2.3 化学平衡的移动（举一反三题型专练，江苏专用）化学苏教版选择性必修1

第三单元 化学平衡的移动（题型突破·举一反三） 题型01 浓度变化对化学平衡的影响 题型02 压强变化对化学平衡的影响 题型03 温度变化、催化剂对化学平衡的影响 题型04 勒夏特列原理 题型05 利用“断点”突破化学反应速率图像 题型06 单一变量的平衡图像 题型07 多种变量的平衡图像 题型08 多重反应体系中的图像 ▌题型01 浓度变化对化学平衡的影响 1．化学平衡移动 (1)概念：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)移动的原因：化学平衡状态是有条件的 (3)改变的外界条件通常是 、 和 。 2.浓度对化学平衡的影响分析 化学平衡 aA（g）＋bB（g）cC（g）＋dD（g） 体系浓度改变 增大反应物浓度 增大生成物浓度 减小反应物浓度 减小生成物浓度 平衡移动方向 向移动 向移动 向移动 向移动 速率变化 v正先增大，v逆随后增大，且v′正>v′逆 v逆先增大，v正随后增大，且v′逆>v′正 v正先减小，v逆随后减小，且v′逆>v′正 v逆先减小，v正随后减小，且v′正>v′逆 图像 新平衡时速率 正、逆反应速率均 正、逆反应速率均 3．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＝表示，则： 当Qc＝K时，反应处于平衡状态，v正 v逆； 当Qc<K时，反应向正反应方向进行，v正 v逆； 当Qc>K时，反应向逆反应方向进行，v正 v逆。 【典例1】（25-26高二上·江苏扬州·阶段检测）下列平衡移动方向和现象判断正确的是 A．，加水稀释，平衡逆向移动，溶液黄色变浅 B．（蓝色）（黄色）+4H2O ΔH＞0，升温，平衡正向移动，溶液由蓝色变为绿色 C．，压缩容器体积，平衡不移动，气体颜色无变化 D．，加入Fe粉，平衡正向移动，溶液颜色加深 【变式1-1】（25-26高二上·江苏南通·阶段检测）下列有关化学反应速率的说法不正确的是 A．向已达到平衡的反应体系中减少生成物的浓度，达到平衡后，v正 和v逆都减小，v逆减小的程度大于v正 减小的程度 B．对于有气体参加的化学反应，减小压强使容器容积增大，单位体积内活化分子数减小 C．FeCl3+3KSCN3KCl+Fe(SCN)3 在某温度下达到平衡后，加入KCl固体，v正加快 D．化学平衡向正反应方向移动，v逆一定比v正小 【变式1-2】（25-26高二上·江苏南通·期中）830℃时反应的平衡常数。在容积不变的密闭容器中，将与混合加热到830℃发生反应达平衡。其他条件不变，向上述体系中投入一定量的CaO可以增大的体积分数。下列有关说法不正确的是 A．增大的浓度，使CO的转化率增大，同时提高的产率 B．投入一定量的CaO， C．在相同时间内，投入纳米CaO比微米CaO更有利于增大的体积分数 D．其他条件不变，向上述平衡体系中再投入CO、、、各0.1 mol，此时 【变式1-3】（25-26高二上·江苏苏州·期中）下列方案设计、现象和结论都正确的是 实验方案 现象 结论 A 向反应后的溶液中滴加KCl溶液 红色变浅 KCl使平衡逆向移动 B 向1L1mol/LKI溶液中，滴入几滴1mol/L溶液，然后滴加KSCN溶液 溶液变红 证明与的反应是可逆反应 C ，平衡后缩小体积，达新的平衡 新平衡颜色比原平衡深 増大压强，平衡逆向移动 D 已知，向盛有溶液的试管中加入适量，振荡、静置 层显紫色 在中的溶解度比在水中大 A．A B．B C．C D．D ▌题型02 压强变化对化学平衡的影响 1．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)，平衡向气体体积缩小的方向移动；减小压强(增大容器的容积)，平衡向气体体积增大的方向移动。 (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 2．压强改变与浓度商(Qc)、K以及化学平衡移动间的关系 3．压强改变与化学反应速率、化学平衡移动间的关系 【典例2】在常温下，下列可逆反应的平衡移动伴随着颜色变化，但颜色变化不受压强变化影响的是(　　) A．2NO2N2O4 B．2NO22NO＋O2 C．2HIH2＋I2 D．FeCl3＋3KSCNFe(SCN)3＋3KCl 【变式2-1】在密闭容器中的一定量混合气体发生反应：xA(g)＋yB(g) zC(g)，达到平衡时，测得A的浓度为0.5 mol·L－1，在温度不变的条件下，将容器的体积扩大到两倍，再达到平衡，测得A的浓度降低为0.3 mol·L－1。下列有关判断正确的是(　　) A．x＋y<z B．平衡向正反应方向移动 C．C的体积分数降低 D．B的浓度增大 【变式2-2】对于反应N2O4(g)2NO2(g)，在温度一定时，平衡体系中NO2的体积分数φ(NO2)随压强的变化情况如图所示。下列说法正确的是(　　) A．A、C两点的正反应速率的关系：A＞C B．A、B、C、D、E各状态，v正＜v逆的是状态E C．维持p1不变，E→A所需时间为x，维持p2不变，D→C所需时间为y，则x＜y D．使E状态从水平方向到达C状态，从理论上来讲，可选用的条件是从p1突然加压至p2 【变式2-3】一定温度下，向某容积可变的密闭容器中加入足量碳酸钙，发生反应：CaCO3(s)CaO(s)＋CO2(g)，并达到平衡。下列说法正确的是(　　) A．保持容器容积不变，充入He，平衡向逆反应方向移动 B．将容器容积增大为原来的2倍，当体系再次达到平衡时，气体密度不变 C．增加CaCO3(s)的物质的量，平衡向正反应方向移动，CO2的浓度增大 D．将容器容积缩小为原来的一半，当体系再次达到平衡时，CO2的浓度为原来的2倍 ▌题型03 温度变化、催化剂对化学平衡的影响 1．实验探究温度对化学平衡移动的影响 按表中实验步骤要求完成实验，观察实验现象，填写下表： 实验 原理 [Co(H2O)6]2＋＋4Cl－ [CoCl4]2－＋6H2O (粉红色) (蓝色) ΔH>0 实验 步骤 实验 现象 溶液变为蓝色 溶液不变色 溶液变为粉红色 结论 (平衡 移动的 方向) 升高温度，平衡向正反应方向移动(即吸热反应方向)；降低温度，平衡向逆反应方向移动(即放热反应方向) 2.温度变化对化学平衡移动的影响规律 (1)任何化学反应都伴随着能量的变化(放热或吸热)，所以任意可逆反应的化学平衡状态都受温度的影响。 (2)当其他条件不变时： 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。 3．用v—t图像分析温度对化学平衡移动的影响 化学平衡 aA＋bBcC＋dD ΔH＞0 aA＋bBcC＋dDΔH＜0 体系温度的变化 升温 降温 降温 升温 速率的变化 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逆同时减小，且v′正＞v′逆 v正、v逆同时增大，且v′逆＞v′正 平衡移动的方向 正向移动 逆向移动 正向移动 逆向移动 速率与时间的图象　 4．催化剂对化学平衡的影响 (1)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。 (2)用v—t图像分析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 。 【典例3】（25-26高二上·江苏连云港·阶段检测）利用“(橙色)(黄色)”研究温度、浓度对化学平衡的影响，进行如图实验。下列关于试管中溶液说法正确的是 A．微热试管a中溶液，黄色加深，故 B．试管b加水后，因为水是纯液体，所以平衡不移动 C．相同温度下，试管c比试管b黄色更深，原因是平衡正向移动，平衡常数K增大 D．试管d比试管b橙色更深，主要原因是增大，平衡逆向移动 【变式3-1】（25-26高二下·江苏无锡·期中）甲烷催化重整反应为CH4(g)＋H2O(g)CO(g)＋3H2(g)  ΔH>0。下列说法正确的是 A．平衡时升高温度，v正增大，v逆减小 B．反应平衡常数K= C．使用催化剂能加快反应速率，但不能降低反应的焓变 D．达到化学平衡时，CH4能全部转化为CO 【变式3-2】（25-26高二下·江苏无锡·期中）已知反应：2NO2(g) N2O4(g)，把NO2、N2O4的混合气体盛装在两个连通的烧瓶里，然后用弹簧夹夹住橡皮管，把烧瓶A放入热水里，把烧瓶B放入冰水里，如图所示。与常温时烧瓶内气体的颜色进行对比发现，A烧瓶内气体颜色变深，B烧瓶内气体颜色变浅。下列说法错误的是(　　) A．上述过程中，A烧瓶内正、逆反应速率均增大 B．上述过程中，B烧瓶内c(NO2)减小，c(N2O4)增大 C．上述过程中，A、B烧瓶内气体密度均保持不变 D．反应2NO2(g) N2O4(g)的逆反应为放热反应 【变式3-3】已知反应：3A(g)＋B(g)2C(g)＋2D(g)　ΔH<0，如图a、b曲线分别表示在不同条件下，A与B反应生成D的体积分数随时间t的变化情况。若想使曲线b(实线)变为曲线a(虚线)，可采取的措施是(　　) ①增大A的浓度　②升高温度　③增大D的浓度 ④加入催化剂　⑤恒温下，缩小反应容器体积 ⑥加入稀有气体，保持容器内压强不变 A．①②③ B．④⑤ C．③④⑤ D．④⑤⑥ ▌题型04 勒夏特列原理 1．化学平衡移动原理(又称勒夏特列原理) (1)定义 如果改变影响化学平衡的因素(如参加反应的化学物质的浓度、压强和温度)之一，平衡将向着能够 这种改变的方向移动。 (2)对平衡移动原理的理解 2．化学平衡移动原理在化工生产中的应用 (1)选择和优化反应条件； (2)改进工艺和装置等。 【典例4】（25-26高二上·江苏连云港·期中）下列事实能用勒夏特列原理解释的是 A．工业合成氨使用高温条件 B．工业生产中广泛使用催化剂来加快反应速率 C．向含有的红色溶液中加入铁粉，振荡，溶液颜色变浅 D．其他条件不变，对、、组成的平衡体系加压后颜色变深 【变式4-1】（25-26高二上·江苏·期中）以下现象能用勒夏特列原理解释的是 A．合成氨一般选择400~500℃进行 B．往新制氯水中加入适量碳酸钙固体可以增强漂白能力 C．由组成的平衡体系加压后颜色变深 D．硫酸工业中的重要反应常用作催化剂提高生产效率 【变式4-2】（25-26高二上·江苏扬州·期中）下列事实不能用勒夏特列原理解释的是 A．工业上生产硫酸时，充入过量的空气以提高的转化率 B．溴水中有化学平衡，当加入少量溶液后，溶液的颜色变浅 C．实验室可用排饱和食盐水的方法收集氯气 D．对，达到平衡后，增大压强(压缩容器体积)可使颜色变深 【变式4-3】（25-26高二上·江苏苏州·期中）下列措施或事实不能用勒夏特列原理解释的是 A．淀粉酶催化淀粉水解 B．用饱和食盐水除去氯气中的少量HCl气体 C．向含有的红色溶液中加入铁粉，振荡，溶液颜色变浅 D．工业上生产硫酸的过程中，使用过量的空气以提高的利用率 ▌题型05 利用“断点”突破化学反应速率图像 1.当可逆反应达到一种平衡后，若某一时刻外界条件发生改变，都可能使速率－时间图像的曲线出现不连续的情况，根据出现“断点”前后的速率大小，即可对外界条件的变化情况作出判断。如图： t1时刻改变的条件可能是使用了催化剂或增大压强(仅适用于反应前后气体物质的量不变的反应)。 2.常见含“断点”的速率变化图像分析 图像 t1 时刻 所改 变的 条件 温度 升高 降低 升高 降低 正反应为 的反应 正反应为 的反应 压强 增大 减小 增大 减小 正反应为气体物 质的量 的反应 正反应为气体物 质的量 的反应 【典例5】（24-25高二下·江苏泰州·期末）利用CO合成发生反应。下列关于该反应的说法正确的是 A．反应在任何温度下均能自发进行 B．反应的平衡常数 C．、充分反应，转移电子数为 D．上图表示平衡后时增大压强，速率随时间变化的图像 【变式5-1】反应N2(g)+3H2(g)⇌2ΝΗ3(g)ΔH=-92.4kJ·mol-1，在反应过程中，正反应速率随条件改变的变化如图，下列说法错误的是 A．t1时增大了生成物浓度 B．t2时降低了温度 C．t2时减少了压强 D．t3时使用了催化剂 【变式5-2】在容积不变的密闭容器中存在如下反应：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)　ΔH＜0。某研究小组研究了其他条件不变时，改变某一条件对上述反应的影响，下列分析正确的是(　　) A．图Ⅰ表示的是t1时刻增大O2的浓度对反应速率的影响 B．图Ⅱ表示的是t1时刻加入催化剂对反应速率的影响 C．图Ⅲ表示的是催化剂对平衡的影响，且甲的催化剂效率比乙高 D．图Ⅲ表示的是压强对化学平衡的影响，且乙的压强较高 【变式5-3】一定条件下，某可逆反应在密闭容器中建立化学平衡，在t1时刻改变某一个条件，建立新的平衡，其v­t图像如下： (1)对于反应：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)，t1时刻缩小容器体积，其图像为________，平衡向_________移动(填“正反应方向”“逆反应方向”或“不”，下同)。 (2)对于反应2NH3(g)N2(g)＋3H2(g)，t1时刻增大容器体积，其图像为_______，平衡向_________移动。 (3)对于反应H2(g)＋I2(g)2HI(g)，t1时刻缩小容器体积，其图像为_______，平衡__________移动。 ▌题型06 单一变量的平衡图像 1.“转化率—时间”四种图像 以mA（g）＋nB（g）pC（g）＋qD（g）　ΔH＝Q kJ·mol－1为例 p一定时，ΔH 0 T一定时，m＋n p＋q T一定时，m＋n p＋q T一定时，m＋n p＋q 2.解答单一变量类图像题应遵循的原则和方法 “先拐先平，数值大”原则 分析反应由开始（起始物质相同时）至达到平衡所用时间的长短可推知反应条件的变化。 ①若为温度变化引起，温度较高时，反应达到平衡所需时间短。如甲图500 ℃时先达平衡。 ②若为压强变化引起，压强较大时，反应达到平衡所需时间短。如乙、丙、丁图1.01×107 Pa时先达到平衡 掌握图像中反应规律的判断方法 ①图甲中，升高温度，A的转化率降低，平衡逆向移动，正反应为放热反应。 ②图乙中，增大压强，A的转化率升高，平衡正向移动，则正反应为气体体积减小的反应。 ③若纵坐标表示A的百分含量，则甲中正反应为吸热反应，乙中正反应为气体体积增大的反应 【典例6】（25-26高一下·江苏南京·期末）某化学科研小组研究在其他条件不变时，改变某一条件对反应[可用表示]的化学平衡的影响，得到如下图象（图中p表示压强，T表示温度，n表示物质的量，α表示平衡转化率，φ表示体积分数）。根据图象，下列判断正确的是 A．反应Ⅰ：若，则此反应只能在高温下自发进行 B．反应Ⅱ：此反应的，且 C．反应Ⅲ：且或且 D．反应Ⅳ：若，则该反应 【变式6-1】（25-26高二下·江苏无锡·阶段检测）下列叙述与图对应的是     A．对于达到平衡状态的反应：N2(g)+3H2(g)2NH3(g)，图①表示在时刻充入了一定量的NH3，平衡逆向移动 B．由图②可知，p2＞p1，T1＞T2，且该反应的正反应ΔH＜0，ΔS＜0 C．图③表示的反应方程式为：2A+B3C D．对于反应2X(g)+3Y(g)3Z(g)  ΔH＜0，图④y轴可以表示Y的百分含量 【变式6-2】（24-25高二上·江苏无锡·期末）在容积均固定为1 L的密闭容器M（起始500℃，恒温）、N（起始500℃，绝热）中分别加入1 mol 、4 mol CO，发生反应。M、N容器中的平衡转化率随时间的变化关系如图所示。下列说法不正确的是 A．该反应的 B．M容器中的转化率随时间的变化关系是图中的曲线b C．500℃该反应的平衡常数K为 D．平衡后，向N容器中再加入1 mol 和4 mol CO，则最终的平衡转化率与原平衡时的相等 【变式6-3】（25-26高二上·江苏苏州·期中）一定条件下，反应达到平衡时，NO的转化率与温度的关系如图所示，下列说法不正确的是 A．反应的 B．a点表示未达平衡状态，且 C．c点和d点对应的平衡常数K相等 D．延长c点的反应时间，可使NO转化率达到b点 ▌题型07 多种变量的平衡图像 1.“转化率—温度—压强”四种图像 以mA（g）＋nB（g）pC（g）＋qD（g）　ΔH＝Q kJ·mol－1为例 m＋n＞p＋q，ΔH 0 m＋n＜p＋q，ΔH 0 m＋n＞p＋q，ΔH 0 m＋n＜p＋q，ΔH 0 2.解答多种变量类图像题应运用“定一议二”原则 通过分析相同温度下不同压强时 用反应物A的转化率大小来判断平衡移动的方向，从而确定化学方程式中反应物与产物气体物质间的化学计量数的大小关系。如图甲中任取一条温度曲线研究，压强增大，A的转化率增大，平衡正向移动，正反应为气体体积减小的反应，图丙中任取横坐标一点作横坐标的垂直线，也能得出相同结论 通过分析相同压强下不同温度时 用反应物A的转化率的大小来判断平衡移动的方向，从而确定反应的热效应。如图丙中任取一条压强曲线研究，温度升高，A的转化率减小，平衡逆向移动，正反应为放热反应，图乙中任取横坐标一点作横坐标的垂直线，也能得出相同结论 【典例7】（24-25高二上·江苏南通·阶段检测）向密闭容器中充入一定量的气体A和B，发生反应：。测得不同温度和压强下，A的平衡转化率随温度和压强的变化如图所示。下列对反应的判断正确的是 A． B． C． D． 【变式7-1】（25-26高二上·江苏苏州·期中）乙烯气相直接水合反应制备乙醇：  。乙烯的平衡转化率随温度、压强的变化关系如下：[起始时，；a点容器体积为)]。下列分析不正确的是 A．乙烯气相直接水合反应的 B．图中a点对应的乙醇体积分数约为 C．图中压强的大小关系为： D．达到平衡状态a、b所需要的时间： 【变式7-2】 合成氨反应达到平衡时，NH3的体积分数与温度、压强的关系如图所示。根据此图分析合成氨工业最有前途的研究方向是（　　） A.提高分离技术 B.研制耐高压的合成塔 C.研制低温催化剂 D.探索不用N2和H2合成氨的新途径 【变式7-3】在密闭容器中，对于可逆反应M(？)＋3N(？) 2Q(g)，平衡时Q的体积分数与温度和压强的关系如下图所示，下列判断正确的是(　　) A.M和N不可能都为气体 B.N一定为气体 C.若反应的ΔH>0，则T1<T2 D.其他条件不变时，压强增大，混合气体的平均相对分子质量减小 ▌题型08 多重反应体系中的图像 1. 竞争反应体系中，不同温度、不同催化剂发生的主要反应不同，即温度、催化剂对反应选择性有影响。 2. 分析图像，判断反应是否已经达到平衡，是速率问题还是平衡问题，影响的因素有哪些，多个因素是协同的还是以某个因素为主，若改变出现相反的结论，要结合问题中的图像(或结论)抓住矛盾的主要方面解题。 3.多重平衡及选择性 在多重平衡中，几个可逆反应是相互影响的。 (1)如果主反应的生成物又与主反应的某一反应物发生另一个可逆反应，那么该反应物的平衡转化率就会增大。 (2)在一定温度下，特定的混合体系，多重平衡选择性为定值。因为平衡常数不变，催化剂的选用与品种无关。催化剂不能提高某一物质的平衡转化率。 (3)如果在同一条件下，两个物质同时可以发生几个可逆反应，那么催化剂的选用就可以使主反应的选择性提高，提高主要产物的产率。 4.常见图像 （1）催化剂的活性是否受温度的影响 如以二氧化钛表面覆盖Cu2Al2O4为催化剂，可以将CO2和CH4直接转化成乙酸。在不同温度下催化剂的催化效率与乙酸的生成速率关系如图所示。则根据两条曲线可以判断涉及影响反应速率的两个因素：催化剂和温度。250～300 ℃时，温度升高而乙酸的生成速率降低的原因是温度超过250 ℃时，催化剂的催化效率降低。 （2）考虑副反应的干扰或影响 如磷石膏是湿法生产磷酸排出的工业废渣，主要成分是CaSO4·2H2O。用不同的还原剂可以将CaSO4还原，所得SO2可用于工业生产硫酸。以C作还原剂，向密闭容器中加入相同质量的几组不同值（C与CaSO4的物质的量之比）的混合物在1 100 ℃加热，结果如图所示。当值为0.5时，反应产物为CaO、SO2、CO2；当值大于0.7时，反应所得气体中SO2的体积分数不升反降，其可能原因是当值大于0.7时，原料中的还原剂C的含量增加，则高温下过量的C与CO2发生反应CO2＋C2CO，从而使得气体总体积增大（或部分转化为其他含S物质）。 【典例8】（25-26高二下·江苏淮安·期末）钛单质及其化合物在化工生产中有广泛的应用。以和为原料制备过程中的主要反应(忽略其他副反应)为： ①   ②   ③   在恒容密闭容器中，投料比，平衡反应体系中各含钛组分的物质的量分数[例如的物质的量分数]随温度变化如图所示。下列说法正确的是 A．曲线Ⅰ对应的物质为 B．时，的平衡转化率约为90% C．上述平衡体系中， D．900℃时，压缩容器体积会增大平衡时的物质的量 【变式8-1】（25-26高二上·江苏南通·期中）利用逆水煤气变换将加氢还原为合成气，反应体系主要发生以下反应： 反应Ⅰ： 反应Ⅱ： 反应Ⅲ： 在恒定压强为100 kPa的条件下，将的混合气体投入装有镍催化剂的反应器中，平衡时各组分物质的量分数(不包括)与温度的关系如图所示，下列说法正确的是 A． B．曲线a对应的物质是CO C．M点的物质的量分数是的3倍 D．800℃时，适当增大体系压强，平衡时CO物质的量分数增大 【变式8-2】（25-26高二下·江苏南京·期末）二氧化碳加氢制甲醇涉及的反应可表示为： 反应Ⅰ：   反应Ⅱ：   在密闭容器中，下，时，平衡时和占含碳产物的物质的量百分数及平衡转化率随温度的变化如图所示。下列说法正确的是 A．，的平衡转化率始终高于 B．一定温度下，加入生石灰或选用高效催化剂，能提高平衡时产率 C．，温度升高使I中平衡转化率下降幅度大于Ⅱ中平衡转化率增加幅度 D．时反应Ⅱ的平衡常数约为0.15 【变式8-3】（25-26高二下·江苏盐城·期末）甲烷和水蒸气催化重整制氢过程中的主要反应为 ① ② 在装有催化剂的密闭容器中，、时，若仅考虑上述反应，平衡时转化率和CO转化率随温度的变化如图所示。 CO转换率 下列说法正确的是 A．反应的焓变 B．曲线a表示平衡时转化率随温度的变化 C．850℃平衡时生成的比550℃平衡时生成的少 D．相同条件下，和总物质的量不变，越小，产量越高 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $ 第三单元 化学平衡的移动（题型突破·举一反三） 题型01 浓度变化对化学平衡的影响 题型02 压强变化对化学平衡的影响 题型03 温度变化、催化剂对化学平衡的影响 题型04 勒夏特列原理 题型05 利用“断点”突破化学反应速率图像 题型06 单一变量的平衡图像 题型07 多种变量的平衡图像 题型08 多重反应体系中的图像 ▌题型01 浓度变化对化学平衡的影响 1．化学平衡移动 (1)概念：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)移动的原因：化学平衡状态是有条件的 (3)改变的外界条件通常是浓度、压强和温度。 2.浓度对化学平衡的影响分析 化学平衡 aA（g）＋bB（g）cC（g）＋dD（g） 体系浓度改变 增大反应物浓度 增大生成物浓度 减小反应物浓度 减小生成物浓度 平衡移动方向 正向移动 逆向移动 逆向移动 正向移动 速率变化 v正先增大，v逆随后增大，且v′正>v′逆 v逆先增大，v正随后增大，且v′逆>v′正 v正先减小，v逆随后减小，且v′逆>v′正 v逆先减小，v正随后减小，且v′正>v′逆 图像 新平衡时速率 正、逆反应速率均增大 正、逆反应速率均减小 3．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＝表示，则： 当Qc＝K时，反应处于平衡状态，v正＝v逆； 当Qc<K时，反应向正反应方向进行，v正>v逆； 当Qc>K时，反应向逆反应方向进行，v正<v逆。 【典例1】（25-26高二上·江苏扬州·阶段检测）下列平衡移动方向和现象判断正确的是 A．，加水稀释，平衡逆向移动，溶液黄色变浅 B．（蓝色）（黄色）+4H2O ΔH＞0，升温，平衡正向移动，溶液由蓝色变为绿色 C．，压缩容器体积，平衡不移动，气体颜色无变化 D．，加入Fe粉，平衡正向移动，溶液颜色加深 【答案】B 【解析】A．反应为，加水稀释时，根据勒夏特列原理，平衡会向粒子数增多的方向（正向）移动，且稀释本身会使溶液中离子浓度整体降低，因此溶液黄色（来自）会变浅，A错误；B．反应为，，正反应为吸热反应。升温时，平衡向吸热的正向移动，溶液中黄色的浓度增大，蓝色的浓度减小，蓝色与黄色混合后溶液呈现绿色，B正确；C．反应为，反应前后气体分子数不变，压缩容器体积时，平衡不移动，但由于容器体积减小，的浓度增大，气体颜色会加深，C错误；D．反应为，加入Fe粉时，Fe会与发生反应：，导致溶液中浓度降低，平衡逆向移动，溶液中红色的浓度减小，溶液颜色变浅，D错误；故选B。 【变式1-1】（25-26高二上·江苏南通·阶段检测）下列有关化学反应速率的说法不正确的是 A．向已达到平衡的反应体系中减少生成物的浓度，达到平衡后，v正 和v逆都减小，v逆减小的程度大于v正 减小的程度 B．对于有气体参加的化学反应，减小压强使容器容积增大，单位体积内活化分子数减小 C．FeCl3+3KSCN3KCl+Fe(SCN)3 在某温度下达到平衡后，加入KCl固体，v正加快 D．化学平衡向正反应方向移动，v逆一定比v正小 【答案】C 【解析】A．减少平衡体系生成物浓度的瞬间，不变、骤减，平衡正向移动；达到新平衡时，反应物、生成物浓度均低于原平衡浓度，因此、均小于原平衡速率，且减小的程度大于，A正确；B．减小压强使容器容积增大，气体反应物浓度减小，活化分子百分数不变，单位体积内活化分子数减小，B正确；C．该反应的本质为，、不参与反应，加入固体，参与反应的离子浓度不变，不变，C错误；D．平衡移动的本质是正逆反应速率不等，平衡正向移动时，一定存在，D正确；故选C。 【变式1-2】（25-26高二上·江苏南通·期中）830℃时反应的平衡常数。在容积不变的密闭容器中，将与混合加热到830℃发生反应达平衡。其他条件不变，向上述体系中投入一定量的CaO可以增大的体积分数。下列有关说法不正确的是 A．增大的浓度，使CO的转化率增大，同时提高的产率 B．投入一定量的CaO， C．在相同时间内，投入纳米CaO比微米CaO更有利于增大的体积分数 D．其他条件不变，向上述平衡体系中再投入CO、、、各0.1 mol，此时 【答案】B 【解析】A．增大反应物的浓度，平衡正向移动，转化率升高，生成的量增加，产率提高，A正确；B．平衡常数仅与温度有关，反应温度仍为，保持不变，B错误； C．纳米比微米的表面积更大，与的反应速率更快，相同时间内消耗更多，促使平衡正向移动的程度更大，更有利于增大的体积分数，C正确；D．设原平衡时转化的物质的量为，列三段式 ，平衡常数，解得，平衡时、、，加入各后，浓度商，平衡正向移动，故，D正确；故选B。 【变式1-3】（25-26高二上·江苏苏州·期中）下列方案设计、现象和结论都正确的是 实验方案 现象 结论 A 向反应后的溶液中滴加KCl溶液 红色变浅 KCl使平衡逆向移动 B 向1L1mol/LKI溶液中，滴入几滴1mol/L溶液，然后滴加KSCN溶液 溶液变红 证明与的反应是可逆反应 C ，平衡后缩小体积，达新的平衡 新平衡颜色比原平衡深 増大压强，平衡逆向移动 D 已知，向盛有溶液的试管中加入适量，振荡、静置 层显紫色 在中的溶解度比在水中大 A．A B．B C．C D．D 【答案】B 【解析】A．根据，向与KSCN反应后的溶液中滴加KCl溶液，红色变浅是由于稀释导致各离子浓度降低，而非KCl使平衡逆向移动，结论错误，故A错误；B．向KI溶液中滴加后，发生反应，根据题干中量的关系，显然是KI过量，但加入KSCN显红色，说明有Fe3+剩余，证明Fe3+与I-共存于溶液中，则该反应是可逆的，结论正确，B正确；C．缩小体积（加压）后，，新平衡颜色比原平衡深，是因为缩小体积各物质的浓度增大导致，且增大压强，平衡应正向移动，结论错误，C错误；D．CCl4层显紫色是因为I2被萃取，而非KI3在CCl4中溶解度更大，结论错误，故D错误；故选B。 ▌题型02 压强变化对化学平衡的影响 1．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)，平衡向气体体积缩小的方向移动；减小压强(增大容器的容积)，平衡向气体体积增大的方向移动。 (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 2．压强改变与浓度商(Qc)、K以及化学平衡移动间的关系 3．压强改变与化学反应速率、化学平衡移动间的关系 【典例2】在常温下，下列可逆反应的平衡移动伴随着颜色变化，但颜色变化不受压强变化影响的是(　　) A．2NO2N2O4 B．2NO22NO＋O2 C．2HIH2＋I2 D．FeCl3＋3KSCNFe(SCN)3＋3KCl 【答案】D 【解析】C项是等体积反应，改变压强颜色会发生变化，但是平衡不移动；D项是在溶液中进行的反应，压强对平衡无影响。 【变式2-1】在密闭容器中的一定量混合气体发生反应：xA(g)＋yB(g) zC(g)，达到平衡时，测得A的浓度为0.5 mol·L－1，在温度不变的条件下，将容器的体积扩大到两倍，再达到平衡，测得A的浓度降低为0.3 mol·L－1。下列有关判断正确的是(　　) A．x＋y<z B．平衡向正反应方向移动 C．C的体积分数降低 D．B的浓度增大 【答案】C 【解析】在温度不变的条件下，将容器的体积扩大到两倍，若平衡不移动，则A的浓度为0.25 mol·L－1；体积扩大两倍再次达到平衡时A的浓度为0.3 mol·L－1>0.25 mol·L－1，说明体积增大(减小压强)，平衡向逆反应方向移动，x＋y>z，C的体积分数降低，B的浓度减小。 【变式2-2】对于反应N2O4(g)2NO2(g)，在温度一定时，平衡体系中NO2的体积分数φ(NO2)随压强的变化情况如图所示。下列说法正确的是(　　) A．A、C两点的正反应速率的关系：A＞C B．A、B、C、D、E各状态，v正＜v逆的是状态E C．维持p1不变，E→A所需时间为x，维持p2不变，D→C所需时间为y，则x＜y D．使E状态从水平方向到达C状态，从理论上来讲，可选用的条件是从p1突然加压至p2 【答案】D 【解析】增大压强，反应速率增大，C点压强大于A点压强，所以v(A)＜v(C)，A项错误；处于曲线上的状态为平衡状态，E点NO2的体积分数小于平衡状态时的体积分数，反应应向生成NO2的方向进行，此时v正＞v逆，D点NO2的体积分数大于平衡状态时的体积分数，反应向逆反应方向进行，此时v正＜v逆，B项错误；压强越大，反应速率越大，达到平衡状态所用的时间越少，应为x＞y，C项错误；从p1突然加压到p2，瞬间平衡没有移动，NO2的体积分数瞬间不变，D项正确。 【变式2-3】一定温度下，向某容积可变的密闭容器中加入足量碳酸钙，发生反应：CaCO3(s)CaO(s)＋CO2(g)，并达到平衡。下列说法正确的是(　　) A．保持容器容积不变，充入He，平衡向逆反应方向移动 B．将容器容积增大为原来的2倍，当体系再次达到平衡时，气体密度不变 C．增加CaCO3(s)的物质的量，平衡向正反应方向移动，CO2的浓度增大 D．将容器容积缩小为原来的一半，当体系再次达到平衡时，CO2的浓度为原来的2倍 【答案】B 【解析】保持容器容积不变，充入He，由于参与反应的气体的浓度不变，则平衡不移动，A项错误；将容器容积增大为原来的2倍，压强减小，平衡向正反应方向移动，达到平衡时温度不变，则K＝c(CO2)不变，即c(CO2)不变，容器内气体的密度不变，B项正确；CaCO3(s)为固体，增加其物质的量，平衡不移动，CO2的浓度不变，C项错误；将容器容积缩小为原来的一半，压强增大，平衡向逆反应方向移动，但由于K不变，则平衡时二氧化碳的浓度不变，D项错误。 ▌题型03 温度变化、催化剂对化学平衡的影响 1．实验探究温度对化学平衡移动的影响 按表中实验步骤要求完成实验，观察实验现象，填写下表： 实验 原理 [Co(H2O)6]2＋＋4Cl－ [CoCl4]2－＋6H2O (粉红色) (蓝色) ΔH>0 实验 步骤 实验 现象 溶液变为蓝色 溶液不变色 溶液变为粉红色 结论 (平衡 移动的 方向) 升高温度，平衡向正反应方向移动(即吸热反应方向)；降低温度，平衡向逆反应方向移动(即放热反应方向) 2.温度变化对化学平衡移动的影响规律 (1)任何化学反应都伴随着能量的变化(放热或吸热)，所以任意可逆反应的化学平衡状态都受温度的影响。 (2)当其他条件不变时： 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。 3．用v—t图像分析温度对化学平衡移动的影响 化学平衡 aA＋bBcC＋dD ΔH＞0 aA＋bBcC＋dDΔH＜0 体系温度的变化 升温 降温 降温 升温 速率的变化 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逆同时减小，且v′正＞v′逆 v正、v逆同时增大，且v′逆＞v′正 平衡移动的方向 正向移动 逆向移动 正向移动 逆向移动 速率与时间的图象　 4．催化剂对化学平衡的影响 (1)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。 (2)用v—t图像分析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。 【典例3】（25-26高二上·江苏连云港·阶段检测）利用“(橙色)(黄色)”研究温度、浓度对化学平衡的影响，进行如图实验。下列关于试管中溶液说法正确的是 A．微热试管a中溶液，黄色加深，故 B．试管b加水后，因为水是纯液体，所以平衡不移动 C．相同温度下，试管c比试管b黄色更深，原因是平衡正向移动，平衡常数K增大 D．试管d比试管b橙色更深，主要原因是增大，平衡逆向移动 【答案】D 【解析】A．微热试管a中溶液黄色加深，说明升温平衡正向移动，反应的，A错误；B．加水后体系中所有离子浓度均降低，平衡向离子总计量数更大的正向移动，并非不移动，B错误；C．加入NaOH消耗H+，平衡正向移动所以黄色更深，但平衡常数K只与温度有关，温度不变则K不变，C错误；D．加入使增大，平衡逆向移动，增大，橙色更深，D正确；故答案选D。 【变式3-1】（25-26高二下·江苏无锡·期中）甲烷催化重整反应为CH4(g)＋H2O(g)CO(g)＋3H2(g)  ΔH>0。下列说法正确的是 A．平衡时升高温度，v正增大，v逆减小 B．反应平衡常数K= C．使用催化剂能加快反应速率，但不能降低反应的焓变 D．达到化学平衡时，CH4能全部转化为CO 【答案】C 【解析】A．升高温度，、均增大，但平衡向着吸热的方向移动，则吸热方向的反应速率增大程度更大，A错误；B．该反应的反应物包含气态，平衡常数表达式应为，选项漏写反应物的浓度项，B错误；C．催化剂可降低反应活化能从而加快反应速率，但不改变反应的始态和终态，因此反应的焓变不变，C正确；D．该反应为可逆反应，达到平衡时反应物的转化率小于100%，不可能全部转化为生成物，D错误；故选C。 【变式3-2】（25-26高二下·江苏无锡·期中）已知反应：2NO2(g) N2O4(g)，把NO2、N2O4的混合气体盛装在两个连通的烧瓶里，然后用弹簧夹夹住橡皮管，把烧瓶A放入热水里，把烧瓶B放入冰水里，如图所示。与常温时烧瓶内气体的颜色进行对比发现，A烧瓶内气体颜色变深，B烧瓶内气体颜色变浅。下列说法错误的是(　　) A．上述过程中，A烧瓶内正、逆反应速率均增大 B．上述过程中，B烧瓶内c(NO2)减小，c(N2O4)增大 C．上述过程中，A、B烧瓶内气体密度均保持不变 D．反应2NO2(g) N2O4(g)的逆反应为放热反应 【答案】D 【解析】升高温度，正、逆反应速率都增大，A项正确；B烧瓶内气体颜色变浅，说明平衡向生成N2O4的方向移动，B烧瓶内c(NO2)减小，c(N2O4)增大，B项正确；容器的容积不变，混合气体的质量不变，A、B烧瓶内气体密度都不变，C项正确；放在热水中的A烧瓶内气体颜色变深，放在冰水中的B烧瓶内气体颜色变浅，说明升高温度平衡向生成NO2的方向移动，降低温度平衡向生成N2O4的方向移动，故反应2NO2(g) N2O4(g)的正反应为放热反应，D项错误。 【变式3-3】已知反应：3A(g)＋B(g)2C(g)＋2D(g)　ΔH<0，如图a、b曲线分别表示在不同条件下，A与B反应生成D的体积分数随时间t的变化情况。若想使曲线b(实线)变为曲线a(虚线)，可采取的措施是(　　) ①增大A的浓度　②升高温度　③增大D的浓度 ④加入催化剂　⑤恒温下，缩小反应容器体积 ⑥加入稀有气体，保持容器内压强不变 A．①②③ B．④⑤ C．③④⑤ D．④⑤⑥ 【答案】B 【解析】根据题图可知曲线b(实线)变为曲线a(虚线)时，平衡未发生移动且反应速率加快了。①增大A的浓度、②升高温度、③增大D的浓度，平衡均发生了移动，D的体积分数会发生改变；⑥加入稀有气体，保持容器内压强不变，因为压强不变，体积变大，所以浓度、速率变小，与图像不一致；④加入催化剂，反应速率加快了，同时平衡不移动，与图像一致；⑤恒温下，缩小反应容器体积，浓度增大，速率加快，又因为方程式左右两边气体的化学计量数之和相等，所以平衡不移动，与图像一致。 ▌题型04 勒夏特列原理 1．化学平衡移动原理(又称勒夏特列原理) (1)定义 如果改变影响化学平衡的因素(如参加反应的化学物质的浓度、压强和温度)之一，平衡将向着能够减弱这种改变的方向移动。 (2)对平衡移动原理的理解 2．化学平衡移动原理在化工生产中的应用 (1)选择和优化反应条件； (2)改进工艺和装置等。 【典例4】（25-26高二上·江苏连云港·期中）下列事实能用勒夏特列原理解释的是 A．工业合成氨使用高温条件 B．工业生产中广泛使用催化剂来加快反应速率 C．向含有的红色溶液中加入铁粉，振荡，溶液颜色变浅 D．其他条件不变，对、、组成的平衡体系加压后颜色变深 【答案】C 【解析】A．合成氨反应正反应放热，根据勒夏特列原理低温更有利于平衡正向移动，工业选择高温是为了加快反应速率、保证催化剂活性，不能用勒夏特列原理解释，A不符合题意；B．催化剂只改变反应速率，不影响化学平衡状态，不能用勒夏特列原理解释，B不符合题意；C．溶液中存在平衡（红色），加入铁粉时发生反应，浓度降低，平衡逆向移动，浓度减小，溶液颜色变浅，可用勒夏特列原理解释，C符合题意；D．反应前后气体分子数相等，加压平衡不移动，颜色变深是因为体积缩小导致浓度增大，与平衡移动无关，不能用勒夏特列原理解释，D不符合题意；故选C。 【变式4-1】（25-26高二上·江苏·期中）以下现象能用勒夏特列原理解释的是 A．合成氨一般选择400~500℃进行 B．往新制氯水中加入适量碳酸钙固体可以增强漂白能力 C．由组成的平衡体系加压后颜色变深 D．硫酸工业中的重要反应常用作催化剂提高生产效率 【答案】B 【解析】A．合成氨反应正反应为放热反应，按勒夏特列原理低温更有利于平衡正向移动，选择400~500℃是为了保证催化剂活性、提高反应速率，与平衡移动无关，A不符合题意；B．新制氯水中存在平衡，加入碳酸钙消耗，生成物浓度降低，平衡正向移动，浓度增大，漂白能力增强，可用勒夏特列原理解释，B符合题意；C．平衡体系反应前后气体分子数相等，加压平衡不移动，颜色变深是因为体积减小导致浓度增大，与平衡移动无关，C不符合题意；D．催化剂只改变反应速率，不影响化学平衡，使用作催化剂提高生产效率与平衡移动无关，D不符合题意；故答案选B。 【变式4-2】（25-26高二上·江苏扬州·期中）下列事实不能用勒夏特列原理解释的是 A．工业上生产硫酸时，充入过量的空气以提高的转化率 B．溴水中有化学平衡，当加入少量溶液后，溶液的颜色变浅 C．实验室可用排饱和食盐水的方法收集氯气 D．对，达到平衡后，增大压强(压缩容器体积)可使颜色变深 【答案】D 【解析】A．工业上充入过量空气增加氧气浓度，使平衡正向移动，提高SO2转化率，符合勒夏特列原理，A不选；B．加入AgNO3后，Ag+与Br-生成沉淀，减少产物浓度，平衡正向移动，Br2减少，使溶液颜色变浅，符合勒夏特列原理，B不选；C．饱和食盐水中Cl-浓度高，使平衡逆向移动，减少Cl2溶解，符合勒夏特列原理，C不选；D．反应前后气体物质的量相等，增大压强(压缩容器体积)平衡不移动，颜色变深仅因浓度增大，与平衡移动无关，不能用勒夏特列原理解释，D选；故选D。 【变式4-3】（25-26高二上·江苏苏州·期中）下列措施或事实不能用勒夏特列原理解释的是 A．淀粉酶催化淀粉水解 B．用饱和食盐水除去氯气中的少量HCl气体 C．向含有的红色溶液中加入铁粉，振荡，溶液颜色变浅 D．工业上生产硫酸的过程中，使用过量的空气以提高的利用率 【答案】A 【解析】A．淀粉酶催化淀粉水解涉及酶催化作用，只改变反应速率，不涉及化学平衡移动，不能用勒夏特列原理解释，A错误；B．用饱和食盐水除去氯气中的少量气体，利用浓度增大使溶解平衡（）逆向移动，符合勒夏特列原理，B正确；C．向含有的红色溶液中加入铁粉，铁粉还原为，降低浓度，使平衡逆向移动，溶液颜色变浅，符合勒夏特列原理，C正确；D．工业上生产硫酸使用过量空气，增加浓度使平衡正向移动，提高利用率，符合勒夏特列原理，D正确；故答案选A。 ▌题型05 利用“断点”突破化学反应速率图像 1.当可逆反应达到一种平衡后，若某一时刻外界条件发生改变，都可能使速率－时间图像的曲线出现不连续的情况，根据出现“断点”前后的速率大小，即可对外界条件的变化情况作出判断。如图： t1时刻改变的条件可能是使用了催化剂或增大压强(仅适用于反应前后气体物质的量不变的反应)。 2.常见含“断点”的速率变化图像分析 图像 t1 时刻 所改 变的 条件 温度 升高 降低 升高 降低 正反应为放热的反应 正反应为吸热的反应 压强 增大 减小 增大 减小 正反应为气体物 质的量增大的反应 正反应为气体物 质的量减小的反应 【典例5】（24-25高二下·江苏泰州·期末）利用CO合成发生反应。下列关于该反应的说法正确的是 A．反应在任何温度下均能自发进行 B．反应的平衡常数 C．、充分反应，转移电子数为 D．上图表示平衡后时增大压强，速率随时间变化的图像 【答案】D 【解析】A．该反应的、，根据时能自发进行，则该反应在低温时才能自发，A错误；B．该反应的平衡常数表达式为：，B错误；C．该反应为可逆反应，无法反应完全，则不可能完全反应，则转移电子数少于，C错误；D．时增大压强，相当于缩小体积，全部气体的浓度增大，反应速率都增大，但正反应为体积减小的反应，增大压强平衡向右移动，则，D正确；故答案为：D。 【变式5-1】反应N2(g)+3H2(g)⇌2ΝΗ3(g)ΔH=-92.4kJ·mol-1，在反应过程中，正反应速率随条件改变的变化如图，下列说法错误的是 A．t1时增大了生成物浓度 B．t2时降低了温度 C．t2时减少了压强 D．t3时使用了催化剂 【答案】C 【解析】A．t1时正反应速率增大，逆反应速率减小，平衡逆向移动，根据时间速率图象可知，反应速率瞬间不变，则为增大了生成物浓度，A正确；BC．t2时正反应速率减小，平衡正向移动，反应速率瞬间减小，则应为降低了温度或增大压强，B正确，C错误；D．t3时刻，平衡不移动，使用了催化剂，故D正确；故答案选：C。 【变式5-2】在容积不变的密闭容器中存在如下反应：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)　ΔH＜0。某研究小组研究了其他条件不变时，改变某一条件对上述反应的影响，下列分析正确的是(　　) A．图Ⅰ表示的是t1时刻增大O2的浓度对反应速率的影响 B．图Ⅱ表示的是t1时刻加入催化剂对反应速率的影响 C．图Ⅲ表示的是催化剂对平衡的影响，且甲的催化剂效率比乙高 D．图Ⅲ表示的是压强对化学平衡的影响，且乙的压强较高 【答案】B 【解析】A项错误，图Ⅰ改变的条件应是增大压强；B项正确，由于同等程度地加快正、逆反应速率，所以应是加入了催化剂；C项错误，由于平衡发生了移动，所以改变的条件不是加入催化剂；D项错误，改变的条件应是温度，且乙的温度高。 【变式5-3】一定条件下，某可逆反应在密闭容器中建立化学平衡，在t1时刻改变某一个条件，建立新的平衡，其v­t图像如下： (1)对于反应：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)，t1时刻缩小容器体积，其图像为________，平衡向_________移动(填“正反应方向”“逆反应方向”或“不”，下同)。 (2)对于反应2NH3(g)N2(g)＋3H2(g)，t1时刻增大容器体积，其图像为_______，平衡向_________移动。 (3)对于反应H2(g)＋I2(g)2HI(g)，t1时刻缩小容器体积，其图像为_______，平衡__________移动。 【答案】 (1)D　正反应方向　(2)C　正反应方向 (3)A　不 【解析】(1)加压，正反应速率和逆反应速率均增大，平衡向正反应方向进行，正反应速率大于逆反应速率(2)增大容器体积相当于减压，正反应速率和逆反应速率均减小，平衡向正反应方向进行，正反应速率大于逆反应速率。(3)缩小体积相当于加压，正反应速率和逆反应速率均增大，但平衡不移动。 ▌题型06 单一变量的平衡图像 1.“转化率—时间”四种图像 以mA（g）＋nB（g）pC（g）＋qD（g）　ΔH＝Q kJ·mol－1为例 p一定时，ΔH＜0 T一定时，m＋n＞p＋q T一定时，m＋n＜p＋q T一定时，m＋n＝p＋q 2.解答单一变量类图像题应遵循的原则和方法 “先拐先平，数值大”原则 分析反应由开始（起始物质相同时）至达到平衡所用时间的长短可推知反应条件的变化。 ①若为温度变化引起，温度较高时，反应达到平衡所需时间短。如甲图500 ℃时先达平衡。 ②若为压强变化引起，压强较大时，反应达到平衡所需时间短。如乙、丙、丁图1.01×107 Pa时先达到平衡 掌握图像中反应规律的判断方法 ①图甲中，升高温度，A的转化率降低，平衡逆向移动，正反应为放热反应。 ②图乙中，增大压强，A的转化率升高，平衡正向移动，则正反应为气体体积减小的反应。 ③若纵坐标表示A的百分含量，则甲中正反应为吸热反应，乙中正反应为气体体积增大的反应 【典例6】（25-26高一下·江苏南京·期末）某化学科研小组研究在其他条件不变时，改变某一条件对反应[可用表示]的化学平衡的影响，得到如下图象（图中p表示压强，T表示温度，n表示物质的量，α表示平衡转化率，φ表示体积分数）。根据图象，下列判断正确的是 A．反应Ⅰ：若，则此反应只能在高温下自发进行 B．反应Ⅱ：此反应的，且 C．反应Ⅲ：且或且 D．反应Ⅳ：若，则该反应 【答案】B 【解析】A．由图可知，若，T相同时，压强增大，A的转化率增大即平衡正向移动，正反应为气体体积减小的反应，即，则该反应是一个熵减的反应，；压强不变时，升高温度，α(A)减小，平衡逆向移动，正反应为放热反应，，由自发可知，该反应在低温自发，A错误；B．由图可知，温度下反应先到达平衡，则；反应达到平衡后，温度低时生成的产物较多，因此正反应为放热反应，，B正确；C．由图可知，当为一定值时，比温度下φ(C)值更大，即反应正向进行。若则，或若则，C错误；D．若，A的转化率在时较高，即降温有利于反应正向进行，，D错误；故选B。 【变式6-1】（25-26高二下·江苏无锡·阶段检测）下列叙述与图对应的是     A．对于达到平衡状态的反应：N2(g)+3H2(g)2NH3(g)，图①表示在时刻充入了一定量的NH3，平衡逆向移动 B．由图②可知，p2＞p1，T1＞T2，且该反应的正反应ΔH＜0，ΔS＜0 C．图③表示的反应方程式为：2A+B3C D．对于反应2X(g)+3Y(g)3Z(g)  ΔH＜0，图④y轴可以表示Y的百分含量 【答案】B 【解析】A．反应，若时刻充入，瞬间生成物浓度增大、反应物浓度不变，则突增，保持不变。但图①中时刻、同时跳跃上升，与充入的速率变化图像不符，A错误；B．温度均为时，条件下达到平衡用时更短，反应速率更快，故；压强均为时，条件下达到平衡更快，故；温度升高（），平衡时降低，说明升温平衡逆向移动，正反应；压强增大（），平衡时升高，说明加压平衡正向移动，说明正反应气体分子数目减小，，B正确；C．由图③计算浓度变化：，，；三者浓度变化量之比为，则反应方程式应为，C错误；D．反应，正反应放热。温度升高，平衡逆向移动，的百分含量增大；但图④曲线随温度升高不断减小，二者变化趋势矛盾，因此不能代表的百分含量，D错误；故选B。 【变式6-2】（24-25高二上·江苏无锡·期末）在容积均固定为1 L的密闭容器M（起始500℃，恒温）、N（起始500℃，绝热）中分别加入1 mol 、4 mol CO，发生反应。M、N容器中的平衡转化率随时间的变化关系如图所示。下列说法不正确的是 A．该反应的 B．M容器中的转化率随时间的变化关系是图中的曲线b C．500℃该反应的平衡常数K为 D．平衡后，向N容器中再加入1 mol 和4 mol CO，则最终的平衡转化率与原平衡时的相等 【答案】D 【分析】图中曲线a比曲线b更快达到平衡，但平衡转化率较低。绝热容器中反应引起的温度变化会同时影响反应速率和平衡移动；恒温容器的平衡转化率可用于计算500℃时的平衡常数。 【解析】A．曲线a比曲线b先达到平衡，但平衡转化率较低，说明绝热容器N中反应放热使温度升高。升温会加快反应速率，并使放热反应的平衡逆向移动，因此，A正确；B．绝热容器N中反应放热使温度升高，反应速率增大而平衡转化率降低，对应曲线a；恒温容器M对应曲线b，B正确；C．M容器恒温在500℃，对应曲线b，平衡转化率为25%。容积为1 L，按反应式的化学计量关系，平衡浓度为，。代入平衡常数表达式，得到，C正确；D．平衡后再次按原始投料比加入反应物，反应商减小，平衡正向移动。N容器绝热，正向反应放热使温度改变，平衡常数K随温度改变，不能按恒温体系比例放大推得转化率不变，D错误；故选D。 【变式6-3】（25-26高二上·江苏苏州·期中）一定条件下，反应达到平衡时，NO的转化率与温度的关系如图所示，下列说法不正确的是 A．反应的 B．a点表示未达平衡状态，且 C．c点和d点对应的平衡常数K相等 D．延长c点的反应时间，可使NO转化率达到b点 【答案】C 【解析】A．升高温度时NO的平衡转化率降低，说明平衡逆向移动，正反应为放热反应，，A正确；B．曲线上的点为平衡状态，a点在平衡曲线上方，相同温度下a点转化率高于该温度下的平衡转化率，反应需逆向移动达到平衡，故，B正确；C．平衡常数只与温度有关，c点温度低于d点，该反应正反应放热，温度越低平衡常数越大，故c、d点平衡常数不相等，C错误；D．c点和b点温度相同，c点转化率低于该温度下的平衡转化率，反应未达平衡，延长反应时间，反应正向进行至平衡，可达到b点的转化率，D正确；故选C。 ▌题型07 多种变量的平衡图像 1.“转化率—温度—压强”四种图像 以mA（g）＋nB（g）pC（g）＋qD（g）　ΔH＝Q kJ·mol－1为例 m＋n＞p＋q，ΔH＞0 m＋n＜p＋q，ΔH＜0 m＋n＞p＋q，ΔH＜0 m＋n＜p＋q，ΔH＞0 2.解答多种变量类图像题应运用“定一议二”原则 通过分析相同温度下不同压强时 用反应物A的转化率大小来判断平衡移动的方向，从而确定化学方程式中反应物与产物气体物质间的化学计量数的大小关系。如图甲中任取一条温度曲线研究，压强增大，A的转化率增大，平衡正向移动，正反应为气体体积减小的反应，图丙中任取横坐标一点作横坐标的垂直线，也能得出相同结论 通过分析相同压强下不同温度时 用反应物A的转化率的大小来判断平衡移动的方向，从而确定反应的热效应。如图丙中任取一条压强曲线研究，温度升高，A的转化率减小，平衡逆向移动，正反应为放热反应，图乙中任取横坐标一点作横坐标的垂直线，也能得出相同结论 【典例7】（24-25高二上·江苏南通·阶段检测）向密闭容器中充入一定量的气体A和B，发生反应：。测得不同温度和压强下，A的平衡转化率随温度和压强的变化如图所示。下列对反应的判断正确的是 A． B． C． D． 【答案】D 【解析】由图可知，同一压强下，温度升高（横坐标增大），A的平衡转化率降低，说明升高温度平衡逆向移动，温度升高，平衡向吸热反应方向移动，故逆反应为吸热反应，正反应为放热反应，可得；同一温度下，已知，增大压强，A的平衡转化率越高，说明增大压强平衡正向移动，增大压强，平衡向气体分子数减小的方向移动，故正反应是气体总分子数减少的方向，反应后体系混乱度减小，可得；综上，，，故选D。 【变式7-1】（25-26高二上·江苏苏州·期中）乙烯气相直接水合反应制备乙醇：  。乙烯的平衡转化率随温度、压强的变化关系如下：[起始时，；a点容器体积为)]。下列分析不正确的是 A．乙烯气相直接水合反应的 B．图中a点对应的乙醇体积分数约为 C．图中压强的大小关系为： D．达到平衡状态a、b所需要的时间： 【答案】C 【解析】A．由图可得，在同一压强下温度越高，乙烯的转化率越低，即平衡逆向移动，该反应的放热反应，A正确；B．在a点达到平衡时，乙烯的转化率为，可得：，乙醇的体积分数，B正确；C．在相同温度下，压强增大，平衡正向移动，乙烯的平衡转化率升高，由图可知，C错误；D．与a点相比，b点温度高，压强大，反应速率快，达平衡所需时间较短，D正确；故答案选C。 【变式7-2】 合成氨反应达到平衡时，NH3的体积分数与温度、压强的关系如图所示。根据此图分析合成氨工业最有前途的研究方向是（　　） A.提高分离技术 B.研制耐高压的合成塔 C.研制低温催化剂 D.探索不用N2和H2合成氨的新途径 【答案】C 【解析】由题图可知，NH3的体积分数随着温度的升高而显著下降，故要提高NH3的体积分数，必须降低温度，但目前所用催化剂铁触媒的活性最高时的温度为500 ℃，故最有前途的研究方向为研制低温催化剂。 【变式7-3】在密闭容器中，对于可逆反应M(？)＋3N(？) 2Q(g)，平衡时Q的体积分数与温度和压强的关系如下图所示，下列判断正确的是(　　) A.M和N不可能都为气体 B.N一定为气体 C.若反应的ΔH>0，则T1<T2 D.其他条件不变时，压强增大，混合气体的平均相对分子质量减小 【答案】B 【解析】保持温度不变，增大压强，Q的体积分数增大，说明平衡正向移动，正反应为气体体积缩小的反应，则N一定为气体，M可能为气体也可能不是气体，A项错误，B项正确；若反应的ΔH>0，保持压强不变，从T1变到T2，Q的体积分数减小，说明平衡逆向移动，即向放热反应方向移动，所以改变的条件是降低温度，即T1>T2，C项错误；由上述分析可知N一定为气体，M可能为气体也可能不是气体；若M是气体，平衡正向移动时，混合气体的总质量不变，气体的总物质的量减小，根据M＝m/n可知，混合气体的平均相对分子质量增大；若M为非气体，平衡正向移动时，混合气体的总质量增大，总物质的量减小，混合气体的平均相对分子质量增大，D项错误。 ▌题型08 多重反应体系中的图像 1. 竞争反应体系中，不同温度、不同催化剂发生的主要反应不同，即温度、催化剂对反应选择性有影响。 2. 分析图像，判断反应是否已经达到平衡，是速率问题还是平衡问题，影响的因素有哪些，多个因素是协同的还是以某个因素为主，若改变出现相反的结论，要结合问题中的图像(或结论)抓住矛盾的主要方面解题。 3.多重平衡及选择性 在多重平衡中，几个可逆反应是相互影响的。 (1)如果主反应的生成物又与主反应的某一反应物发生另一个可逆反应，那么该反应物的平衡转化率就会增大。 (2)在一定温度下，特定的混合体系，多重平衡选择性为定值。因为平衡常数不变，催化剂的选用与品种无关。催化剂不能提高某一物质的平衡转化率。 (3)如果在同一条件下，两个物质同时可以发生几个可逆反应，那么催化剂的选用就可以使主反应的选择性提高，提高主要产物的产率。 4.常见图像 （1）催化剂的活性是否受温度的影响 如以二氧化钛表面覆盖Cu2Al2O4为催化剂，可以将CO2和CH4直接转化成乙酸。在不同温度下催化剂的催化效率与乙酸的生成速率关系如图所示。则根据两条曲线可以判断涉及影响反应速率的两个因素：催化剂和温度。250～300 ℃时，温度升高而乙酸的生成速率降低的原因是温度超过250 ℃时，催化剂的催化效率降低。 （2）考虑副反应的干扰或影响 如磷石膏是湿法生产磷酸排出的工业废渣，主要成分是CaSO4·2H2O。用不同的还原剂可以将CaSO4还原，所得SO2可用于工业生产硫酸。以C作还原剂，向密闭容器中加入相同质量的几组不同值（C与CaSO4的物质的量之比）的混合物在1 100 ℃加热，结果如图所示。当值为0.5时，反应产物为CaO、SO2、CO2；当值大于0.7时，反应所得气体中SO2的体积分数不升反降，其可能原因是当值大于0.7时，原料中的还原剂C的含量增加，则高温下过量的C与CO2发生反应CO2＋C2CO，从而使得气体总体积增大（或部分转化为其他含S物质）。 【典例8】（25-26高二下·江苏淮安·期末）钛单质及其化合物在化工生产中有广泛的应用。以和为原料制备过程中的主要反应(忽略其他副反应)为： ①   ②   ③   在恒容密闭容器中，投料比，平衡反应体系中各含钛组分的物质的量分数[例如的物质的量分数]随温度变化如图所示。下列说法正确的是 A．曲线Ⅰ对应的物质为 B．时，的平衡转化率约为90% C．上述平衡体系中， D．900℃时，压缩容器体积会增大平衡时的物质的量 【答案】B 【分析】反应①为放热反应，反应②、反应③为吸热反应，升高温度，反应①平衡逆向移动，反应②、③平衡正向移动，由于反应②平衡正向移动，反应①平衡逆向移动，导致物质的量不断减少，因此曲线Ⅱ对应；反应②和反应③平衡正向移动，导致物质的量不断增加；反应①平衡逆向移动，和的物质的量增加，反应②和反应③平衡正向移动，和的物质的量减小；根据图中的变化趋势，说明反应①为主，因此的物质的量也以增加为主，但是物质的量增加幅度不如多，因此曲线Ⅰ对应，曲线Ⅲ对应，由此解答； 【解析】A．由分析可知，曲线Ⅰ对应，A错误；B．时，的物质的量分数为40%，的物质的量分数为56.67%，的物质的量分数基本为0，因此的物质的量分数为3.33%，设和的初始的物质的量为2mol和1mol，根据Ti元素的质量守恒，的物质的量为，的平衡转化率为，B正确；C．设和的初始的物质的量为2mol和1mol，根据Ti元素守恒可知，平衡时存在，根据图像可知，物质的量分数不会高于56.67%，，，根据Cl元素守恒可知，平衡时存在，因此，C错误；D．反应①的平衡常数为，温度不变平衡常数不变，因此保持不变，压缩体积导致体积减小，的物质的量需要减小才能保证保持不变，D错误；故选B。 【变式8-1】（25-26高二上·江苏南通·期中）利用逆水煤气变换将加氢还原为合成气，反应体系主要发生以下反应： 反应Ⅰ： 反应Ⅱ： 反应Ⅲ： 在恒定压强为100 kPa的条件下，将的混合气体投入装有镍催化剂的反应器中，平衡时各组分物质的量分数(不包括)与温度的关系如图所示，下列说法正确的是 A． B．曲线a对应的物质是CO C．M点的物质的量分数是的3倍 D．800℃时，适当增大体系压强，平衡时CO物质的量分数增大 【答案】C 【解析】A．反应Ⅱ为反应Ⅰ+反应Ⅲ，根据盖斯定律可知，，A错误；B．反应Ⅰ为吸热反应，随着温度升高，平衡正向移动，的含量不断增加；反应Ⅱ为放热反应，随着温度升高，平衡逆向移动，的含量不断减小；反应Ⅲ为放热反应，随着温度升高，平衡逆向移动，的含量不断减小，的含量不断增加，因此随着温度升高，的物质的量分数不断增加，的物质的量分数不断减小，曲线a对应的物质为，曲线b对应的物质为，B错误；C．M点时，和的物质的量分数相同，设平衡时，初始的投料为，，根据碳元素守恒可知，平衡时，根据氧元素守恒可知，平衡时，，同温同压的条件下，物质的量分数之比即物质的量之比，因此M点的物质的量分数是的3倍，C正确；D．反应Ⅰ为气体分子数不变的反应，压强改变平衡不会移动，而反应Ⅲ为气体分子数减小的反应，增大压强，平衡正向移动，的含量不断减小，平衡时物质的量分数减小，D错误；故答案为C。 【变式8-2】（25-26高二下·江苏南京·期末）二氧化碳加氢制甲醇涉及的反应可表示为： 反应Ⅰ：   反应Ⅱ：   在密闭容器中，下，时，平衡时和占含碳产物的物质的量百分数及平衡转化率随温度的变化如图所示。下列说法正确的是 A．，的平衡转化率始终高于 B．一定温度下，加入生石灰或选用高效催化剂，能提高平衡时产率 C．，温度升高使I中平衡转化率下降幅度大于Ⅱ中平衡转化率增加幅度 D．时反应Ⅱ的平衡常数约为0.15 【答案】C 【解析】A．起始投料，只发生反应I时，由于反应Ⅰ中和的化学计量数之比为1：3，所以和的转化率相同；发生反应II时，由于反应Ⅱ中和的化学计量数之比为1：1，所以的平衡转化率小于的转化率，所以当I、II都发生时，的平衡转化率小于的转化率，所以的平衡转化率始终低于，A错误；B．催化剂不影响平衡状态，不能提高平衡时的产率，B错误；C．反应，升温平衡逆向移动，使转化率降低；反应，升温平衡正向移动，使转化率升高。从图像可知，，总转化率随温度升高而下降，说明反应中转化率的下降幅度大于反应中转化率的增加幅度，C正确；D．根据题意设起始量n(CO2)=1mol，n(H2)=3mol，平衡时反应I生成CH3OH物质的量为 xmol，反应II中生成CO 的物质的量为y mol，时，转化率为，和各占含碳产物的，因此，计算平衡时各物质的物质的量： ，，，。 反应是气体分子数不变的反应，平衡常数，D错误；故答案选C。 【变式8-3】（25-26高二下·江苏盐城·期末）甲烷和水蒸气催化重整制氢过程中的主要反应为 ① ② 在装有催化剂的密闭容器中，、时，若仅考虑上述反应，平衡时转化率和CO转化率随温度的变化如图所示。 CO转换率 下列说法正确的是 A．反应的焓变 B．曲线a表示平衡时转化率随温度的变化 C．850℃平衡时生成的比550℃平衡时生成的少 D．相同条件下，和总物质的量不变，越小，产量越高 【答案】D 【解析】A．根据盖斯定律，将反应①+②可得到目标反应，焓变，A错误；B．反应①，是吸热反应，升高温度平衡正向移动，转化率随温度升高而增大；反应②，是放热反应，升高温度平衡逆向移动，转化率随温度升高而降低， 图中曲线a随温度升高转化率下降，曲线b随温度升高转化率增大，因此曲线b才是的转化率曲线，a是的转化率曲线，B错误；C．由选项B分析知b是的转化率曲线，a是的转化率曲线；设初始，，结合图像数据计算：550℃：转化率为30%，生成；转化率为90%，则；850℃：转化率为90%，生成，转化率为50%，则，，850℃生成的更多，C错误；D．相同条件下，和总物质的量不变，越小，的物质的量越大，的物质的量越小，在水过量的前提下（结合实际生产，合理！），转化的总量增加，的产量越高，D正确；故选D。 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $函学科网 第三单元 三解题必备 浓度 压强 温度 正 典例精析 【典例1】B 上举一反三 【变式1-1】C 【变式1-2】B 【变式1-3】B 解题必备 典例精析 【典例1】D 举一反三 【变式1-1】C 【变式1-2】D 【变式1-3】B 解题必备 吸热 放热 不移动 典例精析 【典例1】D 三举一反三 【变式1-1】C www.zxxk.com 让教与学更高效 化学平衡的移动（题型突破·举一反三） 题型01浓度变化对化学平衡的影响 逆逆正增大减小=>< 题型02压强变化对化学平衡的影响 题型03温度变化、催化剂对化学平衡的影响 1/3 学科网 【变式1-2】D 【变式1-3】B 上解题必备 减弱 典例精析 【典例1】C 上举一反三 【变式1-1】B 【变式1-2】D 【变式1-3】A 题型 三解题必备 放热 吸热增大 减小 三典例精析 【典例1】D 三举一反三 【变式1-1】C 【变式1-2】B 【变式1-3】(1)D 正反应方向 上解题必备 > < 三典例精析 【典例1】B 上举一反三 【变式1-1】B www zxxk.com 让教与学更高效 题型04勒夏特列原理 51 利用“断点”突破化学反应速率图像 (2)C正反应方向(3)A不 题型06单一变量的平衡图像 2/3 函学科网 【变式1-2】D 【变式1-3】C 题型07 解题必备 < <> 典例精析 【典例1】D 上举一反三 【变式1-1】C 【变式1-2】C 【变式1-3】B 题型08 解题必备 E 典例精析 【典例1】B 举一反三 【变式1-1】C 【变式1-2】C 【变式1-3】D www zxxk com 让教与学更高效 多种变量的平衡图像 多重反应体系中的图像 3/3