专题05 化学反应的限度（期中复习讲义） 高二化学上学期鲁科版

专题05 化学反应的限度 考查重点 命题角度 平衡常数及其计算 化学平衡常数表达式、能进行平衡常数计算、转化率的计算 平衡常数的应用 利用平衡常数和浓度商的关系判断平衡状态及平衡移动的方向 化学平衡状态 化学平衡状态的判断 化学平衡的影响元素 浓度、压强、温度对化学平衡状态的影响 勒·夏特列原理 用勒·夏特列原理解释常见现象 一、化学平衡常数 1．平衡常数表达式 以化学反应aA＋bBcC＋dD为例：平衡常数K＝，单位：(mol·L－1)(c＋d)－(a＋b)。 【特别提醒】纯固体或纯液体不列入平衡常数表达式中。 2．意义：对于同类型反应，平衡常数的大小反映了化学反应可能进行的程度(即反应限度)。平衡常数的数值越大，说明反应可以进行得越 。 3．影响因素 (1)内因：反应物的本身 。 (2)外因：反应体系的 。 二、平衡转化率 1．表达式 对于化学反应aA＋bBcC＋dD，反应物A的平衡转化率可以表示为 α(A)＝×100%＝×100%＝×100%。 2．规律 (1)同一反应的不同反应物，其 可能不同；当按照反应系数之比投入反应物时，反应物 相同。 (2)多种反应物参加反应时，提高一种反应物的物质的量，可以 其他反应物的转化率，而该反应物本身的转化率会 。 【特别提醒】若求某一时刻的转化率，只要把平衡时的反应物物质的量改为某一时刻的反应物物质的量即可。 三、平衡常数的计算 1．模式——三段式 　　　　　　 　　 mA(g)＋nB(g) pC(g)＋qD(g) 初始浓度/(mol·L－1) a b 0 0 转化浓度/(mol·L－1) mx nx px qx 平衡浓度/(mol·L－1) a－mx b－nx px qx 2．物质浓度的变化关系 (1)反应物：平衡浓度＝初始浓度－转化浓度； (2)反应产物：平衡浓度＝初始浓度＋转化浓度； (3)转化浓度之比等于化学方程式中 之比。 3．化学平衡常数和平衡转化率的区别与联系 (1)对某一个具体反应，在温度一定时，只有一个化学平衡常数；但不同反应物的平衡转化率可能不同。故必须指明是哪一反应物的平衡转化率。 (2)平衡常数和平衡转化率都能定量表示化学反应的限度。平衡常数只与 有关，而平衡转化率的影响因素有 、 、 等。 (3)温度一定，平衡常数越大，平衡转化率不一定越大。 四、化学平衡的移动 1．化学平衡的移动 (1)内容：受温度、压强或浓度变化的影响，化学反应由一种 变为另一种 的过程。 (2)图示表示 2．平衡移动方向的判断 (1)根据速率判断 ①若v(正)＞v(逆)，则平衡 移动。 ②若v(正)＝v(逆)，则平衡 移动。 ③若v(正)＜v(逆)，则平衡 移动。 (2)根据结果判断 对于一个已达到化学平衡状态的反应，如平衡移动的结果使反应产物 更大，则称平衡正向移动或向右移动；反之，称平衡逆向移动或向左移动。 五、外界条件对化学平衡的影响 1.温度的影响 （1）实验 2NO2(g)N2O4(g)　ΔH＝－57.2 kJ·mol－1 红棕色　　　无色 实验内容 实验现象 实验结论 将充有NO2的球形容器放入热水中 红棕色明显 (填“加深”或“变浅”，下同) 升高温度，平衡向 方向移动 将充有NO2的球形容器放入冷水中 红棕色明显 降低温度，平衡向 方向移动 （2）结论： 研究发现，升高温度，化学平衡向 方向移动；降低温度，化学平衡向 方向移动。 （3）原因：温度改变使 改变。 【特别提醒】化学平衡移动，平衡常数不一定改变；平衡常数改变，平衡一定移动。 2.浓度的影响 （1） （2）原因：浓度的改变导致 的改变，但K ，使Q≠K，从而导致平衡移动。 【特别提醒】浓度的改变不一定会使化学平衡移动。 3.压强的影响 （1）Δvg＝(化学方程式中 化学式前系数之和)－(化学方程式中 化学式前系数之和)。 （2）结论：Δvg＝0　改变压强，化学平衡状态 ； Δvg≠0　增大压强，化学平衡向化学方程式中气态物质化学式前系数 的方向移动。 （3）原因：压强改变导致 改变， 的改变导致 (Q)的改变，使Q≠K，从而导致平衡移动。 【特别提醒】压强的改变只影响有气体参加或生成的可逆反应，增大压强时各气体组分的浓度变大，减小压强时各气体组合的浓度减小。 4.催化剂与化学平衡 催化剂能够 地改变正反应速率和逆反应速率，因此，它对化学平衡的移动没有影响。 5.外界条件对化学平衡的影响规律总结 （1）升高温度，有利于平衡向 移动 （2）改变浓度，若Q＞K，平衡 移动；若Q＜K，平衡 移动 （3）改变压强，若Q＞K，平衡 移动；若Q＜K，平衡 移动(对有气体参与的反应) 六、勒夏特列原理 1.内容：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.注意事项 （1）适用范围：适用于任何动态平衡体系(如在第三章将学到的难溶电解质的沉淀溶解平衡、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”。 3.应用：在化学工业和环境保护等领域有十分重要的应用。根据化学平衡移动原理，可以更加科学、有效地调控和利用化学反应，尽可能地让化学反应按照人们的需要进行。 七、比较化学反应速率大小的方法 1.定性比较 通过明显的实验现象，如反应的剧烈程度、产生气泡或沉淀的快慢、固体消失或气体充满所需时间的长短等来定性判断化学反应的快慢。如K与水反应比Na与水反应剧烈，则反应速率：K>Na。 2.定量比较 ①“一看”：看化学反应速率的单位是否一致，若不一致，需转化为同一单位。 ②“二化”：将不同物质的化学反应速率转化成同一物质的化学反应速率，或分别除以相应物质的化学计量数，所得数值大的速率大。 ③“三比较”：标准统一后比较数值大小，数值越大，反应速率越大。 3．统一标准法 当比较同一反应的化学反应速率的相对大小时，按相应的化学方程式中各物质化学式前的系数之比换算成同一物质表示的化学反应速率，单位统一，再比较数值大小。 4．比值比较法 比较化学反应速率与其相应化学方程式中各物质化学式前的系数的比值大小，在单位相同时，数值大者反应速率大，如对于反应mA(g)＋nB(g)===pC(g)，有v(A)、v(B)、v(C)三者中，单位相同时数值大者表示的反应速率大。 题型一 化学平衡常数的认识和表达式 【典例1】将amolX、Y混合气体(物质的量之比为1∶1)加入某容积可变的密闭容器中，发生反应：，保持一定温度，改变压强分别达到平衡时，测得不同压强下气体X的物质的量浓度如表所示： 压强p/Pa 2×105 5×105 1×106 3×106 0.08 0.20 0.40 0.80 下列说法正确的是 A．保持一定温度，增大压强，平衡正向移动 B．当压强为3×106Pa时，此反应的平衡常数表达式为 C．2×105Pa时X的平衡转化率大于5×105Pa时X的平衡转化率 D．当压强为2×105Pa时，若再向体系中加入bmolY，重新达到平衡时，体系中气体总物质的量为 【变式1-1】在溶液中存在如下平衡。取两支试管，分别加入2ml 0.5mol/L 溶液，将其中一支试管先加热，然后置于冷水中，观察并记录现象，与另一支试管进行对比。下列分析正确的是 A．冰水浴后，观察到溶液蓝色变浅 B．保持温度不变，加入少量的化学平衡正向移动，该反应平衡常数K增大 C．该反应的平衡常数表达式为 D．其他条件不变，在对溶液加热时可能观察到溶液变为绿色 【变式1-2】工业生产过程中发生反应。下列说法正确的是 A．该反应 B．该反应的平衡常数 C．其他条件不变，升高温度，NO的平衡转化率下降 D．上述反应中每消耗1mol ，转移电子的数目约为 【变式1-3】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 题型二 化学平衡常数的计算 【典例2】一定温度下，将2molA和2molB两种气体混合放入体积为2L的密闭刚性容器中，发生反应3A(g)+B(g)xC(g)+2D(g)，2min末反应达到平衡，生成0.8molD，并测得C的物质的量浓度为0.4mol/L，下列说法正确的是 A．此温度下该反应的平衡常数K等于0.5 B．平衡后，再充入0.8molB和0.8molD，平衡不移动 C．x的值为1 D．A和B的平衡转化率相等 【变式2-1】在恒容密闭容器中，加入1mol CO和1mol发生反应：，一定温度下，达到平衡时测得，下列说法不正确的是 A．在该温度下，反应的平衡常数 B．在平衡后的容器中，继续加入1mol CO，重新达到平衡后，所得平衡常数增大 C．CO的平衡转化率为50% D．平衡时为0.5mol 【变式2-2】在20L的密闭容器中按物质的量之比1：2充入CO和合成甲醇：。测得CO的平衡转化率与温度、压强(、)的关系如图所示，和195℃时随时间的变化如表所示。下列说法正确的是 0 1 3 5 8 5 4 4 A．该反应， B．和195℃时，0～3min内平均速率 C．在195℃下，该反应的平衡常数K=25 D．下，B点处 【变式2-3】已知某物质热分解的化学方程式为：2X(g)Y(g)＋2Z(g)，向容器中充入一定量的X，维持体系压强为100kPa，反应在不同温度下达到平衡时，混合气体中各组分的体积分数如图所示。下列说法正确的是 A．该反应∆H<0 B．曲线b表示Y的体积分数 C．保持温度恒定，继续通入一定量的X，X的转化率减小 D．1300℃时，该反应的压强平衡常数Kp=7.4kPa 题型三 化学平衡状态判断 【典例3】一定温度下，对可逆反应A(g)+2B(g)3C(g)的下列叙述中，能说明反应已达到平衡的是 A．C生成的速率与C分解的速率相等 B．单位时间内消耗a molA，同时生成3a molC C．容器内的压强不再变化 D．混合气体的物质的量不再变化 【变式3-1】在恒温恒容条件下，对于密闭容器中进行的反应：，下列说法能充分说明该反应已达到化学平衡状态的是 A．正、逆反应速率相等且等于零 B．容器内压强不再变化 C．X、Y、Z在容器中共存 D．3v正(Y)=2v逆(Z) 【变式3-2】在一定温度下的某密闭容器中，不能说明可逆反应H2(g)＋I2(g)2HI(g)已经达到平衡状态的标志是 A．HI的生成速率与HI的分解速率相等 B．HI的生成速率与H2的生成速率之比是2：1 C．单位时间内，一个H—H键断裂的同时有两个H—I键断裂 D．单位时间内，2molHI反应的同时生成1molI2 【变式3-3】50℃时，在容积固定的密闭容器中先放入催化剂，然后向其中充入等物质的量的氮气和氢气发生合成氨反应，下列说法不能表示反应达到化学平衡状态的是 A．氮气的体积分数保持不变 B．混合气体的密度保持不变 C．容器内的气体总压强保持不变 D．混合气体的平均摩尔质量保持不变 题型四 平衡转化率计算 【典例4】在一定条件下发生反应：3A(g)+2B(g)xC(g)+2D(g)，在2 L密闭容器中，把4mol A和2mol B混合，2min后达到平衡时生成1.6mol C，又测得反应速率vB＝0.2mol•L﹣1•min﹣1，则下列说法中正确的是 A．达到平衡时A的浓度为1.4mol•L﹣1 B．B的转化率为20% C．平衡时气体压强是原来的0.94倍 D．x＝3 【变式4-1】在容积不变的密闭容器中，将与混合加热到一定温度，发生反应，反应达到平衡时，该反应的平衡常数K为1.0。下列说法正确的是 A．该反应的平衡常数表达式为 B．反应达到平衡时， C．的平衡转化率为 D．不管反应进行到何种程度，容器中原子个数之比保持不变 【变式4-2】一定温度下(T2＞Tl)，在3个体积均为2.0 L的恒容密闭容器中反应 2NO(g)+ Cl2(g) 2ClNO(g)(正反应放热)达到平衡，下列说法正确的是 容器 温度/(℃) 物质的起始浓度/ mol·L-1 物质的平衡浓度/ mol·L-1 c(NO) c(Cl2) c(ClNO) c(ClNO) I T1 0.20 0.10 0 0.04 II T2 0.20 0.10 0.20 c 1 III T3 0 0 0.20 c 2 A．达到平衡时，容器I与容器II中的总压强之比为1：2 B．达到平衡时，容器III中ClNO的转化率小于80% C．达到平衡时，容器II中c(ClNO(/ c(NO)比容器I中的小 D．若温度为Tl，起始时向同体积恒容密闭容器中充入0.20 mol NO(g)、0.2 mol Cl2(g)和0.20 mol ClNO(g)，则该反应向逆反应方向进行 【变式4-3】氮氧化物的排放是导致酸雨的原因。某研究小组利用反应探究NO的转化： ，向体积均为IL的两个密闭容器中分别加入2molCO（g）和2molNO（g），探究绝热恒容和恒温恒容条件下压强随时间的变化曲线，如图所示，下列有关说法错误的是 A．乙为恒温恒容条件下发生的反应 B．甲容器中NO的平衡转化率为 C．反应平衡常数：M＜N D．甲容器压强先增大的原因是反应放热，产生的热量使体系温度升高，压强增大 题型五 平衡移动的影响因素 【典例5】下列说法不正确的是 A．反应混合物各组分百分含量发生改变，化学平衡一定发生了移动 B．反应条件的改变引起v正≠v逆，则平衡一定发生移动 C．平衡移动，反应物的浓度一定减小 D．反应条件发生变化，化学平衡不一定移动 【变式5-1】在密闭容器中，反应X2(g)+Y2(g)2XY(g)ΔH<0，达到甲平衡状态，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，且乙>甲 D．图Ⅲ 是升高温度 【变式5-2】对于密闭容器中的可逆反应：  ，达到化学平衡后，改变条件，下列叙述不正确的是 A．其他条件不变，增大压强(缩小容积)，化学平衡不一定发生移动 B．其他条件不变(恒容)，通入氦气，化学平衡不移动 C．其他条件不变，增加X或Y的量，化学平衡一定发生移动 D．其他条件不变，升高温度，化学平衡常数一定改变 【变式5-3】在恒温恒容的密闭容器中，开始时充入1mol⋅L-1A和2mol⋅L-1B，发生可逆反应：，反应达到平衡时，下列说法正确的是 A．增大压强，正反应速率增大，逆反应速率减小 B．反应停止，各物质浓度保持不变 C．减小压强，平衡向逆反应方向移动 D．容器内压强与反应开始时相等 题型六 平衡移动的图像 【典例6】国际空间站航天员产生的可用如下反应处理 。若某温度下，向1L密闭容积中充入4.0mol 和1.0mol，测得容器内气体的压强随着时间的变化如下图所示。下列说法正确的是 A．4min时的转化率为25% B．该温度下此反应的化学平衡常数为6.75 C．4min时容器内气体的密度为 D．若采用2L固定容积的密闭容器，其他条件均保持不变，则反应达到平衡时对应体系内压强的点是C点 【变式6-1】一定条件下可合成乙烯：6H2(g)+2CO2(g) ⇌CH2=CH2 (g)+4H2O(g) 已知温度对CO2的平衡转化率和催化剂催化效率的影响如图所示，下列说法正确的是 A．温度不变，若增大压强，ν正增加、ν逆减小 B．升高温度，平衡向逆反应方向移动，催化剂的催化效率降低 C．温度不变，若恒压下向平衡体系中充入惰性气体，平衡不移动 D．若投料比n(H2)：n(CO2)=3：1，则图中 M点乙烯的体积分数为7.7% 【变式6-2】烷烃催化裂解也可制备氢气：，催化裂解过程中利用膜反应新技术可以实现边反应边分离出生成的氢气。不同温度下，1.0mol乙烷在容积为1.0L的恒容密闭容器中发生催化裂解反应，氢气移出率[]不同时，的平衡转化率与反应温度的关系如图所示： 下列说法正确的是 A．加入催化剂，可以通过降低反应的活化能达到减小 B．若，则B点时体系内碳、氢原子个数比 C．若A点时，平衡常数K=0.81，则 D．反应达到平衡后，向容器中通入惰性气体，可以增大单位时间内的转化率 【变式6-3】某温度下，在恒容密闭容器中充入一定量的X(g)。发生下列反应：反应I：  △H1＜0；反应Ⅱ：  △H2＜0测得各气体浓度与反应时间的关系如图所示。下列说法不正确的是 A．活化能： B． X(g)的起始浓度为 C．升高温度，反应I、Ⅱ的速率均增大，X的平衡转化率降低 D．其他条件不变，在该体系平衡时再投入一定量的X(g)，则达到新平衡后Z的体积分数大于原平衡 题型七 勒夏特列原理 【典例7】勒夏特列原理又称平衡移动原理。下列现象不能用该原理解释的是 A．夏天打开汽水瓶盖时汽水中产生大量气泡 B．往新制氯水中加入适量碳酸钙固体可以增强漂白能力 C．唾液可以使淀粉水解速率加快 D．CO中毒者应及时移至空气流通处，必要时应放入高压氧舱 【变式7-1】下列事实不能用勒夏特列原理解释的是 A．工业生产硫酸的过程中使用适当过量的氧气，以提高的转化率 B．打开可乐瓶盖，有大量气泡产生 C．热纯碱溶液比冷的纯碱溶液洗涤油污的能力强 D．加入可以加快的分解速率 【变式7-2】下列事实不能用勒夏特列原理解释的是 A．高压比常压更有利于合成氨反应 B．Na(l)+KCl(l)NaCl(l)+K(g)选取适宜的温度，使K成蒸气从反应混合物中分离出来 C．压缩H2和I2(g)反应的平衡混合气体，气体颜色变深 D．实验室可用排饱和食盐水的方法收集氯气 【变式7-3】下列事实能用平衡移动原理解释的是 A．H2O2溶液中加入少量固体，促进分解 B．向溶液中滴加几滴KSCN溶液，溶液呈红色，再加入少量铁粉，溶液红色变浅 C．带活塞密闭容器内存在平衡，向外拉动活塞颜色变浅 D．锌片与稀反应过程中，加入少量固体，促进的产生 基础通关练（测试时间：10分钟） 1．在一个恒温恒容的密闭容器中进行合成氨反应，下列证据能判断反应已达平衡状态的是 A． B．气体密度不再变化 C．每消耗就同时消耗 D．混合气体的平均摩尔质量不再变化 2．下列事实不能用勒夏特列原理解释的是 A．溶液中存在：，对溶液加热，溶液由蓝色变为黄绿色 B．向含有的红色溶液中加入铁粉，振荡，溶液红色变浅或褪去 C．对，平衡体系增大压强可使颜色变深 D．工业制硫酸中常鼓入过量空气有利于转化为 3．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 4．对于可逆反应：  ，下列图像中符合真实变化的是 A． B． C． D． 5．对于反应：，下列措施不能促进平衡正向移动的是 A．恒容充入气体 B．在原容器中再充入 C．缩小容器的容积 D．将水蒸气从体系中分离 重难突破练（测试时间：10分钟） 6．某温度下，将等物质的量的气体A、B混合于2L的恒容密闭容器中，发生如下反应：，经2min后测得B的物质的量分数为25%，以D表示的反应速率，下列说法正确的是 A．2min时，B的浓度为1.5mol/L B．反应时，向容器中通入氦气，容器内压强增大，化学反应速率加快 C．A、B起始物质的量均为3mol D．若混合气体的平均相对分子质量不变，则表明该反应已达到平衡状态 7．和可以相互转化：，反应过程放热，现将一定量和的混合气体通入体积为1L的恒容密闭容器中，和浓度随时间变化关系如图。下列说法正确的是 A．25min时改变的条件是增大了的浓度 B．容器内混合气体的平均摩尔质量不变时可判断达到了化学平衡状态 C．a点时正、逆反应速率相等，达到了化学平衡状态 D．温度一定时，容器中b与c点气体总压强相等 8．“碳达峰、碳中和”是我国社会发展重大战略之一，催化加氢可获得和。一定条件下将1mol 和3.3mol 充入容积为1L的密闭容器中反应，测得相同时间内转化率随温度变化的关系如图所示。下列关于该反应的说法正确的是 A．该反应可表示为    △H>0 B．研发高效催化剂，可提高化学反应的速率，使平衡正向移动 C．若该反应已达到平衡状态，使用分子筛膜[可选择性分离出(g)]能促进平衡正向移动，增大的转化率 D．若A点时同时再加入0.1mol 和0.1mol (g)，平衡逆向移动 9．利用臭氧可除去室内的HCHO(甲醛)。一定条件下，将2molHCHO(g)和2.5mol(g)充入一密闭容器中发生反应。实验测得HCHO的平衡转化率与温度和压强的关系如图所示，已知为用平衡分压表示的平衡常数，分压=总压×物质的量分数。下列说法错误的是 A．该反应的△H<0 B． C．M点的压强平衡常数 D．及时移出(g)可增大HCHO的平衡转化率 10．某容器中只发生反应：。由下列图象得出的结论正确的是 A．其他条件相同，如图1所示，平衡时Y的转化率： B．其他条件相同，如图1所示，若压强，则 C．向两恒容密闭容器中按不同投料比分别通入一定量的X和Y，Y的平衡转化率随温度变化曲线如图2所示，则平衡常数 D．相同温度下，分别向体积不等的A、B两个恒容密闭容器中均通入2molX和2molY，反应到tmin时X的转化率如图3所示。若B中反应已达到平衡状态，则A中反应一定也达到了平衡状态 3 / 3 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题05 化学反应的限度 考查重点 命题角度 平衡常数及其计算 化学平衡常数表达式、能进行平衡常数计算、转化率的计算 平衡常数的应用 利用平衡常数和浓度商的关系判断平衡状态及平衡移动的方向 化学平衡状态 化学平衡状态的判断 化学平衡的影响元素 浓度、压强、温度对化学平衡状态的影响 勒·夏特列原理 用勒·夏特列原理解释常见现象 一、化学平衡常数 1．平衡常数表达式 以化学反应aA＋bBcC＋dD为例：平衡常数K＝，单位：(mol·L－1)(c＋d)－(a＋b)。 【特别提醒】纯固体或纯液体不列入平衡常数表达式中。 2．意义：对于同类型反应，平衡常数的大小反映了化学反应可能进行的程度(即反应限度)。平衡常数的数值越大，说明反应可以进行得越完全。 3．影响因素 (1)内因：反应物的本身性质。 (2)外因：反应体系的温度。 二、平衡转化率 1．表达式 对于化学反应aA＋bBcC＋dD，反应物A的平衡转化率可以表示为 α(A)＝×100%＝×100%＝×100%。 2．规律 (1)同一反应的不同反应物，其转化率可能不同；当按照反应系数之比投入反应物时，反应物转化率相同。 (2)多种反应物参加反应时，提高一种反应物的物质的量，可以提高其他反应物的转化率，而该反应物本身的转化率会降低。 【特别提醒】若求某一时刻的转化率，只要把平衡时的反应物物质的量改为某一时刻的反应物物质的量即可。 三、平衡常数的计算 1．模式——三段式 　　　　　　 　　 mA(g)＋nB(g) pC(g)＋qD(g) 初始浓度/(mol·L－1) a b 0 0 转化浓度/(mol·L－1) mx nx px qx 平衡浓度/(mol·L－1) a－mx b－nx px qx 2．物质浓度的变化关系 (1)反应物：平衡浓度＝初始浓度－转化浓度； (2)反应产物：平衡浓度＝初始浓度＋转化浓度； (3)转化浓度之比等于化学方程式中各物质系数之比。 3．化学平衡常数和平衡转化率的区别与联系 (1)对某一个具体反应，在温度一定时，只有一个化学平衡常数；但不同反应物的平衡转化率可能不同。故必须指明是哪一反应物的平衡转化率。 (2)平衡常数和平衡转化率都能定量表示化学反应的限度。平衡常数只与温度有关，而平衡转化率的影响因素有温度、浓度、压强等。 (3)温度一定，平衡常数越大，平衡转化率不一定越大。 四、化学平衡的移动 1．化学平衡的移动 (1)内容：受温度、压强或浓度变化的影响，化学反应由一种平衡状态变为另一种平衡状态的过程。 (2)图示表示 2．平衡移动方向的判断 (1)根据速率判断 ①若v(正)＞v(逆)，则平衡正向移动。 ②若v(正)＝v(逆)，则平衡不移动。 ③若v(正)＜v(逆)，则平衡逆向移动。 (2)根据结果判断 对于一个已达到化学平衡状态的反应，如平衡移动的结果使反应产物浓度更大，则称平衡正向移动或向右移动；反之，称平衡逆向移动或向左移动。 五、外界条件对化学平衡的影响 1.温度的影响 （1）实验 2NO2(g)N2O4(g)　ΔH＝－57.2 kJ·mol－1 红棕色　　　无色 实验内容 实验现象 实验结论 将充有NO2的球形容器放入热水中 红棕色明显加深(填“加深”或“变浅”，下同) 升高温度，平衡向吸热方向移动 将充有NO2的球形容器放入冷水中 红棕色明显变浅 降低温度，平衡向放热方向移动 （2）结论： 研究发现，升高温度，化学平衡向吸热反应方向移动；降低温度，化学平衡向放热反应方向移动。 （3）原因：温度改变使平衡常数改变。 【特别提醒】化学平衡移动，平衡常数不一定改变；平衡常数改变，平衡一定移动。 2.浓度的影响 （1） （2）原因：浓度的改变导致浓度商的改变，但K不变，使Q≠K，从而导致平衡移动。 【特别提醒】浓度的改变不一定会使化学平衡移动。 3.压强的影响 （1）Δvg＝(化学方程式中气态反应产物化学式前系数之和)－(化学方程式中气态反应物化学式前系数之和)。 （2）结论：Δvg＝0　改变压强，化学平衡状态不变； Δvg≠0　增大压强，化学平衡向化学方程式中气态物质化学式前系数减小的方向移动。 （3）原因：压强改变导致浓度改变，浓度的改变导致浓度商(Q)的改变，使Q≠K，从而导致平衡移动。 【特别提醒】压强的改变只影响有气体参加或生成的可逆反应，增大压强时各气体组分的浓度变大，减小压强时各气体组合的浓度减小。 4.催化剂与化学平衡 催化剂能够同等程度地改变正反应速率和逆反应速率，因此，它对化学平衡的移动没有影响。 5.外界条件对化学平衡的影响规律总结 （1）升高温度，有利于平衡向吸热方向移动 （2）改变浓度，若Q＞K，平衡逆向移动；若Q＜K，平衡正向移动 （3）改变压强，若Q＞K，平衡逆向移动；若Q＜K，平衡正向移动(对有气体参与的反应) 六、勒夏特列原理 1.内容：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.注意事项 （1）适用范围：适用于任何动态平衡体系(如在第三章将学到的难溶电解质的沉淀溶解平衡、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”。 3.应用：在化学工业和环境保护等领域有十分重要的应用。根据化学平衡移动原理，可以更加科学、有效地调控和利用化学反应，尽可能地让化学反应按照人们的需要进行。 七、比较化学反应速率大小的方法 1.定性比较 通过明显的实验现象，如反应的剧烈程度、产生气泡或沉淀的快慢、固体消失或气体充满所需时间的长短等来定性判断化学反应的快慢。如K与水反应比Na与水反应剧烈，则反应速率：K>Na。 2.定量比较 ①“一看”：看化学反应速率的单位是否一致，若不一致，需转化为同一单位。 ②“二化”：将不同物质的化学反应速率转化成同一物质的化学反应速率，或分别除以相应物质的化学计量数，所得数值大的速率大。 ③“三比较”：标准统一后比较数值大小，数值越大，反应速率越大。 3．统一标准法 当比较同一反应的化学反应速率的相对大小时，按相应的化学方程式中各物质化学式前的系数之比换算成同一物质表示的化学反应速率，单位统一，再比较数值大小。 4．比值比较法 比较化学反应速率与其相应化学方程式中各物质化学式前的系数的比值大小，在单位相同时，数值大者反应速率大，如对于反应mA(g)＋nB(g)===pC(g)，有v(A)、v(B)、v(C)三者中，单位相同时数值大者表示的反应速率大。 题型一 化学平衡常数的认识和表达式 【典例1】将amolX、Y混合气体(物质的量之比为1∶1)加入某容积可变的密闭容器中，发生反应：，保持一定温度，改变压强分别达到平衡时，测得不同压强下气体X的物质的量浓度如表所示： 压强p/Pa 2×105 5×105 1×106 3×106 0.08 0.20 0.40 0.80 下列说法正确的是 A．保持一定温度，增大压强，平衡正向移动 B．当压强为3×106Pa时，此反应的平衡常数表达式为 C．2×105Pa时X的平衡转化率大于5×105Pa时X的平衡转化率 D．当压强为2×105Pa时，若再向体系中加入bmolY，重新达到平衡时，体系中气体总物质的量为 【答案】D 【分析】保持一定温度、X(g)和Y(g)起始量相同，容积可变，结合表格中数据可知，在1×106Pa之前，增大压强为原来的x倍，X的平衡浓度等于原来X平衡浓度的x倍，则1×106Pa之前增大压强，平衡不移动，m+n=p，且Z一定为气体；3×106Pa是1×106Pa的3倍，但X的平衡浓度的值比0.40的3倍小，说明此时Z为非气态。 【解析】根据分析，1×106Pa之前增大压强，平衡不移动，3×106Pa之后增大压强，平衡正向移动，A错误；当压强为3×106Pa时，Z为非气态，故此反应的平衡常数表达式为，B错误；由上述分析可得，2×105Pa时X的平衡转化率与5×105Pa时X的平衡转化率相等，C错误；当压强为2×105Pa时，反应前后气体分子数不变，达到平衡时，体系共有amol气体，再向体系中加入bmolY，重新达到平衡时，体系中气体总物质的量为，D正确；故选D。 【变式1-1】在溶液中存在如下平衡。取两支试管，分别加入2ml 0.5mol/L 溶液，将其中一支试管先加热，然后置于冷水中，观察并记录现象，与另一支试管进行对比。下列分析正确的是 A．冰水浴后，观察到溶液蓝色变浅 B．保持温度不变，加入少量的化学平衡正向移动，该反应平衡常数K增大 C．该反应的平衡常数表达式为 D．其他条件不变，在对溶液加热时可能观察到溶液变为绿色 【答案】D 【解析】冰水浴后，，降低温度，平衡逆向移动，观察到溶液蓝色变深，故A错误；保持温度不变，平衡常数K不变，故B错误；根据平衡常数的定义 ，该反应的平衡常数表达式为，故C错误；其他条件不变，，温度升高，平衡正向移动，在对溶液加热时可能观察到溶液变为绿色，故D正确；故选D。 【变式1-2】工业生产过程中发生反应。下列说法正确的是 A．该反应 B．该反应的平衡常数 C．其他条件不变，升高温度，NO的平衡转化率下降 D．上述反应中每消耗1mol ，转移电子的数目约为 【答案】C 【解析】该反应气体分子数减小，，A错误；该反应的平衡常数，B错误；该反应放热，其他条件不变，升高温度，平衡逆向移动，NO的平衡转化率下降，C正确；上述反应中氧元素化合价由0价降低到-2价，每消耗1mol ，转移电子的数目约为，D错误；故选C。 【变式1-3】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 【解析】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；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；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。 题型二 化学平衡常数的计算 【典例2】一定温度下，将2molA和2molB两种气体混合放入体积为2L的密闭刚性容器中，发生反应3A(g)+B(g)xC(g)+2D(g)，2min末反应达到平衡，生成0.8molD，并测得C的物质的量浓度为0.4mol/L，下列说法正确的是 A．此温度下该反应的平衡常数K等于0.5 B．平衡后，再充入0.8molB和0.8molD，平衡不移动 C．x的值为1 D．A和B的平衡转化率相等 【答案】A 【分析】将2molA和2molB两种气体混合放入体积为2L的密闭刚性容器中，发生反应3A(g)+B(g)xC(g)+2D(g)，2min末反应达到平衡，生成0.8molD，并测得C的物质的量浓度为0.4mol/L，则反应生成0.8molC；所以C、D系数相同，x=2。 【解析】此温度下该反应的平衡常数K0.5，故A正确；平衡后，再充入0.8molB和0.8molD，Q=>K，平衡逆向移动，故B错误；2min末反应达到平衡，生成0.8molD，并测得C的物质的量浓度为0.4mol/L，则反应生成0.8molC；所以C、D系数相同，x=2，故C错误；A的平衡转化率为60%，B的平衡转化率为20%，故D错误；故选A。 【变式2-1】在恒容密闭容器中，加入1mol CO和1mol发生反应：，一定温度下，达到平衡时测得，下列说法不正确的是 A．在该温度下，反应的平衡常数 B．在平衡后的容器中，继续加入1mol CO，重新达到平衡后，所得平衡常数增大 C．CO的平衡转化率为50% D．平衡时为0.5mol 【答案】B 【解析】设容器的体积为V，由题干的数据可知，平衡时各种组分的物质的量都为0.5mol，K===1，故A正确；平衡常数只与温度有关，温度不改变，平衡常数不变，故B错误；由题干可知，消耗的CO为0.5mol，CO的平衡转化率为=50%，故C正确；达到平衡时测得，消耗的H2O为0.5mol，故平衡时为0.5mol，故D正确；故选B。 【变式2-2】在20L的密闭容器中按物质的量之比1：2充入CO和合成甲醇：。测得CO的平衡转化率与温度、压强(、)的关系如图所示，和195℃时随时间的变化如表所示。下列说法正确的是 0 1 3 5 8 5 4 4 A．该反应， B．和195℃时，0～3min内平均速率 C．在195℃下，该反应的平衡常数K=25 D．下，B点处 【答案】C 【解析】根据反应特点，温度不变，压强越大，CO的转化率越大，所以p2>P1，压强不变，升高温度，CO的转化率减小，所以，A错误；p2和195℃时，0～3min ，B错误；达到平衡时，CO、H2、CH3OH的平衡浓度分别为0.1mol·L－1、0.2mol·L－1、0.1mol·L－1，则平衡常数K＝＝＝＝25，C正确；从图象可知，若要使B点在该条件下达到平衡，CO的转化率要减小，即反应应向左进行，所以v正<v逆，D错误；故选C。 【变式2-3】已知某物质热分解的化学方程式为：2X(g)Y(g)＋2Z(g)，向容器中充入一定量的X，维持体系压强为100kPa，反应在不同温度下达到平衡时，混合气体中各组分的体积分数如图所示。下列说法正确的是 A．该反应∆H<0 B．曲线b表示Y的体积分数 C．保持温度恒定，继续通入一定量的X，X的转化率减小 D．1300℃时，该反应的压强平衡常数Kp=7.4kPa 【答案】D 【分析】反应的速率比等于反应的系数比，由图曲线结合化学方程式，a、b、c分别为X、Z、Y的组分的体积分数曲线； 【解析】由图，升高温度，X含量减小，平衡正向移动，为吸热反应，焓变大于0，A错误；由分析，曲线b表示Z的体积分数，B错误； 反应为气体分子数增大的反应，维持体系压强为100kPa，保持温度恒定，继续通入一定量的X，相当于增大体积，导致新平衡在原平衡基础上正向移动，使得X的转化率增大，C错误；1300℃时，X的体积分数是50%，假设反应开始时X物质的量是1 mol，平衡时分解的X为x mol，根据反应方程式：2X(g)Y(g)＋2Z(g)可知在平衡时n(X)=(1-x) mol，n(Z)=x mol，n(Y)=0.5x mol，则=50%，解得x=0.4mol，此时总的物质的量为1.2mol，则用分压表示的化学平衡常数，D正确；故选D。 题型三 化学平衡状态判断 【典例3】一定温度下，对可逆反应A(g)+2B(g)3C(g)的下列叙述中，能说明反应已达到平衡的是 A．C生成的速率与C分解的速率相等 B．单位时间内消耗a molA，同时生成3a molC C．容器内的压强不再变化 D．混合气体的物质的量不再变化 【答案】A 【解析】C生成的速率与C分解的速率相等，说明正逆反应速率相等达到平衡状态，A正确；单位时间内消耗a molA，同时生成3a molC，都体现正反应方向，未体现正与逆的关系，B错误；方程式两端化学计量数相等，则容器内的压强始终不变，无法说明反应达到平衡状态，C错误；方程式两端化学计量数相等，混合气体的物质的量不再变化，无法说明达平衡状态，D错误；故选A。 【变式3-1】在恒温恒容条件下，对于密闭容器中进行的反应：，下列说法能充分说明该反应已达到化学平衡状态的是 A．正、逆反应速率相等且等于零 B．容器内压强不再变化 C．X、Y、Z在容器中共存 D．3v正(Y)=2v逆(Z) 【答案】B 【解析】速率等于零说明反应停止，但化学平衡是动态平衡，平衡时的正、逆反应速率相等但不为零，A不符合题意；该反应是一个正向气体的总物质的量减小的反应，在达到平衡之前，容器内的气体总物质的量一直在变化，压强也一直在变化，当容器内压强不再变化时，说明该反应达到了平衡状态，B符合题意；对于可逆反应，无论是否达到平衡状态，反应物和生成物始终共存，C不符合题意；根据反应方程式中Y和Z的化学计量数知，始终存在：v(Y)：v(Z)=3:2，即2v(Y)=3v(Z)，所以当2v正(Y)=3v逆(Z)时，正逆反应速率相等，说明反应达到了平衡状态，而3v正(Y)=2v逆(Z)不能说明正逆反应速率相等，不能说明反应达到了平衡状态，D不符合题意；故选B。 【变式3-2】在一定温度下的某密闭容器中，不能说明可逆反应H2(g)＋I2(g)2HI(g)已经达到平衡状态的标志是 A．HI的生成速率与HI的分解速率相等 B．HI的生成速率与H2的生成速率之比是2：1 C．单位时间内，一个H—H键断裂的同时有两个H—I键断裂 D．单位时间内，2molHI反应的同时生成1molI2 【答案】D 【解析】HI的生成速率与分解速率相等，说明正逆反应速率相等，达到平衡状态，A不符合题意；HI的生成速率（正反应）与H₂的生成速率（逆反应）之比为2:1，根据反应计量数关系，此时正逆反应速率相等，达到平衡状态，B不符合题意；单位时间内断裂1个H—H键（正反应）的同时断裂2个H—I键（逆反应），说明正逆反应速率相等，达到平衡状态，C不符合题意；单位时间内2mol HI反应（仅逆反应方向）的同时生成1mol I2（逆反应），仅体现逆反应速率，无法判断正反应速率是否相等，D符合题意；故选D。 【变式3-3】50℃时，在容积固定的密闭容器中先放入催化剂，然后向其中充入等物质的量的氮气和氢气发生合成氨反应，下列说法不能表示反应达到化学平衡状态的是 A．氮气的体积分数保持不变 B．混合气体的密度保持不变 C．容器内的气体总压强保持不变 D．混合气体的平均摩尔质量保持不变 【答案】B 【解析】氮气的体积分数为变量，当氮气的体积分数在平衡时不再变化，可以表示反应达到平衡，A正确；反应前后气体总质量不变（因反应物和生成物均为气体且总质量守恒），而容器体积固定，故密度始终不变，无法判断是否达平衡，B错误；反应前后气体总物质的量变化（4mol→2mol），总压强随反应进行而变化，当压强不变时说明达平衡，C正确；平均摩尔质量=总质量/总物质的量，总质量不变但总物质的量变化，当平均摩尔质量不变时说明达平衡，D正确；故选B。 题型四 平衡转化率计算 【典例4】在一定条件下发生反应：3A(g)+2B(g)xC(g)+2D(g)，在2 L密闭容器中，把4mol A和2mol B混合，2min后达到平衡时生成1.6mol C，又测得反应速率vB＝0.2mol•L﹣1•min﹣1，则下列说法中正确的是 A．达到平衡时A的浓度为1.4mol•L﹣1 B．B的转化率为20% C．平衡时气体压强是原来的0.94倍 D．x＝3 【答案】A 【分析】由题意有三段式，由物质的量的变化量之比等于化学计量数之比，即1.2：0.8：1.6：0.8=3：2：4：2，故x=4，据此分析可得； 【解析】达到平衡时A的浓度为，故A正确；B的转化率为，故B错；反应前气体的总的物质的量，平衡后气体的总的物质的量为，根据阿伏伽德罗定律的推论可得，则，故C错；物质的量的变化量之比等于化学计量数之比，即1.2：0.8：1.6：0.8=3：2：4：2，故x=4，故D错；故选A。 【变式4-1】在容积不变的密闭容器中，将与混合加热到一定温度，发生反应，反应达到平衡时，该反应的平衡常数K为1.0。下列说法正确的是 A．该反应的平衡常数表达式为 B．反应达到平衡时， C．的平衡转化率为 D．不管反应进行到何种程度，容器中原子个数之比保持不变 【答案】D 【解析】假设平衡时，CO转化了x mol，由题意列三段式如下：，则平衡常数K=，解得x=1.2 mol。 A．H2O此时为气态，也应写在平衡常数中，即K=，A错误；由于体积未知，无法计算各物质的浓度，B错误；平衡时，CO转化了1.2 mol，则CO转化率=，C错误；根据原子守恒知，H、C、O的个数比始终等于起始三者个数之比，即6:2:5，D正确；故选D。 【变式4-2】一定温度下(T2＞Tl)，在3个体积均为2.0 L的恒容密闭容器中反应 2NO(g)+ Cl2(g) 2ClNO(g)(正反应放热)达到平衡，下列说法正确的是 容器 温度/(℃) 物质的起始浓度/ mol·L-1 物质的平衡浓度/ mol·L-1 c(NO) c(Cl2) c(ClNO) c(ClNO) I T1 0.20 0.10 0 0.04 II T2 0.20 0.10 0.20 c 1 III T3 0 0 0.20 c 2 A．达到平衡时，容器I与容器II中的总压强之比为1：2 B．达到平衡时，容器III中ClNO的转化率小于80% C．达到平衡时，容器II中c(ClNO(/ c(NO)比容器I中的小 D．若温度为Tl，起始时向同体积恒容密闭容器中充入0.20 mol NO(g)、0.2 mol Cl2(g)和0.20 mol ClNO(g)，则该反应向逆反应方向进行 【答案】D 【解析】容器II相当于是0.4mol/LNO与0.2mol/L氯气开始建立平衡，正反应体积减小，相当于容器I增大了压强，平衡正向移动，因此达到平衡时，容器I与容器II中的总压强之比为大于1：2， A错误；容器III相当于是0.2mol/LNO与0.1mol/L氯气开始建立平衡，正反应放热，升高温度平衡逆向移动，因此达到平衡时，容器III中NO的转化率小于容器I中NO的转化率（20%），所以达到平衡时，容器III中ClNO的转化率大于80%，B错误；容器II相当于是0.4mol/LNO与0.2mol/L氯气开始建立平衡，正反应体积减小，相当于容器I增大了压强，平衡正向移动，因此达到平衡时，容器II中c(ClNO(/c(NO)比容器I中的大，C错误；根据容器I中数据可知该温度下平衡常数为0.78,若温度为Tl，起始时向同体积恒容密闭容器中充入0.20 mol NO(g)、0.2 mol Cl2(g)和0.20 mol ClNO(g)，则浓度熵为0.202（0.202×0.20）=5＞K=0.78，所以该反应向逆反应方向进行，D正确。 【变式4-3】氮氧化物的排放是导致酸雨的原因。某研究小组利用反应探究NO的转化： ，向体积均为IL的两个密闭容器中分别加入2molCO（g）和2molNO（g），探究绝热恒容和恒温恒容条件下压强随时间的变化曲线，如图所示，下列有关说法错误的是 A．乙为恒温恒容条件下发生的反应 B．甲容器中NO的平衡转化率为 C．反应平衡常数：M＜N D．甲容器压强先增大的原因是反应放热，产生的热量使体系温度升高，压强增大 【答案】B 【解析】由图可知，反应中甲容器的压强大于乙容器，则甲为绝热恒容条件下发生的反应、乙为恒温恒容条件下发生的反应，故A正确；设恒温恒容条件下发生的反应，平衡时生成氮气的物质的量为amol，由方程式可知，平衡时，混合气体的总物质的量物质的(4—a)mol，由气体的压强之比等于物质的量之比可得：=，解得a=，则一氧化氮的转化率为=，该反应为放热反应，绝热恒容条件下，反应温度升高，平衡向逆反应方向移动，一氧化氮的转化率减小，则甲容器中一氧化氮的平衡转化率小于，故B错误；该反应为放热反应，升高温度，平衡向逆反应方向移动，平衡常数减小，绝热恒容条件下，反应温度升高，则M点反应温度高于N点，平衡常数小于N点，故C正确；绝热恒容条件下，反应温度升高，会使容器中气体压强增大，则甲容器压强先增大的原因是反应放热，产生的热量使体系温度升高，压强增大，故D正确；故选B。 题型五 平衡移动的影响因素 【典例5】下列说法不正确的是 A．反应混合物各组分百分含量发生改变，化学平衡一定发生了移动 B．反应条件的改变引起v正≠v逆，则平衡一定发生移动 C．平衡移动，反应物的浓度一定减小 D．反应条件发生变化，化学平衡不一定移动 【答案】C 【解析】化学平衡状态时各组分百分含量不变，当反应混合物各组分百分含量发生改变，化学平衡一定发生了移动，A正确；化学平衡状态时v正=v逆，当外界条件的改变引起v正≠v逆，则平衡一定发生移动，并逐渐达到新的平衡，B正确；平衡移动时，若通过增加反应物浓度使平衡正向移动，反应物浓度可能比原平衡更高，因此反应物浓度不一定减小，C错误；外界条件发生变化，若没破坏原来的平衡或正逆反应速率同步同量改变，即仍然相等，则化学平衡不移动，若破坏了原来的平衡，则平衡发生移动且会达到新的平衡，D正确；故选C。 【变式5-1】在密闭容器中，反应X2(g)+Y2(g)2XY(g)ΔH<0，达到甲平衡状态，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，且乙>甲 D．图Ⅲ 是升高温度 【答案】D 【解析】增大反应物的浓度使得正反应速率突然增大，逆反应速率逐渐变化，与图I信息不相符，A不合题意；已知该反应是一个气体体积不变的反应，压强对该平衡无影响，故图Ⅱ不一定是加入催化剂的变化情况，也可能是增大压强的变化情况，B不合题意；已知该反应是一个气体体积不变的反应，增大压强平衡不移动，与图Ⅲ信息不相符，C不合题意；已知该反应正反应是一个放热反应，则升高温度反应速率增大，达到平衡所需时间较短，即乙对应温度更高，升温平衡逆向移动，则生成物XY%的百分含量更小，与图Ⅲ信息一致，D符合题意；故选D。 【变式5-2】对于密闭容器中的可逆反应：  ，达到化学平衡后，改变条件，下列叙述不正确的是 A．其他条件不变，增大压强(缩小容积)，化学平衡不一定发生移动 B．其他条件不变(恒容)，通入氦气，化学平衡不移动 C．其他条件不变，增加X或Y的量，化学平衡一定发生移动 D．其他条件不变，升高温度，化学平衡常数一定改变 【答案】C 【解析】对于反应前后气体分子数不变的反应，增大压强，化学平衡不移动，A项正确；恒容条件下通入氦气，X、Z气体的浓度不变，化学平衡不移动，B项正确；Y是固体，增加Y的量，平衡不移动，C项错误；化学平衡常数是温度的函数，其他条件不变，升高温度，化学平衡常数一定改变，D项正确；故选C。 【变式5-3】在恒温恒容的密闭容器中，开始时充入1mol⋅L-1A和2mol⋅L-1B，发生可逆反应：，反应达到平衡时，下列说法正确的是 A．增大压强，正反应速率增大，逆反应速率减小 B．反应停止，各物质浓度保持不变 C．减小压强，平衡向逆反应方向移动 D．容器内压强与反应开始时相等 【答案】D 【解析】增大压强，则各物质浓度增大，正反应速率增大，逆反应速率也增大，故A错误；达到平衡时，是一个动态平衡，正、逆反应速率相等，各物质浓度保持不变，故B错误；反应前后气体物质的量不变，减小压强，平衡不移动，故C错误；该反应前后气体物质的量不变，容器内压强与反应开始时相等，故D正确；故选D。 题型六 平衡移动的图像 【典例6】国际空间站航天员产生的可用如下反应处理 。若某温度下，向1L密闭容积中充入4.0mol 和1.0mol，测得容器内气体的压强随着时间的变化如下图所示。下列说法正确的是 A．4min时的转化率为25% B．该温度下此反应的化学平衡常数为6.75 C．4min时容器内气体的密度为 D．若采用2L固定容积的密闭容器，其他条件均保持不变，则反应达到平衡时对应体系内压强的点是C点 【答案】B 【分析】若某温度下，向1L密闭容积中充入4.0mol H2（g）和1.0molCO2（g），4min反应达到平衡状态时，气体压强p0变化为0.7p0，气体压强之比等于气体物质的量之比，结合三段式列式计算，设达到平衡的反应过程中消耗二氧化碳物质的量为xmol，列出三段式： 气体压强之比等于气体物质的量之比，=，x=0.75，据此分析计算。 【解析】4min时CO2的转化率=×100%=75%，故A错误；该温度下此反应的化学平衡常数K==6.75，故B正确；4min时容器内气体的密度==53g•cm-3，故C错误；体积为2L时，压强应为0.35P0，对体系相当于增大体积压强减小，平衡逆向进行，气体压强增大，压强应略大于0.35P0，则反应重新达到平衡时对应体系内的压强的点为D，故D错误；故选B。 【变式6-1】一定条件下可合成乙烯：6H2(g)+2CO2(g) ⇌CH2=CH2 (g)+4H2O(g) 已知温度对CO2的平衡转化率和催化剂催化效率的影响如图所示，下列说法正确的是 A．温度不变，若增大压强，ν正增加、ν逆减小 B．升高温度，平衡向逆反应方向移动，催化剂的催化效率降低 C．温度不变，若恒压下向平衡体系中充入惰性气体，平衡不移动 D．若投料比n(H2)：n(CO2)=3：1，则图中 M点乙烯的体积分数为7.7% 【答案】D 【解析】温度不变，增大压强本质上是增大各物质浓度，则ν正和ν逆都增加，故A错误；升高温度，平衡向逆反应方向移动，只能说明反应是放热反应，并不能说明催化剂的催化效率降低，比如温度较低时，升高温度，催化效率是升高的，故B错误；温度不变，恒压下向平衡体系中充入惰性气体，各物质浓度同时变小，相当于减小压强，平衡逆向移动，故C错误；图中M点CO2的平衡转化率为50%，则根据三段式计算可得 M点乙烯的体积分数为，故D正确；故选D。 【变式6-2】烷烃催化裂解也可制备氢气：，催化裂解过程中利用膜反应新技术可以实现边反应边分离出生成的氢气。不同温度下，1.0mol乙烷在容积为1.0L的恒容密闭容器中发生催化裂解反应，氢气移出率[]不同时，的平衡转化率与反应温度的关系如图所示： 下列说法正确的是 A．加入催化剂，可以通过降低反应的活化能达到减小 B．若，则B点时体系内碳、氢原子个数比 C．若A点时，平衡常数K=0.81，则 D．反应达到平衡后，向容器中通入惰性气体，可以增大单位时间内的转化率 【答案】C 【解析】催化剂能降低反应的活化能，加快反应速率，都只能不能改变反应的焓变，故A错误；由图可知，B点乙烷的转化率为60%，时，分离出的氢气物质的量为1mol×60%×80%=0.48mol，由原子个数守可知，B点时体系内碳、氢原子个数比为2mol：(6mol—0.48mol)=1：2.52，故B错误；由图可知，A点乙烷的转化率为90%，则平衡时乙烷的物质的量为1mol—1mol×90%=0.1mol，生成乙烯和氢气的物质的量为1mol×90%=0.9mol，设平衡体系中氢气的物质的量为amol，由平衡常数可得：，解得a=0.09，则氢气移出率，故C正确；反应达到平衡后，向恒容容器中通入不参与反应的惰性气体，平衡体系中各物质浓度不变，化学平衡不移动，乙烷的转化率不变，故D错误；故选C。 【变式6-3】某温度下，在恒容密闭容器中充入一定量的X(g)。发生下列反应：反应I：  △H1＜0；反应Ⅱ：  △H2＜0测得各气体浓度与反应时间的关系如图所示。下列说法不正确的是 A．活化能： B． X(g)的起始浓度为 C．升高温度，反应I、Ⅱ的速率均增大，X的平衡转化率降低 D．其他条件不变，在该体系平衡时再投入一定量的X(g)，则达到新平衡后Z的体积分数大于原平衡 【答案】D 【解析】反应过程中Y的浓度先增大后减小，说明反应刚开始时反应Ⅰ的速率大于反应Ⅱ，则活化能：，A正确；反应进行4min时，X、Y、Z的浓度分别为0.5mol/L、0.8mol/L、0.2mol/L，Y、Z全部来自X的转化，则X(g)的起始浓度为0.5mol/L+0.8mol/L+0.2mol/L=，B正确；升高温度，反应I、Ⅱ的速率均增大，但反应I、Ⅱ的正反应都是放热反应，所以两平衡都逆向移动，X的平衡转化率降低，C正确；其他条件不变，在该体系平衡时再投入一定量的X(g)，由于两反应的反应物气体分子数都等于生成物的气体分子数，所以两种情况为等效平衡，达到新平衡后Z的体积分数等于原平衡，D不正确；故选D。 题型七 勒夏特列原理 【典例7】勒夏特列原理又称平衡移动原理。下列现象不能用该原理解释的是 A．夏天打开汽水瓶盖时汽水中产生大量气泡 B．往新制氯水中加入适量碳酸钙固体可以增强漂白能力 C．唾液可以使淀粉水解速率加快 D．CO中毒者应及时移至空气流通处，必要时应放入高压氧舱 【答案】C 【解析】打开瓶盖，压强减小，CO2的溶解平衡以及H2CO3分解平衡（H2CO3CO2+H2O）均向着压强增大，即气体数增多的方向进行，能用勒夏特列原理解释，A不符合题意；新制氯水中存在平衡Cl2＋H2OH＋＋Cl－＋HClO，加入适量碳酸钙固体消耗H＋，平衡正向移动，HClO浓度增大，漂白能力增强，能用勒夏特列原理解释，B不符合题意；唾液中的唾液淀粉酶可以作为催化剂加快淀粉的水解，但催化剂不影响化学平衡，不能用勒夏特列原理解释，C符合题意；CO中毒是血红蛋白与CO结合，反应的方程式为CO+HbO2O2+HbCO，将中毒者移至空气流通处或进入高压氧舱治疗，肺泡中氧气浓度提高，化学平衡逆向移动，血液的含氧量也会逐渐恢复，能用勒夏特列原理解释，D不符合题意；故选C。 【变式7-1】下列事实不能用勒夏特列原理解释的是 A．工业生产硫酸的过程中使用适当过量的氧气，以提高的转化率 B．打开可乐瓶盖，有大量气泡产生 C．热纯碱溶液比冷的纯碱溶液洗涤油污的能力强 D．加入可以加快的分解速率 【答案】D 【解析】加入过量的空气，氧气浓度增大，2SO2+O22SO3，平衡正向移动，可以用勒夏特列原理解释，A正确；可乐瓶内存在CO2(g)+H2O⇋H2CO3，打开可乐瓶盖，压强减小，平衡逆向移动，有大量气泡产生，可以用勒夏特列原理解释，B正确；纯碱为Na2CO3，碳酸钠水解显碱性，，升高温度，平衡正向移动，OH-浓度增大，洗涤油污的能力强，可以用勒夏特列原理解释，C正确；分解用作催化剂，催化剂对平衡移动没有影响，不能用勒夏特列原理解释，D错误；故选D。 【变式7-2】下列事实不能用勒夏特列原理解释的是 A．高压比常压更有利于合成氨反应 B．Na(l)+KCl(l)NaCl(l)+K(g)选取适宜的温度，使K成蒸气从反应混合物中分离出来 C．压缩H2和I2(g)反应的平衡混合气体，气体颜色变深 D．实验室可用排饱和食盐水的方法收集氯气 【答案】C 【解析】合成氨反应中，增大压力会使平衡向气体分子数减少的方向(生成)移动，符合勒夏特列原理，A不符合题意；反应生成的气态钾(K)被分离后，减少了生成物浓度，平衡向正反应方向移动，符合勒夏特列原理，B不符合题意；H2与I2(g)反应(H2 + I2 ⇌ 2HI)，反应前后气体分子数相等；压缩体积时，虽然压力增大，但平衡不移动，气体颜色变深是因体积减小导致I2浓度增大(物理变化)，而非平衡移动的结果，故不能用勒夏特列原理解释，C符合题意；饱和食盐水中，Cl-浓度很大，对反应Cl2+H2OH++Cl-+HClO的平衡起抑制作用，从而降低Cl2的溶解度，所以可用排饱和食盐水法收集Cl2，符合勒夏特列原理，D不符合题意；故选C。 【变式7-3】下列事实能用平衡移动原理解释的是 A．H2O2溶液中加入少量固体，促进分解 B．向溶液中滴加几滴KSCN溶液，溶液呈红色，再加入少量铁粉，溶液红色变浅 C．带活塞密闭容器内存在平衡，向外拉动活塞颜色变浅 D．锌片与稀反应过程中，加入少量固体，促进的产生 【答案】B 【解析】催化分解过氧化氢，与平衡移动无关，A错误；向溶液中滴加几滴KSCN溶液，存在平衡：，加入少量铁粉，消耗铁离子，平衡逆向移动，溶液红色变浅，B正确；该反应前后气体计量数之和不变，改变压强，平衡不移动，所以向外拉动活塞颜色变浅，是因为容器体积增大，减小，与平衡移动无关，C错误；Zn能置换出Cu,Zn、Cu和稀硫酸构成原电池而促进H2的产生，与平衡移动原理无关，D错误；故选B。 基础通关练（测试时间：10分钟） 1．在一个恒温恒容的密闭容器中进行合成氨反应，下列证据能判断反应已达平衡状态的是 A． B．气体密度不再变化 C．每消耗就同时消耗 D．混合气体的平均摩尔质量不再变化 【答案】D 【解析】3v(H2)逆 = v(N₂)正时正逆反应速率不相等，反应未达到平衡状态，A错误；气体密度=，反应前后总质量守恒，容器体积恒定，因此密度始终不变，无法判断是否达到平衡，B错误；消耗1mol N2（正反应）对应生成2mol NH3，而此时消耗1mol NH3（逆反应），说明反应未达平衡，C错误；平均摩尔质量=，总质量不变，但总物质的量随反应减少（4mol→2mol），当总物质的量不再变化时，平均摩尔质量也不再变化，说明反应达平衡，D正确；故选D。 2．下列事实不能用勒夏特列原理解释的是 A．溶液中存在：，对溶液加热，溶液由蓝色变为黄绿色 B．向含有的红色溶液中加入铁粉，振荡，溶液红色变浅或褪去 C．对，平衡体系增大压强可使颜色变深 D．工业制硫酸中常鼓入过量空气有利于转化为 【答案】C 【解析】加热使CuCl2溶液颜色变化，因反应吸热（ΔH>0），升温促使平衡向吸热方向（生成黄色产物）移动，符合勒夏特列原理，A正确；加入铁粉消耗Fe3+，降低其浓度，导致Fe(SCN)3减少，红色变浅，属于浓度变化引起的平衡移动，符合勒夏特列原理，B正确；CO与NO2反应的气体体积数相等，增大压强虽使浓度增加（颜色变深），但平衡未移动，颜色变化并非平衡移动导致，不能用勒夏特列原理解释，C错误；鼓入过量空气增加O2浓度，促使平衡向生成SO3方向移动，符合勒夏特列原理，D正确；故选C。 3．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 【解析】，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；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；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；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。 4．对于可逆反应：  ，下列图像中符合真实变化的是 A． B． C． D． 【答案】C 【解析】在平衡时改变压强，由于反应为系数改变的反应，速率发生变化，平衡会移动，故A错误；如果压缩体积，压强增大，平衡向系数的方向移动，一氧化碳和氢气的浓度积应该增大，如果通入惰性气体，压强增大，平衡不移动，一氧化碳和氢气的浓度积不变，故B错误；v正和v逆相交时，达到平衡，根据热化学方程式，可知温度升高，平衡正向移动，温度降低，平衡逆向移动，图像符合，故C正确；当水蒸气浓度相同时，温度升高，平衡正向移动，C的转化率增大，故D错误；故选C。 5．对于反应：，下列措施不能促进平衡正向移动的是 A．恒容充入气体 B．在原容器中再充入 C．缩小容器的容积 D．将水蒸气从体系中分离 【答案】A 【解析】恒容充入Ar气体，各反应物和产物的浓度不变，平衡不移动，A符合题意；增加H2的浓度，反应物浓度增大，平衡正向移动，B不符合题意；缩小容器容积相当于增大压强，该反应气体分子数减少，平衡正向移动，C不符合题意；分离水蒸气（产物），降低产物浓度，平衡正向移动，D不符合题意；故选A。 重难突破练（测试时间：10分钟） 6．某温度下，将等物质的量的气体A、B混合于2L的恒容密闭容器中，发生如下反应：，经2min后测得B的物质的量分数为25%，以D表示的反应速率，下列说法正确的是 A．2min时，B的浓度为1.5mol/L B．反应时，向容器中通入氦气，容器内压强增大，化学反应速率加快 C．A、B起始物质的量均为3mol D．若混合气体的平均相对分子质量不变，则表明该反应已达到平衡状态 【答案】C 【分析】等物质的量A、B均为amol，由题干信息结合三段式分析如下：，，据此分析解题； 【解析】由分析可知，2min时，B的物质的量为a-1.5=3-1.5=1.5mol，浓度为0.75mol/L，A错误；恒容时，向容器中通入氦气，不参与化学反应，化学反应速率不变，B错误；由分析可知，A、B起始物质的量均为3mol，C正确；反应前后气体的质量不变，物质的量也不变，故平均相对分子质量恒定不变，平均相对分子质量不变，不能表明该反应已达到平衡状态，D错误；故选C。 7．和可以相互转化：，反应过程放热，现将一定量和的混合气体通入体积为1L的恒容密闭容器中，和浓度随时间变化关系如图。下列说法正确的是 A．25min时改变的条件是增大了的浓度 B．容器内混合气体的平均摩尔质量不变时可判断达到了化学平衡状态 C．a点时正、逆反应速率相等，达到了化学平衡状态 D．温度一定时，容器中b与c点气体总压强相等 【答案】B 【分析】结合的系数关系，X为NO2浓度的变化，Y为N2O4浓度变化，据此解答。 【解析】25min时二氧化氮浓度瞬间增大，而四氧化二氮浓度不变，则改变的条件是增大了的浓度，A错误；混合气体的平均摩尔质量为，气体质量不变，但是气体的总物质的量随反应进行而改变，所以M会发生改变，当M不变时，反应达到平衡，B正确；a点不是反应速率相等，是二者浓度相等，a点后物质浓度继续变化，此时没有达到化学平衡状态，C错误；温度一定时，容器为1升恒容容器，b点与c点气体总物质的量c点的大，总压强c>b，故D错误；故选B。 8．“碳达峰、碳中和”是我国社会发展重大战略之一，催化加氢可获得和。一定条件下将1mol 和3.3mol 充入容积为1L的密闭容器中反应，测得相同时间内转化率随温度变化的关系如图所示。下列关于该反应的说法正确的是 A．该反应可表示为    △H>0 B．研发高效催化剂，可提高化学反应的速率，使平衡正向移动 C．若该反应已达到平衡状态，使用分子筛膜[可选择性分离出(g)]能促进平衡正向移动，增大的转化率 D．若A点时同时再加入0.1mol 和0.1mol (g)，平衡逆向移动 【答案】C 【分析】反应相同时间内转化率随温度升高先增大，说明升温对反应速率增大的影响程度大于浓度降低对反应速率减小的影响程度，最高点是平衡点，继续升温，平衡逆向移动，转化率降低，说明逆反应是吸热反应，据此解答。 【解析】由分析可知，该反应正向是放热反应，可表示为 △H＜0，A错误；催化剂可以提高反应速率，但不影响平衡的移动，B错误；使用分子膜选择性分离出(g)，生成物浓度降低，平衡正向移动，的转化率增大，C正确；A点时，列三段式：，平衡常数，再加入0.1mol 和0.1mol (g)，，平衡正向移动，D错误；故选C。 9．利用臭氧可除去室内的HCHO(甲醛)。一定条件下，将2molHCHO(g)和2.5mol(g)充入一密闭容器中发生反应。实验测得HCHO的平衡转化率与温度和压强的关系如图所示，已知为用平衡分压表示的平衡常数，分压=总压×物质的量分数。下列说法错误的是 A．该反应的△H<0 B． C．M点的压强平衡常数 D．及时移出(g)可增大HCHO的平衡转化率 【答案】C 【解析】升高温度，HCHO的平衡转化率降低，说明升温平衡逆向移动，则该反应的△H<0，A正确；水是液体，该反应气体分子数减小，温度不变时，增大压强平衡正向移动，HCHO的平衡转化率增大，则p1>p2>p3，B正确；M点列出三段式：，平衡时气体总物质的量是，M点的压强平衡常数Kp=≈，C错误；及时移出O2(g)，减小生成物浓度，平衡正向移动，HCHO的平衡转化率增大，D正确；故选C。 10．某容器中只发生反应：。由下列图象得出的结论正确的是 A．其他条件相同，如图1所示，平衡时Y的转化率： B．其他条件相同，如图1所示，若压强，则 C．向两恒容密闭容器中按不同投料比分别通入一定量的X和Y，Y的平衡转化率随温度变化曲线如图2所示，则平衡常数 D．相同温度下，分别向体积不等的A、B两个恒容密闭容器中均通入2molX和2molY，反应到tmin时X的转化率如图3所示。若B中反应已达到平衡状态，则A中反应一定也达到了平衡状态 【答案】D 【解析】图1中，随着n(X)增大（横坐标增大），Y的转化率因X浓度增加而提高。假设a、b、c三点n(X)依次增大，则Y转化率应为c > b > a，A错误；W为固体，气体体积变化取决于(a+b)与c，若p1 > p2且p1时Z体积分数更大，说明加压平衡正向移动，即(a+b) > c，B错误；平衡常数K仅与温度有关，图2中A、B点温度相同，则KA=KB，升高温度，Y转化率降低（曲线下降），则正反应放热，即温度升高K减小，故，C错误；图3中，A容器体积小，压强大，反应速率比B快，B点达到平衡状态，故A一定达到平衡状态，D正确；故选D。 3 / 3 学科网（北京）股份有限公司 $