下容器内混合气体的压强是反应前的95% 答案　B 解析　根据题中信息，列三段式如下： 3A(g)+B(g)2C(g)+xD(g) 起始/mol　　　6　　5　　　　0　　　0 转化/mol　　　3　　1　　　　2　　　x 平衡/mol　　　3　　4　　　　2　　　x D的浓度为0.5 mol·L-1，c===0.5 mol·L-1，解得x=2，A错误；A的转化率为×100%=50%，B正确；平衡时B的浓度为c===1 mol·L-1，C错误；该反应是反应前后气体总物质的量不变的反应，因此在恒温、恒容条件下压强始终不变，D错误。 13.如图所示是用计算机制作的在不同条件下、同一密闭容器中进行的反应Y(g)X(g)的进程图解，图中的“”代表X，“”代表Y。已知：起始时n(X)+n(Y)=2 mol。下列说法错误的是(　　) A.①②的交点处，v正(X)=v逆(Y) B.③中的重合线既表示X和Y的物质的量相等，又表示该反应达到了平衡状态 C.达到平衡时，：②>③>① D.③中达到平衡状态时，n(X)=1 mol 答案　A 解析　①②中的交点表示X和Y的物质的量相等，并不表示反应达到平衡状态，所以①、②的交点处v正(X)≠v逆(Y)，A项错误；由图可知，达到平衡状态时，：②>③>①，C项正确；③中达到平衡状态时，X和Y的物质的量分数均为50%，又知起始时X和Y的物质的量之和为2 mol，且该反应是反应前后气体分子数不变的反应，故平衡时混合气体的总物质的量为2 mol，则n(X)=2 mol×50%=1 mol，D项正确。 14.(6分)汽车尾气主要含有一氧化碳、一氧化氮等物质，是造成城市空气污染的主要因素之一。在恒温恒容的密闭容器中，充入等物质的量的CO和NO混合气体，发生反应：2CO(g)+2NO(g)2CO2(g)+N2(g)，t0时达到平衡，测得反应过程中CO2的体积分数与时间的关系如图所示。 (1)a处v正　　　　　(填“>”“<”或“=”)b处v逆。  (2)CO的平衡转化率为　　　　。  (3)能说明上述反应达到平衡状态的是　　　 (填字母)。 A.CO的浓度与CO2的浓度均不再变化 B.混合气体密度保持不变 C.反应容器内压强保持不变 D.CO和NO的浓度之比保持不变 答案　(1)>　(2)80%　(3)AC 解析　(1)随着反应的进行，反应物浓度降低，正反应速率减慢，a处v正>b处v正；b处反应达到平衡，b处v正=b处v逆，所以a处v正>b处v逆。 (2)　　　　　2CO(g)+2NO(g)2CO2(g)+N2(g) 初始/mol　　　a　　　　a　　　　0　　　0 转化/mol　　　2x　　　2x　　　　2x　　　x 平衡/mol　　　a-2x　　a-2x　　　2x　　　x =0.5，x=0.4a，CO的平衡转化率为×100%=80%。 (3)反应达到平衡状态，各物质的浓度保持不变，CO的浓度与CO2的浓度均不再变化，说明反应一定达到平衡状态，故A选；反应前后气体总质量不变，容器体积不变，密度是恒量，混合气体密度保持不变，反应不一定达到平衡，故B不选；反应前后气体物质的量不同，容器体积不变，压强是变量，反应容器内压强保持不变，反应一定达到平衡状态，故C选；若投料比等于化学计量数之比，则CO和NO的浓度之比是恒量，CO和NO的浓度之比保持不变，反应不一定达到平衡状态，故D不选。 15.(12分)恒温下，将a mol N2与b mol H2的混合气体通入一个固定容积的密闭容器中，发生反应：N2(g)+3H2(g)2NH3(g)。 (1)反应进行到某时刻t时，nt(N2)=13 mol，nt(NH3)=6 mol，则a=　　　　。  (2)反应达到平衡状态时，混合气体的体积为716.8 L(标准状况)，其中NH3的含量(体积分数)为25%，平衡时NH3的物质的量为　　　　。  (3)原混合气体与平衡时混合气体的总物质的量之比n(始)∶n(平)=　　　　(写出最简整数比，下同)。  (4)达到平衡时，N2和H2的转化率之比α(N2)∶α(H2)=　　　。  答案　(1)16　(2)8 mol　(3)5∶4　(4)1∶2 解析　(1)nt(NH3)=6 mol，由化学方程式可知，参加反应的N2的物质的量为3 mol，故N2的起始物质的量为13 mol+3 mol=16 mol，即a=16。(2)达到平衡时，混合气体的总物质的量n(总)==32 mol，其中NH3的物质的量为32 mol×25%=8 mol。(3)利用差量法计算 　　　　　　N2(g)+3H2(g)2NH3(g)　　　减少的物质的量/mol 1　　　3　　　　　　2　　　　　　　2 转化/mol　　4　　　12　　　　　　8　　　　　　　8 由以上分析可知，平衡时生成8 mol NH3，混合气体的总物质的量为32 mol，故原混合气体的总物质的量为32 mol+8 mol=40 mol，原混合气体与平衡时混合气体的总物质的量之比为40 mol∶32 mol=5∶4。(4)由上述分析可知原混合气体中H2的物质的量为40 mol-16 mol=24 mol，参加反应的N2、H2的物质的量分别为4 mol、12 mol，所以达到平衡时，N2和H2的转化率之比α(N2)∶α(H2)=∶=1∶2。 学科网（北京）股份有限公司 $