第8章 第4讲 化学平衡移动 化学反应的方向与调控(教用Word)-【精微方案】2027年高考一轮总复习讲义·化学

该高中化学讲义聚焦化学平衡移动、化学反应方向与调控两大高考核心考点，以平衡移动本质为起点，通过表格系统梳理浓度、压强、温度等影响因素，结合勒夏特列原理构建知识网络，再延伸至反应方向的焓变熵变判据及工业调控，形成“原理-应用”逻辑链。教学流程涵盖考点梳理、方法指导（如平衡移动判断技巧）、真题训练（2024-2025年各地高考题），助力学生突破难点。 资料突出科学思维培养，创新设计恒温恒容/恒压平衡思维模式构建活动，通过对比不同条件下转化率变化培养模型认知能力。设置基础巩固（平衡移动判断）、能力提升（工业条件选择分析）分层练习，配合即时反馈，确保高效复习，为教师把控复习节奏、提升学生应考能力提供有力支持。

第4讲　化学平衡移动　化学反应的方向与调控 　1.掌握外界条件改变对化学平衡的影响，会运用勒夏特列原理分析平衡的移动。 2．知道化学反应是有方向的，知道化学反应的方向与反应的焓变和熵变有关。　3.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。 考点一　化学平衡移动 1．化学平衡移动的根本原因 (1)化学平衡移动的过程 (2)平衡移动与反应速率的关系 ①v正＞v逆：平衡向正反应方向移动。 ②v正＝v逆：反应达到平衡状态。 ③v正<v逆：平衡向逆反应方向移动。 2．影响化学平衡的因素 请完成下表（表中的压强变化是通过改变容器的容积实现的）。 条件的改变（假设 其他条件不变） 改变条件的瞬间 反应速率的变化 化学平衡 的移动 v（正） v（逆） 浓度 增大反应物浓度 增大 不变 正向移动 减小反应物浓度 减小 不变 逆向移动 增大生成物浓度 不变 增大 逆向移动 减小生成物浓度 不变 减小 正向移动 压强 增大压强 增大 增大 向气体体积减小的方向移动_____________________________________________________________ 减小压强 减小 减小 向气体体积增大的方向移动 温度 升高温度 增大 增大 向吸热反应方向移动 降低温度 减小 减小 向放热反应方向移动 催化 剂 使用 催化剂 增大 增大 不移动 3.化学平衡移动的几种特殊情况 (1)改变固体或纯液体的量，对化学平衡没有影响。 (2)同等程度地改变反应混合物中各物质的浓度时，应视为压强的影响。 (3)“惰性气体”对化学平衡的影响 ①恒温、恒容条件：原平衡体系体系总压强增大→体系中各组分的浓度不变→平衡不移动 ②恒温、恒压条件：原平衡体系容器容积增大→体系中各组分的浓度同倍数减小（等效于 4．勒夏特列原理 (1)含义：如果改变影响平衡的一个因素（如温度、压强及参加反应的物质的浓度），平衡就向着能够减弱这种改变的方向移动。 (2)注意：勒夏特列原理的适用对象是可逆过程；化学平衡移动的目的是“减弱”外界条件的改变，而不是“抵消”外界条件的改变，改变是不可逆的。 (1)化学平衡发生移动，化学反应速率一定改变；化学反应速率改变，化学平衡也一定发生移动(　　) (2)升高温度，平衡向吸热反应方向移动，此时v放减小，v吸增大(　　) (3)C(s)＋CO2(g)⥫⥬2CO(g)　ΔH>0，其他条件不变时，升高温度，反应速率v(CO2)和CO2的平衡转化率均增大(　　) (4)化学平衡正向移动，反应物的转化率不一定增大(　　) (5)向平衡体系FeCl3＋3KSCN⥫⥬Fe(SCN)3＋3KCl中加入适量KCl固体，平衡逆向移动，溶液的颜色变浅(　　) (6)对于2NO2(g)⥫⥬N2O4(g)的平衡体系，压缩容器容积，增大压强，平衡正向移动，混合气体的颜色变浅(　　) 答案：(1)×　(2)×　(3)√　(4)√　(5)×　(6)× 一、化学平衡移动的影响因素 1．下列事实能用平衡移动原理解释的是(　　) A．对I2(g)＋H2(g)⥫⥬2HI(g)的平衡体系加压后颜色加深 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．硫酸工业中使用V2O5作为催化剂 解析：选B。A项，I2(g)＋H2(g)⥫⥬2HI(g)反应前后气体体积不变，增大压强平衡不移动，气体颜色加深是因为I2浓度增大，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， 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移动，有利于合成氨，选择500 ℃左右的条件主要考虑反应速率，此温度下催化剂活性最高，不能用平衡移动原理解释；D项，催化剂能同等程度地改变正、逆反应速率，但不影响化学平衡，不能用平衡移动原理解释。 2．COCl2(g)⥫⥬CO(g)＋Cl2(g)　ΔH>0，当反应达到平衡时，下列措施：①升温，②恒压通入惰性气体，③增加CO的浓度，④减压，⑤加催化剂，⑥恒容通入惰性气体。能提高COCl2转化率的是(　　) A．①②④　　 B．①④⑥ C．②③⑥　　 D．③⑤⑥ 解析：选A。①正反应为吸热反应，升温，平衡正向移动，能提高COCl2转化率；②正反应是气体分子数增大的反应，恒压通入惰性气体，体积增大，相当于减压，平衡正向移动，能提高COCl2转化率；③增加CO的浓度，平衡逆向移动，COCl2转化率减小；④正反应是气体分子数增大的反应，减压，平衡正向移动，能提高COCl2转化率；⑤加催化剂，平衡不移动，COCl2转化率不变；⑥恒容通入惰性气体，各组分的浓度不变，平衡不移动，COCl2转化率不变。 二、平衡移动的判断以及相关量的变化分析 3．对于以下反应，从反应开始进行至达到平衡后，保持温度、容积不变，按要求回答下列问题。（用“正反应”“逆反应”“增大”“减小”或“不变”填空） (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的分解率________，HI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)，平衡向________方向移动，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)正反应 ①增大　减小　②不变　③减小　增大 4．一定量混合气体在一容积可变的密闭容器中发生反应：xA(g)＋yB(g)⥫⥬zC(g)。该反应达到平衡后，测得A气体的浓度为0.5 mol·L-1。在恒温下将密闭容器的容积扩大到原来的2倍，再次达到平衡后，测得A的浓度为0.3 mol·L-1。下列叙述正确的是(　　) A．平衡向正反应方向移动 B．x＋y＜z C．B的转化率增大 D．C的体积分数减小 解析：选D。恒温下将密闭容器的容积扩大到原来的两倍，若平衡不移动，则A的浓度为0.25 mol·L-1，而再次达到平衡后，测得A的浓度为0.3 mol·L-1，说明平衡向逆反应方向移动，A错误；增大容器容积，压强减小，平衡向逆反应方向移动，说明该反应的正反应为气体分子数减小的反应，即x＋y＞z，B错误；平衡向逆反应方向移动，B的转化率减小，C错误；平衡向逆反应方向移动，C的体积分数减小，D正确。 5．一定条件下存在反应：2SO2(g)＋O2(g)⥫⥬2SO3(g)　ΔH<0。图1、2表示起始时容器甲、丙的容积都是V，容器乙、丁的容积都是；向容器甲、丙内都充入2a mol SO2和a mol O2并保持恒温；向容器乙、丁内都充入a mol SO2和0.5a mol O2并保持绝热（即与外界无热量交换），在一定温度时开始反应。下列说法正确的是(　　) A．图1达平衡时，c(SO2)：甲＝乙 B．图1达平衡时，平衡常数K：甲<乙 C．图2达平衡时，所需时间t：丙>丁 D．图2达平衡时，体积分数φ(SO3)：丙<丁 解析：选C。甲和乙若都是恒温恒压，则二者等效，但乙为绝热恒压，又因为该反应的正反应为放热反应，故体系温度：甲<乙，升高温度平衡向逆反应方向移动，c(SO2)：甲<乙，平衡常数K：甲>乙，A、B项错误；丙和丁若都是恒温恒容，则二者等效，但丁为绝热恒容，故体系温度：丙<丁，温度越高，反应速率越大，达到平衡的时间越短，因此达平衡时所需时间：丙>丁，C项正确；升高温度，平衡向逆反应方向移动，达平衡时，体积分数φ(SO3)：丙>丁，D项错误。 (1)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地叠加并压缩而成，相当于增大压强。 (2)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） 新平衡状态可以认为是两个原平衡状态简单地叠加，压强不变，平衡不移动。 考点二　化学反应的方向与调控 1．自发反应 (1)含义：在一定条件下无需外界帮助就能自发进行的反应称为自发反应。 (2)特点 ①体系趋向于从高能状态转变为低能状态（体系对外部做功或释放热量）。 ②在密闭条件下，体系有从有序自发地转变为无序的倾向性（无序体系更加稳定）。 2．熵和熵变的含义 (1)熵的含义 熵是度量一个体系混乱程度的物理量，用符号S表示。同一条件下，不同物质有不同的熵值，同一物质在不同状态下熵值也不同，一般规律是S(g)>S(l)>S(s)。 (2)熵变的含义 熵变是反应前后体系熵的变化，用ΔS表示，化学反应的ΔS越大，越有利于反应自发进行。 3．化学反应方向的判据 ΔG＝ΔH －TΔS 当ΔG＜0时，反应能自发进行 当ΔG＝0时，反应处于平衡状态 当ΔG＞0时，反应不能自发进行 4.化学反应的调控——工业合成氨 (1)合成氨反应的特点 N2(g)＋3H2(g)⥫⥬2NH3(g)。已知298 K时：ΔH＝－92.4 kJ·mol-1，ΔS＝－198.2 J·mol-1·K-1。 (2)合成氨反应的条件选择 已知：合成氨反应的速率与参与反应的物质的浓度的关系为v＝kc(N2)·c1.5(H2)·c-1(NH3) 反应条件 原理分析 实际工业生产条件 提高反应 速率 提高平衡 转化率 压强 高压 高压 10 MPa～30 MPa 温度 高温 低温 400～500 ℃ 催化剂 使用 无影响 铁触媒做催化剂 浓度 增大氮气、氢气的浓度，减小氨的浓度 增大氮气、氢气的浓度，降低NH3的浓度 N2、H2投料比为1∶2.8。氨及时从混合气中分离出去，剩余气体循环使用 一、化学反应的方向 1．下列不属于自发进行的变化的是(　　) A．红墨水加到清水使整杯水变红 B．冰在室温下融化成水 C．水电解生成氢气和氧气 D．铁器在潮湿的空气中生锈 解析：选C。水电解生成氢气和氧气，是强制发生的氧化还原反应，不能自发进行，C符合题意。 2．下列说法错误的是(　　) A．1 mol H2O在不同状态时的熵值：S[H2O(l)]＜S[H2O(g)] B．反应CaCO3(s)===CaO(s)＋CO2(g)　ΔH＞0，能否自发进行与温度有关 C．H2O2分解和HClO分解均是自发过程，故这两个反应的ΔH和ΔS的变化相同 D．常温下，反应4Fe(OH)2(s)＋O2(g)＋2H2O(l)===4Fe(OH)3(s)能自发进行，该反应的ΔH＜0 解析：选C。反应自发只能说明ΔG＝ΔH－TΔS＜0，不能说明ΔH和ΔS的变化相同，C错误。 二、化学反应的调控 3．1913年德国化学家哈伯发明了以低成本制造大量氨的方法，从而大大满足了当时日益增长的人口对粮食的需求。下图是合成氨生产流程示意图，下列说法不正确的是(　　) A．“干燥净化”可以防止催化剂中毒 B．“压缩机加压”既提高了原料的转化率又增大了反应速率 C．“冷却”提高了原料的平衡转化率和利用率 D．“铁触媒”在生产过程中需使用外加热源持续加热 解析：选D。合成氨反应为放热反应，“铁触媒”在生产过程中可以通过反应放出的热量和热交换达到反应所需的温度，不需使用外加热源持续加热，故D错误。 4．工业合成甲醇的反应为CO2(g)＋3H2(g)⥫⥬CH3OH(g)＋H2O(g)　ΔH<0。反应相同时间，实验测得甲醇的产率与压强、温度的关系分别如图1、图2所示。下列叙述正确的是(　　) A．合成甲醇时压强越大越好 B．增大压强，正反应速率增大，逆反应速率减小 C.合成甲醇的最佳温度为520 K D．520 K之前升高温度单位时间内甲醇的产率减小 解析：选C。虽然增大压强能增大反应速率，使平衡正向移动，从而提高甲醇的产率，但压强越大，对设备的要求也越高，需要的动力也越大，这将会大大增加生产投资，可能降低综合经济效益，故合成甲醇时不是压强越大越好，A项错误；增大压强，正、逆反应速率都增大，B项错误；反应相同时间时，520 K之前反应未达到平衡状态，升高温度，反应速率增大，单位时间内甲醇的产率增大，D项错误。 1．（2025·甘肃卷）CO2加氢转化成甲烷，是综合利用CO2实现“碳中和”和“碳达峰”的重要方式。525 ℃、101 kPa下，CO2(g)＋4H2(g)⥫⥬CH4(g)＋2H2O(g)　ΔH＝－185 kJ/mol。反应达到平衡时，能使平衡向正反应方向移动的是(　　) A．减小体系压强　　 B．升高温度 C．增大H2浓度 D．恒容下充入惰性气体 解析：选C。该反应为气体体积减小的反应，减小体系压强会使平衡向气体体积增大的逆反应方向移动，A不符合题意；该反应为放热反应，升高温度会使平衡向吸热的逆反应方向移动，B不符合题意；增大H2浓度，即提高反应物浓度，根据勒夏特列原理可知，平衡向正反应方向移动，C符合题意；恒容下充入惰性气体，不改变各物质浓度，对平衡无影响，D不符合题意。 2．（2024·江西卷）温度T下，向1 L真空刚性容器中加入1 mol (CH3)2CHOH，反应达到平衡时，c(Y)＝0.4 mol·L-1。下列说法正确的是(　　) (CH3)2CHOH(g) ⥫⥬(CH3)2CO(g)＋H2(g) X Y Z A．再充入1 mol X和1 mol Y，此时v正<v逆 B．再充入1 mol X，平衡时，c(Y)＝0.8 mol·L-1 C．再充入1 mol N2，平衡向右移动 D．若温度升高，X的转化率增大，则上述反应的ΔH<0 解析：选A。由题意可知，达到平衡时c(X)＝0.6 mol·L-1，c(Y)＝c(Z)＝0.4 mol·L-1，反应的平衡常数K＝≈0.27，再充入1 mol X和1 mol Y，此时Q＝＝0.35>K，反应逆向进行，v正<v逆，A项正确；再充入1 mol X，相当于将两个该容器叠加后体积压缩一半，若平衡不移动，则c(Y)＝0.8 mol·L-1，但加压时平衡逆向移动，故c(Y)<0.8 mol·L-1，B项错误；再充入1 mol N2，平衡体系中各物质浓度不变，平衡不移动，C项错误；若温度升高，X的转化率增大，则平衡正向移动，正反应为吸热反应，ΔH>0，D项错误。 3．（2025·江西卷）一定压强下，乙烯水合反应为C2H4(g)＋H2O(g)⥫⥬C2H5OH(g)。 已知：ΔH(J/mol)＝－34 585－26.4T ΔG(J/mol)＝－34 585＋26.4T·ln T＋45.19T。 气体均视为理想气体，下列说法正确的是(　　) A．反应的活化能：E正>E逆 B．恒温恒容充入N2，平衡向左移动 C．ΔS随温度升高而降低 D．平衡后，升高温度，Δv正>Δv逆 解析：选C。由题给ΔH与T关系式知，该反应为放热反应，即ΔH＝E正－E逆<0，E正<E逆，A错误；恒温恒容充入N2，总压增大但各反应物分压不变，平衡不移动，B错误；由ΔG＝ΔH－TΔS代入数据得ΔS＝－71.59－26.4lnT，温度升高时lnT增大，ΔS减小，即ΔS随温度升高而降低，C正确；该反应为放热反应，平衡后，升高温度平衡逆向移动，Δv逆>Δv正，D错误。 4．（2024·浙江6月选考）为探究化学平衡移动的影响因素，设计方案并进行实验，观察到相关现象。其中方案设计和结论都正确的是(　　) 选项 影响因素 方案设计 现象 结论 A 浓度 向1 mL 0.1 mol/L K2CrO4溶液中加入1 mL 1.0 mol/L HBr溶液 黄色溶液 变橙色 增大反应物浓度，平衡向正反应方向移动 B 压强 向恒温恒容密闭玻璃容器中充入100 mL HI气体，分解达到平衡后再充入100 mL Ar 气体颜 色不变 对于反应前后气体总体积不变的可逆反应，改变压强平衡不移动 C 温度 将封装有NO2和N2O4混合气体的烧瓶浸泡在热水中 气体颜 色变深 升高温度，平衡向吸热反应方向移动 D 催化剂 向1 mL乙酸乙酯中加入1 mL 0.3 mol/L H2SO4溶液，水浴加热 上层液体 逐渐减少 使用合适的催化剂可使平衡向正反应方向移动 解析：选C。K2CrO4溶液中存在平衡：2CrO（黄色）＋2H＋⥫⥬Cr2O（橙色）＋H2O，加入HBr溶液后，c(H＋)增大，平衡向正反应方向移动，c（Cr2O）增大，但是酸性条件下Cr2O可以将Br－氧化为Br2，Br2溶于水也是橙色的，所以溶液由黄色变为橙色，无法说明平衡移动，A错误；2HI(g)⥫⥬H2(g)＋I2(g)为反应前后气体总体积不变的可逆反应，向恒温恒容密闭玻璃容器中充入100 mL HI气体，分解达到平衡后再充入100 mL Ar（惰性气体），虽然总压增大，但HI、H2、I2的分压不变，浓度不变，该实验方案不能判断压强对平衡移动的影响，B错误；反应2NO2⥫⥬N2O4为放热反应，升高温度，气体颜色变深，说明平衡向逆反应方向移动，即向吸热反应方向移动，C正确；催化剂只会改变化学反应速率，不影响平衡移动，D错误。 5．(1)（2025·广东卷）298 K下，反应TiO2(s)＋2C(s)＋2Cl2(g)===TiCl4(g)＋2CO(g)的ΔH＜0、ΔS＞0，则298 K下该反应________（填“能”或“不能”）自发进行。 (2)（2025·浙江1月选考）工业中常用如下反应生产HCON(CH3)2：(CH3)2NH(g)＋CO(g)===HCON(CH3)2(l)。某条件下反应自发且熵减，则此反应在该条件下ΔH________（填“>”“<”或“＝”）0。 (3)（2025·湖南卷）C4H8(g)＋H2(g)⥫⥬C4H10(g)的ΔH＝－126.0 kJ·mol-1，该反应________（填标号）。 A．高温自发　　　　　 B．低温自发 C．高温低温均自发 D．高温低温均不自发 解析：(1)反应TiO2(s)＋2C(s)＋2Cl2(g)===TiCl4(g)＋2CO(g)的ΔH<0、ΔS>0，根据ΔG＝ΔH－TΔS<0时反应能自发进行可知，该反应在298 K下能自发进行。(2)由题可知，(CH3)2NH(g)＋CO(g)===HCON(CH3)2(l)在某条件下可自发（即ΔG＜0）且ΔS＜0，根据ΔG＝ΔH－TΔS<0时反应能自发进行，可推知在该条件下此反应的ΔH＜0。(3)该反应是熵减的放热反应，依据ΔG＝ΔH－TΔS＜0时反应能自发进行，所以该反应低温自发。 答案：(1)能　(2)＜　(3)B 学科网（北京）股份有限公司 $