第06讲 化学平衡（复习讲义）（上海专用）2027年高考化学一轮复习讲练测

该高中化学高考复习讲义聚焦化学平衡核心考点，涵盖平衡状态判断、常数与转化率计算、平衡移动原理及速率平衡图像分析，按概念理解-定量计算-动态分析-综合应用的逻辑层次构建知识框架，通过知识解构梳理要点、考向破译典例精讲、解题妙招归纳方法、真题溯源实战训练，帮助学生系统突破难点。 讲义突出思维建模与科学思维培养，如用“三段式”法破解平衡计算，以“正逆相等，变量不变”判断平衡状态，设计变式题分层训练。结合真题考向感知命题规律，助力学生高效掌握解题范式，为教师精准把控复习节奏、提升学生应考能力提供有力支持。

第06讲 化学平衡 内容导航 命题透视·考情前瞻 对标素养，研判高考命题趋势 02 思维建模·脉络梳理 搭建知识框架，构建系统思维 03 考点精讲·靶向突破 拆解核心考点，归纳解题范式 考点一 化学平衡状态 知识解构 知识点1 化学平衡状态 考向破译 考向1 可逆反应的特点 ∣ 考向2 化学平衡状态的特征及判断 解题妙招1 可逆反应的特点和极值法确定浓度范围 解题妙招2 化学平衡状态的判断方法 考点二 化学平衡常数和转化率 知识解构 知识点1 化学平衡常数和转化率 考向破译 考向1 化学平衡常数及应用 ∣ 考向2 化学平衡常数和转化率的计算 解题妙招1 化学平衡常数的应用 解题妙招2 有关平衡常数和转化率的计算步骤 考点三 化学平衡的移动 知识解构 知识点1 化学平衡的移动 ∣ 知识点2 勒夏特列原理及应用 考向破译 考向1 外界条件对化学平衡的影响 ∣ 考向2 化学平衡移动方向及转化率的判断 考向3 勒夏特列原理及应用 解题妙招1 化学平衡移动的分析思路 解题妙招2 化学平衡移动方向和转化率的判断思路 解题妙招3 理解勒夏特列原理的注意问题 考点四 化学反应速率和平衡图像问题 知识解构 知识点1 化学反应速率和平衡图像 考向破译 考向1 化学反应速率和平衡图像分析 ∣ 考向2 多平衡体系图像分析 解题妙招1 分析化学反应速率和化学平衡图像的步骤 解题妙招2 化工生产中的速率和平衡图像分析策略 0401 真题溯源·考向感知 溯源真题逻辑，感知高考考向 命题透视·考情前瞻 ——对标素养，研判高考命题趋势 考情梳理--三年真题 考向梳理 核心考点 2026年 2025年 2024年 化学平衡状态的特征及判断 三（2） 一（6） 五（3） 化学平衡常数及应用 三（4）（7） 五（6）（7） 影响化学平衡的因素及图像分析 三（3） 一（8） 五（4） 考向解读--洞悉趋势 精准预判 ►命题解码： 近几年高考，有关化学平衡的考查主要是结合化学反应原理综合题，考查化学平衡状态的特征及判断方法、化学平衡常数的有关计算和化学平衡常数的应用、外界条件对化学平衡的影响。题型以不定项选择和文字表达为主，考查学生的分析推理能力和平衡思想。 ►复习目标： 1．掌握化学平衡状态的特征及判定方法。 2．了解化学平衡常数的含义及影响因素，能利用化学平衡常数进行有关计算，掌握化学平衡常数的应用。 3．掌握外界条件改变对化学平衡的影响和勒夏特列原理。 4．系统掌握速率、平衡图像的分析方法。 5．认识化学反应速率和化学平衡的综合调控在生产、生活和科学研究中的重要作用。 思维建模·脉络梳理 ——搭建知识框架，构建系统思维 考点精讲·靶向突破 ——拆解核心考点，归纳解题范式 考点一 化学平衡状态 知●识●解●构 知识点1 化学平衡状态 1．可逆反应及其特点 (1)概念：在______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)特点： ①同一条件下，正反应和逆反应______发生、______存在。 ②反应______进行到底，反应物不能实现______转化。 ③反应体系中，与化学反应有关的各种物质______同一反应体系。 ④反应达到限度时，反应仍在______，没有______。 得分速记 (1)可逆反应不等同于可逆过程，可逆过程包括物理变化和化学变化，而可逆反应属于化学变化。 (2)可逆反应体系中， 反应物不能全部转化为生成物，生成物也不能完全转化为反应物。 (3)可逆反应在一定条件下达到平衡状态时，就是该反应的限度，可逆反应不能进行完全，转化率低于100%。 2．化学平衡状态 (1)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______时，反应物和生成物的______均保持不变，即体系的______不随时间而改变，这表明该反应中物质的转化达到了“______”，这时的状态我们称之为化学平衡状态，简称化学平衡。 (2)化学平衡状态的特征 ①逆：研究对象为______反应 ②等：正、逆反应速率______，即v正____v逆 ③动：化学平衡是______平衡，即v正____v逆____0 ④定：平衡混合物中，各组分的浓度__________ ⑤变：条件改变，化学平衡状态可能发生______ 3．化学平衡状态的判断 (1)用本质特征判断 判断依据：正反应速率与逆反应速率______，即v正____v逆。 ①同一种物质：该物质的生成速率______它的消耗速率。 ②不同的物质：速率之比______化学方程式中各物质的化学计量数之比，但必须是______方向的速率。 (2)用宏观特征判断 判断依据：反应混合物中各组成成分的浓度、含量____________。 ①各组成成分的质量、物质的量、分子数、体积(气体)、物质的量浓度均____________。 ②各组成成分的质量分数、物质的量分数、气体的体积分数均____________。 ③反应物的转化率、产物的产率____________。 (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) 混合气体的 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 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) 得分速记 (1)判断化学平衡状态的依据——“正逆相等，变量不变” (2)不能作为判断化学平衡状态“标志”的几种情况 ①反应组分的物质的量之比等于化学方程式中相应物质的化学计量数之比。 ②恒温恒容下的气体分子数不变的反应，体系的压强或总物质的量不再随时间而变化。 ③全是气体参加的气体分子数不变的反应，体系的平均相对分子质量不再随时间而变化。 ④全是气体参加的反应，恒容条件下体系的密度保持不变。 考●向●破●译 考向1 可逆反应的特点 例1在一定温度下，将2 mol SO2和1 mol O2充入一定容积的密闭容器中，在催化剂作用下发生如下反应：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)　ΔH＝－197 kJ·mol－1，当达到化学平衡时，下列说法正确的是(　　) A．生成SO3 2 mol B．SO2和SO3共2 mol C．放出197 kJ热量 D．含氧原子共8 mol 解题妙招 可逆反应的特点和极值法确定浓度范围 (1)可逆反应不等同于可逆过程，可逆过程包括物理变化和化学变化，而可逆反应属于化学变化。 (2)可逆反应体系中， 反应物不能全部转化为生成物，生成物也不能完全转化为反应物。 (3)极值法确定浓度范围的方法 【变式1·变考法】在一密闭容器中进行反应：2X(g)＋Y(g)2Z(g)。已知反应过程中某一时刻X、Y、Z的浓度分别为0.3 mol·L－1、0.1 mol·L－1、0.4 mol·L－1，当反应达到平衡时，不可能存在的是(　　) A．c(X)＝0.5 mol·L－1 B．c(Y)＋c(X)＝0.5 mol·L－1 C．c(Y)＋c(Z)＝1.05 mol·L－1 D．c(X)＋c(Y)＋c(Z)＝0.75 mol·L－1 考向2 化学平衡状态的特征及判断 例2在一定温度下的恒容容器中，当下列物理量不再发生变化时： ①混合气体的压强； ②混合气体的密度； ③混合气体的总物质的量； ④混合气体的平均相对分子质量； ⑤混合气体的颜色； ⑥各反应物或生成物的浓度之比等于化学计量数之比； ⑦某种气体的百分含量 (1)能说明2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)达到平衡状态的是________(填序号，下同)。 (2)能说明I2(g)＋H2(g)2HI(g)达到平衡状态的是________。 (3)能说明2NO2(g)N2O4(g)达到平衡状态的是________________________。 (4)能说明C(s)＋CO2(g)2CO(g)达到平衡状态的是________。 (5)能说明NH2COONH4(s)2NH3(g)＋CO2(g)达到平衡状态的是________。 (6)能说明5CO(g)＋I2O5(s)5CO2(g)＋I2(s)达到平衡状态的是________。 解题妙招 化学平衡状态的判断方法 (1)判断化学平衡状态的依据——“正逆相等，变量不变” (2)不能作为判断化学平衡状态“标志”的几种情况 ①反应组分的物质的量之比等于化学方程式中相应物质的化学计量数之比。 ②恒温恒容下的气体分子数不变的反应，体系的压强或总物质的量不再随时间而变化。 ③全是气体参加的气体分子数不变的反应，体系的平均相对分子质量不再随时间而变化。 ④全是气体参加的反应，恒容条件下体系的密度保持不变。 【变式1·变题型】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 【变式2·变载体】汽车尾气净化的主要原理为2NO(g)＋2CO(g)2CO2(g)＋N2(g)　ΔH＜0。若该反应在绝热、恒容的密闭体系中进行，下列示意图正确且能说明反应在进行到t1时刻达到平衡状态的是________(填序号)。 考点二 化学平衡常数和转化率 知●识●解●构 知识点1 化学平衡常数和转化率 1．化学平衡常数 (1)概念及表达式 ①在一定温度下，可逆反应达到______时，____________的乘积除以____________的乘积的比值是个常数，这个常数叫做该反应的化学平衡常数，简称平衡常数，用符号K表示。 ②对于一般的可逆反应aA(g)＋bB(g)cC(g)＋dD(g)，当在一定温度下达到平衡时 K＝____________ (2)书写要点 ①平衡常数的表达式必须与____________相对应。 ②在稀溶液中进行的反应，如果反应中有水参加，水的浓度不必写在平衡常数的表达式中，因为水的浓度被视为______。 ③当有固体和纯液体参与反应时，固体和纯液体的浓度也不写入平衡常数的表达式中。 (3)影响因素 K只受______影响，与反应物或生成物的浓度变化无关，与压强变化、是否使用催化剂无关。 (4)意义 ①根据K的大小，可以推断反应进行的程度，K越大，表示正向反应进行的程度______，反之______。 ②一般来说，如果一个反应的平衡常数大于105，通常认为该反应可以进行得______；如果一个反应的平衡常数小于10—5， 则认为这个反应进行的程度______。 得分速记 (1)平衡常数表达式中，各物质的浓度均为平衡时的浓度。其书写形式与化学方程式的书写有关。 (2)意义：K值大小反映了化学反应进行的程度。 ①K值越大，正反应进行的程度越大，反应物的转化率越大。当K>105时，可以认为反应进行得较完全。 ②K值越小，正反应进行的程度越小，反应物的转化率越小。当K<10－5时，认为反应很难进行。 (3)在化学方程式一定的情况下，K只受温度影响。 (4)化学平衡常数与化学方程式的书写形式的关系 ①正、逆反应的化学平衡常数互为倒数。 ②若化学方程式中各物质的化学计量数都变成n倍或倍，则化学平衡常数变为原来的n次幂或次幂。 ③两化学方程式相加得到新的化学方程式，其化学平衡常数是两反应平衡常数的乘积。 2．平衡转化率 (1)概念 一定温度下，化学反应进行的程度还可以用反应物的平衡转化率（α）表示： α = ×100% (2)影响因素 平衡转化率除了与______有关外，还与反应物的____________有关。 3．有关化学平衡常数和转化率的计算 (1)计算模型——三段式法 　　　　　　 aA(g) ＋ bB(g)  cC(g)＋dD(g) c(初)(mol·L－1) x y 0 0 Δc(mol·L－1) am bm cm dm c(平)(mol·L－1) x-am y-bm cm dm (2)解题思路 ①设未知数：具体题目要具体分析，一般设某物质的转化量或转化率为x。 ②确定三个量：根据反应物、生成物及变化量三者之间的关系，代入未知数确定平衡体系中各物质的起始量、变化量、平衡量并按（1）中“模式”列表。 ③解题设问题：明确了“始”、“变”、“平”三个量的具体数值，再根据相应关系求平衡时某成分的浓度、反应物转化率等，求出题目答案。 (3)基本计算关系 ①各物质的物质的量浓度变化量之比＝物质的量变化量之比＝化学计量数之比。 ②反应物的转化率＝×100%＝×100%。 ③反应产物的产率＝×100%。 ④平衡时B组分的体积分数＝平衡时B组分的物质的量分数＝×100%。 4．压强平衡常数和速率常数 (1)压强平衡常数 ①以aA(g)＋bB(g)cC(g)＋dD(g)为例， Kp＝，其中，p(X)：X在平衡体系中物质的量分数(或体积分数)×总压强。 ②计算方法 a．根据“三段式”法计算平衡体系中各物质的物质的量或物质的量浓度。 b．计算各气体组分的物质的量分数或体积分数。 c．根据分压计算公式求出各气体物质的分压，某气体的分压＝气体总压强×该气体的体积分数(或物质的量分数)。 d．根据平衡常数计算公式代入计算。 (2)速率常数(k正、k逆) ①表达式：若基元反应为mA ＋nBpC， 则：v正＝k正cm(A)·cn(B)、v逆＝k逆cp (C) 上式中的k为速率常数，是化学反应速率的量化表示方式。 ②表示意义：其数值相当于参加反应的物质都处于单位浓度(1 mol·L－1)时的反应速率。 ③影响因素：不同的反应有不同的速率常数，速率常数与反应温度、反应溶剂、催化剂等有关，与浓度无关。 ④当化学反应达到平衡时，v正＝v逆，即k正cm (A)·cn(B) ＝k逆cp (C)，则化学平衡常数K＝。 考●向●破●译 考向1 化学平衡常数及应用 例1高温下，某反应达到平衡状态，平衡常数K=。其他条件不变，温度升高，H2的浓度减小。下列说法正确的是( ) A．该反应的焓变为正值 B．缩小容器体积，H2的浓度一定减小 C．升高温度，化学平衡常数减小 D．该反应的化学方程式为CO+H2OCO2+H2 解题妙招 化学平衡常数的应用 (1)根据K值的大小判断可逆反应进行的程度。 K <10－5 10－5～105 >105 反应程度 很难进行 反应可逆 反应接近完全 (2)判断反应是否达到平衡或进行的方向 Q＜K，反应向正反应方向进行，v正>v逆； Q＝K，反应处于平衡状态，v正=v逆； Q＞K，反应向逆反应方向进行，v正<v逆。 (3) ΔH与K的关系 ①ΔH<0，升高温度，K减小；降低温度，K增大。 ②ΔH>0，升高温度，K增大；降低温度，K减小。 【变式1·变考法】在容积不变的密闭容器中发生反应：（正反应放热），830℃时反应的平衡常数是1.0，下列说法正确的是 A．容器内的压强不变时，说明反应达到平衡状态 B．830℃时，充入0.1molCO和保持温度不变，CO平衡转化率为75% C．若平衡时移走，化学反应速率加快 D．1000℃时，某时刻和的浓度均为，此时平衡向正反应方向移动 【变式2·变题型】甲醇是重要的化学工业基础原料和清洁液体燃料。工业上可利用CO或CO2来生产燃料甲醇。已知制备甲醇的有关化学反应以及在不同温度下的化学反应平衡常数如表所示： 化学反应 平衡 常数 温度/℃ 500 800 ①2H2(g)＋CO(g)CH3OH(g) K1 2.5 0.15 ②H2(g)＋CO2(g)H2O(g)＋CO(g) K2 1.0 2.5 ③3H2(g)＋CO2(g)CH3OH(g)＋H2O(g) K3 (1)根据表中信息推导出K1、K2与K3之间的关系，则K3＝_________(用K1、K2表示)。 (2)反应③的ΔH______(填“>”或“<”)0。 (3)500 ℃时测得反应③在某时刻H2(g)、CO2(g)、CH3OH(g)、H2O(g)的浓度(mol·L－1)分别为0.8、0.1、0.3、0.15，则此时v(正)_____(填“>”“＝”或“<”)v(逆)。 考向2 化学平衡常数和转化率的计算 例1将6 mol A和5 mol B混合于4 L密闭容器中，发生如下反应：3A(g)＋B(g)nC(g)＋2D(g)，5 s后反应达到平衡状态，生成2 mol D和2 mol C，则下列结论中不正确的是(　　) A．该温度下反应的化学平衡常数为 B．n值等于2 C．平衡时B的浓度为1 mol·L－1 D．平衡时B的转化率为50 % 解题妙招 有关平衡常数和转化率的计算步骤 (1)“三段式”法的计算模式 ①巧设未知数：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：根据化学计量数及变化量之间的关系，代入未知数确定平衡体系中各物质的起始量、变化量和平衡量，并列出“三段式”； ③解题设问题：明确了“始”“变”“平”三个量的具体数值，再根据相应的关系求平衡时某成分的浓度、反应物的转化率等，求出题目答案。 (2)“原子守恒法”计算平衡常数 原子守恒法解题的基本思路 【变式1·变题型】内酯在化工、医药、农林等领域有广泛的应用。内酯可以通过有机羧酸异构化制得。某羧酸A在0.2 mol·L－1盐酸中转化为内酯B的反应可表示为A(aq)B(aq)，忽略反应前后溶液体积变化。一定温度下，当A的起始浓度为a mol·L－1时，A的转化率随时间的变化如下表所示： t/min 0 21 36 50 65 80 100 ∞ A的转化率/% 0 13.3 20.0 27.8 33.3 40.0 45.0 75.0 (1)反应进行到100 min时，B的浓度为________ mol·L－1。 (2)v正(t＝50 min)________(填“>”“<”或“＝”)v逆(t＝∞ min)。 (3)增加A的起始浓度，A在t＝∞ min时转化率将________(填“增大”“减小”或“不变”)。 (4)该温度下，平衡常数K＝________；在相同条件下，若反应开始时只加入B，B的起始浓度也为a mol·L－1，平衡时B的转化率为________。 (5)研究发现，其他条件不变时，减小盐酸的浓度，反应速率减慢，但平衡时B的含量不变，原因是 _________________________________________________________________。 【变式2·变载体】某温度下，N2O5气体在一体积固定的容器中发生如下反应：2N2O5(g)===4NO2(g)＋O2(g)(慢反应)　ΔH＜0，2NO2(g)N2O4(g)(快反应)　ΔH＜0，体系的总压强p总和p(O2)随时间的变化如图所示： (1)图中表示O2压强变化的曲线是________(填“甲”或“乙”)。 (2)已知N2O5分解的反应速率v＝0.12p(N2O5)(kPa·h－1)，t＝10 h时，p(N2O5)＝________ kPa，v＝________ kPa·h－1(结果保留两位小数，下同)。 (3)该温度下2NO2(g)N2O4(g)反应的平衡常数Kp＝________ kPa－1(Kp为以分压表示的平衡常数)。 考点三 化学平衡的移动 知●识●解●构 知识点1 化学平衡的移动 1．化学平衡的移动 (1)概念： 从一个平衡状态变为另一个平衡状态，称为化学平衡的移动。化学平衡的移动，就是改变________，破坏原有的平衡状态，建立起新的平衡状态的过程 (2)化学平衡移动的原因 化学平衡状态是有条件的，当条件发生改变时，化学平衡可能发生移动。 改变的外界条件通常是______、______和______。 (3)化学平衡移动的方向 条件改变 2．用平衡常数判断平衡移动的方向 (1)浓度商Q 对于一般的可逆反应aA(g)＋bB(g)cC(g)＋dD(g)，在一定温度下，____________的乘积除以____________的乘积的比值称为浓度商。即： Q = (2)以平衡常数的值为标准，可以通过比较浓度商与平衡常数的相对大小判断正在进行的可逆反应是否处于平衡状态，以及将向哪个方向进行最终建立新的平衡。 若Q＞K，平衡向______方向移动； 若Q＝K，体系处于______状态，平衡______； 若Q＜K，平衡向______方向移动。 (3)浓度改变对化学平衡的影响规律 ①Q______，则Q____K，平衡向______方向移动； ②Q______，则Q____K，平衡向______方向移动。 (4)温度改变对化学平衡的影响规律 ①温度升高，平衡向____________方向移动；温度降低，平衡向____________方向移动。 ②温度改变与K的关系 a．若正反应为放热反应，升高温度，K______；减低温度，K______。 b．若正反应为吸热反应，升高温度，K______；减低温度，K______。 (5)压强改变对化学平衡的影响规律 对于可逆反应：aA(g)bB(g)　K＝，在其他条件不变的情况下 ①若a>b，增大压强，Q____K，平衡向______方向(____________的方向)移动。 ②若a＝b，改变反应体系的压强，Q____K，平衡______移动。 ③若a<b，增大压强，Q____K，平衡______方向(____________的方向)移动。 (6)催化剂对化学平衡的影响规律 当其他条件不变时，催化剂不能改变达到化学平衡状态时反应混合物的______，但是使用催化剂能改变反应达到化学平衡所需的______。 3．勒夏特列原理(平衡移动原理) (1)内容：改变影响化学平衡的一个因素(如浓度、温度、压强)，平衡将向着能够______这种改变的方向移动。 (2)适用范围：勒夏特列原理仅适用于____________的反应体系，对不可逆过程或未达到平衡的可逆过程均不能适用。 (3)应用：在条件允许的范围内使反应物的转化率达到或接近______，这体现了化学理论对科学研究和 工业生产的指导作用。 得分速记 充入“惰性”气体对化学平衡的影响 (1)恒容时，通入“惰性”气体，压强增大，平衡不移动；恒压时，通入“惰性”气体，体积增大，平衡向气体体积增大的方向移动。 (2)在恒容容器中，改变其中一种物质的浓度时，必然同时引起压强的改变，但判断平衡移动的方向时，应以浓度的影响进行分析。 3对于反应前后气体体积相等的反应[如H2g＋I2g2HIg]，当向平衡体系中充入“惰性”气体时，则无论任何情况下平衡都不发生移动。 知●识●解●构 知识点2 用v－t图像分析外界条件变化对化学平衡移动的影响 1．浓度变化对化学平衡移动的影响 已知反应：mA(g)＋nB(g)pC(g)，当反应达到平衡后，有关物质的浓度发生改变，其反应速率的变化曲线分别如图所示： 图① 图② 图③ 图④ 图①：t1时刻，增大反应物浓度，使v′正______，而v′逆______，则v′正____v′逆，平衡向______方向移动。 图②：t1时刻，减小生成物浓度，使v′逆______，而v′正______，则v′正____v′逆，平衡向______方向移动。 图③：t1时刻，增大生成物浓度，使v′逆______，而v′正______，则v′逆____v′正，平衡向______方向移动。 图④：t1时刻，减小反应物浓度，使v′正______，而v′逆______，则v′逆____v′正，平衡向______方向移动。 2．压强对化学平衡的影响 (1)对于反应mA(g)＋nB(g)pC(g)　m＋n<p，当反应达到平衡后，其他条件不变，在t1时刻改变压强，图像如①②所示： 图①：t1时刻，增大容器容积，压强______，v′正、v′逆均减小，v′逆减小幅度更大，则v′正＞v′逆，平衡向______方向移动。 图②：t1时刻，缩小容器容积，压强_____，v′正、v′逆均增大，v′逆增大幅度更大，则v′逆___v′正，平衡向______方向移动。 (2)对于反应mA(g)＋nB(g)pC(g)　m＋n＝p，当反应达到平衡后，其他条件不变，在t1时刻改变压强，图像如③所示： t1时刻，若缩小容器容积，压强______，v′正、v′逆均增大，且v′正____v′逆，平衡不移动，如图中上线。 t1时刻，若增大容器容积，压强______，v′正、v′逆均减小，且v′正____v′逆，平衡不移动，如图中下线。 3．温度对化学平衡的影响 mA(g)＋nB(g)pC(g)，当反应达平衡后，若温度改变，其反应速率的变化曲线分别如下图所示： (1)图①表示的温度变化是______，平衡移动方向是______方向。 (2)图②表示的温度变化是______，平衡移动方向是______方向。 (3)正反应是_____热反应，逆反应是_____热反应。 4．催化剂对化学平衡的影响 t1时刻，加入催化剂，v′正、v′逆同等倍数______，则v′正____v′逆，平衡____移动。 考●向●破●译 考向1 外界条件对化学平衡的影响 例1在密闭容器中发生如下反应：，达到平衡后，保持温度不变，将气体体积缩小到原来的1/2，当达到新平衡时，C的浓度为原来的1.9倍。下列说法中错误的是( ) A．m+n>p B．平衡向逆反应方向移动 C．A的转化率降低 D．活化分子百分数不变 解题妙招 化学平衡移动的分析思路 (1)分析化学平衡移动的一般思路 (2)构建恒温恒容平衡思维模式 新平衡状态可认为是两个原平衡状态简单的叠加并压缩而成，相当于增大压强。 (3)构建恒温恒压平衡思维模式(以气体物质的量增加的反应为例，见图示) 新平衡状态可认为是两个原平衡状态简单的叠加，压强不变，平衡不移动。 (4)绝热体系的化学平衡分析方法 在绝热条件下，体系与外界不进行热交换，若反应放热，体系内温度升高，平衡向吸热反应方向移动；若反应吸热，体系内温度降低，平衡向放热反应方向移动。 【变式1·变题型】I2在KI溶液中存在下列平衡：，某I2、KI混合溶液中，的物质的量浓度与温度T的关系如图所示(曲线上任何一点都表示平衡状态)。下列说法正确的是( ) A．是吸热反应 B．若温度为、时反应物的转化率分别为、，则 C．若反应进行到状态D时，一定有 D．状态A与状态B相比，状态A的大 【变式2·变载体】反应N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)　ΔH<0，若在恒压绝热容器中发生，下列选项表明反应一定已达平衡状态的是(　　) A．容器内的温度不再变化 B．容器内的压强不再变化 C．相同时间内，断开H—H的数目和生成N—H的数目相等 D．容器内气体的浓度c(N2)∶c(H2)∶c(NH3)＝1∶3∶2 考向2 化学平衡移动方向和转化率的判断 例2对于以下反应，从反应开始进行到达到平衡后，保持温度、体积不变，按要求回答下列问题。 (1)PCl5(g)PCl3(g)＋Cl2(g) 再充入PCl5(g)，平衡向________方向移动，达到平衡后，PCl5(g)的转化率________，PCl5(g)的百分含量______。 (2)2HI(g)I2(g)＋H2(g) 再充入HI(g)，平衡向________方向移动，达到平衡后，HI(g)的分解率__________，HI(g)的百分含量________。 (3)2NO2(g)N2O4(g) 再充入NO2(g)，平衡向________方向移动，达到平衡后，NO2(g)的转化率________，NO2(g)的百分含量________。 (4)mA(g)＋nB(g)pC(g) 同等倍数的加入A(g)和B(g)，平衡________移动，达到平衡后，①m＋n>p，A、B的转化率都________，体积分数都________；②m＋n＝p，A、B的转化率、体积分数都________；③m＋n<p，A、B的转化率都________，体积分数都________。 解题妙招 化学平衡移动方向和转化率的判断思路 (1)反应aA(g)＋bB(g)cC(g)＋dD(g)的转化率分析 ①若反应物起始物质的量之比等于化学计量数之比，达到平衡后，它们的转化率相等。 ②若只增加A的量，平衡正向移动，B的转化率增大，A的转化率减小。 ③若按原比例同倍数地增加(或降低)A、B的浓度，等效于压缩(或扩大)容器体积，气体反应物的转化率与化学计量数有关。 同倍数增大c(A)和c(B) (2)只有一种气体反应物的化学平衡移动方向和转化率分析(恒温恒容，A、B、C均为气体) 可逆反应 改变条件 平衡移动方向 反应物转化率 AB＋C 增大A的浓度 正向移动 α(A)减小 2AB＋C 增大A的浓度 正向移动 α(A)不变 3AB＋C 增大A的浓度 正向移动 α(A)增大 【变式1·变考法】可逆反应反应过程中，当其它条件不变时，C的质量分数与温度(T)和压强(P)的关系如图，根据图中曲线分析，判断下列叙述中正确的是( ) A．平衡后，增大A的量，可以提升B的转化率 B．平衡后，若升高温度，平衡则向逆反应方向移动 C．平衡后，使用催化剂，有利于平衡向正反应方向移动 D．化学方程式中 【变式2·变载体】在密闭容器中的一定量混合气体发生反应：xA(g)＋yB(g)zC(g)，平衡时测得C的浓度为0.50 mol·L－1。保持温度不变，将容器的容积压缩到原来的一半，再达到平衡时，测得C的浓度变为0.90 mol·L－1。下列有关判断不正确的是(　　) A．C的体积分数增大了 B．A的转化率降低了 C．平衡向逆反应方向移动 D．x＋y<z 考向3 勒夏特列原理及应用 例3下列叙述中不能用平衡移动原理解释的是( ) A．工业制硫酸过程中通入过量空气能提高硫酸产率 B．密闭容器中发生反应：，拉伸容器混合气颜色变浅 C．煤气中毒的患者要送入高压氧舱进行救治 D．合成氨生产中要不断补充新鲜的高压氮、氢混合气 解题妙招 理解勒夏特列原理的注意问题 (1)由“化学平衡”可知，勒夏特列原理的适用对象是可逆过程。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)由“减弱”可知，只能减弱改变，而不能消除改变，更不能“扭转”外界条件的影响。 (3)勒夏特列原理可判断“改变影响平衡的一个条件”的平衡移动的方向。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。 【变式1·变考法】下列事实不能用勒夏特列原理解释的是( ) A．溴水中有下列平衡：Br2＋H2OHBr＋HBrO，当加入少量AgNO3溶液后，溶液的颜色变浅 B．对2HI(g)H2(g)＋I2(g)，缩小容器的容积可使平衡体系的颜色变深 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．对于合成NH3反应，为提高NH3的产率，理论上应采取低温措施 考点四 化学反应速率和平衡图像问题 知●识●解●构 知识点1 化学反应速率和平衡图像 1．全程速率—时间图像 如Zn与足量盐酸反应，反应速率随时间的变化情况如图所示： 解释原因：AB段(v渐大)，因为____________________________________________________________；BC段(v渐小)，主要是因为________________________________________________。 2．浓度(转化率、百分含量)—时间图像 C%指生成物的百分含量，B%指反应物的百分含量。 (a______，b______) (T2>T1，正反应为______反应) (T2>T1，正反应为______反应) (p1>p2，正反应为____________的反应) (p1>p2，正反应为____________的反应) 析图关键：“先拐先平，数值大”。即曲线先出现拐点的首先达到平衡，反应速率快，以此判断温度或压强的高低，再依据外界条件对平衡的影响分析判断反应的热效应及反应前后气体体积的变化。 3．转化率(或质量分数)与压强—温度图像 (1)恒压线图像 当压强相等（任意一条恒压线）时温度升高，A的转化率______，平衡______移动，这则正反应为______反应。 当温度相等时，即作垂直于横轴的辅助线，与三条恒压线交于三点，这三点自下而上压强______，A的转化率______，平衡______移动，则正反应为__________________的反应。 (2)恒温线图像 当温度相等(任意一条等温线)时，增大压强，A的转化率______，说明增大压强平衡______移动，即正反应是____________的反应。 当压强相等时，在图3中作直线，与两条等温线交于两点，这两点自下而上为______温度，A的转化率______，说明降低温度平衡______移动，即正反应为______反应。 (3)含量（转化率）—温度曲线 ①对于反应aA(g)＋bB(g)cC(g)＋dD(g)　ΔH＜0。 M点之前，温度越高，反应速率越大，反应物浓度减小或生成物浓度增大；M点时达到______状态； M点之后，温度升高，反应物浓度增大或生成物浓度减小。发生变化的原因有： a．反应放热，升温，平衡______移动； b．温度升高，催化剂活性降低，反应速率减小，反应可能未达到平衡状态。 ②平衡转化率-温度曲线 如图所示曲线是其他条件不变时，某反应物的平衡转化率与温度的关系曲线。图中标出的1、2、3、4四个点，表示v正＞v逆的是______，表示v正＜v逆的是______，而_________表示v正＝v逆。 图像曲线上的点全为对应条件下的平衡点。 4．工业生产中的速率和平衡图像 (1)含量/转化率—投料比图像 以恒温恒容密闭容器中发生反应mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)，在不同温度平衡时生成物C的体积分数与投料比的关系为例： 曲线上的点均为不同温度下对应投料比下的平衡点，n(A)：n(B)=a时，平衡时C的体积分数______。 ①改变投料比相当于增加一种反应物的浓度，另一种反应物的转化率升高，而自身的转化率______。 ②当按化学反应方程式的计量数之比投入反应物，各组分的平衡转化率相同，平衡时产物的体积分数______。 (2)温度—选择性图像 以一定条件下，使用不同催化剂在相同时间内2SO2+O22SO3，SO2的转化率随反应温度的变化图像为例。 340 ℃左右，催化剂的催化能力较大，二氧化硫的转化率也是较大，反应速率较快，所以选择Fe2O3作催化剂，最适宜温度为340 ℃左右；a点以后，催化剂催化能力需要维持在一定的温度下，温度太高，催化剂活性可能会降低。 得分速记 读图识图获取有用信息的技巧 (1)捕捉图像中的五个关键点 (2)读图识图获取有用信息的技巧 考●向●破●译 考向1 化学反应速率和平衡图像分析 例1在容积一定的密闭容器中，可逆反应：A2(g)+B2(g)C(g) 符合下列图Ⅰ所示关系。由此推断，对图Ⅱ的说法正确的是( ) A．P3<P4，Y轴表示A2的转化率 B．P3<P4，Y轴表示A2的浓度 C．P3>P4，Y轴表示混合气体的密度 D．P3>P4，Y轴表示混合气体的平均摩尔质量 解题妙招 分析化学反应速率和化学平衡图像的步骤 第一步：看图像 一看面——横坐标、纵坐标代表的量(如纵坐标是反应物百分含量，还是反应物的转化率等)，确定坐标值与化学量的正变与负变关系。 二看线——曲线的走向、变化趋势(斜率大小、升与降、平与陡、渐变与突变、连续与断变、转折等)，同时对走势有转折变化的曲线，要分段进行分析，找出各段曲线的变化趋势及含义。例如，升高温度，v吸增加得多，v放增加得少；增大反应物浓度，v正突变，v逆渐变。 三看点——起点(分清反应物、生成物。浓度减小的是反应物，浓度增大的是生成物，一般生成物多数以原点为起点)，终点(终点是否达到平衡)，转折点(转折点前后影响的主要因素不同)等；此外还有顶点、拐点、交叉点、平衡点等都要认真分析。 四看辅助线——要不要作等温线、等压线，讨论单变量。 五看量——一般标出具体数值的量在解题中都会用到。 第二步：想规律 在看清图的基础上，根据坐标x轴的变化，确定y轴的变化，结合外因对化学反应速率、化学平衡的影响因素分析变化的本质原因。 第三步：作判断 看条件(T，p，c) →同结果正确，不同则错。 【变式1·变载体】已知：4NH3(g)＋5O2(g)  4NO(g)＋6H2O(g)　ΔH＝－1 025 kJ·mol－1。若反应物起始物质的量相同，下列关于该反应的示意图不正确的是(　　) 【变式2·变载体】一种燃煤脱硫技术的原理是CaO(s)＋3CO(g)＋SO2(g)CaS(s)＋3CO2(g)　ΔH＝－394.0 kJ·mol－1。保持其他条件不变，不同温度下，起始时CO物质的量与平衡时体系中CO2的体积分数的关系如图所示(T表示温度)。下列有关说法正确的是(　　) A．T1>T2 B．b点SO2的转化率最高 C．b点后曲线下降是因为CO体积分数升高 D．减小压强可提高CO、SO2的转化率 【变式3·变载体】在一恒容的密闭容器中充入0.1 mol·L－1 CO2、0.1 mol·L－1 CH4，在一定条件下发生反应：CH4(g)＋CO2(g)2CO(g)＋2H2(g)，测得CH4的平衡转化率与温度、压强的关系如图，下列有关说法不正确的是(　　) A．上述反应的ΔH<0 B．压强：p4>p3>p2>p1 C．压强为p4、温度为1 100 ℃时该反应的平衡常数约为1.64 D．压强为p4时，在y点：v正>v逆 考向2 多平衡体系图像分析 例2(1)采用一种新型的催化剂(主要成分是Cu­Mn合金)，利用CO和H2制备二甲醚(DME)。 主反应：2CO(g)＋4H2(g)CH3OCH3(g)＋H2O(g) 副反应：CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g) CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g) 测得反应体系中各物质的产率或转化率与催化剂的关系如图所示。则催化剂中n(Mn)/n(Cu)约为________时最有利于二甲醚的合成。 (2)将燃煤废气中的CO2转化为二甲醚的反应原理为2CO2(g)＋6H2(g) CH3OCH3(g)＋3H2O(g)已知在压强为a MPa下，该反应在不同温度、不同投料比时，CO2的转化率见如图： 此反应为________(填“放热”或“吸热”)反应；若温度不变，提高投料比[n(H2)/n(CO2)]，则K将________(填“增大”“减小”或“不变”)。 解题妙招 化工生产中的速率和平衡图像分析策略 除通过图像获取有用信息和对获取的信息进行加工处理外，还需注意以下4点： (1)曲线上的每个点是否都达到平衡 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也会造成影响 可以采用定一议二的方法，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化学计量数之和的大小。 (4)考虑副反应的干扰或影响 往往试题会有一定的信息提示，尤其温度的改变影响较大。 【变式1·变考法】(1)汽车尾气是雾霾形成的原因之一。研究氮氧化物的处理方法可有效减少雾霾的形成，可采用氧化还原法脱硝： 4NO(g)＋4NH3(g)＋O2(g) 4N2(g)＋6H2O(g)　ΔH<0 根据下图判断提高脱硝效率的最佳条件是______________________；氨氮比一定时，在400 ℃时，脱硝效率最大，其可能的原因是______________________________________。 (2)丙烷氧化脱氢法制备丙烯的主要反应如下： C3H8(g)＋O2(g)C3H6(g)＋H2O(g)　ΔH2＝－118 kJ·mol －1 在催化剂作用下，C3H8氧化脱氢除生成C3H6外，还生成CO、CO2等物质。C3H8的转化率和C3H6的产率随温度变化关系如图所示。 ①575 ℃时，C3H6的选择性为________。(C3H6的选择性＝×100%) ②基于本研究结果，能提高C3H6选择性的措施是____________________________。 【变式2·变载体】丙烯是制造一次性医用口罩的重要原料。丙烷催化脱氢法是工业生产丙烯的重要途径，丙烷催化脱氢技术主要分为氧化脱氢和直接脱氢两种。回答下列问题： (1)丙烷催化氧化脱氢法制备丙烯的主要反应如下： 2C3H8(g)＋O2(g) 2C3H6(g)＋2H2O(g)　ΔH1＝－236 kJ·mol－1(ⅰ) 反应过程中消耗的C3H8和 生成的C3H6 的物质的量随温度的变化关系见下表。 反应温度 n(消耗)或n(生成)/mol 535 550 575 C3H8 6 13 33 C3H6 4 8 17 分析表中数据得到丙烯的选择性随温度的升高而______(填“不变”“升高”“降低”)；出现此结果的原因除生成乙烯等副产物外还可能是 ___________________________________________。(C3H6的选择性＝×100%) (2)丙烷催化直接脱氢反应： C3H8(g)C3H6(g)＋H2(g)　ΔH2＝＋124.3 kJ·mol －1(ⅱ)　副反应：C3H8 (g)C2H4 (g)＋CH4(g)　ΔH3(ⅲ) ①反应ⅱ的平衡常数、产物丙烯选择性、副产物乙烯选择性与温度关系如图所示， 分析工业生产中采用的温度为650 ℃左右的原因是____________________________________________________。 ②温度为670 ℃时，若在1 L的容器中投入8 mol C3H8，充分反应后，平衡混合气体中有2 mol CH4和一定量C3H8、C3H6、H2、C2H4，计算该条件下C3H6的选择性为________%。 ③欲使丙烯的产率提高，下列措施可行的是______(填写字母)。 a．恒压条件下向原料气中掺杂水蒸气 b．增大氢气与丙烷的投料比 c．选择对脱氢反应更好选择性的催化剂 d．增大压强 真题溯源·考向感知 ——溯源真题逻辑，感知高考考向 1．（上海卷·2024，五）珊瑚虫能生成碳酸钙，在海洋中堆积成珊瑚礁，主要反应如下： 总反应为：Ca2+(aq)+2HCO(aq) CaCO3(s)+H2CO3(aq) ①HCO(aq) H+(aq)+CO(aq) ②Ca2+(aq)+CO(aq) CaCO3(s) ③H+(aq)+HCO(aq) H2CO3(aq) （3）一定条件下，说明总反应达到化学平衡状态的是___________。 A. Ca2+浓度保持不变 B. HCO和H2CO3的浓度比保持不变 C. v正(Ca2+)：v正(HCO)=1：2 D. v正(H2CO3)：v逆(HCO)=2：1 （4）珊瑚养殖和移植是重建珊瑚礁的重要方法。适当提高海水的pH，有利于碳酸钙的形成，结合上述反应，从平衡移动的角度解释原因___________。 2．（上海卷·2025，一）一定条件下，在25mL恒容密闭容器中，环氧丙烷气体和过量的CO2发生反应①：(g)+CO2(g) (l) ，制得碳酸丙烯酯液体。 （6）能说明上述反应达到化学平衡标志的是_______。 A. v正=v正 B. 物质总质量保持不变 C. 压强保持不变 D. 气体平均摩尔质量保持不变 （8）碳酸丙烯酯相同时间内随温度变化如图所示，请解释产率随温度先变大后下降的原因_______。 3．（上海卷·2025，五）工业盐酸常混有少量Fe3+，会使溶液呈黄色，是因为形成了一系列含铁配合物，这些配合物可简写为[FeClx]3-x(x=1，2，3，4)。 室温下，在溶液中Fe3+与Cl-存在平衡：Fe3+(aq)+xCl-(aq)[FeClx]3-x(aq) （6）现加水稀释FeCl3溶液至体积为原来的两倍，则溶液中Fe3+的物质的量_______。 A．增大B．不变C．减小 并用离子积Q与平衡常数K的大小关系解释变化的原因_______。 （7）室温下，x取不同值时，对应的平衡常数见下表： x 1 2 3 4 K 30.20 134.90 97.72 1.02 某工业盐酸中c(Cl-)=12.00mol·L-1，则c(FeCl3)的摩尔分数为____________。(用小数表示，精确到小数点后2位) 已知：c[(FeClx)3-x]的摩尔分数== 4．（上海卷·2026，三）氢能源是一种来源丰富、清洁、高效、用途广泛的“绿色能源”，将氢作为能量载体储存起来，被认为是解决能源问题的最佳方案。 反应I： 反应II： (反应I中可以近似认为) (2)在恒容密闭容器中，能说明反应I达到化学平衡状态的是___________(不定项)。 A. BDO不再生成 B. C. 气体压强不再变化 D. 气体密度不再变化 (3)下列措施可以使反应Ⅱ平衡正向移动的是___________(不定项)。 A. 体积减少 B. 温度升高 C. 加入GBL D. 使用催化剂 (4)恒温条件下，若将恒容密闭容器改为恒压密闭容器，则达到平衡时，H2的浓度___________。 A．增大 B．减小 C．不变 原因是___________。 (5)在起始GBL 1 mol、灰氢6 mol、氢的物质的量分数为0.5的条件下，反应t min达到平衡，此时氢气的物质的量分数为0.375，则每分钟生成BDO的物质的量是___________mol。 A. 3/5t B. 5t/3 C. 3/5 D. 5/3 (7) 在2 L密闭容器中，加入1 mol储氢材料、6 mol灰氢(灰氢中物质的量分数为0.5)，反应达到平衡时，储氢量为理论最大值的90%，则此温度下，反应的I的平衡常数K为___________。 2 / 3 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 第06讲 化学平衡 内容导航 命题透视·考情前瞻 对标素养，研判高考命题趋势 02 思维建模·脉络梳理 搭建知识框架，构建系统思维 03 考点精讲·靶向突破 拆解核心考点，归纳解题范式 考点一 化学平衡状态 知识解构 知识点1 化学平衡状态 考向破译 考向1 可逆反应的特点 ∣ 考向2 化学平衡状态的特征及判断 解题妙招1 可逆反应的特点和极值法确定浓度范围 解题妙招2 化学平衡状态的判断方法 考点二 化学平衡常数和转化率 知识解构 知识点1 化学平衡常数和转化率 考向破译 考向1 化学平衡常数及应用 ∣ 考向2 化学平衡常数和转化率的计算 解题妙招1 化学平衡常数的应用 解题妙招2 有关平衡常数和转化率的计算步骤 考点三 化学平衡的移动 知识解构 知识点1 化学平衡的移动 ∣ 知识点2 勒夏特列原理及应用 考向破译 考向1 外界条件对化学平衡的影响 ∣ 考向2 化学平衡移动方向及转化率的判断 考向3 勒夏特列原理及应用 解题妙招1 化学平衡移动的分析思路 解题妙招2 化学平衡移动方向和转化率的判断思路 解题妙招3 理解勒夏特列原理的注意问题 考点四 化学反应速率和平衡图像问题 知识解构 知识点1 化学反应速率和平衡图像 考向破译 考向1 化学反应速率和平衡图像分析 ∣ 考向2 多平衡体系图像分析 解题妙招1 分析化学反应速率和化学平衡图像的步骤 解题妙招2 化工生产中的速率和平衡图像分析策略 0401 真题溯源·考向感知 溯源真题逻辑，感知高考考向 命题透视·考情前瞻 ——对标素养，研判高考命题趋势 考情梳理--三年真题 考向梳理 核心考点 2026年 2025年 2024年 化学平衡状态的特征及判断 三（2） 一（6） 五（3） 化学平衡常数及应用 三（4）（7） 五（6）（7） 影响化学平衡的因素及图像分析 三（3） 一（8） 五（4） 考向解读--洞悉趋势 精准预判 ►命题解码： 近几年高考，有关化学平衡的考查主要是结合化学反应原理综合题，考查化学平衡状态的特征及判断方法、化学平衡常数的有关计算和化学平衡常数的应用、外界条件对化学平衡的影响。题型以不定项选择和文字表达为主，考查学生的分析推理能力和平衡思想。 ►复习目标： 1．掌握化学平衡状态的特征及判定方法。 2．了解化学平衡常数的含义及影响因素，能利用化学平衡常数进行有关计算，掌握化学平衡常数的应用。 3．掌握外界条件改变对化学平衡的影响和勒夏特列原理。 4．系统掌握速率、平衡图像的分析方法。 5．认识化学反应速率和化学平衡的综合调控在生产、生活和科学研究中的重要作用。 思维建模·脉络梳理 ——搭建知识框架，构建系统思维 考点精讲·靶向突破 ——拆解核心考点，归纳解题范式 考点一 化学平衡状态 知●识●解●构 知识点1 化学平衡状态 1．可逆反应及其特点 (1)概念：在相同条件下，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)特点： ①同一条件下，正反应和逆反应同时发生、同时存在。 ②反应不能进行到底，反应物不能实现完全转化。 ③反应体系中，与化学反应有关的各种物质同存于同一反应体系。 ④反应达到限度时，反应仍在进行，没有停止。 得分速记 (1)可逆反应不等同于可逆过程，可逆过程包括物理变化和化学变化，而可逆反应属于化学变化。 (2)可逆反应体系中， 反应物不能全部转化为生成物，生成物也不能完全转化为反应物。 (3)可逆反应在一定条件下达到平衡状态时，就是该反应的限度，可逆反应不能进行完全，转化率低于100%。 2．化学平衡状态 (1)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”，这时的状态我们称之为化学平衡状态，简称化学平衡。 (2)化学平衡状态的特征 ①逆：研究对象为可逆反应 ②等：正、逆反应速率相等，即v正=v逆 ③动：化学平衡是动态平衡，即v正=v逆≠0 ④定：平衡混合物中，各组分的浓度保持一定 ⑤变：条件改变，化学平衡状态可能发生改变 3．化学平衡状态的判断 (1)用本质特征判断 判断依据：正反应速率与逆反应速率相等，即v正＝v逆。 ①同一种物质：该物质的生成速率等于它的消耗速率。 ②不同的物质：速率之比等于化学方程式中各物质的化学计量数之比，但必须是不同方向的速率。 (2)用宏观特征判断 判断依据：反应混合物中各组成成分的浓度、含量保持不变。 ①各组成成分的质量、物质的量、分子数、体积(气体)、物质的量浓度均保持不变。 ②各组成成分的质量分数、物质的量分数、气体的体积分数均保持不变。 ③反应物的转化率、产物的产率保持不变。 (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 混合气体的 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 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 得分速记 (1)判断化学平衡状态的依据——“正逆相等，变量不变” (2)不能作为判断化学平衡状态“标志”的几种情况 ①反应组分的物质的量之比等于化学方程式中相应物质的化学计量数之比。 ②恒温恒容下的气体分子数不变的反应，体系的压强或总物质的量不再随时间而变化。 ③全是气体参加的气体分子数不变的反应，体系的平均相对分子质量不再随时间而变化。 ④全是气体参加的反应，恒容条件下体系的密度保持不变。 考●向●破●译 考向1 可逆反应的特点 例1在一定温度下，将2 mol SO2和1 mol O2充入一定容积的密闭容器中，在催化剂作用下发生如下反应：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)　ΔH＝－197 kJ·mol－1，当达到化学平衡时，下列说法正确的是(　　) A．生成SO3 2 mol B．SO2和SO3共2 mol C．放出197 kJ热量 D．含氧原子共8 mol 【答案】B 【解析】可逆反应存在反应限度，反应物不可能完全转化为生成物，当正、逆反应速率相等时，反应达到平衡状态，所以将2 mol SO2和1 mol O2充入一定容积的密闭容器中，SO2和O2不可能完全转化为SO3，放出的热量小于197 kJ，A、C错误；化学反应中原子守恒，所以化学平衡时SO2和SO3中硫原子的总物质的量等于反应初始时SO2的物质的量，B正确；化学反应中原子守恒，平衡时含有的氧原子的物质的量等于初始时SO2和O2中氧原子的总物质的量，为6 mol，D错误。 解题妙招 可逆反应的特点和极值法确定浓度范围 (1)可逆反应不等同于可逆过程，可逆过程包括物理变化和化学变化，而可逆反应属于化学变化。 (2)可逆反应体系中， 反应物不能全部转化为生成物，生成物也不能完全转化为反应物。 (3)极值法确定浓度范围的方法 【变式1·变考法】在一密闭容器中进行反应：2X(g)＋Y(g)2Z(g)。已知反应过程中某一时刻X、Y、Z的浓度分别为0.3 mol·L－1、0.1 mol·L－1、0.4 mol·L－1，当反应达到平衡时，不可能存在的是(　　) A．c(X)＝0.5 mol·L－1 B．c(Y)＋c(X)＝0.5 mol·L－1 C．c(Y)＋c(Z)＝1.05 mol·L－1 D．c(X)＋c(Y)＋c(Z)＝0.75 mol·L－1 【答案】C 【解析】不确定下一时刻反应进行的方向，因此需要考虑反应进行的方向并结合极限思想解答。若该时刻后反应正向进行且Y全部转化为Z，则 　　　　　　　　2X(g)＋Y(g)2Z(g) 某时刻/(mol·L－1) 0.3　　　0.1　　0.4 转化/(mol·L－1) 0.2　　　0.1　　0.2 平衡/(mol·L－1) 0.1　　　0　　　0.6 若反应逆向进行，且Z全部转化为X和Y，则 　　　　　　　　2X(g)＋Y(g)2Z(g) 某时刻/(mol·L－1)　0.3　　0.1　　0.4 转化/(mol·L－1)　　0.4　　0.2　　0.4 平衡/(mol·L－1)　　0.7　　0.3　　0 平衡时0.1 mol·L－1＜c(X)＜0.7 mol·L－1，可能等于0.5 mol·L－1，故A不选；平衡时0.1 mol·L－1＜c(Y)＋c(X)＜1.0 mol·L－1，c(Y)＋c(X)可能等于0.5 mol·L－1，故B不选；平衡时0.3 mol·L－1＜c(Y)＋c(Z)＜0.6 mol·L－1，不可能等于1.05 mol·L－1，故C选；平衡时0.7 mol·L－1＜c(X)＋c(Y)＋c(Z)＜1.0 mol·L－1,0.75 mol·L－1介于0.7 mol·L－1和1.0 mol·L－1之间，故D不选。 考向2 化学平衡状态的特征及判断 例2在一定温度下的恒容容器中，当下列物理量不再发生变化时： ①混合气体的压强； ②混合气体的密度； ③混合气体的总物质的量； ④混合气体的平均相对分子质量； ⑤混合气体的颜色； ⑥各反应物或生成物的浓度之比等于化学计量数之比； ⑦某种气体的百分含量 (1)能说明2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)达到平衡状态的是________(填序号，下同)。 (2)能说明I2(g)＋H2(g)2HI(g)达到平衡状态的是________。 (3)能说明2NO2(g)N2O4(g)达到平衡状态的是________________________。 (4)能说明C(s)＋CO2(g)2CO(g)达到平衡状态的是________。 (5)能说明NH2COONH4(s)2NH3(g)＋CO2(g)达到平衡状态的是________。 (6)能说明5CO(g)＋I2O5(s)5CO2(g)＋I2(s)达到平衡状态的是________。 【答案】(1)①③④⑦　(2)⑤⑦　(3)①③④⑤⑦ (4)①②③④⑦　(5)①②③　(6)②④⑦ 解题妙招 化学平衡状态的判断方法 (1)判断化学平衡状态的依据——“正逆相等，变量不变” (2)不能作为判断化学平衡状态“标志”的几种情况 ①反应组分的物质的量之比等于化学方程式中相应物质的化学计量数之比。 ②恒温恒容下的气体分子数不变的反应，体系的压强或总物质的量不再随时间而变化。 ③全是气体参加的气体分子数不变的反应，体系的平均相对分子质量不再随时间而变化。 ④全是气体参加的反应，恒容条件下体系的密度保持不变。 【变式1·变题型】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】A．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； B．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； C．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； D．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。 【变式2·变载体】汽车尾气净化的主要原理为2NO(g)＋2CO(g)2CO2(g)＋N2(g)　ΔH＜0。若该反应在绝热、恒容的密闭体系中进行，下列示意图正确且能说明反应在进行到t1时刻达到平衡状态的是________(填序号)。 【答案】②④⑤ 【解析】①达到平衡时，v正应保持不变。 ②由于是放热反应，又是绝热容器，体系温度升高，平衡左移，K减小，当K不变时，温度不变，达到平衡状态。 ③图中达到平衡时，CO、CO2的改变量不是1∶1。 ④w(NO)逐渐减小，达到平衡时保持不变。 ⑤因正反应放热，容器绝热，故反应开始后体系温度升高，达到平衡状态时，体系温度不再发生变化。 ⑥ΔH是一个定值，不能用于判断可逆反应是否达到平衡状态。 考点二 化学平衡常数和转化率 知●识●解●构 知识点1 化学平衡常数和转化率 1．化学平衡常数 (1)概念及表达式 ①在一定温度下，可逆反应达到平衡时，生成物浓度幂的乘积除以反应物浓度幂的乘积的比值是个常数，这个常数叫做该反应的化学平衡常数，简称平衡常数，用符号K表示。 ②对于一般的可逆反应aA(g)＋bB(g)cC(g)＋dD(g)，当在一定温度下达到平衡时 K＝ (2)书写要点 ①平衡常数的表达式必须与化学方程式相对应。 ②在稀溶液中进行的反应，如果反应中有水参加，水的浓度不必写在平衡常数的表达式中，因为水的浓度被视为常数。 ③当有固体和纯液体参与反应时，固体和纯液体的浓度也不写入平衡常数的表达式中。 (3)影响因素 K只受温度影响，与反应物或生成物的浓度变化无关，与压强变化、是否使用催化剂无关。 (4)意义 ①根据K的大小，可以推断反应进行的程度，K越大，表示正向反应进行的程度越大，反之越小。 ②一般来说，如果一个反应的平衡常数大于105，通常认为该反应可以进行得较完全；如果一个反应的平衡常数小于10—5， 则认为这个反应进行的程度非常小。 得分速记 (1)平衡常数表达式中，各物质的浓度均为平衡时的浓度。其书写形式与化学方程式的书写有关。 (2)意义：K值大小反映了化学反应进行的程度。 ①K值越大，正反应进行的程度越大，反应物的转化率越大。当K>105时，可以认为反应进行得较完全。 ②K值越小，正反应进行的程度越小，反应物的转化率越小。当K<10－5时，认为反应很难进行。 (3)在化学方程式一定的情况下，K只受温度影响。 (4)化学平衡常数与化学方程式的书写形式的关系 ①正、逆反应的化学平衡常数互为倒数。 ②若化学方程式中各物质的化学计量数都变成n倍或倍，则化学平衡常数变为原来的n次幂或次幂。 ③两化学方程式相加得到新的化学方程式，其化学平衡常数是两反应平衡常数的乘积。 2．平衡转化率 (1)概念 一定温度下，化学反应进行的程度还可以用反应物的平衡转化率（α）表示： α = ×100% (2)影响因素 平衡转化率除了与温度有关外，还与反应物的起始浓度有关。 3．有关化学平衡常数和转化率的计算 (1)计算模型——三段式法 　　　　　　 aA(g) ＋ bB(g)  cC(g)＋dD(g) c(初)(mol·L－1) x y 0 0 Δc(mol·L－1) am bm cm dm c(平)(mol·L－1) x-am y-bm cm dm (2)解题思路 ①设未知数：具体题目要具体分析，一般设某物质的转化量或转化率为x。 ②确定三个量：根据反应物、生成物及变化量三者之间的关系，代入未知数确定平衡体系中各物质的起始量、变化量、平衡量并按（1）中“模式”列表。 ③解题设问题：明确了“始”、“变”、“平”三个量的具体数值，再根据相应关系求平衡时某成分的浓度、反应物转化率等，求出题目答案。 (3)基本计算关系 ①各物质的物质的量浓度变化量之比＝物质的量变化量之比＝化学计量数之比。 ②反应物的转化率＝×100%＝×100%。 ③反应产物的产率＝×100%。 ④平衡时B组分的体积分数＝平衡时B组分的物质的量分数＝×100%。 4．压强平衡常数和速率常数 (1)压强平衡常数 ①以aA(g)＋bB(g)cC(g)＋dD(g)为例， Kp＝，其中，p(X)：X在平衡体系中物质的量分数(或体积分数)×总压强。 ②计算方法 a．根据“三段式”法计算平衡体系中各物质的物质的量或物质的量浓度。 b．计算各气体组分的物质的量分数或体积分数。 c．根据分压计算公式求出各气体物质的分压，某气体的分压＝气体总压强×该气体的体积分数(或物质的量分数)。 d．根据平衡常数计算公式代入计算。 (2)速率常数(k正、k逆) ①表达式：若基元反应为mA ＋nBpC， 则：v正＝k正cm(A)·cn(B)、v逆＝k逆cp (C) 上式中的k为速率常数，是化学反应速率的量化表示方式。 ②表示意义：其数值相当于参加反应的物质都处于单位浓度(1 mol·L－1)时的反应速率。 ③影响因素：不同的反应有不同的速率常数，速率常数与反应温度、反应溶剂、催化剂等有关，与浓度无关。 ④当化学反应达到平衡时，v正＝v逆，即k正cm (A)·cn(B) ＝k逆cp (C)，则化学平衡常数K＝。 考●向●破●译 考向1 化学平衡常数及应用 例1高温下，某反应达到平衡状态，平衡常数K=。其他条件不变，温度升高，H2的浓度减小。下列说法正确的是( ) A．该反应的焓变为正值 B．缩小容器体积，H2的浓度一定减小 C．升高温度，化学平衡常数减小 D．该反应的化学方程式为CO+H2OCO2+H2 【答案】A 【解析】高温下，某反应达到平衡状态，平衡常数K=，根据平衡常数的定义可知，反应方程式为CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)。 A．其他条件不变，温度升高，H2的浓度减小，说明平衡正向移动，依据平衡移动原理可知，该反应为吸热反应，所以△H>0，故A正确； B．缩小容器体积，各物质浓度都增大，即H2浓度也增大，故B错误； C．由A可知，该反应为吸热反应，升高温度，平衡正向移动，化学平衡常数增大，故C错误； D．由平衡常数可知，该反应为CO2+H2CO+H2O，故D错误； 故选A。 解题妙招 化学平衡常数的应用 (1)根据K值的大小判断可逆反应进行的程度。 K <10－5 10－5～105 >105 反应程度 很难进行 反应可逆 反应接近完全 (2)判断反应是否达到平衡或进行的方向 Q＜K，反应向正反应方向进行，v正>v逆； Q＝K，反应处于平衡状态，v正=v逆； Q＞K，反应向逆反应方向进行，v正<v逆。 (3) ΔH与K的关系 ①ΔH<0，升高温度，K减小；降低温度，K增大。 ②ΔH>0，升高温度，K增大；降低温度，K减小。 【变式1·变考法】在容积不变的密闭容器中发生反应：（正反应放热），830℃时反应的平衡常数是1.0，下列说法正确的是 A．容器内的压强不变时，说明反应达到平衡状态 B．830℃时，充入0.1molCO和保持温度不变，CO平衡转化率为75% C．若平衡时移走，化学反应速率加快 D．1000℃时，某时刻和的浓度均为，此时平衡向正反应方向移动 【答案】B 【解析】A．反应前后气体物质的量相等，恒容时压强始终不变，不能作为平衡标志，A错误； B．设CO转化x mol，根据三段式分析，平衡时K= ==1，解得，转化率，B正确； C．移走会降低浓度，正逆反应速率均减小，C错误； D．升高温度，平衡逆移，即1000℃时K<1，此时 =1>K，平衡逆向移动，D错误； 故选B。 【变式2·变题型】甲醇是重要的化学工业基础原料和清洁液体燃料。工业上可利用CO或CO2来生产燃料甲醇。已知制备甲醇的有关化学反应以及在不同温度下的化学反应平衡常数如表所示： 化学反应 平衡 常数 温度/℃ 500 800 ①2H2(g)＋CO(g)CH3OH(g) K1 2.5 0.15 ②H2(g)＋CO2(g)H2O(g)＋CO(g) K2 1.0 2.5 ③3H2(g)＋CO2(g)CH3OH(g)＋H2O(g) K3 (1)根据表中信息推导出K1、K2与K3之间的关系，则K3＝_________(用K1、K2表示)。 (2)反应③的ΔH______(填“>”或“<”)0。 (3)500 ℃时测得反应③在某时刻H2(g)、CO2(g)、CH3OH(g)、H2O(g)的浓度(mol·L－1)分别为0.8、0.1、0.3、0.15，则此时v(正)_____(填“>”“＝”或“<”)v(逆)。 答案 (1)K1·K2 (2)< (3)> 【解析】(2)根据K3＝K1·K2,500 ℃、800 ℃时，反应③的平衡常数分别为2.5、0.375；升温，K减小，平衡左移，正反应为放热反应，则有ΔH<0。 (3)500 ℃时，K3＝2.5，此时Q＝＝≈0.88<K3，故反应正向进行，推知v(正)>v(逆)。 考向2 化学平衡常数和转化率的计算 例1将6 mol A和5 mol B混合于4 L密闭容器中，发生如下反应：3A(g)＋B(g)nC(g)＋2D(g)，5 s后反应达到平衡状态，生成2 mol D和2 mol C，则下列结论中不正确的是(　　) A．该温度下反应的化学平衡常数为 B．n值等于2 C．平衡时B的浓度为1 mol·L－1 D．平衡时B的转化率为50 % 【答案】D 【解析】利用“三段式”法进行计算时，只有转化量与化学方程式中物质的系数成正比，起始量和平衡量与化学方程式中各物质的系数无关。生成C、D的物质的量相等，C、D的系数也相等，n＝2，设转化的B的物质的量为x，则有 　　　 3A(g)＋B(g)2C(g) ＋2D(g) 初始/mol 6 5 0 0 转化/mol 3x x 2x 2x 平衡/mol 6－3x 5－x 2x 2x 根据题意得2x＝2 mol，x＝1 mol 平衡时B的浓度c(B)＝＝1 mol·L－1，转化率α(B)＝×100 %＝20 %。 K＝＝。 解题妙招 有关平衡常数和转化率的计算步骤 (1)“三段式”法的计算模式 ①巧设未知数：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：根据化学计量数及变化量之间的关系，代入未知数确定平衡体系中各物质的起始量、变化量和平衡量，并列出“三段式”； ③解题设问题：明确了“始”“变”“平”三个量的具体数值，再根据相应的关系求平衡时某成分的浓度、反应物的转化率等，求出题目答案。 (2)“原子守恒法”计算平衡常数 原子守恒法解题的基本思路 【变式1·变题型】内酯在化工、医药、农林等领域有广泛的应用。内酯可以通过有机羧酸异构化制得。某羧酸A在0.2 mol·L－1盐酸中转化为内酯B的反应可表示为A(aq)B(aq)，忽略反应前后溶液体积变化。一定温度下，当A的起始浓度为a mol·L－1时，A的转化率随时间的变化如下表所示： t/min 0 21 36 50 65 80 100 ∞ A的转化率/% 0 13.3 20.0 27.8 33.3 40.0 45.0 75.0 (1)反应进行到100 min时，B的浓度为________ mol·L－1。 (2)v正(t＝50 min)________(填“>”“<”或“＝”)v逆(t＝∞ min)。 (3)增加A的起始浓度，A在t＝∞ min时转化率将________(填“增大”“减小”或“不变”)。 (4)该温度下，平衡常数K＝________；在相同条件下，若反应开始时只加入B，B的起始浓度也为a mol·L－1，平衡时B的转化率为________。 (5)研究发现，其他条件不变时，减小盐酸的浓度，反应速率减慢，但平衡时B的含量不变，原因是 _________________________________________________________________。 【答案】(1)0.45a　(2)＞　(3)不变　(4)3　25% (5)盐酸是催化剂，浓度减小，反应速率减慢，催化剂不影响化学反应的限度 【解析】(1)100 min时，A的转化率为45%，所以c(B)＝0.45a mol·L－1。(2)一定温度下，化学反应速率受反应物浓度影响，在反应建立平衡的过程中，反应物浓度不断减小，所以v正(t＝50 min)＞v逆(t＝∞ min)＝v正(t＝∞ min)。 (3)　　　　　　　A(aq)B(aq) 起始/(mol·L－1)　　c　　　　0 转化/(mol·L－1)　　cα　　　　cα 平衡/(mol·L－1)　　c－cα　　cα K＝＝，温度一定时，K是常数，则增加A的起始浓度，A在t＝∞ min时转化率将不变。(4)由表知，该温度下，A在t＝∞ min时转化率为75%，则平衡常数K＝＝＝＝3；在相同条件下，若反应开始时只加入B，B的起始浓度也为a mol·L－1，则 A(aq)B(aq) 起始/(mol·L－1)　0　　　　a 转化/(mol·L－1)　x　　　　x 平衡/(mol·L－1)　x　　　　a－x 则K＝＝3，得x＝0.25a，平衡时B的转化率为×100%＝25%。 【变式2·变载体】某温度下，N2O5气体在一体积固定的容器中发生如下反应：2N2O5(g)===4NO2(g)＋O2(g)(慢反应)　ΔH＜0，2NO2(g)N2O4(g)(快反应)　ΔH＜0，体系的总压强p总和p(O2)随时间的变化如图所示： (1)图中表示O2压强变化的曲线是________(填“甲”或“乙”)。 (2)已知N2O5分解的反应速率v＝0.12p(N2O5)(kPa·h－1)，t＝10 h时，p(N2O5)＝________ kPa，v＝________ kPa·h－1(结果保留两位小数，下同)。 (3)该温度下2NO2(g)N2O4(g)反应的平衡常数Kp＝________ kPa－1(Kp为以分压表示的平衡常数)。 【答案】(1)乙　(2)28.2　3.38　(3)0.05 【解析】(1)根据反应分析，随着反应的进行氧气的压强从0开始逐渐增大，所以乙为氧气的压强变化曲线。(2)t＝10 h时，p(O2)＝12.8 kPa，由2N2O5(g)===4NO2(g)＋O2(g)分析，反应的五氧化二氮的分压为25.6 kPa，起始压强为53.8 kPa，所以10 h时p(N2O5)＝(53.8－25.6) kPa＝28.2 kPa，N2O5分解的反应速率v＝0.12p(N2O5)(kPa·h－1)＝0.12×28.2 kPa·h－1≈3.38 kPa·h－1。 (3)　　　　2N2O5(g)===4NO2(g)＋O2(g) 分压/kPa　　53.8　　　107.6　　26.9 设反应生成的N2O4的分压为x，则可列三段式如下： 2NO2(g)N2O4(g) 起始分压/kPa　107.6 　　　0 改变分压/kPa　2x　　　　　x 平衡分压/kPa　107.6－2x　　x 由107.6－2x＋x＋26.9＝94.7，解x＝39.8 kPa，Kp＝ kPa－1≈0.05 kPa－1。 考点三 化学平衡的移动 知●识●解●构 知识点1 化学平衡的移动 1．化学平衡的移动 (1)概念： 从一个平衡状态变为另一个平衡状态，称为化学平衡的移动。化学平衡的移动，就是改变外界条件，破坏原有的平衡状态，建立起新的平衡状态的过程 (2)化学平衡移动的原因 化学平衡状态是有条件的，当条件发生改变时，化学平衡可能发生移动。 改变的外界条件通常是浓度、压强和温度。 (3)化学平衡移动的方向 条件改变 2．用平衡常数判断平衡移动的方向 (1)浓度商Q 对于一般的可逆反应aA(g)＋bB(g)cC(g)＋dD(g)，在一定温度下，生成物浓度幂的乘积除以反应物浓度幂的乘积的比值称为浓度商。即： Q = (2)以平衡常数的值为标准，可以通过比较浓度商与平衡常数的相对大小判断正在进行的可逆反应是否处于平衡状态，以及将向哪个方向进行最终建立新的平衡。 若Q＞K，平衡向逆反应方向移动； 若Q＝K，体系处于平衡状态，平衡不移动； 若Q＜K，平衡向正反应方向移动。 (3)浓度改变对化学平衡的影响规律 ①Q减小，则Q＜K，平衡向正反应方向移动； ②Q增大，则Q＞K，平衡向逆反应方向移动。 (4)温度改变对化学平衡的影响规律 ①温度升高，平衡向吸热反应方向移动；温度降低，平衡向放热反应方向移动。 ②温度改变与K的关系 a．若正反应为放热反应，升高温度，K减小；减低温度，K增大。 b．若正反应为吸热反应，升高温度，K增大；减低温度，K减小。 (5)压强改变对化学平衡的影响规律 对于可逆反应：aA(g)bB(g)　K＝，在其他条件不变的情况下 ①若a>b，增大压强，Q<K，平衡向正反应方向(气体分子数减少的方向)移动。 ②若a＝b，改变反应体系的压强，Q＝K，平衡不发生移动。 ③若a<b，增大压强，Q>K，平衡逆反应方向(气体分子数减少的方向)移动。 (6)催化剂对化学平衡的影响规律 当其他条件不变时，催化剂不能改变达到化学平衡状态时反应混合物的组成，但是使用催化剂能改变反应达到化学平衡所需的时间。 3．勒夏特列原理(平衡移动原理) (1)内容：改变影响化学平衡的一个因素(如浓度、温度、压强)，平衡将向着能够减弱这种改变的方向移动。 (2)适用范围：勒夏特列原理仅适用于已达到平衡的反应体系，对不可逆过程或未达到平衡的可逆过程均不能适用。 (3)应用：在条件允许的范围内使反应物的转化率达到或接近理论值，这体现了化学理论对科学研究和 工业生产的指导作用。 得分速记 充入“惰性”气体对化学平衡的影响 (1)恒容时，通入“惰性”气体，压强增大，平衡不移动；恒压时，通入“惰性”气体，体积增大，平衡向气体体积增大的方向移动。 (2)在恒容容器中，改变其中一种物质的浓度时，必然同时引起压强的改变，但判断平衡移动的方向时，应以浓度的影响进行分析。 3对于反应前后气体体积相等的反应[如H2g＋I2g2HIg]，当向平衡体系中充入“惰性”气体时，则无论任何情况下平衡都不发生移动。 知●识●解●构 知识点2 用v－t图像分析外界条件变化对化学平衡移动的影响 1．浓度变化对化学平衡移动的影响 已知反应：mA(g)＋nB(g)pC(g)，当反应达到平衡后，有关物质的浓度发生改变，其反应速率的变化曲线分别如图所示： 图① 图② 图③ 图④ 图①：t1时刻，增大反应物浓度，使v′正增大，而v′逆不变，则v′正＞v′逆，平衡向正反应方向移动。 图②：t1时刻，减小生成物浓度，使v′逆减小，而v′正不变，则v′正＞v′逆，平衡向正反应方向移动。 图③：t1时刻，增大生成物浓度，使v′逆增大，而v′正不变，则v′逆＞v′正，平衡向逆反应方向移动。 图④：t1时刻，减小反应物浓度，使v′正减小，而v′逆不变，则v′逆＞v′正，平衡向逆反应方向移动。 2．压强对化学平衡的影响 (1)对于反应mA(g)＋nB(g)pC(g)　m＋n<p，当反应达到平衡后，其他条件不变，在t1时刻改变压强，图像如①②所示： 图①：t1时刻，增大容器容积，压强减小，v′正、v′逆均减小，v′逆减小幅度更大，则v′正＞v′逆，平衡向正反应方向移动。 图②：t1时刻，缩小容器容积，压强增大，v′正、v′逆均增大，v′逆增大幅度更大，则v′逆＞v′正，平衡向逆反应方向移动。 (2)对于反应mA(g)＋nB(g)pC(g)　m＋n＝p，当反应达到平衡后，其他条件不变，在t1时刻改变压强，图像如③所示： t1时刻，若缩小容器容积，压强增大，v′正、v′逆均增大，且v′正＝v′逆，平衡不移动，如图中上线。 t1时刻，若增大容器容积，压强减小，v′正、v′逆均减小，且v′正＝v′逆，平衡不移动，如图中下线。 3．温度对化学平衡的影响 mA(g)＋nB(g)pC(g)，当反应达平衡后，若温度改变，其反应速率的变化曲线分别如下图所示： (1)图①表示的温度变化是升高，平衡移动方向是逆反应方向。 (2)图②表示的温度变化是降低，平衡移动方向是正反应方向。 (3)正反应是放热反应，逆反应是吸热反应。 4．催化剂对化学平衡的影响 t1时刻，加入催化剂，v′正、v′逆同等倍数增大，则v′正＝v′逆，平衡不移动。 考●向●破●译 考向1 外界条件对化学平衡的影响 例1在密闭容器中发生如下反应：，达到平衡后，保持温度不变，将气体体积缩小到原来的1/2，当达到新平衡时，C的浓度为原来的1.9倍。下列说法中错误的是( ) A．m+n>p B．平衡向逆反应方向移动 C．A的转化率降低 D．活化分子百分数不变 【答案】A 【分析】达到平衡后，温度不变，将气体体积压缩到，若平衡不移动，C的浓度为原来的2倍，当达到平衡时C的浓度为原来的1.9倍，则体积减小时平衡逆向移动，据此分析作答。 【解析】A．体积缩小，相当于加压，平衡逆向移动，则m+n＜p，A项错误； B．由上述分析可知，平衡逆向移动，B项正确； C．平衡逆向移动，A的转化率降低，C项正确； D．温度不变，将气体体积压缩，增加气体分子浓度，提高总活化分子数，从而加快反应速率，但活化分子百分数不变，D项正确； 答案选A。 解题妙招 化学平衡移动的分析思路 (1)分析化学平衡移动的一般思路 (2)构建恒温恒容平衡思维模式 新平衡状态可认为是两个原平衡状态简单的叠加并压缩而成，相当于增大压强。 (3)构建恒温恒压平衡思维模式(以气体物质的量增加的反应为例，见图示) 新平衡状态可认为是两个原平衡状态简单的叠加，压强不变，平衡不移动。 (4)绝热体系的化学平衡分析方法 在绝热条件下，体系与外界不进行热交换，若反应放热，体系内温度升高，平衡向吸热反应方向移动；若反应吸热，体系内温度降低，平衡向放热反应方向移动。 【变式1·变题型】I2在KI溶液中存在下列平衡：，某I2、KI混合溶液中，的物质的量浓度与温度T的关系如图所示(曲线上任何一点都表示平衡状态)。下列说法正确的是( ) A．是吸热反应 B．若温度为、时反应物的转化率分别为、，则 C．若反应进行到状态D时，一定有 D．状态A与状态B相比，状态A的大 【答案】B 【解析】A．温度升高，减少，逆向移动，为放热反应，A错误； B．温度下更大，反应物的转化率更大，则，B正确； C．若反应进行到状态D时，想达到平衡，需要增大，反应正向进行，，C错误； D．状态A更大，反应物的转化率更大，更小，D错误； 故选B。 【变式2·变载体】反应N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)　ΔH<0，若在恒压绝热容器中发生，下列选项表明反应一定已达平衡状态的是(　　) A．容器内的温度不再变化 B．容器内的压强不再变化 C．相同时间内，断开H—H的数目和生成N—H的数目相等 D．容器内气体的浓度c(N2)∶c(H2)∶c(NH3)＝1∶3∶2 【答案】A 【解析】已知反应为放热反应，当容器内的温度不变时，平衡不再移动，达到平衡状态，A项符合题意；反应在恒压条件下进行，反应前后压强不变，B项不符合题意；断开H—H和生成N—H均指正反应方向，不能判断是否达到平衡状态，C项不符合题意；当c(N2)∶c(H2)∶c(NH3)＝1∶3∶2时，无法证明正、逆反应速率相等，即无法判定是否达到平衡状态，D项不符合题意。 考向2 化学平衡移动方向和转化率的判断 例2对于以下反应，从反应开始进行到达到平衡后，保持温度、体积不变，按要求回答下列问题。 (1)PCl5(g)PCl3(g)＋Cl2(g) 再充入PCl5(g)，平衡向________方向移动，达到平衡后，PCl5(g)的转化率________，PCl5(g)的百分含量______。 (2)2HI(g)I2(g)＋H2(g) 再充入HI(g)，平衡向________方向移动，达到平衡后，HI(g)的分解率__________，HI(g)的百分含量________。 (3)2NO2(g)N2O4(g) 再充入NO2(g)，平衡向________方向移动，达到平衡后，NO2(g)的转化率________，NO2(g)的百分含量________。 (4)mA(g)＋nB(g)pC(g) 同等倍数的加入A(g)和B(g)，平衡________移动，达到平衡后，①m＋n>p，A、B的转化率都________，体积分数都________；②m＋n＝p，A、B的转化率、体积分数都________；③m＋n<p，A、B的转化率都________，体积分数都________。 【答案】(1)正反应　减小　增大 (2)正反应　不变　不变 (3)正反应　增大　减小 (4)正向　增大　减小　不变　减小　增大 解题妙招 化学平衡移动方向和转化率的判断思路 (1)反应aA(g)＋bB(g)cC(g)＋dD(g)的转化率分析 ①若反应物起始物质的量之比等于化学计量数之比，达到平衡后，它们的转化率相等。 ②若只增加A的量，平衡正向移动，B的转化率增大，A的转化率减小。 ③若按原比例同倍数地增加(或降低)A、B的浓度，等效于压缩(或扩大)容器体积，气体反应物的转化率与化学计量数有关。 同倍数增大c(A)和c(B) (2)只有一种气体反应物的化学平衡移动方向和转化率分析(恒温恒容，A、B、C均为气体) 可逆反应 改变条件 平衡移动方向 反应物转化率 AB＋C 增大A的浓度 正向移动 α(A)减小 2AB＋C 增大A的浓度 正向移动 α(A)不变 3AB＋C 增大A的浓度 正向移动 α(A)增大 【变式1·变考法】可逆反应反应过程中，当其它条件不变时，C的质量分数与温度(T)和压强(P)的关系如图，根据图中曲线分析，判断下列叙述中正确的是( ) A．平衡后，增大A的量，可以提升B的转化率 B．平衡后，若升高温度，平衡则向逆反应方向移动 C．平衡后，使用催化剂，有利于平衡向正反应方向移动 D．化学方程式中 【答案】B 【分析】由左图知，T2>T1，升高温度，C%减小，则升温平衡逆向移动，而升高温度平衡向吸热反应移动，故正反应为放热反应；由右图可知，压强为P2先到达平衡，故P2>P1，增大压强，C%减小，则增压平衡向逆向移动，而增大压强平衡向体积减小的方向移动，故n<p+q； 【解析】A．达平衡后增加A的量，因A为固体，对平衡无影响，B的转化率不变，故A错误； B．由左图知，升高温度，C%减小，平衡逆向移动，故B正确； C．使用催化剂，能缩短到达平衡时间，但平衡不移动，故C错误； D．增大压强，C%减小，平衡逆向移动，而增大压强平衡向体积减小的方向移动，则n<p+q，故D错误； 故选：B。 【变式2·变载体】在密闭容器中的一定量混合气体发生反应：xA(g)＋yB(g)zC(g)，平衡时测得C的浓度为0.50 mol·L－1。保持温度不变，将容器的容积压缩到原来的一半，再达到平衡时，测得C的浓度变为0.90 mol·L－1。下列有关判断不正确的是(　　) A．C的体积分数增大了 B．A的转化率降低了 C．平衡向逆反应方向移动 D．x＋y<z 【答案】A 【解析】平衡时测得C的浓度为0.5 mol·L－1，保持温度不变，将容器的容积压缩到原来的一半，C的浓度为1.00 mol·L－1，而再达到平衡时，测得C的浓度变为0.90 mol·L－1，C的浓度减小，反应逆向进行。 考向3 勒夏特列原理及应用 例3下列叙述中不能用平衡移动原理解释的是( ) A．工业制硫酸过程中通入过量空气能提高硫酸产率 B．密闭容器中发生反应：，拉伸容器混合气颜色变浅 C．煤气中毒的患者要送入高压氧舱进行救治 D．合成氨生产中要不断补充新鲜的高压氮、氢混合气 【答案】B 【解析】A．工业制硫酸过程包括、，通入过量空气使得平衡正向移动，SO2转化率提高，可以提高硫酸产率，A不合题意； B．密闭容器中发生反应：，反应前后系数相等，拉伸容器，增大体积，平衡不移动，颜色变浅是因为浓度变小，与平衡移动无关，B符合题意； C．煤气中毒者送入高压氧舱缓解病情，增大压强增加氧气的溶解度，与平衡有关，C不合题意； D．合成氨生产中要不断补充新鲜的高压氮、氢混合气，促使反应正向移动，提高氨气产率，D不合题意； 故选B。 解题妙招 理解勒夏特列原理的注意问题 (1)由“化学平衡”可知，勒夏特列原理的适用对象是可逆过程。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)由“减弱”可知，只能减弱改变，而不能消除改变，更不能“扭转”外界条件的影响。 (3)勒夏特列原理可判断“改变影响平衡的一个条件”的平衡移动的方向。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。 【变式1·变考法】下列事实不能用勒夏特列原理解释的是( ) A．溴水中有下列平衡：Br2＋H2OHBr＋HBrO，当加入少量AgNO3溶液后，溶液的颜色变浅 B．对2HI(g)H2(g)＋I2(g)，缩小容器的容积可使平衡体系的颜色变深 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．对于合成NH3反应，为提高NH3的产率，理论上应采取低温措施 答案 B 【解析】溴水中存在平衡：Br2＋H2OHBr＋HBrO，加入少量AgNO3溶液，HBr与AgNO3反应生成AgBr沉淀，c(HBr)减小，平衡正向移动，溶液的颜色变浅，A可以用勒夏特列原理解释；2HI(g)H2(g)＋I2(g)是反应前后气体总分子数不变的反应，缩小容器的容积，压强增大，平衡不移动，但c(I2)增大，导致平衡体系的颜色变深，由于平衡不移动，故B不能用勒夏特列原理解释；反应CO(g)＋NO2(g)CO2(g)＋NO(g)的ΔH<0，升高温度，平衡逆向移动，C可以用勒夏特列原理解释；合成氨的反应是放热反应，降低温度，平衡正向移动，有利于生成NH3，D可以用勒夏特列原理解释。 考点四 化学反应速率和平衡图像问题 知●识●解●构 知识点1 化学反应速率和平衡图像 1．全程速率—时间图像 如Zn与足量盐酸反应，反应速率随时间的变化情况如图所示： 解释原因：AB段(v渐大)，因为该反应为放热反应，随着反应的进行，温度逐渐升高，导致反应速率逐渐增大；BC段(v渐小)，主要是因为随着反应的进行，溶液中c(H+)逐渐变小，导致反应速率逐渐变小。 2．浓度(转化率、百分含量)—时间图像 C%指生成物的百分含量，B%指反应物的百分含量。 (a用催化剂，b不用) (T2>T1，正反应为吸热反应) (T2>T1，正反应为放热反应) (p1>p2，正反应为气体分子数减小的反应) (p1>p2，正反应为气体分子数增大的反应) 析图关键：“先拐先平，数值大”。即曲线先出现拐点的首先达到平衡，反应速率快，以此判断温度或压强的高低，再依据外界条件对平衡的影响分析判断反应的热效应及反应前后气体体积的变化。 3．转化率(或质量分数)与压强—温度图像 (1)恒压线图像 当压强相等（任意一条恒压线）时温度升高，A的转化率增大，平衡正向移动，这则正反应为吸热反应。 当温度相等时，即作垂直于横轴的辅助线，与三条恒压线交于三点，这三点自下而上压强增大，A的转化率增大，平衡正向移动，则正反应为反应前后气体分子数减小的反应。 (2)恒温线图像 当温度相等(任意一条等温线)时，增大压强，A的转化率增大，说明增大压强平衡正向移动，即正反应是气体分子数减小的反应。 当压强相等时，在图3中作直线，与两条等温线交于两点，这两点自下而上为降低温度，A的转化率增大，说明降低温度平衡正向移动，即正反应为放热反应。 (3)含量（转化率）—温度曲线 ①对于反应aA(g)＋bB(g)cC(g)＋dD(g)　ΔH＜0。 M点之前，温度越高，反应速率越大，反应物浓度减小或生成物浓度增大；M点时达到平衡状态； M点之后，温度升高，反应物浓度增大或生成物浓度减小。发生变化的原因有： a．反应放热，升温，平衡逆向移动； b．温度升高，催化剂活性降低，反应速率减小，反应可能未达到平衡状态。 ②平衡转化率-温度曲线 如图所示曲线是其他条件不变时，某反应物的平衡转化率与温度的关系曲线。图中标出的1、2、3、4四个点，表示v正＞v逆的是点3，表示v正＜v逆的是点1，而点2、4表示v正＝v逆。 图像曲线上的点全为对应条件下的平衡点。 4．工业生产中的速率和平衡图像 (1)含量/转化率—投料比图像 以恒温恒容密闭容器中发生反应mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)，在不同温度平衡时生成物C的体积分数与投料比的关系为例： 曲线上的点均为不同温度下对应投料比下的平衡点，n(A)：n(B)=a时，平衡时C的体积分数最大。 ①改变投料比相当于增加一种反应物的浓度，另一种反应物的转化率升高，而自身的转化率降低。 ②当按化学反应方程式的计量数之比投入反应物，各组分的平衡转化率相同，平衡时产物的体积分数最大。 (2)温度—选择性图像 以一定条件下，使用不同催化剂在相同时间内2SO2+O22SO3，SO2的转化率随反应温度的变化图像为例。 340 ℃左右，催化剂的催化能力较大，二氧化硫的转化率也是较大，反应速率较快，所以选择Fe2O3作催化剂，最适宜温度为340 ℃左右；a点以后，催化剂催化能力需要维持在一定的温度下，温度太高，催化剂活性可能会降低。 得分速记 读图识图获取有用信息的技巧 (1)捕捉图像中的五个关键点 (2)读图识图获取有用信息的技巧 考●向●破●译 考向1 化学反应速率和平衡图像分析 例1在容积一定的密闭容器中，可逆反应：A2(g)+B2(g)C(g) 符合下列图Ⅰ所示关系。由此推断，对图Ⅱ的说法正确的是( ) A．P3<P4，Y轴表示A2的转化率 B．P3<P4，Y轴表示A2的浓度 C．P3>P4，Y轴表示混合气体的密度 D．P3>P4，Y轴表示混合气体的平均摩尔质量 【答案】D 【分析】由图Ⅰ可知，温度为T1时，根据到达平衡的时间可知P2＜P1，且压强越大，C的含量越高，则平衡向正反应方向移动；压强为P2时，根据到达平衡的时间可知T1＜T2，且温度越高，C的含量越低，说明平衡向逆反应方向移动，则正反应为放热反应。 【解析】A．P3＜P4，在温度相同条件下，增大压强平衡向正反应移动，A2的转化率增大，同时升高温度平衡向逆反应移动，A2的转化率降低，图象与实际不符，故A错误； B．P3＜P4，在温度相同条件下，增大压强平衡向正反应移动，A2的浓度降低，同时升高温度平衡向逆反应移动，A2的浓度增大，图象与实际不符，故B错误； C．P3＞P4，在温度相同条件下，增大压强平衡向正反应移动，但混合气体的质量不变，容器的体积不变，密度不变，升高温度平衡向逆反应移动，但混合气体的质量不变，容器的体积不变，密度不变，图象与实际不相符，故C错误； D．P3＞P4，在相同温度下增大压强平衡向正反应方向移动，混合气体的总质量不变，总的物质的量减小，混合气的平均摩尔质量增大，升高温度，平衡向逆反应方向移动，混合气体总的物质的量增大，混合气的平均摩尔质量减小，图象与实际相符，故D正确。 答案选D。 解题妙招 分析化学反应速率和化学平衡图像的步骤 第一步：看图像 一看面——横坐标、纵坐标代表的量(如纵坐标是反应物百分含量，还是反应物的转化率等)，确定坐标值与化学量的正变与负变关系。 二看线——曲线的走向、变化趋势(斜率大小、升与降、平与陡、渐变与突变、连续与断变、转折等)，同时对走势有转折变化的曲线，要分段进行分析，找出各段曲线的变化趋势及含义。例如，升高温度，v吸增加得多，v放增加得少；增大反应物浓度，v正突变，v逆渐变。 三看点——起点(分清反应物、生成物。浓度减小的是反应物，浓度增大的是生成物，一般生成物多数以原点为起点)，终点(终点是否达到平衡)，转折点(转折点前后影响的主要因素不同)等；此外还有顶点、拐点、交叉点、平衡点等都要认真分析。 四看辅助线——要不要作等温线、等压线，讨论单变量。 五看量——一般标出具体数值的量在解题中都会用到。 第二步：想规律 在看清图的基础上，根据坐标x轴的变化，确定y轴的变化，结合外因对化学反应速率、化学平衡的影响因素分析变化的本质原因。 第三步：作判断 看条件(T，p，c) →同结果正确，不同则错。 【变式1·变载体】已知：4NH3(g)＋5O2(g)  4NO(g)＋6H2O(g)　ΔH＝－1 025 kJ·mol－1。若反应物起始物质的量相同，下列关于该反应的示意图不正确的是(　　) 【答案】C 解析：由题意知，正反应为放热反应。升高温度，反应速率增大，平衡逆向移动，NO的含量降低，故A项正确，C项错误；正反应是气态物质系数增大的反应，增大压强，反应速率增大，平衡逆向移动，NO的含量降低，B项正确；加入催化剂能同等程度地加快正、逆反应的速率，缩短达到平衡的时间，但不影响平衡状态，D项正确。 【变式2·变载体】一种燃煤脱硫技术的原理是CaO(s)＋3CO(g)＋SO2(g)CaS(s)＋3CO2(g)　ΔH＝－394.0 kJ·mol－1。保持其他条件不变，不同温度下，起始时CO物质的量与平衡时体系中CO2的体积分数的关系如图所示(T表示温度)。下列有关说法正确的是(　　) A．T1>T2 B．b点SO2的转化率最高 C．b点后曲线下降是因为CO体积分数升高 D．减小压强可提高CO、SO2的转化率 答案 C 【解析】该反应的ΔH<0，起始n(CO)相同时，温度越高，反应正向进行的程度越小，达到平衡时CO2的体积分数越小，则温度：T1<T2，A错误；n(CO)增大，平衡正向移动，SO2的转化率增大，图中c点对应的n(CO)比b点大，故c点SO2的转化率比b点高，B错误；b点以后，n(CO)增大，导致CO的体积分数增大，CO2的体积分数减小，C正确；减小压强，平衡逆向移动，则CO、SO2的转化率降低，D错误。 【变式3·变载体】在一恒容的密闭容器中充入0.1 mol·L－1 CO2、0.1 mol·L－1 CH4，在一定条件下发生反应：CH4(g)＋CO2(g)2CO(g)＋2H2(g)，测得CH4的平衡转化率与温度、压强的关系如图，下列有关说法不正确的是(　　) A．上述反应的ΔH<0 B．压强：p4>p3>p2>p1 C．压强为p4、温度为1 100 ℃时该反应的平衡常数约为1.64 D．压强为p4时，在y点：v正>v逆 【答案】A 【解析】由图像可知，压强一定时，温度越高，CH4的平衡转化率越高，故正反应为吸热反应，ΔH>0，A项错误；该反应为气体分子总数增加的反应，压强越大，甲烷的平衡转化率越小，故压强：p4>p3>p2>p1，B项正确；压强为p4、温度为1 100 ℃时，甲烷的平衡转化率为80.00%，故平衡时各物质的浓度分别为c(CH4)＝0.02 mol·L－1，c(CO2)＝0.02 mol·L－1，c(CO)＝0.16 mol·L－1，c(H2)＝0.16 mol·L－1，平衡常数K＝≈1.64，C项正确；压强为p4时，y点未达到平衡，此时v正>v逆，D项正确。 考向2 多平衡体系图像分析 例2(1)采用一种新型的催化剂(主要成分是Cu­Mn合金)，利用CO和H2制备二甲醚(DME)。 主反应：2CO(g)＋4H2(g)CH3OCH3(g)＋H2O(g) 副反应：CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g) CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g) 测得反应体系中各物质的产率或转化率与催化剂的关系如图所示。则催化剂中n(Mn)/n(Cu)约为________时最有利于二甲醚的合成。 (2)将燃煤废气中的CO2转化为二甲醚的反应原理为2CO2(g)＋6H2(g) CH3OCH3(g)＋3H2O(g)已知在压强为a MPa下，该反应在不同温度、不同投料比时，CO2的转化率见如图： 此反应为________(填“放热”或“吸热”)反应；若温度不变，提高投料比[n(H2)/n(CO2)]，则K将________(填“增大”“减小”或“不变”)。 【答案】(1)2.0　(2)放热　不变 【解析】(1)由图可知当催化剂中约为2.0时，CO的转化率最大，生成的二甲醚最多。 (2)由图可知当投料比一定时，温度升高，CO2的转化率减小，说明此反应为放热反应；温度不变，K不变。 解题妙招 化工生产中的速率和平衡图像分析策略 除通过图像获取有用信息和对获取的信息进行加工处理外，还需注意以下4点： (1)曲线上的每个点是否都达到平衡 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也会造成影响 可以采用定一议二的方法，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化学计量数之和的大小。 (4)考虑副反应的干扰或影响 往往试题会有一定的信息提示，尤其温度的改变影响较大。 【变式1·变考法】(1)汽车尾气是雾霾形成的原因之一。研究氮氧化物的处理方法可有效减少雾霾的形成，可采用氧化还原法脱硝： 4NO(g)＋4NH3(g)＋O2(g) 4N2(g)＋6H2O(g)　ΔH<0 根据下图判断提高脱硝效率的最佳条件是______________________；氨氮比一定时，在400 ℃时，脱硝效率最大，其可能的原因是______________________________________。 (2)丙烷氧化脱氢法制备丙烯的主要反应如下： C3H8(g)＋O2(g)C3H6(g)＋H2O(g)　ΔH2＝－118 kJ·mol －1 在催化剂作用下，C3H8氧化脱氢除生成C3H6外，还生成CO、CO2等物质。C3H8的转化率和C3H6的产率随温度变化关系如图所示。 ①575 ℃时，C3H6的选择性为________。(C3H6的选择性＝×100%) ②基于本研究结果，能提高C3H6选择性的措施是____________________________。 【答案】(1)氨氮物质的量之比为1，温度为400 ℃　在400 ℃时催化剂的活性最好，催化效率最高，同时400 ℃温度较高，反应速率较快 (2)①51.5%　②选择相对较低的温度 【解析】(2)①根据题图，575 ℃时，C3H8的转化率为33%，C3H6的产率为17%，假设参加反应的C3H8为100 mol，生成的C3H6为17 mol，C3H6的选择性＝×100%≈51.5%。②根据图像，535 ℃时，C3H6的选择性＝×100%≈66.7%，550 ℃时，C3H6的选择性＝×100%≈61.5%，575 ℃时，C3H6的选择性＝×100%≈51.5%，故选择相对较低的温度能够提高C3H6选择性。 【变式2·变载体】丙烯是制造一次性医用口罩的重要原料。丙烷催化脱氢法是工业生产丙烯的重要途径，丙烷催化脱氢技术主要分为氧化脱氢和直接脱氢两种。回答下列问题： (1)丙烷催化氧化脱氢法制备丙烯的主要反应如下： 2C3H8(g)＋O2(g) 2C3H6(g)＋2H2O(g)　ΔH1＝－236 kJ·mol－1(ⅰ) 反应过程中消耗的C3H8和 生成的C3H6 的物质的量随温度的变化关系见下表。 反应温度 n(消耗)或n(生成)/mol 535 550 575 C3H8 6 13 33 C3H6 4 8 17 分析表中数据得到丙烯的选择性随温度的升高而______(填“不变”“升高”“降低”)；出现此结果的原因除生成乙烯等副产物外还可能是 ___________________________________________。(C3H6的选择性＝×100%) (2)丙烷催化直接脱氢反应： C3H8(g)C3H6(g)＋H2(g)　ΔH2＝＋124.3 kJ·mol －1(ⅱ)　副反应：C3H8 (g)C2H4 (g)＋CH4(g)　ΔH3(ⅲ) ①反应ⅱ的平衡常数、产物丙烯选择性、副产物乙烯选择性与温度关系如图所示， 分析工业生产中采用的温度为650 ℃左右的原因是____________________________________________________。 ②温度为670 ℃时，若在1 L的容器中投入8 mol C3H8，充分反应后，平衡混合气体中有2 mol CH4和一定量C3H8、C3H6、H2、C2H4，计算该条件下C3H6的选择性为________%。 ③欲使丙烯的产率提高，下列措施可行的是______(填写字母)。 a．恒压条件下向原料气中掺杂水蒸气 b．增大氢气与丙烷的投料比 c．选择对脱氢反应更好选择性的催化剂 d．增大压强 【答案】(1)降低　升高温度，反应ⅰ的化学平衡逆向移动 (2)① 温度控制在650 ℃ ，丙烯选择性高，反应速率快，平衡常数较大　② 50　③ ac 【解析】(1)根据表格数据可知各温度下C3H6的选择性分别为、、，>>，所以随温度升高丙烯的选择性降低；反应ⅰ为放热反应，升高温度，反应ⅰ的化学平衡逆向移动，也会导致丙烯的选择性下降； (2)①据题图可知，温度控制在650 ℃，丙烯选择性高，且此时温度较高，反应速率快，而且该温度条件下平衡常数较大； ②平衡混合气体中有 2 mol CH4，则根据反应ⅲ可知平衡时该反应消耗的n1(C3H8)＝2 mol；设平衡时C3H6的物质的量为x，根据反应ⅱ可知平衡时n(H2)＝x，反应ⅱ消耗的n2(C3H8)＝x，则平衡时容器中n(C3H8)＝(8－2－x) mol，据图可知该温度下反应ⅱ的lg＝0，所以K＝1，容器体积为1 L，则有＝1，解得x＝2 mol，C3H6的选择性＝×100%＝×100%＝50%； ③a.恒压条件下向原料气中掺杂水蒸气，则反应物和生成物的分压减小，该反应的正反应为气体体积增大的反应，减小压强平衡正向移动，可以提高丙烯的产率，故a正确；b.氢气为产物，增大氢气的量会使平衡逆向移动，丙烯的产率降低，故b错误；c.选择对脱氢反应更好选择性的催化剂，增大丙烯的选择性，提高产率，故c正确；d.该反应的正反应为气体体积增大的反应，增大压强会使平衡逆向移动，降低产率，故d错误；综上所述选ac。 真题溯源·考向感知 ——溯源真题逻辑，感知高考考向 1．（上海卷·2024，五）珊瑚虫能生成碳酸钙，在海洋中堆积成珊瑚礁，主要反应如下： 总反应为：Ca2+(aq)+2HCO(aq) CaCO3(s)+H2CO3(aq) ①HCO(aq) H+(aq)+CO(aq) ②Ca2+(aq)+CO(aq) CaCO3(s) ③H+(aq)+HCO(aq) H2CO3(aq) （3）一定条件下，说明总反应达到化学平衡状态的是___________。 A. Ca2+浓度保持不变 B. HCO和H2CO3的浓度比保持不变 C. v正(Ca2+)：v正(HCO)=1：2 D. v正(H2CO3)：v逆(HCO)=2：1 （4）珊瑚养殖和移植是重建珊瑚礁的重要方法。适当提高海水的pH，有利于碳酸钙的形成，结合上述反应，从平衡移动的角度解释原因___________。 【答案】（3）AB （4）提高pH，有利于增加HCO浓度，降低H2CO3浓度，促进总反应化学平衡正向移动 【解析】（3）A．Ca2+浓度保持不变，说明平衡不再移动，反应达到平衡状态； B．HCO和H2CO3的浓度比保持不变，则反应中正逆反应速率相等，平衡不再移动，反应达到平衡状态； C．反应速率比等于系数比，v正(Ca2+)：v正(HCO)=1：2，不能说明反应中正逆反应速率相等，不确定反应达到平衡； D．v正(H2CO3)：v逆(HCO)=2：1，说明反应中正逆反应速率不相等，反应没有达到平衡； 故选AB； （4）适当提高海水的pH，有利于增加HCO浓度，降低H2CO3浓度，促进总反应化学平衡正向移动，利于碳酸钙的形成。 2．（上海卷·2025，一）一定条件下，在25mL恒容密闭容器中，环氧丙烷气体和过量的CO2发生反应①：(g)+CO2(g) (l) ，制得碳酸丙烯酯液体。 （6）能说明上述反应达到化学平衡标志的是_______。 A. v正=v正 B. 物质总质量保持不变 C. 压强保持不变 D. 气体平均摩尔质量保持不变 （8）碳酸丙烯酯相同时间内随温度变化如图所示，请解释产率随温度先变大后下降的原因_______。 【答案】（6）CD （8）在140℃之前，温度升高，反应速率加快，相同时间内产生的碳酸丙烯酯更多，且平衡正向移动产率升高；超过140℃，温度升高，平衡向吸热反应的逆向移动故产率下降 【解析】（6）A．都表示正反应速率，故不能表示反应达到平衡状态，A错误； B．根据质量守恒定律，物质总质量不变，故不能说明反应达到平衡状态，B错误； C．该反应前后气体分子总数不同，故气体体积不变时，各物质的量浓度不变，可以说明反应达到平衡状态，C正确； D．该反应前后气体分子总数不同，混合气体平均摩尔质量不变时，则说明各物质的量不再变化，可以说明反应达到平衡状态，D正确； 故答案选CD； （8）碳酸丙烯酯在单位时间内的产率随温度变化先变大后减小是因为反应未达平衡，温度越高反应速率越快，产率越高，，正反应放热，温度升高，平衡逆向移动，产率降低。 3．（上海卷·2025，五）工业盐酸常混有少量Fe3+，会使溶液呈黄色，是因为形成了一系列含铁配合物，这些配合物可简写为[FeClx]3-x(x=1，2，3，4)。 室温下，在溶液中Fe3+与Cl-存在平衡：Fe3+(aq)+xCl-(aq)[FeClx]3-x(aq) （6）现加水稀释FeCl3溶液至体积为原来的两倍，则溶液中Fe3+的物质的量_______。 A．增大B．不变C．减小 并用离子积Q与平衡常数K的大小关系解释变化的原因_______。 （7）室温下，x取不同值时，对应的平衡常数见下表： x 1 2 3 4 K 30.20 134.90 97.72 1.02 某工业盐酸中c(Cl-)=12.00mol·L-1，则c(FeCl3)的摩尔分数为_______。(用小数表示，精确到小数点后2位) 已知：c[(FeClx)3-x]的摩尔分数== 【答案】（6）① A ② 所有离子浓度变为原来，，平衡逆移 （7）0.80 【解析】（6）所有离子浓度变为原来，，平衡逆移，使得溶液中铁离子的物质的量增大，故选A； （7）、、、，=。 4．（上海卷·2026，三）氢能源是一种来源丰富、清洁、高效、用途广泛的“绿色能源”，将氢作为能量载体储存起来，被认为是解决能源问题的最佳方案。 反应I： 反应II： (反应I中可以近似认为) (2)在恒容密闭容器中，能说明反应I达到化学平衡状态的是___________(不定项)。 A. BDO不再生成 B. C. 气体压强不再变化 D. 气体密度不再变化 (3)下列措施可以使反应Ⅱ平衡正向移动的是___________(不定项)。 A. 体积减少 B. 温度升高 C. 加入GBL D. 使用催化剂 (4)恒温条件下，若将恒容密闭容器改为恒压密闭容器，则达到平衡时，H2的浓度___________。 A．增大 B．减小 C．不变 原因是___________。 (5)在起始GBL 1 mol、灰氢6 mol、氢的物质的量分数为0.5的条件下，反应t min达到平衡，此时氢气的物质的量分数为0.375，则每分钟生成BDO的物质的量是___________mol。 A. 3/5t B. 5t/3 C. 3/5 D. 5/3 (7) 在2 L密闭容器中，加入1 mol储氢材料、6 mol灰氢(灰氢中物质的量分数为0.5)，反应达到平衡时，储氢量为理论最大值的90%，则此温度下，反应的I的平衡常数K为___________。 【答案】(2)BCD (3)B (4)① C ②.温度不变，平衡常数不变，由可知氢气浓度不变 (5)A (7)或2.7 【解析】(2)A．反应达到平衡时为动态平衡，的生成速率与消耗速率相等，并非不再生成，A错误； B．反应速率之比等于化学计量数之比，，当时，，正逆反应速率相等，反应达到平衡，B正确； C．反应I中仅氢气为气态，恒容条件下气体压强与氢气的物质的量成正比，压强不再变化说明氢气的物质的量不再变化，反应达到平衡，C正确； D．恒容条件下气体密度等于气体质量除以容器体积，气体质量为氢气的质量，密度不再变化说明氢气的质量不再变化，反应达到平衡，D正确； 故选BCD。 (3)反应II为分解生成和氢气，为吸热、气体分子数增大的反应。 A．体积减少相当于压强增大，平衡向气体分子数减少的方向即逆向移动，A错误； B．温度升高，吸热反应平衡正向移动，B正确； C．为液态，浓度为恒定值，加入不影响平衡状态，C错误； D．催化剂仅改变反应速率，不改变平衡状态，D错误； 故选B。 (4)平衡常数仅与温度有关，恒温条件下值不变，由可知，氢气的浓度不变。 故选C。 原因为温度不变，平衡常数不变，由可知氢气浓度不变。 (5)起始灰氢总物质的量为6mol，氢气的物质的量分数为0.5，因此起始氢气的物质的量为3mol，和总物质的量为3mol。设t min内生成的物质的量为，则消耗氢气的物质的量为，平衡时氢气的物质的量为，气体总物质的量为。由氢气的物质的量分数为0.375可得，解得，因此每分钟生成的物质的量为。 故选A。 (7)理论上1mol 最多吸收2mol ，储氢量为理论最大值的90%，因此实际吸收的氢气物质的量为，起始氢气物质的量为3mol，因此平衡时氢气的物质的量为，容器体积为2L，氢气浓度为，代入平衡常数表达式得。 2 / 3 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $