第02讲 化学平衡状态、化学平衡的移动(复习讲义)(浙江专用)2027年高考化学一轮复习讲练测
2026-08-19
|
2份
|
42页
|
54人阅读
|
0人下载
精品
摘要:
该高中化学高考复习讲义围绕化学平衡状态及移动核心考点,按可逆反应、平衡特征、移动影响因素、勒夏特列原理、等效平衡逻辑架构知识,通过考情分析、框架搭建、考点精讲、真题训练环节,帮助学生系统突破难点。
讲义采用思维建模与解题妙招结合策略,如用“逆向相等,变量不变”法判断平衡状态,培养科学思维。设置分层变式题与真题溯源,保障复习针对性,助力教师把控节奏,提升学生分析解决问题能力。
内容正文:
第02讲 化学平衡状态、化学平衡的移动
内容导航
01
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 可逆反应 ∣ 知识点2 化学平衡
考向破译 考向1 化学平衡 ∣ 考向2 化学平衡状态的判断
解题妙招1 极端假设法确定各物质浓度范围
解题妙招2 判断平衡状态的方法
考点二 化学平衡移动
知识解构 知识点1 化学平衡的移动 ∣ 知识点2 影响化学平衡的因素
知识点3勒夏特列原理 ∣ 知识点4 等效平衡
考向破译 考向1分析外界条件对化学平衡的影响 ∣ 考向2 等效平衡的应用
考向3 勒夏特列原理的应用
解题妙招1 判断化学平衡移动方向的思维模型
解题妙招2 判断物质变化的基本思路
04
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
——
——
化学平衡移动
浙江1月卷T18(1)
浙江6月卷T11,3分
考向解读--洞悉趋势 精准预判
►命题解码:
1.从命题题型和内容上看,浙江选考中该知识点在选择题和非选择题运均有呈现,受题量所限,主要在化学反应原理综合中呈现,主要涉及:(1)化学平衡的建立及化学平衡状态的特征及判断;(2)结合化学反应速率或反应热,考查平衡移动的影响因素,及平衡移动引起的浓度、转化率等的判断等。
2.从命题思路上看,试题往往以“碳”综合利用、新能源开发、污染的治理或废物利用等载体,考查平衡建立、平衡移动、转化率等内容。其中选择题中,结合化学反应机理、化学平衡图像或图表考查外界条件对化学平衡的影响;非选择题中,通过反应机理或浓度、转化率图像提供信息进行命题,主要考查化学平衡移动原理的综合分析等。
►复习目标:
1.了解化学反应的可逆性及化学平衡的建立。
2.掌握化学平衡的特征。
3.理解外界条件(浓度、温度、压强、催化剂等)对化学平衡的影响,能用相关理论解释其一般规律。
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 可逆反应
1.概念:在同一条件下,既可以向正反应方向进行,同时又可以向逆反应方向进行的化学反应。
2.可逆反应的特点
(1)同步性:正逆反应同时进行
(2)等同性:反应条件完全相同
(3)共存性:①反应不可能进行到底,即反应体系中反应物与生成物共存;②各组分的浓度都大于零。
3.证明某反应为可逆反应
(1)检验出某种生成物
(2)检验量少的反应物是否有剩余
4.表示:在方程式中用“”表示,而不用“”表示。
得分速记
(1)判断可逆反应必须看是否在 "同一条件下" 同时进行,条件不同的正逆反应不算可逆反应;
(2)可逆反应不能进行到底,反应物转化率一定小于 100%,反应物和生成物一定同时存在;
(3)可逆反应达到平衡时,反应并没有停止,而是正逆反应速率相等,是动态平衡;
(4)可逆符号 "" 两边的物质互为反应物和生成物,正反应方向是从左到右。
知识点2 化学平衡
1.概念:在一定条件下的可逆反应中,当反应进行到一定程度时,正反应速率和逆反应速率相等,反应物的浓度和生成物的浓度保持不变的状态。
2.建立:
(1)对于只加入反应物从正向建立的平衡:
过程
正、逆反应速率
反应物、生成物的浓度
反应开始
v(正)最大,v(逆)=0
反应物浓度最大,生成物浓度为零
反应过程中
v(正)逐渐减小,v(逆)逐渐增大
反应物浓度逐渐减小,生成物浓度逐渐增大
平衡状态时
v(正)=v(逆)
各组分的浓度不再随时间的变化而变化
(2)对于只加入生成物从逆向建立的平衡:
过程
正、逆反应速率
反应物、生成物的浓度
反应开始
v(逆)最大,v(正)=0
生成物浓度最大,反应物浓度为零
反应过程中
v(逆)逐渐减小,v(正)逐渐增大
生成物浓度逐渐减小,反应物浓度逐渐增大
平衡状态时
v(正)=v(逆)
各组分的浓度不再随时间的变化而变化
3.化学平衡的特征
(1)逆:可逆反应;
(2)动:化学平衡是一种动态平衡,v(正)=v(逆)≠0;
(3)等:正反应速率=逆反应速率;
(4)定:反应物和生成物的质量或浓度保持不变;
(5)变:条件改变,平衡状态可能改变,新条件下建立新的化学平衡。
4.化学平衡状态的判断
(1)判断方法分析
化学反应
mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g)
是否平衡
混合物体系中各成分的含量
①各物质的物质的量或物质的量分数一定
平衡
②各物质的质量或质量分数一定
平衡
③各气体的体积或体积分数一定
平衡
④总体积、总压强、总物质的量一定
不一定平衡
正、逆反
应速率之
间的关系
①单位时间内消耗了m mol A,同时也生成了m mol A
平衡
②单位时间内消耗了n mol B,同时也消耗了p mol C
平衡
③v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)=m∶n∶p∶q
不一定平衡
④单位时间内生成了n mol B,同时也消耗了q mol D
不一定平衡
压强
①其他条件一定、总压强一定,且m+n≠p+q
平衡
②其他条件一定、总压强一定,且m+n=p+q
不一定平衡
混合气体的
①平均相对分子质量一定,且m+n≠p+q
平衡
②平均相对分子质量一定,且m+n=p+q
不一定平衡
温度
任何化学反应都伴随着能量变化,当体系温度一定时
平衡
气体密度(ρ)
①只有气体参加的反应,密度保持不变(恒容密闭容器中)
不一定平衡
②m+n≠p+q时,密度保持不变(恒压容器中)
平衡
③m+n=p+q时,密度保持不变(恒压容器中)
不一定平衡
颜色
反应体系内有色物质的颜色稳定不变(其他条件不变)
平衡
(2)动态标志:v正=v逆≠0
①同种物质:同一物质的生成速率等于消耗速率。
②不同物质:必须标明是“异向”的反应速率关系。如aA+bBcC+dD,=时,反应达到平衡状态。
(3)静态标志:各种“量”不变
①各物质的质量、物质的量或浓度不变。
②各物质的百分含量(物质的量分数、质量分数等)不变。
③压强(化学反应方程式两边气体体积不相等)或颜色(某组分有颜色)不变。
④绝热容器中温度不变。
⑤密度不变(注意容器中的气体质量或体积变化)。
⑥平均相对分子质量不变(注意气体质量或气体物质的量变化)。
总之,若物理量由变量变成了不变量,则表明该可逆反应达到平衡状态;若物理量为“不变量”,则不能作为平衡标志。
得分速记
(1)化学平衡状态判断“三关注”
关注反应条件,是恒温恒容、恒温恒压,还是绝热恒容容器;关注反应特点,是等体积反应,还是非等体积反应;关注特殊情况,是否有固体参加或生成,或固体的分解反应。
(2)不能作为“标志”的四种情况
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恒温恒容下的体积不变的反应,体系的压强或总物质的量不再随时间而变化,如2HI(g)H2(g)+I2(g)。
③全是气体参加的体积不变的反应,体系的平均相对分子质量不再随时间而变化,如2HI(g)H2(g)+I2(g)。
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(2025·浙江省9 1高中联盟高一期中)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。
解题妙招
极端假设法确定各物质浓度范围
可逆反应的平衡物理量一定在最大值和最小值之间,但起始物理量可以为最大值或最小值。
【变式1】【变载体】下列反应中,属于可逆反应的是( )
①N2+3H22NH3,2NH33H2+N2
②2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑,Na2CO3+H2O+CO2=HCO3
③CH3CH2OHCH2CH2↑+H2O,CH2=CH2+H2OCH3CH2OH
④2Na+Cl22NaCl,2NaCl2Na+Cl2↑
A.① B.①②③ C.①②③④ D.①③④
【答案】A
【解析】可逆反应是指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,符合此条件的只有①。
【变式2】【变考法】在一密闭容器中进行反应:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g),已知反应过程中某一时刻SO2、O2、SO3的浓度分别为0.2 mol·L-1、0.1 mol·L-1、0.2 mol·L-1,当反应达到平衡时,可能存在的数据是( )
A.SO2为0.4 mol·L-1,O2为0.2 mol·L-1 B.SO2为0.25 mol·L-1
C.SO3为0.4 mol·L-1 D.SO2、SO3均为0.15 mol·L-1
【答案】B
【解析】SO2和O2的浓度增大,说明反应向逆反应方向进行建立平衡,SO2和O2的浓度变化分别为0.2 mol·L-1、0.1 mol·L-1,需要消耗三氧化硫的浓度为0.2 mol·L-1,由于该反应为可逆反应,实际变化浓度应小于三氧化硫的原有浓度0.2 mol·L-1,所以达到平衡时SO2的浓度小于0.4 mol·L-1,O2的浓度小于0.2 mol·L-1,故A错误;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的浓度变化为0.2 mol·L-1,实际变化为0.05 mol·L-1,故B正确;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的浓度变化为0.2 mol·L-1,实际变化应小于该值,故C错误;反应物、生成物的浓度不可能同时减小,故D错误。
【变式3】【变题型】(2026·浙江温州选考模拟)向容积恒定为2L的密闭容器中充入一定量的气体发生反应2SO2(g)+O2(g)2SO3(g),其中SO3的物质的量随时间变化如图所示,下列说法正确的是( )
A.若开始时向容器中充入一定量He,则反应达到平衡状态的时间将缩短
B.0~2min内,v(O2)=0.25 mol·L-1·min-1
C.0时刻,反应气体只有SO3,没有SO2、O2
D.平衡前,生成0.2molSO2的同时生成0.1molO2
【答案】D
【解析】A.容积恒定的密闭容器中充入He,He不参与反应,SO2、O2、SO3的浓度均不变,反应速率不变,达到平衡的时间不变,A错误;B.0∼2min内,,根据反应计量数,,容器容积为2L,因此,B错误;C.由图可知,0时刻后SO3的物质的量减小,说明该反应逆向建立平衡,但无法证明原容器中没有SO2和O2,C错误;D.逆反应中,生成的SO2和O2的物质的量之比始终等于计量数之比2:1,因此无论是否达到平衡,平衡前生成0.2molSO2的同时一定生成0.1molO2,D正确;故选D。
考向2 化学平衡状态的判断
例2(2026·浙江杭州高二期中)工业上使用水煤气(CO与H2的混合气体)合成甲醇,反应为CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) ΔH=-akJ·mol−1。下列叙述能说明上述反应已达到化学平衡状态的是( )
A.2v正(H2)= v逆(CH3OH)
B.CH3OH的体积分数不再改变
C.反应放出a kJ热量
D.同一时间内,消耗0.04 molH2,生成0.02 molCH3OH
【答案】B
【解析】A项,反应达到平衡时正逆反应速率之比等于化学计量数之比,应满足v正(H2)= 2v逆(CH3OH),题给式子说明逆反应速率大于正反应速率,反应未达平衡,A不符合题意;B项,CH3OH的体积分数不再改变,说明体系中各组分的含量保持恒定,符合化学平衡“定”的特征,B符合题意;C项,放出a kJ热量仅说明有1 molCO参与反应,无法证明正逆反应速率相等,不能说明反应达到平衡,C不符合题意;D项,消耗H2和生成ΔH均为正反应方向的变化,无论反应是否平衡,二者物质的量变化之比恒为2:1,不能说明正逆反应速率相等,D不符合题意;故选B。
解题妙招
判断平衡状态的方法——“逆向相等,变量不变”
(1)“逆向相等”:反应速率必须一个是正反应的速率,一个是逆反应的速率,且经过换算后同一种物质的正反应速率和逆反应速率相等。
特别注意:同一反应方向的反应速率不能判断反应是否达到平衡状态。
(2)“变量不变”:如果一个量是随反应进行而改变的,当不变时为平衡状态;一个随反应的进行保持不变的量,不能作为是否是平衡状态的判断依据。
【变式1】【变载体】(2026·浙江丽水高二期末)恒温恒容密闭容器中发生反应:C(s)+CO2(g)2CO(g) ,下列叙述不能判断该反应已达到平衡状态的是( )
A.容器内压强保持不变 B.气体的平均相对分子质量保持不变
C.气体的密度保持不变 D.ΔH不再发生变化
【答案】D
【解析】A项,该反应中气体分子数反应前后发生变化,恒温恒容下压强不变说明气体分子数不再变化,可判断平衡状态,A不符合题意;B项,气体总质量因固体碳转化为气体而增加,气体总物质的量也增加,平均相对分子质量 随反应进度变化,当其不变时说明反应进度恒定,可判断平衡状态,B不符合题意;C项,恒容下气体密度 ,气体总质量随反应进度变化,密度不变说明气体总质量不再变化,可判断平衡状态,C不符合题意;D项,ΔH为反应的标准焓变,是热力学常数,与反应是否平衡无关,始终不变,因此不能用于判断平衡状态,D符合题意;故选D。
【变式2】【变题型】一定温度下,在恒容密闭容器中充入CO和H2,发生反应:2H2(g)+CO(g)CH3OH(g) △H<0。下列图像符合实际且t0时达到平衡状态的是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】A项,该反应中气体总质量、容器容积为定值,则密度始终不变,图示曲线不符合实际,且不能根据密度不变判断平衡状态,故A不符合题意;B项,初始时CH3OH(g)的体积分数应该为0,图示曲线与实际不符,故B不符合题意;C项,2H2(g)+CO(g)⇌CH3OH(g)为气体体积缩小的反应,混合气体总质量为定值,则建立平衡过程中混合气体的平均摩尔质量逐渐增大,图示曲线与实际不符,故C不符合题意;D项,2H2(g)+CO(g)⇌CH3OH(g)为气体体积缩小的反应,反应过程中压强逐渐减小,当压强不再变化,t0min时,表明达到平衡状态,故D符合题意。
【变式3】【新考法】2025·浙江省绍兴市三模)苯乙烯作为一种重要的基础有机化工原料,广泛用于合成塑料和橡胶。工业常采用乙苯脱氢的方法制备苯乙烯,其原理如下:
反应1:C6H5CH2CH3(g)C6H5CH=CH2(g)+H2(g) △H1=+117.6kJ•mol-1
反应2:CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) △H2=+41.2kJ•mol-1
(4)在某恒温恒容容器中发生CO2耦合乙苯脱氢制备苯乙烯(同时发生反应1和2),下列能说明反应达到平衡的是 (填标号)。
A.容器内压强不再发生变化 B.CO的百分含量不再发生变化
C.容器内混合气体的密度不再发生变化 D.每消耗1mol乙苯的同时生成1mol苯乙烯
【答案】(4) AB
【解析】(4)A项,反应1是气体体积增大的反应、反应2是气体体积不变的反应,反应中容器内压强增大,则容器内压强保持不变说明正逆反应速率相等,反应已达到平衡,故正确;B项,一氧化碳的百分含量不再发生变化说明正逆反应速率相等,反应已达到平衡,故正确;C项,由质量守恒定律可知,反应前后气体的质量相等,在恒容密闭容器中混合气体的密度始终不变,则混合气体的密度保持不变不能说明正逆反应速率相等,无法判断反应是否达到平衡,故错误;D项,消耗乙苯和生成苯乙烯都代表正反应速率,则每消耗1mol乙苯的同时生成1mol苯乙烯不能说明正逆反应速率相等,无法判断反应是否达到平衡,故错误;故选AB;
考点二 化学平衡移动
知●识●解●构
知识点1 化学平衡的移动
1.概念:一个可逆反应,达到化学平衡状态以后,若改变反应条件(如温度、压强、浓度等),使正、逆反应的速率不相等,化学平衡发生移动。最终在新的条件下,会建立新的化学平衡,这个过程叫作化学平衡的移动。
2.化学平衡移动的过程
3.化学平衡移动方向与化学反应速率的关系
(1)v正>v逆:平衡向正反应方向移动。
(2)v正=v逆:反应达到平衡状态,平衡不发生移动。
(3)v正<v逆:平衡向逆反应方向移动。
知识点2 影响化学平衡的因素
1.改变下列条件对化学平衡的影响
影响因素
图像
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,平衡向正反应方向移动
增大生成物浓度或减小扳不物浓度,平衡向逆反应方向移动
压强
正反应为气体分子数增大的反应
正反应为气体分子数减小的反应
增大压强,平衡向气体体积减小的方向移动
减小压强,平衡向气体体积增大的方向移动
温度
正反应为放热反应
正反应为吸热反应
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
催化剂
同等程度改变υ(正)、υ(逆)
化学平衡不移动
2.化学平衡中的特殊情况
(1)当反应物或生成物中存在与其他物质不相混溶的固体或液体物质时,由于其“浓度”是恒定的,不随其量的增减而变化,故改变这些固体或液体的量,对化学平衡没影响。
(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)温度不变时浓度因素的“决定性作用”——分析“惰性气体(不参加反应的气体)”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(等效于减压)
得分速记
(1)正、逆反应速率只改变一个的,一般是浓度改变而引起的。如反应物和生成物的浓度同时发生改变的话,也可能正、逆反应速率同时发生改变。
(2)温度与压强改变时,正、逆反应速率同时变大或减小。
(3)正、逆反应速率同倍数增大,除了使用催化剂,也可能是气体体积不改变的反应,改变的压强导致。
知识点3 勒夏特列原理
1.内容:对于一个已经达到平衡的体系,如果改变影响化学平衡的一个条件 (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.理解勒夏特列原理的注意问题
(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。
3.应用:可以更加科学有效地调控和利用化学反应,尽可能让化学反应按照人们的需要进行。
(1)原理:改变影响平衡移动的一个条件,平衡向减弱该条件方向移动
(2)前提:必须存在可逆过程(存在平衡)
①化学平衡:N2(g)+3H2(g)2NH3(g)
②电离平衡:CH3COOHCH3COO-+H+
③水解平衡:Fe3++3H2OFe(OH)3+3H+
④沉淀溶解平衡:AgCl(s)Ag+(aq)+Cl-(aq)
⑤气体溶解平衡:O2(g)O2(aq)
⑥结晶溶解平衡:KNO3(s)K+(aq)+NO3-(aq)
(3)必须有平衡移动,且实际移动方向符合理论移动方向
①催化剂不能使平衡移动,无法用勒夏特列原理解释。
②等体反应改变压强,平衡不移动,无法用勒夏特列原理解释。
(3)“加的多,剩的多”原理
①增大X的浓度,新平衡时c(X)一定比原平衡时的大
②增大压强,新平衡时P一定比原平衡时的大
③升高温度,新平衡时T一定比原平衡时的大
(4)“单一气体型”反应的特殊性
①反应形式:A(s)xB(s)+yC(g)
②改变压强、浓度,平衡移动,新平衡时P、c不变
(5)“单侧气体型”反应的特殊性
①反应形式:A(s)xB(g)+yC(g)
②改变压强、同倍数改变浓度,平衡移动,新平衡时P、c不变
③改变一种气体浓度,平衡移动,新平衡时c变大
知识点4 等效平衡
1.等效平衡的含义
在一定条件下(恒温恒容或恒温恒压)下,同一可逆反应体系,不管是从正反应开始,还是从逆反应开始,还是正、逆反应同时投料,达到化学平衡状态时,任何相同组分的百分含量(质量分数、物质的量分数、体积分数等)均相同。
2.等效平衡的判断方法
(1)恒温恒容条件下反应前后体积改变的反应的判断方法:极值等量即等效。
例如:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)
① 2 mol 1 mol 0
② 0 0 2 mol
③ 0.5 mol 0.25 mol 1.5 mol
④ a mol b mol c mol
上述①②③三种配比,按化学方程式的化学计量关系均转化为反应物,则SO2均为2 mol,O2均为1 mol,三者建立的平衡状态完全相同。④中a、b、c三者的关系满足:c+a=2,+b=1,即与上述平衡等效。
(2)恒温恒压条件下反应前后体积改变的反应判断方法:极值等比即等效。
例如:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)
① 2 mol 3 mol 0
② 1 mol 3.5 mol 2 mol
③ a mol b mol c mol
按化学方程式的化学计量关系均转化为反应物,则①②中=,故互为等效平衡。
③中a、b、c三者关系满足:=,即与①②平衡等效。
(3)恒温条件下反应前后体积不变的反应的判断方法:无论是恒温恒容,还是恒温恒压,只要极值等比即等效,因为压强改变对该类反应的化学平衡无影响。
例如:H2(g)+I2(g)2HI(g)
① 1 mol 1 mol 0
② 2 mol 2 mol 1 mol
③ a mol b mol c mol
①②两种情况下,n(H2)∶n(I2)=1∶1,故互为等效平衡。
③中a、b、c三者关系满足∶=1∶1或a∶b=1∶1,c≥0,即与①②平衡等效。
3.虚拟“中间态”法构建等效平衡
(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的叠加并压缩而成,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的叠加,压强不变,平衡不移动。
得分速记
两平衡状态间要互为等效应满足四点:①同一条件;②同一可逆反应;③仅仅由于初始投料不同(即建立平衡的方向可以不同);④平衡时相应物质在各自平衡体系中的体积分数(或物质的量分数)相同。
考●向●破●译
考向1 分析外界条件对化学平衡的影响
例1(2026·浙江舟山五校联盟高二期中)下列化学平衡在改变条件时发生现象的描述不正确的是( )
A.Cl2+H2OHCl+HClO,光照后氯水黄绿色变浅
B.Cr2O72-(橙色)+H2O2CrO42-(黄色)+2H+,K2Cr2O7溶液中滴几滴浓盐酸溶液橙色变深
C.[Cu(H2O)2]2+(蓝色)+4Cl-[CuCl4]2-(黄色)+4H2O ΔH>0将氯化铜溶液加热颜色变绿
D.FeCl3+3KSCNFe(SCN)3+3KCl,向平衡体系中加入KCl固体,体系颜色不发生改变
【答案】B
【解析】A项,反应为Cl2+H2OHCl+HClO,光照下HClO发生分解:2HClO2HCl+O2↑,HClO浓度降低,平衡正向移动,溶液中Cl2浓度减小,氯水黄绿色变浅,该描述正确,A不符合题意;B项,向K2Cr2O7溶液中滴加浓盐酸,溶液中H+浓度增大,根据勒夏特列原理,平衡逆向移动,橙色的Cr2O72-浓度增大,理论上溶液橙色变深,但Cr2O72-具有强氧化性,浓盐酸中Cr2O72-具有还原性,二者会发生氧化还原反应:Cr2O72-+14H++6Cl-=2Cr3++3Cl2↑+7H2O,并不会橙色变深,该描述不正确,B符合题意;C项,该反应 ΔH>0为吸热反应,加热时平衡正向移动,蓝色的 [Cu(H2O)4]2+与生成的黄色[CuCl4]2-共存,颜色混合后溶液呈绿色,该描述正确,C不符合题意;D项,该反应的实质为 Fe3++3SCN-Fe[(SCN)3,K+和Cl-不参与平衡,加入KCl固体平衡不移动,体系颜色不发生改变,该描述正确,D不符合题意;故选B。
解题妙招
判断化学平衡移动方向的思维模型
【变式1】【变载体】(2026·浙江省精诚联盟高三一模)下列说法不正确的是( )
A.HI分解反应历程:2HI(g)H2(g)+2I(g) ΔH = +162 kJ/mol,2I(g)I2(g) ΔH = -151 kJ/mol,每步反应均为基元反应,且升高温度,总反应平衡正移
B.SO2(g)+NO2(g)SO3(g)+NO(g) ΔH<0,则正反应的活化能小于逆反应的活化能
C.CO(g)+H2S(g)COS(g)+H2(g),通入CO后,正反应速率逐渐增大
D.[Cu(NH3)2]++CO+NH3 [Cu(NH3)3CO]+ ΔH<0,则铜氨液吸收适宜条件是低温和高压
【答案】C
【解析】A项,HI分解总反应2HI(g)H2(g)+I2(g)ΔH = +11 kJ/mol > 0,为吸热反应,升高温度平衡正向移动,说法正确,A不符合题意;B项,ΔH < 0,为放热反应,根据ΔH = Ea正 - Ea逆,可知正反应活化能小于逆反应活化能,说法正确,B不符合题意;C项,通入CO后,反应物浓度瞬间增大,正反应速率应立刻增大,而非“逐渐增大”,说法不正确,C符合题意;D项,ΔH < 0,低温有利于正向反应;正向反应气体分子数减小,高压有利于正向反应,适宜条件为低温和高压,说法正确,D不符合题意;故选C。
【变式2】【变载体】.(2026·浙江省Z20联盟高三一模)下列说法不正确的是( )
A.Cl2(aq)+H2O(l)HClO(aq)+H+(aq)+ Cl-(aq) ΔH<0,加水稀释,增大
B.N2O4(g)2NO2(g) ΔH>0,压缩容器体积,平衡向逆方向移动,气体颜色变浅
C.C(sg)+H2O(g)CO(g)+H2(g) ΔH>0,该反应在高温条件下更易自发进行
D.N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH<0,增大反应物浓度,单位体积内活化分子总数增大
【答案】B
【解析】A项,加水稀释,Cl2(aq)+H2O(l)HClO(aq)+H+(aq)+ Cl-(aq)平衡正向移动,HClO(aq)H+(aq)+ClO-(aq)平衡正向移动,c(Cl-)减小的程度比c(HClO)的小,增大,A正确;B项,N2O4(g)2NO2(g)是气体体积增大的反应,压缩容器体积,压强增大,平衡向逆方向移动,但NO2的浓度增大,气体颜色变深,B错误;C项,C(sg)+H2O(g)CO(g)+H2(g)是气体体积增大的反应,ΔS>0,ΔH>0,ΔH-TΔS<0时反应能够自发进行,则该反应在高温条件下更易自发进行,C正确;D项,增大反应物浓度,活化分子百分数不变,单位体积内活化分子总数增大,反应速率加快,D正确;故选B。
【变式3】【变考法】(2026·浙江省七校联盟高三一模,节选)汽车尾气中含有NO气体,是汽车内燃机高温条件下氮气与氧气反应产生。NO是破坏臭氧层的凶手之一。相关反应如下:
Ⅰ.N2(g)+O2(g)2NO(g) ΔH1=+180kJ·mol−1;
Ⅱ.NO(g)+O3(g)NO2(g)+O2(g) ΔH2;
Ⅲ.用CO还原氮氧化物,可防止氮氧化物污染:2CO(g)+2NO(g)2CO2(g)+N2(g) ΔH3。
(2)恒温条件下,将等物质的量的N2与O2混合气体通入恒容密闭容器中发生反应Ⅰ,平衡后经下列操作,容器中NO的体积分数增大的是_______。
A.保持恒容通入O2 B.升高温度 C.分离出NO D.改用更高效的催化剂
【答案】(2)B
【解析】(2)反应 Ⅰ:N2(g)+O2(g)2NO(g) ΔH1=+180kJ·mol−1,该反应为正反应吸热、气体分子数不变的反应;A项,通入O2,平衡正向移动,但O2是反应物,NO 体积分数减小;B项,升高温度,吸热反应平衡正向移动,NO 体积分数增大;C项,分离出 NO,平衡正向移动,但 NO 被移出,体积分数减小;D项,催化剂不影响平衡,NO 体积分数不变;故选B;
考向2 等效平衡的应用
例2温度为T时,在容积为2 L的3个恒容密闭容器中发生反应:3A(g)+B(g)xC(g),按不同方式投入反应物,测得反应达到平衡时的有关数据如下:
容器
甲
乙
丙
反应物的投入量
3 mol A、2 mol B
6 mol A、4 mol B
2 mol C
达到平衡的时间/min
5
8
A的浓度/mol·L-1
c1
c2
C的体积分数/%
w1
w3
混合气体的密度/g·L-1
ρ1
ρ2
下列说法正确的是( )
A.若x<4,则2c1<c2
B.若x=4,则w1=w3
C.无论x的值是多少,均有2ρ1=ρ2
D.甲容器达到平衡所需的时间比乙容器达到平衡所需的时间短
【答案】C
【解析】若x<4,则正反应为气体分子数减小的反应,乙容器对于甲容器而言,相当于加压,平衡正向移动,所以2c1>c2,A项错误;若x=4,则反应前后气体分子数相等,由于起始时甲容器中A、B的投入量之比与化学方程式中对应化学计量数之比不相等,故w3不可能等于w1,B项错误;起始时乙容器中A、B的投入量是甲容器的2倍,两容器的容积相等,故恒有2ρ1=ρ2,C项正确;起始时乙容器中A、B的浓度是甲容器中的2倍,故乙容器达到平衡所需的时间比甲容器达到平衡所需的时间短,D项错误。
【变式1】【变考法】体积完全相同的两个容器A和B,已知A装有SO2和O2各1 g,B装有SO2和O2各2 g,在相同温度下反应达到平衡时A中SO2的转化率为a%,B中SO2的转化率为b%,则A、B两容器中SO2转化率的关系正确的是( )
A.a%>b% B.a%=b% C.a%<b% D.2a%=b%
【答案】C
【解析】要比较A、B两容器中SO2转化率,可以对B容器的反应过程进行如下等效设计:
即先将B容器中的体积扩大一倍,使状态Ⅱ与A容器达到等同平衡(状态Ⅱ相当于两个独立的容器A),两者SO2的转化率相等。再将状态Ⅱ体积压缩为原体积,根据勒夏特列原理,状态Ⅲ平衡时SO2转化率大于状态Ⅱ(也就是容器A)的转化率。而B容器先扩大体积再压缩回原状,转化率是相同的,所以a%<b%。
【变式2】【变载体】在甲、乙、丙三个不同密闭容器中按不同方式投料,一定条件下发生反应(起始温度和起始体积相同):N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH<0,相关数据如下表所示:
容器
甲
乙
丙
相关条件
恒温恒容
绝热恒容
恒温恒压
反应物投料
1mol N2、3mol H2
2mol NH3
2mol NH3
平衡时容器体积
V甲
V乙
V丙
反应的平衡常数K
K甲
K乙
K丙
平衡时NH3的浓度/mol·L-1
c甲
c乙
c丙
平衡时NH3的反应速率/mol·L-1·min-1
v甲
v乙
v丙
下列说法正确的是( )
A.V甲>V丙 B.K乙<K丙 C.c乙>c甲 D.v甲=v丙
【答案】C
【解析】A项,甲与乙都是恒容容器,所以,V甲=V乙,故A错误;B项,合成氨是放热反应,其逆反应氨气分解就是吸热的,乙绝热容器,丙恒温,所以乙反应后比丙温度低,向吸热方向进行的程度小,平衡时乙中氨气浓度比丙高,氮气和氢气浓度比丙低,K乙>K丙,故B错误;C项,条件相同时,甲与乙是等效平衡.甲与乙容器体积相同,乙分解氨气吸热导致乙比甲温度低,平衡向合成氨方向移动,平衡时氨气浓度乙大于甲,故C正确;D项,甲与丙起始温度和起始体积相同,恒温条件下反应,丙在恒压条件下分解氨气生成氢气和氮气,平衡时体积比反应前大,即平衡时丙体积大于甲,则压强甲大于丙,所以υ甲>υ丙,故D错误。
【变式1】【变题型】已知2A(g)+B(g)2C(g) △H=-a kJ/mol(a>0),在一个有催化剂的固定容积的容器中加入2molA和1molB,在500℃时充分反应达平衡后C的浓度为ω mol/L,放出热量为b kJ。
(1)比较a b(填“>”“=”或“<”)。
(2)下表为不同温度下该反应的平衡常数。由此可推知,表中T1 T2(填“>”、“=”或“<”)。
T/K
T1
T2
T3
K
1.00×107
2.45×105
1.88×103
若在原来的容器中,只加入2molC,500℃时充分反应达平衡后,吸收热量为c kJ,C的浓度
(填“>”“=”或“<”)ωmol/L,a、b、c之间满足何种关系 (用代数式表示)。
(3)在相同条件下要想得到2a kJ热量,加入各物质的物质的量可能是 。
A.4molA和2molB B.4molA、2molB和2molC
C.4molA和4molB D.6molA和4molB
(4)为使该反应的反应速率增大,且平衡向正反应方向移动的是 。
A. 及时分离出C气体 B. 适当升高温度 C. 增大B的浓度 D. 选择高效催化剂
(5)若将上述容器改为恒压容器(反应前体积相同),起始时加入2molA和1molB,500℃时充分反应达平衡后,放出热量为d kJ,则d b(填“>”、“=”或“<”),理由是 。
(6)在一定温度下,向一个容积可变的容器中,通入3molA和2molB及固体催化剂,使之反应,平衡时容器内气体物质的量为起始时的90%。保持同一反应温度,在相同容器中,将起始物质的量改为4molA、3molB和2molC,则平衡时A的百分含量 (填“不变”、“变大”、“变小”或“无法确定”)。
【答案】(1) a>b (2) < = a=b+c (3) D (4) C
(5) > 由于反应过程中恒压容器中压强大于恒容容器,所以转化率更大,放热更多
(6)不变
【解析】(1)由于反应为可逆反应不可能进行完全,故放出的热量应a>b;(2)由于该反应为放热反应,故温度升高,平衡逆向移动,化学平衡常数K减小,根据表中不同温度下该反应的平衡常数,说明温度T1<T2;若在原来的容器中,只加入2molC,500℃时充分反应达平衡后,与原平衡为等效平衡,故C的浓度相等;依据等效平衡知识得出a、b、c之间满足何种关系为a=b+c。(3)在相同条件下要想得到2a kJ热量,加入各物质的物质的量至少比原来物质的量大两倍以上,故只可能是可能是6molA和4molB,即选D。(4)A项,及时分离出C气体,平衡向正反应方向移动,但速率减小;B项,适当升高温度,反应速率加快,但平衡逆向移动;C项,增大B的浓度,相当于增加反应物浓度,化学反应速率加快,平衡正向移动,正确;D项,使用催化剂,只能改变反应速率,但平衡不移动,故符合题意为C。(5)若把容器改为恒压容器,由于该反应为体积减小的反应,故相对恒容,压强增大,平衡正向移动,放热更多,即d>b。(6)采用“一边倒”的方法分析得出两种情况为等效平衡,故A的百分含量不变。
考向3 勒夏特列原理的应用
例3(2026·浙江丽水高二期末)下列事实不能用勒夏特列原理解释的是( )
A.向Fe(SCN)3溶液中加入铁粉,颜色变浅
B.可用浓氨水和氢氧化钠固体快速制氨
C.向Fe(SCN)3溶液中加入MnO2粉末,迅速产生大量气泡
D.打开冰镇啤酒瓶,瓶内压强减小,有大量气泡逸出
【答案】C
【解析】A项,向Fe(SCN)3溶液中加入铁粉,铁粉还原Fe3+,降低Fe3+浓度,使平衡Fe3+ + 3SCN- Fe(SCN)3逆向移动,颜色变浅,符合勒夏特列原理,A不符合题意;B项, 浓氨水中存在NH3·H2ONH4++OH- ,加入NaOH固体,增加OH-浓度,平衡逆向移动,释放NH3,符合勒夏特列原理,B不符合题意;C项,H2O2分解反应2H2O2 → 2H2O + O2是不可逆反应,加入MnO2催化剂只加快反应速率,不改变平衡状态(无平衡),不能用勒夏特列原理解释,C符合题意;D项,啤酒中CO2溶解平衡CO2(g) ⇌ CO2(aq),打开瓶盖压强减小,平衡逆向移动,释放CO2,有气泡逸出,符合勒夏特列原理,D不符合题意;故选C。
【变式1】【变载体】下列操作或事实不能用勒夏特列原理解释的是( )
A.2NO2(g)N2O4(g),把充有NO2的球浸泡在冰水中,气体颜色变浅
B.打开碳酸饮料瓶盖时,会有气泡冒出
C.合成氨工业中,采用高温有利于提高生产效率
D.向含有Fe(SCN)3的红色溶液中加入铁粉,振荡,溶液颜色变浅或褪去
【答案】C
【解析】2NO2(g)N2O4(g),把充有NO2的球浸泡在冰水中,气体颜色变浅,降低温度,平衡正向移动,能用勒夏特列原理解释,A正确; 打开碳酸饮料瓶盖时,会有气泡冒出,因为压强减小,溶解平衡逆向移动,能用勒夏特列原理解释,B正确;合成氨反应为放热反应,采用高温不利于提高生产效率,不能用勒夏特列原理解释,C错误;向含有Fe(SCN)3的红色溶液中加入铁粉消耗铁离子,Fe 3++3SCN-Fe(SCN)3平衡逆向移动,溶液颜色变浅或褪去,能用勒夏特列原理解释,D正确;故选D。
【变式2】【变载体】下列事实能用平衡移动原理解释的是( )
A.生铁比高纯度的铁在空气中更容易发生电化学腐蚀
B.用KClO3分解制取氧气时加入少量MnO2固体可加速KClO3的分解
C.密闭烧瓶内存在平衡体系:,缩小容器的容积,混合气体颜色加深
D.漂白粉水溶液中滴入少量醋酸,漂白效果增强
【答案】D
【解析】A项,生铁为碳铁合金,铁与碳构成微型原电池,加速铁的腐蚀,与平衡移动无关,A不符合题意;B项,MnO2对KClO3的分解有催化作用,与平衡移动无关, B不符合题意;C项,对于反应,该反应前后气体的分子数不变,混合气体的颜色加深是由于容器的容积缩小,浓度增大所致,与平衡移动无关,C不符合题意;D项,漂白粉的有效成分为次氯酸钙,其在水中存在水解平衡:ClO-+H2OHClO+OH-,滴入少量醋酸,消耗氢氧根离子,水解平衡向生成HClO的方向移动,漂白效果增强,D符合题意;故选D。
【变式3】【变载体】下列事实可以用平衡移动原理解释的是( )
A.合成氨工业中使用铁触媒,提高生产效率
B.铝片放入浓中,待不再变化后,加热产生红棕色气体
C.在钢铁表面镀上一层锌,钢铁不易被腐蚀
D.盐碱地(含较多的NaCl、Na2CO3)施加适量石膏(CaSO4·2H2O),土壤的碱性降低
【答案】D
【解析】A项,合成氨工业中使用铁触媒做催化剂,可以加快反应速率、但不能使平衡发生移动,不能用平衡移动原理解释,A项不符合题意;B项,常温下Al放入浓硝酸中发生钝化,加热后Al与浓硝酸反应生成Al(NO3)3、红棕色的NO2气体和H2O,不能用平衡移动原理解释,B项不符合题意;C项,在钢铁表面镀上一层锌,隔绝钢铁与空气、水分的接触,使钢铁不易被腐蚀,不能用平衡移动原理解释,C项不符合题意;D项,在盐碱地(含较多的NaCl、Na2CO3)中存在水解平衡CO32-+H2OHCO3-+OH-、HCO3-+H2OH2CO3+OH-,使盐碱地土壤呈碱性,施加适量石膏,Ca2+与CO32-结合成CaCO3,CO32-的浓度减小,上述水解平衡逆向移动,或者:硫酸钙是微溶物、碳酸钙是难溶物,加入的硫酸钙能转化为碳酸钙沉淀,使碳酸根浓度减小、土壤的碱性降低,能用平衡移动原理解释,D项符合题意;故选D。
真题溯源·考向感知
——溯源真题逻辑,感知高考考向
1.(2026·云南卷,17,节选)“双碳”目标推动科技发展。
(2)一定温度下,恒容密闭容器中只发生反应:2CO(g)+2CH3ONO(g)=(COOCH3)2(l)+2NO(g),提高CH3ONO平衡转化率的措施有__________(填标号)。
A.及时移走(COOCH3)2 B.通入N2 C.增大CO和CH3ONO投料比 D.加入催化剂
【答案】(2)C
【解析】(2)A项,及时移走液态生成物DMO,DMO为纯液体,其量的改变不影响化学平衡移动,CH3ONO平衡转化率不变,错误;B项,恒容密闭容器中通入N2,各反应物生成物浓度不变,平衡不移动,转化率不变,错误;C项,增大CO和CH3ONO投料比,相当于增加CO浓度,平衡正向移动,CH3ONO转化率提高,正确;D项,催化剂只改变反应速率,不改变平衡状态,转化率不变,错误。
2.(2026·河北卷,17,节选)丙烯是石油化工行业的重要原料,利用CO2氧化丙烷制备丙烯对环境保护和经济发展有重要的意义。反应如下:
Ⅰ C3H8(g)+CO2(g)C3H6(g)+CO(g)+H2O(g) ΔH1
使用铂锡双金属催化剂(M),上述反应分两步进行:
Ⅱ C3H8(g)C3H6(g)+H2(g) ΔH2=+124kJ·mol−1
Ⅲ CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) ΔH3=+41kJ·mol−1
(2)550℃时,恒容密闭容器中装有0.20 g催化剂M,按n(C3H8):n(CO2)=1:1通入混合气体,反应2 h后得到0.012 molC3H6,则0~2 h内每克催化剂催化生成C3H6的平均速率为_____mol·h-1·g-1。下列能说明该体系达到平衡状态的是_____(不定项选择,填序号)。
a.n(C3H6)=n(H2)+n(CO)
b.C3H6的生成速率和消耗速率相等
c.混合气体的密度不再改变
d.混合气体的平均摩尔质量不再改变
【答案】(2) 0.03 bd
【解析】(2)0~2 h内每克催化剂催化生成C3H6的平均速率 。A项,由Ⅱ、Ⅲ两步反应关系可得,任意时刻都满足n(C3H6)=n(H2)+n(CO),无法说明各组分浓度或百分含量保持不变,不能作为平衡标志,错误;B项,C3H6的生成速率等于消耗速率,说明正逆反应速率相等,达到平衡,b正确;C项,该反应在恒容密闭容器中进行,气体总质量不变,容器体积不变,混合气体的密度始终不变,不能说明达到平衡状态,错误;D项,反应前后气体总质量不变,但反应Ⅰ和反应Ⅱ都是气体分子数增加的反应,气体总物质的量在反应过程中不断增大,平均摩尔质量不断减小,当混合气体的平均摩尔质量不再改变时,说明达到了平衡状态,正确。故选bd。
3.(2025·浙江1月卷,18)二甲胺[(CH3)2NH]、N,N-二甲基甲酰胺[HCON(CH3)2]均是用途广泛的化工原料。请回答:
(1)用氨和甲醇在闭容器中合成二甲胺,反应方程式如下:
Ⅰ.NH3(g)+CH3OH(g) CH3NH2(g)+H2O(g)
Ⅱ.CH3NH2(g)+CH3OH(g)(CH3)2NH(g)+H2O(g)
Ⅲ.(CH3)2NH(g)+CH3OH(g) (CH3)3N(g)+H2O(g)
可改变甲醇平衡转化率的因素是_______。
A.温度 B.投料比[n(NH3):n(CH3OH)] C.压强 D.催化剂
【答案】(1)AB
【解析】(1)A项,已知化学反应必然有热效应,故改变温度化学平衡一定能够发生改变,即改变温度一定能够改变甲醇的平衡转化率,A符合题意;B项,增大投料比[n(NH3):n(CH3OH)] 将增大CH3OH的转化率,相反减小投料比[n(NH3):n(CH3OH)],将减小CH3OH的平衡转化率,B符合题意;C项,由题干方程式可知,反应前后气体的体积不变,故改变压强不能使上述化学平衡发生移动,即不能改变CH3OH的平衡转化率,C不合题意;D项,催化剂只能同等幅度的改变正逆化学反应速率,故不能使平衡发生移动,即不能改变CH3OH的平衡转化率,D不合题意;故选AB;
4.(2024·浙江6月卷,11,3分)二氧化碳氧化乙烷制备乙烯,主要发生如下两个反应:
I.C2H6(g)+CO2(g)C2H4(g)+CO(g)+H2O(g) ΔH1>0
II.C2H6(g)+2CO2(g)4CO(g)+3H2(g) ΔH2>0
向容积为的密闭容器中投入2 mol C2H6和3 mol CO2,不同温度下,测得时(反应均未平衡)的相关数据见下表,下列说法不正确的是( )
温度()
400
500
600
乙烷转化率()
2.2
9.0
17.8
乙烯选择性()
92.6
80.0
61.8
注:乙烯选择性
A.反应活化能:I<II
B.时,0~5 min反应I的平均速率为:v(C2H4)=2.88×10-3 mol·L-1·min-1
C.其他条件不变,平衡后及时移除H2O(g),可提高乙烯的产率
D.其他条件不变,增大投料比[n(C2H6)/ n(CO2)]投料,平衡后可提高乙烷转化率
【答案】D
【解析】A项,由表可知,相同温度下,乙烷在发生转化时,反应Ⅰ更易发生,则反应活化能:Ⅰ<Ⅱ,A正确;B项,由表可知,500℃时,乙烷的转化率为9.0%,可得转化的乙烷的总物质的量为2mol×9.0%=0.18mol,而此温度下乙烯的选择性为80%,则转化为乙烯的乙烷的物质的量为0.18mol×80%=0.144mol,根据方程式可得,生成乙烯的物质的量为0.144mol,则0~5 min反应I的平均速率为:,B正确;C项,其他条件不变,平衡后及时移除H2O(g),反应Ⅰ正向进行,可提高乙烯的产率,C正确;D项,其他条件不变,增大投料比[n(C2H6)/ n(CO2)]投料,平衡后CO2转化率提高,C2H6转化率降低,D错误;故选D。
5.(2023·浙江1月卷,19)“碳达峰•碳中和”是我国社会发展重大战略之一,CH4还原CO2是实现“双碳”经济的有效途径之一,相关的主要反应有:
I:CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g) ∆H1= +247 kJ•mol-1 ,K1
II:CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) ∆H2= +41 kJ•mol-1 , K2
(1)有利于提高CO2平衡转化率的条件是___________。
A.低温低压 B.低温高压 C.高温低压 D.高温高压
【答案】(1)C
【解析】(1)反应Ⅰ为气体体积增大的吸热反应,反应Ⅱ为气体体积不变的吸热反应,△H>0,升高温度,平衡右移,CH4平衡转化率增大;降低压强,平衡右移,CH4平衡转化率增大,故有利于提高CO2平衡转化率的条件是高温低压;故选C;
6.(2023·浙江1月卷,19)“碳达峰•碳中和”是我国社会发展重大战略之一,CH4还原CO2是实现“双碳”经济的有效途径之一,相关的主要反应有:
I:CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g) ∆H1= +247 kJ•mol-1 ,K1
II:CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) ∆H2= +41 kJ•mol-1 , K2
(3)恒压、750℃时,CH4和CO2按物质的量之比1:3投料,反应经如下流程(主要产物已标出)可实现CO2高效转化。
①下列说法正确的是__________。
A.Fe3O4可循环利用,CaO不可循环利用
B.过程ii,CaO吸收CO2可促进Fe3O4氧化CO的平衡正移
C.过程ii产生的H2O最终未被CaO吸收,在过程iii被排出
D.相比于反应I,该流程的总反应还原1mol CO2需吸收的能量更多
②过程ii平衡后通入He,测得一段时间内CO物质的量上升,根据过程iii,结合平衡移动原理,解释CO物质的量上升的原因______________________________。
【答案】(3)①BC
②通入He,CaCO3分解平衡正移,导致c(CO2)/c(CO)增大,促进Fe还原CO2平衡正移
【解析】(3)①A项,根据流程可知,Fe3O4转化为Fe,Fe又转化为Fe3O4,Fe3O4可循环利用;CaCO3受热分解生成CaO和CO2, CaO又与CO2反应生成CaCO3,CaO也可循环利用,A错误;B项,过程ⅱ,CaO吸收CO2使CO2浓度降低,促进Fe3O4氧化CO的平衡正移,B正确;C项,过程ⅱCaO吸收CO2而产生的H2O最终未被CaO吸收,在过程ⅲ被排出,C正确;D项,焓变只与起始物质的量有关,与过程无关,故相比于反应Ⅰ,该流程的总反应还原1 mol CO2需吸收的能量一样多,D错误;故选BC;②通入He,CaCO3分解平衡正移,导致增大,促进Fe还原CO2平衡正移,故过程ⅱ平衡后通入He,测得一段时间内CO物质的量上升;
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02讲 化学平衡状态、化学平衡的移动
内容导航
01
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 可逆反应 ∣ 知识点2 化学平衡
考向破译 考向1 化学平衡 ∣ 考向2 化学平衡状态的判断
解题妙招1 极端假设法确定各物质浓度范围
解题妙招2 判断平衡状态的方法
考点二 化学平衡移动
知识解构 知识点1 化学平衡的移动 ∣ 知识点2 影响化学平衡的因素
知识点3勒夏特列原理 ∣ 知识点4 等效平衡
考向破译 考向1分析外界条件对化学平衡的影响 ∣ 考向2 等效平衡的应用
考向3 勒夏特列原理的应用
解题妙招1 判断化学平衡移动方向的思维模型
解题妙招2 判断物质变化的基本思路
04
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
——
——
化学平衡移动
浙江1月卷T18(1)
浙江6月卷T11,3分
考向解读--洞悉趋势 精准预判
►命题解码:
1.从命题题型和内容上看,浙江选考中该知识点在选择题和非选择题运均有呈现,受题量所限,主要在化学反应原理综合中呈现,主要涉及:(1)化学平衡的建立及化学平衡状态的特征及判断;(2)结合化学反应速率或反应热,考查平衡移动的影响因素,及平衡移动引起的浓度、转化率等的判断等。
2.从命题思路上看,试题往往以“碳”综合利用、新能源开发、污染的治理或废物利用等载体,考查平衡建立、平衡移动、转化率等内容。其中选择题中,结合化学反应机理、化学平衡图像或图表考查外界条件对化学平衡的影响;非选择题中,通过反应机理或浓度、转化率图像提供信息进行命题,主要考查化学平衡移动原理的综合分析等。
►复习目标:
1.了解化学反应的可逆性及化学平衡的建立。
2.掌握化学平衡的特征。
3.理解外界条件(浓度、温度、压强、催化剂等)对化学平衡的影响,能用相关理论解释其一般规律。
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 可逆反应
1.概念:在同一条件下,既可以向_______方向进行,同时又可以向_______方向进行的化学反应。
2.可逆反应的特点
(1)同步性:正逆反应_______进行
(2)等同性:反应条件______________
(3)共存性:①反应不可能进行到底,即反应体系中反应物与生成物_______;②各组分的浓度都大于_______。
3.证明某反应为可逆反应
(1)检验出某种_______
(2)检验量_______的反应物是否有剩余
4.表示:在方程式中用“_______”表示,而不用“_______”表示。
得分速记
(1)判断可逆反应必须看是否在 "同一条件下" 同时进行,条件不同的正逆反应不算可逆反应;
(2)可逆反应不能进行到底,反应物转化率一定小于 100%,反应物和生成物一定同时存在;
(3)可逆反应达到平衡时,反应并没有停止,而是正逆反应速率相等,是动态平衡;
(4)可逆符号 "" 两边的物质互为反应物和生成物,正反应方向是从左到右。
知识点2 化学平衡
1.概念:在一定条件下的可逆反应中,当反应进行到一定程度时,正反应速率和逆反应速率_______,反应物的浓度和生成物的浓度保持_______的状态。
2.建立:
(1)对于只加入反应物从正向建立的平衡:
过程
正、逆反应速率
反应物、生成物的浓度
反应开始
v(正)最大,v(逆)=0
反应物浓度_______,生成物浓度为_______
反应过程中
v(正)逐渐______,v(逆)逐渐______
反应物浓度逐渐_______,生成物浓度逐渐_______
平衡状态时
v(正)_______v(逆)
各组分的浓度_______随时间的变化而变化
(2)对于只加入生成物从逆向建立的平衡:
过程
正、逆反应速率
反应物、生成物的浓度
反应开始
v(逆)最大,v(正)=0
生成物浓度_______,反应物浓度为_______
反应过程中
v(逆)逐渐_______,v(正)逐渐_______
生成物浓度逐渐_______,反应物浓度逐渐_______
平衡状态时
v(正)_______v(逆)
各组分的浓度_______随时间的变化而变化
3.化学平衡的特征
(1)逆:_______反应;
(2)动:化学平衡是一种_______平衡,______________;
(3)等:正反应速率_______逆反应速率;
(4)定:反应物和生成物的质量或浓度保持_______;
(5)变:条件改变,平衡状态可能改变,新条件下建立_______的化学平衡。
4.化学平衡状态的判断
(1)判断方法分析
化学反应
mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g)
是否平衡
混合物体系中各成分的含量
①各物质的物质的量或物质的量分数一定
_______
②各物质的质量或质量分数一定
_______
③各气体的体积或体积分数一定
_______
④总体积、总压强、总物质的量一定
_______
正、逆反
应速率之
间的关系
①单位时间内消耗了m mol A,同时也生成了m mol A
_______
②单位时间内消耗了n mol B,同时也消耗了p mol C
_______
③v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)=m∶n∶p∶q
_______
④单位时间内生成了n mol B,同时也消耗了q mol D
_______
压强
①其他条件一定、总压强一定,且m+n≠p+q
_______
②其他条件一定、总压强一定,且m+n=p+q
_______
混合气体的
①平均相对分子质量一定,且m+n≠p+q
_______
②平均相对分子质量一定,且m+n=p+q
_______
温度
任何化学反应都伴随着能量变化,当体系温度一定时
_______
气体密度(ρ)
①只有气体参加的反应,密度保持不变(恒容密闭容器中)
_______
②m+n≠p+q时,密度保持不变(恒压容器中)
_______
③m+n=p+q时,密度保持不变(恒压容器中)
_______
颜色
反应体系内有色物质的颜色稳定不变(其他条件不变)
_______
(2)动态标志:______________
①同种物质:同一物质的生成速率_______消耗速率。
②不同物质:必须标明是“_______”的反应速率关系。如aA+bBcC+dD,=时,反应达到平衡状态。
(3)静态标志:各种“量”不变
①各物质的_______、______________或_______不变。
②各物质的______________(______________、______________等)不变。
③_______(化学反应方程式两边气体体积_______)或_______(某组分有_______)不变。
④绝热容器中_______不变。
⑤密度不变(注意容器中的气体______________变化)。
⑥平均相对分子质量不变(注意_____________________变化)。
总之,若物理量由变量变成了不变量,则表明该可逆反应达到平衡状态;若物理量为“不变量”,则不能作为平衡标志。
得分速记
(1)化学平衡状态判断“三关注”
关注反应条件,是恒温恒容、恒温恒压,还是绝热恒容容器;关注反应特点,是等体积反应,还是非等体积反应;关注特殊情况,是否有固体参加或生成,或固体的分解反应。
(2)不能作为“标志”的四种情况
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恒温恒容下的体积不变的反应,体系的压强或总物质的量不再随时间而变化,如2HI(g)H2(g)+I2(g)。
③全是气体参加的体积不变的反应,体系的平均相对分子质量不再随时间而变化,如2HI(g)H2(g)+I2(g)。
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(2025·浙江省9 1高中联盟高一期中)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
解题妙招
极端假设法确定各物质浓度范围
可逆反应的平衡物理量一定在最大值和最小值之间,但起始物理量可以为最大值或最小值。
【变式1】【变载体】下列反应中,属于可逆反应的是( )
①N2+3H22NH3,2NH33H2+N2
②2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑,Na2CO3+H2O+CO2=HCO3
③CH3CH2OHCH2CH2↑+H2O,CH2=CH2+H2OCH3CH2OH
④2Na+Cl22NaCl,2NaCl2Na+Cl2↑
A.① B.①②③ C.①②③④ D.①③④
【变式2】【变考法】在一密闭容器中进行反应:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g),已知反应过程中某一时刻SO2、O2、SO3的浓度分别为0.2 mol·L-1、0.1 mol·L-1、0.2 mol·L-1,当反应达到平衡时,可能存在的数据是( )
A.SO2为0.4 mol·L-1,O2为0.2 mol·L-1 B.SO2为0.25 mol·L-1
C.SO3为0.4 mol·L-1 D.SO2、SO3均为0.15 mol·L-1
【变式3】【变题型】(2026·浙江温州选考模拟)向容积恒定为2L的密闭容器中充入一定量的气体发生反应2SO2(g)+O2(g)2SO3(g),其中SO3的物质的量随时间变化如图所示,下列说法正确的是( )
A.若开始时向容器中充入一定量He,则反应达到平衡状态的时间将缩短
B.0~2min内,v(O2)=0.25 mol·L-1·min-1
C.0时刻,反应气体只有SO3,没有SO2、O2
D.平衡前,生成0.2molSO2的同时生成0.1molO2
考向2 化学平衡状态的判断
例2(2026·浙江杭州高二期中)工业上使用水煤气(CO与H2的混合气体)合成甲醇,反应为CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) ΔH=-akJ·mol−1。下列叙述能说明上述反应已达到化学平衡状态的是( )
A.2v正(H2)= v逆(CH3OH)
B.CH3OH的体积分数不再改变
C.反应放出a kJ热量
D.同一时间内,消耗0.04 molH2,生成0.02 molCH3OH
解题妙招
判断平衡状态的方法——“逆向相等,变量不变”
(1)“逆向相等”:反应速率必须一个是正反应的速率,一个是逆反应的速率,且经过换算后同一种物质的正反应速率和逆反应速率相等。
特别注意:同一反应方向的反应速率不能判断反应是否达到平衡状态。
(2)“变量不变”:如果一个量是随反应进行而改变的,当不变时为平衡状态;一个随反应的进行保持不变的量,不能作为是否是平衡状态的判断依据。
【变式1】【变载体】(2026·浙江丽水高二期末)恒温恒容密闭容器中发生反应:C(s)+CO2(g)2CO(g) ,下列叙述不能判断该反应已达到平衡状态的是( )
A.容器内压强保持不变 B.气体的平均相对分子质量保持不变
C.气体的密度保持不变 D.ΔH不再发生变化
【变式2】【变题型】一定温度下,在恒容密闭容器中充入CO和H2,发生反应:2H2(g)+CO(g)CH3OH(g) △H<0。下列图像符合实际且t0时达到平衡状态的是( )
A. B. C. D.
【变式3】【新考法】2025·浙江省绍兴市三模)苯乙烯作为一种重要的基础有机化工原料,广泛用于合成塑料和橡胶。工业常采用乙苯脱氢的方法制备苯乙烯,其原理如下:
反应1:C6H5CH2CH3(g)C6H5CH=CH2(g)+H2(g) △H1=+117.6kJ•mol-1
反应2:CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) △H2=+41.2kJ•mol-1
(4)在某恒温恒容容器中发生CO2耦合乙苯脱氢制备苯乙烯(同时发生反应1和2),下列能说明反应达到平衡的是 (填标号)。
A.容器内压强不再发生变化 B.CO的百分含量不再发生变化
C.容器内混合气体的密度不再发生变化 D.每消耗1mol乙苯的同时生成1mol苯乙烯
考点二 化学平衡移动
知●识●解●构
知识点1 化学平衡的移动
1.概念:一个可逆反应,达到化学平衡状态以后,若改变反应条件(如温度、压强、浓度等),使正、逆反应的速率_______,化学平衡发生移动。最终在新的条件下,会建立新的化学平衡,这个过程叫作化学平衡的移动。
2.化学平衡移动的过程
3.化学平衡移动方向与化学反应速率的关系
(1)v正>v逆:平衡向_______反应方向移动。
(2)v正=v逆:反应_______平衡状态,平衡______________。
(3)v正<v逆:平衡向_______反应方向移动。
知识点2 影响化学平衡的因素
1.改变下列条件对化学平衡的影响
影响因素
图像
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,平衡向______________移动
增大生成物浓度或减小扳不物浓度,平衡向______________移动
压强
正反应为气体分子数增大的反应
正反应为气体分子数减小的反应
增大压强,平衡向气体体积_______的方向移动
减小压强,平衡向气体体积_______的方向移动
温度
正反应为放热反应
正反应为吸热反应
升高温度,平衡向_______反应方向移动
降低温度,平衡向_______反应方向移动
催化剂
同等程度改变υ(正)、υ(逆)
化学平衡_______
2.化学平衡中的特殊情况
(1)当反应物或生成物中存在与其他物质不相混溶的固体或液体物质时,由于其“浓度”是_______,不随其量的增减而变化,故改变这些固体或液体的_______,对化学平衡没影响。
(2)_______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)温度不变时浓度因素的“决定性作用”——分析“惰性气体(不参加反应的气体)”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_______―→平衡不移动
②恒温恒压条件
原平衡体系容器容积_______―→体系中各组分的浓度同倍数_______(等效于_______)
得分速记
(1)正、逆反应速率只改变一个的,一般是浓度改变而引起的。如反应物和生成物的浓度同时发生改变的话,也可能正、逆反应速率同时发生改变。
(2)温度与压强改变时,正、逆反应速率同时变大或减小。
(3)正、逆反应速率同倍数增大,除了使用催化剂,也可能是气体体积不改变的反应,改变的压强导致。
知识点3 勒夏特列原理
1.内容:对于一个已经达到平衡的体系,如果改变影响化学平衡的一个条件 (如_______、_______、_______),平衡将向着能够_______这种改变的方向移动。
2.理解勒夏特列原理的注意问题
(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),_______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“_______”外界条件的影响,更不是“扭转”外界条件的影响。
3.应用:可以更加科学有效地调控和利用化学反应,尽可能让化学反应按照人们的需要进行。
(1)原理:改变影响平衡移动的一个条件,平衡向_______该条件方向移动
(2)前提:必须存在可逆过程(存在平衡)
①化学平衡:N2(g)+3H2(g)2NH3(g)
②电离平衡:CH3COOHCH3COO-+H+
③水解平衡:Fe3++3H2OFe(OH)3+3H+
④沉淀溶解平衡:AgCl(s)Ag+(aq)+Cl-(aq)
⑤气体溶解平衡:O2(g)O2(aq)
⑥结晶溶解平衡:KNO3(s)K+(aq)+NO3-(aq)
(3)必须有平衡移动,且实际移动方向_______理论移动方向
①催化剂不能使平衡移动,无法用勒夏特列原理解释。
②等体反应改变压强,平衡不移动,无法用勒夏特列原理解释。
(3)“加的多,剩的多”原理
①增大X的浓度,新平衡时c(X)一定比原平衡时的_______
②增大压强,新平衡时P一定比原平衡时的_______
③升高温度,新平衡时T一定比原平衡时的_______
(4)“单一气体型”反应的特殊性
①反应形式:A(s)xB(s)+yC(g)
②改变压强、浓度,平衡移动,新平衡时P、c_______
(5)“单侧气体型”反应的特殊性
①反应形式:A(s)xB(g)+yC(g)
②改变压强、同倍数改变浓度,平衡移动,新平衡时P、c_______
③改变一种气体浓度,平衡移动,新平衡时c_______
知识点4 等效平衡
1.等效平衡的含义
在一定条件下(恒温恒容或恒温恒压)下,同一可逆反应体系,不管是从正反应开始,还是从逆反应开始,还是正、逆反应同时投料,达到化学平衡状态时,任何相同组分的百分含量(质量分数、物质的量分数、体积分数等)均_______。
2.等效平衡的判断方法
(1)恒温恒容条件下反应前后体积_______的反应的判断方法:极值_______即等效。
例如:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)
① 2 mol 1 mol 0
② 0 0 2 mol
③ 0.5 mol 0.25 mol 1.5 mol
④ a mol b mol c mol
上述①②③三种配比,按化学方程式的化学计量关系均转化为反应物,则SO2均为2 mol,O2均为1 mol,三者建立的平衡状态完全相同。④中a、b、c三者的关系满足:c+a=2,+b=1,即与上述平衡等效。
(2)恒温恒压条件下反应前后体积改变的反应判断方法:极值_______即等效。
例如:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)
① 2 mol 3 mol 0
② 1 mol 3.5 mol 2 mol
③ a mol b mol c mol
按化学方程式的化学计量关系均转化为反应物,则①②中=,故互为等效平衡。
③中a、b、c三者关系满足:=,即与①②平衡等效。
(3)恒温条件下反应前后体积不变的反应的判断方法:无论是恒温恒容,还是恒温恒压,只要极值_______即等效,因为压强改变对该类反应的化学平衡无影响。
例如:H2(g)+I2(g)2HI(g)
① 1 mol 1 mol 0
② 2 mol 2 mol 1 mol
③ a mol b mol c mol
①②两种情况下,n(H2)∶n(I2)=1∶1,故互为等效平衡。
③中a、b、c三者关系满足∶=1∶1或a∶b=1∶1,c≥0,即与①②平衡等效。
3.虚拟“中间态”法构建等效平衡
(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的叠加并压缩而成,相当于增大_______。
(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的叠加,压强_______,平衡_______。
得分速记
两平衡状态间要互为等效应满足四点:①同一条件;②同一可逆反应;③仅仅由于初始投料不同(即建立平衡的方向可以不同);④平衡时相应物质在各自平衡体系中的体积分数(或物质的量分数)相同。
考●向●破●译
考向1 分析外界条件对化学平衡的影响
例1(2026·浙江舟山五校联盟高二期中)下列化学平衡在改变条件时发生现象的描述不正确的是( )
A.Cl2+H2OHCl+HClO,光照后氯水黄绿色变浅
B.Cr2O72-(橙色)+H2O2CrO42-(黄色)+2H+,K2Cr2O7溶液中滴几滴浓盐酸溶液橙色变深
C.[Cu(H2O)2]2+(蓝色)+4Cl-[CuCl4]2-(黄色)+4H2O ΔH>0将氯化铜溶液加热颜色变绿
D.FeCl3+3KSCNFe(SCN)3+3KCl,向平衡体系中加入KCl固体,体系颜色不发生改变
解题妙招
判断化学平衡移动方向的思维模型
【变式1】【变载体】(2026·浙江省精诚联盟高三一模)下列说法不正确的是( )
A.HI分解反应历程:2HI(g)H2(g)+2I(g) ΔH = +162 kJ/mol,2I(g)I2(g) ΔH = -151 kJ/mol,每步反应均为基元反应,且升高温度,总反应平衡正移
B.SO2(g)+NO2(g)SO3(g)+NO(g) ΔH<0,则正反应的活化能小于逆反应的活化能
C.CO(g)+H2S(g)COS(g)+H2(g),通入CO后,正反应速率逐渐增大
D.[Cu(NH3)2]++CO+NH3 [Cu(NH3)3CO]+ ΔH<0,则铜氨液吸收适宜条件是低温和高压
【变式2】【变载体】.(2026·浙江省Z20联盟高三一模)下列说法不正确的是( )
A.Cl2(aq)+H2O(l)HClO(aq)+H+(aq)+ Cl-(aq) ΔH<0,加水稀释,增大
B.N2O4(g)2NO2(g) ΔH>0,压缩容器体积,平衡向逆方向移动,气体颜色变浅
C.C(sg)+H2O(g)CO(g)+H2(g) ΔH>0,该反应在高温条件下更易自发进行
D.N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH<0,增大反应物浓度,单位体积内活化分子总数增大
【变式3】【变考法】(2026·浙江省七校联盟高三一模,节选)汽车尾气中含有NO气体,是汽车内燃机高温条件下氮气与氧气反应产生。NO是破坏臭氧层的凶手之一。相关反应如下:
Ⅰ.N2(g)+O2(g)2NO(g) ΔH1=+180kJ·mol−1;
Ⅱ.NO(g)+O3(g)NO2(g)+O2(g) ΔH2;
Ⅲ.用CO还原氮氧化物,可防止氮氧化物污染:2CO(g)+2NO(g)2CO2(g)+N2(g) ΔH3。
(2)恒温条件下,将等物质的量的N2与O2混合气体通入恒容密闭容器中发生反应Ⅰ,平衡后经下列操作,容器中NO的体积分数增大的是_______。
A.保持恒容通入O2 B.升高温度 C.分离出NO D.改用更高效的催化剂
考向2 等效平衡的应用
例2温度为T时,在容积为2 L的3个恒容密闭容器中发生反应:3A(g)+B(g)xC(g),按不同方式投入反应物,测得反应达到平衡时的有关数据如下:
容器
甲
乙
丙
反应物的投入量
3 mol A、2 mol B
6 mol A、4 mol B
2 mol C
达到平衡的时间/min
5
8
A的浓度/mol·L-1
c1
c2
C的体积分数/%
w1
w3
混合气体的密度/g·L-1
ρ1
ρ2
下列说法正确的是( )
A.若x<4,则2c1<c2
B.若x=4,则w1=w3
C.无论x的值是多少,均有2ρ1=ρ2
D.甲容器达到平衡所需的时间比乙容器达到平衡所需的时间短
【变式1】【变考法】体积完全相同的两个容器A和B,已知A装有SO2和O2各1 g,B装有SO2和O2各2 g,在相同温度下反应达到平衡时A中SO2的转化率为a%,B中SO2的转化率为b%,则A、B两容器中SO2转化率的关系正确的是( )
A.a%>b% B.a%=b% C.a%<b% D.2a%=b%
【变式2】【变载体】在甲、乙、丙三个不同密闭容器中按不同方式投料,一定条件下发生反应(起始温度和起始体积相同):N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH<0,相关数据如下表所示:
容器
甲
乙
丙
相关条件
恒温恒容
绝热恒容
恒温恒压
反应物投料
1mol N2、3mol H2
2mol NH3
2mol NH3
平衡时容器体积
V甲
V乙
V丙
反应的平衡常数K
K甲
K乙
K丙
平衡时NH3的浓度/mol·L-1
c甲
c乙
c丙
平衡时NH3的反应速率/mol·L-1·min-1
v甲
v乙
v丙
下列说法正确的是( )
A.V甲>V丙 B.K乙<K丙 C.c乙>c甲 D.v甲=v丙
【变式1】【变题型】已知2A(g)+B(g)2C(g) △H=-a kJ/mol(a>0),在一个有催化剂的固定容积的容器中加入2molA和1molB,在500℃时充分反应达平衡后C的浓度为ω mol/L,放出热量为b kJ。
(1)比较a b(填“>”“=”或“<”)。
(2)下表为不同温度下该反应的平衡常数。由此可推知,表中T1 T2(填“>”、“=”或“<”)。
T/K
T1
T2
T3
K
1.00×107
2.45×105
1.88×103
若在原来的容器中,只加入2molC,500℃时充分反应达平衡后,吸收热量为c kJ,C的浓度
(填“>”“=”或“<”)ωmol/L,a、b、c之间满足何种关系 (用代数式表示)。
(3)在相同条件下要想得到2a kJ热量,加入各物质的物质的量可能是 。
A.4molA和2molB B.4molA、2molB和2molC
C.4molA和4molB D.6molA和4molB
(4)为使该反应的反应速率增大,且平衡向正反应方向移动的是 。
A. 及时分离出C气体 B. 适当升高温度 C. 增大B的浓度 D. 选择高效催化剂
(5)若将上述容器改为恒压容器(反应前体积相同),起始时加入2molA和1molB,500℃时充分反应达平衡后,放出热量为d kJ,则d b(填“>”、“=”或“<”),理由是 。
(6)在一定温度下,向一个容积可变的容器中,通入3molA和2molB及固体催化剂,使之反应,平衡时容器内气体物质的量为起始时的90%。保持同一反应温度,在相同容器中,将起始物质的量改为4molA、3molB和2molC,则平衡时A的百分含量 (填“不变”、“变大”、“变小”或“无法确定”)。
考向3 勒夏特列原理的应用
例3(2026·浙江丽水高二期末)下列事实不能用勒夏特列原理解释的是( )
A.向Fe(SCN)3溶液中加入铁粉,颜色变浅
B.可用浓氨水和氢氧化钠固体快速制氨
C.向Fe(SCN)3溶液中加入MnO2粉末,迅速产生大量气泡
D.打开冰镇啤酒瓶,瓶内压强减小,有大量气泡逸出
【变式1】【变载体】下列操作或事实不能用勒夏特列原理解释的是( )
A.2NO2(g)N2O4(g),把充有NO2的球浸泡在冰水中,气体颜色变浅
B.打开碳酸饮料瓶盖时,会有气泡冒出
C.合成氨工业中,采用高温有利于提高生产效率
D.向含有Fe(SCN)3的红色溶液中加入铁粉,振荡,溶液颜色变浅或褪去
【变式2】【变载体】下列事实能用平衡移动原理解释的是( )
A.生铁比高纯度的铁在空气中更容易发生电化学腐蚀
B.用KClO3分解制取氧气时加入少量MnO2固体可加速KClO3的分解
C.密闭烧瓶内存在平衡体系:,缩小容器的容积,混合气体颜色加深
D.漂白粉水溶液中滴入少量醋酸,漂白效果增强
【变式3】【变载体】下列事实可以用平衡移动原理解释的是( )
A.合成氨工业中使用铁触媒,提高生产效率
B.铝片放入浓中,待不再变化后,加热产生红棕色气体
C.在钢铁表面镀上一层锌,钢铁不易被腐蚀
D.盐碱地(含较多的NaCl、Na2CO3)施加适量石膏(CaSO4·2H2O),土壤的碱性降低
真题溯源·考向感知
——溯源真题逻辑,感知高考考向
1.(2026·云南卷,17,节选)“双碳”目标推动科技发展。
(2)一定温度下,恒容密闭容器中只发生反应:2CO(g)+2CH3ONO(g)=(COOCH3)2(l)+2NO(g),提高CH3ONO平衡转化率的措施有__________(填标号)。
A.及时移走(COOCH3)2 B.通入N2 C.增大CO和CH3ONO投料比 D.加入催化剂
2.(2026·河北卷,17,节选)丙烯是石油化工行业的重要原料,利用CO2氧化丙烷制备丙烯对环境保护和经济发展有重要的意义。反应如下:
Ⅰ C3H8(g)+CO2(g)C3H6(g)+CO(g)+H2O(g) ΔH1
使用铂锡双金属催化剂(M),上述反应分两步进行:
Ⅱ C3H8(g)C3H6(g)+H2(g) ΔH2=+124kJ·mol−1
Ⅲ CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) ΔH3=+41kJ·mol−1
(2)550℃时,恒容密闭容器中装有0.20 g催化剂M,按n(C3H8):n(CO2)=1:1通入混合气体,反应2 h后得到0.012 molC3H6,则0~2 h内每克催化剂催化生成C3H6的平均速率为_____mol·h-1·g-1。下列能说明该体系达到平衡状态的是_____(不定项选择,填序号)。
a.n(C3H6)=n(H2)+n(CO)
b.C3H6的生成速率和消耗速率相等
c.混合气体的密度不再改变
d.混合气体的平均摩尔质量不再改变
3.(2025·浙江1月卷,18)二甲胺[(CH3)2NH]、N,N-二甲基甲酰胺[HCON(CH3)2]均是用途广泛的化工原料。请回答:
(1)用氨和甲醇在闭容器中合成二甲胺,反应方程式如下:
Ⅰ.NH3(g)+CH3OH(g) CH3NH2(g)+H2O(g)
Ⅱ.CH3NH2(g)+CH3OH(g)(CH3)2NH(g)+H2O(g)
Ⅲ.(CH3)2NH(g)+CH3OH(g) (CH3)3N(g)+H2O(g)
可改变甲醇平衡转化率的因素是_______。
A.温度 B.投料比[n(NH3):n(CH3OH)] C.压强 D.催化剂
4.(2024·浙江6月卷,11,3分)二氧化碳氧化乙烷制备乙烯,主要发生如下两个反应:
I.C2H6(g)+CO2(g)C2H4(g)+CO(g)+H2O(g) ΔH1>0
II.C2H6(g)+2CO2(g)4CO(g)+3H2(g) ΔH2>0
向容积为的密闭容器中投入2 mol C2H6和3 mol CO2,不同温度下,测得时(反应均未平衡)的相关数据见下表,下列说法不正确的是( )
温度()
400
500
600
乙烷转化率()
2.2
9.0
17.8
乙烯选择性()
92.6
80.0
61.8
注:乙烯选择性
A.反应活化能:I<II
B.时,0~5 min反应I的平均速率为:v(C2H4)=2.88×10-3 mol·L-1·min-1
C.其他条件不变,平衡后及时移除H2O(g),可提高乙烯的产率
D.其他条件不变,增大投料比[n(C2H6)/ n(CO2)]投料,平衡后可提高乙烷转化率
5.(2023·浙江1月卷,19)“碳达峰•碳中和”是我国社会发展重大战略之一,CH4还原CO2是实现“双碳”经济的有效途径之一,相关的主要反应有:
I:CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g) ∆H1= +247 kJ•mol-1 ,K1
II:CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) ∆H2= +41 kJ•mol-1 , K2
(1)有利于提高CO2平衡转化率的条件是___________。
A.低温低压 B.低温高压 C.高温低压 D.高温高压
6.(2023·浙江1月卷,19)“碳达峰•碳中和”是我国社会发展重大战略之一,CH4还原CO2是实现“双碳”经济的有效途径之一,相关的主要反应有:
I:CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g) ∆H1= +247 kJ•mol-1 ,K1
II:CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) ∆H2= +41 kJ•mol-1 , K2
(3)恒压、750℃时,CH4和CO2按物质的量之比1:3投料,反应经如下流程(主要产物已标出)可实现CO2高效转化。
①下列说法正确的是__________。
A.Fe3O4可循环利用,CaO不可循环利用
B.过程ii,CaO吸收CO2可促进Fe3O4氧化CO的平衡正移
C.过程ii产生的H2O最终未被CaO吸收,在过程iii被排出
D.相比于反应I,该流程的总反应还原1mol CO2需吸收的能量更多
②过程ii平衡后通入He,测得一段时间内CO物质的量上升,根据过程iii,结合平衡移动原理,解释CO物质的量上升的原因______________________________。
2 / 3
学科网(北京)股份有限公司
学科网(北京)股份有限公司
$
相关资源
示范课
由于学科网是一个信息分享及获取的平台,不确保部分用户上传资料的 来源及知识产权归属。如您发现相关资料侵犯您的合法权益,请联系学科网,我们核实后将及时进行处理。