专题02 化学平衡移动原理及其应用（重难点讲义） 化学鲁科版2019选择性必修1

专题02化学平衡移动原理及其应用 1、掌握化学平衡的特征。 2．理解外界条件(浓度、温度、压强、催化剂等)对化学平衡的影响，能用相关理论解释其一般规律。 3、能够利用等效平衡解决化学平衡移动问题。 知识点一 化学平衡状态的判断 （1）判断方法分析 化学反应 mA(g)＋nB(g) pC(g)＋qD(g) 是否平衡 混合物体系中各成分的含量 ①各物质的物质的量或物质的量分数一定 ___________ ②各物质的质量或质量分数一定 ___________ ③各气体的体积或体积分数一定 ___________ ④总体积、总压强、总物质的量一定 ___________ 正、逆反 应速率之 间的关系 ①单位时间内消耗了m mol A，同时也生成了m mol A ___________ ②单位时间内消耗了n mol B，同时也消耗了p mol C ___________ ③v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)＝m∶n∶p∶q ___________ ④单位时间内生成了n mol B，同时也消耗了q mol D ___________ 压强 ①其他条件一定、总压强一定，且m＋n≠p＋q ___________ ②其他条件一定、总压强一定，且m＋n＝p＋q ___________ 混合气体的平均相对分子质量 ①平均相对分子质量一定，且m＋n≠p＋q ___________ ②平均相对分子质量一定，且m＋n＝p＋q ___________ 温度 任何化学反应都伴随着能量变化，当体系温度一定时 ___________ 气体密度(ρ) ①只有气体参加的反应，密度保持不变(恒容密闭容器中) ___________ ②m＋n≠p＋q时，密度保持不变(恒压容器中) ___________ ③m＋n＝p＋q时，密度保持不变(恒压容器中) ___________ 颜色 反应体系内有色物质的颜色稳定不变(其他条件不变) ___________ （2）动态标志：______________________ ①同种物质：同一物质的生成速率___________消耗速率。 ②不同物质：必须标明是“___________”的反应速率关系。如aA＋bBcC＋dD，＝时，反应达到平衡状态。 （3）静态标志：各种“量”不变 ①各物质的___________、___________或___________不变。 ②各物质的___________ (___________、___________等)不变。 ③___________ (化学反应方程式两边气体体积___________)或___________ (某组分有___________)不变。 ④绝热容器中___________不变。 ⑤密度不变(注意容器中的气体___________变化)。 ⑥平均相对分子质量不变(注意______________________变化)。 总之，若物理量由变量变成了不变量，则表明该可逆反应达到平衡状态；若物理量为“不变量”，则不能作为平衡标志。 【易错提醒】规避“2”个易失分点 （1）化学平衡状态判断“三关注” 关注反应条件，是恒温恒容、恒温恒压，还是绝热恒容容器；关注反应特点，是等体积反应，还是非等体积反应；关注特殊情况，是否有固体参加或生成，或固体的分解反应。 （2）不能作为“标志”的四种情况 ①反应组分的物质的量之比等于化学方程式中相应物质的化学计量数之比。 ②恒温恒容下的体积不变的反应，体系的压强或总物质的量不再随时间而变化，如2HI(g)H2(g)＋I2(g)。 ③全是气体参加的体积不变的反应，体系的平均相对分子质量不再随时间而变化，如2HI(g)H2(g)＋I2(g)。 ④全是气体参加的反应，恒容条件下体系的密度保持不变。 知识点2 影响化学平衡的因素 1.改变下列条件对化学平衡的影响 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____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 向气体分子总数_____的方向移动 减小压强 向气体分子总数_____的方向移动 反应前后气 体体积不变 改变压强 平衡__________ 温度 升高温度 向__________反应方向移动 降低温度 向__________反应方向移动 催化剂 同等程度改变v正、v逆，平衡_______________ 2.化学平衡中的特殊情况 （1）当反应物或生成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_______________，不随其量的增减而变化，故改变这些固体或液体的_____，对化学平衡没影响。 （2）__________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）温度不变时浓度因素的“决定性作用”——分析“惰性气体(不参加反应的气体)”对化学平衡的影响。 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__________―→平衡不移动 ②恒温恒压条件 原平衡体系容器容积__________―→体系中各组分的浓度同倍数__________（等效于__________) 【特别提醒】压强对化学平衡的影响主要看改变压强能否引起反应物和生成物的浓度变化，只有引起物质的浓度变化才会造成平衡移动，否则压强对平衡无影响。 3.图示影响化学平衡移动的因素 【思维建模】判断化学平衡移动方向的思维模型 知识点3 勒夏特列原理 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_____、_____、_____)，平衡将向着能够_____这种改变的方向移动。 2.理解勒夏特列原理的注意问题 （1）勒夏特列原理适用于任何动态平衡(如溶解平衡、电离平衡等)，__________状态不能用此来分析。 （2）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。 （3）平衡移动的结果是“减弱”外界条件的影响，而不是“_____”外界条件的影响，更不是“扭转”外界条件的影响。“减弱”不等于“_____”更不是“_____”。 3.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。 易错提醒： 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。 知识点4 等效平衡 1.等效平衡的含义 在一定条件下(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__________。 2.等效平衡的判断方法 （1）恒温恒容条件下反应前后体积_____的反应的判断方法：极值_____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关系均转化为反应物，则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三者的关系满足：c＋a＝2，＋b＝1，即与上述平衡等效。 （2）恒温恒压条件下反应前后体积改变的反应判断方法：极值_____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关系均转化为反应物，则①②中＝，故互为等效平衡。 ③中a、b、c三者关系满足：＝，即与①②平衡等效。 （3）恒温条件下反应前后体积不变的反应的判断方法：无论是恒温恒容，还是恒温恒压，只要极值_____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三者关系满足∶＝1∶1或a∶b＝1∶1，c≥0，即与①②平衡等效。 3.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_____。 （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，见图示) 新平衡状态可以认为是两个原平衡状态简单的叠加，压强_____，平衡__________。 知识点五 化学平衡移动的判断方法 （1）根据勒夏特列原理判断 如果改变影响平衡的一个条件(如浓度、压强或温度等)，平衡就向能够_____这种改变的方向移动。 （2）根据v正、v逆的相对大小判断 ①若v正>v逆，平衡向_____反应方向移动(注意v正增大，平衡不一定向正反应方向移动)； ②若v正<v逆，则平衡向_____反应方向移动； ③若v正＝v逆，则平衡_____。 （3）根据平衡常数与浓度商的相对大小判断 ①若K>Q，则平衡向_____反应方向移动； ②若K<Q，则平衡向_____反应方向移动； ③若K＝Q，则平衡_____。 题型01化学平衡状态的判断 【典例】向一恒容密闭容器中加入和一定量的，发生反应：。的平衡转化率按不同投料比温度的变化曲线如图所示。下列说法不正确的是 A． B．两点的正反应速率： C．此反应在任意温度下都可自发进行 D．当容器内气体的平均相对分子质量不变时，反应达平衡状态 【变式】汽车尾气脱硝脱碳的主要反应：，该反应为放热反应。在一定温度、体积固定为2L的密闭容器中，某兴趣小组模拟该反应，用传感器测得该反应在不同时刻的NO和CO浓度如表所示： 时间/s 0 1 2 3 4 /(mol/L) /(mol/L) 下列说法不正确的是 A．前2s内的化学反应速率 B．升高温度时，正反应速率和逆反应速率均增大 C．当密闭容器中气体压强不再发生变化时，反应达到平衡状态 D．当反应达到平衡时，密闭容器中气体浓度 题型02 化学平衡的移动方向的判断 【典例】在一密闭容器，aA(g)bB(g)达平衡后，保持温度不变，将容器体积增加一倍，当达到新的平衡时，B的浓度是原来的60%，则（    ） A．物质B的质量分数增加了 B．物质A的转化率减少了 C．平衡向逆反应方向移动了 D．a＞b 【变式】已知。温度为T1时，该反应的平衡常数K(T1)=43；温度为T2时， K(T2)=48.74。下列说法错误的是（    ） A．该反应为放热反应 B．T1到T2是降温过程 C．T1时，增大c(H2)，K(T1)不变 D．T2时，I2(g)的转化率比T1时小 题型03 勒夏特列原理 【典例】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．制备乙酸乙酯的实验中将酯蒸出 C．工业合成氨选择500℃左右的条件进行 D．锌片与稀H2SO4反应过程中，加入少量CuSO4固体，促进H2的产生 【变式】下列事实可以用平衡移动原理解释的是 A．合成氨工业中使用铁触媒，提高生产效率 B．铝片放入浓中，待不再变化后，加热产生红棕色气体 C．在钢铁表面镀上一层锌，钢铁不易被腐蚀 D．盐碱地（含较多的NaCl、）施加适量石膏（），土壤的碱性降低 题型04 等效平衡 【典例】800℃时，三个相同的恒容密闭容器中发生反应 ，一段时间后，分别达到化学平衡状态。 容器编号 起始浓度/() I 0.01 0.01 0 0 Ⅱ 0 0 0.01 0.01 Ⅲ 0.008 0.008 0.002 0.002 下列说法不正确的是 A．Ⅱ中达平衡时， B．Ⅲ中达平衡时，CO的体积分数大于25% C．Ⅲ中达到平衡状态所需的时间比Ⅰ中的短 D．若Ⅲ中起始浓度均增加一倍，平衡时亦增加一倍 【变式】（24-25高三下·湖南·阶段练习）一定条件下，分别向体积为的恒容密闭容器中充入气体，发生反应，测得实验①、②、③反应过程中体系压强随时间的变化曲线如图所示。下列说法不正确的是 实验 充入气体量 反应过程条件 反应物转化率 ① 恒温 ② 恒温 ③ 绝热 A．实验①、②中X的浓度相等时，反应处于平衡状态 B．时间内，实验②、③中Z的平均反应速率：前者>后者 C．图中c、d两点的气体的总物质的量： D．实验①、②、③平衡时反应物的转化率： 【巩固训练】 1．（24-25高二上·山东济南·阶段检测）某温度下，恒容密闭容器中进行可逆反应：  ，下列说法正确的是 A．平衡后加入少量W，速率-时间图像如上图 B．平衡后升高温度，平衡正向移动，不变 C．平衡后加入Y，平衡正向移动，X、Y的转化率均增大 D．当容器中气体的压强不再变化时，反应达到平衡状态 2．（24-25高二上·山东日照·期中）下列事实不能用平衡移动原理解释的是 A．通过改进生产设备使合成氨反应器的压强上升到30MPa，提高平衡转化率 B．配制溶液时，先将固体溶于浓盐酸中，再加水稀释 C．在自然界里，通过根瘤菌的作用每年可以固定1亿吨氮 D．向溶液中加入少量铁粉，溶液颜色变浅 3．（24-25高二上·北京·期中）CH4和CO2联合重整能减少温室气体的排放。其主要反应为： ① ② 其他条件相同时，投料比为，不同温度下反应的结果如图。 下列说法不正确的是 A．加压有利于增大和反应的速率但不利于提高二者的平衡转化率 B．始终低于1.0，与反应②有关 C．若不考虑其他副反应，体系中存在： D．，升温更有利于反应①，反应①先达到平衡 4．（24-25高二上·山东·期中）下列实验装置或操作不正确的是 A．图1测定中和热 B．图2验证铁的吸氧腐蚀 C．图3催化效率：酶>硫酸 D．图4验证反应正向是放热反应 5．（24-25高二上·河南信阳·阶段检测）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，，平衡常数增大 B．加入催化剂，平衡时的浓度增大 C．恒压下，充入一定量的He，平衡转化率减小 D．恒容下，充入一定量的，的平衡转化率增大 6．（24-25高二上·山东枣庄·阶段检测）已知反应①：和反应②：在相同的某温度下的平衡常数分别为和，该温度下反应③：的平衡常数为。则下列说法正确的是 A．反应①的平衡常数 B．反应③的平衡常数 C．对于反应②，若恒容时，温度升高，浓度减小，则该反应平衡常数也会减小 D．对于反应③，恒温恒容下，增大浓度，平衡常数一定会减小 7．（24-25高二上·山东滨州·阶段检测）为了模拟汽车尾气的净化，向密闭容器中投入一定量的CO和，在催化剂(Ⅰ型、Ⅱ型)和不同温度下发生反应：，反应进行相同时间t(s)，测得CO转化率与温度的关系曲线如图所示，下列说法正确的是 A．该反应在a、b两点对应的平衡常数大小关系： B．b点转化率明显下降最主要原因是温度升高催化剂失活 C．在实验中CO平衡转化率达到阴影部分数值只能采用延长反应时间的方案 D．50℃，t s时容器中浓度为0.01mol/L，该温度下压反应平衡常数为 8．已知反应①：和反应②：，在相同的某温度下的平衡常数分别为和，该温度下反应③：的平衡常数为K。则下列说法正确的是 A．反应①的平衡常数 B．反应③的平衡常数 C．对于反应③，恒容时，温度升高，浓度减小，则该反应的焓变为正值 D．对于反应③，恒温恒容下，增大压强，平衡不移动，浓度不变 9.（24-25高二上·山东·期中）油气开采及石油化工等行业废气普遍含有硫化氢，需回收处理并加以利用。 已知： (1)在1470K，100kPa、反应条件下，将的混合气进行热分解反应。平衡时混合气中与的分压相等，平衡转化率为 ，平衡常数 。 (2)在1373K，100kPa反应条件下，对于)分别为4：1、1：1、1：4、1：9、1：19的混合气，热分解反应过程中转化率随时间的变化如下图所示。 ①越小，平衡转化率越 (填“大”或“小”)，理由是 。 ②对应图中曲线 (填“a~e”字母)，计算其在0~0.1s之间，分压的平均变化率为 。 ③对比分别为1：9和1：19时的分压变化率，说明反应速率较快的是 (填“1：9”或“1：19”)。 10．（24-25高二上·山东济宁·阶段检测）碳一化学是指从一个碳原子的化合物(如CO、等)出发合成各种化学品的技术。 (1)已知：830℃时，反应的平衡常数为1.0，设起始时投入的、均为，恒容条件下，反应后达到平衡，则的转化率为 ，内， 。 在带活塞的某容器中，将和按物质的量之比为1:3投料，固定活塞使该容器体积为2L，发生反应，当温度分别为T1和T2时，反应体系中体积分数随时间变化如图。 (2)该反应的ΔH (填“>”“=”或“<”)0。 (3)一定温度下，下列措施能提高平衡转化率的是 (填字母)。 A．增大和的投料比 B．减小容器体积 C．升高温度 D．加入高效催化剂 (4)若某温度下，平衡时，保持其他条件不变，移动活塞至该容器体积固定为1L，此时平衡常数K (填“增大”“减小”或“不变”)，达到新平衡时 1mol(填“>”“=”或“<”)。 【强化训练】 11．（24-25高二上·山东菏泽·阶段检测）对于反应：  ，下列措施不能增大平衡转化率的是 A．在原容器中再充入 B．在原容器中再充入 C．缩小容器的容积 D．将水蒸气从体系中分离 12．（24-25高二上·山东济南·阶段检测）一定温度下，将通入一个容积不变的容器中，达到平衡，测得平衡混合气体压强为，此时再向反应器中通入，在温度不变的条件下再度达到平衡，测得压强为，下列判断正确的是 A． B．的转化率增大 C．百分含量减小 D．再通入的时候，平衡是向逆反应方向移动的 13．（24-25高二上·山东淄博·阶段检测）下列示意图表示正确的是 A．图①表示碳的燃烧热 B．图②表示在恒温恒容的密闭容器中，按不同投料比充入和进行反应，由图可知 C．已知稳定性顺序：，某反应由两步反应A→B→C构成，反应过程中的能量变化曲线如图③ D．由图④可知：该反应， 14．（24-25高二上·山东淄博·阶段检测）下列有关实验探究方案设计合理的是 选项 实验方案 实验目的 A 牺牲阳极法保护电极，往电极区滴入2滴铁氰化钾溶液，观察现象 验证电极被保护 B 先将注射器充满气体，然后将活塞迅速往里推压缩体积，观察注射器内气体颜色变化 验证压强对平衡的影响 C 一定温度下，用相同质量的同种锌粒分别与稀硫酸和浓硫酸反应，观察气体产生的快慢 探究浓度对反应速率的影响 D 在平衡体系中加入固体，观察溶液颜色变化 探究浓度对化学平衡的影响 15．（24-25高二上·山东东营·阶段检测）在容积的刚性容器中充入和，发生反应，正反应为放热反应，反应过程中测得容器内压强的变化如表所示。下列说法正确的是 反应时间 0 5 10 15 20 25 压强 A．后，增大压强，反应速率增大且 B．内转化率为 C．时，再向容器中通入、各，平衡不移动 D．该温度下平衡常数 16．（24-25高二上·山东济宁·阶段检测）下列有关实验操作、现象和解释或结论都正确的是 选项 实验操作 现象 解释或结论 A 向2支盛有5mL不同浓度NaHSO3溶液的试管中同时加入2mL5%H2O2溶液，观察现象 浓度大的NaHSO3溶液中气泡产生的速率快 其他条件不变时，反应物浓度越大，反应速率越快 B 向FeCl3和KSCN的混合溶液中，加入KCl固体 溶液颜色不变 其他条件不变时，增大Cl-的浓度，平衡不移动 C 压缩NO2和N2O4的混合气体 气体颜色变深 反应的平衡逆向移动 D 向2mL0.01mol∙L-1FeCl3溶液中加入1mL0.01mol·L-1KI溶液，充分反应后，滴加KSCN溶液 溶液变红色 证明Fe3+和I-之间的反应是可逆的 A．A B．B C．C D．D 17．（24-25高二上·山东济宁·阶段检测）已知反应：  ，则下列说法正确的是 A．由图甲知： B．图乙中c表示A的浓度，则可推断出：、均未达平衡状态 C．图丙纵坐标表示生成物C的百分含量，E点 D．图丁中，曲线a一定使用了催化剂 18．（24-25高二上·山东菏泽·阶段检测）在密闭容器中发生反应，反应体系中A的百分含量(A%)与温度(T)的关系和图像如图所示，下列说法正确的是 A．该反应是吸热反应 B．a点：v正<v逆 C．，C的百分含量最小 D．时刻改变的条件一定是加入催化剂 19．（24-25高二上·山东潍坊·期中）氢气是一种清洁能源，研究制氢技术具有重要意义。乙醇-水催化重整可获得。其主要反应如下： I．   II．   回答下列问题： (1)通过控制反应条件，使体系仅发生反应I，以和或和为初始原料，分别在恒温恒容条件下进行反应。达平衡时，以和为原料，体系向环境吸收能量；以和为原料，体系向环境释放能量。反应I的 。 (2)在乙醇-水催化重整制的体系中，下列说法正确的是 。 a．增大初始投料比，有利于提高的转化率 b．和的物质的量之和保持不变，说明反应体系已达平衡 c．平衡后，压缩容器体积，反应I平衡逆向移动，反应Ⅱ平衡不移动 d．及时分离出，可提高的平衡产率 (3)在下，向恒压密闭容器中通入和，平衡时和的选择性及的转化率随温度的变化如图所示， 已知：的选择性。 ①已知曲线b代表平衡时的转化率，温度高于时，的平衡转化率随温度升高而减小的原因是 ；代表选择性的是曲线 (填“a”或“c”)。 ②时，的转化率为 ；反应Ⅱ的平衡常数 。 20．（24-25高二上·山东日照·期中）为实现氯资源循环利用，工业上采用催化氧化法处理HCl废气：  。将HCl和分别以不同起始流速通入反应器中，在360℃、400℃和440℃下反应，通过检测流出气成分绘制HCl转化率()曲线，如下图所示(较低流速下转化率可近似为平衡转化率)。 回答下列问题： (1)该反应在 (填“高温”“低温”或“任何温度”)可以自发进行， ℃。 (2)结合以下信息，可知的燃烧热 (用代数式表示)。 ①       ②   (3)下列措施可提高M点HCl转化率的是___________(填标号)。 A．增大HCl的流速 B．将温度升高40℃ C．增大 D．使用更高效的催化剂 (4)图中较高流速时， (填“大于”或“小于”)，原因是 。 (5)设N点的转化率为平衡转化率，则该温度下反应的平衡常数 (用平衡时各组分的物质的量分数代替平衡浓度计算)。 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $$ 专题02化学平衡移动原理及其应用 1、掌握化学平衡的特征。 2．理解外界条件(浓度、温度、压强、催化剂等)对化学平衡的影响，能用相关理论解释其一般规律。 3、能够利用等效平衡解决化学平衡移动问题。 知识点一 化学平衡状态的判断 （1）判断方法分析 化学反应 mA(g)＋nB(g) pC(g)＋qD(g) 是否平衡 混合物体系中各成分的含量 ①各物质的物质的量或物质的量分数一定 平衡 ②各物质的质量或质量分数一定 平衡 ③各气体的体积或体积分数一定 平衡 ④总体积、总压强、总物质的量一定 不一定平衡 正、逆反 应速率之 间的关系 ①单位时间内消耗了m mol A，同时也生成了m mol A 平衡 ②单位时间内消耗了n mol B，同时也消耗了p mol C 平衡 ③v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)＝m∶n∶p∶q 不一定平衡 ④单位时间内生成了n mol B，同时也消耗了q mol D 不一定平衡 压强 ①其他条件一定、总压强一定，且m＋n≠p＋q 平衡 ②其他条件一定、总压强一定，且m＋n＝p＋q 不一定平衡 混合气体的平均相对分子质量 ①平均相对分子质量一定，且m＋n≠p＋q 平衡 ②平均相对分子质量一定，且m＋n＝p＋q 不一定平衡 温度 任何化学反应都伴随着能量变化，当体系温度一定时 平衡 气体密度(ρ) ①只有气体参加的反应，密度保持不变(恒容密闭容器中) 不一定平衡 ②m＋n≠p＋q时，密度保持不变(恒压容器中) 平衡 ③m＋n＝p＋q时，密度保持不变(恒压容器中) 不一定平衡 颜色 反应体系内有色物质的颜色稳定不变(其他条件不变) 平衡 （2）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。 （3）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、质量分数等)不变。 ③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。 ④绝热容器中温度不变。 ⑤密度不变(注意容器中的气体质量或体积变化)。 ⑥平均相对分子质量不变(注意气体质量或气体物质的量变化)。 总之，若物理量由变量变成了不变量，则表明该可逆反应达到平衡状态；若物理量为“不变量”，则不能作为平衡标志。 【易错提醒】规避“2”个易失分点 （1）化学平衡状态判断“三关注” 关注反应条件，是恒温恒容、恒温恒压，还是绝热恒容容器；关注反应特点，是等体积反应，还是非等体积反应；关注特殊情况，是否有固体参加或生成，或固体的分解反应。 （2）不能作为“标志”的四种情况 ①反应组分的物质的量之比等于化学方程式中相应物质的化学计量数之比。 ②恒温恒容下的体积不变的反应，体系的压强或总物质的量不再随时间而变化，如2HI(g)H2(g)＋I2(g)。 ③全是气体参加的体积不变的反应，体系的平均相对分子质量不再随时间而变化，如2HI(g)H2(g)＋I2(g)。 ④全是气体参加的反应，恒容条件下体系的密度保持不变。 知识点2 影响化学平衡的因素 1.改变下列条件对化学平衡的影响 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 同等程度改变v正、v逆，平衡不移动 2.化学平衡中的特殊情况 （1）当反应物或生成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）温度不变时浓度因素的“决定性作用”——分析“惰性气体(不参加反应的气体)”对化学平衡的影响。 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―→体系中各组分的浓度同倍数减小（等效于减压) 【特别提醒】压强对化学平衡的影响主要看改变压强能否引起反应物和生成物的浓度变化，只有引起物质的浓度变化才会造成平衡移动，否则压强对平衡无影响。 3.图示影响化学平衡移动的因素 【思维建模】判断化学平衡移动方向的思维模型 知识点3 勒夏特列原理 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。 2.理解勒夏特列原理的注意问题 （1）勒夏特列原理适用于任何动态平衡(如溶解平衡、电离平衡等)，非平衡状态不能用此来分析。 （2）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。 （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。“减弱”不等于“消除”更不是“扭转”。 3.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。 易错提醒： 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。 知识点4 等效平衡 1.等效平衡的含义 在一定条件下(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.等效平衡的判断方法 （1）恒温恒容条件下反应前后体积改变的反应的判断方法：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关系均转化为反应物，则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三者的关系满足：c＋a＝2，＋b＝1，即与上述平衡等效。 （2）恒温恒压条件下反应前后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关系均转化为反应物，则①②中＝，故互为等效平衡。 ③中a、b、c三者关系满足：＝，即与①②平衡等效。 （3）恒温条件下反应前后体积不变的反应的判断方法：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三者关系满足∶＝1∶1或a∶b＝1∶1，c≥0，即与①②平衡等效。 3.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。 （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，见图示) 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。 知识点五 化学平衡移动的判断方法 （1）根据勒夏特列原理判断 如果改变影响平衡的一个条件(如浓度、压强或温度等)，平衡就向能够减弱这种改变的方向移动。 （2）根据v正、v逆的相对大小判断 ①若v正>v逆，平衡向正反应方向移动(注意v正增大，平衡不一定向正反应方向移动)； ②若v正<v逆，则平衡向逆反应方向移动； ③若v正＝v逆，则平衡不移动。 （3）根据平衡常数与浓度商的相对大小判断 ①若K>Q，则平衡向正反应方向移动； ②若K<Q，则平衡向逆反应方向移动； ③若K＝Q，则平衡不移动。 题型01化学平衡状态的判断 【典例】向一恒容密闭容器中加入和一定量的，发生反应：。的平衡转化率按不同投料比温度的变化曲线如图所示。下列说法不正确的是 A． B．两点的正反应速率： C．此反应在任意温度下都可自发进行 D．当容器内气体的平均相对分子质量不变时，反应达平衡状态 【答案】C 【解析】A．越大，甲烷的转化率越小，相同温度下x1甲烷的转化率大于x2，则，A正确；B．b点和c点温度相同，CH4的起始物质的量都为1mol，b点x值小于c点，则b点加水多，反应物浓度大，则反应速率，B正确；C．a、b投料比相同，升高温度，甲烷的转化率增大，说明升高温度平衡正向移动，正向，正向体积增大则，时T较大，故该反应高温自发，C错误；D．都是气体参加的反应，正向体积增大，则平均相对分子量是个变值，平均相对分子量不变时各组分含量不再变化，达到平衡，D正确；故选C。 【变式】汽车尾气脱硝脱碳的主要反应：，该反应为放热反应。在一定温度、体积固定为2L的密闭容器中，某兴趣小组模拟该反应，用传感器测得该反应在不同时刻的NO和CO浓度如表所示： 时间/s 0 1 2 3 4 /(mol/L) /(mol/L) 下列说法不正确的是 A．前2s内的化学反应速率 B．升高温度时，正反应速率和逆反应速率均增大 C．当密闭容器中气体压强不再发生变化时，反应达到平衡状态 D．当反应达到平衡时，密闭容器中气体浓度 【答案】D 【解析】A．前2s内，则， ，故A正确；B．升高温度时，由于增大了活化分子百分数，正逆反应速率均增大，故B正确；C． 温度不变，容器的容积不变，随反应进行气体物质的量减小，故随反应进行压强减小，当容器内气体的压强不再发生变化时，说明正逆反应速率相等，该反应达到平衡状态，故C正确；D．当反应达到平衡时，密闭容器中气体浓度，不能说明各组分浓度不变，不能说明达到平衡状态，故D错误；故选D。 题型02 化学平衡的移动方向的判断 【典例】在一密闭容器，aA(g)bB(g)达平衡后，保持温度不变，将容器体积增加一倍，当达到新的平衡时，B的浓度是原来的60%，则（    ） A．物质B的质量分数增加了 B．物质A的转化率减少了 C．平衡向逆反应方向移动了 D．a＞b 【答案】A 【分析】容器体积增加一倍时，若平衡未移动，则B的浓度应为原来的50%，实际平衡时，B的浓度是原来的60%，说明平衡向生成B的方向移动，即减小压强平衡向正反应方向移动，则a＜b。据此分析解答。 【详解】A、平衡向正反应方向移动，B的质量增大，混合气体的总质量不变，物质B的质量分数增大，故A正确； B、平衡向正反应移动，反应物A的转化率增大，故B错误； C、平衡向生成B的方向移动，即向正反应方向移动，故C错误； D、根据上述分析，平衡向生成B的方向移动，则a＜b，故D错误； 故选A。 【变式】已知。温度为T1时，该反应的平衡常数K(T1)=43；温度为T2时， K(T2)=48.74。下列说法错误的是（    ） A．该反应为放热反应 B．T1到T2是降温过程 C．T1时，增大c(H2)，K(T1)不变 D．T2时，I2(g)的转化率比T1时小 【答案】D 【详解】A．该反应的，说明反应为放热反应，A项正确； B．放热反应的平衡常数应该随着温度的升高而降低，K(T1)=43，K(T2)=48.74，所以T1到T2是降温过程，B项正确； C．平衡常数K只与温度有关，所以T1时，增大c(H2)，K(T1)不变，C项正确； D．因T1到T2是降温过程，该反应为放热反应，降低温度平衡向正反应方向移动，I2(g)的转化率增大，D项错误； 综上所述答案为D。 题型03 勒夏特列原理 【典例】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．制备乙酸乙酯的实验中将酯蒸出 C．工业合成氨选择500℃左右的条件进行 D．锌片与稀H2SO4反应过程中，加入少量CuSO4固体，促进H2的产生 【答案】B 【解析】A．H2O2溶液中加入少量MnO2固体，促进H2O2分解，MnO2做催化剂只能加快反应速率，A不能用平衡移动原理解释；B．制备乙酸乙酯的实验中将酯蒸出，减小生成物浓度，平衡正向移动，可以提高乙酸乙酯的产率， B能用平衡移动原理解释；C．工业合成氨反应是放热反应，升高温度平衡逆向移动，从平衡角度分析低温有利于平衡正向有利于合成氨，选择500℃左右的条件进行不能用平衡移动原理解释，C不能用平衡移动原理解释；D．锌片与稀H2SO4反应过程中，加入少量CuSO4固体，促进H2的产生，是因为锌置换出铜，形成铜锌原电池反应加快反应速率，D不能用平衡移动原理解释；故选B。 【变式】下列事实可以用平衡移动原理解释的是 A．合成氨工业中使用铁触媒，提高生产效率 B．铝片放入浓中，待不再变化后，加热产生红棕色气体 C．在钢铁表面镀上一层锌，钢铁不易被腐蚀 D．盐碱地（含较多的NaCl、）施加适量石膏（），土壤的碱性降低 【答案】D 【解析】A．合成氨工业中使用铁触媒做催化剂，可以加快反应速率、但不能使平衡发生移动，不能用平衡移动原理解释，A项不符合题意；B．常温下Al放入浓硝酸中发生钝化，加热后Al与浓硝酸反应生成Al(NO3)3、红棕色的NO2气体和H2O，不能用平衡移动原理解释，B项不符合题意；C．在钢铁表面镀上一层锌，隔绝钢铁与空气、水分的接触，使钢铁不易被腐蚀，不能用平衡移动原理解释，C项不符合题意；D．在盐碱地（含较多的NaCl、Na2CO3）中存在水解平衡+H2O+OH-、+H2OH2CO3+OH-，使盐碱地土壤呈碱性，施加适量石膏，Ca2+与结合成CaCO3，的浓度减小，上述水解平衡逆向移动，或者：硫酸钙是微溶物、碳酸钙是难溶物，加入的硫酸钙能转化为碳酸钙沉淀，使碳酸根浓度减小、土壤的碱性降低，能用平衡移动原理解释，D项符合题意；答案选D。 题型04 等效平衡 【典例】800℃时，三个相同的恒容密闭容器中发生反应 ，一段时间后，分别达到化学平衡状态。 容器编号 起始浓度/() I 0.01 0.01 0 0 Ⅱ 0 0 0.01 0.01 Ⅲ 0.008 0.008 0.002 0.002 下列说法不正确的是 A．Ⅱ中达平衡时， B．Ⅲ中达平衡时，CO的体积分数大于25% C．Ⅲ中达到平衡状态所需的时间比Ⅰ中的短 D．若Ⅲ中起始浓度均增加一倍，平衡时亦增加一倍 【答案】B 【分析】利用反应，采用一边倒的方法将生成物全部转化为反应物，各反应物的浓度分别相等(都为0.01mol/L)，则表明相同温度下、三个相同的恒容密闭容器中的平衡为等效平衡，达到平衡时各组分的浓度分别对应相等；容器Ⅰ中，可利用已知数据，并假设CO的浓度变化量为x，建立以下三段式： K=，解得x=0.005mol/L。 【详解】A．Ⅱ与Ⅰ为恒温恒容下的等效平衡，所以达平衡时，c(H2)=x=0.005 mol·L−1，A 正确； B．Ⅲ中达平衡时，CO物质的量浓度为0.005mol/L，CO的体积分数为=25%，B不正确； C．Ⅲ可以看成是Ⅰ中反应进行的某个阶段，所以达到平衡状态所需的时间比Ⅰ中的短，C正确； D．若Ⅲ中起始浓度均增加一倍，即相当于加压(气体体积变为原来的一半)，由于反应前后气体分子数相等，所以平衡不移动，平衡时c(H2)亦增加一倍，D正确； 故选：B。 【名师归纳】两平衡状态间要互为等效应满足四点： ①同一条件；②同一可逆反应；③仅仅由于初始投料不同(即建立平衡的方向可以不同)；④平衡时相应物质在各自平衡体系中的体积分数(或物质的量分数)相同。 【变式】（24-25高三下·湖南·阶段练习）一定条件下，分别向体积为的恒容密闭容器中充入气体，发生反应，测得实验①、②、③反应过程中体系压强随时间的变化曲线如图所示。下列说法不正确的是 实验 充入气体量 反应过程条件 反应物转化率 ① 恒温 ② 恒温 ③ 绝热 A．实验①、②中X的浓度相等时，反应处于平衡状态 B．时间内，实验②、③中Z的平均反应速率：前者>后者 C．图中c、d两点的气体的总物质的量： D．实验①、②、③平衡时反应物的转化率： 【答案】B 【详解】A．实验①中充入和，实验②中充入，二者为等效平衡，达到平衡前，实验①中X的浓度始终大于实验②中X的浓度，平衡时，X的浓度相等，A正确； B．时间内，实验②中反应从即将达到平衡到达到化学平衡状态，压强的变化量较小，说明Z的变化量较小；Z的平均反应速率为零，实验③在绝热容器中进行的，由于该反应熵增，该反应为吸热反应（否则逆反应不能发生），随着反应进行，容器中的温度降低，反应速率较小，但是在时间内，容器中压强 的变化量较大，说明Z的变化量较大，所以前者<后者，B错误； C．由图可知，曲线Ⅲ达到平衡所需的时间长，反应速率慢，说明由于绝热，体系温度降低，故该正反应为吸热反应，曲线Ⅲ对应实验③，根据起点相同可以判断曲线Ⅱ对实验②，c、d两点的压强相同，体积相同，反应吸热，体系③图温度低，根据可知，，故，C正确； D．实验①中充入和，实验②中充入，二者为等效平衡，平衡时反应物转化率，绝热恒容条件不利于热量的交换，相同条件下，恒温恒容条件下转化率大于绝热恒容条件下转化率，所以，D正确； 故选B。 【巩固训练】 1．（24-25高二上·山东济南·阶段检测）某温度下，恒容密闭容器中进行可逆反应：  ，下列说法正确的是 A．平衡后加入少量W，速率-时间图像如上图 B．平衡后升高温度，平衡正向移动，不变 C．平衡后加入Y，平衡正向移动，X、Y的转化率均增大 D．当容器中气体的压强不再变化时，反应达到平衡状态 【答案】B 【详解】A．W是固体，不影响化学反应速率，所以平衡后加入少量W，逆反应速率不变，A错误； B．反应为吸热反应，升高温度，平衡正向移动，但是不变，B正确； C．平衡后加入Y，平衡正向移动，促进X转化，但是Y本身的转化率降低，C错误；   D．反应为气体分子数不变的反应，压强不是变量，容器中气体的压强不再变化时，不能说明反应达到平衡状态，D错误； 故选B。 2．（24-25高二上·山东日照·期中）下列事实不能用平衡移动原理解释的是 A．通过改进生产设备使合成氨反应器的压强上升到30MPa，提高平衡转化率 B．配制溶液时，先将固体溶于浓盐酸中，再加水稀释 C．在自然界里，通过根瘤菌的作用每年可以固定1亿吨氮 D．向溶液中加入少量铁粉，溶液颜色变浅 【答案】C 【详解】A．，反应为气体分子数减小的反应，增大压强，平衡正向移动，能提高平衡转化率，能用平衡移动原理解释，A不符合题意； B．配制溶液时，先将固体溶于浓盐酸中，增大氢离子浓度抑制铁离子的水解，再加水稀释得到氯化铁溶液，能用平衡移动原理解释，B不符合题意； C．通过根瘤菌的作用每年可以固定1亿吨氮，为自然固氮过程，不能用平衡移动原理解释，C符合题意； D．铁和铁离子生成亚铁离子，铁离子浓度减小，，平衡逆向移动，溶液颜色变浅，能用平衡移动原理解释，D不符合题意； 故选C。 3．（24-25高二上·北京·期中）CH4和CO2联合重整能减少温室气体的排放。其主要反应为： ① ② 其他条件相同时，投料比为，不同温度下反应的结果如图。 下列说法不正确的是 A．加压有利于增大和反应的速率但不利于提高二者的平衡转化率 B．始终低于1.0，与反应②有关 C．若不考虑其他副反应，体系中存在： D．，升温更有利于反应①，反应①先达到平衡 【答案】D 【详解】A．加压能增大反应速率，利于增大CH4和CO2反应的速率，反应①平衡逆向进行，不利于提高二者的平衡转化率，A正确； B．①CH4(g)+CO2(g)2H2(g)+2CO(g)，②H2(g)+CO2(g)H2O(g)+CO(g)，反应①中生成的氢气和氧化铁为1：1，反应②消耗氢气生成一氧化碳，n(H2)：n(CO)始终低于1.0，与反应②有关，B正确； C．设初始甲烷物质的量为1mol，二氧化碳物质的量为1.3mol，容器体积为1L，根据碳守恒：c(CH4)+c(CO)+c(CO2)=2.3，氢元素守恒：4c(CH4)+2c(H2)+2c(H2O)=4，4[c(CH4)+c(CO)+c(CO2)]=2.3[4c(CH4)+2c(H2)+2c(H2O)]，C正确； D．该体系中，反应①的n(H2)：n(CO)为1:1，反应②的发生会影响该比值，而时n(H2)：n(CO)快速升高，后续比值不变，且甲烷与二氧化碳的转化率在持续变化，说明在此温度范围内，升温更有利于反应②，先达到平衡状态，D错误； 故答案为：D。 4．（24-25高二上·山东·期中）下列实验装置或操作不正确的是 A．图1测定中和热 B．图2验证铁的吸氧腐蚀 C．图3催化效率：酶>硫酸 D．图4验证反应正向是放热反应 【答案】C 【详解】A．题给装置在隔热保温条件下，通过测定溶液中温度变化可以达到测定中和热的实验目的，故A正确； B．具支试管中氧气的物质的量减小，气体压强减小，导管中液面上升说明铁钉在食盐水中发生吸氧腐蚀，则题给装置能达到验证铁的吸氧腐蚀的实验目的，故B正确； C．两个烧杯中溶液的温度不同、催化剂不同，不符合探究实验变量唯一化原则，则题给装置不能达到探究酶和硫酸的催化效率的实验目的，故C错误； D．放入热水中的盛有二氧化氮的圆底烧瓶的颜色变深，说明升高温度，平衡向逆反应方向移动，该反应为放热反应，则题给装置能达到验证正向是放热反应的实验目的，故D正确； 故选C。 5．（24-25高二上·河南信阳·阶段检测）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，，平衡常数增大 B．加入催化剂，平衡时的浓度增大 C．恒压下，充入一定量的He，平衡转化率减小 D．恒容下，充入一定量的，的平衡转化率增大 【答案】C 【详解】A．由题干方程式可知，增大压强，上述反应化学平衡正向移动即，但平衡常数仅仅是温度的函数，即温度不变平衡常数不变，A错误； B．加入催化剂，反应速率改变，但平衡不移动即平衡时的浓度不变，B错误； C．恒压下，充入一定量的He，相当于对原反应体系减小压强，上述平衡逆向移动，则平衡转化率减小，C正确； D．恒容下，充入一定量的，上述反应平衡正向移动，H2O的平衡转化率增大，但的平衡转化率减小，D错误； 故答案为：C。 6．（24-25高二上·山东枣庄·阶段检测）已知反应①：和反应②：在相同的某温度下的平衡常数分别为和，该温度下反应③：的平衡常数为。则下列说法正确的是 A．反应①的平衡常数 B．反应③的平衡常数 C．对于反应②，若恒容时，温度升高，浓度减小，则该反应平衡常数也会减小 D．对于反应③，恒温恒容下，增大浓度，平衡常数一定会减小 【答案】B 【详解】A．在书写平衡常数表达式时，固体不能表示在平衡常数表达式中，A错误； B．由于反应③=反应①-反应②，因此平衡常数K=，B正确； C．反应②，若恒容时，温度升高，浓度减小，平衡正向移动，则该反应平衡常数增大，C错误； D．对于反应③，在恒温恒容下，增大浓度，平衡逆向移动，平衡常数不变，D错误； 答案选B。 7．（24-25高二上·山东滨州·阶段检测）为了模拟汽车尾气的净化，向密闭容器中投入一定量的CO和，在催化剂(Ⅰ型、Ⅱ型)和不同温度下发生反应：，反应进行相同时间t(s)，测得CO转化率与温度的关系曲线如图所示，下列说法正确的是 A．该反应在a、b两点对应的平衡常数大小关系： B．b点转化率明显下降最主要原因是温度升高催化剂失活 C．在实验中CO平衡转化率达到阴影部分数值只能采用延长反应时间的方案 D．50℃，t s时容器中浓度为0.01mol/L，该温度下压反应平衡常数为 【答案】D 【分析】由图象可知随着温度的升高，转化率先增大后减小，则正反应为放热反应，图中a没有达到平衡状态，图中b达到平衡状态，催化剂Ⅰ型的催化效率较高，以此解答该题。 【详解】A．转化率先增大后减小，说明升高到一定温度时，平衡逆向移动，则正反应为放热反应，温度低的平衡常数大，反应在a、b两点对应的平衡常数大小关系：Ka＞Kb，故A错误； B．b点之后反应达到平衡状态，b点转化率明显下降最主要原因是温度升高使得平衡逆向移动，故B错误； C．阴影部分的CO的转化率高于曲线上的点，b点之前反应还未达到平衡，因此延长反应时间或者增大压强等都可使平衡转化率达到阴影部分数值，故C错误； D．设初始c(CO)=amol/L，已知50℃下CO转化率为x，则平衡时c(CO)=amol/L×(1-x)，c(CO2)=ax mol/L，平衡常数K===，故D正确； 故答案选D。 8．已知反应①：和反应②：，在相同的某温度下的平衡常数分别为和，该温度下反应③：的平衡常数为K。则下列说法正确的是 A．反应①的平衡常数 B．反应③的平衡常数 C．对于反应③，恒容时，温度升高，浓度减小，则该反应的焓变为正值 D．对于反应③，恒温恒容下，增大压强，平衡不移动，浓度不变 【答案】B 【详解】A．在书写平衡常数表达式时，固体不能表示在平衡常数表达式中，A错误； B．按盖斯定律可得反应③=反应①-反应②，因此平衡常数，B正确； C．反应③中，温度升高，H2浓度减小，则平衡左移，即逆反应为吸热反应，正反应为放热反应，因此ΔH<0，C错误； D．对于反应③，在恒温恒容下，增大压强，气体有可能转变成液体（如水），导致平衡移动，H2的浓度改变，如充入惰性气体，则平衡不移动，H2的浓度不变，也可以通过同比例同组分的平衡混合气体，则氢气的浓度增大，D错误； 故选B。 9.（24-25高二上·山东·期中）油气开采及石油化工等行业废气普遍含有硫化氢，需回收处理并加以利用。 已知： (1)在1470K，100kPa、反应条件下，将的混合气进行热分解反应。平衡时混合气中与的分压相等，平衡转化率为 ，平衡常数 。 (2)在1373K，100kPa反应条件下，对于)分别为4：1、1：1、1：4、1：9、1：19的混合气，热分解反应过程中转化率随时间的变化如下图所示。 ①越小，平衡转化率越 (填“大”或“小”)，理由是 。 ②对应图中曲线 (填“a~e”字母)，计算其在0~0.1s之间，分压的平均变化率为 。 ③对比分别为1：9和1：19时的分压变化率，说明反应速率较快的是 (填“1：9”或“1：19”)。 【答案】(1) 50% 4.76 (2) 大 n(H2S)：n(Ar)越小，H2S的分压越小，平衡向正反应方向进行，H2S平衡转化率越大 d 24.9 1：19 【详解】（1）假设在该条件下，硫化氢和氩起始投料的物质的量分别为1mol和4mol，平衡时转化的n(H2S)=xmol，根据三段式可知： 平衡时H2S和H2分压相等， 则二者的物质的量相等，即1-x=x,，解得x=0.5，所以H2S的平衡转化率为 =50 % ，n(总)=4+1-x+0.5x+x=5.25mol，n(H2)=0.5mol，n(H2S)=0.25mol，平衡常数为。 （2）①由于正反应是体积增大的可逆反应，n(H2S)：n(Ar)越小，H2S的分压越小，相当于降低压强，平衡向正反应方向移动，因此H2S平衡转化率越大； ②，该反应正方向为体积增大的反应，降低压强，平衡会向正反应方向移动；则对于n(H2S)：n(Ar)为4：1、1：1、1：4、1：9、1：19的H2S-Ar混合气在图中对应的曲线分别是a、b、c、d、e，根据图像可知n(H2S)：n(Ar)=1：9反应进行到0.1s时H2S转化率为0.24；假设在该条件下，硫化氢和氩的起始投料的物质的量分别为1mol和9mol，则根据三段式可知： 时H2S的压强为，的起始压强为10kPa， 所以H2S分压的平均变化率为=24.9 kPa·s-1； ③该图中曲线的斜率可以代表反应速率的快慢，对于n(H2S)：n(Ar)为4：1、1：1、1：4、1：9、1：19的H2S-Ar混合气在图中对应的曲线分别是a、b、c、d、e，说明反应速率较快的是1：19。 10．（24-25高二上·山东济宁·阶段检测）碳一化学是指从一个碳原子的化合物(如CO、等)出发合成各种化学品的技术。 (1)已知：830℃时，反应的平衡常数为1.0，设起始时投入的、均为，恒容条件下，反应后达到平衡，则的转化率为 ，内， 。 在带活塞的某容器中，将和按物质的量之比为1:3投料，固定活塞使该容器体积为2L，发生反应，当温度分别为T1和T2时，反应体系中体积分数随时间变化如图。 (2)该反应的ΔH (填“>”“=”或“<”)0。 (3)一定温度下，下列措施能提高平衡转化率的是 (填字母)。 A．增大和的投料比 B．减小容器体积 C．升高温度 D．加入高效催化剂 (4)若某温度下，平衡时，保持其他条件不变，移动活塞至该容器体积固定为1L，此时平衡常数K (填“增大”“减小”或“不变”)，达到新平衡时 1mol(填“>”“=”或“<”)。 【答案】(1) 50% 0.1 (2)< (3)AB (4) 不变 < 【详解】（1）列出三段式： ，a=0.5，则CO(g)的转化率为50%；0∼5min内，； （2）结合图像可知t2时反应先达到平衡状态，可知其反应速率快，温度较高，则t2大于t1，温度由t2到t1时，CH3OH体积分数增大，可知平衡正向移动，温度降低平衡正向移动，则正向为放热反应，ΔH<0； （3）A．增大CO2(g)和H2 (g)的投料比，等同于增大二氧化碳浓度，可提高氢气的转化率，故A选； B．该反应正向气体分子数减小，减小容器体积，增大压强，平衡正向移动，H2转化率增大，故B选； C．该反应为放热反应，升高温度，平衡逆向移动，H2转化率减小，故C不选； D．加入高效催化剂，只提高反应速率，对平衡无影响，氢气的转化率不变，故D不选； 故选AB； （4）若某温度下，保持其他条件不变，移动活塞至该容器体积固定为1L，增大压强，温度不发生改变，而K只受温度影响，温度不变，K不变；改变体积为1L后，各物质浓度瞬间增大一倍，此时，导致平衡正向移动，该温度下，开始平衡时，结合投料比可知平衡时c(CO2)=0.5mol⋅L−1，移动活塞至该容器体积固定为1L，瞬间c(CO2)=1.0mol⋅L−1，但增大压强平衡正向移动，c(CO2)减小，因此再次达到平衡时c(CO2)<1.0mol⋅L−1。 【强化训练】 11．（24-25高二上·山东菏泽·阶段检测）对于反应：  ，下列措施不能增大平衡转化率的是 A．在原容器中再充入 B．在原容器中再充入 C．缩小容器的容积 D．将水蒸气从体系中分离 【答案】A 【详解】A．在原容器中再充入，由于浓度增大平衡正向移动，但无法将增加的部分完全消耗，导致平衡转化率减小，A项符合题意； B．在原容器中再充入，促使平衡正向移动，可增大平衡转化率，B项不符合题意； C．缩小容器的容积，相当于增大压强，该反应为气体分子数减小的反应，因此平衡向正反应方向移动，可增大平衡转化率，C项不符合题意； D．将水蒸气从体系中分离，产物的浓度减小，促使平衡向正反应方向移动，可增大平衡转化率，D项不符合题意； 故答案选A。 12．（24-25高二上·山东济南·阶段检测）一定温度下，将通入一个容积不变的容器中，达到平衡，测得平衡混合气体压强为，此时再向反应器中通入，在温度不变的条件下再度达到平衡，测得压强为，下列判断正确的是 A． B．的转化率增大 C．百分含量减小 D．再通入的时候，平衡是向逆反应方向移动的 【答案】C 【详解】A．若再2mol PCl5达到的平衡与原平衡等效，则2p1=p2，但该反应为气体系数之和增大的反应，压强的增大会使平衡逆向移动，所以2p1＞p2，A错误； B．新平衡相对于原平衡的等效平衡状态逆向移动，所以PCl5的转化率减小，B错误； C．新平衡相对于原平衡的等效平衡状态逆向移动，所以PCl3百分含量减小，C正确； D．通入反应物，平衡正向移动，D错误； 故选：C。 13．（24-25高二上·山东淄博·阶段检测）下列示意图表示正确的是 A．图①表示碳的燃烧热 B．图②表示在恒温恒容的密闭容器中，按不同投料比充入和进行反应，由图可知 C．已知稳定性顺序：，某反应由两步反应A→B→C构成，反应过程中的能量变化曲线如图③ D．由图④可知：该反应， 【答案】C 【详解】A．碳的燃烧热指1molC完全燃烧生成气态二氧化碳放出的热量，图①的产物为CO，故A错误； B．图②表示在恒温恒容的密闭容器中，按不同投料比充入CO(g)和H2(g)进行反应，a点CO和H2转化率相同，当按照化学计量数之比投入时，两者转化率相同，即a=2，故B错误； C．物质的能量越低越稳定，稳定性顺序B<A<C，物质的能量为B>A>C，可知A→B为吸热反应，B→C为放热反应，反应过程中的能量变化曲线如③图，故C正确； D．由图④可知，该反应随温度升高，Z的体积分数增大，说明反应温度升高，平衡向正反应方向移动，则该反应为吸热反应，；随压强增大，Z的体积分数减小，说明反应压强升高，平衡向逆反应方向移动，为分子数增大的反应，则n<p，故D错误； 故答案选C。 14．（24-25高二上·山东淄博·阶段检测）下列有关实验探究方案设计合理的是 选项 实验方案 实验目的 A 牺牲阳极法保护电极，往电极区滴入2滴铁氰化钾溶液，观察现象 验证电极被保护 B 先将注射器充满气体，然后将活塞迅速往里推压缩体积，观察注射器内气体颜色变化 验证压强对平衡的影响 C 一定温度下，用相同质量的同种锌粒分别与稀硫酸和浓硫酸反应，观察气体产生的快慢 探究浓度对反应速率的影响 D 在平衡体系中加入固体，观察溶液颜色变化 探究浓度对化学平衡的影响 【答案】B 【详解】A．牺牲阳极法保护Fe电极，应该将Fe电极区溶液取出一部分放到试管中，再滴入2滴铁氰化钾溶液，看是否出现蓝色沉淀，A项错误； B．，将注射器充满 气体，然后迅速压缩体积，压强增大，根据勒夏特列原理，平衡会向气体体积减小的方向移动，即向生成N2O4的方向移动，NO2的浓度会发生变化，颜色也会变化，所以该方案可以验证压强对平衡的影响，B项正确； C．锌与稀硫酸反应生成氢气，而锌与浓硫酸反应会生成二氧化硫气体，不能单纯用来探究浓度对反应速率的影响，C项错误； D．该反应的实质为：，故平衡体系中加入KCl固体，对平衡无影响，无法探究浓度对化学平衡的影响，D项错误； 答案选B。 15．（24-25高二上·山东东营·阶段检测）在容积的刚性容器中充入和，发生反应，正反应为放热反应，反应过程中测得容器内压强的变化如表所示。下列说法正确的是 反应时间 0 5 10 15 20 25 压强 A．后，增大压强，反应速率增大且 B．内转化率为 C．时，再向容器中通入、各，平衡不移动 D．该温度下平衡常数 【答案】C 【详解】A．反应为反应前后气体的物质的量减小的反应，增大压强，平衡会向气体减少的方向即正向移动，则v(逆)<v(正)，A错误； B．假设反应达平衡时，X变化了xmol，则平衡时X为(1-x)mol，Y为(2-2x)mol，Z为xmol，气体一共(3-2x)mol；反应开始前体系中含1molX和2molY ，共3mol气体，对应总压为12.6Mpa，当达平衡时体系总压为8.4Mpa，则平衡时气体的总物质的量为，则x=0.5mol，则Y转化了1mol，其转化率为，B错误； C．由B可知，平衡时X为0.5mol，Y为1mol，Z为0.5mol，容器体积为2L，则平衡常数，平衡时再向容器中通入X、Z各1mol ，则X为1.5mol，Y为1mol，Z为1.5mol，此时各物质的浓度熵，则平衡不移动，C正确； D．由B可知，平衡时X为0.5mol，Y为1mol，Z为0.5mol，容器体积为2L，总压为8.4Mpa，则各物质分压为，，，带入，D错误； 故选C。 16．（24-25高二上·山东济宁·阶段检测）下列有关实验操作、现象和解释或结论都正确的是 选项 实验操作 现象 解释或结论 A 向2支盛有5mL不同浓度NaHSO3溶液的试管中同时加入2mL5%H2O2溶液，观察现象 浓度大的NaHSO3溶液中气泡产生的速率快 其他条件不变时，反应物浓度越大，反应速率越快 B 向FeCl3和KSCN的混合溶液中，加入KCl固体 溶液颜色不变 其他条件不变时，增大Cl-的浓度，平衡不移动 C 压缩NO2和N2O4的混合气体 气体颜色变深 反应的平衡逆向移动 D 向2mL0.01mol∙L-1FeCl3溶液中加入1mL0.01mol·L-1KI溶液，充分反应后，滴加KSCN溶液 溶液变红色 证明Fe3+和I-之间的反应是可逆的 A．A B．B C．C D．D 【答案】B 【详解】A．向2支盛有5mL不同浓度NaHSO3溶液的试管中同时加入2mL5%H2O2溶液，发生氧化还原反应，生成硫酸钠等，没有明显的现象产生，不能判断浓度对化学反应速率的影响，A不正确； B．FeCl3和KSCN的混合溶液中发生反应：Fe3++3SCN-Fe(SCN)3，加入KCl固体，虽然溶液中的Cl-浓度增大，但对平衡不产生影响，溶液的颜色不变，B正确； C．压缩NO2和N2O4的混合气体，气体的浓度增大，颜色加深，但反应的平衡正向移动，C不正确； D．向2mL0.01mol∙L-1FeCl3溶液中加入1mL0.01mol·L-1KI溶液，充分反应后FeCl3有剩余，滴加KSCN溶液后溶液变红，不能证明Fe3+和I-之间的反应是可逆的，D不正确； 故选B。 17．（24-25高二上·山东济宁·阶段检测）已知反应：  ，则下列说法正确的是 A．由图甲知： B．图乙中c表示A的浓度，则可推断出：、均未达平衡状态 C．图丙纵坐标表示生成物C的百分含量，E点 D．图丁中，曲线a一定使用了催化剂 【答案】A 【详解】A．由图可知，温度一定时，压强增大，A的转化率增大，平衡正向移动，则m＞n+p；压强一定时，升高温度，A的转化率增大，平衡正向移动，反应正向为吸热反应，则a＞0，故A正确； B．由图可知，反应正向建立平衡，达平衡前A的浓度减小，故T2时反应达到平衡，温度升高，平衡逆向移动，A的浓度增大，故T3时反应处于平衡状态，故B错误； C．曲线表示平衡时C的百分含量，故E点时不是平衡状态，压强一定时，C的百分含量较平衡时大，即E点平衡要逆向移动，即，C错误； D．若m＋n＝p，该反应为气体体积不变的反应，图中a、b平衡状态相同，则a曲线可能使用了催化剂或增大压强，故D错误； 故选A。 18．（24-25高二上·山东菏泽·阶段检测）在密闭容器中发生反应，反应体系中A的百分含量(A%)与温度(T)的关系和图像如图所示，下列说法正确的是 A．该反应是吸热反应 B．a点：v正<v逆 C．，C的百分含量最小 D．时刻改变的条件一定是加入催化剂 【答案】D 【分析】由图可知，A的百分含量先减小后增大，最低点说明反应达到反应的最大限度，则最低点前为平衡的形成过程，最低点之后为平衡的移动过程，升高温度，A的百分含量增大，说明平衡向逆反应方向移动，该反应为放热反应；由图可知，t1条件改变的瞬间，正反应速率大于逆反应速率，说明改变条件为增大压强，平衡向气体体积减小的正反应反应移动，m+n＞p，C的百分含量增大，则t2时C的百分含量大于t1时，t3条件改变的瞬间，正逆反应速率以相同倍数增大，说明使用催化剂，反应速率加快，平衡不移动，C的百分含量不变，所以段C的百分含量最大。 【详解】A．由分析可知，该反应为放热反应，故A错误； B．由图可知，温度一定时a点处A的百分含量大于平衡点，说明反应物A的浓度较高，则反应向正反应方向进行，则正反应速率大于逆反应速率，故B错误； C．由分析可知，段C的百分含量最大，故C错误； D．由分析可知，时刻改变的条件一定是加入催化剂，由于m+n＞p，不可能是增大压强，故D正确； 故选D。 19．（24-25高二上·山东潍坊·期中）氢气是一种清洁能源，研究制氢技术具有重要意义。乙醇-水催化重整可获得。其主要反应如下： I．   II．   回答下列问题： (1)通过控制反应条件，使体系仅发生反应I，以和或和为初始原料，分别在恒温恒容条件下进行反应。达平衡时，以和为原料，体系向环境吸收能量；以和为原料，体系向环境释放能量。反应I的 。 (2)在乙醇-水催化重整制的体系中，下列说法正确的是 。 a．增大初始投料比，有利于提高的转化率 b．和的物质的量之和保持不变，说明反应体系已达平衡 c．平衡后，压缩容器体积，反应I平衡逆向移动，反应Ⅱ平衡不移动 d．及时分离出，可提高的平衡产率 (3)在下，向恒压密闭容器中通入和，平衡时和的选择性及的转化率随温度的变化如图所示， 已知：的选择性。 ①已知曲线b代表平衡时的转化率，温度高于时，的平衡转化率随温度升高而减小的原因是 ；代表选择性的是曲线 (填“a”或“c”)。 ②时，的转化率为 ；反应Ⅱ的平衡常数 。 【答案】(1)+(x+y) (2)bd (3) 温度高于时，升高温度，反应I、反应II均正向移动，温度升高对反应II的影响大于对反应I的影响 c 90% 【详解】（1）体系仅发生反应I，以和或和为初始原料，分别在恒温恒容条件下进行反应。以和为原料，正向进行，达平衡时，体系向环境吸收能量；以和为原料， 逆向进行，达平衡时，体系向环境释放能量。两容器为等效平衡，反应I的+(x+y)。 （2）a．增大初始投料比，的转化率降低，H2O的转化率升高，故a错误； b．和的物质的量之和保持不变，说明浓度不再改变，反应体系已达平衡，故b正确； c．平衡后，压缩容器体积，反应I平衡逆向移动，二氧化碳、氢气、水的浓度改变比例不同，反应Ⅱ平衡逆向移动，故c错误； d．及时分离出，反应I正向移动、反应II逆向移动，可提高的平衡产率，故d正确； 选bd。 （3）①温度高于时，升高温度，反应I、反应II均正向移动，温度升高对反应II的影响大于对反应I的影响，所以的平衡转化率随温度升高而减小；所以温度高于时CO的选择性升高，代表选择性的是曲线c。 ②时，的转化率为60%，参加反应的水1.8mol，容器中剩余水1.2mol；设参加反应的乙醇为xmol，反应生成CO、CO2的选择性相等，生成CO、CO2的物质的量均为xmol，根据氧元素守恒，x+2x=x+1.8，,x=0.9，的转化率为；参加反应的乙醇0.9mol、水1.8mol，根据氢元素守恒，生成氢气的物质的量为1.8+0.9×2=3.6mol；反应Ⅱ的平衡常数。 20．（24-25高二上·山东日照·期中）为实现氯资源循环利用，工业上采用催化氧化法处理HCl废气：  。将HCl和分别以不同起始流速通入反应器中，在360℃、400℃和440℃下反应，通过检测流出气成分绘制HCl转化率()曲线，如下图所示(较低流速下转化率可近似为平衡转化率)。 回答下列问题： (1)该反应在 (填“高温”“低温”或“任何温度”)可以自发进行， ℃。 (2)结合以下信息，可知的燃烧热 (用代数式表示)。 ①       ②   (3)下列措施可提高M点HCl转化率的是___________(填标号)。 A．增大HCl的流速 B．将温度升高40℃ C．增大 D．使用更高效的催化剂 (4)图中较高流速时， (填“大于”或“小于”)，原因是 。 (5)设N点的转化率为平衡转化率，则该温度下反应的平衡常数 (用平衡时各组分的物质的量分数代替平衡浓度计算)。 【答案】(1) 低温 440℃ (2)△H1+△H3—△H2 (3)BD (4) 大于 流速过快，反应物分子来不及在催化剂表面接触而发生反应，导致转化率下降，同时，T2温度低，反应速率慢，所以单位时间内氯化氢的转化率低 (5)6 【详解】（1）该反应是熵减的放热反应，低温条件下反应ΔH—TΔS＜0，能自发进行；由题意可知，较低流速下转化率可近似为平衡转化率，该反应是放热反应，升高温度，平衡向逆反应方向移动，氯化氢的转化率减小，由图可知，氯化氢和氧气的物质的量比一定时，T1条件下，氯化氢的转化率最小，所以T1为440℃，故答案为：低温；440℃； （2）氢气的燃烧热为1mol氢气完全燃烧生成液态水放出的热量，将反应设为③，由盖斯定律可知，反应②+③—①得到反应，则反应△H=△H1+△H3—△H2，故答案为：△H1+△H3—△H2； （3）A．由图可知，增大氯化氢的流速， 氯化氢的转化率在减小，故不符合题意； B．由图可知，M对应反应温度为360℃，升高温度，氯化氢的转化率增大，故符合题意； C．增大氯化氢和氧气的物质的量比相当于增大氯化氢的浓度，平衡向正反应方向移动，但氯化氢的转化率减小，故不符合题意； D．M点气体流速高，反应未平衡，使用高效催化剂，可以增加该温度下的反应速率，使单位时间内氯化氢的转化率增加，故符合题意； 故选BD； （4）流速过快，反应物分子来不及在催化剂表面接触而发生反应，导致转化率下降，同时，T2温度低，反应速率慢，所以单位时间内氯化氢的转化率低，所以T1条件下氯化氢的转化率大于T2为条件下，故答案为：大于；流速过快，反应物分子来不及在催化剂表面接触而发生反应，导致转化率下降，同时，T2温度低，反应速率慢，所以单位时间内氯化氢的转化率低； （5）由图可知，N点氯化氢的转化率为80%，设起始氯化氢和氧气的物质的量都为4mol，由题意可建立如下三段式： 由三段式数据可知，反应的平衡常数Kx==6，故答案为：6。 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $$