第二章 第二节 第4课时 温度、催化剂对化学平衡的影响　勒夏特列原理-【金版新学案】2025-2026学年新教材高二化学选择性必修1同步课堂高效讲义教师用书word（人教版 双选）

本讲义聚焦温度、催化剂对化学平衡的影响及勒夏特列原理，先通过NO₂与N₂O₄的平衡实验分析温度影响，结合v-t图像阐释速率变化与平衡移动方向的关系，再明确催化剂不改变平衡组成但缩短达平衡时间，最终构建勒夏特列原理作为判断平衡移动的思维支架。 该资料以实验探究为基础，通过冰水、热水中气体颜色变化引导学生证据推理（科学思维），结合CO中毒救治、啤酒泡沫等实例培养应用意识（科学态度与责任）。含判断、计算及测评题，课中助力教师教学，课后帮助学生巩固知识，查漏补缺。

第4课时　温度、催化剂对化学平衡的影响　勒夏特列原理 [学习目标]　1.从变化的角度认识化学平衡的移动，即可逆反应达到平衡后，温度改变，平衡将会发生移动而建立新的平衡。　2.通过实验论证说明温度、催化剂的改变对化学平衡移动的影响，构建分析判断化学平衡移动方向的思维模型(勒夏特列原理)。 任务一　温度、催化剂对化学平衡的影响 一、温度对化学平衡的影响 1.结合表中实验，完成下列讨论： 实验原理 2NO2(g)N2O4(g) (红棕色)　　　(无色) ΔH＝－56.9 kJ·mol－1 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 [交流研讨]　(1)浸泡在热水中的烧瓶内气体红棕色为什么会加深？由此得出什么实验结论？ 提示：浸泡在热水中烧瓶内气体颜色变深，说明升高温度，平衡向生成NO2的方向移动。得出结论：其他条件不变，升高温度，平衡向吸热反应方向移动。 (2)浸泡在冰水中的烧瓶内气体红棕色为什么会变浅？由此得出什么实验结论？ 提示：浸泡在冰水中的烧瓶内气体红棕色变浅，说明降低温度，平衡向生成N2O4的方向移动。得出结论：其他条件不变，降低温度，平衡向放热反应方向移动。 　　实验证明，当其他条件不变时，升高温度，会使化学平衡向吸热反应的方向移动；降低温度，会使化学平衡向放热反应的方向移动。 2.用v -t图像分析温度对化学平衡的影响 已知反应：mA(g)＋nB(g)pC(g)　ΔH＜0，当反应达到平衡后，若改变温度，其反应速率的变化曲线分别如图所示。 (1)t1时刻，升高温度，v正'、v逆'均增大，但吸热反应方向的v逆'增大幅度大，则v逆'＞v正'，平衡向逆反应方向移动(如图1)。 (2)t1时刻，降低温度，v正'、v逆'均减小，但吸热反应方向的v逆'减小幅度大，则v正'＞v逆'，平衡向正反应方向移动(如图2)。 二、催化剂对化学平衡的影响 1.催化剂对化学平衡的影响规律 当其他条件不变时：催化剂不能改变达到化学平衡状态时反应混合物的组成，但是使用催化剂能改变反应达到化学平衡所需的时间。 2.用v -t图像分析催化剂对化学平衡的影响 t1时刻，加入催化剂，v正'、v逆'同等倍数增大，则v正'＝v逆'，平衡不移动(如图3)。 提醒：一般说的催化剂都是指的正催化剂，即可以加快反应速率。特殊情况下，也可使用负催化剂，减慢反应速率。 学生用书⬇第43页 1.判断正误 (1)温度可以影响任意可逆反应的化学平衡状态。(　　) 提示：正确。 (2)升高温度，反应速率加快，化学平衡向正反应方向移动。(　　) 提示：错误，升高温度，反应速率加快，化学平衡向吸热反应方向移动。 (3)升高温度，反应速率加快，但反应物的转化率可能降低。(　　) 提示：正确。 (4)升高温度，化学平衡常数一定增大。(　　) 提示：错误，升高温度，ΔH＞0的反应化学平衡常数增大，ΔH＜0的反应化学平衡常数减小。 (5)对于可逆反应，改变外界条件使平衡向正反应方向移动，平衡常数一定增大。(　　) 提示：错误，当改变浓度时，改变的是浓度商Q，化学平衡常数K不变。 (6)平衡移动，平衡常数不一定改变，但平衡常数改变，平衡一定发生移动。(　　) 提示：正确。 (7)催化剂能加快反应速率，提高物质单位时间内的产量，也能提高反应物的转化率。(　　) 提示：错误，催化剂能加快反应速率，提高物质单位时间内的产量，但不能提高反应物的转化率。 2.煤化工中常需研究不同温度下的平衡常数、投料比及热值等问题。 已知CO(g)＋H2O(g)H2(g)＋CO2(g)的平衡常数随温度的变化如表所示： 温度/℃ 400 500 830 1 000 平衡常数K 10 9 1 0.6 请回答下列问题： (1)上述反应的正反应是　　　　(填“放热”或“吸热”)反应。 (2)某温度下，各物质的平衡浓度符合下式： 5c(CO2)·c(H2)＝3c(CO)·c(H2O)，试判断此时的温度为　　　　。 (3)830 ℃时，在恒容反应器中发生上述反应，按下表中的物质的量投入反应混合物，其中反应向正反应方向进行的有　　　　(填字母)。 A B C D n(CO2)/mol 3 1 0 1 n(H2)/mol 2 1 0 1 n(CO)/mol 1 2 3 0.5 n(H2O)/mol 5 2 3 2 (4)在830 ℃时，在2 L的密闭容器中加入4 mol CO(g)和6 mol H2O(g)达到平衡时，CO的转化率是　　　　。 答案：(1)放热　(2)1 000 ℃　(3)BC　(4)60％ 解析：(1)由表格可知，升温，化学平衡常数减小，故正反应为放热反应。(2)5c(CO2)·c(H2)＝3c(CO)·c(H2O)，则＝，根据平衡常数的表达式知K＝0.6，平衡常数只与温度有关，温度一定，平衡常数为定值，所以此时对应的温度为1 000 ℃。(3)830 ℃时，化学平衡常数为1，若n(CO2)·n(H2)＜n(CO)·n(H2O)，则反应向正反应方向进行，符合此要求的是B、C。(4)830 ℃时，化学平衡常数为1，设CO的转化浓度为x mol·L－1， 　　　　　　 CO(g)＋H2O(g)H2(g)＋CO2(g) 起始/(mol·L－1) 　2 　 3 　 0 　0 转化/(mol·L－1) 　x 　 x 　 x 　x 平衡/(mol·L－1) 　2－x 3－x x 　x 平衡常数K＝＝＝1，解得x＝1.2，则CO的转化率＝×100％＝60％。 任务二　勒夏特列原理 1.定义 如果改变影响平衡的一个因素(如温度、压强及参加反应的物质的浓度)，平衡就向着能够减弱这种改变的方向移动。 2.适用范围 (1)勒夏特列原理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。此外，勒夏特列原理对所有的动态平衡都适用。 (2)勒夏特列原理只适用于判断“改变影响平衡的一个因素”时平衡移动的方向。若同时改变影响平衡移动的几个因素，则不能简单地根据勒夏特列原理来判断平衡移动的方向，只有在改变的因素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。 1.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：MnO2会催化 H2O2分解，与平衡移动无关，A项不符合题意；NO2转化为N2O4 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项符合题意；常温下铁在浓硝酸中钝化，加热会使表面的氧化膜溶解，铁与浓硝酸反应生成大量红棕色气体，与平衡移动无关，C项不符合题意；加入少量硫酸铜后，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项不符合题意。 2.下列事实中，不能用勒夏特列原理解释的是　　　　(填字母)。 A.溴水中存在如下平衡：Br2＋H2OHBr＋HBrO，当加入NaOH溶液后颜色变浅 B.对2H2O22H2O＋O2的反应，使用MnO2可加快制备O2的反应速率 学生用书⬇第44页 C.反应：CO(g)＋NO2(g)CO2(g)＋NO(g)　ΔH＜0，升高温度，平衡向逆反应方向移动 D.合成氨反应：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)　ΔH＜0，为使氨的产率提高，理论上应采取低温高压的措施 E.H2(g)＋I2(g)2HI(g)，缩小体积加压颜色加深 答案：BE 解析：催化剂只能改变反应速率，对化学平衡的移动无影响。 　　勒夏特列原理只能解决与平衡移动有关的问题。不涉及平衡移动的问题都不能用勒夏特列原理解释，常见的有： (1)使用催化剂不能使化学平衡发生移动； (2)反应前后气体体积不变的可逆反应，改变压强可以改变化学反应速率，但不能使化学平衡发生移动； (3)发生的化学反应本身不是可逆反应； (4)外界条件的改变对平衡移动的影响与生产要求不完全一致的反应。 1.反应A(g)＋3B(g)2C(g)　ΔH＜0达到平衡后，将反应体系的温度降低，下列叙述中正确的是(　　) A.正反应速率增大，逆反应速率减小，平衡向正反应方向移动 B.正反应速率减小，逆反应速率增大，平衡向逆反应方向移动 C.正反应速率和逆反应速率都减小，平衡向正反应方向移动 D.正反应速率和逆反应速率都减小，平衡向逆反应方向移动 答案：C 解析：反应A(g)＋3B(g)2C(g)的焓变ΔH＜0，即该反应正向放热，反应达到平衡后，降低温度，正逆反应速率都将减小，降低温度，平衡将向放热反应的方向移动，即平衡向正反应方向移动。 2.下列实验事实能用平衡移动原理解释的是(　　) A.工业上用SO2和O2制备SO3时，选择常压而不用高压 B.开启啤酒瓶后，瓶中立即泛起大量泡沫 C.对2HI(g)H2(g)＋I2(g)，减小容器体积，气体颜色变深 D.使用铁触媒能加快合成氨的反应速率 答案：B 解析：工业上用SO2和O2制备SO3时，选择常压而不用高压是因为常压时SO2的转化率已经很高，若加压对设备要求高，增大投资和能量消耗，不能用平衡移动原理解释，故A不选；啤酒中存在CO2(g)＋H2O(l)H2CO3(aq)，开启啤酒瓶后，减小压强，平衡逆向移动，立即泛起大量泡沫，可以用平衡移动原理解释，故B选；对2HI(g)H2(g)＋I2(g)，减小容器体积，I2浓度增大，颜色变深，平衡并不发生移动，不能用平衡移动原理解释，故C不选；铁触媒为催化剂，使用铁触媒，能加快合成氨的反应速率，但不能使平衡发生移动，不能用平衡移动原理解释，故D不选；答案选B。 3.已知：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)　ΔH，不同条件下反应过程能量变化如图所示。下列说法中不正确的是(　　) A.反应的ΔH＜0 B.过程b发生两步反应，第一步为吸热反应 C.过程b使用了催化剂，可以提高SO2的平衡转化率 D.反应物断键吸收能量之和小于生成物成键释放能量之和 答案：C 解析：根据图像可知，反应物的能量比生成物的能量高，则该反应是放热反应，即ΔH＜0，A正确；由图可知，过程b的中间产物的能量比反应物能量高，故第一步为吸热反应，B正确；催化剂只能改变反应速率，不能使平衡发生移动，不能提高SO2的平衡转化率，C错误；该反应为放热反应，反应热＝反应物键能之和－生成物键能之和＜0，即反应物断键吸收能量之和小于生成物成键释放能量之和，D正确。 4.人体内存在很多的化学反应，这些化学反应情况复杂且相互影响，而且这些化学反应大都是可逆反应，处于平衡状态。 例如：O2的运输。人体血液内的血红蛋白(Hb)易与O2结合生成HbO2，因此具有输氧能力。但Hb也可以与CO结合。有关反应如下： 反应a：Hb(aq)＋O2(g)HbO2(aq)　 ΔH1＜0 反应b：Hb(aq)＋CO(g)HbCO(aq)　 ΔH2＜0 反应c：HbO2(aq)＋CO(g)HbCO(aq)＋O2(g)　 ΔH3 (1)如果发生CO中毒，应采取怎样救治措施，请从平衡移动的原理角度分析采取的救治措施的原因。 　　　　　　　　　　　　　。 学生用书⬇第45页 (2)已知在人体体温37 ℃下，反应c的平衡常数为220。已知当血液中的比值大于0.02时，人的智力会很快受到损伤。为避免人的智力受到损伤，环境中的O2与CO的浓度的比值最小是　　　　　　　　　　　　　　。 答案：(1)应开窗通风或将中毒者转移至空气新鲜的地方　(2)11 000 解析：(1)应开窗通风或将中毒者转移至空气新鲜的地方。CO是反应物，开窗通风能够降低CO的浓度，使平衡逆向移动，O2是生成物，增大生成物O2的浓度，可以使平衡逆向移动。(2)根据化学平衡常数表达式：反应c的K＝＝220，而＞0.02时人的智力会受到损伤，因此只有≤0.02时人的智力才不会受到损伤，代入平衡常数表达式有＝K×≥＝11 000，即≥11 000时，人的智力不受损伤。 课时测评13　温度、催化剂对化学平衡的影响　勒夏特列原理 (时间：45分钟　满分：60分) (本栏目内容，在学生用书中以独立形式分册装订！) (1－11题，每小题4分，共44分) 题点一　温度对化学平衡的影响 1.2 L恒容密闭容器中发生反应：2A(g)＋B2(g)2AB(g)　ΔH＜0，在不同温度T下测得A的物质的量与时间t的关系如表所示。下列说法正确的是(　　) t /min n /mol T/K 0 5 8 13 T1 2.0 1.5 1.3 1.0 T2 2.0 1.15 1.0 1.0 A.与T2 K相比，T1 K时分子动能大，活化分子百分数增大 B.T2 K，5～8 min内，v(A)＝0.05 mol·L－1·min－1 C.T1 K，到13 min时，反应已达到平衡状态 D.反应达到平衡后，升高温度，平衡左移 答案：D 解析：由表可知，温度为T2时，8 min反应已达平衡，而T1时，8 min反应未达平衡，则T2＞T1，则与T2 K相比，T1 K时分子动能小，活化分子百分数小，故A不符合题意；T2 K，5～8 min内，v(A)＝＝0.025 mol·L－1·min－1，故B不符合题意；反应是放热反应，反应达到平衡后，升高温度，平衡左移，故D符合题意。 2.某温度下，在一恒容密闭容器中进行如下两个反应并达到平衡： ①2X(g)＋Y(g)Z(s)＋2Q(g)　ΔH1＜0 ②M(g)＋N(g)R(g)＋Q(g)　 ΔH2＞0 下列叙述错误的是(　　) A.加入适量Z，①和②平衡均不移动 B.通入稀有气体Ar，①平衡正向移动 C.降温时无法判断Q浓度的增减 D.通入Y，则N的浓度增大 答案：B 解析：Z为固体，加入适量Z不影响反应①的平衡移动，而反应②与Z无关，故加入Z也不影响反应②的平衡移动，A正确；通入稀有气体Ar，由于容器体积不变，故气体浓度不发生改变，反应①的平衡不移动，B错误；温度降低，反应①正向移动，反应②逆向移动，但两个反应中反应物的起始浓度未知，故无法判断Q浓度的增减，C正确；通入气体Y，反应①平衡正向移动，Q的浓度增大，导致反应②平衡逆向移动，则N的浓度增大，D正确。 3.在一密闭容器中，发生可逆反应：3A(g)3B＋C(正反应为吸热反应)，平衡时，升高温度，气体的平均相对分子质量有变小的趋势，则下列判断正确的是(　　) A.B和C可能都是固体 B.B和C一定都是气体 C.若C为固体，则B一定是气体 D.B和C不可能都是气体 答案：C 解析：正反应吸热，升温，平衡右移。若B、C都为固体，则气体的相对分子质量不变，故A错误；若C为固体，B为气体，平衡右移，气体的总质量减小，总物质的量不变，气体的平均相对分子质量减小，故B错误、C正确；若B、C都是气体，平衡右移，气体的总质量不变，总物质的量增加，则平均相对分子质量减小，故D错误。 题点二　多因素对化学平衡影响的分析 4.在密闭容器中发生反应：C(s)＋H2O(g)CO(g)＋H2(g)　ΔH＞0，达到平衡后，其他条件不变时，下列措施能使平衡向逆反应方向移动的是(　　) A.减小压强 B.降低温度 C.移走CO D.加入催化剂 答案：B 解析：由题干已知C(s)＋H2O(g)CO(g)＋H2(g)　ΔH＞0正反应是一个气体体积增大的吸热反应，结合勒夏特列原理解题即可。减小压强，化学平衡向着气体体积增大的方向移动，即向正反应方向移动，A不合题意；降低温度，化学平衡向着放热反应方向移动，即向逆反应方向移动，B符合题意；移走CO即减小生成物的浓度，平衡向正反应方向移动，C不合题意；加入催化剂只改变反应速率，不能使平衡发生移动，D不合题意。 5.一定温度下容积不变的密闭容器中，对于可逆反应2A(g)＋B(g)2C(g)　ΔH＜0。下列说法中正确的是(　　) A.达到化学平衡时，v(正)＝v(逆)＝0 B.当体系压强不随时间变化时，C的物质的量浓度保持不变 C.达到化学平衡后，减小体系压强，v(逆)增大，v(正)减小，平衡逆向移动 D.ΔH不变时，反应达到化学平衡状态 答案：B 解析：达到化学平衡时，v(正)＝v(逆)≠0，A错误；根据题干方程式可知，反应前后气体的化学计量数之和发生改变， 当体系压强不随时间变化时，说明反应达到平衡状态，则C的物质的量浓度保持不变，B正确；达到化学平衡后，减小体系压强，生成物和反应物的浓度同时减小，则v(逆)减小，v(正)减小，平衡逆向移动，C错误；ΔH只与反应的始态和终态有关，与平衡无关，故ΔH不变不能说明反应达到化学平衡状态，D错误。 6.下列说法正确的是(　　) A.一定条件下，在密闭容器中进行反应：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)　ΔH＝－92.4 kJ·mol－1，平衡后，升高温度，正反应速率减小，逆反应速率增大，平衡逆向移动 B.当反应达到平衡时各组分浓度不再改变，正、逆反应速率不再变化 C.升高温度时，化学反应速率加快，是由于反应的活化能降低，活化分子百分数增大，有效碰撞次数增多 D.常温下铁与稀硫酸反应产生氢气，若将稀硫酸改为浓硫酸，产生氢气速率更快 答案：B 解析：一定条件下，在密闭容器中进行反应：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)　ΔH＝－92.4 kJ·mol－1，平衡后，升高温度，正反应速率增大，逆反应速率增大，平衡向吸热反应即逆反应方向移动，故A错误；当反应达到平衡时各组分浓度不再改变，正、逆反应速率相等且不等于0，故B正确；升高温度时，活化能没有变化，故C错误；常温下铁与浓硫酸发生钝化，故D错误。 题点三　化学平衡移动的相关图像 7.已知：A(g)＋2B(g)3C(g)　ΔH＜0，向一恒温恒容的密闭容器中充入1 mol A和3 mol B发生反应，t1时达到平衡状态Ⅰ，在t2时改变某一条件，t3时重新达到平衡状态Ⅱ，正反应速率随时间的变化如图所示。下列说法正确的是(　　) A.容器内压强不变，表明反应达到平衡 B.t2时改变的条件：向容器中加入C C.平衡时A的体积分数φ：φ(Ⅱ)＜φ(Ⅰ) D.平衡常数K：K(Ⅱ)＜K(Ⅰ) 答案：B 解析：容器内发生的反应为A(g)＋2B(g)3C(g)，该反应是气体分子数不变的可逆反应，所以在恒温恒容条件下，气体的压强始终保持不变，则容器内压强不变，不能说明反应达到平衡状态，A错误；根据图像曲线变化可知，t2～t3过程中，t2时v正'瞬间不变，平衡过程中不断增大，则说明反应向逆反应方向移动，且不是“突变”图像，属于“渐变”过程，所以排除温度与催化剂等因素的影响，改变的条件为向容器中加入C，B正确；最初加入体系中的A和B的物质的量的比值为1∶3，当向体系中加入C时，平衡逆向移动，最终A和B各自物质的量增加的比例为1∶2，因此平衡时A的体积分数：φ(Ⅱ)＞φ(Ⅰ)，C错误；平衡常数K只与温度有关，因该反应在恒温条件下进行，所以K保持不变，D错误。 8.在一体积可变的密闭容器中充入一定量的NO2(g)和N2O4(g)，发生反应N2O4(g)2NO2(g)　ΔH＞0，体系中各物质的百分含量与温度的变化关系如图所示，下列说法正确的是(　　) A.曲线①表示NO2的百分含量 B.反应达到平衡后，保持其他条件不变，压缩容器的体积平衡向左移，气体颜色变浅 C.若m点为反应平衡点，此时平衡常数K＝1 D.反应达到平衡后，保持其他条件不变，往该容器中充入少量稀有气体，平衡不移动 答案：A 解析：该反应是吸热反应，升高温度，平衡正向移动，二氧化氮百分含量增大，因此曲线①表示NO2的百分含量，故A正确；反应达到平衡后，保持其他条件不变，压缩容器的体积平衡左移，假设将体积变为原来一半，二氧化氮浓度变为原来的2倍，在2倍基础上减小，但重新平衡后二氧化氮浓度仍比原来浓度大，因此气体颜色先变深后变浅，最终气体颜色比原平衡时深，故B错误；若m点为反应平衡点，两者物质的量浓度相等，若两者浓度都为1 mol·L－1，则此时平衡常数K＝1，若两者浓度不等于1 mol·L－1，则此时平衡常数K≠1，故C错误；反应达到平衡后，保持其他条件不变，往该容器中充入少量稀有气体，容器体积变大，平衡向体积增大的方向即正向移动，故D错误。 9.在一定温度下的可逆反应：mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)，生成物C的体积分数与压强p1和p2、时间t1和t2的关系如图所示，则在下列关系式中正确的是(　　) A.p1＞p2 B.p1＜p2 C.m＋n＞p＋q D.m＋n＝p＋q 答案：B 解析：根据“先拐先平数值大”的原则知p1＜p2，增大压强，C的体积分数减小，平衡向逆反应方向移动，说明逆反应是一个气体体积减小的反应，因此m＋n＜p＋q。 10.研究表明汽车尾气处理存在反应：N2O(g)＋CO(g)N2(g)＋CO2(g)，N2O与CO在Fe＋作用下发生反应的能量变化及反应历程如图所示。下列说法不正确的是(　　) A.升高温度，该反应的平衡常数减小 B.Fe＋不影响该反应的焓变 C.FeO＋可以有效提高反应物的平衡转化率 D.Fe＋＋N2OFeO＋＋N2，FeO＋＋COFe＋＋CO2两步反应，前者反应速率慢 答案：C 解析：反应物的能量高，生成物的能量低，则该反应为放热反应，升高温度，平衡逆向移动，该反应的平衡常数减小，故A正确；根据反应历程图可知，总反应为N2O(g)＋CO(g)N2(g)＋CO2(g)，实际过程是分两步进行的，第一步由Fe＋和N2O经过过渡态得到产物FeO＋和N2，第二步反应为FeO＋＋COFe＋＋CO2，Fe＋为反应的催化剂，催化剂只能加快反应速率，不影响反应的焓变，故B正确；FeO＋为中间产物，中间产物与反应物的平衡转化率无关，所以FeO＋不能有效提高反应物的平衡转化率，故C错误；由图可知，第一步反应Fe＋＋N2OFeO＋＋N2活化能大，所以反应速率慢，故D正确；答案选C。 11.(双选)已知HF分子在一定条件下会发生二聚反应:2HF(g) (HF)2(g)。经实验测得,不同压强下,体系的平均相对分子质量(=)随温度(T)的变化曲线如图所示,下列说法正确的是 (　　) A.该反应的ΔH<0 B.气体的总压强:p(a)>p(b)=p(c) C.平衡常数:K(a)=K(b)<K(c) D.测定HF的相对分子质量要在低压、高温条件下更准确 答案:AD 解析:由图可知,压强一定时,体系的平均相对分子质量随着温度的升高而减小,即升高温度,平衡逆向移动,则正反应放热,反应的ΔH<0,故A正确;二聚反应2HF(g)⥫⥬(HF)2(g)是气体体积减小的反应,温度一定时,增大压强,平衡正向移动,即压强越大,体系的平均相对分子质量越大,由图可知,气体的总压强:p(a)<p(b)=p(c),故B错误;由选项A的分析可知,该反应为放热反应,升高温度时平衡逆向移动,平衡常数K减小,则平衡常数:K(a)>K(c)>K(b),故C错误;二聚反应2HF(g) ⥫⥬(HF)2(g)是气体体积减小的放热反应,低压、高温条件均有利于平衡逆向移动,即低压、高温条件下HF体积分数变大,所以测定HF的相对分子质量要在低压、高温条件下更准确,故D正确。 12.(16分)氢气既是一种优质的能源，又是一种重要化工原料，高纯氢的制备是目前的研究热点。 (1)甲烷水蒸气催化重整是制备高纯氢的方法之一，甲烷和水蒸气反应的热化学方程式是 CH4(g)＋2H2O(g)CO2(g)＋4H2 (g)　 ΔH＝＋165.0 kJ·mol－1 已知反应器中存在如下反应过程： ⅰ.CH4(g)＋H2O(g)CO(g)＋3H2 (g)　 ΔH1＝＋206.4 kJ·mol－1 ⅱ.CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)　 ΔH2 化学键 H—H O—H C—H C≡O 键能E/(kJ·mol－1) 436 465 a 1 076 根据上述信息计算：ΔH2＝　　　　　　　。 (2)欲增大CH4转化为H2的平衡转化率，可采取的措施有　　　　(填字母)。 A.适当增大反应物投料比n(H2O)∶n(CH4) B.增大压强 C.分离出CO2 (3)H2用于工业合成氨：N2＋3H22NH3。将n(N2)∶n(H2)＝1∶3的混合气体，匀速通过装有催化剂的反应器(如图1)反应，反应器温度变化与从反应器排出气体中NH3的体积分数φ(NH3)关系如图2，反应器温度升高NH3的体积分数φ(NH3)先增大后减小的原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 (4)某温度下，n(N2)∶n(H2)＝1∶3的混合气体在刚性容器内发生反应，起始气体总压为2×107 Pa，平衡时总压为开始的90％，则H2的转化率为　　　　。 答案：(1)－41.4 kJ·mol－1　(2)AC (3)当温度低于T0时，反应未达到平衡状态，则温度越高反应速率越快，相同时间内生成的NH3越多；当温度高于T0时，反应已经达到平衡状态，此时升高温度，化学平衡逆向移动，导致NH3的体积分数减小 (4)20％ 解析：(1)根据题干信息可知，反应Ⅰ：CH4(g)＋2H2O(g)CO2(g)＋4H2 (g)　ΔH＝＋165.0 kJ·mol－1，反应ⅰ.CH4(g)＋H2O(g)CO(g)＋3H2 (g)　ΔH1＝＋206.4 kJ·mol－1，则反应Ⅰ减去反应ⅰ可得反应ⅱ，根据盖斯定律可知，ΔH2＝ΔH－ΔH1＝(＋165.0 kJ·mol－1)－(＋206.4 kJ·mol－1)＝－41.4 kJ·mol－1。(2)根据题干方程式CH4(g)＋2H2O(g)CO2(g)＋4H2(g)　ΔH＝＋165.0 kJ·mol－1可知正反应是一个气体体积增大的吸热反应，适当增大反应物投料比n(H2O)∶n(CH4)，即增大H2O(g)的用量，平衡正向移动，CH4的转化率增大，A符合题意；增大压强，上述平衡逆向移动，CH4的平衡转化率减小，B不合题意；分离出CO2即减小生成物的浓度，平衡正向移动，CH4的平衡转化率增大，C符合题意。(3)H2用于工业合成氨：N2＋3H22NH3。将n(N2)∶n(H2)＝1∶3的混合气体，匀速通过装有催化剂的反应器反应，即气体经过反应器的时间相同，由反应器温度变化与从反应器排出气体中NH3的体积分数φ(NH3)关系图可知，当温度低于T0时，反应未达到平衡状态，则温度越高反应速率越快，相同时间内生成的NH3越多；当温度高于T0时，反应已经达到平衡状态，此时升高温度，化学平衡逆向移动，导致NH3的体积分数减小。(4)某温度下，n(N2)∶n(H2)＝1∶3的混合气体在刚性容器内发生反应，起始气体总压为2×107 Pa，平衡时总压为开始的90％，设初始加入N2为a mol，H2为3a mol，消耗的N2为x mol。根据三段式： 　　　　　　　 N2　＋　3H2　　2NH3 起始量(mol) a 3a 0 转化量(mol) x 3x 2x 平衡量(mol) a－x 3a－3x 2x 恒温恒容时气体的压强之比等于气体的物质的量之比，即＝90％，即得x＝0.2a，则H2的转化率为×100％＝20％。 学科网（北京）股份有限公司 $