专题02 化学反应的限度（考点清单）（讲+练）-2024-2025学年高二化学上学期期中考点大串讲（沪科版2020选择性必修1）

专题02 化学反应的限度 考点01 化学平衡常数 考点02 化学平衡的移动 考点03 勒夏特列原理及应用 考点04 化学反应速率与平衡图像 ▉考点01 化学平衡常数 1．概念 （1）条件：一定温度下一个可逆反应达到化学平衡状态时 （2）叙述：生成物浓度的系数次幂之积与反应物浓度的系数次幂之积的比值，叫化学平衡常数 （3）符号：Kc 2．表达式 对于一般的可逆反应mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)，当在一定温度下达到平衡时，K＝(固体和纯液体的浓度视为常数，通常不计入化学平衡常数表达式中)。 由于化学方程式的书写不同，平衡常数的表达式不同，如N2＋3H22NH3，K＝a 则有：2NH3N2＋3H2，K′＝；N2＋H2NH3，K″＝。 3．影响因素 K只受温度影响，与反应物或生成物的浓度变化无关，与压强变化、是否使用催化剂无关。 （1）放热反应：K值减小；k正值增大，k逆值增大，k逆变化更大 （2）吸热反应：K值增大；k正值增大，k逆值增大，k正变化更大 4．平衡常数意义及应用 （1）判断可逆反应进行的程度 K <10－5 10－5～105 >105 反应程度 很难进行 反应可逆 反应接近完全 （2）判断反应是否达到平衡或进行的方向 对于化学反应aA(g)＋bB(g)cC(g)＋dD(g)的任意状态，浓度商：Q＝。 Q＜K，反应向正反应方向进行； Q＝K，反应处于平衡状态； Q＞K，反应向逆反应方向进行。 （3）判断可逆反应的热效应 （4）计算平衡体系中的相关量 根据相同温度下，同一反应的平衡常数不变，计算反应物或生成物的浓度、转化率、反应速率等。 注意：计算时注意问题 ①平衡量必须为平衡时的浓度 ②等体反应：可以用平衡时的物质的量代替平衡时的浓度 ③恒压条件下：先计算平衡体积，再算平衡常数 5．化学平衡常数的有关计算 “三段式法”是有效解答化学平衡计算题的“万能钥匙”。解题时，要注意准确地列出起始量、变化量、平衡量，按题目要求进行计算，同时还要注意单位的统一。 （1）分析三个量：起始量、变化量、平衡量。 （2）明确三个关系 ①对于同一反应物，起始量－变化量＝平衡量。 ②对于同一生成物，起始量＋变化量＝平衡量。 ③各物质的转化量之比等于各物质的化学计量数之比。 （3）计算模式 对以下反应：mA(g)＋nB(g) ⇌pC(g)＋qD(g)，令A、B起始物质的量(mol)分别为a、b，达到平衡后，A的消耗量为mx mol，容器容积为V L。 mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g) 起始/mol a b 0 0 变化/mol mx nx px qx 平衡/mol a－mx b－nx px qx 则有①平衡常数： K＝。 ②A的平衡浓度：c(A)＝ mol·L－1。 ③A的转化率：α(A)＝×100%，α(A)∶α(B)＝∶＝。 ④A的体积分数：φ(A)＝×100%。 ⑤平衡压强与起始压强之比：＝。 ⑥混合气体的平均密度(混)＝ g·L－1。 ⑦混合气体的平均摩尔质量＝ g·mol－1。 ⑧生成物的产率：实际产量(指生成物)占理论产量的百分数。一般来讲，转化率越大，原料利用率越高，产率越大。 产率＝×100%。 6．压强平衡常数（Kp） （1）Kp含义：在化学平衡体系中，用各气体物质的分压替代浓度计算的平衡常数叫压强平衡常数。 （3）计算技巧： 第一步，根据“三段式”法计算平衡体系中各物质的物质的量或物质的量浓度； 第二步，计算各气体组分的物质的量分数或体积分数； 第三步，根据分压计算公式求出各气体物质的分压，某气体的分压＝气体总压强×该气体的体积分数(或物质的量分数)； 第四步，根据平衡常数计算公式代入计算。例如，N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)，压强平衡常数表达式为Kp＝。 7．速率常数和平衡常数的关系 A.基元反应：a A（g）+b B（g）c C（g）+d D（g） B.速率方程 ①抽象化速率方程：笼统的正逆反应速率 v正＝k正·ca（A）·cb（B）、v逆＝k逆·cc（C）·cd（D） ②具体化速率方程：以具体物质表示的正逆反应速率 vA正＝k正·ca（A）·cb（B）、vC逆＝k逆·cc（C）·cd（D） C.速率常数和平衡常数的关系 ①抽象化：平衡条件v正＝v逆，＝＝Kc ①具体化：平衡条件＝， ＝×＝×Kc （4）升温对k正、k逆的影响 ①放热反应：K值减小；k正值增大，k逆值增大，k逆变化更大 ②吸热反应：K值增大；k正值增大，k逆值增大，k正变化更大 ▉考点02 化学平衡的移动 1．概念 在一定条件下，当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，平衡混合物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。这种由原平衡状态向新平衡状态的变化过程，叫做化学平衡的移动。 2．化学平衡移动的过程 ( 正 = 逆 正 > 逆 正 逆 ´ 正 = ´ 逆 反应开始 尚未平衡 化学平 衡状态 正向或 逆向移动 新的化学平衡状态 建立新平衡 化学平衡移动 ) 3．化学平衡移动与化学反应速率的关系 （1）v正>v逆：平衡向正反应方向移动。 （2）v正＝v逆：反应达到平衡状态，平衡不发生移动。 （3）v正＜v逆：平衡向逆反应方向移动。 （4）图像分析 ①增大反应物的浓度或减小生成物的浓度，可瞬间增大v(正)或减小v(逆)，使得v(正)>v(逆)，化学平衡向正反应方向移动： ②减小反应物的浓度或增大生成物的浓度，可瞬间减小v(正)或增大v(逆)，使得v(正)<v(逆)，化学平衡向逆反应方向移动： （3）结论：①增大反应物浓度或减小生成物浓度，平衡向正反应方向移动。 ②增大生成物浓度或减小反应物浓度，平衡向逆反应方向移动。 4．影响化学平衡的外界因素 （1）若其他条件不变，改变下列条件对化学平衡的影响如下： 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 向正反应方向移动 减小反应物浓度或增大生成物浓度 向逆反应方向移动 压强(对于有气体参加的可逆反应) 反应前后气体体积改变 增大压强 向气体分子总数减小的方向移动 减小压强 向气体分子总数增大的方向移动 反应前后气体体积不变 改变压强 平衡不移动 温度 升高温度 向吸热反应方向移动 降低温度 向放热反应方向移动 催化剂 同等程度地改变v正、v逆，平衡不移动 （2）图像分析 化学平衡 xX＋yYmM＋nN ΔH＞0 xX＋yYmM＋nN ΔH＜0 体系温度的变化 升高温度 降低温度 降低温度 升高温度 反应速率变化 v正、v逆同时增大，且v′正＞v′逆 v正、v逆同时减小，且v′正＜v′逆 v正、v逆同时减小，且v′正＞v′逆 v正、v逆同时增大，且v′正＜v′逆 平衡移动方向 正反应方向 逆反应方向 正反应方向 逆反应方向 v­t图像 规律总结 在其他条件不变的情况下，升高温度，平衡向吸热反应的方向移动；降低温度，平衡向放热反应的方向移动 5.化学平衡中的特殊情况 （1）当反应混合物中存在与其他物质不相混溶的固体或液体物质时，由于其“浓度”是恒定的，不随其量的增减而变化，故改变这些固体或液体的量，对化学平衡没影响。 （2）同等程度地改变反应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减小(等效于减压) ▉考点03 勒夏特列原理及应用 1.内容：对于一个已经达到平衡的体系，如果改变影响化学平衡的一个条件 (如浓度、温度、压强)，平衡将向着能够减弱这种改变的方向移动。 注意：①“减弱”不等于“消除”更不是“扭转”。 ②若同时改变影响平衡移动的几个条件，则不能简单地根据勒夏特列原理来判断平衡移动的方向。 2.适用范围：仅适用于已达到平衡的反应体系，不可逆过程或未达到平衡的可逆过程均不能使用该原理。 3.必须有平衡移动，且实际移动方向符合理论移动方向 【易错警示】①催化剂不能使平衡移动，无法用勒夏特列原理解释。 ②等体反应改变压强，平衡不移动，无法用勒夏特列原理解释。 ③改变平衡体系中固体或纯液体的量，平衡不移动，无法用勒夏特列原理解释。 ④恒温恒容条件下充入惰性气体，平衡不移动，无法用勒夏特列原理解释。 ⑤非平衡状态，不能用勒夏特列原理解释。 ⑥勒夏特列原理可判断“改变影响平衡的一个条件”时平衡移动的方向。若同时改变影响平衡移动的几个条件，则不能简单地根据勒夏特列原理来判断平衡移动的方向，只有在改变的条件对平衡移动的方向影响一致时，才能根据勒夏特列原理进行判断。 4.“加的多，剩的多”原理 ①增大X的浓度，新平衡时c（X）一定比原平衡时的大 ②增大压强，新平衡时P一定比原平衡时的大 ③升高温度，新平衡时T一定比原平衡时的大 5.“单一气体型”反应的特殊性 ①反应形式：A（s）xB（s）+yC（g） ②改变压强、浓度，平衡移动，新平衡时P、c不变 6.“单侧气体型”反应的特殊性 ①反应形式：A（s）xB（g）+yC（g） ②改变压强、同倍数改变浓度，平衡移动，新平衡时P、c不变 ③改变一种气体浓度，平衡移动，新平衡时c变大 7.勒夏特列原理应用：可以更加科学有效地调控和利用化学反应，尽可能让化学反应按照人们的需要进行。 【技巧点拨】平衡移动过程中的量变分析 向一密闭容器中通入1 mol N2、3 mol H2，发生反应N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)　ΔH<0，一段时间后达到平衡，当其他条件不变时，改变下列条件后，请填写下列内容： ①若增大N2的浓度，平衡移动的方向是向右移动；达新平衡前，氮气浓度的变化趋势是减小，但新平衡时的浓度大于原平衡时的浓度。 ②若升高温度，平衡移动的方向是向左移动；达新平衡前，体系温度的变化趋势是降低，但新平衡时的温度高于原平衡时的温度。 ③若增大压强，平衡移动的方向是向右移动；达新平衡前，压强的变化趋势是减小，但新平衡时的压强大于原平衡时的压强。 （2）原理归纳：如果改变影响平衡的条件之一(如浓度、压强或温度)，平衡将向着能够减弱这种改变的方向移动。 （3）注意事项 ①适用范围：适用于任何动态平衡体系(如在第三章将学到的溶解平衡、电离平衡等)，非平衡状态不能用此来分析。 ②平衡移动的结果只能是“减弱”外界条件的改变，但不能完全“消除”这种改变。可概括为“外变大于内变”。 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。 ▉考点04 化学反应速率与平衡图像 1．瞬时速率—时间图像 （1）当可逆反应达到一种平衡后，若某一时刻外界条件发生改变，都可能使速率—时间图像的曲线出现不连续的情况，根据出现“断点”前后的速率大小，即可对外界条件的变化情况作出判断。如图： t1时刻改变的条件可能是使用了催化剂或增大压强(仅适用于反应前后气体物质的量不变的反应)。 （2）常见含“断点”的速率－时间图像分析 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 （3）“渐变”类速率－时间图像 图像 分析 结论 t1时v′正突然增大，v′逆逐渐增大；v′正＞v′逆，平衡向正反应方向移动 t1时其他条件不变，增大反应物的浓度 t1时v′正突然减小，v′逆逐渐减小；v′逆＞v′正，平衡向逆反应方向移动 t1时其他条件不变，减小反应物的浓度 t1时v′逆突然增大，v′正逐渐增大；v′逆＞v′正，平衡向逆反应方向移动 t1时其他条件不变，增大生成物的浓度 t1时v′逆突然减小，v′正逐渐减小；v′正＞v′逆，平衡向正反应方向移动 t1时其他条件不变，减小生成物的浓度 2．全程速率—时间图像 例如：Zn与足量盐酸的反应，化学反应速率随时间的变化出现如图所示情况。 原因：（1）AB段(v增大)，反应放热，溶液温度逐渐升高，v增大。 （2）BC段(v减小)，溶液中c(H＋)逐渐减小，v减小。 3．物质的量(或浓度)—时间图像 例如：某温度时，在定容(V L)容器中，X、Y、Z三种物质的物质的量随时间的变化曲线如图所示。 （1）由图像得出的信息 ①X、Y是反应物，Z是生成物。 ②t3 s时反应达到平衡状态，X、Y并没有全部反应，该反应是可逆反应。 ③0～t3 s时间段：Δn(X)＝n1－n3mol，Δn(Y)＝n2－n3mol，Δn(Z)＝n2mol。 （2）根据图像可进行如下计算 ①某物质的平均速率、转化率，如 v(X)＝ mol·L－1·s－1； Y的转化率＝×100%。 ②确定化学方程式中的化学计量数之比，X、Y、Z三种物质的化学计量数之比为(n1－n3)∶(n2－n3)∶n2。 4．浓度(转化率、百分含量)—时间图像 （1）识图技巧 分析反应由开始(起始物质相同时)达到平衡所用时间的长短可推知反应条件的变化。 ①若为温度变化引起，温度较高时，反应达平衡所需时间短。 ②若为压强变化引起，压强较大时，反应达平衡所需时间短。 ③若为是否使用催化剂，使用适宜催化剂时，反应达平衡所需时间短。 （2）应用举例 含量—时间—温度(压强) (C%指产物的质量分数，B%指某反应物的质量分数) 5．恒压(或恒温)线 (α表示反应物的转化率，n表示反应物的平衡物质的量) 图①，若p1>p2>p3，则正反应为气体体积减小的反应，ΔH＜0； 图②，若T1>T2，则正反应为放热反应，气体体积增大。 解决这类图像一般采用“定一议二”的方法，即把自变量(温度、压强)之一设为定量，讨论另外两个变量的关系。 6．其它图像 图像（1）：t1点时，C的含量的增加量为状态Ⅰ大于状态Ⅱ；条件改变时，平衡不发生移动。所以，条件Ⅰ有两种可能：①使用催化剂；②增大压强，且满足m＋n＝x＋q。 图像（2）：T1为平衡点；T1点以前，v正>v逆，没有达到化学平衡状态，T1点以后，随着温度的升高，C的含量减小，表示化学平衡向逆反应方向移动，正反应为放热反应，ΔH<0。 图像（3）：p1为平衡点；p1点以前，v正>v逆，反应没有达到化学平衡状态； p1点以后，随着压强的增大，C的含量减小，表示化学平衡向逆反应方向移动，逆反应为气体分子数减小的反应，即m＋n<x＋q。图像（4）对于化学反应mA(g)＋nB(g) pC(g)＋qD(g)，L线上所有的点都是平衡点(如图)。 L线的左上方(E点)，A的百分含量大于此压强时平衡体系的A的百分含量，所以，E点v正>v逆；则L线的右下方(F点)，v正＜v逆。 1．在某温度下，可逆反应mA(g)＋nB(g) pC(g)＋qD(g)平衡常数为K，下列说法正确的是 A．K越大，达到平衡时，反应进行的程度越大 B．K越小，达到平衡时，反应物的转化率越大 C．K随反应物浓度的改变而改变 D．K随着温度的升高而增大 2．反应4NH3(g)+5O2(g) ⇌4NO(g)+6H2O(g)，在5L密闭恒容容器中投入1 mol NH3和1 molO2，2min NO的物质的量增加了0.4 mol，下列说法正确的是 A．开始时刻与2 min时容器内压强之比为9:10 B．用氧气表示2 min内平均反应速率： v(O2)=0.05 mol/(L·min) C．2 min内NH3的转化率是50% D．当容器内混合气体密度不再发生变化时可判断反应已达化学平衡状态 3．对于反应3Fe(s)＋4H2O(g)Fe3O4(s)＋4H2(g)的平衡常数，下列说法正确的是 A．增大H2O(g)的浓度或减小H2的浓度，会使平衡常数减小 B．改变反应的温度，平衡常数不一定变化 C．K= D．K＝ 4．在一定条件下，在容积为2L的密闭容器中，将2molA气体和3molB气体相混合，发生如下反应：2A(g)+3B(g)⇌xC(g)+3D(g)，4s后该反应达到平衡时，生成2.4molD，并测得C的反应速率为0.1mol·L-1·s-1，下列有关叙述错误的是 A．x=1 B．0~4s内，v(B)=0.3mol·L-1·s-1 C．α(A)：α(B)=1：1 D．该反应的平衡常数为64 5．下列说法中，能说明化学平衡一定向正反应方向移动的是 A．N2O4(g) 2NO2(g)，改变某一条件后，气体颜色加深 B．H2(g)＋I2(g) 2HI(g)，单位时间内消耗H2和HI的物质的量之比大于1:2 C．N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g)，改变某一条件后，NH3的体积分数增加 D．2SO2(g)＋O2(g) 2SO3(g)，恒温恒压条件下，充入He 6．如图曲线a表示放热反应X(g)+Y(g)Z(g)+N(s)进行过程中X的转化率随时间变化的关系，若要改变起始条件，使反应过程按b曲线进行，可采取的措施是 A．减压 B．加大X的投入量 C．升高温度 D．加催化剂 7．温度恒定的条件下，在2 L容积不变的密闭容器中，发生反应：2SO2(g)＋O2(g) ⇌2SO3(g)。开始充入4 mol的SO2和2 mol的O2，10 s后达到平衡状态时c(SO3)＝0.5 mol·L－1，下列说法不正确的是(　　) A．v(SO2)∶v(O2)＝2∶1 B．10 s内，v(SO3)＝0.05 mol·L－1·s－1 C．SO2的平衡转化率为25% D．平衡时容器内的压强是反应前的倍 8．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．恒容下，再充入一定量的H2O(g)，平衡向正反应方向移动，v正加快、v逆减慢 B．缩小容器的体积，v正>v逆 C．恒容下，再充入一定量的Ar气，平衡向正反应方向移动 D．恒容下，再充入一定量的CH2=CH2(g)，CH2=CH2(g)的平衡转化率增大 9．下列措施或事实不能用勒夏特列原理解释的是 A．将球浸泡在热水中颜色加深 B．配制溶液时，向溶液中加入少量铁粉 C．用饱和食盐水除去氯气中的少量气体 D．工业上生产硫酸的过程中，使用过量的空气以提高的利用率 10．一定条件下，在体积为的密闭容器中充入和进行反应：，后反应达到平衡，生成Z的物质的量为。下列说法正确的是 A．若再充入，Y的体积分数增大 B．若平衡时，再投入稀有气体氦(不参与反应)，平衡正向移动 C．X的平衡转化率为40％ D．若升高温度，X的体积分数增大，则该反应的 11．在25℃时，恒容密闭容器中X、Y、Z三种气体的初始浓度和2min后达到平衡的浓度如表所示，下列说法不正确的是 物质 X Y Z 初始浓度 1 2 0 平衡浓度 0.5 0.5 1 A．反应可表示为 B．Y的平衡转化率为75% C．反应前后气体总压强之比为3∶2 D．化学平衡常数为4 12．在2L密闭恒容容器内，500℃时反应：体系中，随时间的变化如表(K表示平衡常数)： 时间(s) 0 1 2 3 4 (mol) 0.020 0.010 0.008 0.007 0.007 下列说法正确的是 A．2s内消耗氧气的平均速率为 B．反应达到平衡时， C．当容器内气体的密度不再发生变化时，该反应达到平衡状态 D．若，4s后升温达到新平衡过程中逆反应速率先增大后减小 13．高温下，某反应达到平衡，平衡常数K=，恒容时，温度升高，H2浓度减小。下列说法正确的是 A．该反应的化学方程式为CO+H2O⇌CO2+H2 B．恒温恒容下，增大H2浓度平衡常数K减小 C．平衡移动时，K值一定变化 D．该反应的正反应是吸热反应 14．某密闭容器中发生反应：，某一过程中反应速率与时间的关系如图所示，段为化学平衡状态，改变物质的浓度、压强、温度或催化剂等外界条件，平衡常数一定变化的时间段是 A． B． C． D．和 15．反应2SO2(g)＋O2(g) ⇌2SO3(g)　ΔH＜0已达平衡，如果其他条件不变时，分别改变下列条件，对化学反应速率和化学平衡产生影响，下列条件与图像不相符的是(O～t1：v正＝v逆；t1时改变条件，t2时重新建立平衡)(　　) 16．有一化学平衡mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)，如图所示的是A的转化率与压强、温度的关系。下列叙述正确的是(　　) A．正反应是放热反应；m＋n>p＋q B．正反应是吸热反应；m＋n<p＋q C．正反应是放热反应；m＋n<p＋q D．正反应是吸热反应；m＋n>p＋q 17．在容积一定的密闭容器中发生可逆反应A(g)＋B(g) ⇌C(g)　ΔH＞0，平衡移动关系如图所示。下列说法正确的是(　　) 选项 压强 纵坐标 A p1＜p2 C的物质的量浓度 B p1＞p2 B的转化率 C p1＜p2 混合气体的平均摩尔质量 D p1＞p2 A的质量分数 18．已知某密闭容器中发生反应：X(g)＋Y(g) ⇌mZ(g)　ΔH<0。反应过程中，X、Y、Z的物质的量随时间的变化如图所示，则t1时刻改变的条件可能是(　　) A．升高温度 B．加入更高效的催化剂 C．增大压强 D．加入一定量的Z 19．已知反应：2A(g)2B(g)+C(g) △H=akJ•mol-1。某温度下，将2molA置于10L密闭容器中，一定时间后反应达到平衡。则下列说法正确的是 A．图甲中α(A)表示A的转化率，T1、T2表示温度，则可推断出：△H>0 B．图乙中c表示A的浓度，则可推断出：T2、T3为平衡状态 C．图丙中α(%)表示A的平衡转化率，p表示体系总压强，则推断出M点K=1.25×10-2mol•L-1 D．达平衡后，降低温度，则反应速率变化图象可以用图丁表示 20．已知：(HF)2(g)2HF(g)       ＞0，平衡体系的总质量m(总)与总物质的量n(总)之比在不同温度下随压强的变化曲线如图所示。下列说法正确的是 A．温度：T1＜T2 B．反应速率：v(b)＜v(a) C．平衡常数：K(a)=K(b)＜K(c) D．当时， 21．向恒容密闭容器中充入1mol Q(g)和4mol R(g)，其他条件相同，在和两个温度下发生反应生成W:       。Q(g)的转化率随时间的变化关系如图所示，下列说法正确的是 A． B．该反应为放热反应 C．A点分别对应两种条件下的反应速率相等 D．时，该反应的化学平衡常数 22．T℃时，在2L刚性密闭容器中使X(g)与Y(g)发生反应生成Z(g)。反应过程中X、Y、Z的浓度变化如图1所示；若保持其他条件不变，温度分别为T1和T2时，Y的体积百分含量与时间的关系如图2所示。则下列结论错误的是 A．容器中发生的反应可表示为3X(g)＋Y(g)2Z(g) B．保持其他条件不变，升高温度，X的转化率增大 C．反应进行的前3min内，用X表示的反应速率v(X)=0.2mol·L-1·min-1 D．若改变反应条件，使反应进程如图3所示，则改变的条件是使用催化剂 23．探究CH3OH合成反应化学平衡的影响因素，有利于提高CH3OH的产率。以CO2、H2为原料合成CH3OH涉及的主要反应如下： Ⅰ.CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)　ΔH1＝－49.5 kJ·mol－1 Ⅱ.CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)　ΔH2＝－90.4 kJ·mol－1 Ⅲ.CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g)　ΔH3 回答下列问题： （1）不同压强下，按照n(CO2)∶n(H2)＝1∶3投料，实验测定CO2的平衡转化率和CH3OH的平衡产率随温度的变化关系如下图所示。 已知：CO2的平衡转化率＝×100% CH3OH的平衡产率＝×100% 其中纵坐标表示CO2平衡转化率的是图________(填“甲”或“乙”)；压强p1、p2、p3由大到小的顺序为__________；图乙中T1温度时，三条曲线几乎交于一点的原因是____________。 （2）为同时提高CO2的平衡转化率和CH3OH的平衡产率，应选择的反应条件为___(填标号)。 A．低温、高压 B．高温、低压 C．低温、低压 D．高温、高压 24．甲醇是一种重要的化工原料，具有开发和应用的广阔前景。工业上使用水煤气(CO与H2的混合气体)转化成甲醇，反应为CO(g)+2H2(g)⇌CH3OH(g)。 （1）CO的平衡转化率与温度、压强的关系如图所示。 ①p1、p2的大小关系是p1_______p2(填“>”“<"或"=”)。 ②A、B、C三点的平衡常数KA、KB、Kc的大小关系是_______。 ③下列叙述能说明上述反应能达到化学平衡状态的是_______(填字母)。 a.2v正(H2)=v逆(CH3OH) b.CH3OH的体积分数不再改变 c.混合气体的平均摩尔质量不再改变 d.同一时间内，消耗0.04molH2，生成0.02molCO （2）在T2℃、p2压强时，往一容积为2L的密团容器内，充入0.3molCO与0.4molH2发生反应。 ①平衡时H2的体积分数是____；平衡后再加入1.0molCO后重新到达平衡，则CO的转化率_____(填“增大""不变”成“减小”)，CO与CH3OH的浓度比_______(填"增大”“不变"或“减小")。 ②若以不同比例投料，测得某时刻各物质的物质的量如下，CO：0.1mol、H2：0.2mol、CH3OH：0.2mol，此时v(正)_______v(逆)(填“”“<"或“=”)。 ③若p2压强恒定为p，则平衡常数Kp=_______(Kp用气体平衡分压代替气体平衡浓度计算，分压=总压×气体的物质的量分数，整理出含p的最简表达式)。 ( 17 )原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有 学科网（北京）股份有限公司 $$ 专题02 化学反应的限度 考点01 化学平衡常数 考点02 化学平衡的移动 考点03 勒夏特列原理及应用 考点04 化学反应速率与平衡图像 ▉考点01 化学平衡常数 1．概念 （1）条件：一定温度下一个可逆反应达到化学平衡状态时 （2）叙述：生成物浓度的系数次幂之积与反应物浓度的系数次幂之积的比值，叫化学平衡常数 （3）符号：Kc 2．表达式 对于一般的可逆反应mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)，当在一定温度下达到平衡时，K＝(固体和纯液体的浓度视为常数，通常不计入化学平衡常数表达式中)。 由于化学方程式的书写不同，平衡常数的表达式不同，如N2＋3H22NH3，K＝a 则有：2NH3N2＋3H2，K′＝；N2＋H2NH3，K″＝。 3．影响因素 K只受温度影响，与反应物或生成物的浓度变化无关，与压强变化、是否使用催化剂无关。 （1）放热反应：K值减小；k正值增大，k逆值增大，k逆变化更大 （2）吸热反应：K值增大；k正值增大，k逆值增大，k正变化更大 4．平衡常数意义及应用 （1）判断可逆反应进行的程度 K <10－5 10－5～105 >105 反应程度 很难进行 反应可逆 反应接近完全 （2）判断反应是否达到平衡或进行的方向 对于化学反应aA(g)＋bB(g)cC(g)＋dD(g)的任意状态，浓度商：Q＝。 Q＜K，反应向正反应方向进行； Q＝K，反应处于平衡状态； Q＞K，反应向逆反应方向进行。 （3）判断可逆反应的热效应 （4）计算平衡体系中的相关量 根据相同温度下，同一反应的平衡常数不变，计算反应物或生成物的浓度、转化率、反应速率等。 注意：计算时注意问题 ①平衡量必须为平衡时的浓度 ②等体反应：可以用平衡时的物质的量代替平衡时的浓度 ③恒压条件下：先计算平衡体积，再算平衡常数 5．化学平衡常数的有关计算 “三段式法”是有效解答化学平衡计算题的“万能钥匙”。解题时，要注意准确地列出起始量、变化量、平衡量，按题目要求进行计算，同时还要注意单位的统一。 （1）分析三个量：起始量、变化量、平衡量。 （2）明确三个关系 ①对于同一反应物，起始量－变化量＝平衡量。 ②对于同一生成物，起始量＋变化量＝平衡量。 ③各物质的转化量之比等于各物质的化学计量数之比。 （3）计算模式 对以下反应：mA(g)＋nB(g) ⇌pC(g)＋qD(g)，令A、B起始物质的量(mol)分别为a、b，达到平衡后，A的消耗量为mx mol，容器容积为V L。 mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g) 起始/mol a b 0 0 变化/mol mx nx px qx 平衡/mol a－mx b－nx px qx 则有①平衡常数： K＝。 ②A的平衡浓度：c(A)＝ mol·L－1。 ③A的转化率：α(A)＝×100%，α(A)∶α(B)＝∶＝。 ④A的体积分数：φ(A)＝×100%。 ⑤平衡压强与起始压强之比：＝。 ⑥混合气体的平均密度(混)＝ g·L－1。 ⑦混合气体的平均摩尔质量＝ g·mol－1。 ⑧生成物的产率：实际产量(指生成物)占理论产量的百分数。一般来讲，转化率越大，原料利用率越高，产率越大。 产率＝×100%。 6．压强平衡常数（Kp） （1）Kp含义：在化学平衡体系中，用各气体物质的分压替代浓度计算的平衡常数叫压强平衡常数。 （3）计算技巧： 第一步，根据“三段式”法计算平衡体系中各物质的物质的量或物质的量浓度； 第二步，计算各气体组分的物质的量分数或体积分数； 第三步，根据分压计算公式求出各气体物质的分压，某气体的分压＝气体总压强×该气体的体积分数(或物质的量分数)； 第四步，根据平衡常数计算公式代入计算。例如，N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)，压强平衡常数表达式为Kp＝。 7．速率常数和平衡常数的关系 A.基元反应：a A（g）+b B（g）c C（g）+d D（g） B.速率方程 ①抽象化速率方程：笼统的正逆反应速率 v正＝k正·ca（A）·cb（B）、v逆＝k逆·cc（C）·cd（D） ②具体化速率方程：以具体物质表示的正逆反应速率 vA正＝k正·ca（A）·cb（B）、vC逆＝k逆·cc（C）·cd（D） C.速率常数和平衡常数的关系 ①抽象化：平衡条件v正＝v逆，＝＝Kc ①具体化：平衡条件＝， ＝×＝×Kc （4）升温对k正、k逆的影响 ①放热反应：K值减小；k正值增大，k逆值增大，k逆变化更大 ②吸热反应：K值增大；k正值增大，k逆值增大，k正变化更大 ▉考点02 化学平衡的移动 1．概念 在一定条件下，当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，平衡混合物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。这种由原平衡状态向新平衡状态的变化过程，叫做化学平衡的移动。 2．化学平衡移动的过程 ( 正 = 逆 正 > 逆 正 逆 ´ 正 = ´ 逆 反应开始 尚未平衡 化学平 衡状态 正向或 逆向移动 新的化学平衡状态 建立新平衡 化学平衡移动 ) 3．化学平衡移动与化学反应速率的关系 （1）v正>v逆：平衡向正反应方向移动。 （2）v正＝v逆：反应达到平衡状态，平衡不发生移动。 （3）v正＜v逆：平衡向逆反应方向移动。 （4）图像分析 ①增大反应物的浓度或减小生成物的浓度，可瞬间增大v(正)或减小v(逆)，使得v(正)>v(逆)，化学平衡向正反应方向移动： ②减小反应物的浓度或增大生成物的浓度，可瞬间减小v(正)或增大v(逆)，使得v(正)<v(逆)，化学平衡向逆反应方向移动： （3）结论：①增大反应物浓度或减小生成物浓度，平衡向正反应方向移动。 ②增大生成物浓度或减小反应物浓度，平衡向逆反应方向移动。 4．影响化学平衡的外界因素 （1）若其他条件不变，改变下列条件对化学平衡的影响如下： 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 向正反应方向移动 减小反应物浓度或增大生成物浓度 向逆反应方向移动 压强(对于有气体参加的可逆反应) 反应前后气体体积改变 增大压强 向气体分子总数减小的方向移动 减小压强 向气体分子总数增大的方向移动 反应前后气体体积不变 改变压强 平衡不移动 温度 升高温度 向吸热反应方向移动 降低温度 向放热反应方向移动 催化剂 同等程度地改变v正、v逆，平衡不移动 （2）图像分析 化学平衡 xX＋yYmM＋nN ΔH＞0 xX＋yYmM＋nN ΔH＜0 体系温度的变化 升高温度 降低温度 降低温度 升高温度 反应速率变化 v正、v逆同时增大，且v′正＞v′逆 v正、v逆同时减小，且v′正＜v′逆 v正、v逆同时减小，且v′正＞v′逆 v正、v逆同时增大，且v′正＜v′逆 平衡移动方向 正反应方向 逆反应方向 正反应方向 逆反应方向 v­t图像 规律总结 在其他条件不变的情况下，升高温度，平衡向吸热反应的方向移动；降低温度，平衡向放热反应的方向移动 5.化学平衡中的特殊情况 （1）当反应混合物中存在与其他物质不相混溶的固体或液体物质时，由于其“浓度”是恒定的，不随其量的增减而变化，故改变这些固体或液体的量，对化学平衡没影响。 （2）同等程度地改变反应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减小(等效于减压) ▉考点03 勒夏特列原理及应用 1.内容：对于一个已经达到平衡的体系，如果改变影响化学平衡的一个条件 (如浓度、温度、压强)，平衡将向着能够减弱这种改变的方向移动。 注意：①“减弱”不等于“消除”更不是“扭转”。 ②若同时改变影响平衡移动的几个条件，则不能简单地根据勒夏特列原理来判断平衡移动的方向。 2.适用范围：仅适用于已达到平衡的反应体系，不可逆过程或未达到平衡的可逆过程均不能使用该原理。 3.必须有平衡移动，且实际移动方向符合理论移动方向 【易错警示】①催化剂不能使平衡移动，无法用勒夏特列原理解释。 ②等体反应改变压强，平衡不移动，无法用勒夏特列原理解释。 ③改变平衡体系中固体或纯液体的量，平衡不移动，无法用勒夏特列原理解释。 ④恒温恒容条件下充入惰性气体，平衡不移动，无法用勒夏特列原理解释。 ⑤非平衡状态，不能用勒夏特列原理解释。 ⑥勒夏特列原理可判断“改变影响平衡的一个条件”时平衡移动的方向。若同时改变影响平衡移动的几个条件，则不能简单地根据勒夏特列原理来判断平衡移动的方向，只有在改变的条件对平衡移动的方向影响一致时，才能根据勒夏特列原理进行判断。 4.“加的多，剩的多”原理 ①增大X的浓度，新平衡时c（X）一定比原平衡时的大 ②增大压强，新平衡时P一定比原平衡时的大 ③升高温度，新平衡时T一定比原平衡时的大 5.“单一气体型”反应的特殊性 ①反应形式：A（s）xB（s）+yC（g） ②改变压强、浓度，平衡移动，新平衡时P、c不变 6.“单侧气体型”反应的特殊性 ①反应形式：A（s）xB（g）+yC（g） ②改变压强、同倍数改变浓度，平衡移动，新平衡时P、c不变 ③改变一种气体浓度，平衡移动，新平衡时c变大 7.勒夏特列原理应用：可以更加科学有效地调控和利用化学反应，尽可能让化学反应按照人们的需要进行。 【技巧点拨】平衡移动过程中的量变分析 向一密闭容器中通入1 mol N2、3 mol H2，发生反应N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)　ΔH<0，一段时间后达到平衡，当其他条件不变时，改变下列条件后，请填写下列内容： ①若增大N2的浓度，平衡移动的方向是向右移动；达新平衡前，氮气浓度的变化趋势是减小，但新平衡时的浓度大于原平衡时的浓度。 ②若升高温度，平衡移动的方向是向左移动；达新平衡前，体系温度的变化趋势是降低，但新平衡时的温度高于原平衡时的温度。 ③若增大压强，平衡移动的方向是向右移动；达新平衡前，压强的变化趋势是减小，但新平衡时的压强大于原平衡时的压强。 （2）原理归纳：如果改变影响平衡的条件之一(如浓度、压强或温度)，平衡将向着能够减弱这种改变的方向移动。 （3）注意事项 ①适用范围：适用于任何动态平衡体系(如在第三章将学到的溶解平衡、电离平衡等)，非平衡状态不能用此来分析。 ②平衡移动的结果只能是“减弱”外界条件的改变，但不能完全“消除”这种改变。可概括为“外变大于内变”。 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。 ▉考点04 化学反应速率与平衡图像 1．瞬时速率—时间图像 （1）当可逆反应达到一种平衡后，若某一时刻外界条件发生改变，都可能使速率—时间图像的曲线出现不连续的情况，根据出现“断点”前后的速率大小，即可对外界条件的变化情况作出判断。如图： t1时刻改变的条件可能是使用了催化剂或增大压强(仅适用于反应前后气体物质的量不变的反应)。 （2）常见含“断点”的速率－时间图像分析 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 （3）“渐变”类速率－时间图像 图像 分析 结论 t1时v′正突然增大，v′逆逐渐增大；v′正＞v′逆，平衡向正反应方向移动 t1时其他条件不变，增大反应物的浓度 t1时v′正突然减小，v′逆逐渐减小；v′逆＞v′正，平衡向逆反应方向移动 t1时其他条件不变，减小反应物的浓度 t1时v′逆突然增大，v′正逐渐增大；v′逆＞v′正，平衡向逆反应方向移动 t1时其他条件不变，增大生成物的浓度 t1时v′逆突然减小，v′正逐渐减小；v′正＞v′逆，平衡向正反应方向移动 t1时其他条件不变，减小生成物的浓度 2．全程速率—时间图像 例如：Zn与足量盐酸的反应，化学反应速率随时间的变化出现如图所示情况。 原因：（1）AB段(v增大)，反应放热，溶液温度逐渐升高，v增大。 （2）BC段(v减小)，溶液中c(H＋)逐渐减小，v减小。 3．物质的量(或浓度)—时间图像 例如：某温度时，在定容(V L)容器中，X、Y、Z三种物质的物质的量随时间的变化曲线如图所示。 （1）由图像得出的信息 ①X、Y是反应物，Z是生成物。 ②t3 s时反应达到平衡状态，X、Y并没有全部反应，该反应是可逆反应。 ③0～t3 s时间段：Δn(X)＝n1－n3mol，Δn(Y)＝n2－n3mol，Δn(Z)＝n2mol。 （2）根据图像可进行如下计算 ①某物质的平均速率、转化率，如 v(X)＝ mol·L－1·s－1； Y的转化率＝×100%。 ②确定化学方程式中的化学计量数之比，X、Y、Z三种物质的化学计量数之比为(n1－n3)∶(n2－n3)∶n2。 4．浓度(转化率、百分含量)—时间图像 （1）识图技巧 分析反应由开始(起始物质相同时)达到平衡所用时间的长短可推知反应条件的变化。 ①若为温度变化引起，温度较高时，反应达平衡所需时间短。 ②若为压强变化引起，压强较大时，反应达平衡所需时间短。 ③若为是否使用催化剂，使用适宜催化剂时，反应达平衡所需时间短。 （2）应用举例 含量—时间—温度(压强) (C%指产物的质量分数，B%指某反应物的质量分数) 5．恒压(或恒温)线 (α表示反应物的转化率，n表示反应物的平衡物质的量) 图①，若p1>p2>p3，则正反应为气体体积减小的反应，ΔH＜0； 图②，若T1>T2，则正反应为放热反应，气体体积增大。 解决这类图像一般采用“定一议二”的方法，即把自变量(温度、压强)之一设为定量，讨论另外两个变量的关系。 6．其它图像 图像（1）：t1点时，C的含量的增加量为状态Ⅰ大于状态Ⅱ；条件改变时，平衡不发生移动。所以，条件Ⅰ有两种可能：①使用催化剂；②增大压强，且满足m＋n＝x＋q。 图像（2）：T1为平衡点；T1点以前，v正>v逆，没有达到化学平衡状态，T1点以后，随着温度的升高，C的含量减小，表示化学平衡向逆反应方向移动，正反应为放热反应，ΔH<0。 图像（3）：p1为平衡点；p1点以前，v正>v逆，反应没有达到化学平衡状态； p1点以后，随着压强的增大，C的含量减小，表示化学平衡向逆反应方向移动，逆反应为气体分子数减小的反应，即m＋n<x＋q。图像（4）对于化学反应mA(g)＋nB(g) pC(g)＋qD(g)，L线上所有的点都是平衡点(如图)。 L线的左上方(E点)，A的百分含量大于此压强时平衡体系的A的百分含量，所以，E点v正>v逆；则L线的右下方(F点)，v正＜v逆。 1．在某温度下，可逆反应mA(g)＋nB(g) pC(g)＋qD(g)平衡常数为K，下列说法正确的是 A．K越大，达到平衡时，反应进行的程度越大 B．K越小，达到平衡时，反应物的转化率越大 C．K随反应物浓度的改变而改变 D．K随着温度的升高而增大 【答案】A 【解析】A．根据反应化学平衡常数的意义可知，K越大，达到平衡时，反应进行的程度越大，A正确；B．根据反应化学平衡常数的意义可知，K越小，达到平衡时，反应进行的程度越小，即反应物的转化率越小，B错误；C．化学平衡常数仅仅是温度的函数，即K不随反应物浓度的改变而改变，仅仅随着温度的改变而改变，C错误；D．题干未告知该反应正反应为吸热反应还是放热反应，故无法判断K随着温度的升高的变化情况，D错误；故答案为：A。 2．反应4NH3(g)+5O2(g) ⇌4NO(g)+6H2O(g)，在5L密闭恒容容器中投入1 mol NH3和1 molO2，2min NO的物质的量增加了0.4 mol，下列说法正确的是 A．开始时刻与2 min时容器内压强之比为9:10 B．用氧气表示2 min内平均反应速率： v(O2)=0.05 mol/(L·min) C．2 min内NH3的转化率是50% D．当容器内混合气体密度不再发生变化时可判断反应已达化学平衡状态 【答案】B 【解析】A．根据方程式4NH3(g)+5O2(g)=4NO(g)+6H2O(g)可知，2min NO的物质的量增加了0.4 mol，则H2O(g)的物质的量增加了0.6mol；NH3(g)、O2(g)分别消耗了0.4mol、0.5mol。反应前气体的物质的量为1mol+1mol=2mol，反应2min的物质的量为(0.6+0.5+0.4+0.6)mol=2.1mol，同温同压时，气体的物质的量之比等于压强知比，即开始时刻与2 min时容器内压强之比为2：2.1，故A错； B．由A分析可知氧气的物质的量的变化量，则，故B正确； C．由A分析可知，，则其转化率为，故C错； D．由于反应物和生成物均为气体，所以反应过程中气体的质量一直不变，由于体积不变，则密度也一直不变，所以不能用密度判断该反应是否处于平衡状态，故D错； 答案选B。 3．对于反应3Fe(s)＋4H2O(g)Fe3O4(s)＋4H2(g)的平衡常数，下列说法正确的是 A．增大H2O(g)的浓度或减小H2的浓度，会使平衡常数减小 B．改变反应的温度，平衡常数不一定变化 C．K= D．K＝ 【答案】D 【解析】A、平衡常数随温度变化，不随浓度变化，增大c(H2O)或减小c(H2)，该反应平衡常数不变，选项A错误； B、反应过程中一定伴随能量变化，改变温度平衡一定发生变化，平衡常数一定变化，选项B错误； C、平衡常数是利用生成物平衡浓度幂次方乘积除以反应物平衡浓度幂次方乘积得到，固体和纯液体不写入表达式，平衡常数表达式为：K=，选项C错误； D、平衡常数是利用生成物平衡浓度幂次方乘积除以反应物平衡浓度幂次方乘积得到，固体和纯液体不写入表达式，平衡常数表达式为：K=，选项D正确； 答案选D。 4．在一定条件下，在容积为2L的密闭容器中，将2molA气体和3molB气体相混合，发生如下反应：2A(g)+3B(g)⇌xC(g)+3D(g)，4s后该反应达到平衡时，生成2.4molD，并测得C的反应速率为0.1mol·L-1·s-1，下列有关叙述错误的是 A．x=1 B．0~4s内，v(B)=0.3mol·L-1·s-1 C．α(A)：α(B)=1：1 D．该反应的平衡常数为64 【答案】D 【解析】A．达到平衡时，测得C的反应速率0.1mol/(L·s)，求得达到平衡时，生成C的物质的量为0.1mol/(L·s)×4s×2L=0.8mol，根据反应方程式，求得x=1，故A说法正确；B．4s内消耗B的物质的量为2.4mol，则v(B)==0.3mol/(L·s)，故B说法正确；C．B的转化率为=80%，达到平衡时，消耗A的物质的量为0.8mol×2=1.6mol，则A的转化率为=80%，因此两种物质的转化率之比为1∶1，故C说法正确；D．该反应的平衡常数K==640，故D说法错误；答案为D。 5．下列说法中，能说明化学平衡一定向正反应方向移动的是 A．N2O4(g) 2NO2(g)，改变某一条件后，气体颜色加深 B．H2(g)＋I2(g) 2HI(g)，单位时间内消耗H2和HI的物质的量之比大于1:2 C．N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g)，改变某一条件后，NH3的体积分数增加 D．2SO2(g)＋O2(g) 2SO3(g)，恒温恒压条件下，充入He 【答案】B 【解析】A．若减小容器体积增大压强，平衡逆向移动，但由于NO2的浓度增大，气体颜色也会加深，故A不符合题意；B．单位时间内消耗H2和HI的物质的量之比大于1:2，说明消耗H2的速率大于生成H2的速率，平衡正向移动，故B符合题意；C．增加NH3，平衡逆向移动，NH3的体积分数增加，故C不符合题意；D．恒温恒压充入He，参与反应的气体的分压减小，相当于减小压强，平衡逆向移动，故D不符合题意；综上所述答案为B。 6．如图曲线a表示放热反应X(g)+Y(g)Z(g)+N(s)进行过程中X的转化率随时间变化的关系，若要改变起始条件，使反应过程按b曲线进行，可采取的措施是 A．减压 B．加大X的投入量 C．升高温度 D．加催化剂 【答案】D 【分析】根据图像可知，改变起始条件后，X的反应速率加快，转化率不变，由此分析回答；【解析】A．减小压强，反应速率减慢，A不选；B．加大X的投入量，平衡正向移动，X的转化率降低，B不选；C．升高温度，反应速率加快，但平衡逆向移动，X的转化率降低，C不选；D．加催化剂，反应速率加快，平衡不移动，X的转化率不变，D选； 故选D。 7．温度恒定的条件下，在2 L容积不变的密闭容器中，发生反应：2SO2(g)＋O2(g) ⇌2SO3(g)。开始充入4 mol的SO2和2 mol的O2，10 s后达到平衡状态时c(SO3)＝0.5 mol·L－1，下列说法不正确的是(　　) A．v(SO2)∶v(O2)＝2∶1 B．10 s内，v(SO3)＝0.05 mol·L－1·s－1 C．SO2的平衡转化率为25% D．平衡时容器内的压强是反应前的倍 【答案】D 【解析】根据2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)，任何时刻都存在v(SO2)∶v(O2)＝2∶1，故A正确；10 s内，v(SO3)＝＝0.05 mol·L－1·s－1，故B正确；达到平衡状态时c(SO3)＝0.5 mol· L－1，则生成的三氧化硫为1 mol，反应的二氧化硫也是1 mol，则SO2的平衡转化率为×100%＝25%，故C正确；同温同体积时，气体的压强之比等于物质的量之比，平衡时容器内二氧化硫为3 mol，氧气为1.5 mol，三氧化硫为1 mol，平衡时压强是反应前的＝倍，故D错误。 8．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．恒容下，再充入一定量的H2O(g)，平衡向正反应方向移动，v正加快、v逆减慢 B．缩小容器的体积，v正>v逆 C．恒容下，再充入一定量的Ar气，平衡向正反应方向移动 D．恒容下，再充入一定量的CH2=CH2(g)，CH2=CH2(g)的平衡转化率增大 【答案】B 【解析】A．恒容下，再充入一定量的水蒸气，反应物的浓度增大，平衡向正反应方向移动，正、逆反应速率均增大，故A错误；B．该反应是气体体积减小的反应，缩小容器的体积，气体压强增大，平衡向正反应方向移动，正反应速率大于逆反应速率，故B正确；C．恒容下，再充入一定量的不参与反应的氩气，反应体系中各物质浓度不变，反应速率不改变，化学平衡不移动，故C错误；D．恒容下，再充入一定量的乙烯，反应物的浓度增大，平衡向正反应方向移动，但的转化率减小，故D错误；故选B。 9．下列措施或事实不能用勒夏特列原理解释的是 A．将球浸泡在热水中颜色加深 B．配制溶液时，向溶液中加入少量铁粉 C．用饱和食盐水除去氯气中的少量气体 D．工业上生产硫酸的过程中，使用过量的空气以提高的利用率 【答案】B 【解析】A．反应2NO2(g)N2O4(g)是放热反应，温度升高，平衡逆向移动，NO2浓度增大，容器内颜色加深，能用勒夏特列原理解释，A不符合题意；B．配制溶液时，向溶液中加入少量铁粉是为了防止Fe2+被氧化，与平衡移动无关，不能用勒夏特列原理解释，B符合题意；C．用饱和食盐水除去氯气中的少量气体，原因是饱和食盐水中氯离子浓度较高，使平衡Cl2+H2OH++Cl-+HClO逆向进行，从而降低Cl2的溶解度，可以用勒夏特列原理解释，C不符合题意；D．工业上生产硫酸的过程中，使用过量的空气可以使2SO2+O22SO3正向移动，提高的利用率，能用勒夏特列原理解释，D不符合题意；故选B。 10．一定条件下，在体积为的密闭容器中充入和进行反应：，后反应达到平衡，生成Z的物质的量为。下列说法正确的是 A．若再充入，Y的体积分数增大 B．若平衡时，再投入稀有气体氦(不参与反应)，平衡正向移动 C．X的平衡转化率为40％ D．若升高温度，X的体积分数增大，则该反应的 【答案】A 【解析】A．首次充入1mol X和1mol Y进行反应，Y反应量为0.3mol，平衡后再补充1mol Y，此时加入量＞转化量，Y的体积分数增大，A正确；B．在恒容条件下，充入氦气，总压增大，各组分分压不变，平衡不移动，B错误；C．60s后反应达到平衡，生成Z的物质的量为0.3mol，根据方程式，反应的X为0.6mol，则X的平衡转化率为，C错误；D．若升高温度，X的体积分数增大，说明平衡逆向移动，则逆反应为吸热反应，正反应为放热反应，该反应的ΔH＜0，D错误；故选A。 11．在25℃时，恒容密闭容器中X、Y、Z三种气体的初始浓度和2min后达到平衡的浓度如表所示，下列说法不正确的是 物质 X Y Z 初始浓度 1 2 0 平衡浓度 0.5 0.5 1 A．反应可表示为 B．Y的平衡转化率为75% C．反应前后气体总压强之比为3∶2 D．化学平衡常数为4 【答案】D 【解析】A．由题中表格可以得到从初始到平衡，X的浓度减小了0.5mol/L，Y的浓度减小了1.5mol/L，Z的浓度增加了1mol/L，所以反应的方程式为，A正确；B．Y的平衡转化率为，B正确；C．反应前后气体总压强之比等于反应前后气体的物质的量之比为，C正确；D．化学平衡常数为，D错误；故选D。 12．在2L密闭恒容容器内，500℃时反应：体系中，随时间的变化如表(K表示平衡常数)： 时间(s) 0 1 2 3 4 (mol) 0.020 0.010 0.008 0.007 0.007 下列说法正确的是 A．2s内消耗氧气的平均速率为 B．反应达到平衡时， C．当容器内气体的密度不再发生变化时，该反应达到平衡状态 D．若，4s后升温达到新平衡过程中逆反应速率先增大后减小 【答案】D 【解析】A．由表格可知，2s内消耗一氧化氮的物质的量为：0.020mol-0.008mol=0.012mol，所以一氧化氮的平均反应速率为，同一反应中，各物质的反应速率之比等于计量数之比，所以在0~2s内氧气的反应速率为，故A错误； B．当正逆反应速率相等时反应达到平衡状态，即，故B错误； C．该体系为恒容状态，气体体积始终不变，根据质量守恒定律可知，气体密度也始终不变，故无法判断是否达到平衡状态，故C错误； D．若，说明升高温度，平衡常数减小，则该反应为放热反应，第4s后升温至达到新平衡过程中升温瞬间逆反应速率增大，平衡左移，逆反应速率减小，故D正确； 故答案选D。 13．高温下，某反应达到平衡，平衡常数K=，恒容时，温度升高，H2浓度减小。下列说法正确的是 A．该反应的化学方程式为CO+H2O⇌CO2+H2 B．恒温恒容下，增大H2浓度平衡常数K减小 C．平衡移动时，K值一定变化 D．该反应的正反应是吸热反应 【答案】D 【解析】A．根据该反应的平衡常数K=表达式可知该反应的化学方程式为CO2+H2CO+ H2O(g)，A错误； B．平衡常数仅仅是温度的函数，温度不变，平衡常数不变，B错误； C．平衡常数仅仅是温度的函数，温度不变，平衡常数不变，故只有改变温度引起的平衡移动，K值一定变化，其余条件引起的平衡移动，K值不变，C错误； D．由题干信息可知，恒容时，温度升高，H2浓度减小，即CO2+H2CO+ H2O(g)平衡正向移动，故该反应的正反应是吸热反应，D正确； 故答案为：D。 14．某密闭容器中发生反应：，某一过程中反应速率与时间的关系如图所示，段为化学平衡状态，改变物质的浓度、压强、温度或催化剂等外界条件，平衡常数一定变化的时间段是 A． B． C． D．和 【答案】A 【分析】段为化学平衡状态,时，正、逆反应速率均加快，且逆反应速率大于正反应速率，平衡逆向移动，若是增大压强，则平衡逆移，不符合；若是增加浓度，则速率没有断点，不符合；则改变的条件是升高温度，升高温度平衡逆移，该反应为放热反应；段的反应速率比t2~t3段快，但平衡不移动，则改变的条件是加入催化剂；段，有断点，反应速率降低，平衡逆移，则改变的条件是减小压强，由此分析回答。 【解析】A．由分析可知，时间段改变的条件是升高温度，且反应是放热反应，故平衡常数减小，A符合题意；B．由分析可知，时间段改变的条件是催化剂，平衡不移动，故平衡常数不变，B不符合题意；C．由分析可知，时间段改变的条件是减小压强，平衡常数只与温度有关，K不变，C不符合题意；D．由选项C可知，时间段K不变，D不符合题意；故选A。 15．反应2SO2(g)＋O2(g) ⇌2SO3(g)　ΔH＜0已达平衡，如果其他条件不变时，分别改变下列条件，对化学反应速率和化学平衡产生影响，下列条件与图像不相符的是(O～t1：v正＝v逆；t1时改变条件，t2时重新建立平衡)(　　) 【答案】C 【解析】增加O2的浓度，v正增大，v逆瞬间不变，A正确；增大压强，v正、v逆瞬间都增大， v正增大的倍数大于v逆，B正确；升高温度，v正、v逆瞬间都增大，C错误；加入催化剂， v正、v逆同时同倍数增大，D正确。 16．有一化学平衡mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)，如图所示的是A的转化率与压强、温度的关系。下列叙述正确的是(　　) A．正反应是放热反应；m＋n>p＋q B．正反应是吸热反应；m＋n<p＋q C．正反应是放热反应；m＋n<p＋q D．正反应是吸热反应；m＋n>p＋q 【答案】D 【解析】同一压强下，温度越高，A的转化率越高，说明正反应是吸热反应；同一温度下，压强越大，A的转化率越高，说明正反应是气体体积减小的反应，即m＋n>p＋q。 17．在容积一定的密闭容器中发生可逆反应A(g)＋B(g) ⇌C(g)　ΔH＞0，平衡移动关系如图所示。下列说法正确的是(　　) 选项 压强 纵坐标 A p1＜p2 C的物质的量浓度 B p1＞p2 B的转化率 C p1＜p2 混合气体的平均摩尔质量 D p1＞p2 A的质量分数 【答案】B 【解析】p1＜p2，压强增大，平衡正向移动，C的物质的量浓度增大，故A选项错误；p1＞p2，随压强的增大，平衡正向移动，B的转化率增大，故B选项正确；p1＜p2，压强增大，平衡正向移动，混合气体平均摩尔质量增大，故C选项错误；p1＞p2，随压强的增大，平衡正向移动，A的质量分数减小，故D选项错误。 18．已知某密闭容器中发生反应：X(g)＋Y(g) ⇌mZ(g)　ΔH<0。反应过程中，X、Y、Z的物质的量随时间的变化如图所示，则t1时刻改变的条件可能是(　　) A．升高温度 B．加入更高效的催化剂 C．增大压强 D．加入一定量的Z 【答案】A 【解析】正反应是放热反应，升高温度，平衡向逆反应方向移动，Z的物质的量减少，X或Y的物质的量增大，符合图像，A正确；使用催化剂不影响化学平衡的移动，不符合图像，B错误；由题图知，反应达到平衡时，Δn(X或Y)＝a mol，Δn(Z)＝2a mol，即m＝2，反应前后气体物质的化学计量数之和相等，增大压强，化学平衡不移动，不符合图像，C错误；加入一定量的Z，t1时，Z的物质的量应增大，不符合图像，D错误。 19．已知反应：2A(g)2B(g)+C(g) △H=akJ•mol-1。某温度下，将2molA置于10L密闭容器中，一定时间后反应达到平衡。则下列说法正确的是 A．图甲中α(A)表示A的转化率，T1、T2表示温度，则可推断出：△H>0 B．图乙中c表示A的浓度，则可推断出：T2、T3为平衡状态 C．图丙中α(%)表示A的平衡转化率，p表示体系总压强，则推断出M点K=1.25×10-2mol•L-1 D．达平衡后，降低温度，则反应速率变化图象可以用图丁表示 【答案】B 【解析】A．温度较高反应速率较快，先到达平衡，则T1>T2，升高温度A的转化率减小，则平衡逆向移动，可推出该反应为放热反应，△H<0，A错误； B．随温度的升高，A的浓度先减少是因为反应建立平衡，正向进行，到T2达平衡，后平衡逆向移动，所以T2、T3为平衡状态，B正确； C．M点时体系总压强为1.0MPa，A的平衡转化率为20%，则消耗的∆n(A)=2mol×0.20=0.40mol，根据变化的量和系数成正比，则∆n(B)=0.40mol、∆n(C)=0.20mol，平衡时A、B、C的物质的量分别为2-0.4=1.6mol、0.40mol、0.20mol，，C错误； D．降低温度，正逆反应速率都减小，图像不符合，D错误； 故选：B。 20．已知：(HF)2(g)2HF(g)       ＞0，平衡体系的总质量m(总)与总物质的量n(总)之比在不同温度下随压强的变化曲线如图所示。下列说法正确的是 A．温度：T1＜T2 B．反应速率：v(b)＜v(a) C．平衡常数：K(a)=K(b)＜K(c) D．当时， 【答案】D 【解析】A．由图像可知，b、c两个点的压强相同，T2温度下c点对应的平均摩尔质量大于T1温度下b点对应的平均摩尔质量，即T1到T2，平衡向逆反应方向移动，该反应的正反应为吸热反应，降低温度，平衡向逆反应方向移动，T2＜T1，故A错误； B．b点对应的温度T1和压强均大于a点对应的温度T2和压强，温度越高、压强越大，反应速率越快，所以反应速率v(b)>v(a)，B错误； C．由于温度T2＜T1，该反应的正反应为吸热反应，温度越高，平衡常数K越大，所以平衡常数K(b)>K(a)=K(c)，C错误； D．当时，即平均相对分子质量为30时，设HF物质的量为xmol，(HF)2的物质的量为ymol，则=30，解得：x:y=1:1，即，D正确； 答案选D。 21．向恒容密闭容器中充入1mol Q(g)和4mol R(g)，其他条件相同，在和两个温度下发生反应生成W:       。Q(g)的转化率随时间的变化关系如图所示，下列说法正确的是 A． B．该反应为放热反应 C．A点分别对应两种条件下的反应速率相等 D．时，该反应的化学平衡常数 【答案】B 【解析】A．由Q(g)的转化率随时间的变化图可知，条件下，反应先达到平衡，表明此时反应速率较快，温度较高，A错误； B．为降温过程，依据Q(g)的转化率随时间的变化图可知，Q(g)的转化率上升，表明平衡向正反应方向移动，即该反应为放热反应，B正确； C． A点分别对应不同温度下的反应速率，而温度高时，反应速率大，故两个条件下的反应速率不相等，C错误； D．题目没有给出容器的体积，无法计算各物质的浓度，则无法确定平衡常数的具体数值；若假设容器的体积为V，则Q(g)和R(g)的起始浓度分别为、；时，Q的转化率为80%，即Q的浓度变化值为，列出平衡三段式并计算出用V表示的平衡常数： 平衡常数：    由此可见，V的数值影响着平衡常数的具体数值，D错误； 故合理选项为B。 22．T℃时，在2L刚性密闭容器中使X(g)与Y(g)发生反应生成Z(g)。反应过程中X、Y、Z的浓度变化如图1所示；若保持其他条件不变，温度分别为T1和T2时，Y的体积百分含量与时间的关系如图2所示。则下列结论错误的是 A．容器中发生的反应可表示为3X(g)＋Y(g)2Z(g) B．保持其他条件不变，升高温度，X的转化率增大 C．反应进行的前3min内，用X表示的反应速率v(X)=0.2mol·L-1·min-1 D．若改变反应条件，使反应进程如图3所示，则改变的条件是使用催化剂 【答案】C 【解析】A．3min达平衡时，X、Y、Z的物质的量的变化量分别为0.6mol、0.2mol、0.4mol，则化学计量数之比为3:1:2，3min后各物质的量不变，则反应达平衡状态，所以容器中发生的反应可表示为3X(g)+Y(g)2Z(g)，A正确； B．由图2知，T2先达平衡，则T2>T1，温度升高，Y的百分含量减小，则平衡右移，正反应为吸热反应，保持其他条件不变，升高温度，X的转化率增大，B正确； C．反应进行的前3min内，用X表示的反应速率v(X)==0.1mol·L-1·min-1，C错误； D．从图3可以看出，X、Y、Z的物质的量变化量与图1相同，只是达平衡的时间短，则表明反应速率快，但平衡不发生移动，所以改变的条件是使用催化剂，D正确； 故选C。 23．探究CH3OH合成反应化学平衡的影响因素，有利于提高CH3OH的产率。以CO2、H2为原料合成CH3OH涉及的主要反应如下： Ⅰ.CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)　ΔH1＝－49.5 kJ·mol－1 Ⅱ.CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)　ΔH2＝－90.4 kJ·mol－1 Ⅲ.CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g)　ΔH3 回答下列问题： （1）不同压强下，按照n(CO2)∶n(H2)＝1∶3投料，实验测定CO2的平衡转化率和CH3OH的平衡产率随温度的变化关系如下图所示。 已知：CO2的平衡转化率＝×100% CH3OH的平衡产率＝×100% 其中纵坐标表示CO2平衡转化率的是图________(填“甲”或“乙”)；压强p1、p2、p3由大到小的顺序为__________；图乙中T1温度时，三条曲线几乎交于一点的原因是____________。 （2）为同时提高CO2的平衡转化率和CH3OH的平衡产率，应选择的反应条件为___(填标号)。 A．低温、高压 B．高温、低压 C．低温、低压 D．高温、高压 【答案】（1）乙　p1＞p2＞p3　T1时以反应Ⅲ为主，反应Ⅲ前后气体分子数相等，压强改变对平衡没有影响　（2）A 【解析】由反应Ⅰ、Ⅱ可知，随着温度的升高，甲醇的平衡产率逐渐降低，因此图甲的纵坐标表示的是甲醇的平衡产率，图乙的纵坐标表示的是CO2的平衡转化率。同温度下，随着压强的增大，甲醇的平衡产率应增大，因此压强由大到小的顺序为p1＞p2＞p3。图乙中，当升温到T1时，CO2的平衡转化率与压强的大小无关，说明以反应Ⅲ为主，因为反应Ⅲ前后气体分子数相等。 24．甲醇是一种重要的化工原料，具有开发和应用的广阔前景。工业上使用水煤气(CO与H2的混合气体)转化成甲醇，反应为CO(g)+2H2(g)⇌CH3OH(g)。 （1）CO的平衡转化率与温度、压强的关系如图所示。 ①p1、p2的大小关系是p1_______p2(填“>”“<"或"=”)。 ②A、B、C三点的平衡常数KA、KB、Kc的大小关系是_______。 ③下列叙述能说明上述反应能达到化学平衡状态的是_______(填字母)。 a.2v正(H2)=v逆(CH3OH) b.CH3OH的体积分数不再改变 c.混合气体的平均摩尔质量不再改变 d.同一时间内，消耗0.04molH2，生成0.02molCO （2）在T2℃、p2压强时，往一容积为2L的密团容器内，充入0.3molCO与0.4molH2发生反应。 ①平衡时H2的体积分数是____；平衡后再加入1.0molCO后重新到达平衡，则CO的转化率_____(填“增大""不变”成“减小”)，CO与CH3OH的浓度比_______(填"增大”“不变"或“减小")。 ②若以不同比例投料，测得某时刻各物质的物质的量如下，CO：0.1mol、H2：0.2mol、CH3OH：0.2mol，此时v(正)_______v(逆)(填“”“<"或“=”)。 ③若p2压强恒定为p，则平衡常数Kp=_______(Kp用气体平衡分压代替气体平衡浓度计算，分压=总压×气体的物质的量分数，整理出含p的最简表达式)。 【答案】（1）  ＜     KA=KB＞KC     bcd （2）  25% 减小     增大     ＞     【解析】（1）①反应CO(g)+2H2(g)⇌CH3OH(g)是气体体积减小的反应，在温度相同时，增大压强，平衡正向移动，CO的平衡转化率增大，则P1＜P2，故答案为：＜；②由图可知，压强一定时，温度升高，CO的平衡转化率降低，说明平衡逆向移动，则该反应的正向ΔH<0，所以随着温度升高，该反应平衡常数减小，则A、B、C三点的平衡常数KA，KB，KC的大小关系是：KA=KB＞KC，故答案为：KA=KB＞KC；③a．当v正(H2)=2v逆(CH3OH)时，该反应正逆反应速率相等，反应才达到平衡，a项错误；b．CH3OH的体积分数不再改变时，说明该反应正逆反应速率相等，反应达到平衡，b项正确；c．该反应平衡前气体总质量不变，总物质的量改变，则平均摩尔质量在改变，故平均摩尔质量不变，说明反应达到平衡，c项正确；d．同一时间内，消耗0.04molH2，生成0.02molCO，说明该反应正逆反应速率相等，反应达到平衡，d项正确；故答案为：bcd； （2）①在T2℃、P2压强时，往一容积为2L的密闭容器内，充入0.3molCO与0.4molH2发生反应，平衡时CO的平衡转化率为0.5，列出三段式为：，平衡时氢气的体积分数=物质的量分数= =25%；平衡后再加入1.0molCO后平衡正向移动，但CO的转化率减小；CO与CH3OH的浓度比=，平衡正向移动，c(H2)减小，增大，故答案为：25%；减小；增大；②由①的解析可知该温度下平衡常数K==400，若以不同比例投料，测得某时刻各物质的物质的量如下，CO：0.1mol、H2：0.2mol、CH3OH：0.2mol，Qc===200<K，此时平衡正向移动，v(正)> v(逆)，故答案为：＞；③结合①中三段式计算，p(CO)=p=0.375p，p(H2)=p=0.25p，p(CH3OH)=p=0.375p，Kp===，故答案为：。 ( 17 )原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有 学科网（北京）股份有限公司 $$