第二节 化学平衡（举一反三专项训练，广东专用）【上好课】 化学人教版选择性必修1

第二节 化学平衡 题型01 可逆反应与化学平衡状态 题型02 化学平衡状态的判断依据 题型03 化学平衡常数及其影响因素 题型04 化学平衡常数的计算与应用 题型05 化学平衡移动 题型06 化学平衡移动的影响因素 题型07 勒夏特列原理 题型08 化学平衡相关图像 题型01 可逆反应与化学平衡状态 一、可逆反应 1、可逆反应的定义：在相同条件下同时向正、逆两个方向进行的反应； 2、可逆反应方程式中，用“”代替“”。 3、可逆反应的特点： 双向性：正、逆方向进行； 双同性：正、逆反应是在相同条件下，同时进行； 共存性：反应物的转化率小于100%，反应物与生成物共存。 二、化学平衡状态 1、化学平衡的定义：在一定条件下可逆反应进行到一定程度时，正反应速率和逆反应速率 ，反应物和生成物的浓度均不再随时间而改变，这种状态称之为化学平衡状态； 2、化学平衡状态的建立： 向体系内充入一定量的反应物，反应刚开始时，反应物浓度 ，正反应速率 ；生成物浓度为0，逆反应速率为0； 随着反应进行，反应物浓度逐渐 ，生成物浓度逐渐 ，正反应速率逐渐 ，逆反应速率逐渐 ； 当正反应速率 逆反应速率时，可逆反应达到平衡状态。如下图，t1时刻后，反应达到平衡状态。 三、化学平衡状态的特征 “逆”“等”“动”“定”“变” 逆——可逆反应 等——（逆） 动——化学平衡是一种 定——反应物和生成物的百分含量 变——条件改变，化学平衡状态可能改变，建立新平衡 【典例1】（25-26高二上·广东广州·期中）下列实验方案能达到相应目的的是 选项 实验方案 目的 A 常温下，将等质量、等直径的铝粒分别加入和溶液中反应 比较浓度对化学反应速率的影响 B 常温下，向某密闭容器中充入气体，一段时间后压缩容器体积为原来的一半，观察气体颜色变化 探究压强对化学平衡的影响 C 向两份等浓度等体积的溶液中分别加入2滴等浓度的和溶液，观察产生气泡的速率 探究和的催化能力强弱 D 向溶液中滴加溶液5~6滴，充分反应，测得溶液中除含有外，还含有 判断该反应是可逆反应 【变式1-1】在一密闭容器中进行反应：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-1、0.1 mol·L-1、0.2 mol·L-1。当反应达到平衡时，可能存在的数据是 A．SO2为0.4 mol·L-1、O2为0.2 mol·L-1 B．SO3为0.25 mol·L-1、O2为0.050 mol·L-1 C．SO2、SO3均为0.15 mol·L-1 D．SO3为0.3 mol·L-1 【变式1-2】在1 273 K、100.0 kPa条件下，乙烷生成乙烯的反应C2H6(g)C2H4(g)＋H2(g)达到平衡后 A．C2H6的浓度保持不变 B．C2H6仍在不断分解，其浓度不断减少 C．C2H6的分解速率大于生成速率 D．C2H4仍在不断生成，其浓度不断增加 【变式1-3】下列关于化学反应速率和化学平衡的说法正确的是 A．对于任何化学反应来说，反应速率越大，反应现象就越明显 B．催化氧化反应中，只要足够多，的转化率就能达到100% C．恒温恒容密闭容器中，当压强不变时，反应一定达到平衡状态 D．某可逆反应，在给定条件下达平衡时，反应完成的程度达到最大 题型02 化学平衡状态的判断依据 化学平衡状态的判断依据 1、直接依据 （1）（逆）（即同一物质的消耗速率与生成速率 ） （2）各物质的浓度保持不变 2、间接依据 （1）各物质的百分含量保持不变； （2）各物质的物质的量不随时间的改变而改变； （3）各气体的体积不随时间的改变而改变； （4）反应物的转化率保持不变； （5）有色体系的颜色不再改变； （6）绝热的恒容反应体系中的温度保持不变。 【注意】以反应mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)为例， 项目 判断依据 是否平衡 正逆反应速率的关系 单位时间内消耗m mol A,同时生成n mol B ：=m:n:p:q 单位时间内消耗了n mol B，同时消耗了p mol C 压强 m+n=p+q时，其他条件一定，总压强不变 m+np+q时，其他条件一定，总压强不变 气体密度 恒温恒容体系，气体密度不变 【典例2】（25-26高二上·广东茂名·阶段练习）下列描述的化学反应状态，不一定是平衡状态的是 A．3H2(g)+N2(g)2NH3(g)反应体系中H2与N2的物质的量之比保持3：1 B．2NO2(g)N2O4(g)恒温、恒容下，反应体系中气体的压强保持不变 C．CaCO3(s)O2(g)+CaO(s)恒温、恒容下，反应体系中气体的密度保持不变 D．H2(g)+Br2(g)2HBr(g)恒温、恒容下，反应体系中气体的颜色保持不变 【变式2-1】（24-25高二上·广东·期中）一定温度下的密闭容器中，可逆反应达到平衡状态的标志是 A．、、在容器中共存 B． C．浓度商等于化学平衡常数 D．体系内物质的总质量不变 【变式2-2】（25-26高二上·广东东莞·阶段练习）将一定量纯净的氨基甲酸铵置于特制的密闭真空容器中(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：。可以判断该分解反应已经达到化学平衡的是 ①；②密闭容器中总压强不变；③密闭容器中混合气体的密度不变；④密闭容器中氨气的体积分数不变；⑤密闭容器中的气体平均相对分子质量不变 A．②③④ B．②③ C．①②③④⑤ D．②④⑤ 【变式2-3】（25-26高二上·广东广州·阶段练习）是工业由氨气合成的中间产物。在一定温度下，向容积可变的密闭容器中加入一定量的并发生反应：    ，下列说法错误的是 A．增大压强，平衡逆向移动，但最终达到新平衡后平衡浓度增大 B．升高温度，正反应速率大于逆反应速率，平衡常数增大 C．该反应 D．可作为判断反应达到平衡的标志 题型03 化学平衡常数及其影响因素 化学平衡常数： 1、化学平衡常数的定义： 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，这个常数就是该反应的化学平衡常数（简称平衡常数），用K表示。 以反应mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)为例， K= 2、化学平衡常数的影响因素 化学平衡常数只受 影响，与浓度无关； 正反应是吸热反应，温度升高，平衡常数 ；温度降低，平衡常数 ； 正反应是放热反应，温度升高，平衡常数 ；温度降低，平衡常数 。 通常情况下，K越大，说明平衡体系中生成物所占的比例越大，正反应进行的程度越大，即该反应进行得越完全，平衡时反应物的转化率越大；反之，K越小，该反应进行得越不完全，平衡时反应物的转化率越小。 一般来说，K>105时，该反应就进行的基本完全。 【典例3】（25-26高三上·广东深圳·阶段练习）温度为时，在容积为的恒容密闭容器充入一定量的和，发生反应  。反应过程中的部分数据如表所示，下列说法正确的是 0 5 10 6.0 4.0 3.0 1.0 A．若时该反应的化学平衡常数为1，则 B．内，用表示的平均反应速率为 C．该反应在第之间， D．当P、Q的物质的量之比保持不变时，可判断该反应达到平衡状态 【变式3-1】（25-26高二上·广东揭阳·阶段练习）某化学研究小组探究外界条件对化学反应的反应速率和平衡的影响，图像如下，下列判断不正确的是 A．由图a可知，，该反应的 B．由图b可知，该反应m+n>p C．对于该反应，升温，平衡逆向移动，平衡常数减小 D．对于该反应，增压（缩小体积），平衡正向移动，平衡常数增大 【变式3-2】（25-26高二上·广东河源·阶段练习）向一恒容密闭容器中加入和一定量的，发生反应：。的平衡转化率按不同投料比、温度的变化曲线如图所示。下列说法正确的是 A． B．、两点的正反应速率： C．、 、三点对应的平衡常数 D．平衡时的浓度： 【变式3-3】二氧化碳可氧化乙烷制备乙烯，主要发生如下两个反应： Ⅰ．   Ⅱ．   向10L的恒容密闭容器中投入2mol C2H6和3mol CO2，不同温度下，测得5min时(反应均未达到平衡)的相关数据如下表，下列说法错误的是 温度/K T1 T2 T3 乙烷转化率/% 2.0 12.0 20.0 乙烯选择性/% 95.0 75.0 60.0 注：乙烯选择性 A．反应Ⅰ的平衡常数： B．温度升高对反应Ⅱ更有利 C．其他条件不变，容器内改为恒压，乙烷平衡转化率增大 D．T2 K时，0~5min内， 题型04 化学平衡常数的计算与应用 一、化学平衡常数的计算 以（1） N2 (g)+ 3H2(g) 2NH3(g)为例 K= （2） 2NH3(g) N2 (g)+ 3H2(g) K1 = （3） N2 (g)+ H2(g) NH3(g) K2 = 分析得（2） = -（1），故平衡常数之间的关系为：K1 = （3）×2=（2），故K = ③=①+②，故K = ①=③-②，故K1= 多个反应合并的平衡常数之间的关系：若干方程式相加(减)，则总反应的平衡常数等于分步平衡常数之乘积(商) 二、化学平衡常数的应用 ①判断反应进行的限度 K值大，说明反应进行的程度大，反应物的转化率高。K值小，说明反应进行的程度小，反应物的转化率低。 K <10−5 10−5~105 >105 反应程度 很难进行 反应可逆 反应可接近完全 ②判断反应是否达到平衡状态 化学反应aA(g)+bB(g)cC(g)+dD(g)在任意状态时，浓度商均为Qc=。 Qc>K时，反应向 进行； Qc=K时，反应 ； Qc<K时，反应向 进行。 ③利用平衡常数判断反应的热效应 若升高温度，K值增大，则正反应为 反应；若升高温度，K值减小，则正反应为 反应。 【典例4】（25-26高三上·广东珠海·阶段练习）已知下列反应的平衡常数：①；②。则反应③的平衡常数是 A． B． C． D． 【变式4-1】（25-26高二上·广东茂名·阶段练习）在的催化作用下，向200℃的恒温恒容密闭容器中充入和，发生反应：，该反应的化学平衡常数为K1。该温度下反应的化学平衡常数K2为 A． B． C． D． 【变式4-2】（24-25高二上·广东东莞·阶段练习）450℃时，向某恒容密闭容器中充入、，控制适当条件使其发生反应：  ，反应在时达到平衡且此时的物质的量浓度为。下列分析错误的是 A．的平衡转化率为80% B．500℃时，该反应的平衡常数小于80 C．向平衡体系中充入和后，容器中 D．平衡时压强是反应开始前的0.75倍 【变式4-3】已知反应：。 （1）此反应的平衡常数表达式为 。 （2）温度降低，则K (填“增大”“减小”或“不变”)。 （3）已知1100℃时，。若1100℃时测得，，此时该反应 (填“处于”或“不处于”)化学平衡状态，化学反应速率：正反应速率 (填“>”“<”或“=”)逆反应速率。 题型05 化学平衡移动 化学平衡状态的速率特征：正 逆 化学平衡的移动：在一定条件下，当可逆反应达到平衡后，如果改变反应条件，平衡状态被破坏，平衡体系的物质组成也会随着改变，直至达到新的平衡状态，这种由原有的平衡状态达到新的平衡状态的过程叫做化学平衡的移动。 平衡被破坏后， 当正 > 逆时，平衡向 方向移动； 当正 < 逆时，平衡向 方向移动； 【典例5】（25-26高二上·广东广州·阶段练习）一定温度下，在恒容的密闭容器内，将2mol SO₂和 混合发生反应：。回答下列问题： （1）升高温度，混合气体的密度 (填“变大”“变小”或“不变”)。 （2）若反应达到平衡后，再充入适量O2，SO2的转化率 (填“增大”“减小”或“不变”，下同)，O2的转化率 。 （3）如图表示合成 SO3反应在 时间内反应速率与时间的曲线图，时刻改变的外界条件依次为 、 、 。SO3体积分数最小的平衡时间段是 。 （4）若反应达到平衡后，将、、同时增大1倍，平衡将 (填“正向”“逆向”或“不”)移动。 【变式5-1】（25-26高二上·广东茂名·阶段练习）甲醇是重要的化工原料。利用合成气(主要成分为CO、CO2和H2)在催化剂的作用下合成甲醇，发生的主要反应如下： Ⅰ．CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)    ΔH1 Ⅱ．CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)    ΔH2 在恒容密闭容器进行反应Ⅰ，测得其化学平衡常数K和温度t的关系如表： t/℃ 700 800 830 1000 1200 K 0.6 0.9 1.0 1.7 2.6 （1）ΔH1 0，其理由是 。 （2）能判断该反应达到化学平衡状态的依据是___________。 A．c(CO)=c(CO2) B．容器内CO2的体积分数保持不变 C．容器内气体密度保持不变 D．容器中压强保持不变 （3）若1200℃时，在某时刻平衡体系中CO2(g)、H2(g)、CO(g)、H2O(g)的浓度分别为2 mol/L、2 mol/L、4 mol/L、4 mol/L，此时v(正) v(逆)(填大于、小于或等于)，其理由是 。 【变式5-2】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5-3】25℃时，在体积为2L的密闭容器中，气态物质A、B、C的物质的量n随时间t的变化如图1所示。 （1）根据图1数据，该反应的化学方程式为 。 （2）计算5～7min的平均反应速率 。 （3）在5～7min内，若K不变，则此处曲线变化的原因是 ，若K变化且温度降低，则该反应的正反应 0(填“<”或“>”)。 （4）已知达到平衡后，降低温度，A的转化率将增大。图2表示此反应的反应速率v和时间t的关系图，结合图1判断，下列哪些时刻是因增大了反应物活化分子百分数而影响反应速率的 ；A的平衡转化率最大的一段时间是 。 题型06 化学平衡移动的影响因素 化学平衡移动的影响因素： （1）温度：在其他条件不变的情况下，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。 （2）浓度：在其他条件不变的情况下，增大反应物浓度或减小生成物浓度，化学平衡向 向移动；减小反应物浓度或增大生成物浓度，化学平衡向 方向移动。 （3）压强：对于反应前后总体积发生变化的化学反应，在其他条件不变的情况下，增大压强，化学平衡向气体体积 的方向移动；减小压强，化学平衡向气体体积 的方向移动。 （4）催化剂：由于催化剂能同时同等程度地增大或减小正反应速率和逆反应速率，故其对化学平衡的移动 。但催化剂能改变反应达到平衡所需的时间。 【典例6】（24-25高二上·广东河源·阶段练习）某温度下，在密闭反应器中充入足量Ag2О粉末，发生反应：2Ag2О(s)⇌4Ag(s)+O2(g)。达到平衡状态1时测得p(O2)=akPa；保持温度不变，将体积扩大至原来的2倍并保持不变，达到平衡状态2时测得p(O2)=bkPa．下列叙述正确的是 A．上述变化中，平衡状态1逆向移动达到平衡状态2 B．其他条件不变，增大Ag2O的质量，正反应速率一定增大 C．上述平衡状态时压强：b=a D．其他条件不变，增大c(O2)，平衡常数增大 【变式6-1】（24-25高二上·广东清远·阶段练习）某温度下，某气相反应达到化学平衡，平衡常数，且正反应为吸热反应。下列说法正确的是 A．该反应的化学方程式为 B．减小压强，平衡向生成X的方向移动 C．降低温度，平衡向生成F的方向移动，逆反应速率增大 D．增大c(X)，则c(Y)和K增大 【变式6-2】（25-26高二上·广东东莞·阶段练习）T℃时，恒容密闭容器中发生反应，下列说法正确的是 A．反应物的总能量低于生成物的总能量 B．增大反应物浓度能使活化分子百分数增加 C．反应物断键所吸收的总能量小于生成物成键所释放的总能量 D．平衡后，向该容器中充入氦气，平衡向正反应方向移动 【变式6-3】（25-26高二上·广东东莞·阶段练习）用下列实验装置进行相应实验，能达到实验目的的是 A．甲测定双氧水分解反应的化学反应速率 B．乙证明分解反应催化效果好于 C．丙探究温度对平衡的影响 D．丁测定中和反应的反应热 题型07 勒夏特列原理 勒夏特列原理的内容： 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 这种改变的方向移动。 【典例7】（25-26高二上·广东东莞·阶段练习）下列事实不涉及勒夏特列原理的是 A．高压比常压更有利于合成氨反应 B．、、HI混合气体加压后颜色变深 C．溶液中加入KSCN固体后颜色变深 D．向酸性溶液中滴入少量浓的NaOH溶液后，溶液黄色加深 【变式7-1】（25-26高二上·广东河源·阶段练习）下列事实，不能用勒夏特列原理解释的是 A．滴有酚酞的氨水溶液，适当加热溶液（氨气不挥发）后颜色变深 B．开启啤酒瓶后，瓶中立刻泛起大量泡 C．对平衡体系增加压强使颜色变深 D．硫酸工业中，增大的浓度有利于提高的转化率 【变式7-2】（25-26高二上·广东广州·阶段练习）下列事实不能用平衡移动原理解释的是 A．对 的平衡体系升高温度，平衡常数K减小 B．制备乙酸乙酯的实验中将酯蒸出 C．工业合成氨选择500℃左右的条件进行 D．工业合成氨选择10MPa-30MPa的条件进行 【变式7-3】（25-26高二上·广东广州·阶段练习）为探究化学平衡移动的影响因素，设计方案并进行实验，观察到相关现象。其中方案设计和结论不正确的是 选项 影响因素 方案设计 现象 结论 A 浓度 向 溶液中入 H2SO4溶液 黄色溶液变橙色 增大反应物浓度，平衡向正反应方向移动 B 压强 把恒温的平衡体系：2HI(g)的容器压缩到原来的一半 气体颜色变深 增大压强，平衡逆向移动 C 温度 将封装有NO2和N2O4混合气体的烧瓶浸泡在热水中 气体颜色变深 升高温度，平衡向吸热反应方向移动 D 催化剂 向2支装有1mL乙酸乙酯中分别加入1mL水和 H2SO4溶液，再同时进行水浴加热 上层液体，试管1几乎不变，试管2逐渐减少 使用合适的催化剂可提高反应速率 题型08 化学平衡相关图像 在结合化学反应原理分析图像时，应注意下列几点： （1） 横坐标和纵坐标的含义； （2） 曲线的趋势或斜率； （3） 曲线上的特殊点，如起点、终点、交点和拐点等； （4） 根据需要用辅助线，等温线、等压线等。 一、速率/浓度—时间图像 （1）c-t图像 写出化学反应方程式： （2）-t图像 ① 由图可知，t2时刻，正 '逆平衡向 方向移动。改变的反应条件可能是 。 ②对于该反应，增大压强，化学平衡改变的-t图像如下图： 增大压强，体积减小，所有物质的浓度都 ，正逆速率都增大，总压强增大，平衡向着压强 的方向，即平衡向 方向移动。 ③某反应，升高温度，速率-时间图像如下： 升高温度，正、逆反应速率均 ，但逆反应速率 正反应速率，平衡向 方向移动，逆反应方向为 反应，正反应方向为 反应。 二、该反应的A的转化率如下图， 1、转化率—时间—温度图像 解题原则：先出现拐点的反应先达到平衡状态，即“先拐先平数值大” T1 T2，温度升高，平衡向 方向移动，A的平衡转化率增大，故正反应为 反应。 2、转化率—时间—压强图像 p1 p2，压强增大，A的平衡转化率 ，即化学平衡向 方向移动，故m+n p+q。 三、转化率（物质百分含量）—压强—温度图像 分析该图像， 压强相同时，升高温度，反应物的转化率 ，平衡向 方向移动，即正反应方向为 反应； 温度相同时，增大压强，反应物的转化率 ，平衡向 方向移动，即m+n p+q。 【典例8】（24-25高二上·广东江门·期末）如图所示，曲线表示放热反应进行过程中X转化率随时间变化的关系。若要改变起始条件，使反应过程按曲线进行，可采取的措施是 A．增大压强 B．升高温度 C．及时移除 D．加大的投放量 【变式8-1】（24-25高二上·广东中山·期中）对于可逆反应：  ，下列各图正确的是 A． B． C． D． 【变式8-2】（23-24高二上·广东清远·期末）向密闭容器中充入和，发生反应　，测得反应在不同压强、不同温度下，平衡混合物中体积分数如图I所示，测得反应时逆反应速率与容器中关系如图Ⅱ所示。下列说法错误的是 A．压强：，平衡常数： B．图I中条件下，A和C两点反应速率： C．恒温恒压时，若反应从开始到A点达平衡，则的平衡转化率约为 D．图Ⅱ中当x点平衡体系降温至某一温度时，反应可重新达平衡状态，新平衡点可能是c 【变式8-3】（25-26高二上·广东茂名·阶段练习）氢气既是重要的化工原料，又属于洁净能源，是未来人类重点开发的能源之一，请回答下列问题： （1）氢气可以与煤在催化剂作用下制备乙炔，其总反应式为：    。已知部分反应如下： Ⅰ．    ； Ⅱ．    ； Ⅲ．    ； ① ； ②一定条件下，向2L的恒容密闭容器中加入足量碳粉和1mol，发生上述反应Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ，5min后容器内总压强不再变化，容器中为0.1mol，为0.1mol，为0.3mol，5min内的平均反应速率 ，反应Ⅰ的平衡常数 (写出计算式)。 （2）氢气可以用于合成甲醇的反应为    ，在恒压条件下测得的平衡转化率与温度和投料比关系如图所示： ①已知，则 (填“>”“<”或“=”)0。 ②由图可知，同温同压下越大，的平衡转化率越大，原因为 。 ③写出一条可同时提高反应速率和平衡转化率的措施： 。 / 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 第二节 化学平衡 题型01 可逆反应与化学平衡状态 题型02 化学平衡状态的判断依据 题型03 化学平衡常数及其影响因素 题型04 化学平衡常数的计算与应用 题型05 化学平衡移动 题型06 化学平衡移动的影响因素 题型07 勒夏特列原理 题型08 化学平衡相关图像 题型01 可逆反应与化学平衡状态 一、可逆反应 1、可逆反应的定义：在相同条件下同时向正、逆两个方向进行的反应； 2、可逆反应方程式中，用“”代替“”。 3、可逆反应的特点： 双向性：正、逆方向进行； 双同性：正、逆反应是在相同条件下，同时进行； 共存性：反应物的转化率小于100%，反应物与生成物共存。 二、化学平衡状态 1、化学平衡的定义：在一定条件下可逆反应进行到一定程度时，正反应速率和逆反应速率 相等 ，反应物和生成物的浓度均不再随时间而改变，这种状态称之为化学平衡状态； 2、化学平衡状态的建立： 向体系内充入一定量的反应物，反应刚开始时，反应物浓度最大，正反应速率最大；生成物浓度为0，逆反应速率为0； 随着反应进行，反应物浓度逐渐减小，生成物浓度逐渐增大，正反应速率逐渐减小，逆反应速率逐渐增大； 当正反应速率 = 逆反应速率时，可逆反应达到平衡状态。如下图，t1时刻后，反应达到平衡状态。 三、化学平衡状态的特征 “逆”“等”“动”“定”“变” 逆——可逆反应 等——（逆） 动——化学平衡是一种动态平衡 定——反应物和生成物的百分含量保持不变 变——条件改变，化学平衡状态可能改变，建立新平衡 【典例1】（25-26高二上·广东广州·期中）下列实验方案能达到相应目的的是 选项 实验方案 目的 A 常温下，将等质量、等直径的铝粒分别加入和溶液中反应 比较浓度对化学反应速率的影响 B 常温下，向某密闭容器中充入气体，一段时间后压缩容器体积为原来的一半，观察气体颜色变化 探究压强对化学平衡的影响 C 向两份等浓度等体积的溶液中分别加入2滴等浓度的和溶液，观察产生气泡的速率 探究和的催化能力强弱 D 向溶液中滴加溶液5~6滴，充分反应，测得溶液中除含有外，还含有 判断该反应是可逆反应 【答案】B 【解析】A．溶液为浓硫酸，铝在常温下与浓硫酸发生钝化，不继续反应，则不能比较浓度对化学反应速率的影响，A不符合题意； B．，压缩容器体积为原来的一半，物质浓度变大，颜色加深，反应为气体分子数减小的反应，平衡正向移动，颜色又会变浅，故能观察气体颜色变化来探究压强对化学平衡的影响，B符合题意； C．等浓度的和溶液中Fe3+和Cu2+的浓度不同，阴离子种类也不同，未控制单一变量，不能探究和的催化能力强弱，C不符合题意； D．溶液过量，反应后溶液中一定含有Fe3+，充分反应后，测得溶液中除含有外，还含有， 不能判断该反应是可逆反应，D不符合题意； 故选B。 【变式1-1】在一密闭容器中进行反应：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-1、0.1 mol·L-1、0.2 mol·L-1。当反应达到平衡时，可能存在的数据是 A．SO2为0.4 mol·L-1、O2为0.2 mol·L-1 B．SO3为0.25 mol·L-1、O2为0.050 mol·L-1 C．SO2、SO3均为0.15 mol·L-1 D．SO3为0.3 mol·L-1 【答案】D 【解析】A．为0.4 mol/L、为0.2 mol/L是反应逆向完全进行的极限值，但可逆反应无法完全转化，因此不可能存在，A不符合题意； B．若为0.25 mol/L，根据反应比例，生成0.05 mol/L，会消耗0.025 mol/L，的浓度应为0.075 mol/L（而非0.050 mol/L），数据矛盾，B不符合题意； C．若和均为0.15 mol/L，需分解0.05 mol/L，此时应增加至0.25 mol/L，与选项矛盾，C不符合题意； D．为0.3 mol/L在正向反应的浓度范围（0~0.4 mol/L）内，可能通过部分反应达到，D符合题意； 故选D。 【变式1-2】在1 273 K、100.0 kPa条件下，乙烷生成乙烯的反应C2H6(g)C2H4(g)＋H2(g)达到平衡后 A．C2H6的浓度保持不变 B．C2H6仍在不断分解，其浓度不断减少 C．C2H6的分解速率大于生成速率 D．C2H4仍在不断生成，其浓度不断增加 【答案】A 【解析】A．平衡时所有物质的浓度均不再变化，包括C2H6，故A正确； B．虽然C2H6仍在分解，但其生成速率（来自逆反应）等于分解速率（来自正反应），浓度不再减少，故B错误； C．分解速率与生成速率相等，否则浓度会变化，无法维持平衡，故C错误； D．C2H4的生成速率等于其消耗速率（逆反应中转化为C2H6），浓度不再增加，故D错误； 故选A。 【变式1-3】下列关于化学反应速率和化学平衡的说法正确的是 A．对于任何化学反应来说，反应速率越大，反应现象就越明显 B．催化氧化反应中，只要足够多，的转化率就能达到100% C．恒温恒容密闭容器中，当压强不变时，反应一定达到平衡状态 D．某可逆反应，在给定条件下达平衡时，反应完成的程度达到最大 【答案】D 【解析】A．反应现象是否明显不仅与速率有关，还与是否有明显变化（如颜色、气体等）相关，并非所有反应速率快现象都明显，A错误； B．可逆反应存在化学平衡，转化率无法达到100%，即使O2过量也不能完全转化，B错误； C．反应的气体总物质的量不变，恒温恒容时压强始终不变，压强不变不能作为平衡标志，C错误； D．化学平衡时正逆反应速率相等，反应物转化率最大，完成程度达到该条件下的极限，D正确； 故选D。 题型02 化学平衡状态的判断依据 化学平衡状态的判断依据 1、直接依据 （1）（逆）（即同一物质的消耗速率与生成速率 相等 ） （2）各物质的浓度保持不变 2、间接依据 （1）各物质的百分含量保持不变； （2）各物质的物质的量不随时间的改变而改变； （3）各气体的体积不随时间的改变而改变； （4）反应物的转化率保持不变； （5）有色体系的颜色不再改变； （6）绝热的恒容反应体系中的温度保持不变。 【注意】以反应mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)为例， 项目 判断依据 是否平衡 正逆反应速率的关系 单位时间内消耗m mol A,同时生成n mol B 是 ：=m:n:p:q 不一定 单位时间内消耗了n mol B，同时消耗了p mol C 是 压强 m+n=p+q时，其他条件一定，总压强不变 不一定 m+np+q时，其他条件一定，总压强不变 是 气体密度 恒温恒容体系，气体密度不变 不一定 【典例2】（25-26高二上·广东茂名·阶段练习）下列描述的化学反应状态，不一定是平衡状态的是 A．3H2(g)+N2(g)2NH3(g)反应体系中H2与N2的物质的量之比保持3：1 B．2NO2(g)N2O4(g)恒温、恒容下，反应体系中气体的压强保持不变 C．CaCO3(s)O2(g)+CaO(s)恒温、恒容下，反应体系中气体的密度保持不变 D．H2(g)+Br2(g)2HBr(g)恒温、恒容下，反应体系中气体的颜色保持不变 【答案】A 【解析】A．若初始投料H2与N2的物质的量之比为3:1，则无论反应是否平衡，该比例始终不变，因此不一定是平衡状态，A符合题意； B．该反应为气体分子数减小的反应，随着反应的进行，气体的压强减小，当气体压强不变说明该反应达到平衡，B不符合题意； C．反应中反应物为固体，生成物有气体，随着反应的进行，气体的质量增大，恒容条件下气体的密度增大，则反应体系中气体的密度保持不变说明反应达平衡，C不符合题意； D．Br2(g)为有色气体，H2、HBr为无色气体，随着反应的进行，反应体系中气体的颜色变浅，当体系中气体的颜色保持不变则反应达平衡，D不符合题意； 故选A。 【变式2-1】（24-25高二上·广东·期中）一定温度下的密闭容器中，可逆反应达到平衡状态的标志是 A．、、在容器中共存 B． C．浓度商等于化学平衡常数 D．体系内物质的总质量不变 【答案】C 【解析】A．　是可逆反应，任何时刻、、在容器均中共存，不能说明反应处于平衡状态，A不符合题意； B．正逆反应速率之比等于化学计量数之比时：v正(H2)=3v逆(N2)说明正逆反应速率相等，则3v正(H2)=v逆(N2)，说明正逆反应速率不相等，反应未达平衡状态，B不符合题意； C．浓度商大于化学平衡常数时从逆反应建立平衡，浓度商小于化学平衡常数时从正反应建立平衡，浓度商等于化学平衡常数，说明反应处于平衡状态，C符合题意； D．质量守恒，体系内物质的总质量始终不变，不能说明反应处于平衡状态，D不符合题意； 故选C。 【变式2-2】（25-26高二上·广东东莞·阶段练习）将一定量纯净的氨基甲酸铵置于特制的密闭真空容器中(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：。可以判断该分解反应已经达到化学平衡的是 ①；②密闭容器中总压强不变；③密闭容器中混合气体的密度不变；④密闭容器中氨气的体积分数不变；⑤密闭容器中的气体平均相对分子质量不变 A．②③④ B．②③ C．①②③④⑤ D．②④⑤ 【答案】B 【解析】1. 条件①：反应式中与的生成速率比为2:1（v()=2v()），但题目中写为2v()=v()，与正确比例相反，且未指明正逆反应方向，无法判断平衡，错误； 2. 条件②：反应生成气体（总物质的量增加），压强不变说明气体量不再变化，达到平衡，正确； 3. 条件③：固体分解为气体，气体质量增加，密度=，密度不变说明反应达到平衡，正确； 4. 条件④：与的物质的量比恒为2:1，体积分数始终为，无法判断平衡，错误； 5. 条件⑤：气体平均摩尔质量=，总质量与总物质的量始终成固定比例（），故平均摩尔质量恒定，即平均相对分子质量恒定，无法判断平衡，错误； 综上，有效条件为②③，故答案选B。 【变式2-3】（25-26高二上·广东广州·阶段练习）是工业由氨气合成的中间产物。在一定温度下，向容积可变的密闭容器中加入一定量的并发生反应：    ，下列说法错误的是 A．增大压强，平衡逆向移动，但最终达到新平衡后平衡浓度增大 B．升高温度，正反应速率大于逆反应速率，平衡常数增大 C．该反应 D．可作为判断反应达到平衡的标志 【答案】A 【解析】A．增大压强时，平衡逆向移动，但固体浓度视为常数，平衡常数仅与气体分压有关，温度不变时，K不变，故NH3和CO2的平衡浓度不变，A错误； B．该反应为吸热反应（ΔH>0），则升高温度，平衡常数K增大，正逆反应速率均增大，但正反应为吸热反应，正反应速率瞬间增加程度大，导致，直至新平衡，B正确； C．该反应生成3 mol气体，为熵增反应，则ΔS>0，C正确； D．根据反应系数，正反应中，平衡时，当可作为判断反应达到平衡的标志，D正确； 故选A。 题型03 化学平衡常数及其影响因素 化学平衡常数： 1、化学平衡常数的定义： 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，这个常数就是该反应的化学平衡常数（简称平衡常数），用K表示。 以反应mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)为例， K= 2、化学平衡常数的影响因素 化学平衡常数只受 温度 影响，与浓度无关； 正反应是吸热反应，温度升高，平衡常数 增大 ；温度降低，平衡常数 减小 ； 正反应是放热反应，温度升高，平衡常数 减小 ；温度降低，平衡常数 增大 。 通常情况下，K越大，说明平衡体系中生成物所占的比例越大，正反应进行的程度越大，即该反应进行得越完全，平衡时反应物的转化率越大；反之，K越小，该反应进行得越不完全，平衡时反应物的转化率越小。 一般来说，K>105时，该反应就进行的基本完全。 【典例3】（25-26高三上·广东深圳·阶段练习）温度为时，在容积为的恒容密闭容器充入一定量的和，发生反应  。反应过程中的部分数据如表所示，下列说法正确的是 0 5 10 6.0 4.0 3.0 1.0 A．若时该反应的化学平衡常数为1，则 B．内，用表示的平均反应速率为 C．该反应在第之间， D．当P、Q的物质的量之比保持不变时，可判断该反应达到平衡状态 【答案】C 【分析】根据表格中的数据可以判断，时 0 5 10 6.0 4.0 4.0 3.0 1.0 1.0 反应在5min时已经达到平衡，平衡时，、、，时。 【解析】A．该反应时平衡常数为0.8，若时平衡常数为1.0，说明K增大平衡正移，又因为是吸热反应所以温度升高，因此＞，A错误； B．0-5min内，M的物质的量减少2.0mol，反应速率，B错误； C．根据分析5-10min时各物质浓度不再变化，说明反应达到平衡状态，此时，C正确； D．反应中P和Q的生成量之比始终为2:1，其物质的量之比恒为定值，不能作为平衡判断依据，D错误。 故选C。 【变式3-1】（25-26高二上·广东揭阳·阶段练习）某化学研究小组探究外界条件对化学反应的反应速率和平衡的影响，图像如下，下列判断不正确的是 A．由图a可知，，该反应的 B．由图b可知，该反应m+n>p C．对于该反应，升温，平衡逆向移动，平衡常数减小 D．对于该反应，增压（缩小体积），平衡正向移动，平衡常数增大 【答案】D 【分析】由图a可知，温度越高，反应速率越快，达到平衡时间越短，曲线先达到平衡，则；平衡时对应C%低于，说明升温平衡逆向移动，正反应放热（）； 由图b可知，温度相同时，增大压强， C%增大，说明平衡正向移动，正反应为气体分子数减少方向（m+n>p）。 【解析】A．由分析可知，，该反应的，A正确； B．图b中增大压强C%增大，平衡正向移动，说明m+n>p，B正确； C．该反应（放热），升温平衡逆向移动，平衡常数减小（只与温度有关，放热反应升温减小），C正确； D．增压（缩小体积）时，因m+n>p，平衡正向移动，但平衡常数只与温度有关，压强变化不影响，不变，D错误； 故答案选D。 【变式3-2】（25-26高二上·广东河源·阶段练习）向一恒容密闭容器中加入和一定量的，发生反应：。的平衡转化率按不同投料比、温度的变化曲线如图所示。下列说法正确的是 A． B．、两点的正反应速率： C．、 、三点对应的平衡常数 D．平衡时的浓度： 【答案】D 【解析】A．向一恒容密闭容器中加入，x为，投料比x越小，越多，平衡右移，平衡转化率增大。由图可知，同一温度下曲线的转化率高于曲线，说明，A错误； B．b、c两点温度均为T1，温度相同。b点对应（），初始投料更多，反应物浓度更大，使反应速率加快，故，B错误； C．由图可知，温度升高，的平衡转化率增大，正反应吸热。平衡常数K仅与温度有关，a点温度低于T1，b、c两点温度均为T1。正反应吸热，温度越高K越大，故，C错误； D．由A选项可知，，加水更多，a、c点甲烷转化率相同，则平衡时的浓度，D正确； 故答案选D。 【变式3-3】二氧化碳可氧化乙烷制备乙烯，主要发生如下两个反应： Ⅰ．   Ⅱ．   向10L的恒容密闭容器中投入2mol C2H6和3mol CO2，不同温度下，测得5min时(反应均未达到平衡)的相关数据如下表，下列说法错误的是 温度/K T1 T2 T3 乙烷转化率/% 2.0 12.0 20.0 乙烯选择性/% 95.0 75.0 60.0 注：乙烯选择性 A．反应Ⅰ的平衡常数： B．温度升高对反应Ⅱ更有利 C．其他条件不变，容器内改为恒压，乙烷平衡转化率增大 D．T2 K时，0~5min内， 【答案】D 【解析】A．反应Ⅰ的，反应Ⅱ的，均为吸热反应，升高温度，平衡正向移动，平衡常数增大，乙烯的转化率升高，由表格数据可知T1＜T2＜T3，所以，故A正确； B．由表格数据可知，升高温度，乙烷转化率增大，但是乙烯选择性降低，说明升高温度对反应Ⅱ更有利，故B正确； C．其他条件不变，容器内改为恒压，相对于恒容容器，相当于减小压强，反应Ⅰ、反应Ⅱ平衡正向移动，乙烷的平衡转化率增大，故C正确； D．T2 K时，乙烷的转化率为12.0%，可得转化的乙烷的总物质的量为2mol×12.0%=0.24mol，而此温度下乙烯的选择性为75%，则转化为乙烯的乙烷的物质的量为0.24mol×75%=0.18mol，故转化为CO的乙烷的物质的量为，根据反应方程式可得，生成CO的物质的量为0.24mol，则0~5min内，，故D错误； 故选D。 题型04 化学平衡常数的计算与应用 一、化学平衡常数的计算 以（1） N2 (g)+ 3H2(g) 2NH3(g)为例 K= （2） 2NH3(g) N2 (g)+ 3H2(g) K1 = （3） N2 (g)+ H2(g) NH3(g) K2 = 分析得（2） = -（1），故平衡常数之间的关系为：K1 = 1/K （3）×2=（2），故K = K2 ③=①+②，故K = K1×K2 ①=③-②，故K1= K/K2  多个反应合并的平衡常数之间的关系：若干方程式相加(减)，则总反应的平衡常数等于分步平衡常数之乘积(商) 二、化学平衡常数的应用 ①判断反应进行的限度 K值大，说明反应进行的程度大，反应物的转化率高。K值小，说明反应进行的程度小，反应物的转化率低。 K <10−5 10−5~105 >105 反应程度 很难进行 反应可逆 反应可接近完全 ②判断反应是否达到平衡状态 化学反应aA(g)+bB(g)cC(g)+dD(g)在任意状态时，浓度商均为Qc=。 Qc>K时，反应向逆反应方向进行； Qc=K时，反应处于平衡状态； Qc<K时，反应向正反应方向进行。 ③利用平衡常数判断反应的热效应 若升高温度，K值增大，则正反应为吸热反应；若升高温度，K值减小，则正反应为放热反应。 【典例4】（25-26高三上·广东珠海·阶段练习）已知下列反应的平衡常数：①；②。则反应③的平衡常数是 A． B． C． D． 【答案】D 【解析】H2(g)+S(s)⇌H2S(g)的平衡常数K1=， S(s)+O2(g)⇌SO2(g)的平衡常数K2=， 反应H2(g)+SO2(g)⇌O2(g)+H2S(g)的平衡常数K==； 答案选D。 【变式4-1】（25-26高二上·广东茂名·阶段练习）在的催化作用下，向200℃的恒温恒容密闭容器中充入和，发生反应：，该反应的化学平衡常数为K1。该温度下反应的化学平衡常数K2为 A． B． C． D． 【答案】B 【解析】平衡常数等于生成物浓度系数次方之积与反应物浓度系数次方之积的比。 已知： ① K1 ② K2 由盖斯定律，-①=②，则K2=。 故选B。 【变式4-2】（24-25高二上·广东东莞·阶段练习）450℃时，向某恒容密闭容器中充入、，控制适当条件使其发生反应：  ，反应在时达到平衡且此时的物质的量浓度为。下列分析错误的是 A．的平衡转化率为80% B．500℃时，该反应的平衡常数小于80 C．向平衡体系中充入和后，容器中 D．平衡时压强是反应开始前的0.75倍 【答案】C 【分析】设转化了xmol/L，列三段式，，平衡时，1-2x=0.2，得出x=0.4；则K=，据此分析； 【解析】A．由分析可知，转化的SO2的物质的量浓度为0.8mol/L，则SO2的转化率为，A正确； B．反应是放热反应，温度升高，平衡逆向移动，K值减小，时，该反应的平衡常数K小于80，B正确； C．向平衡体系中充入和，此时0.2mol/L，=0.5mol/L，=1.2mol/L，Q==<K，反应正向进行，，C错误； D．恒温恒容下，反应前后压强之比等于气体的物质的量之比，也等于反应前后气体总浓度之比，=，D正确； 故选C。 【变式4-3】已知反应：。 （1）此反应的平衡常数表达式为 。 （2）温度降低，则K (填“增大”“减小”或“不变”)。 （3）已知1100℃时，。若1100℃时测得，，此时该反应 (填“处于”或“不处于”)化学平衡状态，化学反应速率：正反应速率 (填“>”“<”或“=”)逆反应速率。 【答案】（1） （2）减小 （3）不处于 < 【解析】（1）反应的平衡常数表达式为：； （2） 该反应为吸热反应，温度降低，平衡逆向移动，K减小； （3）1100℃时，，此反应不处于平衡状态，逆向移动，故正反应速率<逆反应速率。 题型05 化学平衡移动 化学平衡状态的速率特征：正 = 逆 化学平衡的移动：在一定条件下，当可逆反应达到平衡后，如果改变反应条件，平衡状态被破坏，平衡体系的物质组成也会随着改变，直至达到新的平衡状态，这种由原有的平衡状态达到新的平衡状态的过程叫做化学平衡的移动。 平衡被破坏后， 当正 > 逆时，平衡向 正反应 方向移动； 当正 < 逆时，平衡向 逆反应 方向移动； 【典例5】（25-26高二上·广东广州·阶段练习）一定温度下，在恒容的密闭容器内，将2mol SO₂和 混合发生反应：。回答下列问题： （1）升高温度，混合气体的密度 (填“变大”“变小”或“不变”)。 （2）若反应达到平衡后，再充入适量O2，SO2的转化率 (填“增大”“减小”或“不变”，下同)，O2的转化率 。 （3）如图表示合成 SO3反应在 时间内反应速率与时间的曲线图，时刻改变的外界条件依次为 、 、 。SO3体积分数最小的平衡时间段是 。 （4）若反应达到平衡后，将、、同时增大1倍，平衡将 (填“正向”“逆向”或“不”)移动。 【答案】（1）不变 （2）增大 减小 （3）升高温度 加入催化剂 减小压强 （4）正向 【解析】（1）容器容积固定，气体总质量守恒，混合气体密度始终不变。 （2）反应达到平衡后，再充入O2，氧气浓度增大促使平衡正向移动，SO2转化率增大，但是氧气自身转化率减小。 （3）时刻，正、逆反应速率同时增大，且逆反应速率大于正反应速率，说明平衡左移，改变的条件为升高温度；时刻，正、逆反应速率同等幅度增大，改变的条件为使用催化剂；时刻，正、逆反应速率同时减小，且逆反应速率大于正反应速率，说明平衡左移，改变的条件为减小压强。时刻，升高温度，平衡左移，SO3体积分数减小直至时达到平衡；时刻，平衡不移动，SO3体积分数不变；时刻，减小压强，平衡再次左移，故SO3体积分数最小的平衡时间段为。 （4）反应达到平衡后，将、、同时增大1倍，可视为将容器容积缩小一半，相当于增大压强，平衡正向移动。 【变式5-1】（25-26高二上·广东茂名·阶段练习）甲醇是重要的化工原料。利用合成气(主要成分为CO、CO2和H2)在催化剂的作用下合成甲醇，发生的主要反应如下： Ⅰ．CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)    ΔH1 Ⅱ．CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)    ΔH2 在恒容密闭容器进行反应Ⅰ，测得其化学平衡常数K和温度t的关系如表： t/℃ 700 800 830 1000 1200 K 0.6 0.9 1.0 1.7 2.6 （1）ΔH1 0，其理由是 。 （2）能判断该反应达到化学平衡状态的依据是___________。 A．c(CO)=c(CO2) B．容器内CO2的体积分数保持不变 C．容器内气体密度保持不变 D．容器中压强保持不变 （3）若1200℃时，在某时刻平衡体系中CO2(g)、H2(g)、CO(g)、H2O(g)的浓度分别为2 mol/L、2 mol/L、4 mol/L、4 mol/L，此时v(正) v(逆)(填大于、小于或等于)，其理由是 。 【答案】（1）＞或大于 随着温度升高，化学平衡常数增大，平衡正向移动，则该反应为吸热反应 （2）B （3）小于 Qc＞K(1200℃)，平衡逆向移动 【解析】（1）平衡常数只与温度有关，随着温度升高，反应Ⅰ的化学平衡常数增大，说明反应正向进行，则反应Ⅰ为吸热反应，ΔH1＞0。 （2）A．c(CO)=c(CO2)时，反应的正、逆反应速率不一定相等，反应不一定达到平衡状态，A不符合题意； B．反应Ⅰ为气体分子数不变的纯气体反应，随着反应的进行，CO2的物质的量不断变化，恒容条件下CO2的体积分数也不断变化，则当容器内CO2的体积分数保持不变时，反应达到平衡状态，B符合题意； C．反应Ⅰ为纯气体反应，随着反应的进行，气体的质量不变，恒容条件下气体的体积也不变，由密度可知，容器内气体密度始终不变，则容器内气体密度保持不变不能作为该反应达到化学平衡状态的依据，C不符合题意； D．反应Ⅰ为气体分子数不变的纯气体反应，恒容条件下随着反应的进行，容器中压强恒不变，则容器中压强保持不变不能作为该反应达到化学平衡状态的依据，D不符合题意； 故选B。 （3）由表可知，1200℃下反应Ⅰ的平衡常数K(1200℃)=2.6，该时刻Qc=＞K(1200℃)，则此时该反应的平衡逆向移动，v(正)小于v(逆)。 【变式5-2】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】A．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； B．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； C．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； D．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5-3】25℃时，在体积为2L的密闭容器中，气态物质A、B、C的物质的量n随时间t的变化如图1所示。 （1）根据图1数据，该反应的化学方程式为 。 （2）计算5～7min的平均反应速率 。 （3）在5～7min内，若K不变，则此处曲线变化的原因是 ，若K变化且温度降低，则该反应的正反应 0(填“<”或“>”)。 （4）已知达到平衡后，降低温度，A的转化率将增大。图2表示此反应的反应速率v和时间t的关系图，结合图1判断，下列哪些时刻是因增大了反应物活化分子百分数而影响反应速率的 ；A的平衡转化率最大的一段时间是 。 【答案】（1）A+2B2C （2） （3）增大压强 < （4）、 t2~t3 【解析】（1）由图1可知，A、B为反应物，C为生产物，且最后A、B的物质的量不为0，为可逆反应，3min时△n(A)：△n(B)：△n(C)=(1-0.7)mol：(1-0.4)mol：0.6mol=1：2：2，物质的量之比等于化学计量数之比，所以反应方程式为A+2B2C； （2）由图，5～7min的平均反应速率 （3）在5～7min内，若K不变，则温度不变，C的量增大，则反应正向移动，由于反应为气体分子数减小的反应，则此处曲线变化的原因是增大压强；若K变化且温度降低，温度降低，平衡正向移动，则该反应的正反应为放热反应，焓变小于0； （4）已知达平衡后，降低温度，A的转化率将增大，说明降低温度，平衡正向移动，<0；由图，t3时刻正逆反应速率瞬间增大且逆反应速率大于正反应速率，平衡逆向进行，为升高温度；t5时刻正逆反应速率瞬间增大且逆反应速率等于正反应速率，平衡不移动，为使用催化剂；t6时刻正逆反应速率瞬间均减小且逆反应速率大于正反应速率，平衡逆向进行，为减小压强；升高温度、使用催化剂均能增大反应物活化分子百分数，故t3、t5时刻是因增大了反应物活化分子百分数而影响反应速率；结合分析，A的平衡转化率最大的一段时间是t2~ t3。 题型06 化学平衡移动的影响因素 化学平衡移动的影响因素： （1）温度：在其他条件不变的情况下，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。 （2）浓度：在其他条件不变的情况下，增大反应物浓度或减小生成物浓度，化学平衡向 正反应方 向移动；减小反应物浓度或增大生成物浓度，化学平衡向 逆反应 方向移动。 （3）压强：对于反应前后总体积发生变化的化学反应，在其他条件不变的情况下，增大压强，化学平衡向气体体积 减小 的方向移动；减小压强，化学平衡向气体体积 增大 的方向移动。 （4）催化剂：由于催化剂能同时同等程度地增大或减小正反应速率和逆反应速率，故其对化学平衡的移动 无影响 。但催化剂能改变反应达到平衡所需的时间。 【典例6】（24-25高二上·广东河源·阶段练习）某温度下，在密闭反应器中充入足量Ag2О粉末，发生反应：2Ag2О(s)⇌4Ag(s)+O2(g)。达到平衡状态1时测得p(O2)=akPa；保持温度不变，将体积扩大至原来的2倍并保持不变，达到平衡状态2时测得p(O2)=bkPa．下列叙述正确的是 A．上述变化中，平衡状态1逆向移动达到平衡状态2 B．其他条件不变，增大Ag2O的质量，正反应速率一定增大 C．上述平衡状态时压强：b=a D．其他条件不变，增大c(O2)，平衡常数增大 【答案】C 【解析】A．上述反应的正反应是气体分子数增大的反应，减压，平衡正向移动，A错误； B．氧化银是固体，反应速率与固体接触面有关，增大固体质量，速率不一定增大，B错误； C．温度不变，平衡常数不变，上述反应平衡常数：Kp=p(O2)，则a=b，C正确；   D．平衡常数只与温度有关，与浓度无关，增大c(O2)，平衡常数不变，D错误； 故选C。 【变式6-1】（24-25高二上·广东清远·阶段练习）某温度下，某气相反应达到化学平衡，平衡常数，且正反应为吸热反应。下列说法正确的是 A．该反应的化学方程式为 B．减小压强，平衡向生成X的方向移动 C．降低温度，平衡向生成F的方向移动，逆反应速率增大 D．增大c(X)，则c(Y)和K增大 【答案】A 【解析】A．平衡常数是生成物浓度幂次方之积与反应物浓度幂次方之积的比值，则该反应的化学方程式为，故A正确； B．该反应前后气体分子数不变，改变压强，平衡不移动，故B错误； C．正反应为吸热反应，降低温度，正、逆反应速率都降低，平衡向逆反应方向移动，所以降低温度，平衡向生成F的方向移动，逆反应速率减小，故C错误； D．平衡常数为温度函数，温度不变，平衡常数不变，增大X的浓度，平衡向逆反应方向移动，Y的浓度减小，平衡常数不变，故D错误； 故选A。 【变式6-2】（25-26高二上·广东东莞·阶段练习）T℃时，恒容密闭容器中发生反应，下列说法正确的是 A．反应物的总能量低于生成物的总能量 B．增大反应物浓度能使活化分子百分数增加 C．反应物断键所吸收的总能量小于生成物成键所释放的总能量 D．平衡后，向该容器中充入氦气，平衡向正反应方向移动 【答案】C 【解析】A．由方程式可知：该反应的正反应是放热反应，说明反应物的总能量高于生成物的总能量，A错误； B．在其它条件不变时，增大反应物浓度，会增加单位体积内的分子总数，也会增加单位体积内的活化分子总数，但活化分子百分数不会改变，B错误； C．该反应的正反应是放热反应，说明断裂反应物化学键吸收的总能量小于形成生成物化学键释放的总能量，C正确； D．当反应达到平衡后，在恒容条件下向体系中充入氦气，由于不能改变反应体系中任何一种物质的浓度，因此化学平衡不发生移动，D错误； 故合理选项是C。 【变式6-3】（25-26高二上·广东东莞·阶段练习）用下列实验装置进行相应实验，能达到实验目的的是 A．甲测定双氧水分解反应的化学反应速率 B．乙证明分解反应催化效果好于 C．丙探究温度对平衡的影响 D．丁测定中和反应的反应热 【答案】C 【解析】A．甲装置中，不能用长颈漏斗，产生的气体会从漏斗逸出，应该改为分液漏斗，且未明确时间测量装置，无法准确测定单位时间内气体体积变化，不能测定反应速率，A错误； B．乙装置中，和的阴离子不相同，可能因阴离子差异干扰催化效果比较，无法证明催化效果好于，B错误； C．丙装置中，正反应为放热反应，热水浴温度升高平衡逆向移动，浓度增大，颜色加深，冰水浴温度降低平衡正向移动浓度增大，颜色变浅，通过对比两烧瓶颜色变化可探究温度对平衡的影响，C正确； D．丁装置测定中和热时，缺少搅拌器，无法使反应液温度均匀，导致温度计读数不准确，不能准确测定反应热，D错误； 故选C。 题型07 勒夏特列原理 勒夏特列原理的内容： 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。 【典例7】（25-26高二上·广东东莞·阶段练习）下列事实不涉及勒夏特列原理的是 A．高压比常压更有利于合成氨反应 B．、、HI混合气体加压后颜色变深 C．溶液中加入KSCN固体后颜色变深 D．向酸性溶液中滴入少量浓的NaOH溶液后，溶液黄色加深 【答案】B 【解析】A．合成氨反应为，加压使平衡正向移动，涉及勒夏特列原理，A不符合题意； B．反应前后气体分子数相同，加压使浓度增大，颜色变深，未改变平衡，颜色变化不涉及平衡移动，不涉及勒夏特列原理，B符合题意； C．加入KSCN固体使SCN-浓度增大，反应逆向移动，溶液颜色加深，涉及勒夏特列原理，C不符合题意； D．酸性K2Cr2O7溶液中加有，浓NaOH溶液，消耗H+，使得H+的浓度降低，平衡正向移动，符合勒夏特列原理，D不符合题意； 故选B。 【变式7-1】（25-26高二上·广东河源·阶段练习）下列事实，不能用勒夏特列原理解释的是 A．滴有酚酞的氨水溶液，适当加热溶液（氨气不挥发）后颜色变深 B．开启啤酒瓶后，瓶中立刻泛起大量泡 C．对平衡体系增加压强使颜色变深 D．硫酸工业中，增大的浓度有利于提高的转化率 【答案】C 【解析】A．氨水受热促进解离，浓度增大，颜色变深，可用勒夏特列原理解释，A正确； B．开启啤酒瓶后压强降低，逸出，平衡向气体体积增大的方向移动，可用勒夏特列原理解释，B正确； C．反应前后气体物质的量相等，加压仅增大各物质浓度但平衡不移动，颜色变深是浓度变化而非平衡移动导致，不能用勒夏特列原理解释，C错误； D．增大浓度使平衡向生成方向移动，提高转化率，可用勒夏特列原理解释，D正确； 故答案选C。 【变式7-2】（25-26高二上·广东广州·阶段练习）下列事实不能用平衡移动原理解释的是 A．对 的平衡体系升高温度，平衡常数K减小 B．制备乙酸乙酯的实验中将酯蒸出 C．工业合成氨选择500℃左右的条件进行 D．工业合成氨选择10MPa-30MPa的条件进行 【答案】C 【解析】A．升高温度导致平衡常数K减小，说明反应逆向移动，符合温度对平衡的影响，能用平衡移动原理解释，A不符合题意； B．蒸出乙酸乙酯减少产物浓度，促使平衡正向移动，利用浓度变化影响平衡，B不符合题意； C．合成氨为放热反应，高温不利于平衡正向移动，但工业选择500℃是为了提高反应速率和催化剂活性，而非平衡移动，C符合题意； D．合成氨是气体体积减小的反应，高压条件促使平衡向气体体积减小的正反应方向移动，符合压强对平衡的影响，D不符合题意； 故选C。 【变式7-3】（25-26高二上·广东广州·阶段练习）为探究化学平衡移动的影响因素，设计方案并进行实验，观察到相关现象。其中方案设计和结论不正确的是 选项 影响因素 方案设计 现象 结论 A 浓度 向 溶液中入 H2SO4溶液 黄色溶液变橙色 增大反应物浓度，平衡向正反应方向移动 B 压强 把恒温的平衡体系：2HI(g)的容器压缩到原来的一半 气体颜色变深 增大压强，平衡逆向移动 C 温度 将封装有NO2和N2O4混合气体的烧瓶浸泡在热水中 气体颜色变深 升高温度，平衡向吸热反应方向移动 D 催化剂 向2支装有1mL乙酸乙酯中分别加入1mL水和 H2SO4溶液，再同时进行水浴加热 上层液体，试管1几乎不变，试管2逐渐减少 使用合适的催化剂可提高反应速率 【答案】B 【解析】A．向溶液中加入H2SO4，H+浓度增大，使平衡正向移动，黄色溶液变橙色，现象和结论均正确，A正确； B．反应的气体总物质的量不变，压缩容器体积导致I2浓度增大，颜色变深，但平衡不移动，B错误； C．反应为放热反应，升温后颜色变深说明平衡逆向移动（吸热方向），C正确； D．向1mL乙酸乙酯中加入1mL0.3mol/L H2SO4溶液，水浴加热，上层液体逐渐减少，说明酯的水解反应中，H2SO4作为催化剂加速乙酸乙酯水解，D正确； 故选B。 题型08 化学平衡相关图像 在结合化学反应原理分析图像时，应注意下列几点： （1） 横坐标和纵坐标的含义； （2） 曲线的趋势或斜率； （3） 曲线上的特殊点，如起点、终点、交点和拐点等； （4） 根据需要用辅助线，等温线、等压线等。 一、速率/浓度—时间图像 （1）c-t图像 写出化学反应方程式：A+3B 4C （2）-t图像 ① 由图可知，t2时刻，正 > '逆平衡向 正反应 方向移动。改变的反应条件可能是 增大反应物的浓度 。 ②对于该反应，增大压强，化学平衡改变的-t图像如下图： 增大压强，体积减小，所有物质的浓度都增大，正逆速率都增大，总压强增大，平衡向着压强减小的方向，即平衡向 正反应 方向移动。 ③某反应，升高温度，速率-时间图像如下： 升高温度，正、逆反应速率均 加快 ，但逆反应速率 > 正反应速率，平衡向逆反应方向移动，逆反应方向为 吸热 反应，正反应方向为 放热 反应。 二、该反应的A的转化率如下图， 1、转化率—时间—温度图像 解题原则：先出现拐点的反应先达到平衡状态，即“先拐先平数值大” T1 > T2，温度升高，平衡向 正反应 方向移动，A的平衡转化率增大，故正反应为 吸热 反应。 2、转化率—时间—压强图像 p1 < p2，压强增大，A的平衡转化率减小，即化学平衡向 逆反应 方向移动，故m+n > p+q。 三、转化率（物质百分含量）—压强—温度图像 分析该图像， 压强相同时，升高温度，反应物的转化率 增大 ，平衡向 正反应 方向移动，即正反应方向为 吸热 反应； 温度相同时，增大压强，反应物的转化率 增大 ，平衡向 正反应 方向移动，即m+n > p+q。 【典例8】（24-25高二上·广东江门·期末）如图所示，曲线表示放热反应进行过程中X转化率随时间变化的关系。若要改变起始条件，使反应过程按曲线进行，可采取的措施是 A．增大压强 B．升高温度 C．及时移除 D．加大的投放量 【答案】A 【解析】A．该反应前后气体分子数不变，增大压强，平衡不移动，X的转化率不变，但反应速率增大，达到平衡的时间缩短，A正确； B．该反应为放热反应，升高温度，平衡逆向移动，X的转化率减小，B错误； C．及时移除，平衡正向移动，X的转化率增大，C错误； D．加大的投放量，平衡正向移动，X的转化率增大，D错误； 故选A。 【变式8-1】（24-25高二上·广东中山·期中）对于可逆反应：  ，下列各图正确的是 A． B． C． D． 【答案】A 【解析】A．该反应正反应为放热反应，升高温度化学平衡逆向移动，则500℃时的w(C)小于100℃时的w(C)，且温度越高反应速率越快，从图中可知，500℃时反应速率较快，A正确； B．随着压强的增大，该反应的正逆反应速率都增大，B错误； C．催化剂不影响化学平衡的移动，c(C)应该相同，C错误； D．该反应正反应为放热反应，升高温度化学平衡逆向移动，则相同压强下，100℃时A的转化率应该比80℃时小，D错误； 故答案选A。 【变式8-2】（23-24高二上·广东清远·期末）向密闭容器中充入和，发生反应　，测得反应在不同压强、不同温度下，平衡混合物中体积分数如图I所示，测得反应时逆反应速率与容器中关系如图Ⅱ所示。下列说法错误的是 A．压强：，平衡常数： B．图I中条件下，A和C两点反应速率： C．恒温恒压时，若反应从开始到A点达平衡，则的平衡转化率约为 D．图Ⅱ中当x点平衡体系降温至某一温度时，反应可重新达平衡状态，新平衡点可能是c 【答案】D 【解析】A．正反应体积减小，温度不变时增大压强平衡正向进行，甲醇含量增大，所以；升高温度甲醇的含量降低，说明温度升高平衡逆向进行，反应为放热反应，升高温度平衡常数减小，则K(C)>K(A)＞K(B)，A正确；   B．图1中条件下，A和C两点A点的温度更高，升高温度速率加快，则反应速率：，故B正确； C．恒温恒压时，若反应从开始到A点达平衡，甲醇含有为25%； 则，a=，的平衡转化率约为，C正确； D．降低温度，正、逆反均应速率减小，反应为放热反应，平衡向逆正反应方向移动，甲醇的浓度增大，则新平衡点可能是图中a点，D错误； 故选D。 【变式8-3】（25-26高二上·广东茂名·阶段练习）氢气既是重要的化工原料，又属于洁净能源，是未来人类重点开发的能源之一，请回答下列问题： （1）氢气可以与煤在催化剂作用下制备乙炔，其总反应式为：    。已知部分反应如下： Ⅰ．    ； Ⅱ．    ； Ⅲ．    ； ① ； ②一定条件下，向2L的恒容密闭容器中加入足量碳粉和1mol，发生上述反应Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ，5min后容器内总压强不再变化，容器中为0.1mol，为0.1mol，为0.3mol，5min内的平均反应速率 ，反应Ⅰ的平衡常数 (写出计算式)。 （2）氢气可以用于合成甲醇的反应为    ，在恒压条件下测得的平衡转化率与温度和投料比关系如图所示： ①已知，则 (填“>”“<”或“=”)0。 ②由图可知，同温同压下越大，的平衡转化率越大，原因为 。 ③写出一条可同时提高反应速率和平衡转化率的措施： 。 【答案】（1）+226.73kJ/mol 0.07mol/(L·min) （2）＜ 一定条件下，增大其中一种反应物的浓度，平衡正向移动，另一种反应物的平衡转化率会提高 增大压强 【解析】（1）①由盖斯定律可知，； ②当容器内总压强不再变化时可知反应达到平衡，反应前气体只有，反应后气体有、、、， 根据氢原子守恒，平衡时，则5min内消耗的为，则5 min内的平均反应速率；反应Ⅰ的平衡常数； （2）①已知，由图可知温度越高的平衡转化率越低，所以反应为放热反应，； ②由图可知，同温同压下越大，的平衡转化率越大，原因为一定条件下，增大其中一种反应物的浓度，平衡正向移动，另一种反应物的平衡转化率会提高； ③可同时提高反应速率和平衡转化率的措施为加压。 / 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $