专题05 化学平衡的移动（期中复习讲义）高二化学上学期苏教版

专题05 化学平衡的移动 考查重点 命题角度 化学平衡的移动 化学平衡的移动的判断方法 化学平衡移动的影响因素 影响化学平衡的外界因素；化学平衡中的特殊情况 勒夏特列原理及应用 勒夏特列原理的内容、应用 化学反应速率与平衡图像 v-t图、c-t图、转化率（百分含量)—t图、恒压(或恒温)线 一、化学平衡的移动 1.定义 当平衡体系条件改变时，原有平衡状态被破坏，一段时间后会达到新的平衡状态。从一个平衡状态变为另一个平衡状态，称为化学平衡的移动。 2.化学平衡移动的方向 条件改变 3.图示表示 二、化学平衡移动的影响因素 1.浓度对化学平衡移动的影响 实验原理 Fe3＋＋3SCN－ ⇄ Fe(SCN)3(红色) 实验操作 现象与结论 b溶液颜色 ，平衡向 移动 c溶液颜色 ，平衡向 移动 理论解释 发生Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋，Fe3＋浓度减小，Q＝增大，Q＞K，平衡逆向移动 c(SCN－)增大，Q＝减小，Q＜K，平衡正向移动 2.化学平衡移动： 在一定条件当可逆反应达到平衡状态后，如果 、 、温度等反应条件改变，原来的平衡状态被破坏，平衡体系的物质组成也会随着 ，直至达到新的平衡状态。这种由 达到 的过程。 3.化学平衡移动方向的判断 当Q＝K时：反应处于 状态， ； 当Q＜K时：反应向 进行，v正 v逆； 当Q＞K时：反应向 进行，v正 v逆。 4.压强变化对化学平衡移动的影响 实验原理 ⇄ 实验步骤 活塞Ⅱ处→Ⅰ处，压强增大 活塞Ⅰ处→Ⅱ处，压强减小 实验现象 混合气体的颜色先 又逐渐 混合气体的颜色先 又逐渐 实验结论 活塞往里推，体积减小，压强增大，c(NO2)增大，颜色变深，但颜色又变浅，说明c(NO2)减小，平衡向 方向移动。 活塞往外拉，体积增大，压强 ，c(NO2)减小，颜色变浅，但气体颜色又变深，说明c(NO2)增大，平衡向 方向移动 5.温度对化学平衡移动的影响 实验原理 2NO2(g)⇌N2O4(g) ΔH＝－56.9 kJ·mol－1 红棕色 无色 实验步骤 实验现象 热水中混合气体颜色 ；冰水中混合气体颜色 实验结论 混合气体受热颜色 ，说明NO2浓度 ，即平衡向 方向移动；混合气体被冷却时颜色 ，说明NO2浓度 ，即平衡向 方向移动 6.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) 三、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 、 、 )，平衡将向着能够 这种改变的方向移动。 注意：①“ ”不等于“ ”更不是“ ”。 ②若同时改变影响平衡移动的几个条件，则 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 的反应体系， 过程或 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 理论移动方向 特｜别｜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。 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 ②增大压强，新平衡时P一定比原平衡时的 ③升高温度，新平衡时T一定比原平衡时的 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 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 ③改变一种气体浓度，平衡移动，新平衡时c 7.勒夏特列原理应用：可以更加科学有效地 化学反应，尽可能让化学反应按照人们的 。 特｜别｜提｜醒 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。 四、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)， 。 （2）BC段(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 ① 是反应物， 是生成物。 ②t3 s时反应达到 状态，X、Y并没有全部反应，该反应是 反应。 ③0～t3 s时间段：Δn(X)＝ mol，Δn(Y)＝ mol，Δn(Z)＝ mol。 （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 。 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 的反应，Δ 0； 图②，若T1>T2，则正反应为 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、速率－温度(压强)图 　　这类图有两种情况：一是不隐含时间因素的速率－时间图，二是隐含时间变化的速率－时间图。以2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)　ΔH<0为例，v-T(p)图如图： 7．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。 题型一 化学平衡的移动方向的判断 【典例1】某温度下，在容积固定不变的密闭容器中进行可逆反应：，一段时间后，达到化学平衡状态。下列叙述正确的是 A．加入少量W，逆反应速率增大 B．降低温度，平衡向逆反应方向移动 C．通入稀有气体，平衡向正反应方向移动 D．平衡后加入Y，平衡正向移动，的转化率均增大 【变式1-1】在密闭容器中的一定量混合气体发生反应：，达到平衡时，测得A的浓度为，在温度不变的条件下，将容器的体积扩大到原来的2倍，使反应再达到平衡，测得A的浓度降低为，下列有关判断正确的是 A． B．平衡向正反应方向移动 C．C的体积分数增大 D．B的浓度增大 【变式1-2】在一密闭容器中的一定量混合气体发生反应：平衡时测得A的浓度为0.50mol/L，保持温度不变，将容器的容积扩大到原来的两倍，再达到平衡时，A的浓度为0.30mol/L。下列有关判断正确的是 A． B．平衡常数增大 C．物质B的转化率降低 D．物质Z的体积分数增大 【变式1-3】t℃时，一定量的混合气体在某恒容密闭容器中发生反应： ，平衡后测得B气体的浓度为0.6。其他条件不变，将密闭容器的容积扩大1倍，重新达到平衡后，测得B气体的浓度为0.4。下列叙述错误的是 A．该反应在高温条件下有自发性 B．重新达到平衡时，A气体的浓度减小 C．重新达到平衡时，D气体的体积分数减小 D．恒温下扩大容器体积，正逆反应速率均减小 题型二 实验探究化学平衡移动的影响因素 【典例2】向5mL0.005mol·L⁻¹溶液中加入5mL0.030mol·L⁻¹KSCN溶液，溶液变红。将该红色溶液均分于两支试管中，进行下列实验。 试管 操作 现象 Ⅰ 滴入4滴1mol·L⁻¹KSCN溶液 溶液红色加深 Ⅱ 滴入4滴饱和溶液 溶液红色加深 下列说法错误的是 A．与KSCN反应中，不会完全反应生成 B．试管Ⅰ溶液颜色加深说明该反应是可逆反应 C．将试管Ⅱ饱和溶液换为KCl固体，现象不相同 D．试管Ⅰ滴入1mol·L⁻¹KSCN溶液换为KCl溶液，现象相同 【变式2-1】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 A．A B．B C．C D．D 【变式2-2】根据下列实验设计，回答问题： (1)利用实验(I)探究锌与硫酸和硫酸反应的速率，可以测定收集一定体积氢气所用的时间。此方法需要控制的变量有(写出1项)： 。 (2)实验(II)探究浓度对化学化学平衡影响。已知重铬酸钾溶液存在：(橙色)和(黄色)的平衡，如图操作，C中溶液颜色变深，D中溶液颜色变浅， ①依据题意写出其中的离子方程式 ， ②用平衡移动原理解释D颜色变浅的原因： ； ③加水稀释， (答“变大”、“变小”或“不变”) (3)实验(III)目的是探究浓度对反应速率的影响，实验中发生反应：。某小组也用酸性溶液和草酸溶液进行实验，实验操作及现象如下表： 编号 实验操作 实验现象 i 向一支试管中先加入酸性溶液，再加入1滴硫酸和9滴蒸馏水、最后加入草酸溶液 前内溶液紫色无明显变化，后颜色逐渐变浅，后几乎变为无色 ii 向另一支试管中先加入酸性溶液，再加入10滴硫酸，最后加入草酸溶液 内溶液紫色无明显变化，后颜色迅速变浅，约后几乎变为无色 ①由实验i、实验ii可得出的结论是 。 ②关于实验i中后溶液颜色迅速变浅的原因，该小组提出了猜想：该反应中生成的对反应有催化作用。利用提供的试剂设计实验ⅲ，验证猜想。 提供的试剂：酸性溶液，草酸溶液，硫酸，溶液，固体，蒸馏水。 补全实验ⅲ的操作：向试管中先加入酸性溶液， ，最后加入草酸溶液。 ③基于以上实验与分析，推测实验(III)设计 (填“能”或“不能”)达到实验目的。 题型三勒夏特列原理及应用 【典例3】下列说法不能用勒夏特列原理解释的是 A．配制溶液时，先将其溶解在浓盐酸中 B．开启可乐碳酸饮料瓶的瓶盖，瓶中泛起大量泡沫 C．对平衡体系加压，颜色先变深后变浅 D．工业上和在常压下生成 【变式3-1】下列事实中，不能用勒夏特列原理解释的是 A．向FeCl3溶液中加入适量KSCN溶液后溶液呈红色，再加入少量Fe粉后红色变浅 B．对于2HI(g) H2(g)＋I2(g)，达平衡后，缩小容器体积可使体系颜色变深 C．实验室中常用排饱和食盐水的方法收集氯气(Cl2+H2OHCl+HClO) D．工业上生产硫酸的过程中使用适当过量的空气以提高二氧化硫的利用率 【变式3-2】下列说法正确的是 A．在、和组成的平衡体系加压后，混合气体颜色变深，该过程符合勒夏特列原理 B．将溶液蒸干并灼烧可以得到固体 C．向氯水中加入适量，可增强漂白效果 D．室温下，用电导率传感器分别测定醋酸和盐酸的电导率大小，可以判断醋酸是否为弱电解质 【变式3-3】如图所示为工业合成氨的流程图。下列说法错误的是 A．步骤①中“净化”可以防止催化剂中毒 B．步骤②中“加压”既可以提高原料的转化率，又可以加快反应速率 C．为了提高原料的转化率，应及时将氨从混合气中分离出去 D．步骤③合成氨温度为500℃是因为该温度催化剂活性高且有利于提高原料平衡的转化率 题型四 化学反应速率与平衡图像 【典例4】14．对于反应： ，下列有关化学反应速率和平衡的图像正确的是 A． B．    B． C． D． 方｜法｜点｜拨 解题原则 （1）“先拐先平数值大” 　　在化学平衡图像中，先出现拐点的反应则先达到平衡，先出现拐点的曲线表示的温度较高(如图Ⅰ中T2>T1)、压强较大(如图Ⅱ中p2>p1)或使用了催化剂(如图Ⅲ中a使用了催化剂)。 Ⅰ.表示T2>T1，温度升高，生成物C的百分含量降低，平衡逆向移动，说明正反应是放热反应。 Ⅱ.表示p2>p1，压强增大，反应物A的转化率减小，平衡逆向移动，说明正反应是气体分子数目增大的反应。 Ⅲ.生成物C的百分含量不变，说明平衡不发生移动，但反应速率a>b，故a使用了催化剂；也可能该反应是反应前后气体分子数目不变的可逆反应，a增大了压强(压缩体积)。 （2）“定一议二” 　　在化学平衡图像中，讨论三个量之间的关系，先确定其中一个量(看曲线趋势或作辅助线)，再讨论另两个的关系，从而得到反应热或气体分子数信息。 【变式4-1】在密闭容器中发生如下反应：。其他条件不变时，改变某一条件对上述反应的影响，得到下列图像(图中p表示压强，T表示温度，n表示物质的量，α表示平衡转化率)。下列分析正确的是 A．如图1反应： 此反应的ΔH>0 B．如图1反应：若p1>p2，则a＋b<c C．如图2反应：此反应的△H<0，且T1>T2 D．如图3反应：t1时刻改变的条件可能是加入了催化剂或增大了压强 【变式4-2】将1molM和2molN置于体积为2L的恒容密闭容器中，发生反应：  。反应过程中测得Q的体积分数在不同温度下随时间的变化如图所示。下列结论正确的是 A． B．温度：T1＞T2 C．温度为T1时，M的平衡转化率为20% D．若X、Y两点的平衡常数分别为K1、K2，则K1＞K2 【变式4-3】对于反应  ，在温度为、时，平衡体系中体积分数随压强变化的曲线如图所示。下列说法正确的是 A．平衡常数： B．气体的颜色：A深、C浅 C．混合气体的平均相对分子质量：A>B D．反应速率：A>C 基础通关练（测试时间：10分钟） 1．（24-25高二上·安徽·开学考试）对于放热反应。当反应达到平衡时，下列措施：①升温；②恒容通入惰性气体He；③增加浓度；④减压；⑤分离出；⑥恒压通入惰性气体He．其中既能降低反应速率又能减小NO转化率的是 A．①②④ B．④⑥ C．②③⑤ D．③⑤⑥ 2．（24-25高二上·福建福州·期中）已知  。下列说法正确的是 A．恒温恒容条件下加入适量，可增大活化分子百分数，加快反应速率 B．使用高效催化剂，可降低反应的活化能，增大活化分子百分数 C．升高温度，增大，减小，平衡逆向移动 D．恒温条件下增大压强，平衡正向移动，该反应的平衡常数增大 3．（24-25高二上·山东济南·阶段练习）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 4．（23-24高二上·天津静海·阶段练习）在恒容密闭容器中反应：   ΔH=-373.4 kJ·mol-1达到平衡状态，以下说法不正确的是 A．及时分离出CO2，使Q减小，Q＜K，因此平衡正向移动 B．及时分离出N2，使Q减小，Q＜K，因此平衡正向移动 C．加入催化剂反应速率增大，∆H增大 D．增加NO浓度，使Q减小，Q＜K，因此平衡正向移动 5．（23-24高二上·广东·期末）调控化学反应对日常生活和工农业生产具有重要意义。下列说法不正确的是 A．光催化分解的反应，该反应为熵增的反应 B．工业制硫酸的反应之一，使用催化剂可加快反应速率 C．合成氨反应  ，升温能提高的平衡转化率 D．制氢气反应，增大浓度，提高转化率 6．（23-24高二下·宁夏石嘴山·阶段练习）N2(g)+3H2(g)2NH3(g) △H＜0，反应达平衡时，下列措施能提高N2转化率的是 ①降温 ②恒压通入惰性气体 ③增加N2的浓度 ④加压 ⑤催化剂 A．①④ B．①②③⑤ C．②③⑤ D．③④ 7．（23-24高二上·湖南常德·期中）对已经达到化学平衡的下列反应：A2(g)+2B2(g)2AB2(g)     ΔH＜0，升高温度，对反应产生的影响是 A．逆反应速率增大，正反应速率减小，平衡向正反应方向移动 B．逆反应速率减小，正反应速率增大，平衡向逆反应方向移动 C．正、逆反应速率都增大，平衡向逆反应方向移动 D．正、逆反应速率都减小，平衡向正反应方向移动 8．（23-24高二上·山东济宁·期末）已知相同条件下反应①  和反应②  的能量变化如图所示，下列说法错误的是 A． B．反应②逆反应的活化能为 C．降低压强有利于提高Y的平衡产率 D．达平衡的时间反应②小于反应① 9．（24-25高二上·北京·期中）下列现象或操作，不能用勒夏特列原理解释的是 A．合成氨反应采用的高温 B．碳酸钠溶液显碱性，加热碱性增强 C．二氧化氮平衡球放入热水中颜色变深 D．合成氨时，及时将氨液化，从平衡混合气中分离 10．（24-25高二上·浙江温州·期中）对化学反应的速率和平衡的影响，不同反应的反应物、生成物的百分含量及反应速率与温度、压强、时间的关系如图，则下列判断正确的是 A．由图可知，该反应的正反应为吸热反应 B．由图可知，该反应 C．若图是绝热条件下速率和时间的图像，说明该反应的正反应为吸热反应 D．图中的曲线一定是加入了催化剂 重难突破练（测试时间：10分钟） 1．（23-24高二上·浙江宁波·期中）根据下列各图曲线表征的信息，得出的结论不正确的是 A．用甲装置探究温度对化学平衡的影响 B．图乙表示用水稀释pH相同的盐酸和醋酸时溶液的pH变化曲线，其中Ⅰ表示盐酸，Ⅱ表示醋酸，完全中和相同体积的Ⅰ、Ⅱ溶液时，消耗同浓度NaOH溶液的体积相同 C．图丙表示恒温密闭容器中发生CaCO3(S)=CaO(s)+CO2(g)反应时，c(CO2)随反应时间变化的曲线，tl时刻改变的条件可能是缩小容器的体积 D．图丁表示反应A2(g)+3B2(g)=2AB3(g)，达到平衡时A2的转化率大小为：a<b<c 2．（23-24高二上·浙江宁波·期中）向一恒容密闭容器中加入1molCH4和一定量的H2O，发生反应：CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)。CH4的平衡转化率按不同投料比x(x=)随温度的变化曲线如图所示。下列说法错误的是 A．x1<x2 B．反应速率：vb正<vc正 C．点a、b、c对应的平衡常数：Ka<Kb=Kc D．反应温度为T，Pb>Pc 3．（24-25高二上·广东广州·期中）某温度下，容积可变的密闭容器中进行如下反应：，反应达到平衡后改变以下条件，下列叙述正确的是 A．若将容器的体积压缩，则，平衡常数增大 B．加入少量W，逆反应速率增大，平衡向逆反应移动 C．升高温度，正反应速率增大，逆反应速率减小，平衡常数减小 D．若充入一定量的He，则，X的平衡转化率减小 4．（24-25高二上·浙江·期中）下列图示与对应的叙述不相符的是 A．图甲是某温度下的醋酸与醋酸钠混合溶液中、与的关系曲线，可知： B．图乙是恒温密闭容器中发生反应时，随反应时间变化的曲线，时刻改变的条件可能是缩小容器的体积 C．图丙可知，反应，a、b、c三点所处的平衡状态中，反应物的转化率最高的是点 D．图丁是在醋酸溶液中加水稀释，溶液中的变化曲线图，随着加水量的增加电离度：点小于点 5．（24-25高二上·河南焦作·期中）我国高含硫天然气资源丰富，天然气脱硫、甲烷与硫化氢重整制氢具有重要的现实意义。相关反应如下： 反应I： 反应II： 反应II： 一定温度下，向恒容密闭容器中通入和发生反应I、II和III，起始总压为，和的转化率与时间的关系如图所示。 下列说法错误的是 A．若时升高温度， B．时， C．时， D．时压强为 3 / 3 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题05 化学平衡的移动 考查重点 命题角度 化学平衡的移动 化学平衡的移动的判断方法 化学平衡移动的影响因素 影响化学平衡的外界因素；化学平衡中的特殊情况 勒夏特列原理及应用 勒夏特列原理的内容、应用 化学反应速率与平衡图像 v-t图、c-t图、转化率（百分含量)—t图、恒压(或恒温)线 一、化学平衡的移动 1.定义 当平衡体系条件改变时，原有平衡状态被破坏，一段时间后会达到新的平衡状态。从一个平衡状态变为另一个平衡状态，称为化学平衡的移动。 2.化学平衡移动的方向 条件改变 3.图示表示 二、化学平衡移动的影响因素 1.浓度对化学平衡移动的影响 实验原理 Fe3＋＋3SCN－ ⇄ Fe(SCN)3(红色) 实验操作 现象与结论 b溶液颜色变浅，平衡向逆反应方向移动 c溶液颜色变深，平衡向正反应方向移动 理论解释 发生Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋，Fe3＋浓度减小，Q＝增大，Q＞K，平衡逆向移动 c(SCN－)增大，Q＝减小，Q＜K，平衡正向移动 2.化学平衡移动： 在一定条件当可逆反应达到平衡状态后，如果 浓度 、 压强 、温度等反应条件改变，原来的平衡状态被破坏，平衡体系的物质组成也会随着 改变 ，直至达到新的平衡状态。这种由 原有的平衡状态 达到 新的平衡状态 的过程。 3.化学平衡移动方向的判断 当Q＝K时：反应处于 平衡 状态， v正＝v逆 ； 当Q＜K时：反应向 正反应方向 进行，v正＞v逆； 当Q＞K时：反应向 逆反应方向 进行，v正＜v逆。 4.压强变化对化学平衡移动的影响 实验原理 ⇄ 实验步骤 活塞Ⅱ处→Ⅰ处，压强增大 活塞Ⅰ处→Ⅱ处，压强减小 实验现象 混合气体的颜色先 变深 又逐渐 变浅 混合气体的颜色先 变浅 又逐渐 变深 实验结论 活塞往里推，体积减小，压强增大，c(NO2)增大，颜色变深，但颜色又变浅，说明c(NO2)减小，平衡向 正反应 方向移动。 活塞往外拉，体积增大，压强 减小 ，c(NO2)减小，颜色变浅，但气体颜色又变深，说明c(NO2)增大，平衡向 逆反应 方向移动 5.温度对化学平衡移动的影响 实验原理 2NO2(g)⇌N2O4(g) ΔH＝－56.9 kJ·mol－1 红棕色 无色 实验步骤 实验现象 热水中混合气体颜色 加深 ；冰水中混合气体颜色 变浅 实验结论 混合气体受热颜色 加深 ，说明NO2浓度 增大 ，即平衡向 逆反应 方向移动；混合气体被冷却时颜色 变浅 ，说明NO2浓度 减小 ，即平衡向 正反应 方向移动 6.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) 三、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 特｜别｜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。 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。 特｜别｜提｜醒 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。 四、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、速率－温度(压强)图 　　这类图有两种情况：一是不隐含时间因素的速率－时间图，二是隐含时间变化的速率－时间图。以2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)　ΔH<0为例，v-T(p)图如图： 7．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。 题型一 化学平衡的移动方向的判断 【典例1】某温度下，在容积固定不变的密闭容器中进行可逆反应：，一段时间后，达到化学平衡状态。下列叙述正确的是 A．加入少量W，逆反应速率增大 B．降低温度，平衡向逆反应方向移动 C．通入稀有气体，平衡向正反应方向移动 D．平衡后加入Y，平衡正向移动，的转化率均增大 【答案】B 【详解】A．W是固体，加入少量W，不影响反应速率，A错误； B．反应为吸热反应，降低温度，导致平衡逆向移动，B正确； C．在容积固定不变的密闭容器中，通入稀有气体，不影响反应中各物质浓度，平衡不移动，C错误；   D．平衡后加入Y，平衡正向移动，导致X的转化率增大，但是Y本身的转化率降低，D错误； 故选B。 【变式1-1】在密闭容器中的一定量混合气体发生反应：，达到平衡时，测得A的浓度为，在温度不变的条件下，将容器的体积扩大到原来的2倍，使反应再达到平衡，测得A的浓度降低为，下列有关判断正确的是 A． B．平衡向正反应方向移动 C．C的体积分数增大 D．B的浓度增大 【答案】A 【分析】达到平衡时，测得A的浓度为0.5mol/L，在温度不变的条件下，将容器的体积扩大到两倍，若平衡不移动，则A的浓度应为0.25mol/L，现测得A的浓度降低为0.3mol/L，0.3mol/L＞0.25mol/L，说明平衡逆向移动，即减压该平衡逆向移动，所以左边气体化学计量数之和更大，即x+y＞z。 【详解】A．据上分析可知，x+y＞z，故A正确； B．据上分析可知，平衡向逆反应方向移动，故B错误； C．减压该平衡逆向移动，C的物质的量减少而总物质的量增大，所以C的体积分数减小，故C错误； D．将容器的体积扩大到两倍，B的浓度瞬间减小，随着平衡逆向移动，B的浓度逐渐增大至不变，根据勒夏特列原理可知，达到新平衡时B的浓度仍小于原平衡时B的浓度，故D错误； 故答案为：A。 【变式1-2】在一密闭容器中的一定量混合气体发生反应：平衡时测得A的浓度为0.50mol/L，保持温度不变，将容器的容积扩大到原来的两倍，再达到平衡时，A的浓度为0.30mol/L。下列有关判断正确的是 A． B．平衡常数增大 C．物质B的转化率降低 D．物质Z的体积分数增大 【答案】C 【分析】平衡时测得A的浓度为0.50mol/L，保持温度不变。将容器的容积扩大到原来的两倍，A的浓度为0.25mol/L，再达到平衡时，A的浓度为0.30mol/L，即减小压强平衡逆向移动。 【详解】A．压强减小，平衡逆向移动，则x+y＞z，A错误； B．温度不变，平衡常数不变，B错误； C．平衡逆向移动，B的转化率降低，C正确； D．平衡逆向移动，Z的体积分数减小，D错误； 故选C。 【变式1-3】t℃时，一定量的混合气体在某恒容密闭容器中发生反应： ，平衡后测得B气体的浓度为0.6。其他条件不变，将密闭容器的容积扩大1倍，重新达到平衡后，测得B气体的浓度为0.4。下列叙述错误的是 A．该反应在高温条件下有自发性 B．重新达到平衡时，A气体的浓度减小 C．重新达到平衡时，D气体的体积分数减小 D．恒温下扩大容器体积，正逆反应速率均减小 【答案】A 【分析】其他条件不变，将密闭容器的容积扩大1倍，若平衡不移动，则B气体的浓度为0.3，实际上B的浓度变为0.4，说明平衡向逆反应方向移动，故，，，以此解题。 【详解】A．结合分析可知，该反应，，根据，反应可以发生，则该反应任意温度均不自发，A错误； B．密闭容器的容积加倍，平衡逆向移动，但各物质的浓度都要减小，即A气体的浓度也减小，B正确； C．由A选项的分析知将密闭容器的容积扩大1倍平衡向逆反应方向移动，故D气体的体积分数减小，C正确； D．恒温下扩大容器体积，反应物和生成物浓度减小，则正、逆反应速率均减小，D正确； 故选A。 题型二 实验探究化学平衡移动的影响因素 【典例2】向5mL0.005mol·L⁻¹溶液中加入5mL0.030mol·L⁻¹KSCN溶液，溶液变红。将该红色溶液均分于两支试管中，进行下列实验。 试管 操作 现象 Ⅰ 滴入4滴1mol·L⁻¹KSCN溶液 溶液红色加深 Ⅱ 滴入4滴饱和溶液 溶液红色加深 下列说法错误的是 A．与KSCN反应中，不会完全反应生成 B．试管Ⅰ溶液颜色加深说明该反应是可逆反应 C．将试管Ⅱ饱和溶液换为KCl固体，现象不相同 D．试管Ⅰ滴入1mol·L⁻¹KSCN溶液换为KCl溶液，现象相同 【答案】D 【分析】‌铁离子和硫氰根的配位数可以从1到6‌，按，5mL0.005mol·L⁻¹溶液中加入5mL0.030mol·L⁻¹KSCN溶液，二者可恰好完全反应，若配位数小于6，例如(红色)，则KSCN过量，根据试管Ⅰ溶液颜色加深说明：再加入KSCN溶液时，反应正向进行，产生更多的Fe(SCN)3，使Fe(SCN)3的浓度增大，因此证明该反应是可逆反应。 【详解】A．据分析，与KSCN反应为可逆反应，则不会完全反应生成，A正确； B．据分析，试管Ⅰ溶液颜色加深说明该反应是可逆反应，B正确； C．滴入4滴饱和氯化铁溶液，则铁离子浓度增大，反应正向进行，产生更多的Fe(SCN)3，使Fe(SCN)3的浓度增大，溶液颜色加深，将试管Ⅱ饱和溶液换为KCl固体，氯化钾不影响反应相关的所有粒子的浓度，对平衡没有影响、溶液颜色不会加深，故现象不相同，C正确； D．试管Ⅰ滴入1mol·L⁻¹KSCN溶液换为KCl溶液，氯离子、钾离子不影响反应，但溶液总体积增大，反应相关的所有粒子的浓度均减小，相当于稀释了溶液，溶液颜色变浅，故现象不同，D不正确； 选D。 【变式2-1】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 A．A B．B C．C D．D 【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。 【变式2-2】根据下列实验设计，回答问题： (1)利用实验(I)探究锌与硫酸和硫酸反应的速率，可以测定收集一定体积氢气所用的时间。此方法需要控制的变量有(写出1项)： 。 (2)实验(II)探究浓度对化学化学平衡影响。已知重铬酸钾溶液存在：(橙色)和(黄色)的平衡，如图操作，C中溶液颜色变深，D中溶液颜色变浅， ①依据题意写出其中的离子方程式 ， ②用平衡移动原理解释D颜色变浅的原因： ； ③加水稀释， (答“变大”、“变小”或“不变”) (3)实验(III)目的是探究浓度对反应速率的影响，实验中发生反应：。某小组也用酸性溶液和草酸溶液进行实验，实验操作及现象如下表： 编号 实验操作 实验现象 i 向一支试管中先加入酸性溶液，再加入1滴硫酸和9滴蒸馏水、最后加入草酸溶液 前内溶液紫色无明显变化，后颜色逐渐变浅，后几乎变为无色 ii 向另一支试管中先加入酸性溶液，再加入10滴硫酸，最后加入草酸溶液 内溶液紫色无明显变化，后颜色迅速变浅，约后几乎变为无色 ①由实验i、实验ii可得出的结论是 。 ②关于实验i中后溶液颜色迅速变浅的原因，该小组提出了猜想：该反应中生成的对反应有催化作用。利用提供的试剂设计实验ⅲ，验证猜想。 提供的试剂：酸性溶液，草酸溶液，硫酸，溶液，固体，蒸馏水。 补全实验ⅲ的操作：向试管中先加入酸性溶液， ，最后加入草酸溶液。 ③基于以上实验与分析，推测实验(III)设计 (填“能”或“不能”)达到实验目的。 【答案】(1)温度、锌粒大小 (2) (橙色)(黄色) 加入溶液，下降，平衡正向移动，浓度增大 变小 (3) 溶液酸性越强，反应速越快 再加入10滴硫酸，然后加入少量固体 能 【分析】控制变量法探究影响反应速率的因素，只能让要探究的因素为变量，其它因素必须相同。探究浓度对反应速率的影响，为控制非变量混合后的浓度相等，必须保证混合后的总体积相等。 【详解】（1）探究锌与硫酸和硫酸反应的速率，根据控制变量法，需要控制的变量有温度、锌粒的大小(表面积)等； （2）①C中溶液颜色变深，D中溶液颜色变浅，说明增大氢离子浓度平衡不逆向移动，减小氢离子浓度平衡正向移动，反应的离子方程式(橙色)(黄色)； ②加入溶液，下降，(橙色)(黄色)平衡正向移动，浓度增大； ③加水稀释，Q减小，平衡正向移动，所以减小。 （3）①由实验i、实验ii的变量为硫酸浓度，可得出的结论是溶液酸性越强，反应速越快。 ②实验ⅲ的目的是探究对反应有催化作用，根据控制变量法，向试管中先加入酸性溶液，再加入10滴硫酸，然后加入少量固体，最后加入草酸溶液。 ③实验(III)的变量只有硫酸浓度，所以能达到实验目的。 题型三勒夏特列原理及应用 【典例3】下列说法不能用勒夏特列原理解释的是 A．配制溶液时，先将其溶解在浓盐酸中 B．开启可乐碳酸饮料瓶的瓶盖，瓶中泛起大量泡沫 C．对平衡体系加压，颜色先变深后变浅 D．工业上和在常压下生成 【答案】D 【详解】A．配制溶液时，先将其溶解在浓盐酸中，是利用抑制的水解，能用勒夏特列原理解释，A不符合题意； B．打开可乐碳酸饮料瓶，瞬间瓶内压强骤减，反应平衡向逆反应方向移动，能用勒夏特列原理解释，B不符合题意； C．对平衡体系加压后，二氧化氮的浓度增大，颜色变深，平衡向正反应方向移动，二氧化氮的浓度又降低，颜色变浅，但仍比加压前的颜色深，能用勒夏特列原理解释，C不符合题意； D．是气体体积缩小的反应，常压不利于三氧化硫的转化，不能用勒夏特列原理解释，D符合题意； 故选D。 【变式3-1】下列事实中，不能用勒夏特列原理解释的是 A．向FeCl3溶液中加入适量KSCN溶液后溶液呈红色，再加入少量Fe粉后红色变浅 B．对于2HI(g) H2(g)＋I2(g)，达平衡后，缩小容器体积可使体系颜色变深 C．实验室中常用排饱和食盐水的方法收集氯气(Cl2+H2OHCl+HClO) D．工业上生产硫酸的过程中使用适当过量的空气以提高二氧化硫的利用率 【答案】B 【详解】A．加入铁粉时，反应：，降低浓度，使反应平衡逆向移动（颜色变浅），符合勒夏特列原理，A不符合题意； B．对于反应达平衡后，缩小容器体积，平衡不移动，浓度增大，体系颜色变深，不能用勒夏特列原理解释，B符合题意； C．氯气溶于水发生可逆反应生成盐酸和次氯酸：，饱和食盐水中的氯离子浓度较大，导致平衡逆向移动，减弱了氯气和水反应的程度，符合勒夏特列原理，所以可以用排饱和食盐水的方法收集氯气，C不符合题意； D．工业生产硫酸的过程中，通入过量空气，增大了氧气的浓度，使反应平衡正向移动，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。 【变式3-2】下列说法正确的是 A．在、和组成的平衡体系加压后，混合气体颜色变深，该过程符合勒夏特列原理 B．将溶液蒸干并灼烧可以得到固体 C．向氯水中加入适量，可增强漂白效果 D．室温下，用电导率传感器分别测定醋酸和盐酸的电导率大小，可以判断醋酸是否为弱电解质 【答案】C 【详解】A．对平衡体系增加压强，容器体积减小，碘浓度增大而使颜色变深，压强增大但平衡不移动，不能用勒夏特列原理解释，A错误； B．溶液中有，蒸干H2O脱离体系，由于氧气具有氧化性，能氧化二价铁离子，灼烧转化为，B错误； C．氯水中存在平衡，往新制氯水中加入适量碳酸钙固体，和盐酸反应，平衡正向移动，次氯酸浓度增大，可以增强漂白能力，C正确； D．用电导率传感器分别测定电导率大小比较酸性强弱，需要测同浓度酸的电导率，D错误； 答案选C。 【变式3-3】如图所示为工业合成氨的流程图。下列说法错误的是 A．步骤①中“净化”可以防止催化剂中毒 B．步骤②中“加压”既可以提高原料的转化率，又可以加快反应速率 C．为了提高原料的转化率，应及时将氨从混合气中分离出去 D．步骤③合成氨温度为500℃是因为该温度催化剂活性高且有利于提高原料平衡的转化率 【答案】D 【分析】N2和H2净化干燥除去杂质后，加压既能提高反应速率，又能促进平衡正向移动，合成氨的反应为放热反应，低温有利于平衡正向移动，但是低温下，催化剂活性低，反应速率也低，因此综合考虑将温度设定在500℃并使用含铁催化剂进行催化反应，及时将产生的NH3液化分离出来以提高N2和H2的转化率，剩余的N2和H2再循环利用，据此分析判断。 【详解】A．步骤①中“净化”是除去杂质，以防止铁催化剂中毒，故A正确； B．合成氨的反应为气体分子数减小的反应，加压有利于平衡正向移动，提高原料转化率，加压也可以提高反应速率，故B正确； C．在反应达到一定转化率时及时将氨从混合气中分离出去，可使平衡正向移动，能保持足够高的原料转化率，故C正确； D．由图可知工业生产中，催化合成氨的反应温度为500℃，说明500℃是催化剂催化活性的最佳温度，但催化剂只能提高反应速率，不能提高平衡转化率，故D错误； 故选D。 题型四 化学反应速率与平衡图像 【典例4】14．对于反应： ，下列有关化学反应速率和平衡的图像正确的是 A． B．    B． C． D． 【答案】A 【详解】A．升高温度，速率加快，正方向是放热反应，温度升高，平衡逆向移动，逆反应速率变化更大，A正确； B．根据先拐先平数据大，则p2压强大，反应为气体分子数不变的反应，升高压强，平衡不移动，C的平衡质量分数不变，B错误； C．相同条件下，温度升高，平衡逆向移动，B转化率降低，C错误； D．A是固体，加入A，速率不变，平衡不移动，D错误； 故选A。 方｜法｜点｜拨 解题原则 （1）“先拐先平数值大” 　　在化学平衡图像中，先出现拐点的反应则先达到平衡，先出现拐点的曲线表示的温度较高(如图Ⅰ中T2>T1)、压强较大(如图Ⅱ中p2>p1)或使用了催化剂(如图Ⅲ中a使用了催化剂)。 Ⅰ.表示T2>T1，温度升高，生成物C的百分含量降低，平衡逆向移动，说明正反应是放热反应。 Ⅱ.表示p2>p1，压强增大，反应物A的转化率减小，平衡逆向移动，说明正反应是气体分子数目增大的反应。 Ⅲ.生成物C的百分含量不变，说明平衡不发生移动，但反应速率a>b，故a使用了催化剂；也可能该反应是反应前后气体分子数目不变的可逆反应，a增大了压强(压缩体积)。 （2）“定一议二” 　　在化学平衡图像中，讨论三个量之间的关系，先确定其中一个量(看曲线趋势或作辅助线)，再讨论另两个的关系，从而得到反应热或气体分子数信息。 【变式4-1】在密闭容器中发生如下反应：。其他条件不变时，改变某一条件对上述反应的影响，得到下列图像(图中p表示压强，T表示温度，n表示物质的量，α表示平衡转化率)。下列分析正确的是 A．如图1反应： 此反应的ΔH>0 B．如图1反应：若p1>p2，则a＋b<c C．如图2反应：此反应的△H<0，且T1>T2 D．如图3反应：t1时刻改变的条件可能是加入了催化剂或增大了压强 【答案】D 【详解】A．由图1可知，P1时，升高温度，A的转化率降低，平衡逆向移动，则正反应为放热反应，正反应ΔH<0，A错误； B．由图1可知，若p1>p2，向T轴作垂线，温度相等，增大压强，则A的转化率升高，平衡正向移动，说明正向是气体物质的量减小的反应，则a＋b>c，B错误； C．由图2可知，T1<T2，升高温度生成物含量减小，说明平衡逆向移动，则正反应为放热反应，C错误； D．根据图3可知，t1时刻改变条件使正逆反应速率都增大，且平衡不移动，改变的条件可能是加入了催化剂或的反应增大了压强，D正确； 答案选D。 【变式4-2】将1molM和2molN置于体积为2L的恒容密闭容器中，发生反应：  。反应过程中测得Q的体积分数在不同温度下随时间的变化如图所示。下列结论正确的是 A． B．温度：T1＞T2 C．温度为T1时，M的平衡转化率为20% D．若X、Y两点的平衡常数分别为K1、K2，则K1＞K2 【答案】D 【分析】由题干图像信息可知，Y曲线即T2温度下先达到平衡，即T2温度下反应速率更快，则T2＞T1，即温度越高Q的条件分数越小，说明升高温度平衡逆向移动，正反应是一个放热反应即＜0，据此分析解题。 【详解】A．由分析可知，，A错误； B．由分析可知，温度：T1＜T2，C错误； C．由题干信息可知，温度为T1时Q的条件分数为20%，三段式分析为：，则有×100%=20%，解得得x=0.75mol，故M的平衡转化率为×100%=75%，C错误； D．由分析可知，，T1＜T2，即升高温度平衡逆向移动，平衡常数减小，则若X、Y两点的平衡常数分别为K1、K2，则K1＞K2，D正确； 故答案为：D。 【变式4-3】对于反应  ，在温度为、时，平衡体系中体积分数随压强变化的曲线如图所示。下列说法正确的是 A．平衡常数： B．气体的颜色：A深、C浅 C．混合气体的平均相对分子质量：A>B D．反应速率：A>C 【答案】A 【分析】反应  为吸热反应，升高温度，平衡正向移动，NO2的体积分数增大，温度T2>T1。 【详解】A．根据分析，温度T2>T1，A点温度高于B点，升高温度，平衡正向移动，平衡常数增大，平衡常数，A正确； B．两点的反应温度相同，压强：C点>A点。在其他条件不变时，增大压强，物质的浓度增大，c(NO2)增大，体系内气体颜色加深；增大压强，化学平衡逆向移动，使c(NO2)减小，但平衡移动的趋势是微弱的，总的来说C点c(NO2)的比A点大，故A、C两点气体的颜色：A点浅，C点深，B项错误； C．A点温度高于B点，升高温度，平衡正向移动，气体的物质的量增多，混合气体的平均相对分子质量减小，混合气体的平均相对分子质量：A<B，C错误； D．A、C温度相同，C点压强大于A点，压强增大，反应速率增大，反应速率：A<C，D错误； 答案选A。 基础通关练（测试时间：10分钟） 1．（24-25高二上·安徽·开学考试）对于放热反应。当反应达到平衡时，下列措施：①升温；②恒容通入惰性气体He；③增加浓度；④减压；⑤分离出；⑥恒压通入惰性气体He．其中既能降低反应速率又能减小NO转化率的是 A．①②④ B．④⑥ C．②③⑤ D．③⑤⑥ 【答案】B 【详解】①升高温度，反应速率增大，平衡向逆反应方向移动，NO转化率减小； ②恒容通入惰性气体He，反应物的浓度不变，速率不变，平衡不一定，转化率不变； ③增大氧气的浓度，反应速率增大，平衡向正反应方向移动，NO转化率增大； ④减压，反应速率减小，平衡向逆反应方向移动，NO转化率减小； ⑤分离出二氧化氮，平衡向正反应方向移动，NO转化率增大； ⑥恒压通入惰性气体He，体积增大，浓度减小，速率减小，平衡向逆反应方向移动，NO转化率减小； 能降低反应速率的有④⑤⑥，能减小NO转化率有①④⑥，所以选择④⑥，故选B。 2．（24-25高二上·福建福州·期中）已知  。下列说法正确的是 A．恒温恒容条件下加入适量，可增大活化分子百分数，加快反应速率 B．使用高效催化剂，可降低反应的活化能，增大活化分子百分数 C．升高温度，增大，减小，平衡逆向移动 D．恒温条件下增大压强，平衡正向移动，该反应的平衡常数增大 【答案】B 【详解】A．增加氧气的浓度，不能改变活化分子百分数，能增大单位体积内的活化分子数，增加反应速率，A错误； B．使用高效催化剂，可降低反应的活化能，增大活化分子百分数，从而加快反应速率，B正确； C．升高温度，增大，也增大，C错误； D．该反应的正反应是气体分子数减小的反应，因此增大压强，平衡向正向进行，但平衡常数K不变，平衡常数K只与温度有关，D错误； 故选B 。 3．（24-25高二上·山东济南·阶段练习）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。 4．（23-24高二上·天津静海·阶段练习）在恒容密闭容器中反应：   ΔH=-373.4 kJ·mol-1达到平衡状态，以下说法不正确的是 A．及时分离出CO2，使Q减小，Q＜K，因此平衡正向移动 B．及时分离出N2，使Q减小，Q＜K，因此平衡正向移动 C．加入催化剂反应速率增大，∆H增大 D．增加NO浓度，使Q减小，Q＜K，因此平衡正向移动 【答案】C 【详解】A．及时分离出CO2，使生成物CO2浓度减小，N2、反应物的浓度都不变，则Q减小，Q＜K，平衡正向移动，故A项正确； B．及时分离出N2，使c(N2)减小，而其它物质的浓度不变，则Q减小，Q＜K，平衡正向移动，故B项正确； C．加入催化剂，可增大反应速率，但不影响∆H，故C项错误； D．增加NO浓度，反应物浓度增加，而其它物质的浓度不变，使Q减小，Q＜K，因此平衡正向移动，故D项正确； 答案选C。 5．（23-24高二上·广东·期末）调控化学反应对日常生活和工农业生产具有重要意义。下列说法不正确的是 A．光催化分解的反应，该反应为熵增的反应 B．工业制硫酸的反应之一，使用催化剂可加快反应速率 C．合成氨反应  ，升温能提高的平衡转化率 D．制氢气反应，增大浓度，提高转化率 【答案】C 【详解】A．，该反应为气体分子数增大的反应，则该反应为熵增的反应，故A正确； B．催化剂能降低反应的活化能，可加快反应速率，故B正确； C．升高温度，平衡逆向移动，所以H2的平衡转化率减小，故C错误； D．制氢气反应，增大H2O浓度，平衡正向移动，CO转化率增大，故D正确； 故选C。 6．（23-24高二下·宁夏石嘴山·阶段练习）N2(g)+3H2(g)2NH3(g) △H＜0，反应达平衡时，下列措施能提高N2转化率的是 ①降温 ②恒压通入惰性气体 ③增加N2的浓度 ④加压 ⑤催化剂 A．①④ B．①②③⑤ C．②③⑤ D．③④ 【答案】A 【详解】①合成氨反应为放热反应，降低温度，平衡向正反应方向移动，氮气转化率增大，故①符合题意； ②恒压条件下通入惰性气体相当于减小压强，该反应是气体体积减小的反应，减小压强，平衡向逆反应方向进行，氮气转化率降低，故②不符合题意； ③增加氮气的浓度，平衡向正反应方向移动，氢气转化率增大，但氮气转化率减小，故③不符合题意； ④该反应是气体体积减小的反应，增大压强，平衡向正反应方向移动，氮气转化率增大，故④符合题意； ⑤使用催化剂，化学反应速率增大，但化学平衡不移动，氮气转化率不变，故⑤不符合题意； 综上所述，①④符合题意，故选A。 7．（23-24高二上·湖南常德·期中）对已经达到化学平衡的下列反应：A2(g)+2B2(g)2AB2(g)     ΔH＜0，升高温度，对反应产生的影响是 A．逆反应速率增大，正反应速率减小，平衡向正反应方向移动 B．逆反应速率减小，正反应速率增大，平衡向逆反应方向移动 C．正、逆反应速率都增大，平衡向逆反应方向移动 D．正、逆反应速率都减小，平衡向正反应方向移动 【答案】C 【详解】升高温度，正、逆反应速率均增大，根据勒夏特列原理，升温平衡向吸热反应方向移动，则升温平衡逆向移动，故选C。 8．（23-24高二上·山东济宁·期末）已知相同条件下反应①  和反应②  的能量变化如图所示，下列说法错误的是 A． B．反应②逆反应的活化能为 C．降低压强有利于提高Y的平衡产率 D．达平衡的时间反应②小于反应① 【答案】D 【详解】A．根据图像可知，反应①的为正值，反应②的为负值，因此＞，故A正确； B．反应②的逆反应的活化能为，故B正确； C．降低压强，反应①的平衡向正反应方向移动，Y的平衡产率提高，故C正确； D．无法确定反应①和反应②的反应速率，因此无法确定达平衡的时间，故D错误。 答案选D 。 9．（24-25高二上·北京·期中）下列现象或操作，不能用勒夏特列原理解释的是 A．合成氨反应采用的高温 B．碳酸钠溶液显碱性，加热碱性增强 C．二氧化氮平衡球放入热水中颜色变深 D．合成氨时，及时将氨液化，从平衡混合气中分离 【答案】A 【详解】A．合成氨反应是放热反应，根据勒夏特列原理，温度越低，NH3的产率越高，采取，主要考虑催化剂的活性和反应速率问题，不能用勒夏特列原理解释，A错误； B．碳酸钠溶液中会发生水解使溶液显碱性，水解反应吸热，加热可促进水解碱性增强，能用勒夏特列原理解释，B正确； C．二氧化氮会发生可逆反应：，正反应为放热反应，温度升高平衡逆向移动，二氧化氮浓度增大，颜色变深，可用勒夏特列原理解释，C正确； D．将氨气液化从平衡混合气中分离，减小氨气的浓度，平衡正向移动，有利于提高反应物的转化率，D正确； 故选A。 10．（24-25高二上·浙江温州·期中）对化学反应的速率和平衡的影响，不同反应的反应物、生成物的百分含量及反应速率与温度、压强、时间的关系如图，则下列判断正确的是 A．由图可知，该反应的正反应为吸热反应 B．由图可知，该反应 C．若图是绝热条件下速率和时间的图像，说明该反应的正反应为吸热反应 D．图中的曲线一定是加入了催化剂 【答案】B 【详解】A．由图a可知，T1先达到平衡，则T1＞T2，且T1对应C%含量低，升高温度平衡逆向移动，则该反应的正反应为放热反应，A错误；   B．由图b可知，增大压强，C%含量增大，说明平衡正向移动，反应为气体分子数减小的反应，该反应m+n＞p，B正确； C．图c是绝热条件下速率和时间的图像，可知最初随着反应进行，温度升高，速率加快，则说明此反应的正反应为放热反应，C错误； D．图d中，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，D错误； 故选B。 重难突破练（测试时间：10分钟） 1．（23-24高二上·浙江宁波·期中）根据下列各图曲线表征的信息，得出的结论不正确的是 A．用甲装置探究温度对化学平衡的影响 B．图乙表示用水稀释pH相同的盐酸和醋酸时溶液的pH变化曲线，其中Ⅰ表示盐酸，Ⅱ表示醋酸，完全中和相同体积的Ⅰ、Ⅱ溶液时，消耗同浓度NaOH溶液的体积相同 C．图丙表示恒温密闭容器中发生CaCO3(S)=CaO(s)+CO2(g)反应时，c(CO2)随反应时间变化的曲线，tl时刻改变的条件可能是缩小容器的体积 D．图丁表示反应A2(g)+3B2(g)=2AB3(g)，达到平衡时A2的转化率大小为：a<b<c 【答案】B 【详解】A．，温度升高，平衡逆移，二氧化氮浓度增大，气体颜色加深，可以探究温度对化学平衡的影响，A正确； B．盐酸是强酸，在溶液中完全电离，醋酸是弱酸，在溶液中部分电离，pH相同的盐酸的浓度小于醋酸，则完全中和相同体积的Ⅰ、Ⅱ溶液时，盐酸消耗同浓度氢氧化钠溶液的体积小于醋酸，B错误； C．由方程式可知，反应的平衡常数K= c(CO2)，由图可知，t1时刻条件改变的瞬间，二氧化碳的浓度增大，新平衡时二氧化碳的浓度与原平衡相同，温度不变，平衡常数不变，则t1时刻改变的条件可能是增大二氧化碳的浓度，或缩小容器的体积增大压强，C正确； D．增大B2的浓度，平衡向正反应方向移动，A2的平衡转化率增大，由图可知，B2的浓度大小顺序为a<b<c，则A2的平衡转化率大小顺序为a<b<c，D正确； 故选B。 2．（23-24高二上·浙江宁波·期中）向一恒容密闭容器中加入1molCH4和一定量的H2O，发生反应：CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)。CH4的平衡转化率按不同投料比x(x=)随温度的变化曲线如图所示。下列说法错误的是 A．x1<x2 B．反应速率：vb正<vc正 C．点a、b、c对应的平衡常数：Ka<Kb=Kc D．反应温度为T，Pb>Pc 【答案】B 【详解】A．一定条件下，增大水的浓度，能提高CH4的转化率，即x值越小，CH4的转化率越大，则x1<x2，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：vb正>vc正，B错误； C．由图像可知，x一定时，温度升高CH4的平衡转化率增大，说明正反应为吸热反应，温度升高平衡正向移动，K增大，温度相同K相同，则点a、b、c对应的平衡常数： Ka<Kb=Kc，C正确； D．CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)反应为分子数增多的反应，反应温度为T，转化率越大，气体的物质的量越多，压强越大，由图知，b点的转化率高于c点，则Pb>Pc，D正确； 故选B。 3．（24-25高二上·广东广州·期中）某温度下，容积可变的密闭容器中进行如下反应：，反应达到平衡后改变以下条件，下列叙述正确的是 A．若将容器的体积压缩，则，平衡常数增大 B．加入少量W，逆反应速率增大，平衡向逆反应移动 C．升高温度，正反应速率增大，逆反应速率减小，平衡常数减小 D．若充入一定量的He，则，X的平衡转化率减小 【答案】D 【详解】A．化学平衡常数只与温度有关，压缩体积，使压强增大，正反应速率、逆反应速率均增大，且，但不影响化学平衡常数，A错误； B．加入少量W，W是固体，对化学反应速率无影响，平衡不移动，B错误； C．反应是吸热反应，升高温度，平衡常数增大，且正、逆反应速率均增大，C错误； D．容器的体积可变，则充入一定量的He，体积增大，各组分分压减小，平衡向气体分子数增大的方向移动，即该反应正反应速率、逆反应速率均减小，且，向逆反应方向移动，X的平衡转化率减小，D正确； 答案选D。 4．（24-25高二上·浙江·期中）下列图示与对应的叙述不相符的是 A．图甲是某温度下的醋酸与醋酸钠混合溶液中、与的关系曲线，可知： B．图乙是恒温密闭容器中发生反应时，随反应时间变化的曲线，时刻改变的条件可能是缩小容器的体积 C．图丙可知，反应，a、b、c三点所处的平衡状态中，反应物的转化率最高的是点 D．图丁是在醋酸溶液中加水稀释，溶液中的变化曲线图，随着加水量的增加电离度：点小于点 【答案】C 【详解】A．根据图像中交点的坐标可知，此时，，，电离常数，A不符题意； B．由图可知，时刻突然变大，一段时间后，K不变，浓度与改变前相同，则时刻改变的条件可能是缩小容器的体积，B不符题意； C．增加氢气的量，可以增大氮气的转化率，则反应物的转化率最高的是c点，C符合题意； D．醋酸溶液中加水稀释，越稀越电离，随着加水量的增加，醋酸的电离程度越来越大，但溶液体积增大，逐渐减小，同时氢离子浓度也减小，对水电离的抑制作用减小，水电离出的氢离子浓度A点小于B点，D不符题意； 答案选C。 5．（24-25高二上·河南焦作·期中）我国高含硫天然气资源丰富，天然气脱硫、甲烷与硫化氢重整制氢具有重要的现实意义。相关反应如下： 反应I： 反应II： 反应II： 一定温度下，向恒容密闭容器中通入和发生反应I、II和III，起始总压为，和的转化率与时间的关系如图所示。 下列说法错误的是 A．若时升高温度， B．时， C．时， D．时压强为 【答案】B 【分析】由图可知，内消耗的的物质的量为，消耗的的物质的量为，根据氢原子守恒，则生成的的物质的量为；设反应I中转化了xmol，则反应II中转化了，反应I转化了，则反应III中转化了，列三段式有： 可知时，，，，，，，。 【详解】A．反应I、II和III均为吸热反应，时升高温度，平衡均正向移动，因此，A项正确； B．由分析可知，时，B项错误； C．由分析可知，时，，，故，C项正确； D． ，，起始总压强为，压强之比等于物质的量之比，故，则时的压强，D项正确； 答案选B。 3 / 3 学科网（北京）股份有限公司 $