第二节 化学平衡（举一反三专项训练，江苏专用）【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 化学平衡移动方向的判断 题型05 化学平衡的影响因素 题型06 勒夏特列原理及其应用 题型07 化学平衡的有关计算 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。 【典例1】（24-25高二下·江苏·月考）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1-1】（22-23高二上·江苏·月考）向一密闭容器中放入1molX，进行可逆反应2X(g)⇌3Y(g)，反应过程中的反应速率(v)与时间(t)的关系曲线如图所示，下列叙述正确的是 A．t1时，只有正反应在进行 B．t2～t3时，反应不再发生 C．t2时，容器内有1.5molY D．t2～t3时，X、Y的物质的量均没有发生变化 【变式1-2】（22-23高二上·江苏海安·月考）在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0.2mol/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0.4mol/L B．SO2为 0.25mol/L C．SO2、SO3均为0.15mol/L D．SO3为0.4mol/L 【变式1-3】（25-26高二上·江苏苏州·月考）把气体充入密闭容器中，在一定条件下发生反应，在反应趋向平衡状态的过程中，下列说法正确的是 A．的生成速率小于其分解速率 B．的生成速率等于其分解速率 C．的生成速率大于其分解速率 D．无法判断的生成速率与分解速率的相对大小 题型02 化学平衡状态的判断依据 1.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 2.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】（24-25高二上·江苏南京·期中）恒温恒容下可逆反应达到平衡的标志是 A．C的生成速率是A的消耗速率的2倍 B．A、B、C的浓度不再变化 C．混合气体的密度不再变化 D．A、B、C的分子数之比为 【变式2-1】（24-25高二上·江苏启东·月考）可逆反应：。在容积不变的密闭容器中进行，下列能说明该反应达到平衡状态的有 ①单位时间内生成的同时生成2n mol NO②容器内总压强不再变化③、NO、的物质的量浓度之比为2：2：1④混合气体的密度不再改变⑤混合气体的颜色不再改变⑥混合气体的平均相对分子质量不再改变 A．②⑤⑥ B．①②⑤ C．③④⑥ D．②③⑥ 【变式2-2】（24-25高二上·江苏连云港·月考）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，该反应达到平衡状态的标志不可能的是 A．氮气的体积分数保持不变 B．氢气的物质的量浓度保持不变 C．单位时间内3molH—H断裂的同时有6mol的N—H断裂 D．容器内的气体总压强保持不变 【变式2-3】（24-25高二上·江苏镇江·期中）一定条件下，将等体积的NO2和SO2置于密闭容器中发生反应，下列不能说明反应达平衡状态的是 A． B．混合气体颜色保持不变 C．SO3和NO体积分数比保持不变 D．NO2的浓度保持不变 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 (1)化学平衡常数只受温度影响，与浓度无关； (2)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。 (3)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。 (4)一般来说，K>105时，该反应就进行的基本完全。 3.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3】（24-25高二上·江苏南京·期中）水煤气变换反应  △H<0是目前大规模制氢的方法之一，其他条件不变，相同时间内，向该反应体系中投入一定量的CaO时，的体积分数如图所示。下列关于水煤气变换反应的说法正确的是 A．该反应的平衡常数 B．升高温度，该反应的K值增大 C．一定温度下，增大或选用高效催化剂，均能提高CO平衡转化率 D．等质量的纳米CaO表面积更大，吸收更多，体积分数更大 【变式3-1】（24-25高二上·江苏常州·期中）下列关于可逆反应和化学平衡的说法，正确的是 A．催化剂可以改变某确定温度下某反应的平衡常数 B．温度是唯一可以影响平衡常数的环境因素 C．工业合成氨选择较高的温度是为了增大反应的平衡常数 D．增大反应物浓度一定能增大反应速率 【变式3-2】（23-24高二下·江苏无锡·期末）反应：2SiHCl3(g)SiH2Cl2(g)+SiCl4(g)，起始时，n( SiHCl3)=1 mol，恒容1L容器。已知：x为物质的量分数。不同温度下x(SiHCl3)随时间的变化如题图所示。 下列说法正确的是 A．T1>T2 B．该反应为吸热反应 C．K(T1)>K(T2) D．K(T1)=156.25×10－4 【变式3-3】（23-24高二下·江苏扬州·期中）工业上用CH4催化还原NO2可以消除氮氧化物的污染，反应原理为：。不同的催化剂催化该反应的最佳活性温度不同。下列说法正确的是 A．上述反应平衡常数 B．其他条件不变时，NO2去除率随温度升高而增大的原因可能是催化剂的活性增强或平衡常数变大 C．其他条件不变时，在恒压条件下通入一定量的惰性气体可以提高CH4的平衡转化率 D．反应中若采用高分子分离膜及时分离出水蒸气，可以使正反应速率增大，NO2去除率增大 题型04 化学平衡移动方向的判断 1.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。 2.化学平衡的移动方向的判断 (1)依据化学反应速率的相对大小判断 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； (2)应用浓度商判断 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。 【典例4】（24-25高二上·江苏镇江·月考）下列说法正确的是 A．反应H2(g)＋I2(g)2HI(g)达平衡后，增大压强，平衡移动使颜色变深 B．反应2NO2(g)N2O4(g)达平衡后，恒温恒压条件下充入惰性气体，平衡向左移动，到达新平衡时混合气体的颜色比条件改变前深 C．反应2X(g)＋Y(s)Z(s)达平衡后，恒温恒容条件下充入X(g)，平衡向右移动，到达新平衡时气体X浓度不变 D．反应NH4HS(s)NH3(g)＋H2S(g)达平衡后，恒温恒容条件下充入HCl(g)，平衡不移动 【变式4-1】（23-24高二下·江苏淮安·期中）对于反应2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)   ΔH＜0，在其他条件相同时，下列说法正确的是 A．增大压强，平衡正向移动，化学平衡常数增大 B．加入V2O5，改变了反应的活化能，平衡不发生移动 C．升高温度，v(逆)增大，v(正)减小，平衡逆向移动 D．当c(SO2)∶c(O2)=2∶1时，可以判断该反应一定已经达到化学平衡 【变式4-2】（23-24高二下·江苏徐州·期中）时，向恒容密闭容器中充入，气体发生反应：　。测定的部分数据如下表： 0 50 150 250 350 0 0.16 0.19 0.20 0.20 下列说法正确的是 A．反应在前的平均速率 B．平衡后向容器中充入，平衡向正向移动，平衡常数不变 C．其他条件不变，升高温度，增加，减小，平衡向正向移动 D．相同温度下，起始时向容器中充入、和，反应达到平衡前 【变式4-3】（24-25高二上·江苏南京·月考）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．增大，则和K增大 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．该反应的化学方程式为 题型05 化学平衡的影响因素 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5】（23-24高二上·江苏南京·期末）在2 L的恒温密闭容器中充入2.0 mol PCl3和1.0 mol Cl2，发生反应：PCl3(g)＋Cl2(g) PCl5(g)，10min后达到平衡，PCl5为0.4 mol。下列说法正确的是 A．0～10 min内，用PCl3表示的平均反应速率为0.04 mol·L-1·min-1 B．当混合气体的密度不再改变时，可以表示反应达到平衡状态 C．若升高温度(T1<T2)，反应的平衡常数减小，则平衡时PCl3的物质的量变化 D．平衡后，如果移走1.0 mol PCl3和0.5 mol Cl2，在相同温度下达到平衡时PCl5的物质的量小于0.2 mol 【变式5-1】（23-24高二上·湖北武汉·期中）在某一恒温体积可变的密闭容器中发生反应：X(g)+Y(g)2Z(g)　ΔH<0，t1时刻达到平衡后，在t2时刻改变某一条件，其反应过程中逆反应速率变化如图所示。下列说法正确的是 A．O~t2时，v正>v逆 B．t2时刻改变的条件是向密闭容器中加Z C．t2时刻改变的条件是从密闭容器中抽出了Y D．Ⅰ、Ⅱ两过程达到平衡时，平衡常数Ⅰ<Ⅱ 【变式5-2】（23-24高二上·江苏连云港·期中）利用和合成甲醇，可以减少的排放。涉及的主要反应如下： 反应Ⅰ：   反应Ⅱ：    在1 L密闭容器中通入1mol 和2.44mol ，选择合适的催化剂反应，甲醇的选择率(生成甲醇的占总转化量的物质的量分数)和的平衡转化率随温度的变化趋势如图所示。下列说法不正确的是 A．曲线a表示甲醇的选择率 B．其它条件不变，增大压强可提高平衡时的体积分数 C．553K时，反应Ⅱ的平衡常数 D．553K时，反应Ⅰ和反应Ⅱ参加反应的氢气物质的量之比为9∶2 【变式5-3】（24-25高二上·江苏扬州·期末）为实现氯资源循环利用，工业上采用催化氧化法将有机氯化工业的副产品转化为Cl2：4HCl(g)＋O2(g) 2Cl2(g)＋2H2O(g)  ΔH1=-57.2 kJ·mol−1。不同温度下将n起始(O2) ∶n起始(HCl)=1∶1混合气体以不同流速通入一定长度装有催化剂的反应管中，出口处测算HCl的转化率随HCl流速的变化曲线如图所示(较低流速下转化率可近似为平衡转化率)。下列说法正确的是 A．温度：T1 <T2 <T3 B．选用高效催化剂能显著提高N点处HCl的转化率 C．其他条件不变时，增大可提高HCl平衡转化率 D．不同温度下，M点处HCl的转化率、反应平衡常数均相等 题型06 勒夏特列原理及其应用 1.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。 2.应用 (1)勒夏特列原理适用于任何动态平衡(如溶解平衡、电离平衡等)，非平衡状态不能用此来分析。 (2)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。 (3)平衡移动的结果是“减弱”外界条件的影响，而不是“消除”外界条件的影响，更不是“扭转”外界条件的影响。 【典例6】（24-25高二上·江苏苏州·期中）下列事实不能用勒夏特列原理解释的是 A．工业上生产硫酸时，充入过量的空气以提高SO2的转化率 B．对CO(g)+NO2(g)CO2(g)+NO(g)，达到平衡后，增大压强可使颜色变深 C．实验室可用排饱和食盐水的方法收集氯气 D．溴水中有化学平衡Br2+H2OHBr+HBrO，当加入少量AgNO3溶液后，溶液的颜色变浅 【变式6-1】（24-25高二上·江苏南通·期中）下列操作或事实不能用勒夏特列原理解释的是 A．向含有Fe(SCN)3的红色溶液中加入铁粉，振荡，溶液颜色变浅 B．2NO2(g)⇌N2O4(g)ΔH<0，把NO2球浸泡在冰水中，气体颜色变浅 C．其他条件不变，对H2(g)、I2(g)、HI(g)组成的平衡体系加压后颜色变深 D．用饱和食盐水除去Cl2中的HCl，可减少Cl2的损失 【变式6-2】（24-25高二下·江苏无锡·期中）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6-3】（24-25高二下·江苏无锡·期中）勒夏特列原理可以用于解释可逆反应的平衡移动，下列事实不能用勒夏特列原理解释的是 A．压缩H2和I2(g)反应的平衡混合气体，气体颜色变深 B．红棕色的NO2气体，加压后颜色先变深后变浅，但比原来要深 C．反应：CO(g)＋NO2(g)⇌CO2(g)＋NO(g)  ΔH＜0，升高温度可使平衡向逆反应方向移动 D．反应：N2(g)+H2(g)⇌NH3(g)  ΔH＜0，为提高NH3的产率，理论上应采取低温措施 题型07 化学平衡的有关计算 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)各转化量之比等于各反应物的化学计量数之比。 3．计算方法：三段式法 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)各转化量之比等于各反应物的化学计量数之比。 3）计算方法：三段式法 化学平衡计算模式：对以下反应mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)，令A、B起始物质的量浓度分别为a mol/L、b mol/L，达到平衡后消耗A的物质的量浓度为mx mol/L。 　　　　　　mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g) 起始量(mol/L) a b 0 0 变化量(mol/L) mx nx px qx 平衡量(mol/L) 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%。 4．化学平衡常数的计算 (1)根据化学平衡常数表达式计算 (2)依据化学方程式计算平衡常数 ①同一可逆反应中，K正·K逆＝1。 ②同一方程式中的化学计量数等倍扩大或缩小n倍，则新平衡常数K′与原平衡常数K间的关系是K′＝Kn或K′＝。 ③几个可逆反应方程式相加，得总方程式，则总反应的平衡常数等于各分步反应平衡常数之积。 ④水溶液中进行的反应，必须拆成离子方程式再计算平衡常数。 5.计算Kp的答题模板 计算Kp的两套模板[以N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)为例] 模板1：N2(g)　＋　3H2(g)2NH3(g)(平衡时总压为p0) n(始) 1 mol 3 mol 0 Δn 0.5 mol 1.5 mol 1 mol n(平) 0.5 mol 1.5 mol 1 mol p(X) p0 p0 p0 Kp＝ 模板2：刚性反应器中 　 N2(g)＋ 3H2(g) 2NH3(g) p(始) p0 3p0 0 Δp p′ 3p′ 2p′ p(平) p0－p′ 3p0－3p′ 2p′ Kp＝ 【典例7】（24-25高二上·江苏南通·期中）相同温度下，向2L密闭容器中分别通入不同物质的量的NOCl(g)，发生反应：2NOCl(g)⇌ 2NO(g)+Cl2(g)，NOCl(g)起始物质的量与平衡转化率的关系如下表。下列说法正确的是 组别 n起始(NOCl)/mol NOCl平衡转化率/% I 2 α Ⅱ m 50 Ⅲ n 40 A．m：n=16：45 B．若m<2，则α>50 C．组别I反应进行到2min时，测得NOCl的物质的量为1.8mol，2min内用Cl2表示的平均反应速率v(Cl2)=0.05mol/(L·min) D．组别Ⅱ反应达平衡后，再通入0.5mmolNOCl和0.5mmolNO，平衡向正反应方向移动 【变式7-1】（22-23高二上·安徽宣城·期中）将等量且物质的量相等的铁和水蒸气分别充入两个不同压强下的恒温且温度相同的密闭容器中，发生反应：，物质的量n随时间t变化的曲线如图所示，下列说法正确的是 A． B． C．c点和d点的平衡常数： D．a、b、c、d四点混合气体的相对分子质量： 【变式7-2】（24-25高二上·江苏扬州·月考）工业上用甲烷催化法可以制取乙烯，发生反应为。T℃，向体积为2L的密闭容器中充入1molCH4，测得反应过程中部分物质的物质的量随时间的变化如图所示。下列说法正确的是 A．0~20min内， B．反应在14min时， C．该反应的化学平衡常数K=6.4 D．T℃时，若起始向容器中充入CH4、C2H4、H2均为1mol，则反应正向进行 【变式7-3】（23-24高二上·江苏·月考）把2.5 mol A和2.5 mol B混合，装入容积为2 L的密闭容器里，发生反应：3 A(g)+B(g)xC(g)+2D(g)，经5s反应达平衡，在此5s内C的平均反应速率为0.2 mol/(L·s)，同时生成1 mol D，下列叙述错误的是 A．x=4 B．达到平衡时容器内气体的压强与起始时的压强比为6：5 C．达到平衡时B的体积分数约为33% D．该反应的平衡常数Kc=8 题型08 化学平衡相关图像 1.速率－时间图像(v－t图像) （1）图像类型 （2）解题策略　 分清正反应、逆反应及二者反应速率的相对大小，分清“突变”和“渐变”；正确判断化学平衡的移动方向；熟记浓度、压强、温度、催化剂等对化学平衡移动的影响规律。 Ⅰ.v正突变，v逆渐变，且v正>v逆，说明是增大了反应物的浓度，使v正突变，且平衡正向移动。 Ⅱ.v正、v逆都突然减小，且v正>v逆，说明平衡正向移动，该反应的正反应可能是放热反应或气体体积增大的反应。 Ⅲ.v正、v逆都突然增大，且增大程度相同，说明该化学平衡没有发生移动，可能是使用了催化剂，也可能是对反应前后气体分子数不变的反应压缩体积(即增大压强)。 2.百分含量(或转化率)－时间－温度(或压强)图像 （1）图像类型 （2）解题策略 　“先拐先平数值大”。在化学平衡图像中，先出现拐点的反应则先达到平衡，先出现拐点的曲线表示的温度较高(如图Ⅰ中T2>T1)、压强较大(如图Ⅱ中p2>p1)或使用了催化剂(如图Ⅲ中a使用了催化剂)。 Ⅰ.表示T2>T1，正反应是放热反应，升高温度，平衡逆向移动。 Ⅱ.表示p2>p1，反应物A的转化率减小，说明正反应是气体体积增大的反应，增大压强，平衡逆向移动。 Ⅲ.生成物C的百分含量不变，说明平衡不发生移动，但反应速率a>b，故a使用了催化剂；也可能该反应是反应前后气体体积不变的可逆反应，a增大了压强(即压缩体积)。 3.百分含量(或转化率)－温度(压强)图像 （1）图像类型 （2）解题策略 “定一议二”。在化学平衡图像中，包括纵坐标、横坐标和曲线所表示的三个变量，分析方法是确定其中一个变量，讨论另外两个变量之间的关系。 如图Ⅰ中确定压强为105 Pa或 107 Pa，则生成物C的百分含量随温度T的升高而逐渐减小，说明正反应是放热反应；再确定温度T不变，做横轴的垂线，与压强线出现两个交点，分析生成物C的百分含量随压强p的变化可以发现，增大压强，生成物C的百分含量增大，说明正反应是气体体积减小的反应。同理分析图Ⅱ。 【典例8】（23-24高二上·江苏扬州·期中）在2L恒容密闭容器中分别通入2molCO和1molO2。进行反应：2CO(g)＋O2(g)2CO2(g)  ΔH。在相同的时间段(5min)下，测得CO的转化率与温度的关系如图所示。下列说法不正确的是 A．a点，v(O2)=0.07mol·L-1·min-1 B．该反应ΔH<0 C．a点和d点CO转化率相等，d点v正(CO)等于a点v正(CO) D．50℃时，该反应的化学平衡常数K=160 【变式8-1】（25-26高二上·江苏扬州·月考）下列图示与对应的叙述相符的是 A．图1表示分别在有、无催化剂的情况下氧化反应过程中的能量变化 B．由图2可知，反应C(金刚石，s)(石墨，s)的焓变 C．图3表示一定条件下的合成氨反应中，的平衡体积分数随的起始体积分数(的起始量恒定)的变化，图中a点的转化率和b点一样 D．图4表示同一温度下，在不同容积的容器中进行反应的平衡浓度与容器容积的关系 【变式8-2】（25-26高二上·江苏·月考）乙烯可用于制备乙醇：。向10 L某恒容密闭容器中通入和发生上述反应，测得的平衡转化率与投料比以及温度的关系如图所示。下列说法正确的是 A． B．a、b点对应的平衡常数 C．a点对应的体系中，反应从开始到平衡的2 min内， D．b点对应的体系中， 【变式8-3】（24-25高二下·江苏镇江·期末）二氧化碳催化加氢制甲醇过程中的主要反应如下： 反应I：CO2(g)＋3H2(g)=CH3OH(g)＋H2O(g)　ΔH1 反应Ⅱ：CO2(g)＋H2(g)=CO(g)＋H2O(g)　ΔH2 在密闭容器中，1.01×105Pa、n始(CO2)：n始(H2)=1：3时，CO2平衡转化率、CH3OH平衡产率、在催化剂作用下反应相同时间所测得的CO2实际转化率、CH3OH实际产率随温度变化如图所示。CH3OH的产率可表示为×100%。下列说法正确的是 A．ΔH1<0，ΔH2<0 B．一定温度时，当密闭容器体积不变时，可说明反应Ⅱ达到化学平衡状态 C．从480～540K，CO的实际产率先降后升 D．500K时CO的实际产率小于平衡时的产率 / 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 化学平衡移动方向的判断 题型05 化学平衡的影响因素 题型06 勒夏特列原理及其应用 题型07 化学平衡的有关计算 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。 【典例1】（24-25高二下·江苏·月考）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1-1】（22-23高二上·江苏·月考）向一密闭容器中放入1molX，进行可逆反应2X(g)⇌3Y(g)，反应过程中的反应速率(v)与时间(t)的关系曲线如图所示，下列叙述正确的是 A．t1时，只有正反应在进行 B．t2～t3时，反应不再发生 C．t2时，容器内有1.5molY D．t2～t3时，X、Y的物质的量均没有发生变化 【答案】D 【解析】A．t1时v逆不为零，故正逆反应都在进行，故A错误；B．t2时反应达到平衡，平衡状态是动态平衡，可逆反应达到平衡后，反应仍在进行，故B错误；C．若1molX完全转化时生成1.5molY，t2时反应达到平衡状态，反应物不可能完全转化，所以生成的Y小于1.5mol，故C错误；D．t2～t3内反应处于平衡状态，反应达到平衡后，各物质的量不再变化，故D正确；答案选D。 【变式1-2】（22-23高二上·江苏海安·月考）在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0.2mol/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0.4mol/L B．SO2为 0.25mol/L C．SO2、SO3均为0.15mol/L D．SO3为0.4mol/L 【答案】B 【分析】该反应为可逆反应，若该反应从正反应方向开始，SO2、O2、SO3的浓度分别为0.4mol/L、0.3 mol/L、0mol/L，若该反应从逆反应方向开始，SO2、O2、SO3的浓度分别为0mol/L、0.1mol/L、0.4mol/L，由于反应为可逆反应，则各物质的浓度一定小于最大浓度，以此来解答。 【解析】A项、由于反应为可逆反应，SO2的浓度一定小于0.4mol/L，故A错误；B项、由于反应为可逆反应，SO2的浓度一定小于0.4mol/L，大于0，则可能为0.25mol/L，故B正确；C项、SO3、SO2浓度均为0.2mol/L，无论从正反应开始，还是从逆反应开始，只能是一种物质的浓度增大，另一种物质的浓度减小，SO3、SO2浓度不会均为0.15mol/L，故C错误；D项、由于反应为可逆反应，SO3的浓度一定小于0.4mol/L，故D错误。故选B。 【变式1-3】（25-26高二上·江苏苏州·月考）把气体充入密闭容器中，在一定条件下发生反应，在反应趋向平衡状态的过程中，下列说法正确的是 A．的生成速率小于其分解速率 B．的生成速率等于其分解速率 C．的生成速率大于其分解速率 D．无法判断的生成速率与分解速率的相对大小 【答案】A 【解析】把气体充入密闭容器中，在一定条件下发生反应，在反应趋向平衡状态的过程中，反应正向进行，正反应速率大于逆反应速率，的生成速率小于其分解速率，正反应速率逐渐减小，逆反应速率逐渐增大，当反应达到平衡状态时，正逆反应速率相等，故选A。 题型02 化学平衡状态的判断依据 1.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 2.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】（24-25高二上·江苏南京·期中）恒温恒容下可逆反应达到平衡的标志是 A．C的生成速率是A的消耗速率的2倍 B．A、B、C的浓度不再变化 C．混合气体的密度不再变化 D．A、B、C的分子数之比为 【答案】B 【解析】A．都为正反应速率，不能说明反应达到平衡，A错误；B．各物质的浓度不变，可以说明反应达到平衡，B正确；C．混合气体总质量不变，容器的体积不变，则密度始终不变，混合气体的密度不再变化，不能说明反应达到平衡，C错误；D．A、B、C的分子数之比为1∶3∶2，不能说明各物质的浓度不再改变，则不能说明反应达到平衡，D错误；故选B。 【变式2-1】（24-25高二上·江苏启东·月考）可逆反应：。在容积不变的密闭容器中进行，下列能说明该反应达到平衡状态的有 ①单位时间内生成的同时生成2n mol NO②容器内总压强不再变化③、NO、的物质的量浓度之比为2：2：1④混合气体的密度不再改变⑤混合气体的颜色不再改变⑥混合气体的平均相对分子质量不再改变 A．②⑤⑥ B．①②⑤ C．③④⑥ D．②③⑥ 【答案】A 【解析】①单位时间内生成的同时生成，都代表正反应速率，不能判断反应是否达到平衡状态，①错误；②该反应的反应前后有气体体积差，反应过程中，混合气体的物质的量发生变化，容器内总压强不再变化能说明反应达到化学平衡状态，②正确；③、NO、的物质的量浓度之比为2：2：1时不一定是平衡状态，③错误；④无论反应是否达到平衡状态，混合气体的质量不变，容器的容积不变，混合气体的密度始终不变，密度不变不能说明反应达到平衡状态，④错误；⑤混合气体的颜色不再改变，说明气体的浓度不变，能说明反应达到平衡状态，⑤正确；⑥该反应前后有气体体积差，反应过程中，混合气体的物质的量一直变化，混合气体质量不变，所以混合气体的平均相对分子质量一直在变，当其不再变化时，说明反应达到平衡状态，⑥正确；则正确的有②⑤⑥；故选A。 【变式2-2】（24-25高二上·江苏连云港·月考）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，该反应达到平衡状态的标志不可能的是 A．氮气的体积分数保持不变 B．氢气的物质的量浓度保持不变 C．单位时间内3molH—H断裂的同时有6mol的N—H断裂 D．容器内的气体总压强保持不变 【答案】A 【解析】A．，氮气的体积分数，不会随反应而变化，则氮气的体积分数保持不变的状态不一定是平衡状态，选项A选；B．氢气的物质的量分数保持不变，则各组分的物质的量浓度不变，是平衡的特征，选项B不选；C．单位时间内3molH—H断裂的同时有6mol的N—H断裂，即消耗3molH2的同时消耗6molNH3，由于消耗3molH2的同时生成6molNH3，说明此时正反应速率等于逆反应速率，该反应达到平衡状态，选项C不选；D．反应前后气体分子总数、气体压强会发生变化，所以体系的压强不变的状态是平衡状态，选项D不选；答案选A。 【变式2-3】（24-25高二上·江苏镇江·期中）一定条件下，将等体积的NO2和SO2置于密闭容器中发生反应，下列不能说明反应达平衡状态的是 A． B．混合气体颜色保持不变 C．SO3和NO体积分数比保持不变 D．NO2的浓度保持不变 【答案】C 【分析】根据化学平衡状态的特征解答，当反应达到平衡状态时，正逆反应速率相等，各物质的浓度、百分含量不变，以及由此衍生的一些量也不发生变化，解题时要注意，选择判断的物理量，随着反应的进行发生变化，当该物理量由变化到定值时，说明可逆反应到达平衡状态。 【解析】A．，说明该反应达到平衡状态，故A不选；B．当体系的颜色不再发生改变时，二氧化氮的浓度不再发生变化，所以能说明达到平衡状态，故B不选；C．SO3和NO体积分数比一直保持不变，故该反应不一定达到平衡状态，故C选；D．当该反应达到平衡状态时，各物质的量浓度不变，NO2的浓度保持不变能说明达到平衡状态，故D不选；故选C。 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 (1)化学平衡常数只受温度影响，与浓度无关； (2)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。 (3)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。 (4)一般来说，K>105时，该反应就进行的基本完全。 3.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3】（24-25高二上·江苏南京·期中）水煤气变换反应  △H<0是目前大规模制氢的方法之一，其他条件不变，相同时间内，向该反应体系中投入一定量的CaO时，的体积分数如图所示。下列关于水煤气变换反应的说法正确的是 A．该反应的平衡常数 B．升高温度，该反应的K值增大 C．一定温度下，增大或选用高效催化剂，均能提高CO平衡转化率 D．等质量的纳米CaO表面积更大，吸收更多，体积分数更大 【答案】D 【解析】A．水煤气变换反应平衡常数，A错误；B．水煤气变换反应的△H<0，为放热反应，升高温度，平衡逆向移动，该反应的K值减小，B错误；C．增大可提高CO的平衡转化率，但催化剂只能改变反应速率，不能改变平衡状态，不能提高CO平衡转化率，C错误；D．由图可知，CaO颗粒直径越小，表面积越大，吸收越多，平衡正向进行的程度越大，体积分数更大，D正确；故选D。 【变式3-1】（24-25高二上·江苏常州·期中）下列关于可逆反应和化学平衡的说法，正确的是 A．催化剂可以改变某确定温度下某反应的平衡常数 B．温度是唯一可以影响平衡常数的环境因素 C．工业合成氨选择较高的温度是为了增大反应的平衡常数 D．增大反应物浓度一定能增大反应速率 【答案】B 【解析】A．化学平衡常数只受温度的影响，催化剂不能改变某确定温度下某反应的平衡常数，A错误；B．平衡常数的大小反映了反应进行的程度，平衡常数越大，表明反应越彻底，温度是唯一可以影响平衡常数的环境因素，B正确；C．工业合成氨的反应是一个放热反应，升高温度会减小平衡常数K值，选择较高的温度进行合成氨反应是因为：催化剂活性较高，化学反应速率较快，C错误；D．反应速率与反应物浓度的关系可以通过反应级数来描述，反应级数可以是正数、0或负数，只有在其他条件不变的情况下，增大反应物浓度才会增大反应速率，D错误；故选B。 【变式3-2】（23-24高二下·江苏无锡·期末）反应：2SiHCl3(g)SiH2Cl2(g)+SiCl4(g)，起始时，n( SiHCl3)=1 mol，恒容1L容器。已知：x为物质的量分数。不同温度下x(SiHCl3)随时间的变化如题图所示。 下列说法正确的是 A．T1>T2 B．该反应为吸热反应 C．K(T1)>K(T2) D．K(T1)=156.25×10－4 【答案】B 【解析】A．由图像可知，T2时先达到平衡状态，由‘先拐先平者大’，则T2>T1，故A错误；B．由图像可知，T2时先达到平衡状态，对应x(SiHCl3)小，可知升高温度平衡正向移动，则正反应为吸热反应，故B正确；C．该反应为吸热反应，温度越高平衡常数越大，由T2>T1，则K(T2)>K(T1)，故C错误；D．T1温度下反应达到平衡时x(SiHCl3)不确定具体数值，无法计算K(T1)，故D错误；故选B。 【变式3-3】（23-24高二下·江苏扬州·期中）工业上用CH4催化还原NO2可以消除氮氧化物的污染，反应原理为：。不同的催化剂催化该反应的最佳活性温度不同。下列说法正确的是 A．上述反应平衡常数 B．其他条件不变时，NO2去除率随温度升高而增大的原因可能是催化剂的活性增强或平衡常数变大 C．其他条件不变时，在恒压条件下通入一定量的惰性气体可以提高CH4的平衡转化率 D．反应中若采用高分子分离膜及时分离出水蒸气，可以使正反应速率增大，NO2去除率增大 【答案】C 【解析】A．上述反应水为气体参与反应，固体和纯液体不写入表达式，所以平衡常数，故A错误；B．该反应是放热反应，升高温度，平衡逆向移动，平衡常数减小，故B错误；C．其他条件不变时，在恒压条件下通入一定量的惰性气体等同于减压，减压平衡向体积增大的方向移动，即正向移动，所以CH4的平衡转化率增大，故C正确；D．采用高分子分离膜及时分离出水蒸气，反应体系中水蒸气浓度减小，平衡正向移动，NO2去除率增大，但是温度不变，但正反应速率减小，故D错误；故选C。 题型04 化学平衡移动方向的判断 1.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。 2.化学平衡的移动方向的判断 (1)依据化学反应速率的相对大小判断 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； (2)应用浓度商判断 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。 【典例4】（24-25高二上·江苏镇江·月考）下列说法正确的是 A．反应H2(g)＋I2(g)2HI(g)达平衡后，增大压强，平衡移动使颜色变深 B．反应2NO2(g)N2O4(g)达平衡后，恒温恒压条件下充入惰性气体，平衡向左移动，到达新平衡时混合气体的颜色比条件改变前深 C．反应2X(g)＋Y(s)Z(s)达平衡后，恒温恒容条件下充入X(g)，平衡向右移动，到达新平衡时气体X浓度不变 D．反应NH4HS(s)NH3(g)＋H2S(g)达平衡后，恒温恒容条件下充入HCl(g)，平衡不移动 【答案】C 【解析】A．H2(g)＋I2(g)2HI(g)反应前后气体分子数不变，增大压强，平衡不移动，A项错误；B．反应2NO2(g)N2O4(g)达平衡后，恒温恒压条件下充入惰性气体，相当于减小压强、增大体积，平衡向左移动，由于体积的增大超过NO2物质的量的增大，到达新平衡时混合气体的颜色比条件改变前浅，B项错误；C．反应2X(g)＋Y(s)Z(s)达平衡后，恒温恒容条件下充入X(g)，增大反应物浓度，平衡向右移动，到达新平衡时温度不变，平衡常数K=不变，则气体X浓度不变，C项正确；D．反应NH4HS(s)NH3(g)＋H2S(g)达平衡后，恒温恒容条件下充入HCl(g)，HCl与NH3化合成NH4Cl，NH3的浓度减小，平衡正向移动，D项错误；答案选C。 【变式4-1】（23-24高二下·江苏淮安·期中）对于反应2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)   ΔH＜0，在其他条件相同时，下列说法正确的是 A．增大压强，平衡正向移动，化学平衡常数增大 B．加入V2O5，改变了反应的活化能，平衡不发生移动 C．升高温度，v(逆)增大，v(正)减小，平衡逆向移动 D．当c(SO2)∶c(O2)=2∶1时，可以判断该反应一定已经达到化学平衡 【答案】B 【解析】A．正反应是气体体积减小的反应，其他条件不变，增大压强，平衡正向移动，但温度不变，化学平衡常数不变，故A错误；B．加入V2O5作催化剂，能降低反应的活化能，加快反应速率，但是平衡不发生移动，故B正确；C．升高温度，v(逆)和v(正)都要增大，故C错误；D．当c(SO2)∶c(O2)=2∶1时，无法判断是否还会发生改变，不能判断该反应是否已经达到化学平衡，故D错误。答案选B。 【变式4-2】（23-24高二下·江苏徐州·期中）时，向恒容密闭容器中充入，气体发生反应：　。测定的部分数据如下表： 0 50 150 250 350 0 0.16 0.19 0.20 0.20 下列说法正确的是 A．反应在前的平均速率 B．平衡后向容器中充入，平衡向正向移动，平衡常数不变 C．其他条件不变，升高温度，增加，减小，平衡向正向移动 D．相同温度下，起始时向容器中充入、和，反应达到平衡前 【答案】D 【解析】A．反应在前50 s 的平均速率，化学计量数之比等于速率之比，因此，故A错误；B．恒容充入惰性气体，反应体系中各物质浓度不变，平衡不移动，故B错误；C．升高温度，正逆反应的速率同时增大，而该反应为吸热反应，升高温度，平衡正向移动，故C错误；D．由表格数据可知，250s时，反应达到平衡，此时SO2为0.2mol，则O2为0.1mol，SO3为0.8mol，相同温度下，起始时向容器中充入0.8molSO3、0.20molSO2和0.15molO2，根据等效平衡可知，相当于在平衡的基础上再充入0.05molO2，则平衡逆向移动，反应达到平衡前v(正)＜v(逆)，故D正确；故答案选D。 【变式4-3】（24-25高二上·江苏南京·月考）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．增大，则和K增大 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．该反应的化学方程式为 【答案】D 【解析】A．平衡常数只受温度影响，与浓度无关，温度不变，平衡常数不变，故A错误；B．该反应的化学方程式为2E(g)+F(g)X(g)+2Y(g)，该反应前后气体分子数不变，改变压强，对平衡无影响，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，因此降低温度，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2E(g)+F(g)X(g)+2Y(g)，故D正确；故选：D。 题型05 化学平衡的影响因素 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5】（23-24高二上·江苏南京·期末）在2 L的恒温密闭容器中充入2.0 mol PCl3和1.0 mol Cl2，发生反应：PCl3(g)＋Cl2(g) PCl5(g)，10min后达到平衡，PCl5为0.4 mol。下列说法正确的是 A．0～10 min内，用PCl3表示的平均反应速率为0.04 mol·L-1·min-1 B．当混合气体的密度不再改变时，可以表示反应达到平衡状态 C．若升高温度(T1<T2)，反应的平衡常数减小，则平衡时PCl3的物质的量变化 D．平衡后，如果移走1.0 mol PCl3和0.5 mol Cl2，在相同温度下达到平衡时PCl5的物质的量小于0.2 mol 【答案】D 【解析】A．10min后达到平衡，PCl5为0.4 mol，则说明PCl3消耗了0.4 mol，用PCl3表示的平均反应速率=，A错误；B．根据质量守恒，混合气体的质量不变，容器体积也不变，即混合气体的密度是定值，与反应进行的程度无关，不能表示反应达到平衡状态，B错误；C．若升高温度(T1<T2)，反应的平衡常数减小，说明平衡逆向移动，平衡时PCl3的转化率，则平衡时PCl3的物质的量变化，C错误；D．平衡后，如果移走1.0 mol PCl3和0.5 mol Cl2，重新到达的平衡，可以等效为开始加入1mol PCl3和0.5mol Cl2到达的平衡，与原平衡相比压强减小，平衡向逆反应移动，反应物的转化率减小，达新平衡时PCl5的物质的量小于原平衡的，即小于×0.4mol=0.2mol，D正确；故选D。 【变式5-1】（23-24高二上·湖北武汉·期中）在某一恒温体积可变的密闭容器中发生反应：X(g)+Y(g)2Z(g)　ΔH<0，t1时刻达到平衡后，在t2时刻改变某一条件，其反应过程中逆反应速率变化如图所示。下列说法正确的是 A．O~t2时，v正>v逆 B．t2时刻改变的条件是向密闭容器中加Z C．t2时刻改变的条件是从密闭容器中抽出了Y D．Ⅰ、Ⅱ两过程达到平衡时，平衡常数Ⅰ<Ⅱ 【答案】B 【解析】A．t1~ t2内为平衡状态，所以，A错误；B．该反应是气体分子数不变的反应，据题图可知t2时刻逆反应速率瞬间增大，平衡逆向移动，达到的新平衡速率与原平衡相同，条件为恒温，新平衡时各物质的物质的量比原平衡大，容器容积变大，所以改变的条件为向密闭容器中加入Z，B正确；C．根据上面分析，改变的条件为向密闭容器中加入Z，C错误；D．温度不变，平衡常数不变，D错误；故选：B。 【变式5-2】（23-24高二上·江苏连云港·期中）利用和合成甲醇，可以减少的排放。涉及的主要反应如下： 反应Ⅰ：   反应Ⅱ：    在1 L密闭容器中通入1mol 和2.44mol ，选择合适的催化剂反应，甲醇的选择率(生成甲醇的占总转化量的物质的量分数)和的平衡转化率随温度的变化趋势如图所示。下列说法不正确的是 A．曲线a表示甲醇的选择率 B．其它条件不变，增大压强可提高平衡时的体积分数 C．553K时，反应Ⅱ的平衡常数 D．553K时，反应Ⅰ和反应Ⅱ参加反应的氢气物质的量之比为9∶2 【答案】C 【解析】A．当温度升高时反应Ⅰ平衡逆向移动，而反应Ⅱ平衡正向移动且幅度更大，所以CO2的转化率增加，但甲醇的选择性降低，所以曲线a表示甲醇的选择率，故A正确；B．其它条件不变，增大压强平衡向气体体积减小的方向进行，对反应Ⅰ平衡正向移动，可提高平衡时的体积分数，故B正确；C．根据信息甲醇的选择率是转化的CO2中甲醇的含量，553K时CO2的平衡转化率是20%，甲醇的物质的量是1×20%×60%=0.12mol，则反应I参加反应的H2为0.36mol，生成的H2O为0.12mol，反应II中参加反应的CO2：1×20%-0.12=0.08mol，参加反应的H2为：0.08mol，生成的H2O为0.08mol，反应I在553K下平衡时的物质的量分别为CO2：0.8mol，H2：2.44-0.36-0.08=2mol，CH3OH：0.12，H2O：0.12+0.08=0.2mol，反应II，平衡时，物质的量分别为CO2：0.8mol，H2：2.44-0.36-0.08=2mol，H2O：0.12+0.08=0.2mol，CO：0.08mol，体积保持1L不变，553K时，反应Ⅱ的平衡常数，故C错误；D．由C项分析可知，反应I参加反应的H2为0.36mol，反应II中参加反应的C H2为：0.08mol，所以反应Ⅰ和反应Ⅱ参加反应的氢气物质的量之比为9∶2，故D正确；故选C。 【变式5-3】（24-25高二上·江苏扬州·期末）为实现氯资源循环利用，工业上采用催化氧化法将有机氯化工业的副产品转化为Cl2：4HCl(g)＋O2(g) 2Cl2(g)＋2H2O(g)  ΔH1=-57.2 kJ·mol−1。不同温度下将n起始(O2) ∶n起始(HCl)=1∶1混合气体以不同流速通入一定长度装有催化剂的反应管中，出口处测算HCl的转化率随HCl流速的变化曲线如图所示(较低流速下转化率可近似为平衡转化率)。下列说法正确的是 A．温度：T1 <T2 <T3 B．选用高效催化剂能显著提高N点处HCl的转化率 C．其他条件不变时，增大可提高HCl平衡转化率 D．不同温度下，M点处HCl的转化率、反应平衡常数均相等 【答案】C 【分析】根据反应4HCl(g)＋O2(g) 2Cl2(g)＋2H2O(g) ΔH1=-57.2 kJ·mol−1可知，该反应为放热反应，由于在流速较低时的转化率视为平衡转化率，所以在流速低时，温度越高，HCl的转化率越小，故代表的温度高，代表的温度最低，据此分析解答。 【解析】A．根据分析可知，反应为放热反应，温度越高，平衡左移，HCl的转化率越低，结合图中曲线数据，则有：，A错误；B．选用高效催化剂只能加快反应的速率，不影响平衡的移动，故N点处HCl的转化率不变，B错误；C．其他条件不变时，增大的比例，等同于只增加的浓度，平衡向右移动，则HCl平衡转化率增大，C正确；D．平衡常数只被温度影响，在该反应中，当温度不同时，平衡常数一定不同，D错误；故答案为：C。 题型06 勒夏特列原理及其应用 1.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。 2.应用 (1)勒夏特列原理适用于任何动态平衡(如溶解平衡、电离平衡等)，非平衡状态不能用此来分析。 (2)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。 (3)平衡移动的结果是“减弱”外界条件的影响，而不是“消除”外界条件的影响，更不是“扭转”外界条件的影响。 【典例6】（24-25高二上·江苏苏州·期中）下列事实不能用勒夏特列原理解释的是 A．工业上生产硫酸时，充入过量的空气以提高SO2的转化率 B．对CO(g)+NO2(g)CO2(g)+NO(g)，达到平衡后，增大压强可使颜色变深 C．实验室可用排饱和食盐水的方法收集氯气 D．溴水中有化学平衡Br2+H2OHBr+HBrO，当加入少量AgNO3溶液后，溶液的颜色变浅 【答案】B 【解析】A．工业上生产H2SO4时发生反应2SO2+O22SO3，充入过量的空气平衡正向移动，可以提高二氧化硫的转化率，能用勒夏特列原理解释，A不合题意；B．对CO(g)+NO2(g)CO2(g)+NO(g)，平衡体系增大压强平衡不移动，但体积减小，c(NO2)增大，气体颜色变深，不可用勒夏特列原理解释，B符合题意；C．实验室可用排饱和食盐水的方法收集Cl2，相当于对H2O+Cl2H++Cl-+HClO，加入氯化钠，增大Cl-的浓度，使平衡逆向移动，降低了氯气的溶解度，能用平衡移动原理解释，C不合题意；D．溴水中有化学平衡Br2+H2OHBr+HBrO，当加入少量AgNO3溶液后，由于生成AgBr沉淀，导致溶液中Br-浓度减小，上述平衡正向移动，则溶液的颜色变浅能够用勒夏特列原理解释，D不合题意；故答案为：B。 【变式6-1】（24-25高二上·江苏南通·期中）下列操作或事实不能用勒夏特列原理解释的是 A．向含有Fe(SCN)3的红色溶液中加入铁粉，振荡，溶液颜色变浅 B．2NO2(g)⇌N2O4(g)ΔH<0，把NO2球浸泡在冰水中，气体颜色变浅 C．其他条件不变，对H2(g)、I2(g)、HI(g)组成的平衡体系加压后颜色变深 D．用饱和食盐水除去Cl2中的HCl，可减少Cl2的损失 【答案】C 【解析】A．铁粉与铁离子反应生成亚铁离子，铁离子浓度减小，逆向移动，溶液颜色变浅，能用勒夏特列原理解释，A不符合题意；B．该反应正向放热，降温后平衡正向移动，气体颜色变浅，能用勒夏特列原理解释，B不符合题意；C．氢气与碘蒸气生成碘化氢气体，反应前后气体分子数不变，加压后浓度变大，颜色变深，但平衡不移动，不能用勒夏特列原理解释，C符合题意；D．饱和食盐水中氯离子浓度很大，使得逆向移动，减少氯气的损失，能用勒夏特列原理解释，D不符合题意；故选C。 【变式6-2】（24-25高二下·江苏无锡·期中）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】A．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；B．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；C．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；D．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6-3】（24-25高二下·江苏无锡·期中）勒夏特列原理可以用于解释可逆反应的平衡移动，下列事实不能用勒夏特列原理解释的是 A．压缩H2和I2(g)反应的平衡混合气体，气体颜色变深 B．红棕色的NO2气体，加压后颜色先变深后变浅，但比原来要深 C．反应：CO(g)＋NO2(g)⇌CO2(g)＋NO(g)  ΔH＜0，升高温度可使平衡向逆反应方向移动 D．反应：N2(g)+H2(g)⇌NH3(g)  ΔH＜0，为提高NH3的产率，理论上应采取低温措施 【答案】A 【解析】A．压缩和的平衡混合气体，气体颜色变深。由于反应的气体物质的量相等，压缩后压强增大但平衡不移动，颜色变深仅因浓度增加，与勒夏特列原理无关，故A正确；B．加压时，颜色先变深（浓度增大）后变浅（平衡向生成移动），符合勒夏特列原理对压强变化的解释，故B错误；C．升温使放热反应逆向移动，符合勒夏特列原理对温度变化的解释，故C错误；D．低温有利于放热的合成氨反应正向进行，符合勒夏特列原理对温度变化的解释，故D错误；故答案为：A。 题型07 化学平衡的有关计算 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)各转化量之比等于各反应物的化学计量数之比。 3．计算方法：三段式法 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)各转化量之比等于各反应物的化学计量数之比。 3）计算方法：三段式法 化学平衡计算模式：对以下反应mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)，令A、B起始物质的量浓度分别为a mol/L、b mol/L，达到平衡后消耗A的物质的量浓度为mx mol/L。 　　　　　　mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g) 起始量(mol/L) a b 0 0 变化量(mol/L) mx nx px qx 平衡量(mol/L) 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%。 4．化学平衡常数的计算 (1)根据化学平衡常数表达式计算 (2)依据化学方程式计算平衡常数 ①同一可逆反应中，K正·K逆＝1。 ②同一方程式中的化学计量数等倍扩大或缩小n倍，则新平衡常数K′与原平衡常数K间的关系是K′＝Kn或K′＝。 ③几个可逆反应方程式相加，得总方程式，则总反应的平衡常数等于各分步反应平衡常数之积。 ④水溶液中进行的反应，必须拆成离子方程式再计算平衡常数。 5.计算Kp的答题模板 计算Kp的两套模板[以N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)为例] 模板1：N2(g)　＋　3H2(g)2NH3(g)(平衡时总压为p0) n(始) 1 mol 3 mol 0 Δn 0.5 mol 1.5 mol 1 mol n(平) 0.5 mol 1.5 mol 1 mol p(X) p0 p0 p0 Kp＝ 模板2：刚性反应器中 　 N2(g)＋ 3H2(g) 2NH3(g) p(始) p0 3p0 0 Δp p′ 3p′ 2p′ p(平) p0－p′ 3p0－3p′ 2p′ Kp＝ 【典例7】（24-25高二上·江苏南通·期中）相同温度下，向2L密闭容器中分别通入不同物质的量的NOCl(g)，发生反应：2NOCl(g)⇌ 2NO(g)+Cl2(g)，NOCl(g)起始物质的量与平衡转化率的关系如下表。下列说法正确的是 组别 n起始(NOCl)/mol NOCl平衡转化率/% I 2 α Ⅱ m 50 Ⅲ n 40 A．m：n=16：45 B．若m<2，则α>50 C．组别I反应进行到2min时，测得NOCl的物质的量为1.8mol，2min内用Cl2表示的平均反应速率v(Cl2)=0.05mol/(L·min) D．组别Ⅱ反应达平衡后，再通入0.5mmolNOCl和0.5mmolNO，平衡向正反应方向移动 【答案】A 【解析】A．组别Ⅱ中NOCl的变化量为m×50%=0.5m，列三段式如下： 组别Ⅲ中NOCl的变化量为n×40%=0.4n，列三段式如下： 则K==0.125m，K==，温度相同，化学平衡常数相同，0.125m=，则m：n=16：45，故A正确；B．增大反应物的量，相当于增大压强，平衡逆向移动，若m＜2，则a＜50，故B错误；C．组别Ⅰ反应进行到2min时，测得NOCl的物质的量为1.8mol，NOCl的变化量为0.2mol，Cl2的变化量为0.1mol，v(Cl2)===0.025mol•L-1•min-1，故C错误；D．组别Ⅱ反应达平衡后，再通入0.5mmol NOCl和0.5mmol NO，此时Q==0.125m=K，平衡不移动，故D错误；答案选A。 【变式7-1】（22-23高二上·安徽宣城·期中）将等量且物质的量相等的铁和水蒸气分别充入两个不同压强下的恒温且温度相同的密闭容器中，发生反应：，物质的量n随时间t变化的曲线如图所示，下列说法正确的是 A． B． C．c点和d点的平衡常数： D．a、b、c、d四点混合气体的相对分子质量： 【答案】D 【解析】A．压强越大，反应速率越快，达到平衡所需时间越少，由图可知，压强为时，反应先达到平衡，则大于，故A错误；B．由图可知，起始时铁的物质的量为，平衡时氢气、铁的物质的量分别为、，即氢气的物质的量的变化量为3.6mol，由化学方程式化学计量数可知，，故B错误；C．平衡常数为温度函数，温度不变，平衡常数不变，点和点的温度相同，平衡常数相等，由铁和水蒸气起始物质的量相等可知，起始时水蒸气的物质的量为4.0mol，物质按化学计量数之比转化，则水蒸气的转化量为3.6mol，平衡时氢气和水蒸气的物质的量分别为、，设容器的体积为，反应的平衡常数，故C错误；D．等物质的量的气态水转化为氢气，该反应是气体体积不变、气体质量减小的反应，反应中气体的平均相对分子质量减小，增大压强，平衡不移动，气体的平均相对分子质量不变：，又大于，所以相同时间b比a进行的快，b点气体质量更小，，b点后气体质量继续减小至不变，则、、、四点混合气体的相对分子质量大小顺序为，故D正确；答案选D。 【变式7-2】（24-25高二上·江苏扬州·月考）工业上用甲烷催化法可以制取乙烯，发生反应为。T℃，向体积为2L的密闭容器中充入1molCH4，测得反应过程中部分物质的物质的量随时间的变化如图所示。下列说法正确的是 A．0~20min内， B．反应在14min时， C．该反应的化学平衡常数K=6.4 D．T℃时，若起始向容器中充入CH4、C2H4、H2均为1mol，则反应正向进行 【答案】D 【解析】A．物质的量减少的为反应物，物质的量增加的为生成物，由图可知，20 min时达到平衡，，，A错误；B．由图知，反应在14min时未达到平衡，故，B错误；C．平衡时，CH4、C2H4、H2的浓度依次为0.1 mol·L-1 、0.2 mol·L-1 、0.4 mol·L-1 ，则平衡常数，C错误；D．T ℃时，若起始向容器中充入CH4、C2H4、H2均为1 mol，则Q＝＝0.5<3.2＝K，则反应正向进行，D正确；故选D。 【变式7-3】（23-24高二上·江苏·月考）把2.5 mol A和2.5 mol B混合，装入容积为2 L的密闭容器里，发生反应：3 A(g)+B(g)xC(g)+2D(g)，经5s反应达平衡，在此5s内C的平均反应速率为0.2 mol/(L·s)，同时生成1 mol D，下列叙述错误的是 A．x=4 B．达到平衡时容器内气体的压强与起始时的压强比为6：5 C．达到平衡时B的体积分数约为33% D．该反应的平衡常数Kc=8 【答案】D 【解析】A．5s内D的平均反应速率为，，所以x=4，故A正确；B．平衡时容器内，所以，根据反应方程式可知，、，容器内气体总物质的量为：，反应前气体总物质的量为：，恒容密闭容器中气体压强之比等于物质的量之比，所以达到平衡状态时容器内气体的压强与起始时压强比为压强比为6：5，故B正确；C．达到平衡时，容器内气体总物质的量为6mol，则体积分数，故C正确；D．该反应的平衡常数，故D错误；故选D。 题型08 化学平衡相关图像 1.速率－时间图像(v－t图像) （1）图像类型 （2）解题策略　 分清正反应、逆反应及二者反应速率的相对大小，分清“突变”和“渐变”；正确判断化学平衡的移动方向；熟记浓度、压强、温度、催化剂等对化学平衡移动的影响规律。 Ⅰ.v正突变，v逆渐变，且v正>v逆，说明是增大了反应物的浓度，使v正突变，且平衡正向移动。 Ⅱ.v正、v逆都突然减小，且v正>v逆，说明平衡正向移动，该反应的正反应可能是放热反应或气体体积增大的反应。 Ⅲ.v正、v逆都突然增大，且增大程度相同，说明该化学平衡没有发生移动，可能是使用了催化剂，也可能是对反应前后气体分子数不变的反应压缩体积(即增大压强)。 2.百分含量(或转化率)－时间－温度(或压强)图像 （1）图像类型 （2）解题策略 　“先拐先平数值大”。在化学平衡图像中，先出现拐点的反应则先达到平衡，先出现拐点的曲线表示的温度较高(如图Ⅰ中T2>T1)、压强较大(如图Ⅱ中p2>p1)或使用了催化剂(如图Ⅲ中a使用了催化剂)。 Ⅰ.表示T2>T1，正反应是放热反应，升高温度，平衡逆向移动。 Ⅱ.表示p2>p1，反应物A的转化率减小，说明正反应是气体体积增大的反应，增大压强，平衡逆向移动。 Ⅲ.生成物C的百分含量不变，说明平衡不发生移动，但反应速率a>b，故a使用了催化剂；也可能该反应是反应前后气体体积不变的可逆反应，a增大了压强(即压缩体积)。 3.百分含量(或转化率)－温度(压强)图像 （1）图像类型 （2）解题策略 “定一议二”。在化学平衡图像中，包括纵坐标、横坐标和曲线所表示的三个变量，分析方法是确定其中一个变量，讨论另外两个变量之间的关系。 如图Ⅰ中确定压强为105 Pa或 107 Pa，则生成物C的百分含量随温度T的升高而逐渐减小，说明正反应是放热反应；再确定温度T不变，做横轴的垂线，与压强线出现两个交点，分析生成物C的百分含量随压强p的变化可以发现，增大压强，生成物C的百分含量增大，说明正反应是气体体积减小的反应。同理分析图Ⅱ。 【典例8】（23-24高二上·江苏扬州·期中）在2L恒容密闭容器中分别通入2molCO和1molO2。进行反应：2CO(g)＋O2(g)2CO2(g)  ΔH。在相同的时间段(5min)下，测得CO的转化率与温度的关系如图所示。下列说法不正确的是 A．a点，v(O2)=0.07mol·L-1·min-1 B．该反应ΔH<0 C．a点和d点CO转化率相等，d点v正(CO)等于a点v正(CO) D．50℃时，该反应的化学平衡常数K=160 【答案】C 【解析】A．a点CO的转化率为0.7，发生反应的CO的物质的量为，利用反应关系2CO(g)＋O2(g)2CO2(g)反应的O2的物质的量为0.7mol，，A正确；B．起始时，2L恒容密闭容器中通入2molCO和1molO2，反应正向进行，b点之前温度低反应速率慢，未达平衡，b点达平衡，温度升高CO的转化率降低，平衡逆移，逆反应为吸热反应，正反应为放热反应，即，B正确；C．a点和d点温度不同，d点温度高，d点大于a点，C错误；D．50℃时，平衡CO转化率为0.8，则发生反应的CO的物质的量为，利用三段式分析，该反应的化学平衡常数，D正确；答案选C。 【变式8-1】（25-26高二上·江苏扬州·月考）下列图示与对应的叙述相符的是 A．图1表示分别在有、无催化剂的情况下氧化反应过程中的能量变化 B．由图2可知，反应C(金刚石，s)(石墨，s)的焓变 C．图3表示一定条件下的合成氨反应中，的平衡体积分数随的起始体积分数(的起始量恒定)的变化，图中a点的转化率和b点一样 D．图4表示同一温度下，在不同容积的容器中进行反应的平衡浓度与容器容积的关系 【答案】B 【解析】A．图1中，催化剂仅降低反应的活化能，不改变反应物和生成物的总能量，即不影响焓变（），图示焓变发生变化，A错误；B．图2中，反应C(金刚石，s)(石墨，s)的焓变，B正确；C．合成氨反应中，起始量恒定，起始体积分数逐渐增大时，增加会提高转化率，图3中b点起始体积分数大于a点，故b点转化率高于a点，C错误；D．反应的平衡常数，温度不变时不变，平衡浓度与容器体积无关保持恒定，D错误；故选B。 【变式8-2】（25-26高二上·江苏·月考）乙烯可用于制备乙醇：。向10 L某恒容密闭容器中通入和发生上述反应，测得的平衡转化率与投料比以及温度的关系如图所示。下列说法正确的是 A． B．a、b点对应的平衡常数 C．a点对应的体系中，反应从开始到平衡的2 min内， D．b点对应的体系中， 【答案】D 【解析】A．该反应为放热反应（），升高温度平衡逆向移动，乙烯的平衡转化率减小，由图可知，相同投料比X时，对应的乙烯平衡转化率高于，说明温度更低，即，A错误；B．平衡常数K仅与温度有关，a处于温度、b处于温度，由A可知，温度升高平衡逆向移动，K减小，即，B错误；C．a点X=1.0，即与的物质的量相等，得m=2，据图中信息列三段式：，容器体积为10 L ，反应时间2 min ，则，C错误；D．由a、b、c点可知，a、c点对应的平衡常数相等，b、c点对应的体系起始投料比相同，将c点对应的体系列三段式：，则，解得m=1.8，b、c点对应的体系起始投料比相同，所以b点对应体系中，m=1.8，D正确；故答案选D。 【变式8-3】（24-25高二下·江苏镇江·期末）二氧化碳催化加氢制甲醇过程中的主要反应如下： 反应I：CO2(g)＋3H2(g)=CH3OH(g)＋H2O(g)　ΔH1 反应Ⅱ：CO2(g)＋H2(g)=CO(g)＋H2O(g)　ΔH2 在密闭容器中，1.01×105Pa、n始(CO2)：n始(H2)=1：3时，CO2平衡转化率、CH3OH平衡产率、在催化剂作用下反应相同时间所测得的CO2实际转化率、CH3OH实际产率随温度变化如图所示。CH3OH的产率可表示为×100%。下列说法正确的是 A．ΔH1<0，ΔH2<0 B．一定温度时，当密闭容器体积不变时，可说明反应Ⅱ达到化学平衡状态 C．从480～540K，CO的实际产率先降后升 D．500K时CO的实际产率小于平衡时的产率 【答案】B 【解析】A．520℃以前，温度低，反应未达平衡状态，520℃之后，温度升高，CH3OH的产率下降，反应I平衡逆向移动，ΔH1<0，温度升高，CH3OH的产率和CO2实际转化率差距越大，说明更多的CO2转化为CO，反应Ⅱ正向移动，，A错误；B．反应Ⅰ是气体体积前后改变的反应，一定温度时，当密闭容器体积不变时，体系各组分物质的量不变，可说明反应Ⅱ和反应I达到化学平衡状态，B正确；C．480～540K，CH3OH的产率和CO2实际转化率差距越大，说明更多的CO2转化为CO ，CO的实际产率在上升，C错误；D．如图所示，500K时，平衡时，CO2转化率为0.31，CH3OH的产率为0.26，实际上，CO2转化率为0.22，CH3OH的产率为0.16，设起始时，CO2为1mol，平衡时CO为：，实际产率为：，D错误；故选B。 / 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $