第2讲 化学平衡状态 化学平衡的移动-【金版教程】2025年高考化学一轮复习解决方案课件PPT（新教材，不定项版）

第六单元　 化学反应速率与化学平衡 第2讲　化学平衡状态　化学平衡的移动 1.了解可逆反应的含义，知道可逆反应在一定条件下能达到化学平衡。2.掌握化学平衡状态的特征。3.通过实验探究，理解外界条件(浓度、温度、压强等)改变对化学平衡的影响，能用相关理论解释其一般规律。4.认识化学平衡的调控在生产、生活和科学研究领域中的重要作用。 考点一 01 考点二 02 目录 CONTENTS 课时作业 05 高考真题演练 04 微专题 03 考点一　化学 平衡状态 同一条件 正 逆 同时 同时 小于 考点一　 目录 6 相等 保持不变 组成 最大 最大 零 零 减小 减小 ＝ 保持不变 考点一　 目录 7 考点一　 目录 8 可逆 v正＝v逆≠0 动态平衡 保持一定 可能发生改变 考点一　 目录 9 × × 错因 × 考点一　 目录 10 × × 错因 × 考点一　 目录 11 考点一　 目录 12 考点一　 目录 13 考点一　 目录 14 考点一　 目录 15 考点一　 目录 16 答案 考点一　 目录 17 答案 考点一　 目录 18 答案 ①③④⑦ ⑤⑦ ①③④⑤⑦ ①②③④⑦ ①②③ ②④⑦ 考点一　 目录 19 答案 ②④⑤ 考点一　 目录 20 解析 考点一　 目录 21 考点二　化学 平衡的移动 由原有的平衡状态达到新的平衡状态的过程 考点二 目录 23 正反应方向 不发生 逆反应方向 考点二 目录 24 正反应 逆反应 减小 增大 不 吸热 放热 考点二 目录 25 减弱 考点二 目录 26 × × 错因 考点二 目录 27 × × 错因 考点二 目录 28 考点二 目录 29 考点二 目录 30 考点二 目录 31 考点二 目录 32 答案 考点二 目录 33 解析 考点二 目录 34 答案 向左 向左 向右 高 减小 减小 不变 考点二 目录 35 答案 向右 不移动 不移动 p甲＜p甲′＜2p甲 p乙′＝2p乙 p丙′＝2p丙 增大 不变 不变 考点二 目录 36 答案 考点二 目录 37 答案 考点二 目录 38 解析 考点二 目录 39 答案 考点二 目录 40 答案 考点二 目录 41 解析 考点二 目录 42 考点二 目录 43 微专题　等效平衡 微专题 目录 45 微专题 目录 46 微专题 目录 47 微专题 目录 48 微专题 目录 49 微专题 目录 50 微专题 目录 51 答案 微专题 目录 52 解析 微专题 目录 53 微专题 目录 54 答案 微专题 目录 55 正反应 减小 增大 正反应 不变 不变 正反应 增大 减小 答案 微专题 目录 56 ④⑤ 答案 微专题 目录 57 2 答案 0.25 1.5 a＋c＝2 微专题 目录 58 高考真题演练 解析　 MnO2会催化H2O2分解，与平衡移动无关；NO2转化为N2O4的反应是放热反应，升温平衡逆向移动，NO2浓度增大，混合气体颜色加深，与平衡移动有关；常温下，铁在浓硝酸中钝化，加热会使表面的氧化膜溶解，铁与浓硝酸反应生成大量NO2，与平衡移动无关；加入硫酸铜以后，锌置换出铜，构成原电池，从而使反应速率加快，与平衡移动无关。 答案 解析 高考真题演练 1 2 3 4 5 6 7 目录 60 高考真题演练 1 2 3 4 5 6 7 目录 61 答案 高考真题演练 1 2 3 4 5 6 7 目录 62 解析 高考真题演练 1 2 3 4 5 6 7 目录 63 解析　反应为乙苯制备苯乙烯的过程，开始反应物浓度最大，生成物浓度为0，所以曲线①表示的是正反应的v­t关系，曲线②表示的是逆反应的v­t关系，A错误；反应进行到t1时，反应正向进行，故Q＜K，C错误。 答案 解析 高考真题演练 1 2 3 4 5 6 7 目录 64 答案 高考真题演练 1 2 3 4 5 6 7 目录 65 解析　由于X、Y均为固体，故K＝c(Z)，达新平衡后温度不变，K不变，故c(Z)不变，C错误。 答案 解析 高考真题演练 1 2 3 4 5 6 7 目录 66 解析　 1 mol平衡混合气体中所含N原子大于1 mol，A错误；压缩气体体积，颜色变深是因为体积减小，NO2浓度变大引起的，C错误；该反应是放热反应，温度升高，平衡逆向移动，颜色加深，D错误。 答案 解析 高考真题演练 1 2 3 4 5 6 7 目录 67 答案 AD 高考真题演练 1 2 3 4 5 6 7 目录 68 课时作业 [建议用时：40分钟] 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 课时作业 目录 70 解析 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 课时作业 目录 71 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 课时作业 目录 72 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 课时作业 目录 73 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 课时作业 目录 74 解析 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 课时作业 目录 75 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 课时作业 目录 76 解析 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 课时作业 目录 77 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 课时作业 目录 78 解析 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 课时作业 目录 79 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 课时作业 目录 80 解析 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 课时作业 目录 81 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 课时作业 目录 82 解析 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 课时作业 目录 83 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 课时作业 目录 84 解析 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 课时作业 目录 85 解析 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 课时作业 目录 86 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 课时作业 目录 87 解析 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 课时作业 目录 88 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 课时作业 目录 89 解析 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 课时作业 目录 90 解析 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 课时作业 目录 91 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 课时作业 目录 92 答案 Ⅱ 催化剂失去活性 c 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 课时作业 目录 93 答案 (a＋123) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 课时作业 目录 94 答案 CD 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 课时作业 目录 95 答案 ＝ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 课时作业 目录 96 答案 CO2＋C===2CO，可以消除催化剂表面的积炭 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 课时作业 目录 97 解析 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 课时作业 目录 98 　　　　　　　　　　　　　 R 1．可逆反应 (1)定义：在eq \x(\s\up1(01))__________下既可以向eq \x(\s\up1(02))__________反应方向进行，同时又可以向eq \x(\s\up1(03))__________反应方向进行的化学反应。 (2)特点 ①三同：a.相同条件下；b.正、逆反应eq \x(\s\up1(04))__________进行；c.反应物与生成物eq \x(\s\up1(05))__________存在。 ②一小：任一组分的转化率都eq \x(\s\up1(06))__________100%。 (3)表示方法：在化学方程式中用“eq \x(\s\up1(07))__________”表示。  2．化学平衡状态 (1)概念：在一定条件下的可逆反应中，正反应速率和逆反应速率eq \x(\s\up1(01))_______，反应物和生成物的浓度均eq \x(\s\up1(02))__________，即体系的eq \x(\s\up1(03))_______不随时间而改变的状态。 (2)建立过程 ①对于只加入反应物从正向建立的平衡： ②图示 建立过程可以用速率－时间图像表示： (3)特征 2 mol SO2与1 mol O2并不能完全反应，放出的热量小于196.6 kJ。 判断正误。正确的打“√”，错误的打“×”并指明错因。 (1)2H2Oeq \o(,\s\up18(电解),\s\do15(点燃))2H2↑＋O2↑为可逆反应。(　　) 错因：_____________________________________________________________________ (2)平衡状态指的是反应静止了，不再发生反应了。(　　) 错因：_____________________________________________________________________ (3)由2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)　ΔH＝－196.6 kJ·mol－1知，2 mol SO2与1 mol O2在恒压密闭容器中充分反应，可放出196.6 kJ的热量。(　　) 错因：_____________________________________________________________________ 正、逆反应条件不同，不是可逆反应。 化学平衡是一种动态平衡。 (4)N2O4(g)2NO2(g)达到平衡时，v正(N2O4)等于v逆(NO2)。(　　) 错因：_____________________________________________________________________ (5)对于反应NO2(g)＋SO2(g)SO3(g)＋NO(g)，若每消耗1 mol SO3的同时生成1 mol NO2，说明反应达平衡状态。(　　) 错因：_____________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________ (6)在恒温恒容密闭容器中发生反应A(s)＋3B(g)2C(g)＋D(g)，当压强不随时间而改变，说明反应已达平衡。(　　) 错因：_____________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________ 达到平衡时，2v正(N2O4)＝v逆(NO2)。 消耗1 mol SO3的同时生成1 mol NO2均表示逆反应方向，故无法判断反应是否达到平衡状态。 此反应为反应前后气体体积不变的反应，故压强始终不发生改变，因此压强不变时，无法说明反应已达平衡。 一、极端假设法确定各物质浓度范围 根据极端假设法判断，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。 如在恒温恒容密闭容器中发生可逆反应X2(g)＋Y2(g)2Z(g)，X2、Y2、Z的初始浓度分别为0.1 mol·L－1、0.3 mol·L－1和0.2 mol·L－1 假设反应正向进行到底： 　　　　　　 X2(g)＋Y2(g)2Z(g) 终态浓度/（mol·L－1） 0 　0.2 　 0.4 假设反应逆向进行到底： 　　　　　 X2(g)＋Y2(g)2Z(g) 终态浓度/（mol·L－1） 0.2 0.4 0 平衡体系中各物质的浓度范围为0<c(X2)<0.2 mol·L－1，0.2 mol·L－1<c(Y2)<0.4 mol·L－1，0<c(Z)<0.4 mol·L－1。 二、化学平衡状态的判断方法 1．正逆相等 (1)同一物质(两种表述)：v正＝v逆、断键数＝成键数。 (2)不同物质： eq \f(v正（X）,X的化学计量数)＝eq \f(v逆（Y）,Y的化学计量数) 2．变量不变：如果一个量是随反应进行而改变的(即变量)，当其不变时反应就达到平衡状态。 (1)混合体系中各组分的物质的量、质量、物质的量浓度、百分含量(体积分数、质量分数)、转化率等会随时间变化而变化，为变量，当其不随时间而改变时，反应达到平衡。 (2)绝热体系中温度为变量，当其不随时间而改变时，反应达到平衡。 (3)eq \o(M,\s\up16(—))、ρ、p总等，不一定为变量，要根据不同情况进行判断： ①eq \a\vs4\al\co1(若各物质,均为气体) eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(Δn（g）≠0，混合气体的\o(M,\s\up6(－))为变量，若其恒定不变，则化学反应达到平衡状态。,Δn（g）＝0，混合气体的\o(M,\s\up6(－))为定值，\o(M,\s\up6(－))不变不能判断化学反应是否达到平衡状态。)) ②eq \a\vs4\al\co1(若各物质,均为气体) eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(\a\vs4\al(恒容：ρ为定值，ρ不变不能判断化学反应是否达到平衡状态。),恒压\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(Δn（g）＝0，ρ为定值，ρ不变不能判断化学反应是否达到平衡状态。,Δn（g）≠0，ρ为变量，若其恒定不变，则化学反应达到平衡状态。)))) 注意：若有非气体物质参与反应，无论Δn(g)是否等于0，eq \o(M,\s\up16(—))、ρ均为变量，若其恒定不变，则化学反应达到平衡状态。 ③eq \a\vs4\al\co1(恒温恒,容时) eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(Δn（g）＝0，p总为定值，p总不变不能判断化学反应是否达到平衡状态。,Δn（g）≠0，p总为变量，若其恒定不变，则化学反应达到平衡状态。)) 角度一　分析与推理化学平衡状态的特征 1．在一个密闭容器中发生反应2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)，反应过程中某一时刻测得SO2、O2、SO3的浓度分别为0.2 mol·L－1、0.2 mol·L－1、0.2 mol·L－1，当反应达到平衡时，可能出现的数据是(　　) A．c(SO3)＝0.4 mol·L－1 B．c(SO2)＝c(SO3)＝0.15 mol·L－1 C．c(SO2)＝0.25 mol·L－1 D．c(SO2)＋c(SO3)＝0.5 mol·L－1 2．一定条件下，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0＜c1＜0.14 mol·L－1 角度二　归纳与论证化学平衡状态的判断方法 3．在一定温度下的恒容容器中，当下列物理量不再发生变化时：①混合气体的压强；②混合气体的密度；③混合气体的总物质的量；④混合气体的平均相对分子质量；⑤混合气体的颜色；⑥各反应物或生成物的浓度之比等于化学计量数之比；⑦某种气体的百分含量。 (1)能说明2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)达到平衡状态的是____________(填序号，下同)。 (2)能说明I2(g)＋H2(g)2HI(g)达到平衡状态的是________。 (3)能说明2NO2(g)N2O4(g)达到平衡状态的是____________。 (4)能说明C(s)＋CO2(g)2CO(g)达到平衡状态的是__________。 (5)能说明NH2COONH4(s)2NH3(g)＋CO2(g)达到平衡状态的是________。 (6)能说明5CO(g)＋I2O5(s)5CO2(g)＋I2(s)达到平衡状态的是________。 4．汽车尾气净化的主要原理为2NO(g)＋2CO(g)eq \o(,\s\up18(催化剂))2CO2(g)＋N2(g)　ΔH＜0。若该反应在绝热、恒容的密闭体系中进行，下列示意图正确且能说明反应在进行到t1时刻达到平衡状态的是________(填序号)。 解析　①达到平衡时，v正应保持不变。②由于是放热反应，又是绝热容器，体系温度升高，K减小，当K不变时，温度不变，达到平衡状态。③图中达到平衡时，CO、CO2的改变量不是1∶1。④w(NO)逐渐减小，达到平衡时保持不变。⑤因正反应放热，容器绝热，故反应开始后体系温度升高，达到平衡状态时，体系温度不再发生变化。⑥ΔH是一个定值，不能用于判断可逆反应是否达到平衡状态。 1．概念 一定条件下，可逆反应达到平衡状态以后，若反应条件(如温度、压强、浓度等)发生了变化，平衡体系中各组分的浓度也会随之改变，从而在一段时间后达到新的平衡状态。这种________________________________________叫做化学平衡的移动。 2．化学平衡移动的过程 3．化学平衡移动与化学反应速率的关系 (1)改变条件，v正′>v逆′：平衡向eq \x(\s\up1(01))__________________移动。 (2)改变条件，v正′＝v逆′：平衡eq \x(\s\up1(02))____________________移动。 (3)改变条件，v正′＜v逆′：平衡向eq \x(\s\up1(03))__________________移动。 4．影响化学平衡的外界因素 改变的条件(其他条件不变) 化学平衡移动的方向 浓度 增大反应物浓度或减小生成物浓度 向eq \x(\s\up1(01))__________方向移动 减小反应物浓度或增大生成物浓度 向eq \x(\s\up1(02))__________方向移动 压强(对有气体参加的反应) 反应前后气体体积改变 增大压强 向气体体积eq \x(\s\up1(03))_________的方向移动 减小压强 向气体体积eq \x(\s\up1(04))________的方向移动 反应前后气体体积不变 改变压强 平衡eq \x(\s\up1(05))__________移动 温度 升高温度 向eq \x(\s\up1(06))__________反应方向移动 降低温度 向eq \x(\s\up1(07))__________反应方向移动 催化剂 同等程度改变v正、v逆，平衡不移动 5.勒夏特列原理 (1)内容：如果改变影响平衡的一个因素(如温度、压强及参加反应的物质的浓度)，平衡就向着能够_______这种改变的方向移动。本原理也称为化学平衡移动原理。 (2)适用范围：适用于任何动态平衡(如沉淀溶解平衡、电离平衡等)，非平衡状态不能用此来分析。 (3)平衡移动的结果是“减弱”外界条件的影响，而不是“消除”外界条件的影响，更不是“扭转”外界条件的影响。 判断正误。正确的打“√”，错误的打“×”并指明错因。 (1)增大反应物的量，化学反应速率一定加快，化学平衡一定正向移动。(　　) 错因：_____________________________________________________________________　________________________________________________________________________ (2)化学反应速率改变，化学平衡一定发生移动。(　　) 错因：_____________________________________________________________________ 若反应物为固体或纯液体，其浓度看作是常数，则增大反应物的量，其浓度不变，化学反应速率不变，平衡不移动。 如果可逆反应的正、逆反应速率同等程度改变，化学平衡不发生移动。 (3)对于反应：2NO2(g)N2O4(g)，在恒温恒压条件下充入稀有气体，平衡不移动。(　　) 错因：_____________________________________________________________________　________________________________________________________________________ (4)恒温恒容条件下，反应2NO2(g)N2O4(g)达到平衡后，再向容器中通入一定量的N2O4(g)重新达到平衡后，NO2的体积分数增大。(　　) 错因：_____________________________________________________________________　________________________________________________________________________________ 在恒温恒压条件下充入稀有气体，容器体积膨胀，各组分的浓度变小，平衡向左移动。 恒温恒容条件下，再通入一定量N2O4气体，相当于增大压强，N2O4的转化率减小，NO2的体积分数减小。 1．当反应体系中存在固体或纯液体物质时，可认为其“浓度”是恒定的，不随其量的增减而变化，故改变固体或纯液体的量，对化学平衡没有影响。 2．同等程度地改变反应气体混合物中各物质的浓度时，应视为压强的影响。 3．充入惰性气体与平衡移动的关系 (1)恒温、恒容条件 原平衡体系eq \o(―――――→,\s\up18(充入惰性气体))体系总压强增大→体系中各组分的浓度不变→平衡不移动。 (2)恒温、恒压条件 原平衡体系eq \o(―――――→,\s\up18(充入惰性气体))容器容积增大，各反应气体的分压减小→体系中各组分的浓度同倍数 4．常见平衡移动前后反应速率－时间图像分析 图像 t1时刻所改变 的条件 增大反应物浓度 减小反应物浓度 增大生成物浓度 减小生成物浓度 图像 t1时刻所改变的条件 温度 升高 降低 升高 降低 正反应为放热反应 正反应为吸热反应 压强 增大 减小 增大 减小 正反应为气体物质的量增大的反应 正反应为气体物质的量减小的反应 5.解析化学平衡移动题目的一般思路 角度一　分析与探究外界条件改变对化学平衡的影响 1．下列说法正确的是(　　) A．升高温度，平衡向吸热反应方向移动，此时v放减小，v吸增大 B．化学平衡正向移动，反应物的转化率一定增大 C．向平衡体系FeCl3＋3KSCNFe(SCN)3＋3KCl中加入适量KCl固体，平衡不移动，溶液的颜色几乎不变 D．对于2NO2(g)N2O4(g)的平衡体系，压缩体积，增大压强，平衡正向移动，混合气体的颜色变浅 解析　升高温度，v放、v吸均增大，A错误；化学平衡正向移动，反应物的转化率不一定增大，如A(g)＋B(g)2C(g)，增大A的浓度平衡右移，但A的转化率减小，B错误；压缩体积，平衡右移，但c(NO2)仍大于原来的浓度，所以混合气体的颜色变深，D错误。 2．对于一定条件下的可逆反应 甲：A(g)＋B(g)C(g)　ΔH＜0 乙：A(s)＋B(g)C(g)　ΔH＜0 丙：A(g)＋B(g)2D(g)　ΔH＞0 达到化学平衡后，改变条件，按要求回答下列问题： (1)升温 ①平衡移动方向分别为(填“向左”“向右”或“不移动”) 甲________；乙________；丙________。 此时反应体系的温度均比原来________(填“高”或“低”)。 ②混合气体的平均相对分子质量变化分别为(填“增大”“减小”或“不变”) 甲________；乙________；丙________。 (2)加压，使体系体积缩小为原来的eq \f(1,2) ①平衡移动方向分别为(填“向左”“向右”或“不移动”) 甲________；乙________；丙________。 ②设压缩之前压强分别为p甲、p乙、p丙，压缩后压强分别为p甲′、p乙′、p丙′，则p甲与p甲′，p乙与p乙′，p丙与p丙′的关系分别为 甲________________；乙_______________；丙____________。 ③混合气体的平均相对分子质量变化分别为(填“增大”“减小”或“不变”) 甲________；乙________；丙________。 角度二　根据平衡移动结果分析与推测其影响因素 3．COCl2(g)CO(g)＋Cl2(g)　ΔH>0，当反应达到平衡时，下列措施：①升温　②恒容通入惰性气体　③增加CO浓度　④减压　⑤加催化剂　⑥恒压通入惰性气体，能提高COCl2转化率的是(　　) A．①②④ B．①④⑥ C．②③⑤ D．③⑤⑥ 4．某温度下，反应2A(g)B(g)　ΔH>0在密闭容器中达到平衡，平衡后eq \f(c（A）,c（B）)＝a，若改变某一条件，足够时间后反应再次达到平衡状态，此时eq \f(c（A）,c（B）)＝b，下列叙述正确的是(　　) A．在该温度下，保持容积固定不变，向容器内补充B气体，则a<b B．若a＝b，则容器中可能使用了催化剂 C．若其他条件不变，升高温度，则a<b D．若保持温度、压强不变，充入惰性气体，则a>b 解析　温度、体积不变，增加B气体，平衡逆向移动，但B转化的比增加的幅度小，则b<a，A错误；升高温度，平衡正向移动，则b<a，C错误；若保持温度、压强不变，充入惰性气体，则体积增大，各组分分压减小，平衡向气体分子数增多的方向移动，即逆向移动，则a<b，D错误。 角度三　理解与辨析v­t图像 5．可逆反应A(g)＋3B(g)2C(g)　ΔH<0。该反应的速率与时间的关系如图所示： 如果t2、t4、t6、t8时都只改变了一个反应条件，则对应t2、t4、t6、t8时改变的条件正确的是(　　) A．增大反应物浓度、使用催化剂、减小压强、升高温度 B．升高温度、减小压强、增大反应物浓度、使用催化剂 C．使用催化剂、增大压强、减小反应物浓度、降低温度 D．升高温度、减小压强、减小反应物浓度、使用催化剂 6．在密闭容器中进行反应：A(g)＋3B(g)2C(g)，下列有关图像的说法不正确的是(　　) A．依据图a可判断正反应为放热反应 B．在图b中，虚线可表示使用了催化剂时的变化情况 C．若ΔH<0，图c可表示升高温度使平衡向逆反应方向移动 D．由图d中混合气体的平均相对分子质量随温度的变化情况，可推知正反应吸热 解析　根据图a曲线可知，温度越高，逆反应速率越大，故升高温度平衡逆向移动，正反应为放热反应，A正确；催化剂能加快反应速率，缩短达到平衡所用的时间，但不能使平衡发生移动，B正确；升高温度，平衡向吸热方向移动，C正确；根据图d曲线可知，温度越高，混合气体的平均相对分子质量减小，故升高温度平衡逆向移动，因此可判断正反应为放热反应，D错误。 分析反应速率－时间图像，要注意判断以下几点： (1)图像连续还是不连续：连续一般是浓度改变引起的；不连续则是其他条件引起的，如温度、压强、催化剂等(判断改变条件)。 (2)图像上移还是下移：上移速率变大，下移速率变小(判断速率变化)。 (3)达到新平衡前v正大还是v逆大：若v正>v逆，则平衡正移；若v正<v逆，则平衡逆移(判断移动方向)。 1．等效平衡的含义 在一定条件(恒温恒容或恒温恒压)下，同一可逆反应体系，不管是从正反应开始，还是从逆反应开始，还是正、逆反应同时投料，达到化学平衡状态时，任何相同组分的百分含量(质量分数、物质的量分数、体积分数等)均相同。 2．等效平衡的类型及判断方法 (1)恒温恒容条件下反应前后气体体积改变的反应 判断方法：极值等量即等效。 例如：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g) ① 2 mol 1 mol 0 ② 0 0 2 mol ③ 0.5 mol 0.25 mol 1.5 mol ④ a mol b mol c mol 上述①②③三种配比，按化学方程式的化学计量数关系均转化为反应物时，SO2均为2 mol，O2均为1 mol，三者建立的平衡状态完全相同。 ④中a、b、c三者的关系若满足：c＋a＝2，eq \f(c,2)＋b＝1，即与①②③平衡等效。 (2)恒温恒压条件下反应前后气体体积改变的反应 判断方法：极值等比即等效。 例如：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g) ① 2 mol 3 mol 0 ② 1 mol 3.5 mol 2 mol ③ a mol b mol c mol 按化学方程式的化学计量数关系均转化为反应物时，①②中eq \f(n（SO2）,n（O2）)＝eq \f(2,3)，故互为等效平衡。 ③中a、b、c三者关系若满足：eq \f(c＋a,\f(c,2)＋b)＝eq \f(2,3)，即与①②平衡等效。 (3)恒温条件下反应前后气体体积不变的反应 判断方法：无论是恒温恒容，还是恒温恒压，只要极值等比即等效，因为压强改变对该类反应的化学平衡无影响。 例如：H2(g)＋I2(g)2HI(g) ① 1 mol 1 mol 0 ② 2 mol 2 mol 1 mol ③ a mol b mol c mol ①②两种情况下，n(H2)∶n(I2)＝1∶1，故互为等效平衡。 ③中a、b、c三者关系若满足a∶b＝1∶1，c≥0，即与①②平衡等效。 3．等效平衡判断“四步曲” eq \x(第一步，看)观察可逆反应特点(物质状态、气体分子数)，判断反应是反应前后气体体积不变的可逆反应还是反应前后气体体积改变的可逆反应； eq \x(第二步，挖)挖掘反应条件，是恒温恒容还是恒温恒压，注意密闭容器不等于恒容容器； eq \x(第三步，倒)采用一边倒法，将起始物质按可逆反应化学计量数之比转化成同一边的物质； eq \x(第四步，联)联系等效平衡判断依据，结合题目条件判断是否为等效平衡。 4．虚拟“中间态”法构建等效平衡 (1)构建恒温恒容平衡思维模式 新平衡状态可认为是两个原平衡状态简单的叠加并压缩而成，相当于增大压强。由增大压强平衡移动方向分析物质的转化率、百分含量、物质的量浓度、放出或吸收热量的变化情况。 (2)构建恒温恒压平衡思维模式(以气体物质的量增加的反应为例) 新平衡状态可以认为是两个原平衡状态简单的叠加，压强不变，平衡不移动。 1．(2023·山东淄博检测)在温度、容积相同的3个密闭容器中，按不同方式投入反应物，保持恒温、恒容，测得反应达到平衡时的有关数据如表[已知N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)　ΔH＝－92.4 kJ·mol－1]，下列说法正确的是(　　) 容器 甲 乙 丙 反应物投入量 1 mol N2、3 mol H2 2 mol NH3 4 mol NH3 eq \f(NH3的浓度,（mol·L－1）) c1 c2 c3 反应的能量变化 放出a kJ 吸收b kJ 吸收c kJ 体系压强/Pa p1 p2 p3 反应物转化率 α1 α2 α3 A．2c1>c3 B．α1＋α3<1 C．2p2<p3 D．a＋b>92.4 解析　投入1 mol N2、3 mol H2，相当于投入2 mol NH3，如果投入4 mol NH3，且平衡不移动，则2c1＝c3，实际上平衡向生成氨的反应方向移动，所以2c1<c3，A错误；甲容器和乙容器是完全相同的等效平衡，故有α1＋α2＝1，丙相对乙平衡向正反应方向移动，则丙中NH3的转化受到抑制，则α2>α3，则α1＋α3<1，B正确；由B项分析可得，丙相当于乙增大压强，平衡向气体体积减小的方向移动，导致丙中物质的量之和小于乙的二倍，所以其压强存在p3<2p2，C错误；甲、乙是完全相同的等效平衡，则甲放出的热量与乙吸收的热量之和为92.4 kJ·mol－1，即a＋b＝92.4，D错误。 2．初始温度为t ℃，向三个密闭的容器中按不同方式投入反应物，发生反应：4HCl(g)＋O2(g)2Cl2(g)＋2H2O(g)　ΔH＝－116 kJ·mol－1，测得反应的相关数据如下： 容器 容器类型 初始体积 初始压 强/Pa 反应物投入量/mol 平衡时Cl2的物 质的量/mol HCl O2 Cl2 H2O Ⅰ 恒温恒容 1 L 2×105 4 1 0 0 1 Ⅱ 绝热恒容 1 L p2 0 0 2 2 a Ⅲ 恒温恒压 2 L p3 8 2 0 0 b 下列说法正确的是(　　) A．反应4HCl(g)＋O2(g)2Cl2(g)＋2H2O(l)的ΔH>－116 kJ·mol－1 B．a>1，b>2 C．p2＝1.6×105 Pa，p3＝4×105 Pa D．若起始向容器Ⅰ中充入0.5 mol HCl、0.5 mol O2、0.5 mol Cl2和0.5 mol H2O(g)，则反应向正反应方向进行 3．对于以下三个反应，从反应开始进行到达到平衡后，保持温度、体积不变，按要求回答下列问题。 (1)PCl5(g)PCl3(g)＋Cl2(g) 再充入PCl5(g)，平衡向________方向移动，达到平衡后，PCl5(g)的转化率________，PCl5(g)的百分含量________。 (2)2HI(g)I2(g)＋H2(g) 再充入HI(g)，平衡向________方向移动，达到平衡后，HI的分解率________，HI的百分含量________。 (3)2NO2(g)N2O4(g) 再充入NO2(g)，平衡向________方向移动，达到平衡后，NO2(g)的转化率________，NO2(g)的百分含量________。 4．在一个固定体积的密闭容器中，加入2 mol A和1 mol B，发生反应2A(g)＋B(g)2C(g)，达到平衡时，C的物质的量浓度为k mol/L，若维持容器体积和温度不变，按下列配比作为起始物质： ①4 mol A＋2 mol B　②2 mol A＋1 mol B＋2 mol C　③2 mol C＋1 mol B　④2 mol C ⑤1 mol A＋0.5 mol B＋1 mol C (1)达到平衡后，C的物质的量浓度仍是k mol/L的是________(填标号)。 (2)若令a、b、c分别代表初始加入的A、B、C的物质的量，如果a、b、c取不同的数值，它们必须满足一定的相互关系，才能保证达到平衡时，反应混合物中三种气体的百分含量仍跟上述平衡时完全相同，填写： Ⅰ.若a＝0，b＝0，则c＝________。 Ⅱ.若a＝0.5，则b＝________，c＝________。 Ⅲ.a、b、c的取值必须满足的一般条件是________，________。(用两个方程式表示，一个只含a、c，另一个只含b、c) b＋eq \f(c,2)＝1 1．(2023·北京卷)下列事实能用平衡移动原理解释的是(　　) A．H2O2溶液中加入少量MnO2固体，促进H2O2分解 B．密闭烧瓶内的NO2和N2O4的混合气体，受热后颜色加深 C．铁钉放入浓HNO3中，待不再变化后，加热能产生大量红棕色气体 D．锌片与稀H2SO4反应过程中，加入少量CuSO4固体，促进H2的产生 2．(2023·山东卷)(双选)一定条件下，化合物E和TFAA合成H的反应路径如下： 已知反应初始E的浓度为0.10 mol·L－1，TFAA的浓度为0.08 mol·L－1，部分物种的浓度随时间的变化关系如图所示，忽略反应过程中的体积变化。下列说法正确的是(　　) A．t1时刻，体系中有E存在 B．t2时刻，体系中无F存在 C．E和TFAA反应生成F的活化能很小 D．反应达平衡后，TFAA的浓度为0.08 mol·L－1 解析　一定条件下，化合物E和TFAA合成H的反应路径中，共发生三个反应：①E＋TFAA―→F，②F―→G，③GH＋TFAA。t1之后的某时刻，H为0.02 mol·L－1，此时TFAA的浓度仍为0，则表明0.10 mol·L－1 E、起始时的0.08 mol·L－1 TFAA、G分解生成的0.02 mol·L－1 TFAA全部参加反应，生成0.10 mol·L－1 F；在t2时刻，H为0.08 mol·L－1，TFAA为0.06 mol·L－1，G为0.01 mol·L－1，则F为0.01 mol·L－1。t1时刻，H的浓度小于0.02 mol·L－1，此时反应③生成TFAA的浓度小于0.02 mol·L－1，则参加反应E的浓度小于0.1 mol·L－1，所以体系中有E存在，A正确；由上述分析可知t2时刻，体系中有F存在，B不正确；t＝0时TFAA的浓度瞬间为0，表明此时E和TFAA完全反应生成F，所以E和TFAA生成F的反应速率很快，反应的活化能很小，C正确；在t2时刻，H为0.08 mol·L－1，TFAA为0.06 mol·L－1，G为0.01 mol·L－1，F为0.01 mol·L－1，只有F、G全部转化为H和TFAA时，TFAA的浓度才能为0.08 mol·L－1，而GH＋TFAA为可逆反应，所以反应达平衡后，TFAA的浓度一定小于0.08 mol·L－1，D不正确。 3.(2023·海南卷)(双选)工业上苯乙烯的生产主要采用乙苯脱氢工艺：C6H5CH2CH3(g)C6H5CH===CH2(g)＋H2(g)。某条件下无催化剂存在时，该反应的正、逆反应速率v随时间t的变化关系如图所示。下列说法正确的是(　　) A．曲线①表示的是逆反应的v­t关系 B．t2时刻体系处于平衡状态 C．反应进行到t1时，Q>K(Q为浓度商) D．催化剂存在时，v1、v2都增大 4．(2022·海南高考)某温度下，反应CH2===CH2(g)＋H2O(g)CH3CH2OH(g)在密闭容器中达到平衡。下列说法正确的是(　　) A．增大压强，v正＞v逆，平衡常数增大 B．加入催化剂，平衡时CH3CH2OH(g)的浓度增大 C．恒容下，充入一定量的H2O(g)，平衡向正反应方向移动 D．恒容下，充入一定量的CH2===CH2(g)，CH2===CH2(g)的平衡转化率增大 5．(2021·辽宁高考)某温度下，在恒容密闭容器中加入一定量X，发生反应2X(s)Y(s)＋Z(g)，一段时间后达到平衡。下列说法错误的是(　　) A．升高温度，若c(Z)增大，则ΔH＞0 B．加入一定量Z，达新平衡后m(Y)减小 C．加入等物质的量的Y和Z，达新平衡后c(Z)增大 D．加入一定量氩气，平衡不移动 6．(2021·北京高考)NO2和N2O4存在平衡：2NO2(g)N2O4(g)　ΔH<0。下列分析正确的是(　　) A．1 mol平衡混合气体中含1 mol N原子 B．断裂2 mol NO2中的共价键所需能量小于断裂1 mol N2O4中的共价键所需能量 C．恒温时，缩小容积，气体颜色变深，是平衡正向移动导致的 D．恒容时，水浴加热，由于平衡正向移动导致气体颜色变浅 7．(2021·广东高考节选)我国力争于2030年前做到碳达峰，2060年前实现碳中和。CH4与CO2重整是CO2利用的研究热点之一。该重整反应体系主要涉及以下反应： a)CH4(g)＋CO2(g)2CO(g)＋2H2(g)　ΔH1 b)CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g)　ΔH2 c)CH4(g)C(s)＋2H2(g)　ΔH3 d)2CO(g)CO2(g)＋C(s)　ΔH4 e)CO(g)＋H2(g)H2O(g)＋C(s)　ΔH5 上述反应体系在一定条件下建立平衡后，下列说法正确的有________。 A．增大CO2与CH4的浓度，反应a、b、c的正反应速率都增加 B．移去部分C(s)，反应c、d、e的平衡均向右移动 C．加入反应a的催化剂，可提高CH4的平衡转化率 D．降低反应温度，反应a～e的正、逆反应速率都减小 一、选择题(每小题只有1个选项符合题意) 1．下列能用勒夏特列原理解释的是(　　) A．溴水中存在平衡Br2＋H2OHBr＋HBrO，加入AgNO3(s)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 解析　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，不能用勒夏特列原理解释；加入催化剂，2SO2＋O22SO3平衡不移动，不能用勒夏特列原理解释；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碘蒸气浓度变大，不能用勒夏特列原理解释。 2．有平衡体系：CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)　ΔH<0，为了增加甲醇(CH3OH)单位时间的产量，应采用的最佳反应条件是(　　) A．高温、高压 B．低温、高压、催化剂 C．低温、低压 D．适宜温度、高压、催化剂 3．一定温度下，在某体积固定的密闭容器中加入2 mol A和1 mol B，发生可逆反应2A(g)＋B(g)3C(g)　ΔH＝－a kJ·mol－1(a>0)，下列说法正确的是(　　) A．当容器内压强不变时说明反应已达到平衡 B．当反应达到平衡时：c(A)∶c(B)∶c(C)＝2∶1∶3 C．当反应达到平衡时放出热量a kJ D．其他条件不变，升高温度反应速率加快 4．在1 L恒温恒容的密闭容器中充入一定量N2O5，发生如下反应： 反应1：N2O5(g)===N2O4(g)＋eq \f(1,2)O2(g)　ΔH＝＋28.4 kJ·mol－1 反应2：N2O4(g)2NO2(g)　ΔH＝＋56.9 kJ·mol－1 现有下列情况：①混合气体的密度保持不变；②气体压强保持不变；③气体的平均摩尔质量保持不变；④eq \f(c（NO2）,c（N2O4）)保持不变；⑤O2的物质的量保持不变；⑥v正(N2O4)∶v逆(NO2)＝1∶2。能表明反应2一定达到平衡状态的是(　　) A．①②③⑤ B．②③④⑥ C．①③⑤⑥ D．②③④⑤ 解析　①反应中各物质均为气体，混合气体的总质量不变，且反应在恒容条件下进行，则混合气体的密度始终不变，故不能判断是否达到平衡；②反应2的平衡建立过程中，气体总物质的量不断变化，则气体压强不断变化，当气体压强保持不变时，反应2达到平衡状态；③平衡建立过程中，混合气体的总质量不变，但其总物质的量不断变化，故当气体的平均摩尔质量保持不变时，反应2达到平衡状态；④eq \f(c（NO2）,c（N2O4）)保持不变，则c(NO2)、c(N2O4)均保持不变，反应2达到平衡状态；⑤反应1不是可逆反应，O2的物质的量保持不变，反应1已反应完全，不能据此判断反应2是否达到平衡；⑥v正(N2O4)∶v逆(NO2)＝1∶2，正、逆反应速率相等，反应2达到平衡状态。 5．常温下，将一定量的氨基甲酸铵置于密闭真空容器中(固体体积忽略不计)发生反应： H2NCOONH4(s)2NH3(g)＋CO2(g)　ΔH，达到平衡时测得c(CO2)＝a mol·L－1。温度不变，达到平衡后压缩容器容积至原来的一半，达到新平衡时测得c(NH3)＝x mol·L－1。下列说法正确的是(　　) A．反应达到新平衡时x＝2a B．达到新平衡时，ΔH为原来的2倍 C．混合气体的平均相对分子质量不再变化时表明达到平衡状态 D．NH3的体积分数不变时表明达到平衡状态 解析　当c(CO2)＝a mol·L－1时，c(NH3)＝2a mol·L－1，温度不变时平衡常数不变，该反应的平衡常数K＝c2(NH3)·c(CO2)，压缩容器容积至原来的一半，达到新平衡时各组分浓度与原平衡相同，即x＝2a，A正确；ΔH只与反应的始态和终态及方程式有关，与平衡移动无关，该反应的ΔH始终不变，B错误；反应物中没有气体，则混合气体的平均相对分子质量始终不变，不能由此判断反应达到平衡状态，C错误；NH3与CO2的物质的量之比始终为2∶1，NH3的体积分数不变不能表明达到平衡状态，D错误。 6．科学家研究出一种新的催化剂能有效处理汽车尾气，其反应的化学方程式为2NO(g)＋2CO(g)eq \o(,\s\up18(催化剂))N2(g)＋2CO2(g)　ΔH<0，若反应在恒容密闭容器中进行，由该反应相关图像作出的判断正确的是(　　) A．甲图中改变的反应条件为升温 B．乙图中温度T2>T1，纵坐标可代表NO的百分含量 C．丙图中压强p1<p2，纵坐标可代表NO的体积分数 D．丁图中a、b、c三点只有b点已经达到平衡状态 解析　由乙图所示信息可知，T2时反应速率更快，故温度T2>T1，温度升高，平衡逆向移动，而纵坐标所示的数值减小，则纵坐标不可能代表NO的百分含量，B错误；由丙图所示信息可知，p2时的反应速率更大，故压强p1<p2，增大压强，该反应平衡正向移动，而纵坐标所示的数值增大，故纵坐标不可能代表NO的体积分数，C错误；曲线表示平衡常数与温度的关系，曲线上各点都是平衡点，D错误。 7．(2023·金版原创)水煤气制乙烯的反应原理为 2CO(g)＋4H2(g)C2H4(g)＋2H2O(g)　ΔH。在压强 为0.5 MPa的条件下，2 mol CO和4 mol H2反应， 测得达到平衡时的有关气体体积分数的变化如图所示， 下列判断正确的是(　　) A．该反应的ΔH<0 B．X为C2H4(g)的变化曲线，Y为H2O(g)的变化曲线 C．压强为1 MPa时，虚线可能为H2的体积分数变化曲线 D．Z点H2的转化率约为66.7% 解析　由题图知，随温度升高，氢气体积分数减小，说明平衡正向移动，升温平衡向吸热反应方向进行，反应的ΔH＞0，A错误；升温平衡正向移动，C2H4(g)和H2O(g)体积分数增大，H2O(g)的体积分数是C2H4(g)的2倍，X为H2O(g)的变化曲线，Y为C2H4(g)的变化曲线，B错误；正反应是气体体积减小的反应，增大压强，平衡正向移动，压强为1 MPa时，H2的体积分数减小，C错误；设Z点时生成a mol C2H4(g)，列三段式： 2CO(g)＋4H2(g)C2H4(g)＋2H2O(g) 起始(mol) 2 4 0 0 变化(mol) 2a 4a a 2a 平衡(mol) 2－2a 4－4a a 2a 由题图知Z点时H2(g)与H2O(g)的体积分数相等，则4－4a＝2a，a≈0.667，所以H2的转化率约为66.7%，D正确。 二、选择题(每小题有1个或2个选项符合题意) 8．恒容密闭容器中，以硫(S8)与CH4为原料制备CS2，S8受热分解成气态S2，发生反应2S2(g)＋CH4(g)CS2(g)＋2H2S(g)　ΔH。CH4的平衡转化率、S2的体积分数随温度的变化曲线如图所示。下列说法正确的是(　　) A．ΔH>0 B．温度升高，S8的分解率增大，S2的体积分数增大 C．向平衡体系中充入惰性气体，平衡向右移动 D．其他条件相同，S2体积分数越大，CH4平衡转化率越小 解析　由题图可知，温度升高，CH4的平衡转化率降低，说明升温时，平衡2S2(g)＋CH4(g)CS2(g)＋2H2S(g)向左移动，所以正反应方向是放热的，即ΔH<0，A错误；向恒温恒容的平衡体系中通入惰性气体，与反应有关的气体的物质的量浓度均未变化，平衡不移动，C错误；其他条件不变时，S2体积分数增大，即c(S2)越大，则平衡向右进行的程度越大，CH4的平衡转化率越大，D错误。 9．在恒温恒容的容器中，发生反应：H2(g)＋CO(g)C(s)＋H2O(g)。初始时加入平均相对分子质量为15的H2、CO混合气体，一段时间后测得气体的平均相对分子质量为16。下列说法不正确的是(　　) A．反应前后气体的压强之比为4∶3 B．反应前后气体的密度之比为15∶16 C．此时CO的转化率为50% D．若反应继续向正反应方向进行，气体的平均相对分子质量将增大 解析　设初始时加入H2、CO的物质的量分别为x mol、y mol，据H2、CO混合气体的平均相对分子质量为15可得eq \f(2x＋28y,x＋y)＝15，解得x∶y＝1∶1。令初始时加入H2、CO各1 mol，某时刻时H2转化了z mol，列三段式： H2(g)＋CO(g)C(s)＋H2O(g) 起始/mol 1 1 0 0 转化/mol z z z z eq \a\vs4\al(某时刻/mol) 1－z 1－z z z 一段时间后测得气体的平均相对分子质量为16，则有eq \f(2×（1－z）＋28×（1－z）＋18z,2－z)＝16，解得z＝0.5。由分析可知，反应前后气体的压强之比等于2 mol∶(2－0.5) mol＝4∶3，A正确；在恒温恒容的容器中进行反应，反应前后气体的密度之比等于气体的质量之比，故反应前后气体的密度之比为(2×1＋28×1)∶(2×0.5＋28×0.5＋18×0.5)＝5∶4，此时CO的转化率为eq \f(0.5 mol,1 mol)×100%＝50%，B错误，C正确；若反应继续向正反应方向进行，则会生成更多的H2O(g)，气体的平均相对分子质量将增大，D正确。 10．向起始温度相同、体积相等的甲、乙两个恒容密闭容器中分别充入1 mol NO(g)和1 mol CO(g)发生反应：2NO(g)＋2CO(g)===2CO2(g)＋N2(g)　ΔH<0；其中一个为绝热容器，另一个为恒温容器。若测得两容器中除0时刻外，任意时刻的正反应速率始终满足v甲>v乙，则下列说法错误的是(　　) A．甲为恒温容器 B．NO的平衡转化率：甲>乙 C．除0时刻外，任意时刻的压强始终满足p甲>p乙 D．该反应正反应的活化能小于逆反应的活化能 解析　该反应为放热反应，温度升高反应速率加快，v甲>v乙，故甲为绝热容器，A错误；甲为绝热容器，甲中温度高于乙，该反应为放热反应，温度升高使平衡逆向移动，会降低NO的转化率，因此乙中NO的平衡转化率高于甲，故B错误。 11．SCl2可用作有机合成的氯化剂。在体积为 2 L的密闭容器中充入1 mol SCl2(g)，发生反应： 2SCl2(g)S2Cl2(g)＋Cl2(g)，图中所示曲线分别 表示反应在10 min时和平衡时SCl2的转化率(α)与 温度(T)的关系。下列说法正确的是(　　) A．2SCl2(g)S2Cl2(g)＋Cl2(g)的ΔH>0 B．55 ℃，0～10 min，以S2Cl2表示反应的平均速率为0.025 mol·L－1·min－1 C．当容器中混合气体的平均相对分子质量恒定不变时，反应达到平衡状态 D．82 ℃，若起始时在该密闭容器中充入SCl2、S2Cl2和Cl2各5 mol，则此时v(逆)<v(正) 解析　温度升高，SCl2的平衡转化率增大， 说明平衡正向移动，根据化学平衡移动原理，升 温平衡向吸热方向移动，知该反应的ΔH>0，A 正确；55 ℃，0～10 min，SCl2(g)的转化率为50%，v(SCl2)＝eq \f(0.5 mol,10 min×2 L)＝0.025 mol·L－1·min－1，则v(S2Cl2)＝eq \f(1,2)v(SCl2)＝0.0125 mol·L－1·min－1，B错误；反应体系中的物质全为气体，气体质量不变，反应前后气体分子数不变，即气体物质的量不变，则混合气体的平均相对分子质量始终不变，C错误；由题图可知，82 ℃反应达平衡时SCl2的转化率为90%，列三段式： 2SCl2(g)S2Cl2(g)＋Cl2(g) 初始浓度(mol·L－1) 0.5 0 0 转化浓度(mol·L－1) 0.45 0.225 0.225 平衡浓度(mol·L－1) 0.05 0.225 0.225 则该温度下平衡常数K＝eq \f(0.225×0.225,0.052)＝20.25，若起始时在该密闭容器中充入SCl2、S2Cl2和Cl2各5 mol，则此时的浓度商Q＝eq \f(2.5×2.5,2.52)＝1<K，反应向正反应方向进行，则v(逆)<v(正)，D正确。 三、非选择题 12．甲烷是天然气的主要成分，是一种重要的清洁能源和化工原料。 (1)利用光能和催化剂，CO2和H2O(g)可转化为CH4：CO2(g)＋2H2O(g)CH4(g)＋2O2(g)，如图为在恒温、紫外光照射、不同催化剂(Ⅰ、Ⅱ)作用下，在体积为1 L的密闭容器中，CH4的量随光照时间的变化。 ①反应开始后的16小时内，在第________种催化剂作用下，收集的CH4较多。 ②实验测得当温度高于560 ℃，O2的平均生成速率明显下降，原因可能是__________________________。 (2)工业上常用CH4和水蒸气在一定条件下的恒温恒容密闭容器中制取H2：CH4(g)＋H2O(g)CO(g)＋3H2(g)。 下列说法无法说明该反应达到平衡状态的是________(填字母)。 a．CH4体积分数不再变化 b．气体的压强不再变化 c．体系的密度保持不变 d．消耗1 mol CH4的同时消耗3 mol H2 13．丙烯是重要的有机合成原料。由丙烷制备丙烯是近年来研究的热点，主要涉及如下反应。 反应Ⅰ.2C3H8(g)＋O2(g)2C3H6(g)＋2H2O(g)　ΔH1＝－238 kJ/mol 反应Ⅱ.2H2(g)＋O2(g)2H2O(g)　ΔH2＝－484 kJ/mol (1)若丙烷脱氢制丙烯反应C3H8(g)C3H6(g)＋H2(g)的逆反应活化能为a kJ/mol，则正反应活化能为________ kJ/mol。 (2)在恒温恒压容器中发生反应Ⅰ，下列能说明反应已达到平衡状态的有________(填标号)。 A．每断裂1 mol O===O，同时生成4 mol O—H B．ΔH不再变化 C．混合气体的密度不再变化 D．v正(C3H6)＝v逆(C3H6) (3)在恒温条件下，1 mol C3H8(g)发生丙烷脱氢制丙烯反应C3H8(g)C3H6(g)＋H2(g)，测得平衡时C3H8(g)和C3H6(g)的物质的量浓度与平衡总压的关系如图1所示： ①A、B两点的浓度平衡常数关系：Kc(A)________Kc(B)(填“<”“>”或“＝”)。 ②计算C点时该反应的压强平衡常数Kp(C)＝________MPa(用平衡分压代替平衡浓度计算，分压＝总压×物质的量分数)。 eq \f(10,3) (4)研究表明，二氧化碳氧化丙烷脱氢制取丙烯可采用铬的氧化物为催化剂，其反应机理如图2所示。该工艺可有效维持催化剂活性，请结合方程式说明原因：________________________________________。 解析　(2)在恒温恒压容器中发生反应Ⅰ，反应时每断裂1 mol O===O，必然同时生成4 mol O—H，不能据此说明反应达到平衡；ΔH仅与方程式系数有关，方程式不变，ΔH不变，故不能说明反应达到平衡。 (3)②设C点时C3H8转化的物质的量为x mol，列三段式： C3H8(g)C3H6(g)＋H2(g) 起始(mol) 1 0 0 转化(mol) x x x 平衡(mol) 1－x x x 由题图1可知，C点时C3H8(g)和C3H6(g)的物质的量浓度相等，则1－x＝x，解得x＝0.5，则平衡时总的物质的量为1.5 mol，C点时该反应的压强平衡常数Kp(C)＝eq \f(\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(0.5 mol,1.5 mol)×10 MPa))×\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(0.5 mol,1.5 mol)×10 MPa)),\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(0.5 mol,1.5 mol)×10 MPa)))＝eq \f(10,3) MPa。 $$