专题03 化学平衡（期中复习讲义）高二化学上学期人教版

专题03 化学平衡 考查重点 命题角度 化学平衡状态及其判定 了解化学平衡的建立过程，掌握化学平衡状态的特征；学会平衡状态的判断方法。 化学平衡常数 了解化学平衡常数的含义，能正确书写给定反应的平衡常数表达式；能利用化学平衡常数进行有关的化学计算。 化学平衡的移动 了解温度、浓度、压强等因素的改变对化学平衡移动的影响，并能够利用这些因素的影响正确判断化学平衡移动的方向。 勒夏特列原理及应用 了解勒夏特列原理在生产生活和科学研究领域中的重要作用。 化学平衡图像 根据陌生图象，结合化学平衡理论，接受、加工、同化新信息。 一、化学平衡状态及其判定 1．可逆反应 (1)概念：在_________下，既能向_________方向进行，同时又能向_________方向进行的反应。 (2)特征 2．化学平衡状态 (1)概念 一定条件下的可逆反应中，当正反应和逆反应速率_________时，反应物和生成物的浓度均保持不变，即体系的组成不随时间而改变的状态。 (2)建立 ①对于只加入反应物从正向建立的平衡： 过程 正、逆反应速率 反应物、生成物的浓度 反应开始 v(正)最大，v(逆)＝0 反应物浓度_________，生成物浓度为_________ 反应过程中 v(正)逐渐________，v(逆)逐渐_______ 反应物浓度逐渐________，生成物浓度逐渐_____ 平衡状态时 v(正) _______v(逆) 各组分的浓度_________随时间的变化而变化 ②对于只加入生成物从逆向建立的平衡： 过程 正、逆反应速率 反应物、生成物的浓度 反应开始 v(逆)最大，v(正)＝0 生成物浓度______，反应物浓度为______ 反应过程中 v(逆)逐渐______，v(正)逐渐______ 生成物浓度逐渐______，反应物浓度逐渐______ 平衡状态时 v(正) ______v(逆) 各组分的浓度______随时间的变化而变化 (3)平衡特点 3．判断化学平衡状态的两种方法 (1)“两看” 一看 题干条件 恒温恒容或恒温恒压或绝热容器 二看 化学反应特点(物质状态、气体计量系数) 全部是气体参与，是等体积反应还是非等体积反应 有固体或液体参与，是等体积反应还是非等体积反应 (2)“两标志” 正、逆反应速率相等 同一物质表示的正、逆反应速率相等v正＝v逆，或者不同物质表示的正、逆速率(或变化的物质的量、浓度)之比等于化学计量数之比 变量不变 题目中的变量，指的是随着反应的进行而改变的量，(如某物质的质量、浓度、百分含量，n总(气体)、压强、气体密度、气体平均分子质量、颜色等)，当“变量”不再变化(保持恒定)时，证明可逆反应达到平衡，但“定量”无法证明。 特｜别｜提｜醒 在一定条件下，可逆反应进行到一定程度时，正、逆反应的速率相等，反应物和生成物的浓度保持不变，即体系的组成不随时间而改变，物质的转化达到了“限度”，这时的状态我们称之为化学平衡状态。 二、化学平衡常数 1．定义 在一定温度下，当一个可逆反应达到化学平衡时，生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比值是一个常数，即化学平衡常数，用符号______表示。 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______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。 4．平衡常数意义及应用 (1)判断可逆反应进行的程度。平衡常数的大小反映化学反应可能进行的程度；平衡常数的数值越大，说明正反应进行的程度越大。 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______反应方向进行； Q＝K，反应处于______状态； Q＞K，反应向______反应方向进行。 (3)判断可逆反应的热效应 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) 起始量/mol a b 0 0 转化量/mol mx nx px qx 平衡量/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______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____________或____________； 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＝______________________； 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______，＝＝______ ①具体化：平衡条件______， ＝______×＝______×______ (4)升温对k正、k逆的影响 ①放热反应：K值______；k正值______，k逆值______，______变化更大 ②吸热反应：K值______；k正值______，k逆值______，______变化更大 特｜别｜提｜醒 (1)不同的化学反应及方程式的书写形式是决定化学平衡常数的主要因素。 (2)在化学方程式一定的情况下，K只受温度影响。 三、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 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__________________移动。 (2)v正＝v逆：反应达到平衡状态，平衡_________移动。 (3)v正＜v逆：平衡向__________________移动。 4．实验探究外界条件对化学平衡的影响 (1)实验探究——浓度对化学平衡的影响 原理 Fe3＋ ＋ 3SCN－ Fe(SCN)3 浅黄色 无色 红色 步骤 现象 a试管中溶液呈红色，b试管溶液红色_________，c试管中溶液红色_________。 解释 (1)加入少量铁粉，发生反应________________，使Fe3＋的浓度_________，化学平衡_________方向移动，Fe(SCN)3的浓度_________，溶液红色_________。 (2)加入KSCN溶液，SCN-的浓度_________，化学平衡向_________方向移动，Fe(SCN)3的浓度_________，溶液红色_________。 (2)实验探究——压强对化学平衡的影响 原理 2NO2(g) (红棕色) N2O4(g) (无色) 操作 用50 mL注射器抽入20 mL NO2和N2O4混合气体，将细管端用橡胶塞封闭 将针筒活塞迅速推至10 mL处(压强增大) 将针筒活塞从10mL处迅速拉至 40 mL处(压强减小) 现象 气体颜色先变______，后变浅，最终比原来______ 气体颜色先变______，后变______，最终比原来______ 解释 压缩体积使压强增大时，c(NO2)瞬间_________后又_________，平衡向______移动 增大体积使压强减小时，c(NO2)瞬间_________后又_________，平衡向______移动 (3)实验探究——温度对化学平衡的影响 原理 2NO2(g) (红棕色) N2O4(g) (无色)　ΔH＝－56.9 kJ·mol-1 步骤 现象 热水中混合气体颜色_________；冰水中混合气体颜色_________。 结论 混合气体受热颜色_________，说明NO2浓度_________，即平衡向_________方向移动； 混合气体受冷颜色_________，说明NO2浓度_________，即平衡向_________方向移动。 特｜别｜提｜醒 (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)。 四、考点04 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 4．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)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。 五、化学平衡图像 1．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)＝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________________。 2．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) 3．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，ΔH______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。 4．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________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 可逆反应 【典例1】在一密闭容器中进行如下反应：2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g)，已知反应过程中某一时刻SO2、O2、SO3的浓度分别为0.2 mol/L、0.1 mol/L、0.2 mol/L，当反应达平衡时，可能存在的数据是( ) A．SO2为0.4 mol/L、O2为0.2 mol/L B．SO2、SO3均为0.15 mol/L C．SO3为0.25 mol/L D．SO3为0.4 mol/L 方｜法｜点｜拨 可逆反应特点 (1)二同：①相同条件下；②正、逆反应同时进行。 (2)一小：反应物与生成物同时存在，任一组分的转化率都小于100%。 【变式1-1】下列反应中，属于可逆反应的是( ) ①N2+3H22NH3，2NH33H2+N2 ②2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑，Na2CO3+H2O+CO2=HCO3 ③CH3CH2OHCH2CH2↑+H2O，CH2=CH2+H2OCH3CH2OH ④2Na+Cl22NaCl，2NaCl2Na+Cl2↑ A．① B．①②③ C．①②③④ D．①③④ 【变式1-2】在下列反应CO+H2OCO2+H2中，加入C18O后，则18O存在于( ) A．只存在于CO和CO2中 B．存在于CO、H2O、CO2中 C．只存在于CO中 D．存在于CO、H2O、CO2、H2中 【变式1-3】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。下列判断正确的是( )。 A．c1∶c2=3∶1 B．达到平衡时，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 题型二 化学平衡状态 【典例2】在一个不传热的固定容积的密闭容器中发生可逆反应：mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g)(m、n、p、q为任意整数)。下列不能作为达到平衡状态的标志的是( ) A．单位时间内有m mol A消耗，同时有p mol C生成 B．体系的温度不再改变 C．各组分的浓度不再改变 D．各组分的质量分数不再改变 方｜法｜点｜拨 (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。 【变式2-1】(2024-2025·浙江省六校联盟高二期中)已知3Z(g)X(g)+2Y(g) ΔH=akJ·mol-1(a＞0)。下列说法不正确的是( ) A．将0.3molZ置于容器中充分反应生成气体的物质的量一定小于0.3mol B．达到化学平衡状态时，反应吸收的总热量可达akJ C．升高反应温度，逆反应速率增大，正反应速率也增大 D．将0.3molZ置于容器中充分反应气体平均摩尔质量不再改变时，达到化学平衡状态 【变式2-2】一定温度下的定容密闭容器中发生反应：A(s)＋2B(g) C(g)＋D(g)，能说明该反应达到平衡状态的是( ) A．v(B)∶v(C)∶v(D)＝2∶1∶1 B．Δn(A)∶Δn(B)∶Δn(C)∶Δn(D)＝1∶2∶1∶1 C．混合气体的平均相对分子质量不再改变 D．混合气体总物质的量不再改变 【变式2-3】在一定温度下，向a L密闭容器中加入1 mol O2和2 mol NO，发生如下反应：O2(g)＋2NO(g) 2NO2(g)，此反应不一定达平衡的是( ) A．容器内压强不随时间变化 B．容器内各物质的浓度不随时间变化 C．容器内O2、NO、NO2的浓度之比为1∶2∶2 D．单位时间内生成1 mol O==O，同时生成2 mol NO2 题型三 化学平衡常数及应用 【典例3】在恒温条件下，向盛有足量NaCl(s)的2L恒容密闭容器中加入0.2molNO2、0.2molNO和0.1molCl2，发生如下两个反应： ①2NO2(g)+NaCl(s)NaNO3(s)+ClNO(g) ΔH 1<0 K1 ②2NO(g)+Cl2(g)2ClNO(g) ΔH 2<0 K2 10分钟时反应达到平衡，测得体系的压强减少20%，10分钟内用ClNO(g)表示的平均反应速率v(ClNO)=7.5×10-3mol·L-1·min-1。下列说法正确的是( ) A．平衡后c(NO)=2.5×10-2mol·L-1 B．平衡时NO2的转化率为50% C．其它条件保持不变，反应在绝热条件下进行，则平衡常数K2增大 D．反应4NO2(g)+2NaCl(s)2NaNO3(s)+2NO(g)+Cl2(g)的平衡常数为 方｜法｜点｜拨 1．化学平衡常数与化学方程式书写形式的关系 (1)正、逆反应的平衡常数互为倒数。 (2)若化学方程式中各物质的化学计量数都扩大或缩小至原来的n倍，则化学平衡常数变为原来的n次幂或次幂。 (3)两方程式相加得到新的化学方程式，其化学平衡常数是两反应平衡常数的乘积。 (4)关于H2O的浓度问题①稀水溶液中进行的反应，虽然H2O参与反应，但是H2O只作为溶剂，不能代入平衡常数表达式。如NH4Cl＋H2ONH3·H2O＋HCl的平衡常数表达式为K＝。②H2O的状态不是液态而是气态时，则需要代入平衡常数表达式。 (5)代入平衡常数表达式的是平衡浓度，而不是任意时刻的浓度，更不能将物质的量代入。 (6)同一化学反应，可以用不同的化学方程式表示，每个化学方程式都有自己的平衡常数表达式及相应的平衡常数。因此，要注意使用与化学方程式相对应的平衡常数。 2．K的大小只与温度有关，与反应物或生成物起始浓度的大小无关。 【变式3-1】在25 ℃时，密闭容器中X、Y、Z三种气体的初始浓度和平衡浓度如下表： 物　质 X Y Z 初始浓度/mol·L－1 0.1 0.2 0 平衡浓度/mol·L－1 0.05 0.05 0.1 下列说法错误的是( ) A．反应达到平衡时，X的转化率为50% B．反应可表示为X＋3Y2Z，其平衡常数为1 600 C．增大压强使平衡常数增大 D．改变温度可以改变此反应的平衡常数 【答案】C 【变式3-2】一定条件下，将NO和O2按比例充入反应容器，发生反应2NO2(g)+O2(g)2NO2(g)。温度、压强对平衡转化率的影响如图所示。下列分析正确的是 A．压强大小：p1＞p2 B．温度升高，该反应的平衡常数增大 C．400℃、p1条件下，该反应的平衡常数一定为 D．500℃、p1条件下，O2的平衡转化率为 【变式3-3】(I)已知在448℃时，反应H2(g)+I2(g) 2HI(g)的平衡常数K1为49，则该温度下反应2HI(g) H2(g)+I2(g)的平衡常数K2为 ；反应1/2H2(g)+1/2I2(g) HI(g)的平衡常数K3为 (Ⅱ)在一定体积的密闭容器中进行如下化学反应：CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g)，其化学平衡常数(K)和温度(t)的关系如下表所示： t/℃ 700 800 830 1000 1200 K 0.6 0.9 1.0 1.7 2.6 回答下列问题： (1)该反应的化学平衡常数表达式为K (2)能判断该反应达到化学平衡状态的依据是 A．容器中压强不变 B．.混合气体中c(CO)不变 C．v正(H2)=v逆(H2O) D． c(CO2)=c(CO) (3)某温度下，平衡浓度符合下式：c(CO2)·c(H2)=c(CO)·c(H2O)，试判断此时的温度为 ℃ (4)在800℃时，发生上述反应，某一时刻测得容器内各物质的浓度分别为c(CO2)为2mol·L-1，c(H2)为1.5mol·L-1，c(CO)为1mol·L-1，c(H2O)为3mol·L-1，此时反应 达到平衡(填“是”或“否”)。 题型四 化学平衡的移动 【典例4】(2024-2025·浙江省浙东北联盟高二期中)CuCl2的水溶液中存在如下平衡：[Cu(H2O)4]2+(蓝色)+4Cl-[CuCl4]2-(黄色)+4H2O ΔH＞0，现各取2mL相同浓度的黄绿色CuCl2溶液进行下列操作，分析不正确的是( ) A．向溶液中加入一定量水，溶液由黄绿色逐渐变为蓝绿色 B．适当加热溶液，该反应向正反应方向移动 C．加入适量NaCl溶液，该反应一定向正反应方向移动 D．向溶液中加几滴AgNO3溶液，平衡逆向移动，平衡常数K不变 方｜法｜点｜拨 化学平衡移动的分析判断方法 【变式4-1】在密闭容器中，一定物质的量的混合气体发生反应：xA(g)+yB(g)zC(g)，平衡时测得A的浓度为0.50 mol/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，测得A的浓度降低为0.30。下列有关判断正确的是( ) A．x+y＜z B．C的体积分数增大 C．B的转化率降低 D．平衡向正反应方向移动 【变式4-2】在一定条件下的密闭容器中发生反应：C2H6(g)C2H4(g)＋H2(g) ΔH>0。当达到平衡时，下列各项措施中，不能提高乙烷转化率的是( ) A．增大容器的容积 B．升高反应的温度 C．分离出部分氢气 D．等容下通入稀有气体 【变式4-3】在密闭容器中，反应X2(g)+Y2(g)2XY(g) ΔH＜0，达到如下图甲平衡，在仅改变某一条件后达到乙平衡，对改变的条件下列分析正确的是( ) A．图Ⅰ是增大反应物的浓度 B．图Ⅱ一定是加入催化剂的变化情况 C．图Ⅲ是增大压强 D．图Ⅲ是升高温度 题型五 勒夏特列原理及应用 【典例5】(2023•北京卷，4)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 方｜法｜点｜拨 (1)勒夏特列原理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。 (2)勒夏特列原理中的“减弱”不等于“消除”，更不是“扭转”，即平衡移动不能将外界影响完全消除，而只能减弱。 【变式5-1】下列事实不能用平衡移动原理解释的是( ) A．Fe(SCN)3溶液中加入固体KSCN后颜色变深 B．实验室用排饱和食盐水的方法收集氯气 C．工业合成氨：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g) ΔH＜0，采用400℃~500℃的高温条件 D．工业制备：，加入大量水，同时加热 【变式5-2】(2024-2025·浙江省台州市十校联盟高二期中)下列现象中不能用列夏特列原理解释的是( ) A．2HI(g)H2(g)＋I2(g)，达到平衡后，增大压强气体颜色加深 B．通入饱和食盐水中，可以降低Cl2在水中的溶解度 C．生产SO3时，通入过量O2，提高SO2的转化率 D．N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)，气体条件不变，增大压强，有利于提高NH3的产率 【变式5-3】下列说法不能用勒夏特列原理解释的是( ) A．打开碳酸型饮料瓶盖时，有大量气泡逸出 B．除去Cl2中少量HCl气体，采用饱和食盐水洗气 C．H2(g)、I2(g)、HI平衡混合气体加压后颜色变深(已知：H2(g)＋I2(g)2HI(g)) D．CO与O2均能结合血红蛋白(Hb)：，CO中毒需吸氧治疗 题型六 化学平衡图象 【典例6】2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)是工业制备硫酸的重要反应，恒温恒容条件下c(SO3)随时间的变化如图中曲线Ⅰ所示。下列说法正确的是( ) A．t1～t2min，v(SO3)正=mol·L-1·min-1 B．曲线Ⅱ对应的条件改变可能是增大了压强 C．工业上采用高温高压的反应条件以提高SO2的转化率 D．相同条件下，t3时再充入与起始投料等量的反应物，达到平衡后，SO2转化率增大 方｜法｜点｜拨 【变式6-1】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 【变式6-2】SCR法是工业上消除氮氧化物的常用方法，反应如下： 主反应：2NH3(g)+ 4NO(g)+ O2(g)4N2(g)+6H2O(g ) ΔH 副反应：4NH3(g)+ 5O2(g)4NO (g)+6H2O(g ) 相同条件下，在甲、乙两种催化剂作用下进行上述反应，下列说法错误的是( ) A．工业上选择催化剂乙的原因是低温下有很强的催化活性 B．投料比一定时有利于提高NO平衡转化率的反应条件是降低温度、减少压强 C．图中M点处(对应温度为210℃)NO的转化率一定不是该温度下的平衡转化率 D．相同条件下选择高效催化剂，可以提高NO的平衡转化率 【变式6-3】在2L恒容密闭容器中充入2molX和1molY发生反应2X(g)+Y(g)3Z(g) △H<0，反应过程持续升高温度，测得混合体系中X的体积分数与温度的关系如图所示，下列推断正确的是( ) A．升高温度，平衡常数增大 B．W点X的正反应速率等于M点X的正反应速率 C．Q点时，Y的转化率最大 D．平衡时充入X，达到新平衡时X的转化率增大 题型七 化学反应速率常数 【典例7】温度为T1时，在三个容积均为1 L的恒容密闭容器中仅发生反应：2NO2(g) 2NO(g)+O2(g)(正反应吸热)。实验测得：v正=v(NO2)消耗=k正·c2(NO2)，v逆=v(NO)消耗=2v(O2)消耗=k逆·c2(NO)·c(O2)，k正、k逆为速率常数，受温度影响。下列说法正确的是( ) 容器 编号 物质的起始浓度(mol·L-1) 物质的平衡浓度(mol·L-1) c(NO2) c(NO) c(O2) c(O2) Ⅰ 0.6 0 0 0.2 Ⅱ 0.3 0.5 0.2 Ⅲ 0 0.5 0.35 A．设K为该反应的化学平衡常数，则有K= B．达平衡时，容器Ⅱ与容器Ⅲ中的总压强之比为20∶17 C．容器Ⅱ中起始时平衡正向移动，达到平衡时，容器Ⅱ中NO2的转化率比容器Ⅰ中的小 D．若改变温度为T2，且T2>T1，则k正∶k逆<0.8 方｜法｜点｜拨 1．速率常数 对于反应：aA(g)+bB(g) gG(g)+hH(g)，v正=k正·cm(A)·cn(B)(其中k正为正反应的速率常数)，v逆=k逆·cp(G)·cq(H)(其中k逆为逆反应的速率常数)。 m、n、p、q为实验测得数据，与计算系数不一定相等。 2．基元反应速率常数与化学平衡常数之间的关系 一定温度下，可逆反应：aA(g)+bB(g) gG(g)+hH(g)，达到平衡状态时，v正=k正·ca(A)·cb(B)，v逆=k逆·cg(G)·ch(H)，因平衡时v正=v逆，则k正·ca(A)·cb(B)=k逆·cg(G)·ch(H)，==K。 【变式7-1】氨气去除NO的反应原理为：4NH3(g)+6NO(g)5N2(g)+6H2O(g) ΔH<0，反应速率与浓度之间存在如下关系：v正=k正·c4(NH3)·c6(NO)，v逆=k逆·c5(N2)·c6(H2O)，k正、k逆为速率常数，只受温度影响。350℃时，在2L恒容密闭容器中，通入0.9molNH3(g)和1.2molNO(g)发生反应，保持温度不变，5min后反应达平衡，NO的转化率为50%。下列说法正确的是( ) A．用NH3表示的化学反应速率为0.06mol·L-1·min-1 B．350℃时，该反应的平衡常数为0.5 C．其他条件不变，往反应后的容器中再通入0.9molNH3(g)和1.2molNO(g)，重新达平衡时NO的体积分数增大 D．当温度改变为T°C时，若k正=k逆，则T>350 【变式7-2】硫酸工业中，将SO2氧化为SO3是生产工艺中的重要环节。在温度为T1条件下，在三个容积均为1L的恒容密闭容器中仅发生反应：2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)ΔH<0，实验测得：v正=k正·c2(SO2)·c(O2)，v逆=k逆·c2(SO3)。 容器编号 起始浓度/(mol·L-1) 平衡浓度/(mol·L-1) c(SO2) c(O2) C(SO3) c(O2) I 0.6 0.3 0 0.2 II 0.5 x 0.3 III 0.3 0.25 0.2 已知：k正、k逆为速率常数，仅受温度的影响。 下列说法错误的是( ) A．达到平衡时，平衡常数和速率常数的关系： B．若容器II中达到平衡时=1，则x=0.85 C．容器III中达到平衡时，c(O2)<0.25mol·L-1 D．当温度升高为T2时，k正、k逆分别增大m倍和n倍，则m<n 【变式7-3】硅烷法制备多晶硅的核心反应2SiHCl3(g)=SiH2Cl2(g)+SiCl4(g) ΔH＞0。已知，，、分别为正、逆反应速率常数且只与温度有关，x为各组分的物质的量分数。在一恒容密闭容器中加入一定量的SiHCl3(g)，不同温度下反应，测得反应体系中SiHCl3(g)的物质的量分数随时间变化的关系如图所示，下列说法错误的是( ) A．当v正(SiHCl3)=2v逆(SiH2Cl2)时可判断该反应已达平衡 B．平衡后温度由T1变为T2，k正增大的倍数小于k逆增大的倍数 C．平衡后恒温下再加入SiHCl3(g)，再达平衡时不变 D．T1温度下，平衡时 基础通关练(测试时间：20分钟) 1．可逆反应N2+3H22 NH3的正、逆反应速率可用各反应物或生成物浓度的变化来表示，下列各关系中能说明反应已达到最大限度(即化学平衡)的是( ) A．N2将完全转化为NH3 B．N2、H2和NH3的物质的量浓度相等 C．N2、H2和NH3的物质的量浓度不再变化 D．正反应和逆反应的速率都为零 2．在地壳内，SiO2和HF存在以下平衡：SiO2(s)+4HF(g) SiF4(g)+2H2O(g)　ΔH=+148．9 kJ·mol-1。如果上述反应在密闭容器中发生，当反应达到平衡状态时，下列说法正确的是( ) A．2v正(HF)=v逆(H2O) B．v(H2O)=v(SiF4) C．SiO2的质量保持不变 D．反应物不再转化为生成物 3．将一定量纯净的氨基甲酸铵置于特制的真空密闭容器中(假设容器体积不变，固体试样体积忽略不计)，在恒定温度下使其达到分解平衡： NH2COONH4(s) 2NH3(g)+CO2(g)下列不能判断该分解反应已经达到平衡状态的是( ) A．v正(NH3)=2v逆(CO2) B．密闭容器中总压强不变 C．密闭容器中氨气的体积分数不变 D．密闭容器中混合气体的密度不变 4．在一定温度下，在恒定容积的密闭容器中进行的可逆反应A2(g)+B2(g) 2AB(g)达到化学平衡的标志是( ) A．容器内的总压强不随时间而变化 B．反应速率v(A2)=v(B2)=v(AB) C．单位时间内有nmol A2生成的同时就有2nmol AB生成 D．容器内混合气体的密度不随时间而变化 5．表示反应X(g) 4Y(g)＋Z(g)，在某温度时X的浓度随时间变化的曲线。下列有关该反应的描述正确的是( ) A．第6 min后，反应停止 B．当反应达到一定的反应限度时，X的物质的量减少了0.85 mol C．当达到平衡时，Z的浓度增加了0.85 mol·L－1 D．若降低温度，v(正)减小，v(逆)增大 6．将等物质的量的N2、H2充入某密闭容器中，在一定条件下，发生如下反应并达到平衡：N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)　ΔH<0。当改变某个条件并维持新条件直至新的平衡时，下表中关于新平衡与原平衡的比较正确的是( ) 改变条件 新平衡与原平衡比较 A 压缩体积 N2的浓度一定变小 B 升高温度 N2的转化率变小 C 充入一定量H2 H2的转化率不变，N2的转化率变大 D 使用适当催化剂 NH3的体积分数增大 7．在密闭容器中发生如下反应：aX(g)＋bY(g) cZ(g)＋dW(g)，反应达到平衡后保持温度不变，将气体体积压缩到原来的，当再次达到平衡时，W的浓度为原平衡时的1.8倍。下列叙述中不正确的是( ) A．平衡向逆反应方向移动 B．a＋b＜c＋d C．Z的体积分数增大 D．X的转化率下降 8．高炉炼铁中的一个反应为FeO(s)＋CO(g)Fe(s)+CO2(g)  ΔH＞0，在1100℃下，若CO起始浓度为1.2mol/L，10min后达到平衡时的体积分数为，下列说法错误的是( ) A．1100℃下，此反应的平衡常数 B．达到平衡过程中，反应的平均速率为v(CO)=0.02 mol·L－1·min－1 C．达到平衡后，若增大c(CO2)，则达到新平衡时，增大 D．测得某时刻c(CO)=0.8mol/L，则此时 9．利用醋酸二氨合铜[Cu(NH3)2Ac]溶液吸收CO，能达到保护环境和能源再利用的目的，反应的离子方程式为[Cu(NH3)2]++CO+NH3 [Cu(NH3)3CO]+。已知该反应的化学平衡常数与温度的关系如表所示，下列说法正确的是( ) 温度/℃ 15 50 100 化学平衡常数数值 5×104 2 1.9×10-5 A．上述正反应为吸热反应 B．15℃时，[Cu(NH3)3CO]+[Cu(NH3)2]++CO+NH3的平衡常数值为2×10-5 C．保持其他条件不变，减小压强，CO的转化率减小，化学平衡常数减小 D．醋酸二氨合铜溶液的浓度的改变使化学平衡常数也改变 10．已知尿酸是一种有机酸(以HUr表示)，能溶于水。关节炎的原因归结于在关节滑液中形成了尿酸钠晶体(NaUr)。发生的反应如下： HUrUr－＋H＋① Ur－(aq)＋Na＋(aq) NaUr(s)② (1)关节炎大都是阴冷天气时发作，这说明反应②是__________反应(填“放热”或“吸热”)。简述你得出该结论的理由：___________________________。 (2)当温度升高时，反应②的化学平衡常数________(填“增大”、“减小”或“不变”)。 (3)写出反应②的平衡常数表达式K＝________________________。 11．汽车尾气是城市主要空气污染物，利用反应2NO(g) +2CO(g) N2+2CO2(g)可实现汽车尾气的无害化处理。向甲、乙两个体积都为2.0 L的恒容密闭容器中分别充入2mol CO和2 mol NO，分别在T1、T2温度下，经过一段时间后达到平衡。反应过程中n(CO2)随时间(t)变化情况见下表： 时间/s 0 2 4 6 8 10 甲容器(T1)n(CO2)/mol 0 0.72 1.20 1.60 1.60 1.60 乙容器(T2)n(CO2)/mol 0 0.60 1.00 1.40 1.70 1.70 (1)T1___________T2(填“＞”、“＜”或“=”下同)，该反应ΔH___________0。 (2)乙容器中，2~4s内N2的平均反应速率υ(N2)=___________。 (3)甲容器中NO平衡转化率为___________，T1温度下该反应的平衡常数为___________。 (4)该反应达到平衡后，为提高反应速率同时提高NO的转化率，可采取的措施有___________(填字母序号)。 a．增大NO浓度 b．压缩容器体积 c．移去部分N2 d．改用高效催化剂 12．目前工业上有一种方法是用CO2生产燃料甲醇。一定条件下发生反应：CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g)。 (1)恒容容器中，对于以上反应，能加快反应速率的是____________。 a．升高温度 b．充入He c．加入催化剂 d．降低压强 (2)在体积为2L的密闭容器中，充入1molCO2和3molH2，测得CO2的物质的量随时间变化如表所示。 t/min 0 2 5 10 15 n(CO2)/mol 1 0.75 0.5 0.25 0.25 ①从反应开始到5min末，用H2浓度变化表示的平均反应速率v(H2)=__ ___________； ②反应达到平衡状态时，此时H2的转化率为____________。 (3)在相同温度、容积不变的条件下，能说明该反应已达平衡状态的是____________(填序号)。 a．CO2、H2、CH3OH、H2O的浓度均不再变化 b．v生成(CH3OH)=v消耗(CO2) c．n(CO2)∶n(H2)∶n(CH3OH)∶n(H2O)=1∶1∶1∶1 d．容器中混合气体的密度保持不变 e．H2的消耗速率与CH3OH的消耗速率之比为3∶1 重难突破练(测试时间：20分钟) 1．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 2．一定条件下，在密闭容器中发生反应4NH3(g)+6NO(g) 5N2(g)+6H2O(g) △H＜0，并建立平衡，在t1和t3时分别改变一个条件，在t2和t4时反应达到新的平衡状态。图1是正反应速率随时间变化的图像，图2是NO的浓度随时间变化的图像，下列说法错误的是( ) A．t1时改变的条件是减小生成物浓度 B．t3时正、逆反应速率均增大 C．t3时改变的条件可能是加压或者升温 D．t4时的平衡常数小于t1时的平衡常数 3．在恒压、NO和O2的起始浓度一定的条件下，催化反应相同时间，测得不同温度下NO转化为NO2的转化率如图中实线所示(图中虚线表示相同条件下NO的平衡转化率随温度的变化)下列说法不正确的是( ) A．图中Y点所示条件下，增加O2的浓度能提高NO转化率 B．图中X点所示条件下，延长反应时间能提高NO转化率 C．反应2NO(g)+O2(g) 2NO2(g)的ΔH＞0 D．380℃下，c起始(O2)=5.0×10−4 mol·L−1，NO平衡转化率为50%，则平衡常数K＞2000 4．已知：乙二醛可被催化氧化为乙醛酸，其反应为2OHC—CHO(g)＋O2(g) 2OHC—COOH(g)　ΔH。一定条件下，按照＝的投料比进行上述反应，乙二醛的平衡转化率(α)和催化剂的催化效率随温度的变化如图所示。下列叙述正确的是( ) A．ΔH＞0 B．b点时，乙二醛的体积分数为33.33% C．生成乙醛酸的速率：v(a)＞v(b)＞v(c) D．a、b、c三点中，a点乙醛酸的体积分数最小 5．在体积可变的密闭容器中投入0.5 molO2和1 mol SO2，不同条件下发生反应：O2(g)+2SO2(g)2SO3(g)ΔH。实验测得平衡时SO2的转化率[α(SO2 )]随温度、压强的变化如图所示。下列说法错误的是( ) A．Y代表压强，且Y1> Y2；X代表温度，且ΔH <0 B．M点反应物转化率之比α(O2) ：α (SO2)=1：1，N点该比例减小 C．若M、N两点对应的容器体积均为5 L，则N点的平衡常数K= 20 D．M、N两点对应的平均摩尔质量：M(M)>M(N) 6．一定条件下，反应2NH3(g) N2(g)＋3H2(g) ΔH>0，达到平衡时N2的体积分数与温度、压强的关系如图所示。下列说法正确的是( ) A．压强：p1>p2 B．b、c两点对应的平衡常数：Kc>Kb C．a点：2v正(NH3)＝3v逆(H2) D．a点：NH3的转化率为 7．工业上利用硫(S8)与CH4为原料制备CS2。450℃以上，发生反应：S8(g)=4S2(g)；通常在600℃以上发生反应II：2S2(g)+CH4(g)CS2(g)+2H2S(g)，一定条件下，S8分解产生S2的体积分数、CH4与S2反应中CH4的平衡转化率与温度的关系如图所示。下列说法一定正确的是( ) A．反应II的正反应为吸热反应 B．在恒温密闭容器中，反应相同时间，温度越低，CH4的转化率越大 C．发生反应II温度不低于600℃的原因是：此温度CH4平衡转化率已很高；低于此温度，S2浓度小，反应速率慢 D．某温度下若S8完全分解成S2，在密闭容器中，n(S2)∶n(CH4)=2∶1开始反应，当CS2体积分数为10%时，CH4转化率为43% 8．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)。 9．氧硫化碳()，用于合成除草剂、杀虫剂等，还能作为粮食熏蒸剂。完成下列填空： (1)的结构与二氧化碳类似，的电子式为：___________；是___________分子(填“极性”或“非极性”) 、CO2分别与H2S反应均能制得COS，反应如下： 反应Ⅰ：CO(g)+H2S (g)COS(g)+H2(g)+Q1 反应Ⅱ：CO2(g)+H2S (g)COS(g)+H2O(g)+Q2 已知：在相同条件下， 向两个容积相同的密闭容器中按下表投料(N2不参与反应)，分别发生上述反应。 反应Ⅰ 反应Ⅱ 起始投料 H2S N2 CO2 H2S N2 起始物质的量() 1 1 3 1 1 3 图中实线a、b表示在相同的时间内随温度的变化关系。 图中虚线c、d表示两反应的平衡曲线。 (2)W的坐标是(1000，0.3)，W点H2S的转化率是___________。 (3)a是反应___________(填“Ⅰ”或“Ⅱ”)的随温度的变化关系，依据是：___________。 (4)Q1___________0(填“＞”或“＜”)，理由是：___________。 (5)下列结论正确的是___________(选填选项) A．曲线d为反应I的平衡曲线 B．900OC时，平衡常数KI＞KⅡ C．相同条件下，延长反应时间也不能使反应体系中Y点COS的量达到W点 D．恒温恒容下，向W点表示的反应体系中增大n(N2)，能提高H2S的转化率 10．某实验室测定并计算了在136～180℃范围内下列反应的平衡常数Kp： ①2NO(g)＋2ICl(g)2NOCl(g)＋I2(g) Kp1 ②2NOCl(g)2NO(g)＋Cl2(g) Kp2 得到和均为线性关系，如图所示，回答下列问题： (1)反应Cl2(g)＋I2(g)2ICl(g)的反应物键能总和 (填“大于”或“小于”)生成物的键能总和；180℃时，该反应的平衡常数Kp= 。 (2)t℃时在某一特制的恒容密闭容器中加入过量氯铂酸钡(BaPtCl6)，抽真空后，用一支管通入碘蒸气(然后将支管封闭)。此时容器的初始压强为10.0kPa，反应达到平衡时，测得I2的平衡转化率为30%。已知BaPtCl6固体加热时分解为BaCl2(s)、Pt(s)和Cl2(g)，t℃时平衡常数Kp=1.0 kPa 2。 ①氯铂酸钡固体受热分解时的化学方程式为 。 ②平衡时容器中总压强为 kPa，t 180(填“>”或“＜”)。 ③平衡后，保持温度不变缩小容器体积，Cl2(g)＋I2(g)2ICl(g)平衡移动 (填“正向”、“逆向”或“不”)，重新达到平衡，p(I2) (填“增大”、“减小”或“不变”)。 29 / 30 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题03 化学平衡 考查重点 命题角度 化学平衡状态及其判定 了解化学平衡的建立过程，掌握化学平衡状态的特征；学会平衡状态的判断方法。 化学平衡常数 了解化学平衡常数的含义，能正确书写给定反应的平衡常数表达式；能利用化学平衡常数进行有关的化学计算。 化学平衡的移动 了解温度、浓度、压强等因素的改变对化学平衡移动的影响，并能够利用这些因素的影响正确判断化学平衡移动的方向。 勒夏特列原理及应用 了解勒夏特列原理在生产生活和科学研究领域中的重要作用。 化学平衡图像 根据陌生图象，结合化学平衡理论，接受、加工、同化新信息。 一、化学平衡状态及其判定 1．可逆反应 (1)概念：在相同条件下，既能向正反应方向进行，同时又能向逆反应方向进行的反应。 (2)特征 2．化学平衡状态 (1)概念 一定条件下的可逆反应中，当正反应和逆反应速率相等时，反应物和生成物的浓度均保持不变，即体系的组成不随时间而改变的状态。 (2)建立 ①对于只加入反应物从正向建立的平衡： 过程 正、逆反应速率 反应物、生成物的浓度 反应开始 v(正)最大，v(逆)＝0 反应物浓度最大，生成物浓度为零 反应过程中 v(正)逐渐减小，v(逆)逐渐增大 反应物浓度逐渐减小，生成物浓度逐渐增大 平衡状态时 v(正)=v(逆) 各组分的浓度不再随时间的变化而变化 ②对于只加入生成物从逆向建立的平衡： 过程 正、逆反应速率 反应物、生成物的浓度 反应开始 v(逆)最大，v(正)＝0 生成物浓度最大，反应物浓度为零 反应过程中 v(逆)逐渐减小，v(正)逐渐增大 生成物浓度逐渐减小，反应物浓度逐渐增大 平衡状态时 v(正)=v(逆) 各组分的浓度不再随时间的变化而变化 (3)平衡特点 3．判断化学平衡状态的两种方法 (1)“两看” 一看 题干条件 恒温恒容或恒温恒压或绝热容器 二看 化学反应特点(物质状态、气体计量系数) 全部是气体参与，是等体积反应还是非等体积反应 有固体或液体参与，是等体积反应还是非等体积反应 (2)“两标志” 正、逆反应速率相等 同一物质表示的正、逆反应速率相等v正＝v逆，或者不同物质表示的正、逆速率(或变化的物质的量、浓度)之比等于化学计量数之比 变量不变 题目中的变量，指的是随着反应的进行而改变的量，(如某物质的质量、浓度、百分含量，n总(气体)、压强、气体密度、气体平均分子质量、颜色等)，当“变量”不再变化(保持恒定)时，证明可逆反应达到平衡，但“定量”无法证明。 特｜别｜提｜醒 在一定条件下，可逆反应进行到一定程度时，正、逆反应的速率相等，反应物和生成物的浓度保持不变，即体系的组成不随时间而改变，物质的转化达到了“限度”，这时的状态我们称之为化学平衡状态。 二、化学平衡常数 1．定义 在一定温度下，当一个可逆反应达到化学平衡时，生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比值是一个常数，即化学平衡常数，用符号K表示。 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。 4．平衡常数意义及应用 (1)判断可逆反应进行的程度。平衡常数的大小反映化学反应可能进行的程度；平衡常数的数值越大，说明正反应进行的程度越大。 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 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) 起始量/mol a b 0 0 转化量/mol mx nx px qx 平衡量/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 特｜别｜提｜醒 (1)不同的化学反应及方程式的书写形式是决定化学平衡常数的主要因素。 (2)在化学方程式一定的情况下，K只受温度影响。 三、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 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．实验探究外界条件对化学平衡的影响 (1)实验探究——浓度对化学平衡的影响 原理 Fe3＋ ＋ 3SCN－ Fe(SCN)3 浅黄色 无色 红色 步骤 现象 a试管中溶液呈红色，b试管溶液红色变浅，c试管中溶液红色变深。 解释 (1)加入少量铁粉，发生反应Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋，使Fe3＋的浓度减小，化学平衡逆反应方向移动，Fe(SCN)3的浓度减小，溶液红色变浅。 (2)加入KSCN溶液，SCN-的浓度增大，化学平衡向正反应方向移动，Fe(SCN)3的浓度增大，溶液红色变深。 (2)实验探究——压强对化学平衡的影响 原理 2NO2(g) (红棕色) N2O4(g) (无色) 操作 用50 mL注射器抽入20 mL NO2和N2O4混合气体，将细管端用橡胶塞封闭 将针筒活塞迅速推至10 mL处(压强增大) 将针筒活塞从10mL处迅速拉至 40 mL处(压强减小) 现象 气体颜色先变深，后变浅，最终比原来深 气体颜色先变浅，后变深，最终比原来浅 解释 压缩体积使压强增大时，c(NO2)瞬间变大后又减小，平衡向左移动 增大体积使压强减小时，c(NO2)瞬间减小后又增大，平衡向右移动 (3)实验探究——温度对化学平衡的影响 原理 2NO2(g) (红棕色) N2O4(g) (无色)　ΔH＝－56.9 kJ·mol-1 步骤 现象 热水中混合气体颜色变深；冰水中混合气体颜色变浅。 结论 混合气体受热颜色变深，说明NO2浓度增大，即平衡向逆反应方向移动； 混合气体受冷颜色变浅，说明NO2浓度减小，即平衡向正反应方向移动。 特｜别｜提｜醒 (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)。 四、考点04 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 4．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)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。 五、化学平衡图像 1．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。 2．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) 3．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。 4．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 可逆反应 【典例1】在一密闭容器中进行如下反应：2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)，已知反应过程中某一时刻SO2、O2、SO3的浓度分别为0.2 mol/L、0.1 mol/L、0.2 mol/L，当反应达平衡时，可能存在的数据是( ) A．SO2为0.4 mol/L、O2为0.2 mol/L B．SO2、SO3均为0.15 mol/L C．SO3为0.25 mol/L D．SO3为0.4 mol/L 【答案】C 【解析】假设该反应完全转化，列三段式 则SO2的浓度范围为0<c(SO2)<0.4，O2的为0<c(SO2)<0.2，SO3的为0<c(SO3)<0.4。A项，SO2和O2的浓度增大，说明反应向逆反应方向进行建立平衡，若SO3完全反应，则SO2和O2的浓度浓度分别为0.4mol/L、0.2mol/L，三氧化硫不可能完全转化，故A错误；B．反应物、生产物的浓度不可能同时减小，只能一个减小，另一个增大，故B错误；C项，SO2为0.25mol/L，SO2的浓度增大，说明反应向逆反应方向进行建立平衡，若SO3完全反应，则SO2的浓度浓度为0.4mol/L，实际浓度为0.25mol/L小于0.4mol/L，故C正确；D项，SO3为0.4mol/L，SO3的浓度增大，说明该反应向正反应方向进行建立平衡，若二氧化硫和氧气完全反应，SO3的浓度的浓度为0.4mol/L，达到平衡的实际浓度应该小于0.4mol/L，故D错误；故选C。 方｜法｜点｜拨 可逆反应特点 (1)二同：①相同条件下；②正、逆反应同时进行。 (2)一小：反应物与生成物同时存在，任一组分的转化率都小于100%。 【变式1-1】下列反应中，属于可逆反应的是( ) ①N2+3H22NH3，2NH33H2+N2 ②2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑，Na2CO3+H2O+CO2=HCO3 ③CH3CH2OHCH2CH2↑+H2O，CH2=CH2+H2OCH3CH2OH ④2Na+Cl22NaCl，2NaCl2Na+Cl2↑ A．① B．①②③ C．①②③④ D．①③④ 【答案】A 【解析】可逆反应是指在同一条件下既能向正反应方向进行，又能向逆反应方向进行的反应，符合此条件的只有①。 【变式1-2】在下列反应CO+H2OCO2+H2中，加入C18O后，则18O存在于( ) A．只存在于CO和CO2中 B．存在于CO、H2O、CO2中 C．只存在于CO中 D．存在于CO、H2O、CO2、H2中 【答案】B 【解析】由于反应CO+H2OCO2+H2为可逆反应，正反应、逆反应同时进行，则含有O元素的物质中均含有18O，故选B。 【变式1-3】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。下列判断正确的是( )。 A．c1∶c2=3∶1 B．达到平衡时，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 【答案】D 【解析】平衡浓度之比为1∶3，转化浓度之比也为1∶3，故c1∶c2=1∶3，A、C两项不正确；速率之比等于化学计量数之比，达到平衡时，vY(生成)∶vZ(生成)=3∶2，B项不正确；由可逆反应的特点可知0<c1<0.14 mol·L-1，D项正确。 题型二 化学平衡状态 【典例2】在一个不传热的固定容积的密闭容器中发生可逆反应：mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g)(m、n、p、q为任意整数)。下列不能作为达到平衡状态的标志的是( ) A．单位时间内有m mol A消耗，同时有p mol C生成 B．体系的温度不再改变 C．各组分的浓度不再改变 D．各组分的质量分数不再改变 【答案】A 【解析】A项均指正反应速率，不能作为达到平衡状态的标志，平衡状态的直接标志是各组分的浓度不再改变，则各组分的质量分数不再改变，C、D两项能作为达到平衡状态的标志；间接标志是体系的温度不再改变，故B项能作为达到平衡状态的标志。 方｜法｜点｜拨 (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。 【变式2-1】(2024-2025·浙江省六校联盟高二期中)已知3Z(g)X(g)+2Y(g) ΔH=akJ·mol-1(a＞0)。下列说法不正确的是( ) A．将0.3molZ置于容器中充分反应生成气体的物质的量一定小于0.3mol B．达到化学平衡状态时，反应吸收的总热量可达akJ C．升高反应温度，逆反应速率增大，正反应速率也增大 D．将0.3molZ置于容器中充分反应气体平均摩尔质量不再改变时，达到化学平衡状态 【答案】D 【解析】A．0.3molZ若完全分解，则生成0.3mol气体，但可逆反应的反应物不会完全转化为产物，则将0.3molZ置于容器中充分反应，生成气体的物质的量一定小于0.3mol，故A正确；B．达到化学平衡状态时，当有3molZ完全分解，则反应吸收的总热量可达akJ，故B正确；C．升高温度，正反应速率和逆反应速率均增大，故C正确；D．由于该反应的反应物为固体，设任意时刻，反应生成amolX，2amolY，则混合气体的平均摩尔质量为，始终为一定值，无论反应是否达到平衡状态，气体平均摩尔质量均不变，所以平均摩尔质量不再改变时，不能判断反应是否达到化学平衡状态，故D错误；故选D。 【变式2-2】一定温度下的定容密闭容器中发生反应：A(s)＋2B(g) C(g)＋D(g)，能说明该反应达到平衡状态的是( ) A．v(B)∶v(C)∶v(D)＝2∶1∶1 B．Δn(A)∶Δn(B)∶Δn(C)∶Δn(D)＝1∶2∶1∶1 C．混合气体的平均相对分子质量不再改变 D．混合气体总物质的量不再改变 【答案】C 【解析】在反应的任意状态总有v(B)∶v(C)∶v(D)＝2∶1∶1，故用不同物质的化学反应速率判断平衡时，不能只注意化学反应速率之比等于化学计量数之比，还要考虑化学反应速率的方向，故A、B项错误；本题易忽略固体A的质量，仅考虑到公式＝中气体的n总不变就认为始终不变，实际上气体的m总在变化，当m总不变时反应达到平衡，故C项正确，D项错误。 【变式2-3】在一定温度下，向a L密闭容器中加入1 mol O2和2 mol NO，发生如下反应：O2(g)＋2NO(g) 2NO2(g)，此反应不一定达平衡的是( ) A．容器内压强不随时间变化 B．容器内各物质的浓度不随时间变化 C．容器内O2、NO、NO2的浓度之比为1∶2∶2 D．单位时间内生成1 mol O==O，同时生成2 mol NO2 【答案】C 【解析】A项，该反应气体数目有变化，当容器内压强不随时间变化时，必达平衡；B项必达平衡；C项中，其比例是反应方程式中的化学计量数比，此时，不能反映量已固定，所以，不一定是平衡状态；D项，O===O的生成是逆向反应，生成NO2是正向反应，比例1∶2与化学方程式化学计量数相符，必是平衡状态。 题型三 化学平衡常数及应用 【典例3】在恒温条件下，向盛有足量NaCl(s)的2L恒容密闭容器中加入0.2molNO2、0.2molNO和0.1molCl2，发生如下两个反应： ①2NO2(g)+NaCl(s)NaNO3(s)+ClNO(g) ΔH 1<0 K1 ②2NO(g)+Cl2(g)2ClNO(g) ΔH 2<0 K2 10分钟时反应达到平衡，测得体系的压强减少20%，10分钟内用ClNO(g)表示的平均反应速率v(ClNO)=7.5×10-3mol·L-1·min-1。下列说法正确的是( ) A．平衡后c(NO)=2.5×10-2mol·L-1 B．平衡时NO2的转化率为50% C．其它条件保持不变，反应在绝热条件下进行，则平衡常数K2增大 D．反应4NO2(g)+2NaCl(s)2NaNO3(s)+2NO(g)+Cl2(g)的平衡常数为 【答案】B 【解析】10min时反应达到平衡，测得容器内体系的压强减少20%，则平衡时混合气体总物质的量为(0.2+0.2+0.1)mol×(1-20%)=0.4mol，10min内用ClNO(g)表示的平均反应速率v(ClNO)=7.5×10-3mol·L-1·min-1，则平衡时n(ClNO)=7.5×10-3mol·L-1·min-1×10min×2L=0.15mol，设①中反应的NO2为xmol，②中反应的Cl2为ymol，则： 则0.5x+2y=0.15，(0.2-x+0.2-2y+0.1-y)+0.5x+2y=0.4，解得x=0.1、y=0.05。A项，平衡后c(NO)= =0.05mol·L-1，A错误；B项，平衡时NO2的转化率为％=50％，B正确；C项，平衡常数只受温度影响，反应在绝热条件下进行，反应②放热，使温度升高，平衡逆向移动，平衡常数K2减小，C错误；D项，①2NO2(g)+NaCl(s)NaNO3(s)+ClNO(g) ΔH1＜0平衡常数K1；②2NO(g)+Cl2(g) 2ClNO(g)  ΔH2＜0平衡常数K2；由盖斯定律可知，由①×2-②可得反应4NO2(g)+2NaC1(s)2NaNO3(s)+2NO(g)+Cl2(g)，则4NO2(g)+2NaC1(s)2NaNO3(s)+2NO(g)+Cl2(g)的平衡常数K=， D错误；故选B。 方｜法｜点｜拨 1．化学平衡常数与化学方程式书写形式的关系 (1)正、逆反应的平衡常数互为倒数。 (2)若化学方程式中各物质的化学计量数都扩大或缩小至原来的n倍，则化学平衡常数变为原来的n次幂或次幂。 (3)两方程式相加得到新的化学方程式，其化学平衡常数是两反应平衡常数的乘积。 (4)关于H2O的浓度问题①稀水溶液中进行的反应，虽然H2O参与反应，但是H2O只作为溶剂，不能代入平衡常数表达式。如NH4Cl＋H2ONH3·H2O＋HCl的平衡常数表达式为K＝。②H2O的状态不是液态而是气态时，则需要代入平衡常数表达式。 (5)代入平衡常数表达式的是平衡浓度，而不是任意时刻的浓度，更不能将物质的量代入。 (6)同一化学反应，可以用不同的化学方程式表示，每个化学方程式都有自己的平衡常数表达式及相应的平衡常数。因此，要注意使用与化学方程式相对应的平衡常数。 2．K的大小只与温度有关，与反应物或生成物起始浓度的大小无关。 【变式3-1】在25 ℃时，密闭容器中X、Y、Z三种气体的初始浓度和平衡浓度如下表： 物　质 X Y Z 初始浓度/mol·L－1 0.1 0.2 0 平衡浓度/mol·L－1 0.05 0.05 0.1 下列说法错误的是( ) A．反应达到平衡时，X的转化率为50% B．反应可表示为X＋3Y2Z，其平衡常数为1 600 C．增大压强使平衡常数增大 D．.改变温度可以改变此反应的平衡常数 【答案】C 【解析】C选项错误，增大压强不可能使平衡常数增大。其他选项均为平衡中的基础计算和基础知识，关键是根据表中数据(0.1－0.05)∶(0.2－0.05)∶(0.1－0)＝1∶3∶2推导出：X＋3Y2Z。 【变式3-2】一定条件下，将NO和O2按比例充入反应容器，发生反应2NO2(g)+O2(g)2NO2(g)。温度、压强对平衡转化率的影响如图所示。下列分析正确的是 A．压强大小：p1＞p2 B．温度升高，该反应的平衡常数增大 C．400℃、p1条件下，该反应的平衡常数一定为 D．500℃、p1条件下，O2的平衡转化率为 【答案】D 【解析】A项，由方程式2NO2(g)+O2(g)2NO2(g)可知，该反应为气体分子数减小的反应，增大压强，平衡正向移动，NO转化率增大，因此p1＜p2，故A错误；B项，由图可知，升高温度，NO转化率减小，平衡逆向移动，反应的平衡常数减小，故B错误； C．反应前后气体的化学计量数不相等，平衡常数与体积有关，由于体积未知、物质的浓度未知，不能计算平衡常数，故C错误；D项，500℃、p1条件下，平衡时NO转化率为20%，NO和O2按物质的量之比2∶1充入反应容器，且按2∶1反应，二者转化率相等，即O2的平衡转化率为20%，故D正确； 故选D。 【变式3-3】(I)已知在448℃时，反应H2(g)+I2(g) 2HI(g)的平衡常数K1为49，则该温度下反应2HI(g) H2(g)+I2(g)的平衡常数K2为 ；反应1/2H2(g)+1/2I2(g) HI(g)的平衡常数K3为 (Ⅱ)在一定体积的密闭容器中进行如下化学反应：CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g)，其化学平衡常数(K)和温度(t)的关系如下表所示： t/℃ 700 800 830 1000 1200 K 0.6 0.9 1.0 1.7 2.6 回答下列问题： (1)该反应的化学平衡常数表达式为K (2)能判断该反应达到化学平衡状态的依据是 A．容器中压强不变 B．.混合气体中c(CO)不变 C．v正(H2)=v逆(H2O) D． c(CO2)=c(CO) (3)某温度下，平衡浓度符合下式：c(CO2)·c(H2)=c(CO)·c(H2O)，试判断此时的温度为 ℃ (4)在800℃时，发生上述反应，某一时刻测得容器内各物质的浓度分别为c(CO2)为2mol·L-1，c(H2)为1.5mol·L-1，c(CO)为1mol·L-1，c(H2O)为3mol·L-1，此时反应 达到平衡(填“是”或“否”)。 【答案】(I)1/49 7 (Ⅱ)(1) (2)BC (3)830 (4)否 【解析】(I)第2个反应是第1个反应的逆反应，平衡常数互为倒数关系，第3个反应的化学计量数与第1个相比，缩小为原来的一半，平衡常数也会发生变化，得K3=；(Ⅱ)(3)当c(CO2)·c(H2)=c(CO)·c(H2O)时，K=1，由表中数据可知此时温度为830℃。(4)可根据Q与K的大小关系判断，此时刻下，Q==1>0.9，所以反应未达到平衡。 题型四 化学平衡的移动 【典例4】(2024-2025·浙江省浙东北联盟高二期中)CuCl2的水溶液中存在如下平衡：[Cu(H2O)4]2+(蓝色)+4Cl-[CuCl4]2-(黄色)+4H2O ΔH＞0，现各取2mL相同浓度的黄绿色CuCl2溶液进行下列操作，分析不正确的是( ) A．向溶液中加入一定量水，溶液由黄绿色逐渐变为蓝绿色 B．适当加热溶液，该反应向正反应方向移动 C．加入适量NaCl溶液，该反应一定向正反应方向移动 D．向溶液中加几滴AgNO3溶液，平衡逆向移动，平衡常数K不变 【答案】C 【解析】A．向溶液中加入一定量水，反应物浓度减小幅度更大，故平衡逆向移动，溶液由黄绿色逐渐变为蓝绿色，故A正确；B．反应正向吸热，适当加热溶液，该反应向正反应方向移动，故B正确；C．加入适量NaCl溶液，氯离子浓度和溶液体积均发生改变，故无法判断平衡移动方向，故C错误；D．向溶液中加几滴AgNO3溶液，生成AgCl沉淀，氯离子浓度减小，平衡逆向移动，但温度不变，平衡常数K不变，故D正确；故选C。 方｜法｜点｜拨 化学平衡移动的分析判断方法 【变式4-1】在密闭容器中，一定物质的量的混合气体发生反应：xA(g)+yB(g)zC(g)，平衡时测得A的浓度为0.50 mol/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，测得A的浓度降低为0.30。下列有关判断正确的是( ) A．x+y＜z B．C的体积分数增大 C．B的转化率降低 D．平衡向正反应方向移动 【答案】C 【解析】xA(g)+yB(g)zC(g)，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，测得A的浓度为0.30mol/L，说明平衡向逆反应方向移动。A．体积增大，即压强减小，平衡向气体分子数增大的方向移动，说明逆反应方向为气体分子数增大的方向，故x+y>z，A错误；B．平衡向逆反应方向移动，C的体积分数减小，B错误；C．平衡向逆反应方向移动，B的转化率降低，C正确；D．由分析得，平衡向逆反应方向移动，D错误；故选C。 【变式4-2】在一定条件下的密闭容器中发生反应：C2H6(g)C2H4(g)＋H2(g) ΔH>0。当达到平衡时，下列各项措施中，不能提高乙烷转化率的是( ) A．增大容器的容积 B．升高反应的温度 C．分离出部分氢气 D．等容下通入稀有气体 【答案】D 【解析】A．该反应正向是体积增大的反应，增大容器容积相当减压，平衡正向移动，乙烷平衡转化率升高，故A不选；B．该反应正向是吸热反应，升高温度，平衡正向移动，乙烷平衡转化率升高，故B不选；C．分离出部分氢气，即为减小生成物的浓度，平衡正向移动，乙烷平衡转化率升高，故C不选；D．等容下通入稀有气体，反应体系中各物质的浓度均不变，平衡不移动，乙烷平衡转化率不变，故D选；故选D。 【变式4-3】在密闭容器中，反应X2(g)+Y2(g)2XY(g) ΔH＜0，达到如下图甲平衡，在仅改变某一条件后达到乙平衡，对改变的条件下列分析正确的是( ) A．图Ⅰ是增大反应物的浓度 B．图Ⅱ一定是加入催化剂的变化情况 C．图Ⅲ是增大压强 D．图Ⅲ是升高温度 【答案】D 【解析】A．图I在某一时刻正逆反应速率都增大，若只是增大反应物的浓度，只有正反应速率增大，逆反应速率不变，A错误；B．图II正逆速率都增大，但增大程度相同，可能是增大压强或加入催化剂的变化情况，因为该反应是前后气体分子数相同的反应，增大压强，正逆速率都增大，但仍相等，平衡不移动，B错误；C．图III中t时刻XY的百分含量降低，说明平衡逆向移动，反应X2(g)+Y2(g)2XY(g) ΔH＜0是气体体积不变的放热反应，增大压强平衡不移动，升高温度，平衡逆向移动，则图III是升高温度，故C错误；D．由C可知，图Ⅲ是升高温度，故D正确；故选D。 题型五 勒夏特列原理及应用 【典例5】(2023•北京卷，4)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 【答案】B 【解析】A项，MnO2会催化 H2O2分解，与平衡移动无关，A项错误；B项，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，B项正确；C项，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红棕色气体，与平衡移动无关，C项错误；D项，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，D项错误；故选B。 方｜法｜点｜拨 (1)勒夏特列原理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。 (2)勒夏特列原理中的“减弱”不等于“消除”，更不是“扭转”，即平衡移动不能将外界影响完全消除，而只能减弱。 【变式5-1】下列事实不能用平衡移动原理解释的是( ) A．Fe(SCN)3溶液中加入固体KSCN后颜色变深 B．实验室用排饱和食盐水的方法收集氯气 C．工业合成氨：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g) ΔH＜0，采用400℃~500℃的高温条件 D．工业制备：，加入大量水，同时加热 【答案】C 【解析】A．Fe(SCN)3溶液中存在平衡：Fe(SCN)3Fe3++3SCN-，加入固体KSCN后，平衡逆向移动，颜色变深，A不符合题意；B．氯气在饱和食盐水中存在平衡：Cl2+H2OH++Cl-+ HClO，氯离子浓度增大，平衡逆向移动，故实验室用排饱和食盐水的方法收集氯气，B不符合题意；C．工业合成氨为放热反应，高温平衡逆向移动，该反应在高温下进行是为了提高反应速率，C符合题意；D．四氯化钛水解产生二氧化钛，加入大量水，同时加热使水解平衡正向移动，可以用该反应制备二氧化钛，D不符合题意；故选C。 【变式5-2】(2024-2025·浙江省台州市十校联盟高二期中)下列现象中不能用列夏特列原理解释的是( ) A．2HI(g)H2(g)＋I2(g)，达到平衡后，增大压强气体颜色加深 B．通入饱和食盐水中，可以降低Cl2在水中的溶解度 C．生产SO3时，通入过量O2，提高SO2的转化率 D．N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)，气体条件不变，增大压强，有利于提高NH3的产率 【答案】A 【解析】A．密闭容器中发生反应2HI(g)H2(g)＋I2(g)，增大压强平衡不移动，平衡后增大压强气体颜色变深，不能用勒夏特列原理解释，故A符合题意；B．已知Cl2溶于水存在平衡：Cl2+H2OH++Cl-+HClO，饱和食盐水溶液中Cl-浓度增大，上述平衡逆向移动，导致Cl2的消耗量和溶解量减小，故实验室可用排饱和食盐水溶液的方法收集Cl2气体，能用勒夏特列原理解释，故B不符合题意；C．生产SO3的反应为：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)，通入过量O2，平衡正向移动，有利于提高二氧化硫的转化率，能用勒夏特列原理解释，故C不符合题意；D．N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)的正反应是一个气体体积减小的方向，增大压强平衡正向移动，有利于NH3的产率，能用勒夏特列原理解释，故D不符合题意；故选A。 【变式5-3】下列说法不能用勒夏特列原理解释的是( ) A．打开碳酸型饮料瓶盖时，有大量气泡逸出 B．除去Cl2中少量HCl气体，采用饱和食盐水洗气 C．H2(g)、I2(g)、HI平衡混合气体加压后颜色变深(已知：H2(g)＋I2(g)2HI(g)) D．CO与O2均能结合血红蛋白(Hb)：，CO中毒需吸氧治疗 【答案】C 【解析】A．打开碳酸型饮料瓶盖时，压强减小，H2O + CO2H2CO3平衡逆移，逸出大量气泡，能用勒夏特列原理解释，故不选A；B．饱和食盐水中氯离子浓度大，抑制氯气与水的反应：Cl2＋H2OH++Cl-＋HClO，可以减少氯气的溶解，用饱和食盐水除去氯气中的少量HCl气体能用勒夏特列原理解释，故不选B；C．H2、I2(g)、HI平衡混合气体，增大压强，H2(g)＋I2(g)2HI(g)平衡不移动，不能用勒夏特列原理解释加压后颜色变深，故选C；D．氧气浓度增大，正向移动，释放出CO，能用勒夏特列原理解释CO中毒需吸氧治疗，故不选D；故选C。 题型六 化学平衡图象 【典例6】2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)是工业制备硫酸的重要反应，恒温恒容条件下c(SO3)随时间的变化如图中曲线Ⅰ所示。下列说法正确的是( ) A．t1～t2min，v(SO3)正=mol·L-1·min-1 B．曲线Ⅱ对应的条件改变可能是增大了压强 C．工业上采用高温高压的反应条件以提高SO2的转化率 D．相同条件下，t3时再充入与起始投料等量的反应物，达到平衡后，SO2转化率增大 【答案】D 【解析】A项，由图中曲线Ⅰ，t1～t2min内，三氧化硫的浓度变化量为(c1—c2)，反应速率v(SO3)正=mol·L-1·min-1，故A错误；B项，若曲线Ⅱ对应的条件改变是增大了压强，则平衡正向移动，即曲线Ⅱ条件下反应达到平衡时，三氧化硫的浓度应大于曲线Ⅰ，与题给图示不符，故B错误；C项，该反应是放热反应，升高温度，平衡向逆反应方向移动，二氧化硫的转化率减小，故C错误；D项，相同条件下，t3时再充入与起始投料等量的反应物相当于增大混合气体的压强，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，二氧化硫的转化率增大，故D正确；故选D。 方｜法｜点｜拨 【变式6-1】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项，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项，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项，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项，降低温度，正逆反应速率都减小，图像不符合，D错误；故选B。 【变式6-2】SCR法是工业上消除氮氧化物的常用方法，反应如下： 主反应：2NH3(g)+ 4NO(g)+ O2(g)4N2(g)+6H2O(g ) ΔH 副反应：4NH3(g)+ 5O2(g)4NO (g)+6H2O(g ) 相同条件下，在甲、乙两种催化剂作用下进行上述反应，下列说法错误的是( ) A．工业上选择催化剂乙的原因是低温下有很强的催化活性 B．投料比一定时有利于提高NO平衡转化率的反应条件是降低温度、减少压强 C．图中M点处(对应温度为210℃)NO的转化率一定不是该温度下的平衡转化率 D．相同条件下选择高效催化剂，可以提高NO的平衡转化率 【答案】D 【解析】A项，从题干图中可知，催化剂乙在低温下具有很强的催化活性，从而可以节约能源，故工业上选择催化剂乙的原因是低温下有很强的催化活性，A正确；B项，从图中分析可知，随着温度升高化学平衡逆向移动，即该主反应是一个正反应为放热反应，且正向为气体体积增大的方向，根据勒夏特列原理可知，投料比一定时有利于提高NO平衡转化率的反应条件是降低温度、减少压强，B正确；C项，甲催化剂随温度升高NO转化率先增大后减小是因为催化剂在温度高的条件下催化活性减小，在催化剂甲作用下，图中M点处(对应温度为210℃)NO的转化率一定不是该温度下的平衡转化率，高于210℃时，NO转化率降低是催化剂活性减低(或副反应增多)，C错误；D项，根据勒夏特列原理可知，催化剂只能改变反应速率而不影响化学平衡，故相同条件下选择高效催化剂，不能提高NO的平衡转化率，D错误；故选D。 【变式6-3】在2L恒容密闭容器中充入2molX和1molY发生反应2X(g)+Y(g)3Z(g) △H<0，反应过程持续升高温度，测得混合体系中X的体积分数与温度的关系如图所示，下列推断正确的是( ) A．升高温度，平衡常数增大 B．W点X的正反应速率等于M点X的正反应速率 C．Q点时，Y的转化率最大 D．平衡时充入X，达到新平衡时X的转化率增大 【答案】C 【解析】温度在Q点之前，升高温度，反应速率增大，反应正向进行，X的含量减小；反应为放热反应，温度在Q点之后，升高温度，反应达到平衡且逆向移动，X的含量增大，曲线上最低点Q为平衡点；A项，该反应为放热反应，升高温度，平衡逆移，平衡常数减小，A错误；B项，W点对应的温度低于M点对应的温度，温度越高，反应速率越高，所以W点Y的正反应速率小于M点Y的正反应速率，B错误；C项，曲线上最低点Q为平衡点，升高温度平衡向逆反应移动，Y的转化率减小，所以Q点时，Y的转化率最大，C正确；D项，平衡时充入X，促使反应正向进行，但是达到新平衡时X自身的转化率降低，故D错误；故选C。 题型七 化学反应速率常数 【典例7】温度为T1时，在三个容积均为1 L的恒容密闭容器中仅发生反应：2NO2(g) 2NO(g)+O2(g)(正反应吸热)。实验测得：v正=v(NO2)消耗=k正·c2(NO2)，v逆=v(NO)消耗=2v(O2)消耗=k逆·c2(NO)·c(O2)，k正、k逆为速率常数，受温度影响。下列说法正确的是( ) 容器 编号 物质的起始浓度(mol·L-1) 物质的平衡浓度(mol·L-1) c(NO2) c(NO) c(O2) c(O2) Ⅰ 0.6 0 0 0.2 Ⅱ 0.3 0.5 0.2 Ⅲ 0 0.5 0.35 A．设K为该反应的化学平衡常数，则有K= B．达平衡时，容器Ⅱ与容器Ⅲ中的总压强之比为20∶17 C．容器Ⅱ中起始时平衡正向移动，达到平衡时，容器Ⅱ中NO2的转化率比容器Ⅰ中的小 D．若改变温度为T2，且T2>T1，则k正∶k逆<0.8 【答案】C 【解析】平衡时，正、逆反应速率相等，则有k正·c2(NO2)=k逆·c2(NO)·c(O2)，所以K==，A项错误。根据化学方程式和容器 Ⅰ 中O2的平衡浓度可知，平衡时，c(NO)=0.4 mol·L-1，c(NO2)=0.2 mol·L-1，则T1温度下，该反应的平衡常数K===0.8；容器Ⅱ中浓度商Qc=≈0.56<0.8，反应正向进行，气体的总物质的量大于1 mol，而容器Ⅲ中反应向左进行，气体的总物质的量小于0.85 mol，所以达到平衡时，容器Ⅱ与容器Ⅲ中的总压强之比大于20∶17，B项错误。容器Ⅰ中NO2的转化率为=，假设容器Ⅱ中NO2的转化率也为，反应正向进行： 2NO2(g) 2NO(g)+O2(g) 起始量(mol·L-1) 0.3 0.5 0.2 变化量(mol·L-1) 0.2 0.2 0.1 平衡量(mol·L-1) 0.1 0.7 0.3 平衡常数K==14.7>0.8，所以容器Ⅱ中NO2的转化率小于，即容器Ⅱ中起始平衡正向移动，达到平衡时，容器Ⅱ中NO2的转化率比容器Ⅰ中的小，C项正确。因为该反应的正反应是吸热反应，温度T2>T1，所以T2时平衡常数增大，则k正∶k逆>0.8，D项错误。 方｜法｜点｜拨 1．速率常数 对于反应：aA(g)+bB(g) gG(g)+hH(g)，v正=k正·cm(A)·cn(B)(其中k正为正反应的速率常数)，v逆=k逆·cp(G)·cq(H)(其中k逆为逆反应的速率常数)。 m、n、p、q为实验测得数据，与计算系数不一定相等。 2．基元反应速率常数与化学平衡常数之间的关系 一定温度下，可逆反应：aA(g)+bB(g) gG(g)+hH(g)，达到平衡状态时，v正=k正·ca(A)·cb(B)，v逆=k逆·cg(G)·ch(H)，因平衡时v正=v逆，则k正·ca(A)·cb(B)=k逆·cg(G)·ch(H)，==K。 【变式7-1】氨气去除NO的反应原理为：4NH3(g)+6NO(g)5N2(g)+6H2O(g) ΔH<0，反应速率与浓度之间存在如下关系：v正=k正·c4(NH3)·c6(NO)，v逆=k逆·c5(N2)·c6(H2O)，k正、k逆为速率常数，只受温度影响。350℃时，在2L恒容密闭容器中，通入0.9molNH3(g)和1.2molNO(g)发生反应，保持温度不变，5min后反应达平衡，NO的转化率为50%。下列说法正确的是( ) A．用NH3表示的化学反应速率为0.06mol·L-1·min-1 B．350℃时，该反应的平衡常数为0.5 C．其他条件不变，往反应后的容器中再通入0.9molNH3(g)和1.2molNO(g)，重新达平衡时NO的体积分数增大 D．当温度改变为T°C时，若k正=k逆，则T>350 【答案】C 【解析】由题意可得如下三段式： A项，由三段式数据可知，用氨气表示的化学反应速率为=0.04mol·L-1·min-1，故A错误；B项，由三段式数据可知，350℃时，反应的平衡常数为=0.25，故B错误；C项，其他条件不变，往反应后的容器中再通入0.9mol氨气和1.2mol一氧化氮相当于增大压强，该反应是气体体积增大的反应，增大压强，平衡向逆反应方向移动，一氧化氮的体积分数增大，故C正确；D项，反应达到平衡时，正反应速率和逆反应速率相等，则反应速率k正·c4(NH3)·c6(NO) =k逆·c5(N2)·c6(H2O)，==K，当k正=k逆时，平衡常数K=1>0.25说明平衡向正反应方向移动，该反应为放热反应，则反应温度小于350℃，故D错误；故选C。 【变式7-2】硫酸工业中，将SO2氧化为SO3是生产工艺中的重要环节。在温度为T1条件下，在三个容积均为1L的恒容密闭容器中仅发生反应：2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)ΔH<0，实验测得：v正=k正·c2(SO2)·c(O2)，v逆=k逆·c2(SO3)。 容器编号 起始浓度/(mol·L-1) 平衡浓度/(mol·L-1) c(SO2) c(O2) C(SO3) c(O2) I 0.6 0.3 0 0.2 II 0.5 x 0.3 III 0.3 0.25 0.2 已知：k正、k逆为速率常数，仅受温度的影响。 下列说法错误的是( ) A．达到平衡时，平衡常数和速率常数的关系： B．若容器II中达到平衡时=1，则x=0.85 C．容器III中达到平衡时，c(O2)<0.25mol·L-1 D．当温度升高为T2时，k正、k逆分别增大m倍和n倍，则m<n 【答案】C 【解析】A项，平衡常数K=，A项正确；B项，根据三段式及容器I中测得的数据可知，在该温度下，该反应的平衡常数K=1.25；容器II中，达到平衡时=1，K==1.25，平衡时O2的浓度c(O2)=0.8mol·L-1，列三段式： 0.5-2(x-0.8)=0.3+2(x-0.8)，x=0.85，B项正确；C项，容器中Q==1.78>K，此时平衡向逆反应方向移动，则平衡时O2的浓度c(O2)>0.25mol·L-1，C项错误；D项，ΔH<0，温度升高，平衡向逆反应方向移动，k逆增大的幅度更大，n>m，D项正确。故选C。 【变式7-3】硅烷法制备多晶硅的核心反应2SiHCl3(g)=SiH2Cl2(g)+SiCl4(g) ΔH＞0。已知，，、分别为正、逆反应速率常数且只与温度有关，x为各组分的物质的量分数。在一恒容密闭容器中加入一定量的SiHCl3(g)，不同温度下反应，测得反应体系中SiHCl3(g)的物质的量分数随时间变化的关系如图所示，下列说法错误的是( ) A．当v正(SiHCl3)=2v逆(SiH2Cl2)时可判断该反应已达平衡 B．平衡后温度由T1变为T2，k正增大的倍数小于k逆增大的倍数 C．平衡后恒温下再加入SiHCl3(g)，再达平衡时不变 D．T1温度下，平衡时 【答案】B 【解析】A项，正逆反应速率相同时反应达到平衡，故A正确；B项，、，反应平衡常数：，反应为吸热反应，升高温度，平衡正向移动，K值增大，则仅升高温度，k正增大的倍数大于k逆增大的倍数，故B错误；C项，恒容条件下再充入1molSiHCl3，相当于增大压强，而2SiHCl3(g)=SiH2Cl2(g)+SiCl4(g)反应前后气体体积不变，所以平衡不移动，x(SiHCl3)不变，故C正确；D项，假设初始SiHCl3物质的量为1mol，则平衡时SiHCl3物质的量为0.8mol，转化的SiHCl3物质的量为0.2mol，则转化的SiH2Cl2、SiCl4物质的量各为0.1mol，即平衡时SiH2Cl2、SiCl4物质的量各为0.1mol，根据平衡时v正=v逆，则，，故D正确；故选B。 基础通关练(测试时间：20分钟) 1．可逆反应N2+3H22 NH3的正、逆反应速率可用各反应物或生成物浓度的变化来表示，下列各关系中能说明反应已达到最大限度(即化学平衡)的是( ) A．N2将完全转化为NH3 B．N2、H2和NH3的物质的量浓度相等 C．N2、H2和NH3的物质的量浓度不再变化 D．正反应和逆反应的速率都为零 【答案】C 【解析】A项，N2+3H22 NH3是可逆反应，反应物不能全部转化为生成物，故A错误；B项，N2、H2和NH3的物质的量浓度相等时，该反应不一定达到平衡状态，与反应物初始物质的量、转化率有关，所以不能据此判断平衡状态，故B错误；C项，N2、H2和NH3的物质的量浓度不再变化时，正逆反应速率相等，能说明达到平衡状态，故C正确；D项，化学平衡状态是动态平衡，当反应达到平衡状态时，正反应和逆反应的速率相等，但是速率不为零，故D错误。 2．在地壳内，SiO2和HF存在以下平衡：SiO2(s)+4HF(g) SiF4(g)+2H2O(g)　ΔH=+148．9 kJ·mol-1。如果上述反应在密闭容器中发生，当反应达到平衡状态时，下列说法正确的是( ) A．2v正(HF)=v逆(H2O) B．v(H2O)=v(SiF4) C．SiO2的质量保持不变 D．反应物不再转化为生成物 【答案】C 【解析】当v正(HF)=2v逆(H2O)时，反应达到平衡状态，A项错误；没有说明方向，且不符合化学计量数之比，B项错误；当SiO2质量保持不变时，即各组分浓度均保持不变，反应达到平衡状态，C项正确；达到平衡状态时反应物转化为生成物速率与生成物转化为反应物速率相等，D项错误。 3．将一定量纯净的氨基甲酸铵置于特制的真空密闭容器中(假设容器体积不变，固体试样体积忽略不计)，在恒定温度下使其达到分解平衡： NH2COONH4(s) 2NH3(g)+CO2(g)下列不能判断该分解反应已经达到平衡状态的是( ) A．v正(NH3)=2v逆(CO2) B．密闭容器中总压强不变 C．密闭容器中氨气的体积分数不变 D．密闭容器中混合气体的密度不变 【答案】C 【解析】该反应为反应前后气体体积不等的可逆反应，当密闭容器中总压强不变时，可以说明该反应已达到平衡状态；反应物不是气体，在密闭容器中只有生成物氨气和二氧化碳是气体，且是按比例生成的，因此它们的体积分数在任何时候都是不变的，所以氨气的体积分数不变不能说明反应达到平衡状态；在恒容密闭容器中，若此反应未达到平衡，则混合气体的密度发生改变，当混合气体的密度不变时，反应达到平衡状态。 4．在一定温度下，在恒定容积的密闭容器中进行的可逆反应A2(g)+B2(g) 2AB(g)达到化学平衡的标志是( ) A．容器内的总压强不随时间而变化 B．反应速率v(A2)=v(B2)=v(AB) C．单位时间内有nmol A2生成的同时就有2nmol AB生成 D．容器内混合气体的密度不随时间而变化 【答案】C 【解析】A项，该反应反应前后气体的化学计量数之和相等，因此压强不是变量，根据分析，压强不变不能判断是否达到平衡状态，A不符合题意；B项，化学反应中，各物质的反应速率之比等于化学计量数之比，因此v(A2)：v(B2)：v(AB)=1：1：2，v(A2)=v(B2)=v(AB)，与反应是否平衡无关，B不符合题意；C项，单位时间内生成nmol A2同时生成2nmol AB，说明v正=v逆，可以判定反应达到平衡状态，C符合题意；D项，反应前后质量守恒，因此m不变，容积恒定，因此V不变，根据ρ=，ρ为定值，不能判定反应是否平衡，D不符合题意；故选C。 5．表示反应X(g) 4Y(g)＋Z(g)，在某温度时X的浓度随时间变化的曲线。下列有关该反应的描述正确的是( ) A．第6 min后，反应停止 B．当反应达到一定的反应限度时，X的物质的量减少了0.85 mol C．当达到平衡时，Z的浓度增加了0.85 mol·L－1 D．若降低温度，v(正)减小，v(逆)增大 【答案】C 【解析】由题图可知，第6 min时，反应达到了一定的反应限度，但反应没有停止，而是始终在进行，A项错误；此时X的物质的量浓度减小了0.85 mol·L－1，由于体积未知，无法确定X的物质的量的减少量，B项错误；由于X、Z的化学计量数均为1，故此时Z的浓度增加了0.85 mol·L－1，C项正确；降低温度，v(正)、v(逆)均减小，D项错误。 6．将等物质的量的N2、H2充入某密闭容器中，在一定条件下，发生如下反应并达到平衡：N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)　ΔH<0。当改变某个条件并维持新条件直至新的平衡时，下表中关于新平衡与原平衡的比较正确的是( ) 改变条件 新平衡与原平衡比较 A 压缩体积 N2的浓度一定变小 B 升高温度 N2的转化率变小 C 充入一定量H2 H2的转化率不变，N2的转化率变大 D 使用适当催化剂 NH3的体积分数增大 【答案】B 【解析】该反应的正反应是气体体积减小的反应，依据勒夏特列原理可知，压缩体积，压强增大，平衡向正反应方向移动，但氮气的浓度仍然比原平衡大，A项不正确；正反应是放热反应，升高温度，平衡向逆反应方向移动，氮气的转化率降低，B项正确；充入一定量的氢气，平衡向正反应方向移动，氮气的转化率增大，而氢气的转化率降低，C项不正确；催化剂只能改变反应速率而不能改变平衡状态，D项不正确。 7．在密闭容器中发生如下反应：aX(g)＋bY(g) cZ(g)＋dW(g)，反应达到平衡后保持温度不变，将气体体积压缩到原来的，当再次达到平衡时，W的浓度为原平衡时的1.8倍。下列叙述中不正确的是( ) A．平衡向逆反应方向移动 B．a＋b＜c＋d C．Z的体积分数增大 D．X的转化率下降 【答案】C 【解析】此反应达平衡后保持温度不变，将气体体积压缩到原来的，假设平衡不发生移动，W的浓度应变为原平衡时的2倍，而实际为1.8倍，假设不成立，原平衡必发生移动。由W的浓度为原平衡时的1.8倍，小于2倍知，平衡一定向W减少的方向即逆反应方向移动，所以a＋b＜c＋d，平衡移动的结果导致Z的体积分数减小，X的转化率下降。 8．高炉炼铁中的一个反应为FeO(s)＋CO(g)Fe(s)+CO2(g)  ΔH＞0，在1100℃下，若CO起始浓度为1.2mol/L，10min后达到平衡时的体积分数为，下列说法错误的是( ) A．1100℃下，此反应的平衡常数 B．达到平衡过程中，反应的平均速率为v(CO)=0.02 mol·L－1·min－1 C．达到平衡后，若增大c(CO2)，则达到新平衡时，增大 D．测得某时刻c(CO)=0.8mol/L，则此时 【答案】C 【解析】列三段式： 平衡时CO2的体积分数，解得，c(CO)=1mol/L，c(CO2)=0.2mol/L。A项，1100℃下此反应的平衡常数，A正确；B项，反应的平均速率为，B正确；C项，该反应属于反应前后气体分子数不变的反应，加压平衡不移动。该反应生成物中只有CO2是气体，达到平衡后，若增大c(CO2)，等效于加压，平衡不移动，则达到新平衡时，不变，C错误；D项，达到平衡时，c(CO)=1mol/L，测得某时刻c(CO)=0.8mol·L－1，说明反应还未达到平衡，平衡逆向进行，则此时，D正确； 故选C。 9．利用醋酸二氨合铜[Cu(NH3)2Ac]溶液吸收CO，能达到保护环境和能源再利用的目的，反应的离子方程式为[Cu(NH3)2]++CO+NH3 [Cu(NH3)3CO]+。已知该反应的化学平衡常数与温度的关系如表所示，下列说法正确的是( ) 温度/℃ 15 50 100 化学平衡常数数值 5×104 2 1.9×10-5 A．上述正反应为吸热反应 B．15℃时，[Cu(NH3)3CO]+[Cu(NH3)2]++CO+NH3的平衡常数值为2×10-5 C．保持其他条件不变，减小压强，CO的转化率减小，化学平衡常数减小 D．醋酸二氨合铜溶液的浓度的改变使化学平衡常数也改变 【答案】B 【解析】由题给数据可知，升高温度，化学平衡常数减小，说明平衡向逆反应方向移动，该反应为放热反应，A错误；逆反应的化学平衡常数是正反应的化学平衡常数的倒数，则15℃时反应[Cu(NH3)3CO]+[Cu(NH3)2]++CO+NH3的平衡常数为=2×10-5，B正确；该反应是气体体积减小的反应，减小压强，平衡向逆反应方向移动，一氧化碳的转化率减小，温度不变，平衡常数不变，C错误；化学平衡常数只和温度有关，温度不变，，平衡常数不变，D错误；故选B。 10．已知尿酸是一种有机酸(以HUr表示)，能溶于水。关节炎的原因归结于在关节滑液中形成了尿酸钠晶体(NaUr)。发生的反应如下： HUrUr－＋H＋① Ur－(aq)＋Na＋(aq) NaUr(s)② (1)关节炎大都是阴冷天气时发作，这说明反应②是__________反应(填“放热”或“吸热”)。简述你得出该结论的理由：___________________________。 (2)当温度升高时，反应②的化学平衡常数________(填“增大”、“减小”或“不变”)。 (3)写出反应②的平衡常数表达式K＝________________________。 【答案】(1)放热　阴冷天气易发病，说明温度降低，反应②平衡右移，有利于NaUr结晶，说明该反应为放热反应 (2)减小 (3 【解析】(1)阴冷天气易发病，说明温度降低，利于生成NaUr晶体，说明该反应为放热反应。(2)升温，有利于平衡向着吸热方向移动，K值应减小。(3)NaUr是固体，不写入表达式中。 11．汽车尾气是城市主要空气污染物，利用反应2NO(g) +2CO(g) N2+2CO2(g)可实现汽车尾气的无害化处理。向甲、乙两个体积都为2.0 L的恒容密闭容器中分别充入2mol CO和2 mol NO，分别在T1、T2温度下，经过一段时间后达到平衡。反应过程中n(CO2)随时间(t)变化情况见下表： 时间/s 0 2 4 6 8 10 甲容器(T1)n(CO2)/mol 0 0.72 1.20 1.60 1.60 1.60 乙容器(T2)n(CO2)/mol 0 0.60 1.00 1.40 1.70 1.70 (1)T1___________T2(填“＞”、“＜”或“=”下同)，该反应ΔH___________0。 (2)乙容器中，2~4s内N2的平均反应速率υ(N2)=___________。 (3)甲容器中NO平衡转化率为___________，T1温度下该反应的平衡常数为___________。 (4)该反应达到平衡后，为提高反应速率同时提高NO的转化率，可采取的措施有___________(填字母序号)。 a．增大NO浓度 b．压缩容器体积 c．移去部分N2 d．改用高效催化剂 【答案】(1)＞ ＜ (2)0.05mol/(L·s) 80％ (4)160 b 【解析】(1) 2NO(g) +2CO(g) ⇌N2+2CO2(g)，向甲、乙两个体积都为2.0L的恒容密闭容器中分别充入2mol CO和2 mol NO，分别在T1、T2温度下，经过一段时间后达到平衡，甲容器达到平衡需要的时间短，则反应速率快，说明反应温度T1＞T2；达到平衡状态时，乙中CO2的物质的量大于甲中CO2的物质的量，说明降低温度，平衡正向进行，则正反应为放热反应，△H＜0；(2)乙容器中，2~4s内N2的平均反应速率v(N2)=v(CO2)= ×=0.05mol•L-1•s-1；(3) 甲容器中，由： NO平衡转化率=×100%=80%；容器的体积为2L，则平衡常数K==160；(4)a．增大NO浓度，NO的转化率降低，故a不选；b．压缩容器体积，压强增大，反应速率加快，平衡正向移动，NO的转化率增大，故b选；c．移去部分N2，反应速率减慢，故c不选；d．改用高效催化剂，平衡不移动，NO的转化率不变，故d不选；故答案为b。 12．目前工业上有一种方法是用CO2生产燃料甲醇。一定条件下发生反应：CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g)。 (1)恒容容器中，对于以上反应，能加快反应速率的是____________。 a．升高温度 b．充入He c．加入催化剂 d．降低压强 (2)在体积为2L的密闭容器中，充入1molCO2和3molH2，测得CO2的物质的量随时间变化如表所示。 t/min 0 2 5 10 15 n(CO2)/mol 1 0.75 0.5 0.25 0.25 ①从反应开始到5min末，用H2浓度变化表示的平均反应速率v(H2)=__ ___________； ②反应达到平衡状态时，此时H2的转化率为____________。 (3)在相同温度、容积不变的条件下，能说明该反应已达平衡状态的是____________(填序号)。 a．CO2、H2、CH3OH、H2O的浓度均不再变化 b．v生成(CH3OH)=v消耗(CO2) c．n(CO2)∶n(H2)∶n(CH3OH)∶n(H2O)=1∶1∶1∶1 d．容器中混合气体的密度保持不变 e．H2的消耗速率与CH3OH的消耗速率之比为3∶1 【答案】(1)ac (2)0.15mol/(min▪L) 75% (3)ae 【解析】(1)a．升高温度，能增加活化分子百分数，可以加快反应速率，故a选；b．恒容容器，充入He，没有增大反应物浓度，不能加快反应速率，故b不选； c．催化剂能降低反应的活化能，可以加快反应速率，故c选；d．降低压强，会降低浓度，降低反应速率，故d不选；故选ac；(2)①从反应开始到5min末，消耗的CO2为0.5mol，则消耗的H2为1.5mol，用H2浓度变化表示的平均反应速率v(H2)==0.15mol/(L▪min)；②反应达到平衡状态时，消耗的CO2为1mol-0.25mol=0.75mol，消耗的H2为0.75mol×3=2.25mol，则此时H2的转化率为×100%=75%；(3)化学平衡状态的特征是各物质的浓度保持不变和正反应速率等于逆反应速率。a．当各物质的浓度均不再变化可以说明反应达到平衡状态，故a符合题意；b．生成CH3OH的同时一定消耗CO2，v消耗(CH3OH)=v消耗(CO2)可以说明反应达到平衡状态，v生成(CH3OH)=v消耗(CO2)不能说明达到平衡状态，故b不符合题意；c．平衡时各组分物质的量之比，与反应物转化率和起始量有关，而且该比值不能说明各组分的浓度保持不变，故c不符合题意；d．混合气的密度等于混合气的总质量除以混合气的总物质的量，该反应的反应物和生成物均为气体，混合气的总质量是不变的，容器的容积恒定，所以混合气的密度是一定值，故容器中混合气体的密度保持不变不能说明反应达到平衡状态，故d不符合题意；e．H2的消耗速率与CH3OH的消耗速率之比为3：1，说明正逆反应速率相等，故e符合题意；故选ae。 重难突破练(测试时间：20分钟) 1．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项，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项，由A分析可知氧气的物质的量的变化量，则，故B正确；C项，由A分析可知，，则其转化率为，故C错； D项，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；故选B。 2．一定条件下，在密闭容器中发生反应4NH3(g)+6NO(g) 5N2(g)+6H2O(g) △H＜0，并建立平衡，在t1和t3时分别改变一个条件，在t2和t4时反应达到新的平衡状态。图1是正反应速率随时间变化的图像，图2是NO的浓度随时间变化的图像，下列说法错误的是( ) A．t1时改变的条件是减小生成物浓度 B．t3时正、逆反应速率均增大 C．t3时改变的条件可能是加压或者升温 D．t4时的平衡常数小于t1时的平衡常数 【答案】C 【解析】A项，由图1可知，t1改变条件时，正反应速率在原来基础上逐渐减小；由图2可知，t1改变条件时，NO的浓度在原来基础上逐渐减小，说明改变条件后平衡正向移动，只有减小生成物浓度才能与两个图像的变化情况吻合，A正确；B项，由图1可知，t3改变条件时，正反应速率在原来基础上突增，由图2可知，NO的浓度在原来基础上逐渐增大，即化学平衡逆向移动，说明t3改变条件时，逆反应速率大于正反应速率，即逆反应速率在原来基础上也是突增的，B正确；C项，t3改变条件时正、逆反应速率均突增，但由图2可知，NO的浓度在原来基础上是逐渐增大的，因此所改变的条件只能是升温而不是加压，C错误；D项，t4时的温度高于t3时的，t3时的温度等于t1时的，因此t4时的温度高于t1时的温度，升温平衡逆向移动，平衡常数减小，D正确；故选C。 3．在恒压、NO和O2的起始浓度一定的条件下，催化反应相同时间，测得不同温度下NO转化为NO2的转化率如图中实线所示(图中虚线表示相同条件下NO的平衡转化率随温度的变化)下列说法不正确的是( ) A．图中Y点所示条件下，增加O2的浓度能提高NO转化率 B．图中X点所示条件下，延长反应时间能提高NO转化率 C．反应2NO(g)+O2(g) 2NO2(g)的ΔH＞0 D．380℃下，c起始(O2)=5.0×10−4 mol·L−1，NO平衡转化率为50%，则平衡常数K＞2000 【答案】C 【解析】A项，Y点所示条件下达到平衡状态，增大氧气浓度平衡正向移动，NO转化率提高，A正确；B项，X点没有达到平衡状态，平衡正向进行，延长时间导致消耗的NO量增多，导致NO转化率提高，B正确；C项，升高温度NO平衡转化率降低，说明升高温度，化学平衡逆向移动，根据平衡移动原理：升高温度，化学平衡向吸热方向移动，逆反应为吸热反应，则该反应的正反应为放热反应，所以△H＜0，C错误；D项，380℃下c起始(O2)=5.0×10-4mol/L，反应正向移动，则c平衡(O2)＜5.0×10-4mol/L，NO平衡转化率为50%，则平衡时c(NO)=c(NO2)，化学平衡常数K==2000，D正确。 4．已知：乙二醛可被催化氧化为乙醛酸，其反应为2OHC—CHO(g)＋O2(g) 2OHC—COOH(g)　ΔH。一定条件下，按照＝的投料比进行上述反应，乙二醛的平衡转化率(α)和催化剂的催化效率随温度的变化如图所示。下列叙述正确的是( ) A．ΔH＞0 B．b点时，乙二醛的体积分数为33.33% C．生成乙醛酸的速率：v(a)＞v(b)＞v(c) D．a、b、c三点中，a点乙醛酸的体积分数最小 【答案】B 【解析】A项，随着温度的升高，转化率降低，这说明升高温度平衡向逆反应方向移动，则ΔH＜0，错误；B项，b点时转化率是60%，则根据方程式可知 2OHC—CHO(g)＋O2(g) 2OHC—COOH(g) 起始量/mol 2 1 0 转化量/mol 1.2 0.6 1.2 平衡量/mol 0.8 0.4 1.2 因此乙二醛的体积分数为×100%≈33.33%，正确；C项，温度越高，催化效率越高，化学反应速率越快，而b点的温度低、催化效率高，c点的温度高、催化效率低，所以无法比较速率大小，错误；D项，a、b、c三点中，a点转化率最大，则乙醛酸的体积分数最大，错误。 5．在体积可变的密闭容器中投入0.5 molO2和1 mol SO2，不同条件下发生反应：O2(g)+2SO2(g)2SO3(g)ΔH。实验测得平衡时SO2的转化率[α(SO2 )]随温度、压强的变化如图所示。下列说法错误的是( ) A．Y代表压强，且Y1> Y2；X代表温度，且ΔH <0 B．M点反应物转化率之比α(O2) ：α (SO2)=1：1，N点该比例减小 C．若M、N两点对应的容器体积均为5 L，则N点的平衡常数K= 20 D．M、N两点对应的平均摩尔质量：M(M)>M(N) 【答案】B 【解析】A项，若X为压强，Y为温度，由图可知相同温度下压强越大SO2的转化率越小，而该反应为气体体积减小的反应，相同温度下压强越大SO2的转化率越大，所以Y为压强，X为温度，且Y1>Y2；相同压强下温度越高，SO2的转化率越小，说明升高温度平衡逆向移动，正反应为放热反应，即ΔH<0，A正确；B项，初始投料n(O2) ： n(SO2)=1 ： 2，根据方程式可知反应过程中O2和SO2按照1 ： 2反应，所以任意时刻二者的转化率之比均为1：1，B错误；C项，N点和M点温度相同，则平衡常数相同，容器体积为5 L，M点SO2的转化率为50%，可根据该点列三段式： 根据平衡常数的定义可知 =20，C正确；D项，M点比N点压强大，平衡正向移动，气体总物质的量减小，气体总质量不变，平均摩尔质量增大，M(M)>M(N)，D正确；故选B。 6．一定条件下，反应2NH3(g) N2(g)＋3H2(g) ΔH>0，达到平衡时N2的体积分数与温度、压强的关系如图所示。下列说法正确的是( ) A．压强：p1>p2 B．b、c两点对应的平衡常数：Kc>Kb C．a点：2v正(NH3)＝3v逆(H2) D．a点：NH3的转化率为 【答案】B 【解析】该反应为气体分子数增大的反应，恒温时，压强越大，N2的体积分数越小，则p1<p2，故A错误；b、c两点对应温度b＜c，该反应为吸热反应，温度越高，平衡常数越大，则Kc>Kb，故B正确；反应速率之比等于化学计量数之比，3v正(NH3)＝2v逆(H2)，故C错误；对于反应2NH3(g)N2(g)＋3H2(g)，假设反应前氨的物质的量为1 mol，反应的氨的物质的量为x mol，则＝0.1，解得x＝，因此氨的转化率为，故D错误。 7．工业上利用硫(S8)与CH4为原料制备CS2。450℃以上，发生反应：S8(g)=4S2(g)；通常在600℃以上发生反应II：2S2(g)+CH4(g)CS2(g)+2H2S(g)，一定条件下，S8分解产生S2的体积分数、CH4与S2反应中CH4的平衡转化率与温度的关系如图所示。下列说法一定正确的是( ) A．反应II的正反应为吸热反应 B．在恒温密闭容器中，反应相同时间，温度越低，CH4的转化率越大 C．发生反应II温度不低于600℃的原因是：此温度CH4平衡转化率已很高；低于此温度，S2浓度小，反应速率慢 D．某温度下若S8完全分解成S2，在密闭容器中，n(S2)∶n(CH4)=2∶1开始反应，当CS2体积分数为10%时，CH4转化率为43% 【答案】C 【解析】A项，由图可知，随温度升高，甲烷的转化率降低，故反应II的正反应为放热反应。A项错误；B项，由图可知，CH4的平衡转化率随着温度的升高逐渐降低，S2浓度随着温度升高而增大，故温度越低，S2浓度越小，反应速率越慢。在反应相同时间里，温度越低，反应速率越慢，CH4的转化率不一定越大，B项错误；C项，由图可知，在600℃时甲烷平衡转化率高达99%，低于600℃时，S2浓度明显偏小，使得反应II的反应速率变慢。C项正确；D项，在密闭容器中，n(S2)∶n(CH4)=2∶1开始反应，设CH4的起始物质的量为a，转化的物质的量为x，即： CS2的体积分数为10%，即，解得x=0.3a，则CH4的转化率为30%。D项错误；故选C。 8．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===。 9．氧硫化碳()，用于合成除草剂、杀虫剂等，还能作为粮食熏蒸剂。完成下列填空： (1)的结构与二氧化碳类似，的电子式为：___________；是___________分子(填“极性”或“非极性”) 、CO2分别与H2S反应均能制得COS，反应如下： 反应Ⅰ：CO(g)+H2S (g)COS(g)+H2(g)+Q1 反应Ⅱ：CO2(g)+H2S (g)COS(g)+H2O(g)+Q2 已知：在相同条件下， 向两个容积相同的密闭容器中按下表投料(N2不参与反应)，分别发生上述反应。 反应Ⅰ 反应Ⅱ 起始投料 H2S N2 CO2 H2S N2 起始物质的量() 1 1 3 1 1 3 图中实线a、b表示在相同的时间内随温度的变化关系。 图中虚线c、d表示两反应的平衡曲线。 (2)W的坐标是(1000，0.3)，W点H2S的转化率是___________。 (3)a是反应___________(填“Ⅰ”或“Ⅱ”)的随温度的变化关系，依据是：___________。 (4)Q1___________0(填“＞”或“＜”)，理由是：___________。 (5)下列结论正确的是___________(选填选项) A．曲线d为反应I的平衡曲线 B．900OC时，平衡常数KI＞KⅡ C．相同条件下，延长反应时间也不能使反应体系中Y点COS的量达到W点 D．恒温恒容下，向W点表示的反应体系中增大n(N2)，能提高H2S的转化率 【答案】(1) 极性 (2)30% (3)Ⅱ 在相同条件下，，因此在相同时间内，Ⅰ生成的COS较Ⅱ多 (4)＞ 根据平衡曲线，温度越高，n(COS)越小或根据曲线b，n(COS)在W点达到最大值，说明在W点反应达到平衡，升高温度n(COS)下降，说明温度升高，平衡逆向移动，正反应放热 (5)ABC 【解析】在相同条件下，，即反应I的速率比反应Ⅱ快，结合图示中c、d表示两反应的平衡曲线，从图像可知，曲线d的生成物COS的物质的量大，则曲线b、d表示反应I，曲线a、c表示为反应Ⅱ， c、d均随温度的升高，生成物COS的物质的量减小，则反应I、Ⅱ均为放热反应。(1)COS的结构与二氧化碳类似，则COS的电子式为， COS是极性分子； (2)由分析可知，曲线b、d表示反应I，即CO(g)+H2S (g)COS(g)+H2(g)，W的坐标是(1000，0.3)时，n(COS)=0.3mol，则消耗n(H2S)=0.3mol，H2S的起始量为1mol，则W点H2S的转化率为0.3mol÷1mol×100%=30%； (3)由分析可知，曲线a表示为反应Ⅱ，因在相同条件下，，因此在相同时间内，Ⅰ生成的COS较Ⅱ多； (4)根据平衡曲线，温度越高，n(COS)越小或根据曲线b，n(COS)在W点达到最大值，说明在W点反应达到平衡，升高温度n(COS)下降，说明温度升高，平衡逆向移动，正反应放热； (5)A项，曲线d为反应I的平衡曲线，故A正确；B项，900OC时，反应I、Ⅱ的初始量相同，反应I的生成物COS的物质的量大，容器的体积相同，则反应I中生成物的浓度大于反应Ⅱ，则平衡常数平衡常数KI＞KⅡ，故B正确；C项，曲线a反应未达到平衡状态，相同条件下，延长反应时间能使反应体系中Y点COS的量达到Ｘ点，但不能达到W点，故C正确；D项，恒温恒容下，向W点表示的反应体系中增大N2的物质的量，对反应体系中各物质的浓度无影响，则平衡不移动，可知不能提高H2S的转化率，故D错误；故选ABC。 10．某实验室测定并计算了在136～180℃范围内下列反应的平衡常数Kp： ①2NO(g)＋2ICl(g)2NOCl(g)＋I2(g) Kp1 ②2NOCl(g)2NO(g)＋Cl2(g) Kp2 得到和均为线性关系，如图所示，回答下列问题： (1)反应Cl2(g)＋I2(g)2ICl(g)的反应物键能总和 (填“大于”或“小于”)生成物的键能总和；180℃时，该反应的平衡常数Kp= 。 (2)t℃时在某一特制的恒容密闭容器中加入过量氯铂酸钡(BaPtCl6)，抽真空后，用一支管通入碘蒸气(然后将支管封闭)。此时容器的初始压强为10.0kPa，反应达到平衡时，测得I2的平衡转化率为30%。已知BaPtCl6固体加热时分解为BaCl2(s)、Pt(s)和Cl2(g)，t℃时平衡常数Kp=1.0 kPa 2。 ①氯铂酸钡固体受热分解时的化学方程式为 。 ②平衡时容器中总压强为 kPa，t 180(填“>”或“＜”)。 ③平衡后，保持温度不变缩小容器体积，Cl2(g)＋I2(g)2ICl(g)平衡移动 (填“正向”、“逆向”或“不”)，重新达到平衡，p(I2) (填“增大”、“减小”或“不变”)。 【答案】(1)小于 103.8 (2) BaPtCl6(s)BaCl2(s)+Pt(s)+2Cl2(g)↑ 14 > 逆向 增大 【解析】(1)该反应=(反应①+反应②)×-1，则该反应的平衡常数Kp=，根据图示可知，lgKp2对应曲线斜率的绝对值更大，lgKp=-lgKp1-lgKp2，增大一定量，lgKp2减小的量大于lgKp1增大的量，即ΔlgKp=-ΔlgKp1-ΔlgKp2>0，说明lgKp随增大而增大，即升高温度Kp减小，该反应为放热反应，反应物总键能小于生成物总键能。根据图中数据可知，180℃时lgKp1=-1.2，lgKp2=-2.6，则lgKp=-lgKp1-lgKp2=3.8，Kp=103.8。 (2)①BaPtCl6加热条件下分解生成BaCl2、Pt和Cl2，该反应存在平衡常数，则为可逆反应，化学方程式为BaPtCl6(s) BaCl2(s)+Pt(s)+2Cl2(g)↑。②已知t℃时反应BaPtCl6(s)BaCl2(s)+Pt(s)+2Cl2(g)↑的平衡常数为1.0kPa2，说明平衡时Cl2的压强为1kPa，初始时压强为10kPa，则一开始I2的压强为10kPa，I2的平衡转化率为30%，则转化的I2为3kPa，生成ICl压强为6kPa，剩余I2压强为7kPa，则此时总压强为(6+7+1)kPa=14kPa。T℃时反应Cl2(g)＋I2(g)2ICl(g)的平衡常数Kp=≈5.1<103.8，而反应Cl2(g)＋I2(g)2ICl(g)为放热反应，升高温度化学平衡逆向移动，平衡常数减小，说明t>180℃；③保持温度不变缩小体积，反应BaPtCl6(s)BaCl2(s)+Pt(s)+2Cl2(g)↑的化学平衡逆向移动，氯气浓度减小，导致Cl2(g)＋I2(g)2ICl(g)的化学平衡逆向移动，碘的浓度增大，重新达到平衡后，p(I2)增大。 38 / 43 学科网（北京）股份有限公司 $