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

第二节 化学平衡 题型01 化学平衡状态的特征 题型02 化学平衡状态的判断 题型03 化学平衡常数及其计算 题型04 化学平衡移动的影响因素 题型05 勒夏特列原理及其应用 题型06 化学平衡图像 题型07 化学平衡的综合计算 题型01 化学平衡状态的特征 1．可逆反应 (1)概念：在同一条件下，既能向正反应方向进行__________又能向逆反应方向进行的反应。 (2)表示方法：用“”连接，把从左向右进行的反应称为正反应，把从右向左进行的反应称为逆反应。 (3)特征 __________性：指可逆反应分为方向相反的两个方向，正反应方向和逆反应方向； __________性：指正、逆反应是在相同条件下，回时进行； __________性：指反应物的转化率__________百分之百，反应物与生成物共存。 2．化学平衡状态的建立 在一定条件下的容积不变的密闭容器中，合成氨反应如下：N2＋3H22NH3 如图1所示，N2与H2随着反应的进行，其浓度逐渐__________，v正逐渐__________，而c(NH3)逐渐__________，v逆逐渐__________，t1时刻，它们的浓度不再改变，v正__________v逆，反应达到平衡。 如图2所示，随着NH3的分解，其浓度逐渐__________，v逆逐渐__________，而c(N2)、c(H2)逐渐__________，v正逐渐__________，t2时刻起，它们的浓度不再改变，v正__________v逆，反应达到平衡。 3．化学平衡状态的概念 在一定条件下的可逆反应，当正、逆反应的速率相等时，反应物和生成物的浓度均__________，即体系的组成不随时间而改变，这表明该反应中物质的转化达到了“限度”，这时的状态称为_________________，简称化学平衡。 4．化学平衡的特征 【典例1】(2025·浙江省9 +1高中联盟期中)一定条件下，对于反应X(g)+3Y(g)2Z(g)，若X、Y、Z的起始浓度分别为、、(均不为零)，达到平衡状态时，X、Y、Z浓度分别为0.1 mol·L-1、0.3 mol·L-1和0.08 mol·L-1，则下列判断合理的是( ) ①等于1：3 ②平衡时，Y和Z的生成速率之比为3：2 ③X和Y的转化率相等 ④的取值范围为0 mol·L-1＜c1＜0.14 mol·L-1 A．①② B．①③④ C．②③④ D．①②③④ 【变式1-1】为了验证化学反应的可逆性，现在选择FeCl3溶液与KI溶液进行实验探究，下列试剂选择及物质检验，能够合理证明的是 ①足量的FeCl3溶液        ②少量的FeCl3溶液            ③足量的KI溶液 ④少量的KI溶液            ⑤淀粉检验I2                ⑥KSCN溶液检验 A．②③⑤⑥ B．①④⑥ C．②④⑤⑥ D．②③⑤ 【变式1-2】一定条件下，对于可逆反应X(g)+3Y(g) 2Z(g)，若X、Y、Z的起始浓度分别为c1、c2、c3(均不为零)，达到平衡时，X、Y、Z的浓度分别为0.1 mol·L-1、0.3 mol·L-1、0.08 mol·L-1。下列判断正确的是(　　) A．c1∶c2=3∶1 B．达到平衡时，Y和Z的生成速率之比为2∶3 C．X、Y的转化率不相等 D．c1的取值范围为0<c1<0.14 mol·L-1 【变式1-3】在一密闭容器中进行如下反应：2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g)，已知反应过程中某一时刻SO2、O2、SO3的浓度分别为0.2 mol/L、0.1 mol/L、0.2 mol/L，当反应达平衡时，可能存在的数据是( ) A．SO2为0.4 mol/L、O2为0.2 mol/L B．SO2、SO3均为0.15 mol/L C．SO3为0.25 mol/L D．SO3为0.4 mol/L 题型02 化学平衡状态的判断 1．直接标志 (1)v正＝v逆 ①同一种物质的生成速率等于____________； ②在化学方程式同一边的不同物质的生成速率和消耗速率之比等于________________________； ③在化学方程式两边的不同物质的生成(或消耗)速率之比等于________________________。 (2)各组分的浓度保持一定 ①各组分的浓度____________时间的改变而改变； ②各组分的质量分数、物质的量分数、体积分数____________时间的改变而改变。 2．间接标志——“变量不变” (1)反应体系中的总压强不随时间的改变而变化(适用于反应前后气体分子数不等的反应)。 (2)对于反应混合物中存在有颜色物质的可逆反应，若体系中颜色不再改变，则反应达到平衡状态。 (3)根据平均摩尔质量(即平均相对分子质量)计算公式M＝，若M在反应过程中是一变量，则平均摩尔质量(平均相对分子质量)保持不变，反应达到平衡状态。 (4)对同一物质而言，断裂化学键的物质的量与形成化学键的物质的量相等。 3．用“总压强、混合气体的密度、平均摩尔质量”判断平衡状态的注意事项 (1)恒温恒容条件下，用“总压强、平均摩尔质量”判断平衡状态时，要特别关注反应前后气体分子总数的变化，如： mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g) 是否平衡 压强 当m＋n≠p＋q时，总压强一定(其他条件一定) ____________ 当m＋n＝p＋q时，总压强一定(其他条件一定) ____________ 平均摩 尔质量 当m＋n≠p＋q时，一定 ____________ 当m＋n＝p＋q时，一定 ____________ (2)恒温恒容条件下，用“混合气体的密度”判断平衡状态时，要特别关注反应前后是否有非气态物质参与反应，如 关注各物质的状态 是否平衡 密度ρ C(s)＋CO2(g)2CO(g)(ρ一定) ____________ N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)(ρ一定) ____________ H2(g)＋I2(g)2HI(g)(ρ一定) ____________ 【典例2】在恒容密闭容器中反应2NO2(g)N2O4(g)该反应达平衡的标志是(　　) ①混合气体颜色不随时间的变化 ②数值上v(NO2生成)＝2v(N2O4消耗) ③混合气体的密度不随时间的变化 ④压强不随时间的变化而变化 ⑤混合气的平均相对分子质量不变 A.②⑤④ B.①④⑤ C.①③④ D.①②③ 【变式2-1】与外界隔热、容积不变的密闭容器中，发生反应2X(g)+Y(g) 3Z(g)+M(s)　ΔH=-a kJ·mol-1，下列说法不正确的是(　　) A．容器的温度不再升高，表明反应达到平衡状态 B．容器压强不变，表明反应达到平衡状态 C．达到化学平衡时，反应放出的总热量可能为a kJ D．反应过程中，气体的密度始终保持不变 【变式2-2】在恒温恒容密闭容器中加入足量的Fe2O3和CO，模拟高炉炼铁的反应：Fe2O3(s)＋3CO(g)2Fe(s)＋3CO2(g)。下列情况表明该可逆反应达到平衡状态的是(　　) A.容器中气体的压强不再改变 B.容器中气体的密度不再改变 C.CO和CO2的正反应速率相等 D.CO和CO2物质的量之比为1∶1 【变式2-3】3CO(g)＋3H2(g)CH3OCH3(g)＋CO2(g)在恒温恒容密闭容器中进行该反应，下列事实能说明反应达到平衡状态的是(　　) A.相同时间内形成C－H键和H－H键的数目之比为2∶1 B.相同时间内消耗一氧化碳和生成的二氧化碳的分子数目之比为3∶1 C.v(CO)∶v(H2)＝1∶1 D.体系内气体的密度保持不变 题型03 化学平衡常数及其计算 1．定义式 对于可逆反应：aA(g)＋bB(g)cC(g)＋dD(g)，在一定温度下，反应达到平衡后，将各物质的物质的量浓度代入表示式K＝_____________________，得到的结果是一个定值，称为该反应的化学平衡常数。 2．意义 平衡常数的大小反映化学反应________________________；平衡常数的数值____________，说明正反应进行的程度________。 K <10-5 10-5~105 >105 反应程度 ____________ ____________ ____________ 3．影响因素 K只受________影响，与反应物和生成物的浓度无关。 固体、________、水溶液中________的浓度可视为定值，其浓度不列入平衡常数表达式中。 4．化学平衡常数表达式与化学方程式的书写有关。 若反应方向改变、化学计量数等倍扩大或缩小，化学平衡常数也会改变。 已知两反应的平衡常数分别为K1、K2。 ①若两反应互为逆反应，则____________。 ②若两反应的反应物和生成物相同，反应1的系数是反应2的n倍，则________。 ③若两反应相加，则总反应的平衡常数____________。 ④若两反应相减，则总反应的平衡常数____________。 5．化学平衡常数应用 (1)判断可逆反应进行的程度 K越大，说明反应进行的程度________，反应物的转化率________，反之，程度________，转化率________。 (2)判断反应的热效应 若升高温度，K值________，则正反应为________反应； 若升高温度，K值________，则正反应为________反应。 (3)判断可逆反应的方向 利用平衡常数可从定量的角度解释恒温下浓度、压强对化学平衡移动的影响。 对于可逆反应mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)在任意状态下，生成物的浓度和反应物的浓度之间的关系用浓度商 Qc=表示，则： 当Qc=K时，可逆反应处于________状态，v(正)_____v(逆)； 当Qc<K时，可逆反应向________方向进行，v(正)_____v(逆)； 当Qc>K时，可逆反应向________方向进行，v(正)______v(逆)。 6．化学平衡常数计算步骤 【典例3】常温常压下，O3溶于水产生的游离氧原子[O]有很强的杀菌消毒能力，发生的反应如下： 反应①：O3O2+[O] ΔH>0 平衡常数为K1 反应②：[O]+O32O2 ΔH<0 平衡常数为K2 总反应：2O33O2 ΔH<0 平衡常数为K 下列叙述正确的是( ) A．降低温度，K减小 B．K=K1+K2 C．增大压强，K2减小 D．适当升温，可提高消毒效率 【变式3-1】．某可逆反应aA(g)+bB(g) cC(g)在某温度下的平衡常数为K(K≠1)，反应热为ΔH。保持温度不变，将方程式的书写做如下改变，则ΔH和K的数值相应变化正确的是(　　) A．写成2aA(g)+2bB(g) 2cC(g)，ΔH值、K值均增加了一倍 B．写成2aA(g)+2bB(g) 2cC(g)，ΔH值增加了一倍，K值保持不变 C．写成cC(g) aA(g)+bB(g)，ΔH值、K值变为原来的相反数 D．写成cC(g) aA(g)+bB(g)，ΔH值变为原来的相反数，K值变为原来的倒数 【变式3-2】(2025·北京西城高二期中)已知450℃时，反应：H2(g)＋I2(g)2HI(g)的K=0.02，由此推测在450℃时，反应H2(g)＋I2(g)2HI(g)的化学平衡常数为(　　 ) A．0.02 B．50 C．100 D．无法确定 【变式3-3】向300 mL的密闭容器中放入镍粉并充入一定量的CO气体，一定条件下发生反应Ni(s)+4CO(g) Ni(CO)4(g)，已知该反应平衡常数与温度的关系如表： 温度/ ℃ 25 80 230 平衡常数 5×104 2 1．9×10-5 下列说法不正确的是(　　 ) A．上述生成Ni(CO)4(g)的反应为放热反应 B．在25 ℃时，反应Ni(CO)4(g) Ni(s)+4CO(g)的平衡常数为2×10-5 C．在80 ℃时，测得某时刻Ni(CO)4、CO的浓度均为0.5 mol·L-1，则此时v正>v逆 D．在80 ℃达到平衡时，测得n(CO)=0.3 mol，则Ni(CO)4的平衡浓度为2 mol·L-1 题型04 化学平衡移动的影响因素 1．浓度对化学平衡的影响 (1)增大反应物浓度或减小生成物浓度，平衡向____________方向移动。 (2)增大生成物浓度或减小反应物浓度，平衡向____________方向移动。 (3)用平衡常数分析浓度对化学平衡的影响 对于可逆反应mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)在任意状态下，生成物的浓度和反应物的浓度之间的关系用Qc(浓度商)＝_________表示，则 当Qc＝K时，v(正)_________v(逆)，反应处于平衡状态； 当Qc<K时，v(正)_________v(逆)，反应向____________方向进行； 当Qc>K时，v(正)_________v(逆)，反应向____________方向进行。 2．压强对化学平衡的影响 aA(g)bB(g)反应，通过减小(或增大)容器的体积以增大(或减小)压强。 (1)若a＞b，即正反应方向是气体分子数目减小的反应，增大压强，平衡____________________________________移动，减小压强，平衡________________________移动。 (2)若a＝b，即反应前后气体分子数目不变的反应，改变反应体系的压强，平衡不发生移动。 (3)压强增大或减小是利用减小容器的体积或增大容器体积实现的，即缩小容器体积⇒压强增大⇒物质浓度增大⇒平衡移动。 (4)压强变化对于没有气体参与的反应不影响。 3．温度对化学平衡的影响 (1)温度升高，平衡向____________方向移动。 (2)温度降低，平衡向____________方向移动。 4．催化剂 使用正催化剂，正、逆反应速率增大的倍数相同，化学平衡不移动。 【典例4】(2026·北京通州高二期中)已知：2NO2(g)N2O4(g) ΔH＜0，小组同学利用装有NO2和N2O4混合气体的注射器(用橡胶塞封闭)和平衡球，进行如下两组实验 实验① 实验② 将注射器活塞由I处拉到II处 将平衡球的两端分别浸入热水和冷水中 下列说法正确的是( ) A．实验①中的实验现象是注射器内气体颜色变浅 B．实验②中的实验现象是a平衡球颜色加深，b平衡球颜色变浅 C．实验①和实验②中b平衡球颜色变化均是2NO2(g)N2O4(g)逆向移动导致的 D．实验①和实验②中反应的平衡常数均发生了改变 【变式4-1】(2026·北京广渠门中学高二期中)密闭容器中发生反应mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)，反应平衡后，c(A)=amol·L-1，恒温条件下将容器体积缩小一半，达到新的平衡后，测得c(A)=1.8amol·L-1，得出以下结论正确的是( ) A． B．平衡逆向移动 C．的转化率降低 D．的质量分数减小 【变式4-2】将等物质的量的X、Y气体充入某密闭容器中，一定条件下，发生如下反应并达到平衡：X(g)＋3Y(g)2Z(g)　ΔH＜0。改变某个条件并维持新条件直至达到新的平衡，下表中关于新平衡与原平衡的比较正确的是(　　) 选项 改变的条件 新平衡与原平衡比较 A 升高温度 X的转化率变小 B 增大压强(压缩体积) X的浓度变小 C 充入一定量Y Y的转化率增大 D 使用适当催化剂 X的体积分数变小 【变式4-3】(2025·北京日坛中学高二期中)已知K2Cr2O7 溶液(橙色)中存在着平衡：Cr2O72-+H2O2CrO42-+2H+  ΔH＝+13.8kJ·mol−1。取0.1mol·L-1K2Cr2O7 溶液进行下列实验，其中对实验现象的解释不正确的是 实验操作 实验现象 解释 A． 升高温度 颜色变浅 平衡正向移动，使c(Cr2O72-)变小 B． 滴入2mol·L-1K2Cr2O7 溶液 颜色加深 c(Cr2O72-)变大使平衡正向移动，但c(Cr2O72-)最终比原来大 C． 加入蒸馏水 颜色变浅 c(H2O)变大使平衡正向移动，c(Cr2O72-)比原来变小 D． 加入浓盐酸 颜色变浅 可能与Cr2O72-反应，使c(Cr2O72-)变小、平衡逆向移动，但c(Cr2O72-)最终比原来小 题型05 勒夏特列原理及其应用 1．影响化学平衡移动的因素 若其他条件不变，改变下列条件对化学平衡的影响如下： 改变的条件(其他条件不变) 化学平衡移动的方向 浓度 增大反应物浓度或减小生成物浓度 向__________反应方向移动 减小反应物浓度或增大生成物浓度 向__________反应方向移动 压强(对有气体参加的反应) 反应前后气体体积改变 增大压强 向气体分子总数__________的方向移动 减小压强 向气体分子总数__________的方向移动 反应前后气体体积不变 改变压强 平衡__________移动 温度 升高温度 向__________反应方向移动 降低温度 向__________反应方向移动 催化剂 同等程度改变v正、v逆，平衡__________移动 2．平衡移动原理(勒夏特列原理) 在封闭体系中，如果改变影响平衡的条件之一(如温度、压强，以及参加反应的化学物质的浓度)，平衡将向着能够____________这种改变的方向移动。 3．平衡移动原理理解 研究对象为处于平衡状态的可逆反应且只适用于改变影响平衡体系的一个条件；只可以判断平衡移动的方向；平衡移动的结果只能够“减弱”，而不能彻底____________。 (1)平衡移动的结果只能减弱(不可能抵消)外界条件的变化，如升高温度时，平衡向着____________的方向移动；增大反应物浓度，平衡向________________________的方向移动；增大压强，平衡向气体____________的方向移动等。 (2)这种“减弱”并不能抵消外界条件的变化，更不会“超越”这种变化。如原平衡体系的压强为p，若其他条件不变，将体系压强增大到2p，平衡将向气体体积减小的方向移动，达到新平衡时体系的压强将介于____________之间。 【典例5】(2023·北京卷，4)下列事实能用平衡移动原理解释的是( ) A．H2O2溶液中加入少量MnO2固体，促进H2O2分解 B．密闭烧瓶内的NO2和N2O4的混合气体，受热后颜色加深 C．铁钉放入浓HNO3中，待不再变化后，加热能产生大量红棕色气体 D．锌片与稀H2SO4反应过程中，加入少量CuSO4固体，促进H2的产生 【变式5-1】(2026·北京十四中高二期中)下列事实能用平衡移动原理解释的是( ) A．工业合成氨采用的压强为10MPa：30MPa B．密闭容器中发生反应H2(g)＋I2(g)2HI(g)，加压后气体颜色变深 C．H2O2溶液中滴加少量FeCl3溶液，促进O2的产生 D．铁钉放入浓HNO3中，无明显变化，加热后产生大量红棕色气体 【变式5-2】(2026·北京理工大学附中高二期中)下列叙述中，不能用勒夏特列原理解释的是( ) A．黄绿色的氯水光照后颜色变浅 B．高压有利于NH3的合成 C．红棕色的NO2，加压后颜色先变深后变浅 D．由H2(g)、I2(g)、HI(g)组成的平衡体系加压后颜色变深 【变式5-3】(2025·北京三模)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．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．锌片与稀H2SO4反应过程中，加入少量CuSO4固体，促进H2的产生 题型06 化学平衡图像 1．浓度对化学平衡影响分析 化学平衡 aA＋bBcC＋dD(A、B、C、D均不是固体或纯液体物质) 浓度变化 增大反应物 浓度 减小反应物 浓度 增大生成物 浓度 减小生成物 浓度 反应速率变化 v正瞬间增大后逐渐减小，v逆先不变后增大 v正瞬间减小后逐渐增大，v逆先不变减小 v逆瞬间增大后逐渐减小，v正先不变后增大 v逆瞬间减小后逐渐增大，v正先不变后减小 平衡移动方向 正反应方向 逆反应方向 逆反应方向 正反应方向 v-t图像 影响 规律根据浓度变化判断： 在其他条件不变的情况下，增大反应物的浓度或减小生成物的浓度，都可以使化学平衡向正反应方向移动；增大生成物的浓度或减小反应物的浓度，都可以使化学平衡向逆反应方向移动 特别提醒：(1)浓度对化学平衡的影响中的“浓度”是指与反应有关的气体或溶液中实际参加反应的离子的浓度。 (2)有固体参加的可逆反应，增加固体的量不会对化学平衡造成影响。 (3)在工业生产中，常通过适当增大廉价的反应物的浓度，使化学平衡向正反应方向移动，可提高价格较高原料的转化率，从而降低生产成本。 2．压强对化学平衡影响的分析[以aA(g)＋bB(g)cC(g)＋dD(g)平衡为例] 计量数关系 a＋b＞c＋d a＋b＜c＋d a＋b＝c＋d 体系压强的变化 增大压强 减小压强 增大压强 减小压强 增大压强 减小压强 反应速率变化 v正、v逆同时增大，且v′正＞v′逆 v正、v逆同时减小，且v′逆＞v′正 v正、v逆同时增大，且v′逆＞v′正 v正、v逆同时减小，且v′正＞v′逆 v正、v逆同时增大，且v′正＝v′逆 v正、v逆同时减小，且v′正＝v′逆 平衡移动方向 正反应方向 逆反应方向 逆反应方向 正反应方向 不移动 不移动 v-t图像 规律总结 (1)对于有气体参加的可逆反应，当达到平衡时，在其他条件不变的情况下，增大压强(减小容器的容积)，平衡向气态物质减少的方向移动；减小压强(增大容器的容积)，平衡向气态物质增多的方向移动。 (2)对于反应前后气体的总体积没有变化的可逆反应，改变压强，平衡不移动 3．温度对化学平衡影响的分析 化学平衡 aA＋bBcC＋dDΔH＞0 aA＋bBcC＋dDΔH＜0 体系温度的变化 升高温度 降低温度 降低温度 升高温度 反应速率变化 v正、v逆同时增大，且v′正＞v′逆 v正、v逆同时减小，且v′正＜v′逆 v正、v逆同时减小，且v′正＞v′逆 v正、v逆同时增大，且v′正＜v′逆 平衡移动方向 正反应方向 逆反应方向 正反应方向 逆反应方向 v-t图像 规律总结 在其他条件不变的情况下，升高温度，平衡向吸热反应方向移动；降低温度，平衡向放热反应方向移动 特别提醒：(1)因为任何化学反应都伴随着能量的变化(放热或吸热)，所以任何可逆反应的化学平衡状态都受温度的影响。 (2)若某反应的正反应为放(吸)热反应，则逆反应必为吸(放)热反应，吸收的热量与放出的热量数值相等。 4．催化剂对化学平衡的影响 　　加入催化剂能同等程度地改变化学反应的正、逆反应速率，但化学平衡不移动。 其图像(v-t图像)如下： 5．百分含量(或转化率)－时间－温度(或压强)图像 解题原则：“先拐先平数值大”。先出现拐点的反应即先达到平衡，速率快，温度较高、压强较大(如图Ⅰ、Ⅱ)或使用了催化剂(如图Ⅲ)。再看平台高度，纵坐标大小与平衡状态相对应，将温度高低、压强大小与平衡状态相联系，即可得到反应热或气体分子数信息。 6．百分含量(或转化率)－压强－温度图像 解题原则：“定一议二”。讨论三个量之间的关系，先确定其中一个量(看曲线趋势或作辅助线)，再讨论另两个的关系，从而得到反应热或气体分子数信息。 7．几种特殊图像 (1)对于化学反应mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)，M点前，表示从反应物开始，v正>v逆；M点为刚达到平衡点(如图)；M点后为平衡受温度的影响情况，即升温A的百分含量增加或C的百分含量减少，平衡左移，故正反应ΔH＜0。 (2)对于化学反应mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)，L线上所有的点都是平衡点(如图)。L线的左上方(E点)，A的百分含量大于此压强时平衡体系的A的百分含量，所以，E点v正>v逆；则L线的右下方(F点)，v正＜v逆。 8．解题原则 (1)“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，温度升高，生成物C的百分含量降低，平衡逆向移动，说明正反应是放热反应。 Ⅱ.表示p2>p1，压强增大，反应物A的转化率减小，平衡逆向移动，说明正反应是气体分子数目增大的反应。 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分子数目不变的可逆反应，a增大了压强(压缩体积)。 (2)“定一议二” 在化学平衡图像中，讨论三个量之间的关系，先确定其中一个量(看曲线趋势或作辅助线)，再讨论另两个的关系，从而得到反应热或气体分子数信息。 9．解决复杂平衡图像题应考虑的角度 (1)曲线上的每个点是否都到达平衡 往往需要通过曲线的升降趋势或斜率变化来判断，如果还未达到平衡则不能使用平衡移动原理，只有达到平衡以后的点才能应用平衡移动原理。 (2)催化剂的活性是否受温度的影响 不同的催化剂因选择性不同受温度的影响也会不同。一般来说，催化剂的活性在一定温度下最高，低于或高于这个温度都会下降。 (3)不同的投料比对产率造成的影响 可以根据定一议二的方法，根据相同投料比下温度或压强的改变对产率的影响或相同温度或压强下改变投料比时平衡移动的方向进行判断，确定反应的吸放热或系数和的大小。 【典例6】(2026·北京清华大学附中高二期中)一定量CO2与足量碳在体积可变的恒压密闭容器中反应：C(s)+ CO2(g)2CO(g)。平衡时，体系中气体体积分数与温度的关系如图所示，下列说法正确的是( ) A．550℃时，若充入惰性气体，v(正)、v(逆)均减小，平衡不移动 B．650℃时，反应达平衡后CO2的转化率为25.0% C．T℃时，若充入等体积的CO2和CO，平衡向逆反应方向移动 D．925℃时，该反应的化学平衡常数K=24 【变式6-1】(2026·北京第二中学高二期中)已知：N2(g) + 3H2(g)2NH3(g) ΔH= －92 kJ·mol-1，下图表示L一定时，H2的平衡转化率(α)随X的变化关系，L(L1、L2)、X可分别代表压强或温度。下列说法中，不正确的是( ) A．X表示温度 B．L2＞L1 C．平衡时逆反应速率υ(M)＞υ(N) D．平衡常数K(M)＞K(N) 【变式6-2】(2026·北京丰台高二期中)天然气和水蒸气重整制H2的反应为：CH4(g)+H2O(g) CO(g)+3H2(g)  ΔH>0，每次只改变一种条件(X)，其它条件不变，CH4的平衡转化率φ随X的变化趋势如图所示，下列说法正确的是( ) A．X为温度时，φ的变化趋势为曲线N B．X为压强时，φ的变化趋势为曲线M C．X为投料比［］时，φ的变化趋势为曲线M D．某条件下，若CH4(g)、H2O(g)初始浓度均为0.2mol·L-1，φ=25%，则K=3/400 【变式6-3】(2026·北京第十二中学高二检测)一定温度下，在恒容密闭容器中发生反应：4HCl(g)＋O2(g)2Cl2(g)＋2H2O(g)。进料浓度比[c(HCl)：c(O2)]分别为1：1、4：1、7：1时，HCl平衡转化率随温度变化的关系如下图。下列有关叙述正确的是( ) A．键断裂的同时有键断裂，则反应达到了平衡状态 B．该反应升高温度既能增大反应速率又能促进平衡正向移动 C．a、b、c三点中a点对应的平衡转化率最高 D．d点的平衡常数大于c点 题型07 化学平衡的综合计算 1．“三段式”法进行化学平衡的有关计算 如反应：mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)，令A、B起始物质的量分别为a mol、b mol，达到平衡后，A的转化量为mx mol，容器容积为V L，则有以下关系： 则有： ①平衡常数K＝。 ②平衡时A的物质的量浓度：c(A)＝ mol·L－1。 ③平衡时A的转化率：α＝×100%，A、B的转化率之比为α(A)∶α(B)＝∶。 ④平衡时A的体积分数：φ(A)＝×100%。 ⑤平衡时和开始时的压强比：比＝＝。 ⑥混合气体的密度： (混)＝＝(g·L－1)(T、V不变时，不变) ⑦平衡时混合气体的平均摩尔质量：＝＝g·mol－1。 ⑧生成物产率＝×100%。 2．基本解题思路 ①设未知数：具体题目要具体分析，灵活设立，一般设某物质的转化量为x。 ②确定三个量：根据反应的化学方程式确定平衡体系中各物质的起始量、变化量、平衡量(物质的量浓度或物质的量)，并按上述“模式”列三段式。 ③解答题设问题：明确了“始”“变”“平”三个量的具体数值，再根据相应关系求反应物的转化率、混合气体的密度、平均相对分子质量等，给出题目答案。 【典例7】(2026·北京陈经纶中学高二期中)一定温度下，在两个容积均为2 L的恒容密闭容器中加入一定量的反应物，发生反应2NO(g) + 2CO(g)N2(g) + 2CO2(g)  ΔH<0，相关数据见下表。 容器编号 温度/℃ 起始物质的量/mol 平衡物质的量/mol NO(g) CO(g) CO2(g) Ⅰ t1 0.4 0.4 0.2 Ⅱ t2 0.4 0.4 0.24 下列说法正确的是( ) A．t1<t2 B．反应达到平衡时，Ⅰ 中的NO百分含量大于II中的 C．Ⅱ中反应平衡常数K<20 D．t1℃、2 L的容器中，若四种气体的物质的量均为0.4 mol，则v(正)>v(逆) 【变式7-1】在800℃时，体积为1升的密闭容器中，下列可逆反应达到化学平衡状态：CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g)，已知CO和H2O(g)的初始浓度为0.01mol·L-1时，H2平衡浓度为0.005mol·L-1.若此时再加入0.02mol·L-1的H2O(g)，重新达到平衡时，H2平衡浓度为( ) A．0.025 mol·L-1 B．0.0075 mol·L-1 C．0.005 mol·L-1 D．0.015 mol·L-1 【变式7-2】已知可逆反应：M(g)＋N(g) P(g)＋Q(g)　ΔH>0，请回答下列问题： (1)在某温度下，反应物的起始浓度分别为：c(M)＝1 mol·L－1，c(N)＝2.4 mol·L－1。达到平衡后，M的转化率为60%，此时N的转化率为________； (2)若反应温度升高，M的转化率________(填“增大”、“减小”或“不变”)； (3)若反应温度不变，反应物的起始浓度分别为：c(M)＝4 mol·L－1，c(N)＝a mol·L－1；达到平衡后，c(P)＝2 mol·L－1，a＝________。 (4)若反应温度不变，反应物的起始浓度为：c(M)＝c(N)＝b mol·L－1，达到平衡后，M的转化率为________。 【变式7-3】肌肉中的肌红蛋白(Mb)可与O2结合生成MbO2：Mb(aq)＋O2(g)MbO2(aq)，其中k正和k逆分别表示正反应和逆反应的速率常数，即v正＝k正·c(Mb)·p(O2)，v逆＝k逆·c(MbO2)。37 ℃时测得肌红蛋白的结合度(α)与p(O2)的关系如表[结合度(α)指已与O2结合的肌红蛋白占总肌红蛋白的百分比]： p(O2) 0.50 1.00 2.00 3.00 4.00 5.00 6.00 α(MbO2%) 50.0 67.0 80.0 85.0 88.0 90.3 91.0 (1)计算37 ℃、p(O2)为2.00 kPa时，上述反应的平衡常数K＝________。 (2)导出平衡时肌红蛋白与O2的结合度(α)与O2的压强[p(O2)]之间的关系式α＝________(用含有k正、k逆的式子表示)。 29 / 29 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 化学平衡状态的特征 题型02 化学平衡状态的判断 题型03 化学平衡常数及其计算 题型04 化学平衡移动的影响因素 题型05 勒夏特列原理及其应用 题型06 化学平衡图像 题型07 化学平衡的综合计算 题型01 化学平衡状态的特征 1．可逆反应 (1)概念：在同一条件下，既能向正反应方向进行同时又能向逆反应方向进行的反应。 (2)表示方法：用“”连接，把从左向右进行的反应称为正反应，把从右向左进行的反应称为逆反应。 (3)特征 双向性：指可逆反应分为方向相反的两个方向，正反应方向和逆反应方向； 双同性：指正、逆反应是在相同条件下，回时进行； 共存性：指反应物的转化率小于百分之百，反应物与生成物共存。 2．化学平衡状态的建立 在一定条件下的容积不变的密闭容器中，合成氨反应如下：N2＋3H22NH3 如图1所示，N2与H2随着反应的进行，其浓度逐渐减小，v正逐渐减小，而c(NH3)逐渐增大，v逆逐渐增大，t1时刻，它们的浓度不再改变，v正＝v逆，反应达到平衡。 如图2所示，随着NH3的分解，其浓度逐渐减小，v逆逐渐减小，而c(N2)、c(H2)逐渐增大，v正逐渐增大，t2时刻起，它们的浓度不再改变，v正＝v逆，反应达到平衡。 3．化学平衡状态的概念 在一定条件下的可逆反应，当正、逆反应的速率相等时，反应物和生成物的浓度均保持不变，即体系的组成不随时间而改变，这表明该反应中物质的转化达到了“限度”，这时的状态称为化学平衡状态，简称化学平衡。 4．化学平衡的特征 【典例1】(2025·浙江省9 +1高中联盟期中)一定条件下，对于反应X(g)+3Y(g)2Z(g)，若X、Y、Z的起始浓度分别为、、(均不为零)，达到平衡状态时，X、Y、Z浓度分别为0.1 mol·L-1、0.3 mol·L-1和0.08 mol·L-1，则下列判断合理的是( ) ①等于1：3 ②平衡时，Y和Z的生成速率之比为3：2 ③X和Y的转化率相等 ④的取值范围为0 mol·L-1＜c1＜0.14 mol·L-1 A．①② B．①③④ C．②③④ D．①②③④ 【答案】D 【解析】①“达平衡时，X、Y的浓度分别为0.1mol/L，0.3mol/L”是1：3；反应中无论是消耗它们还是生成它们，肯定也是1：3；所以，起始浓度等于1：3；故正确；②Y的生成速率是v逆，Z的生成速率是v正，同一个反应的速率用不同的物质表示时，数值与它们的系数成正比，所以平衡时，Y和Z的生成速率之比为3：2，故正确；③如上所述，X、Y的起始浓度之比是1：3，消耗浓度之比一定是1：3，所以它们的转化率相等，故正确；④大于0是已知条件，小于0.14是这样来的：如果起始时c3=0，则平衡时Z的浓度0.08mol/L就是反应生成的，这需要消耗0.04mol/L的X，平衡时，X的浓度为0.1mol/L，所以起始时就应该是0.1mol/L+0.04mol/L=0.14mol/L，但是题目已知起始时Z的浓度不等于0，所以就是小于0.14，即的取值范围为0 mol·L-1＜c1＜0.14 mol·L-1故正确。综上所述①②③④正确；故选D。 【变式1-1】为了验证化学反应的可逆性，现在选择FeCl3溶液与KI溶液进行实验探究，下列试剂选择及物质检验，能够合理证明的是 ①足量的FeCl3溶液        ②少量的FeCl3溶液            ③足量的KI溶液 ④少量的KI溶液            ⑤淀粉检验I2                ⑥KSCN溶液检验 A．②③⑤⑥ B．①④⑥ C．②④⑤⑥ D．②③⑤ 【答案】A 【解析】FeCl3溶液与KI溶液反应的离子方程式为：2Fe3++2I-=2Fe2++I2，要验证该反应是否为可逆反应，则需要既证明反应物、生成物均存在，无论反应是否为可逆反应，碘单质均可以生成，而检验碘单质可以使用淀粉，观察到溶液颜色变蓝，说明产生了碘单质，而要确定反应为可逆反应，还需要验证反应后仍需要用KSCN溶液检验是否存在Fe3+，而且反应物Fe3+要少量，I-要过量，若反应后检验出Fe3+，才能说明该反应为可逆反应，因此所使用的是少量氯化铁溶液与足量的碘化钾溶液反应，故选A。 【变式1-2】一定条件下，对于可逆反应X(g)+3Y(g) 2Z(g)，若X、Y、Z的起始浓度分别为c1、c2、c3(均不为零)，达到平衡时，X、Y、Z的浓度分别为0.1 mol·L-1、0.3 mol·L-1、0.08 mol·L-1。下列判断正确的是(　　) A．c1∶c2=3∶1 B．达到平衡时，Y和Z的生成速率之比为2∶3 C．X、Y的转化率不相等 D．c1的取值范围为0<c1<0.14 mol·L-1 【答案】D 【解析】平衡浓度之比为1∶3，转化浓度之比也为1∶3，故c1∶c2=1∶3，A、C两项不正确；速率之比等于化学计量数之比，达到平衡时，vY(生成)∶vZ(生成)=3∶2，B项不正确；由可逆反应的特点可知0<c1<0.14 mol·L-1，D项正确。 【变式1-3】在一密闭容器中进行如下反应：2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g)，已知反应过程中某一时刻SO2、O2、SO3的浓度分别为0.2 mol/L、0.1 mol/L、0.2 mol/L，当反应达平衡时，可能存在的数据是( ) A．SO2为0.4 mol/L、O2为0.2 mol/L B．SO2、SO3均为0.15 mol/L C．SO3为0.25 mol/L D．SO3为0.4 mol/L 【答案】C 【解析】假设该反应完全转化，列三段式 则SO2的浓度范围为0<c(SO2)<0.4，O2的为0<c(SO2)<0.2，SO3的为0<c(SO3)<0.4。A项，SO2和O2的浓度增大，说明反应向逆反应方向进行建立平衡，若SO3完全反应，则SO2和O2的浓度浓度分别为0.4mol/L、0.2mol/L，三氧化硫不可能完全转化，故A错误；B．反应物、生产物的浓度不可能同时减小，只能一个减小，另一个增大，故B错误；C项，SO2为0.25mol/L，SO2的浓度增大，说明反应向逆反应方向进行建立平衡，若SO3完全反应，则SO2的浓度浓度为0.4mol/L，实际浓度为0.25mol/L小于0.4mol/L，故C正确；D项，SO3为0.4mol/L，SO3的浓度增大，说明该反应向正反应方向进行建立平衡，若二氧化硫和氧气完全反应，SO3的浓度的浓度为0.4mol/L，达到平衡的实际浓度应该小于0.4mol/L，故D错误；故选C。 题型02 化学平衡状态的判断 1．直接标志 (1)v正＝v逆 ①同一种物质的生成速率等于消耗速率； ②在化学方程式同一边的不同物质的生成速率和消耗速率之比等于化学计量数之比； ③在化学方程式两边的不同物质的生成(或消耗)速率之比等于化学计量数之比。 (2)各组分的浓度保持一定 ①各组分的浓度不随时间的改变而改变； ②各组分的质量分数、物质的量分数、体积分数不随时间的改变而改变。 2．间接标志——“变量不变” (1)反应体系中的总压强不随时间的改变而变化(适用于反应前后气体分子数不等的反应)。 (2)对于反应混合物中存在有颜色物质的可逆反应，若体系中颜色不再改变，则反应达到平衡状态。 (3)根据平均摩尔质量(即平均相对分子质量)计算公式M＝，若M在反应过程中是一变量，则平均摩尔质量(平均相对分子质量)保持不变，反应达到平衡状态。 (4)对同一物质而言，断裂化学键的物质的量与形成化学键的物质的量相等。 3．用“总压强、混合气体的密度、平均摩尔质量”判断平衡状态的注意事项 (1)恒温恒容条件下，用“总压强、平均摩尔质量”判断平衡状态时，要特别关注反应前后气体分子总数的变化，如： mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g) 是否平衡 压强 当m＋n≠p＋q时，总压强一定(其他条件一定) 是 当m＋n＝p＋q时，总压强一定(其他条件一定) 不一定 平均摩 尔质量 当m＋n≠p＋q时，一定 是 当m＋n＝p＋q时，一定 不一定 (2)恒温恒容条件下，用“混合气体的密度”判断平衡状态时，要特别关注反应前后是否有非气态物质参与反应，如 关注各物质的状态 是否平衡 密度ρ C(s)＋CO2(g)2CO(g)(ρ一定) 是 N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)(ρ一定) 不一定 H2(g)＋I2(g)2HI(g)(ρ一定) 不一定 【典例2】在恒容密闭容器中反应2NO2(g)N2O4(g)该反应达平衡的标志是(　　) ①混合气体颜色不随时间的变化 ②数值上v(NO2生成)＝2v(N2O4消耗) ③混合气体的密度不随时间的变化 ④压强不随时间的变化而变化 ⑤混合气的平均相对分子质量不变 A.②⑤④ B.①④⑤ C.①③④ D.①②③ 【答案】B 【解析】①二氧化氮是红棕色气体，四氧化二氮是无色气体，当混合气体颜色不随时间变化说明各组分含量不再变化，正确；②数值上v(NO2生成)＝2v(N2O4消耗)，对于任意时刻恒成立，错误；③恒容容器，反应物和生成物都是气体，气体的质量和体积恒定，密度是个恒定值，无法判断平衡，错误；④正向体积减小，恒容容器中压强不再变化，说明各组分含量不再改变，正确；⑤正向体积减小，气体的物质的量变化，质量恒定，平均相对分子质量是个变值，不再变化说明各组分含量不再改变，正确；综上所述，①④⑤符合题意，故选B。 【变式2-1】与外界隔热、容积不变的密闭容器中，发生反应2X(g)+Y(g) 3Z(g)+M(s)　ΔH=-a kJ·mol-1，下列说法不正确的是(　　) A．容器的温度不再升高，表明反应达到平衡状态 B．容器压强不变，表明反应达到平衡状态 C．达到化学平衡时，反应放出的总热量可能为a kJ D．反应过程中，气体的密度始终保持不变 【答案】D 【解析】因为此容器是隔热容器，且此反应是放热反应，随着反应进行，温度升高，压强增大，因此当温度、压强不再改变时，说明反应达到平衡；当生成3 mol Z(g) 和1 mol M(s)时，放出的热量为a kJ·mol-1；因为M为固体，反应正向进行时，气体质量减少，容器为恒容状态，密度减小。 【变式2-2】在恒温恒容密闭容器中加入足量的Fe2O3和CO，模拟高炉炼铁的反应：Fe2O3(s)＋3CO(g)2Fe(s)＋3CO2(g)。下列情况表明该可逆反应达到平衡状态的是(　　) A.容器中气体的压强不再改变 B.容器中气体的密度不再改变 C.CO和CO2的正反应速率相等 D.CO和CO2物质的量之比为1∶1 【答案】 【解析】该反应是反应前后气体物质的量不变的反应，反应在恒温恒容密闭容器中进行，则反应前后气体的压强始终不变，因此不能据此判断反应是否达到平衡状态，A不符合题意；该反应有固体参加，则质量发生变化，恒容下，体积不变，则密度不变，说明反应达到平衡状态，B符合题意；由于方程式中CO和CO2的化学计量数相等，则二者的正反应速率始终相等，因此不能据此判断反应是否达到平衡状态，C不符合题意；容器中CO和CO2的物质的量之比为1∶1，不能说明气体物质中任何一组分的物质的量不变，反应不一定达到了平衡状态，D不符合题意。 【变式2-3】3CO(g)＋3H2(g)CH3OCH3(g)＋CO2(g)在恒温恒容密闭容器中进行该反应，下列事实能说明反应达到平衡状态的是(　　) A.相同时间内形成C－H键和H－H键的数目之比为2∶1 B.相同时间内消耗一氧化碳和生成的二氧化碳的分子数目之比为3∶1 C.v(CO)∶v(H2)＝1∶1 D.体系内气体的密度保持不变 【答案】A 【解析】根据反应方程式可知：反应消耗H2与产生CH3OCH3的个数比是3∶1，若反应达到平衡，单位时间每反应消耗3分子H2，就会同时消耗1分子CH3OCH3，因此相同时间内形成C—H键和H—H键的数目之比为2∶1，则反应体系中任何物质的浓度不变，反应达到平衡状态，A正确；反应消耗CO与生成CO2都表示反应正向进行，不能据此判断反应是否达到平衡状态，B错误；C项，未指明反应速率的正、逆，因此不能判断反应是否达到平衡状态，C错误；反应在恒温恒容密闭容器中进行，体系的体积不变，反应混合物都是气体，气体的质量不变，则无论反应是否达到平衡状态，体系内气体的密度始终保持不变，因此不能据此判断反应是否达到平衡状态，D错误。 题型03 化学平衡常数及其计算 1．定义式 对于可逆反应：aA(g)＋bB(g)cC(g)＋dD(g)，在一定温度下，反应达到平衡后，将各物质的物质的量浓度代入表示式K＝，得到的结果是一个定值，称为该反应的化学平衡常数。 2．意义 平衡常数的大小反映化学反应可能进行的程度；平衡常数的数值越大，说明正反应进行的程度越大。 K <10-5 10-5~105 >105 反应程度 很难进行 可逆反应 进行得较完全 3．影响因素 K只受温度影响，与反应物和生成物的浓度无关。 固体、纯液体、水溶液中水的浓度可视为定值，其浓度不列入平衡常数表达式中。 4．化学平衡常数表达式与化学方程式的书写有关。 若反应方向改变、化学计量数等倍扩大或缩小，化学平衡常数也会改变。 已知两反应的平衡常数分别为K1、K2。 ①若两反应互为逆反应，则K1•K2＝1。 ②若两反应的反应物和生成物相同，反应1的系数是反应2的n倍，则K1＝K。 ③若两反应相加，则总反应的平衡常数K＝K1•K2。 ④若两反应相减，则总反应的平衡常数K＝。 5．化学平衡常数应用 (1)判断可逆反应进行的程度 K越大，说明反应进行的程度越大，反应物的转化率越大，反之，程度越小，转化率越小。 (2)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。 (3)判断可逆反应的方向 利用平衡常数可从定量的角度解释恒温下浓度、压强对化学平衡移动的影响。 对于可逆反应mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)在任意状态下，生成物的浓度和反应物的浓度之间的关系用浓度商 Qc=表示，则： 当Qc=K时，可逆反应处于平衡状态，v(正)=v(逆)； 当Qc<K时，可逆反应向正反应方向进行，v(正)>v(逆)； 当Qc>K时，可逆反应向逆反应方向进行，v(正)<v(逆)。 6．化学平衡常数计算步骤 【典例3】常温常压下，O3溶于水产生的游离氧原子[O]有很强的杀菌消毒能力，发生的反应如下： 反应①：O3O2+[O] ΔH>0 平衡常数为K1 反应②：[O]+O32O2 ΔH<0 平衡常数为K2 总反应：2O33O2 ΔH<0 平衡常数为K 下列叙述正确的是( ) A．降低温度，K减小 B．K=K1+K2 C．增大压强，K2减小 D．适当升温，可提高消毒效率 【答案】D 【解析】A项，降低温度向放热反应移动即正向移动，K增大，故A错误；B项，方程式相加，平衡常数应该相乘，因此K=K1∙K2，故B错误；C项，增大压强，平衡向体积减小的方向移动，即逆向移动，平衡常数不变，故C错误；D项，适当升温，反应速率加快，消毒效率提高，故D正确。故选D。 【变式3-1】．某可逆反应aA(g)+bB(g) cC(g)在某温度下的平衡常数为K(K≠1)，反应热为ΔH。保持温度不变，将方程式的书写做如下改变，则ΔH和K的数值相应变化正确的是(　　) A．写成2aA(g)+2bB(g) 2cC(g)，ΔH值、K值均增加了一倍 B．写成2aA(g)+2bB(g) 2cC(g)，ΔH值增加了一倍，K值保持不变 C．写成cC(g) aA(g)+bB(g)，ΔH值、K值变为原来的相反数 D．写成cC(g) aA(g)+bB(g)，ΔH值变为原来的相反数，K值变为原来的倒数 【答案】D 【解析】写成2aA(g)+2bB(g) 2cC(g)，ΔH值增加一倍，K值变为原来的平方。 【变式3-2】(2025·北京西城高二期中)已知450℃时，反应：H2(g)＋I2(g)2HI(g)的K=0.02，由此推测在450℃时，反应H2(g)＋I2(g)2HI(g)的化学平衡常数为(　　 ) A．0.02 B．50 C．100 D．无法确定 【答案】B 【解析】相同温度下，正逆反应的平衡常数互为倒数。450℃时，反应：H2(g)＋I2(g)2HI(g)的，则450℃时，反应H2(g)＋I2(g)2HI(g)的化学平衡常数为，故选B。 【变式3-3】向300 mL的密闭容器中放入镍粉并充入一定量的CO气体，一定条件下发生反应Ni(s)+4CO(g) Ni(CO)4(g)，已知该反应平衡常数与温度的关系如表： 温度/ ℃ 25 80 230 平衡常数 5×104 2 1．9×10-5 下列说法不正确的是(　　 ) A．上述生成Ni(CO)4(g)的反应为放热反应 B．在25 ℃时，反应Ni(CO)4(g) Ni(s)+4CO(g)的平衡常数为2×10-5 C．在80 ℃时，测得某时刻Ni(CO)4、CO的浓度均为0.5 mol·L-1，则此时v正>v逆 D．在80 ℃达到平衡时，测得n(CO)=0.3 mol，则Ni(CO)4的平衡浓度为2 mol·L-1 【答案】C 【解析】由表格数据可知，随着温度的升高，化学平衡常数减小，说明正反应是放热反应，A项正确；Ni(CO)4(g) Ni(s)+4CO(g)的平衡常数为已知反应平衡常数的倒数，即为=2×10-5，B项正确；80 ℃时K=2，此时浓度商Q==8>2，故反应逆向进行，此时v正<v逆，C项不正确；n(CO)=0.3 mol，则c(CO)=1 mol·L-1，结合平衡常数表达式得=2，即c[Ni(CO)4]=2 mol·L-1，D项正确。 题型04 化学平衡移动的影响因素 1．浓度对化学平衡的影响 (1)增大反应物浓度或减小生成物浓度，平衡向正反应方向移动。 (2)增大生成物浓度或减小反应物浓度，平衡向逆反应方向移动。 (3)用平衡常数分析浓度对化学平衡的影响 对于可逆反应mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)在任意状态下，生成物的浓度和反应物的浓度之间的关系用Qc(浓度商)＝表示，则 当Qc＝K时，v(正)＝v(逆)，反应处于平衡状态； 当Qc<K时，v(正)>v(逆)，反应向正反应方向进行； 当Qc>K时，v(正)<v(逆)，反应向逆反应方向进行。 2．压强对化学平衡的影响 aA(g)bB(g)反应，通过减小(或增大)容器的体积以增大(或减小)压强。 (1)若a＞b，即正反应方向是气体分子数目减小的反应，增大压强，平衡正向(或向气体分子数减小的方向)移动，减小压强，平衡逆向(或向气体分子数增大的方向)移动。 (2)若a＝b，即反应前后气体分子数目不变的反应，改变反应体系的压强，平衡不发生移动。 (3)压强增大或减小是利用减小容器的体积或增大容器体积实现的，即缩小容器体积⇒压强增大⇒物质浓度增大⇒平衡移动。 (4)压强变化对于没有气体参与的反应不影响。 3．温度对化学平衡的影响 (1)温度升高，平衡向吸热反应方向移动。 (2)温度降低，平衡向放热反应方向移动。 4．催化剂 使用正催化剂，正、逆反应速率增大的倍数相同，化学平衡不移动。 【典例4】(2026·北京通州高二期中)已知：2NO2(g)N2O4(g) ΔH＜0，小组同学利用装有NO2和N2O4混合气体的注射器(用橡胶塞封闭)和平衡球，进行如下两组实验 实验① 实验② 将注射器活塞由I处拉到II处 将平衡球的两端分别浸入热水和冷水中 下列说法正确的是( ) A．实验①中的实验现象是注射器内气体颜色变浅 B．实验②中的实验现象是a平衡球颜色加深，b平衡球颜色变浅 C．实验①和实验②中b平衡球颜色变化均是2NO2(g)N2O4(g)逆向移动导致的 D．实验①和实验②中反应的平衡常数均发生了改变 【答案】B 【解析】在实验①中，注射器(用橡胶塞封闭) 中装有NO2和N2O4混合气体，首先注射器的活塞位于图中I处，然后将注射器活塞由I处拉到II处，注射器内的体积变大，压强变小，这有利于反应[2NO2(g)N2O4(g)]向逆反应方向进行；在实验②中，装有NO2和N2O4混合气体的平衡球两端分别被浸入热水和冷水中，已知反应(2NO2(g)N2O4(g) ΔH＜0)为放热反应，因此，a平衡球(在热水中的平衡球)中的反应向逆反应方向移动，b平衡球(在冷水中的平衡球)中的反应向正反应方向进行。A项，根据分析可知：反应(2NO2(g)N2O4(g))向逆反应方向进行，混合气体中的NO2(红棕色气体)变多，注射器内的气体颜色变深，A错误；B项，根据分析可知：a平衡球中的反应向逆反应方向移动，混合气体中的NO2变多，a平衡球的颜色加深；b平衡球中的反应向正反应方向进行，混合气体中的NO2变少，b平衡球的颜色变浅；B正确；C项，由分析可知：实验①中注射器内反应[2NO2(g)N2O4(g)]向逆反应方向进行，实验②中b平衡球的反应[2NO2(g)N2O4(g)]向正反应方向进行，C错误；D项，实验①中温度没有发生改变，因此，平衡常数没有发生改变，D错误；故选B。 【变式4-1】(2026·北京广渠门中学高二期中)密闭容器中发生反应mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)，反应平衡后，c(A)=amol·L-1，恒温条件下将容器体积缩小一半，达到新的平衡后，测得c(A)=1.8amol·L-1，得出以下结论正确的是( ) A． B．平衡逆向移动 C．的转化率降低 D．的质量分数减小 【答案】A 【解析】加压对浓度的影响：容器体积缩小一半，各物质浓度瞬间加倍(A从a变为2a)，新平衡时A的浓度为1.8a(低于2a)，说明平衡正向移动，消耗了部分A。A项，加压后平衡向气体分子数减少的方向移动(根据分析平衡向正反应方向移动)，故m+n＞p+q，A正确；B项，根据分析平衡向正反应方向移动，B错误；C项，平衡正向移动时，A的转化率提高，C错误；D项，生成物C的量增加，气体总质量不变，故C的质量分数增大，D错误；故选A。 【变式4-2】将等物质的量的X、Y气体充入某密闭容器中，一定条件下，发生如下反应并达到平衡：X(g)＋3Y(g)2Z(g)　ΔH＜0。改变某个条件并维持新条件直至达到新的平衡，下表中关于新平衡与原平衡的比较正确的是(　　) 选项 改变的条件 新平衡与原平衡比较 A 升高温度 X的转化率变小 B 增大压强(压缩体积) X的浓度变小 C 充入一定量Y Y的转化率增大 D 使用适当催化剂 X的体积分数变小 【答案】A 【解析】升高温度，平衡向吸热反应的方向移动，即逆向移动，X的转化率变小，A项正确；增大压强，平衡向气体分子数减小的方向移动，即正向移动，X的物质的量减小，但由于容器体积减小，各组分的浓度均比原平衡时的大，B项错误；增大一种反应物的浓度，能够提高另一种反应物的转化率，而其本身的转化率降低，C项错误；催化剂只能改变反应速率，不能影响平衡状态，故各物质的体积分数不变，D项错误。 【变式4-3】(2025·北京日坛中学高二期中)已知K2Cr2O7 溶液(橙色)中存在着平衡：Cr2O72-+H2O2CrO42-+2H+  ΔH＝+13.8kJ·mol−1。取0.1mol·L-1K2Cr2O7 溶液进行下列实验，其中对实验现象的解释不正确的是 实验操作 实验现象 解释 A． 升高温度 颜色变浅 平衡正向移动，使c(Cr2O72-)变小 B． 滴入2mol·L-1K2Cr2O7 溶液 颜色加深 c(Cr2O72-)变大使平衡正向移动，但c(Cr2O72-)最终比原来大 C． 加入蒸馏水 颜色变浅 c(H2O)变大使平衡正向移动，c(Cr2O72-)比原来变小 D． 加入浓盐酸 颜色变浅 可能与Cr2O72-反应，使c(Cr2O72-)变小、平衡逆向移动，但c(Cr2O72-)最终比原来小 【答案】C 【解析】A项，反应为吸热反应，升高温度，平衡正向移动，使c(Cr2O72-)变小，颜色变浅，A正确； B项，滴入2mol·L-1K2Cr2O7溶液，c(Cr2O72-)变大使平衡正向移动，但c(Cr2O72-)最终比原来大，颜色加深，B正确；C项，水为纯液体不会影响平衡移动，但加入蒸馏水，溶液浓度减小，使平衡正向移动， c(Cr2O72-)比原来变小，颜色变浅，C错误；D项，加入浓盐酸，氯离子和Cr2O72-发生氧化还原反应，使得Cr2O72-浓度减小，平衡逆向移动，c(Cr2O72-)最终比原来小，颜色变浅，D正确；故选C。 题型05 勒夏特列原理及其应用 1．影响化学平衡移动的因素 若其他条件不变，改变下列条件对化学平衡的影响如下： 改变的条件(其他条件不变) 化学平衡移动的方向 浓度 增大反应物浓度或减小生成物浓度 向正反应方向移动 减小反应物浓度或增大生成物浓度 向逆反应方向移动 压强(对有气体参加的反应) 反应前后气体体积改变 增大压强 向气体分子总数减小的方向移动 减小压强 向气体分子总数增大的方向移动 反应前后气体体积不变 改变压强 平衡不移动 温度 升高温度 向吸热反应方向移动 降低温度 向放热反应方向移动 催化剂 同等程度改变v正、v逆，平衡不移动 2．平衡移动原理(勒夏特列原理) 在封闭体系中，如果改变影响平衡的条件之一(如温度、压强，以及参加反应的化学物质的浓度)，平衡将向着能够减弱这种改变的方向移动。 3．平衡移动原理理解 研究对象为处于平衡状态的可逆反应且只适用于改变影响平衡体系的一个条件；只可以判断平衡移动的方向；平衡移动的结果只能够“减弱”，而不能彻底抵消。 (1)平衡移动的结果只能减弱(不可能抵消)外界条件的变化，如升高温度时，平衡向着吸热反应的方向移动；增大反应物浓度，平衡向反应物浓度减小的方向移动；增大压强，平衡向气体体积减小的方向移动等。 (2)这种“减弱”并不能抵消外界条件的变化，更不会“超越”这种变化。如原平衡体系的压强为p，若其他条件不变，将体系压强增大到2p，平衡将向气体体积减小的方向移动，达到新平衡时体系的压强将介于p~2p之间。 【典例5】(2023·北京卷，4)下列事实能用平衡移动原理解释的是( ) A．H2O2溶液中加入少量MnO2固体，促进H2O2分解 B．密闭烧瓶内的NO2和N2O4的混合气体，受热后颜色加深 C．铁钉放入浓HNO3中，待不再变化后，加热能产生大量红棕色气体 D．锌片与稀H2SO4反应过程中，加入少量CuSO4固体，促进H2的产生 【答案】B 【解析】A项，MnO2会催化 H2O2分解，与平衡移动无关，A项错误；B项，NO2转化为N2O4 的反应是放热反应，升温平衡逆向移动， NO2浓度增大，混合气体颜色加深，B项正确；C项，铁在浓硝酸中钝化，加热会使表面的氧化膜溶解，铁与浓硝酸反应生成大量红棕色气体，与平衡移动无关，C项错误；D项，加入硫酸铜以后，锌置换出铜，构成原电池，从而使反应速率加快，与平衡移动无关，D项错误；故选B。 【变式5-1】(2026·北京十四中高二期中)下列事实能用平衡移动原理解释的是( ) A．工业合成氨采用的压强为10MPa：30MPa B．密闭容器中发生反应H2(g)＋I2(g)2HI(g)，加压后气体颜色变深 C．H2O2溶液中滴加少量FeCl3溶液，促进O2的产生 D．铁钉放入浓HNO3中，无明显变化，加热后产生大量红棕色气体 【答案】A 【解析】A项，工业合成氨采用高压(10~30 MPa)是因为反应N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g)的正方向气体分子数减小，加压使平衡向生成NH3的方向移动，有利于提高产率，符合平衡移动原理，A符合题意；B项，H2与I2生成HI的反应前后气体分子数相等，加压仅增大气体浓度导致颜色变深，但平衡未移动，不能用平衡移动原理解释，B不符合题意；C项，FeCl3是H2O2分解的催化剂，仅加快反应速率，不改变平衡状态，与平衡移动无关，C不符合题意；D项，铁在浓HNO3中钝化是因表面形成氧化膜，加热破坏氧化膜引发反应，属于反应是否发生的改变，而非平衡移动，D不符合题意；故选A。 【变式5-2】(2026·北京理工大学附中高二期中)下列叙述中，不能用勒夏特列原理解释的是( ) A．黄绿色的氯水光照后颜色变浅 B．高压有利于NH3的合成 C．红棕色的NO2，加压后颜色先变深后变浅 D．由H2(g)、I2(g)、HI(g)组成的平衡体系加压后颜色变深 【答案】D 【解析】A项，氯水中存在如下平衡：Cl2+H2OHCl+HClO，光照时，氯水中的次氯酸遇光分解生成氯化氢和氧气，使得次氯酸浓度减小，平衡向正反应方向移动，氯气的浓度减小，溶液颜色变浅，则黄绿色的氯水光照后颜色变浅可用勒夏特列原理解释，A不符合题意；B项，合成氨反应为气体体积减小的反应，增大压强，平衡向正反应方向移动，氨气的产率增大，则高压有利于氨气的合成可用勒夏特列原理解释，B不符合题意；C项，红棕色的二氧化氮中存在如下平衡：2NO2(g) N2O4(g) ，增大压强，平衡向正反应方向移动，所以加压后气体颜色先变深后变浅，但比压缩前深，所以加压后颜色先变深后变浅可用勒夏特列原理解释，C不符合题意；D项，混合气体中存在如下平衡：H2+I22HI，该反应是气体体积不变的反应，增大压强，平衡不移动，则加压后颜色变深不能用勒夏特列原理解释，D符合题意；故选D。 【变式5-3】(2025·北京三模)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．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．锌片与稀H2SO4反应过程中，加入少量CuSO4固体，促进H2的产生 【答案】B 【解析】A项，H2O2溶液中加入少量MnO2固体，促进H2O2分解，MnO2做催化剂只能加快反应速率，A不能用平衡移动原理解释；B项，制备乙酸乙酯的实验中将酯蒸出，减小生成物浓度，平衡正向移动，可以提高乙酸乙酯的产率， B能用平衡移动原理解释；C项，工业合成氨反应是放热反应，升高温度平衡逆向移动，从平衡角度分析低温有利于平衡正向有利于合成氨，选择500℃左右的条件进行不能用平衡移动原理解释，C不能用平衡移动原理解释；D项，锌片与稀H2SO4反应过程中，加入少量CuSO4固体，促进H2的产生，是因为锌置换出铜，形成铜锌原电池反应加快反应速率，D不能用平衡移动原理解释；故选B。 题型06 化学平衡图像 1．浓度对化学平衡影响分析 化学平衡 aA＋bBcC＋dD(A、B、C、D均不是固体或纯液体物质) 浓度变化 增大反应物 浓度 减小反应物 浓度 增大生成物 浓度 减小生成物 浓度 反应速率变化 v正瞬间增大后逐渐减小，v逆先不变后增大 v正瞬间减小后逐渐增大，v逆先不变减小 v逆瞬间增大后逐渐减小，v正先不变后增大 v逆瞬间减小后逐渐增大，v正先不变后减小 平衡移动方向 正反应方向 逆反应方向 逆反应方向 正反应方向 v-t图像 影响 规律根据浓度变化判断： 在其他条件不变的情况下，增大反应物的浓度或减小生成物的浓度，都可以使化学平衡向正反应方向移动；增大生成物的浓度或减小反应物的浓度，都可以使化学平衡向逆反应方向移动 特别提醒：(1)浓度对化学平衡的影响中的“浓度”是指与反应有关的气体或溶液中实际参加反应的离子的浓度。 (2)有固体参加的可逆反应，增加固体的量不会对化学平衡造成影响。 (3)在工业生产中，常通过适当增大廉价的反应物的浓度，使化学平衡向正反应方向移动，可提高价格较高原料的转化率，从而降低生产成本。 2．压强对化学平衡影响的分析[以aA(g)＋bB(g)cC(g)＋dD(g)平衡为例] 计量数关系 a＋b＞c＋d a＋b＜c＋d a＋b＝c＋d 体系压强的变化 增大压强 减小压强 增大压强 减小压强 增大压强 减小压强 反应速率变化 v正、v逆同时增大，且v′正＞v′逆 v正、v逆同时减小，且v′逆＞v′正 v正、v逆同时增大，且v′逆＞v′正 v正、v逆同时减小，且v′正＞v′逆 v正、v逆同时增大，且v′正＝v′逆 v正、v逆同时减小，且v′正＝v′逆 平衡移动方向 正反应方向 逆反应方向 逆反应方向 正反应方向 不移动 不移动 v-t图像 规律总结 (1)对于有气体参加的可逆反应，当达到平衡时，在其他条件不变的情况下，增大压强(减小容器的容积)，平衡向气态物质减少的方向移动；减小压强(增大容器的容积)，平衡向气态物质增多的方向移动。 (2)对于反应前后气体的总体积没有变化的可逆反应，改变压强，平衡不移动 3．温度对化学平衡影响的分析 化学平衡 aA＋bBcC＋dDΔH＞0 aA＋bBcC＋dDΔH＜0 体系温度的变化 升高温度 降低温度 降低温度 升高温度 反应速率变化 v正、v逆同时增大，且v′正＞v′逆 v正、v逆同时减小，且v′正＜v′逆 v正、v逆同时减小，且v′正＞v′逆 v正、v逆同时增大，且v′正＜v′逆 平衡移动方向 正反应方向 逆反应方向 正反应方向 逆反应方向 v-t图像 规律总结 在其他条件不变的情况下，升高温度，平衡向吸热反应方向移动；降低温度，平衡向放热反应方向移动 特别提醒：(1)因为任何化学反应都伴随着能量的变化(放热或吸热)，所以任何可逆反应的化学平衡状态都受温度的影响。 (2)若某反应的正反应为放(吸)热反应，则逆反应必为吸(放)热反应，吸收的热量与放出的热量数值相等。 4．催化剂对化学平衡的影响 　　加入催化剂能同等程度地改变化学反应的正、逆反应速率，但化学平衡不移动。 其图像(v-t图像)如下： 5．百分含量(或转化率)－时间－温度(或压强)图像 解题原则：“先拐先平数值大”。先出现拐点的反应即先达到平衡，速率快，温度较高、压强较大(如图Ⅰ、Ⅱ)或使用了催化剂(如图Ⅲ)。再看平台高度，纵坐标大小与平衡状态相对应，将温度高低、压强大小与平衡状态相联系，即可得到反应热或气体分子数信息。 6．百分含量(或转化率)－压强－温度图像 解题原则：“定一议二”。讨论三个量之间的关系，先确定其中一个量(看曲线趋势或作辅助线)，再讨论另两个的关系，从而得到反应热或气体分子数信息。 7．几种特殊图像 (1)对于化学反应mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)，M点前，表示从反应物开始，v正>v逆；M点为刚达到平衡点(如图)；M点后为平衡受温度的影响情况，即升温A的百分含量增加或C的百分含量减少，平衡左移，故正反应ΔH＜0。 (2)对于化学反应mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)，L线上所有的点都是平衡点(如图)。L线的左上方(E点)，A的百分含量大于此压强时平衡体系的A的百分含量，所以，E点v正>v逆；则L线的右下方(F点)，v正＜v逆。 8．解题原则 (1)“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，温度升高，生成物C的百分含量降低，平衡逆向移动，说明正反应是放热反应。 Ⅱ.表示p2>p1，压强增大，反应物A的转化率减小，平衡逆向移动，说明正反应是气体分子数目增大的反应。 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分子数目不变的可逆反应，a增大了压强(压缩体积)。 (2)“定一议二” 在化学平衡图像中，讨论三个量之间的关系，先确定其中一个量(看曲线趋势或作辅助线)，再讨论另两个的关系，从而得到反应热或气体分子数信息。 9．解决复杂平衡图像题应考虑的角度 (1)曲线上的每个点是否都到达平衡 往往需要通过曲线的升降趋势或斜率变化来判断，如果还未达到平衡则不能使用平衡移动原理，只有达到平衡以后的点才能应用平衡移动原理。 (2)催化剂的活性是否受温度的影响 不同的催化剂因选择性不同受温度的影响也会不同。一般来说，催化剂的活性在一定温度下最高，低于或高于这个温度都会下降。 (3)不同的投料比对产率造成的影响 可以根据定一议二的方法，根据相同投料比下温度或压强的改变对产率的影响或相同温度或压强下改变投料比时平衡移动的方向进行判断，确定反应的吸放热或系数和的大小。 【典例6】(2026·北京清华大学附中高二期中)一定量CO2与足量碳在体积可变的恒压密闭容器中反应：C(s)+ CO2(g)2CO(g)。平衡时，体系中气体体积分数与温度的关系如图所示，下列说法正确的是( ) A．550℃时，若充入惰性气体，v(正)、v(逆)均减小，平衡不移动 B．650℃时，反应达平衡后CO2的转化率为25.0% C．T℃时，若充入等体积的CO2和CO，平衡向逆反应方向移动 D．925℃时，该反应的化学平衡常数K=24 【答案】B 【解析】A项，550℃时，若充入惰性气体，压强不变时，体积增大，相当于分压减小，v(正)、v(逆)均减小，平衡正向移动，A错误；B项，650℃时，反应达平衡后CO、CO2体积分数分别为40%、60%，设总物质的量为1 mol，则CO为0.4 mol，CO2为0.6 mol，CO2的变化量为0.2 mol，起始量为0.8 mol，转化率为，B正确；C项，T℃时，若充入等体积的 CO2 和 CO，体积分数不变，浓度不变，平衡不移动，C错误；D项，925℃时，用平衡分压代替平衡浓度表示的化学平衡常数 Kp==24.0×96%p总，D错误；故选B。 【变式6-1】(2026·北京第二中学高二期中)已知：N2(g) + 3H2(g)2NH3(g) ΔH= －92 kJ·mol-1，下图表示L一定时，H2的平衡转化率(α)随X的变化关系，L(L1、L2)、X可分别代表压强或温度。下列说法中，不正确的是( ) A．X表示温度 B．L2＞L1 C．平衡时逆反应速率υ(M)＞υ(N) D．平衡常数K(M)＞K(N) 【答案】D 【解析】A项，X若表示温度，升高温度，平衡逆向移动，H2的平衡转化率(α)减小，说明该反应是放热反应，根据图象，随着X的增大H2的平衡转化率(α)减小，故假设成立，A正确；B项，该反应正向气体的总物质的量减小，相同温度条件下，增大压强，平衡正向移动，H2的平衡转化率(α)越大，故L2＞L1，故B正确；C项，M和N点的温度相同，M点的压强比N点大，则M点反应速率越快，即υ(M)＞υ(N)，C正确；D项，温度不变，平衡常数不变，则，D错误；故选D。 【变式6-2】(2026·北京丰台高二期中)天然气和水蒸气重整制H2的反应为：CH4(g)+H2O(g) CO(g)+3H2(g)  ΔH>0，每次只改变一种条件(X)，其它条件不变，CH4的平衡转化率φ随X的变化趋势如图所示，下列说法正确的是( ) A．X为温度时，φ的变化趋势为曲线N B．X为压强时，φ的变化趋势为曲线M C．X为投料比［］时，φ的变化趋势为曲线M D．某条件下，若CH4(g)、H2O(g)初始浓度均为0.2mol·L-1，φ=25%，则K=3/400 【答案】D 【解析】A项，X 为温度时，升高温度平衡正向移动，CH4的平衡转化率 φ增大，则φ 的变化趋势为曲线 M，A错误；B项，X 为压强时，增大压强平衡逆向移动，CH4的平衡转化率 φ减小，则φ 的变化趋势为曲线 N，B错误；C项，X 为投料比时，增大CH4的物质的量，虽然平衡正向移动，但CH4 的平衡转化率 φ减小，则φ 的变化趋势为曲线 N，C错误；D项，某条件下，若CH4(g)、H2O(g初始浓度均为0.2mol·L-1，φ=25%，则平衡时CH4(g)、H2O(g)、CO(g)、H2(g)的物质的量浓度分别为0.15mol·L-1、0.15mol·L-1、0.05mol·L-1、0.15mol·L-1，，D正确；故选D。 【变式6-3】(2026·北京第十二中学高二检测)一定温度下，在恒容密闭容器中发生反应：4HCl(g)＋O2(g)2Cl2(g)＋2H2O(g)。进料浓度比[c(HCl)：c(O2)]分别为1：1、4：1、7：1时，HCl平衡转化率随温度变化的关系如下图。下列有关叙述正确的是( ) A．键断裂的同时有键断裂，则反应达到了平衡状态 B．该反应升高温度既能增大反应速率又能促进平衡正向移动 C．a、b、c三点中a点对应的平衡转化率最高 D．d点的平衡常数大于c点 【答案】C 【解析】A项，H-Cl键断裂表示正反应速率，而H-O键断裂表示逆反应速率，根据方程式可知，当1 mol H-Cl键断裂的同时有1 mol H-O键断裂时，正、逆反应速率相等，说明反应达到了平衡状态，A错误；B项，升高温度，反应速率增大，但由图可知，温度升高，HCl平衡转化率降低，说明平衡逆向移动，不能促进平衡正向移动，B错误；C项，当温度相同时，进料浓度比[c(HCl):c(O2)]越大，即增大HCl的浓度，则O2的平衡转化率增大，而HCl的平衡转化率却减小，由图像信息可知，a、b三点对应进料比依次为7:1、4:1，a、b两点中a点对应的O2平衡转化率最高；b、c两点的进料浓度比相同，但是c点温度更高，相比于b点，平衡逆向移动，O2平衡转化率降低；故a、b、c三点中a点对应的O2平衡转化率最高；C正确；D项，平衡常数仅与温度有关，c、d两点的温度相同，则c、d两点的平衡常数相同，D错误；故选C。 题型07 化学平衡的综合计算 1．“三段式”法进行化学平衡的有关计算 如反应：mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)，令A、B起始物质的量分别为a mol、b mol，达到平衡后，A的转化量为mx mol，容器容积为V L，则有以下关系： 则有： ①平衡常数K＝。 ②平衡时A的物质的量浓度：c(A)＝ mol·L－1。 ③平衡时A的转化率：α＝×100%，A、B的转化率之比为α(A)∶α(B)＝∶。 ④平衡时A的体积分数：φ(A)＝×100%。 ⑤平衡时和开始时的压强比：比＝＝。 ⑥混合气体的密度： (混)＝＝(g·L－1)(T、V不变时，不变) ⑦平衡时混合气体的平均摩尔质量：＝＝g·mol－1。 ⑧生成物产率＝×100%。 2．基本解题思路 ①设未知数：具体题目要具体分析，灵活设立，一般设某物质的转化量为x。 ②确定三个量：根据反应的化学方程式确定平衡体系中各物质的起始量、变化量、平衡量(物质的量浓度或物质的量)，并按上述“模式”列三段式。 ③解答题设问题：明确了“始”“变”“平”三个量的具体数值，再根据相应关系求反应物的转化率、混合气体的密度、平均相对分子质量等，给出题目答案。 【典例7】(2026·北京陈经纶中学高二期中)一定温度下，在两个容积均为2 L的恒容密闭容器中加入一定量的反应物，发生反应2NO(g) + 2CO(g)N2(g) + 2CO2(g)  ΔH<0，相关数据见下表。 容器编号 温度/℃ 起始物质的量/mol 平衡物质的量/mol NO(g) CO(g) CO2(g) Ⅰ t1 0.4 0.4 0.2 Ⅱ t2 0.4 0.4 0.24 下列说法正确的是( ) A．t1<t2 B．反应达到平衡时，Ⅰ 中的NO百分含量大于II中的 C．Ⅱ中反应平衡常数K<20 D．t1℃、2 L的容器中，若四种气体的物质的量均为0.4 mol，则v(正)>v(逆) 【答案】B 【解析】容器Ⅰ中，温度为t1时，列出三段式： 容器Ⅱ中，温度为t2时，列出三段式： A项，该反应为放热反应，升高温度平衡逆向移动，平衡时CO2的物质的量减小，所以温度t1>t2，A错误；B项，结合分析可知，t1>t2，该反应为放热反应，且两组反应的条件，除了温度不同外，其他条件相同，温度升高平衡逆向移动，由于温度t1>t2，则反应达到平衡时，Ⅰ 中的NO百分含量大于II中的，B正确；C项，由以上分析可知，Ⅱ中反应平衡常数K≈21.09＞20，C错误；D项，由以上分析可知，Ⅰ中反应平衡常数K==5，t1℃、2L的容器中，若四种气体的物质的量均为0.4mol，则各组分物质的量浓度均为0.2mol/L，Q==5=K，所以平衡不移动，v(正)=v(逆)，D错误；故选B。 【变式7-1】在800℃时，体积为1升的密闭容器中，下列可逆反应达到化学平衡状态：CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g)，已知CO和H2O(g)的初始浓度为0.01mol·L-1时，H2平衡浓度为0.005mol·L-1.若此时再加入0.02mol·L-1的H2O(g)，重新达到平衡时，H2平衡浓度为( ) A．0.025 mol·L-1 B．0.0075 mol·L-1 C．0.005 mol·L-1 D．0.015 mol·L-1 【答案】B 【解析】两次反应的温度相同，所以平衡常数不变，据此可以求出结果： 此时，又加入0.02mol/LH2O后： 此时，解得x=0.0025mol/L，此时氢气的浓度为0.005+x=0.0075mol/L，正确选项为B。 【变式7-2】已知可逆反应：M(g)＋N(g) P(g)＋Q(g)　ΔH>0，请回答下列问题： (1)在某温度下，反应物的起始浓度分别为：c(M)＝1 mol·L－1，c(N)＝2.4 mol·L－1。达到平衡后，M的转化率为60%，此时N的转化率为________； (2)若反应温度升高，M的转化率________(填“增大”、“减小”或“不变”)； (3)若反应温度不变，反应物的起始浓度分别为：c(M)＝4 mol·L－1，c(N)＝a mol·L－1；达到平衡后，c(P)＝2 mol·L－1，a＝________。 (4)若反应温度不变，反应物的起始浓度为：c(M)＝c(N)＝b mol·L－1，达到平衡后，M的转化率为________。 【答案】(1)25%　(2)增大　(3)6　(4)41.4% 【解析】　　M(g)　＋　N(g) P(g)　＋　Q(g) 　　1　　　 　2.4　　　 0　 　　0 　1×60%　 1×60%　 1×60%　 1×60% 　　0.4　　 　1.8　　 　0.6　 　0.6 N的转化率为×100%＝25%(2)由于该反应正反应吸热，温度升高，K增大，平衡右移，则M的转化率增大(3)温度不变，平衡常数不变，K＝＝＝，a＝6(4)根据(3)的结果，设M的转化率为x，则K＝＝，则＝，x＝41.4%。 【变式7-3】肌肉中的肌红蛋白(Mb)可与O2结合生成MbO2：Mb(aq)＋O2(g)MbO2(aq)，其中k正和k逆分别表示正反应和逆反应的速率常数，即v正＝k正·c(Mb)·p(O2)，v逆＝k逆·c(MbO2)。37 ℃时测得肌红蛋白的结合度(α)与p(O2)的关系如表[结合度(α)指已与O2结合的肌红蛋白占总肌红蛋白的百分比]： p(O2) 0.50 1.00 2.00 3.00 4.00 5.00 6.00 α(MbO2%) 50.0 67.0 80.0 85.0 88.0 90.3 91.0 (1)计算37 ℃、p(O2)为2.00 kPa时，上述反应的平衡常数K＝________。 (2)导出平衡时肌红蛋白与O2的结合度(α)与O2的压强[p(O2)]之间的关系式α＝________(用含有k正、k逆的式子表示)。 【答案】(1)2.00 (2) 【解析】(1)37 ℃、p(O2)＝2.00 kPa时，结合度为80.0%，化学平衡常数K＝＝＝2.00；(2)由结合度的定义式可知，反应达平衡时，v正＝v逆，所以K＝＝，可求出c(MbO2)＝，代入结合度定义式α＝，可得α＝。 29 / 29 学科网(北京)股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $