第5讲 化学平衡的移动和化学反应进行的方向 讲义-2026-2027学年高二上学期人教版选择性必修1

本讲义聚焦化学平衡移动及反应方向核心知识点，系统梳理外界因素（浓度、压强、温度等）对平衡的影响、勒夏特列原理、平衡图像分析、等效平衡及反应方向判据，构建从基础原理到实际应用的递进式学习支架。 资料特色鲜明，考向预测结合高考真题强调学以致用，体现科学态度与责任。知识点配套典型例题，通过图像分析、等效平衡模型建构培养科学思维，化工生产应用案例提升科学探究与实践能力，课中辅助教学，课后助力查漏补缺。

第5讲 化学平衡的移动和化学反应进行的方向 【考向预测】 1.通过对近几年高考试题的分析，题目难度一般中档偏上，多侧重于各知识点的综合考查，在填空题中的情境多侧重于与生产实际的联系，尤其是控制合适的反应条件使平衡向着希望的方向移动，是近几年高频考点，充分体现了学以致用的原则。 2.本部分题目每年必考，常常借助热化学方程式考查外界条件改变对化学反应速率和化学平衡移动方向和结果的判断。伴随着平衡常数的计算以及转化率的计算等。 ( 知识梳理 · 题型预览 ) 热点题型一：外界因素对化学平衡移动的影响 热点题型二：化学平衡移动图像分析 热点题型三：化学平衡移动原理在化工生产中的应用 热点题型四：等效平衡 热点题型五：化学反应进行的方向 ( 知识点1：外界因素对化学平衡移动的影响 ) 【知识清单】 1.外界因素对化学平衡移动的影响 (1)一般影响因素分析 (2)“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，各反应气体的分压减小体系中各组分的浓度同倍数减小 2.勒夏特列原理 如果改变影响化学平衡的条件之一(如温度、压强以及参加反应的化学物质的浓度)，平衡将向着能够减弱这种改变的方向移动。 注意： (1)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，改变是不可逆转的。建立新平衡时此物理量更靠近于改变的方向。 (2)改变固体或纯液体的量时，对化学平衡基本无影响。 (3)反应混合物中不存在气体物质时，改变压强对化学平衡无影响。 (4)不要把平衡向正反应方向移动与原料转化率的增大等同，当增大一种反应物的浓度，使平衡向正反应方向移动时，只会使其他反应物的转化率提高，而该反应物的转化率降低。 热点题型一：外界因素对化学平衡移动的影响 1．（26-27高二上·重庆沙坪坝·开学考试）已知氯水中存在平衡：  ，下列说法正确的是 A．向氯水中加入固体，平衡正向移动，增大 B．在酸性溶液中的溶解度保持不变 C．取氯水稀释，增大 D．取氯水滴加淀粉KI溶液，溶液变蓝色，可以证明上述反应存在限度 2．（26-27高二上·山西朔州·开学考试）在恒温恒容的密闭容器中发生 ，时，平衡常数为K，下列说法正确的是 A．增大的浓度，平衡常数改变 B．时，若时，则 C．若容器内气体压强保持不变，该可逆反应达到化学平衡状态 D．选择高效催化剂可以提高活化分子百分数，提高平衡产率 3．（25-26高二上·湖南衡阳·期末）下列事实不能用勒夏特列原理解释的是 A．新制氯水在光照下颜色变浅 B．对于，及时分离出钾蒸气 C．由、、组成的平衡体系加压后颜色变深 D．对于，选择稀盐酸代替蒸馏水洗涤沉淀 4．（25-26高二下·广西桂林·开学考试）下列事实不能用勒夏特列原理解释的是 A．反应CO(g)+ NO2(g) CO2(g) + NO(g)  ΔH＜0平衡后，缩小容器体积，混合气体颜色加深 B．煤气中毒的患者要送入高压氧舱进行救治 C．用饱和NaHCO3溶液除去CO2中的HCl D．氯水中加入CaCO3粉末可以提高氯水中HClO的浓度 5．（26-27高三上·湖北·开学考试）在恒温恒容密闭容器中加入足量和焦炭，发生反应①，同时充入一定量，在催化剂M的作用下也发生反应②，反应如下： ①；② 下列说法错误的是 A．其他条件不变，若适当升高温度，反应②的速率会加快 B．随着反应进行，容器内的压强可能先增大后减小 C．当混合气体的密度不再改变，说明反应①②均达到平衡 D．体系平衡后，保持其他条件不变，再充入一定量CO，达到新平衡时，CO分压增大 ( 知识点2：化学移动图像分析 ) 1．从v­t图像认识浓度对平衡的影响 化学平衡 aA＋bBcC＋dD(A、B、C、D为非固体) 体系浓度变化 增大反应物浓度 增大生成物浓度 减小生成物浓度 减小反应物浓度 速率变化 v正瞬间增大，v逆瞬间不变，v′正>v′逆 v逆瞬间增大，v正瞬间不变，v′逆>v′正 v逆瞬间减小，v正瞬间不变，v′正>v′逆 v正瞬间减小，v逆瞬间不变，v′逆>v′正 平衡移动方向 正向移动 逆向移动 正向移动 逆向移动 v­t 图像 规律 在其他条件不变的情况下，增大反应物的浓度或减小生成物的浓度，都可以使平衡向正反应方向移动；增大生成物的浓度或减小反应物的浓度，都可以使平衡向逆反应方向移动 2．从v­t图像认识压强对化学平衡的影响 化学平衡 aA(g)＋bB(g) cC(g)＋dD(g) 计量关系 a＋b>c＋d a＋b<c＋d 压强变化 增压 减压 增压 减压 速率变化 v正、v逆同时增大，v′正>v′逆 v正、v逆同时减小，v′逆>v′正 v正、v逆同时增大，v′逆>v′正 v正、v逆同时减小，v′正>v′逆 平衡移动方向 正向移动 逆向移动 逆向移动 正向移动 v­t图像 规律 在其他条件不变的情况下，增大压强，平衡向气体物质的量减小的方向移动；减小压强，平衡向气体物质的量增大的方向移动 特别提醒：“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，各反应气体的分压减小―→体系中各组分的浓度同倍数减小(等效于减压) 3．从v­t图像认识温度对化学平衡的影响 化学平衡 aA＋bBcC＋dD　ΔH>0 温度改变 升温 降温 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 移动方向 正向移动 逆向移动 v­t图像 规律 在其他条件不变的情况下，升高温度，平衡向吸热反应的方向移动；降低温度，平衡向放热反应的方向移动 4．判断化学平衡移动方向的思维流程    热点题型二：化学平衡移动图像分析 6．（25-26高二上·吉林松原·期末）下列图象中可用来表示   的正确图象是 A．B． C．D． 7．（25-26高二上·江西宜春·期末）如图表示2A(g) + B(g) ⇌ 4C(g)  ΔH＜0，p2>p1，判断下列图像错误的是 A． B． C． D． 8．（25-26高三上·湖南·阶段检测）某温度下，在容积均为1 L的甲、乙恒容密闭容器中分别充入和，分别在恒温、绝热(容器与外界没有能量交换)条件下进行反应：，测得容器内气体压强变化如图所示。下列叙述错误的是 A．乙容器在恒温恒容条件下反应 B．反应速率： C．气体总物质的量： D．b点平衡常数 9．（25-26高二上·河南·阶段检测）保持其他条件不变，对反应体系缩小容器体积后，反应建立新平衡的过程示意图为 A． B． C． D． 10．（25-26高二上·宁夏吴忠·期中）某化学研究小组探究外界条件对化学反应的速率和平衡的影响，图像如下，下列判断正确的是 A．由图a可知，，该反应的逆反应为放热反应 B．由图b可知，该反应 C．图c是绝热条件下速率和时间的图像，由此说明该反应吸热 D．图d中，曲线a对应的实验可能增大了反应物的浓度 11．（25-26高二上·山东青岛·阶段检测）一定条件下，分别向体积为的密闭容器中充入气体，发生反应：，测得实验①、②、③反应过程中体系压强随时间的变化曲线如图所示。下列说法正确的是 实验 充入气体量 反应过程条件 ① 恒温 ② 恒温 ③ 绝热 A．曲线Ⅰ对应实验② B．正反应为吸热反应 C．气体的总物质的量： D．b点平衡常数比c点平衡常数大 12．（2.2.2化学平衡常数（基础篇））Ⅰ.回答下列问题。 (1)某温度下在密闭容器中，三种气态物质的物质的量随时间变化曲线如图所示： ①该反应的化学方程式是______。 ②平衡时，混合气体中的体积比为______。 ③平衡时，X的转化率为______%。 (2)某温度下，将与充入恒容密闭容器中，发生反应后反应达到平衡，的平衡转化率为，该反应的平衡常数为______。 Ⅱ.和均为常见的大气污染物，对二者的综合治理是当前的重要课题之一，针对这一问题，研究人员设计了通过硫循环完成二者的综合处理方案，原理如下： 反应I：； 反应II：。 回答下列问题： (3)反应I的平衡常数表达式为_______。 (4)反应Ⅲ：。_______(用含的代数式表示)，_______(用含的代数式表示)。 (5)起始时向密闭容器中充入一定量的和，仅发生反应。的平衡转化率与温度(T)和压强(p)的关系如图所示。 ①_______(填“>”或“<”)0，判断的理由为_______。 ②、两点对应的平衡常数：_______。(填“>”“<”或“=”，下同) ③氧元素的质量：_______。 ( 知识点3：化学平衡移动原理在化工生产中的应用 ) 【知识清单】 1．化工生产适宜条件选择的一般原则 条件 原则 从化学反应速率分析 既不能过快，又不能太慢 从化学平衡移动分析 既要注意外界条件对速率和平衡影响的一致性，又要注意对二者影响的矛盾性 从原料的利用率分析 增加易得廉价原料，提高难得高价原料的利用率，从而降低生产成本 从实际生产能力分析 如设备承受高温、高压能力等 从催化剂的使用活性分析 注意催化剂的活性受温度的限制 2．控制反应条件的基本措施 控制化学反应速率的措施 通过改变反应体系的温度、溶液的浓度、气体的压强(或浓度)、固体的表面积以及使用催化剂等途径调控反应速率 提高转化率的措施 通过改变可逆反应体系的温度、溶液的浓度、气体的压强(或浓度)等改变可逆反应的限度，从而提高转化率 1．催化剂的活性与“中毒” 催化剂的催化能力一般称为催化活性。催化剂因吸附或沉积少量的杂质(毒物)而使活性明显下降甚至丧失的现象，称为催化剂“中毒”。 为了防止催化剂“中毒”，合成氨的原料气、硫酸工业中从沸腾炉排出来的炉气都必须经过净化。 2．合成氨发展前景 为降低合成氨的能耗，科学家一直在研究使合成氨反应在较低温度下进行的催化剂，以对合成条件进行优化。我国科学家合成了一种新型催化剂，将合成氨的温度、压强分别降到了350℃、1 MPa。利用电化学反应原理，在实验室已实现由N2和H2在室温下合成氨。 热点题型三：化学平衡移动原理在化工生产中的应用 13．（2026·浙江温州·一模）接触室（结构如图1，其中1~4表示催化剂层，5~7表示热交换器层）中发生反应： 　。 已知：①最适宜温度指最大反应速率对应的温度，取决于催化剂最佳活性区间； ②图2为接触室中SO2的转化率随温度变化情况。 下列说法不正确的是 A．该反应、，故低温自发 B．降温段为热交换器层6 C．经4次催化反应，显著提高SO2的平衡转化率 D．接触室中主要通过热交换器换热实现最适宜温度 14．（26-27高三上·浙江·阶段检测）下列说法不正确的是 A．常温常压下，将和混合，放置很久也没有明显的现象，说明与反应是一个非自发反应 B．已知反应：，在密闭的反应炉内达到平衡后，若其他条件均不改变，将反应炉体积缩小一半，则达到新平衡时的浓度不变 C．向溶液中加入固体，溶液会逐渐变成黄绿色 D．合成氨厂采用的温度是，主要是因为该温度下催化剂铁触媒的活性最大 15．（25-26高二上·福建福州·期中）工业合成氨是人类科学技术的一项重大突破，其反应如下：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)   △H=-92.4kJ·mol−1。下面说法正确的是 A．由于N2在空气中含量高，因此直接将空气与氢气混合通入反应炉 B．将生成的氨气及时液化分离，可推动平衡正向移动，加快反应速率 C．合成氨一般选择400～500℃的原因主要考虑了温度对平衡移动的影响 D．增大压强虽能提高平衡产率，但实际生产中常采用20MPa以节省设备成本 ( 知识点4：等效平衡 ) 【解题方法】 1．概念 在一定条件下(恒温恒容或恒温恒压)，对同一可逆反应，虽然起始时物质加入的量不同，但达到化学平衡时，同种物质的物质的量分数相同，这样的平衡称为等效平衡。 2．原理 由于化学平衡状态与条件有关，而与建立平衡的途径无关。因而，同一可逆反应，从不同的状态开始，只要达到平衡时条件(温度、浓度、压强等)完全相同，则可形成等效平衡。 3．等效平衡的分类 在互为等效平衡的平衡体系中，各组分除了物质的量分数(或体积分数或质量分数)相同外，各组分的物质的量和物质的量浓度具有等同或等比关系。等同平衡和等比平衡的建立条件和平衡时的等效特征如下表： 等效类型 等同平衡 等比平衡(Ⅰ类) 等比平衡(Ⅱ类) 适用对象 相同条件下的所有可逆反应 等温等容条件下反应前后气体分子数相同的可逆反应 等温等压条件下的所有可逆反应 起始投料 (折算后) 各相同组分的物质的量相同 各相同组分的物质的量之比相同 各相同组分的物质的量之比相同 等效特征(相同组分的物理量比较) 物质的量分数 等同 等同 等同 物质的量 等同 等比 等比 物质的量浓度 等同 等比 等同 4．等效平衡判断方法 （1）分析建立平衡的条件，是等温等压还是等温等容。 （2）分析反应的特点，反应前后ΔV(g)是不变、增大、还是减小。 （3）通过极限转化为同一边物质，看与初始投料量是等量还是等比关系。 （4）分析平衡等效的要求，是平衡浓度相等还是平衡混合物中某物质的物质的量分数相等。 5．等效平衡的解题思路 （1）等温等容平衡(见图示)：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）等温等压平衡(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。 热点题型四：等效平衡 16．（24-25高二上·江苏·期末）向下列四个容器中分别加入x mol X和y mol Y发生反应：xX(g)+yY(g)zZ(g)(x+y≠z)，一段时间达到平衡状态。已知四个容器的起始温度和体积均相同，活塞无质量、光滑移动无摩擦、不会脱离容器，则平衡后生成物Z的物质的量分数最大的是 A．恒温恒容 B．恒温恒压 C．绝热恒容 D．绝热恒压 17．（25-26高二上·内蒙古赤峰·期中）在3个体积均为2.0L 的恒容密闭容器中，发生反应：  ，反应达到平衡时，相关数据如表所示。下列说法正确的是 容器 温度 物质的起始物质的量浓度/() 物质的平衡浓度/() c(X) c(Y) c(Z) c(Z) I T₁ 0.20 0.10 0 0.04 Ⅱ T2 0.20 0.10 0.20 C1 Ⅲ T3 0 0 0.20 C2 A． B．在容器Ⅰ中，达到平衡时充入氦气，则平衡向正反应方向移动 C．若达到平衡时，容器Ⅲ中 Z的转化率大于80%，则 D．若温度为T1，起始时向同体积恒容密闭容器中充入0.20mol X、0.20mol Y 和0.20mol Z，则该反应向逆反应方向进行 18．（25-26高二上·广东深圳·阶段检测）一定温度下，在一个容积为1L的密闭容器中，充入1 mol和1 mol，发生反应：，经充分反应达到平衡后，生成的HI(g)占气体体积的50%；该温度下，在另一个容积为2L的密闭容器中充入1 molHI(g)发生反应：。则下列判断正确的是 A．后一反应达到平衡时，HI(g)的浓度为 B．前一反应的平衡常数为1 C．后一反应达到平衡时，的浓度为 D．后一反应的平衡常数为0.5 19．（24-25高二上·湖南株洲·开学考试）在一个固定体积的密闭容器中，保持一定温度，进行以下反应：。已知加入和时，达到平衡后生成(见下表“已知”项)。在相同条件下，且保持平衡时各组分的物质的量分数不变，对下列编号(1)～(3)的状态，①②③④⑤对应的结果错误的是 编号 起始状态(mol) 平衡时HBr物质的量(mol) HBr 已知 1 2 0 (1) 2 4 0 ① (2) ② ③ 1 0.5 (3) ④ ⑤ A．① B．②，③ C．④ D．⑤ 20．（25-26高二上·山东菏泽·阶段检测）（多选）相同温度下，容积均为0.25L的两个恒容密闭容器中发生可逆反应：。实验测得起始时的有关数据如表所示： 容器 编号 起始时各物质的物质的量/mol 达到平衡时体系 能量的变化 ① 1 3 0 放出热量：23.05kJ ② 0.9 2.7 0.2 放出热量：Q 下列叙述错误的是 A．容器①②中反应的平衡常数不等 B．容器②中达到平衡时放出的热量 C．平衡时，两个容器中的体积分数均为 D．若容器①的容积为0.5L，则平衡时放出的热量小于23.05kJ ( 知识点5：化学反应进行的方向 ) 【知识清单】 1.自发过程：在一定条件下，不需要借助外力作用就能自动进行的过程。 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，体系有从有序转变为无序的倾向性(无序体系更加稳定)。 2.化学反应方向 (1)判据 (2)一般规律： ①ΔH<0，ΔS>0的反应任何温度下都能自发进行； ②ΔH>0，ΔS<0的反应任何温度下都不能自发进行； ③ΔH和ΔS的作用相反，且相差不大时，温度对反应的方向起决定性作用。当ΔH<0，ΔS<0时低温下反应能自发进行；当ΔH>0，ΔS>0时，高温下反应能自发进行。 注意： (1)熵：衡量体系混乱程度的物理量，符号为S，单位为J·mol-1·K-1。 (2)对于一个特定的气相反应，熵变的大小取决于反应前后的气体物质的化学计量数大小。 (3)复合判据计算时要注意单位换算。 3．反应方向与自由能的关系 ΔH ΔS ΔH－TΔS 反应情况 ＜0 ＞0 永远是负值 在任何温度下过程均自发进行 ＞0 ＜0 永远是正值 在任何温度下过程均非自发进行 ＞0 ＞0 低温为正 低温时非自发 高温为负 高温时自发 ＜0 ＜0 低温为负 低温时自发 高温为正 高温时非自发 热点题型五：化学反应进行的方向 21．（25-26高二下·四川泸州·期中）下列关于化学反应方向与限度的说法正确的是 A．凡是放热反应均能自发进行，凡是吸热反应均不能自发进行 B．反应  ，在常温下能自发进行，则该反应的 C．对于可逆反应，升高温度，正、逆反应速率均增大，平衡常数也一定增大 D．一定温度下，向恒容密闭容器中充入和，反应达到平衡后，充入少量，平衡不移动 22．（专题28盖斯定律反应热的计算（10年汇编）（全国通用）2017-2026年高考化学真题分类汇编）将与废弃的太阳能面板材料进行球磨反应，制备高纯度，反应如下： 反应Ⅰ： 已知一定温度下， 反应Ⅱ： 反应Ⅲ： 回答下列问题： 反应Ⅰ的________，属于________（填“熵增”或“熵减”）反应。 23．（26-27高三上·山西·阶段检测）研究与的反应对减缓燃料危机和减弱温室效应具有重大意义。 与发生反应Ⅰ：   在反应过程中还发生反应Ⅱ： (1)①反应Ⅰ的___________0(填“>”或“<”)。 ②反应Ⅰ在___________(填“高温”或“低温”)条件下能自发进行。 (2)假设体系中只发生反应Ⅰ，要加快其反应速率并使其在一定条件下建立的平衡正向移动，可采取的措施有_______(填字母)。 A．增大反应容器的容积 B．缩小反应容器的容积 C．从平衡体系中及时分离出CO D．升高温度 E．使用合适的催化剂 (3)在的密闭容器中，将与投料反应，和的平衡转化率随温度变化关系如图所示。 ①时，的平衡转化率大于的原因是___________________。 ②时，反应Ⅱ的化学平衡常数___________(计算结果保留小数点后两位)。 ③时，若用到达平衡，___________。 (4)以表面覆盖的二氧化钛为催化剂，可以将和直接转化成乙酸。 ①催化剂在该反应中的作用是___________(填标号)。 A．降低反应的活化能        B．降低反应的焓变         C．改变反应的历程           D．增大反应的平衡常数 ②从催化剂的角度分析，及时从反应体系移走乙酸是为了___________________。 24．（25-26高二下·江苏无锡·期中）碳中和作为一种新型环保形式，目前已经被越来越多的大型活动和会议采用。 (1)利用CO2合成二甲醚有两种工艺。 工艺1：涉及以下主要反应： Ⅰ．甲醇的合成：CO2(g) + 3H2 (g) = CH3OH (g) + H2O (g) ΔH1 =−49.0 kJ/mol Ⅱ．逆水汽变换：CO2(g) + H2 (g) = CO(g) + H2O (g) ΔH2 = +41.0 kJ/mol Ⅲ．甲醇脱水：2CH3OH (g) = CH3OCH3 (g) + H2O (g) ΔH3 =−23.5 kJ/mol 工艺2：利用CO2直接加氢合成1molCH3OCH3 (g)的ΔH=___________，反应 Ⅰ 低温____________自发进行(填“能”、“不能”)。 (2)工艺1需先合成甲醇。在不同压强下，按照n(CO2)：n(H2)=1：3投料合成甲醇，实验测定CO2的平衡转化率和CH3OH的平衡产率随温度的变化关系如下图甲、乙所示。 ①下列说法正确的是___________。 A．图甲纵坐标表示CH3OH的平衡产率 B．p1<p2<p3 C．为了同时提高CO2的平衡转化率和CH3OH的平衡产率，应选择低温、高压条件 ②图乙中，某温度时，三条曲线几乎交于一点的原因是_________________。 (3)研究者向恒压(3.0 MPa)密闭装置中通入一定量的反应物混合气n(CO2)：n(H2)=1：2，测定甲醇的时空收率随温度的变化曲线如图所示(时空收率是表示单位物质的量催化剂表面甲醇的平均生成速率)。 ①请解释甲醇时空收率“抛物线”后半段下降的可能原因：__________________。 ②为获得最大的甲醇时空收率，根据图像选择催化剂最佳配比和反应最佳反应温度为_______(填字母)。 A．Ni5Ga3，210℃           B．NiGa，220℃         C．Ni3Ga，240℃ ( 课后提升 · 查漏补缺 ) 1．（26-27高二上·湖南衡阳·开学考试）利用可消除污染，其反应为。向装有足量固体的2.0 L恒容密闭容器中通入1.0 mol CO，在、温度下分别发生反应，测得气体的体积分数随时间的变化曲线如图所示。下列说法错误的是 A．反应温度： B．温度下，0~0.5 min内的平均反应速率为 C．点时，、温度下对应的反应速率相等 D．混合气体的密度保持不变时，可判断该反应达到平衡状态 2．（25-26高二下·云南曲靖·期中）对于反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g)<0，下列图像（文字描述：横坐标为时间，纵坐标为某物理量）能正确表示温度对平衡影响的是 A．升高温度，NH3的百分含量降低 B．升高温度，正反应速率减慢 C．升高温度，平衡常数增大 D．升高温度，H2的转化率升高 3．（25-26高二上·湖南邵阳·期末）下列关于化学平衡移动的说法中，正确的是 A．改变压强，化学平衡一定发生移动 B．改变温度，化学平衡一定发生移动 C．增大反应物浓度，化学平衡一定向正反应方向移动 D．使用催化剂，化学平衡一定发生移动 4．（25-26高二上·广东揭阳·期末）对于可逆反应，其他条件不变时，产物D的质量分数D%与温度T或压强P的关系如图所示，下列说法正确的是 A．T1>T2，P2>P1 B．升温，A的转化率升高 C．该式中化学计量数m＜p+q D．加压时，平衡向正反应方向移动 5．（25-26高二上·辽宁朝阳·期末）一定温度下，在恒压密闭容器中发生某反应并达到平衡状态。若保持温度不变，在t0时刻改变外界条件，反应速率发生如图所示的变化。则下列情景与图像不符合的是 A．，t0时充入CO2 B．，t0时充入HI C．，t0时分离出NH3 D．，t0时充入NO2 6．（25-26高二上·山东淄博·期中）下列图示与对应叙述不相符的是 A．图1各物质均为气体，升高温度时，反应的平衡常数会减小 B．图2为在绝热恒容密闭容器中，反应的正反应速率随时间变化的示意图，由图可知该反应为放热反应且c点达到平衡 C．图3为合成氨反应中，其它条件不变时，起始时用量对反应的影响图，则图中温度，a、b、c三点所处的平衡状态中，反应物的转化率最高的是c点 D．图4中，反应，线上所有的点都是平衡点，则点 7．（第二章化学反应的方向、限度与速率【章节专项提升】）甲、乙、丙三个容器中起始物质及其物质的量如图所示，三个容器最初的容积、温度相同，反应中甲、丙的容积不变，乙中的压强不变，在一定温度下反应达到平衡。下列说法正确的是 A．平衡时各容器内c(NO2)的大小顺序为乙>甲>丙 B．平衡时N2O4的百分含量：乙>甲>丙 C．平衡时甲与丙中放出的热量相同 D．其他条件不变，向平衡后的丙容器中再加入少量N2O4，新平衡后的值不变 8．（24-25高二下·河北衡水·期末）某恒温环境下，向体积均为2L的三个恒容密闭容器甲、乙、丙中加入催化剂，通入SO2催化剂与O2加热至600℃发生反应  ΔH<0，三个容器中起始投料如表所示： 物质 甲 乙 丙 2 0 4 1 0 2 0 2 0 下列说法正确的是 A．三个容器中反应的平衡常数：甲>乙>丙 B．甲、丙容器中反应达到平衡时，c丙(SO3)=2c甲(SO3) C．甲、乙容器中反应分别达到平衡时，同种物质的百分含量均相同 D．30s时甲容器中反应达到平衡，测得气体压强为起始投料时的90%，则0~30s内O2的平均反应速率为0.05 mol·L-1·min-1 9．（25-26高二上·广东湛江·期末）关于工业合成氨反应，下列说法正确的是 A．任意条件下反应均可以正向自发进行 B．仅从平衡移动角度考虑，合成氨时应选择低温高压条件 C．原料气可直接通入合成塔中进行反应 D．、的投料比采用1：2.8(物质的量比)而不是1：3，是为了提高的转化率 10．（25-26高二上·福建莆田·期末）工业合成氨：  。已知：铁触媒作催化剂时，反应的速率方程为；反应历程中氮气在催化剂表面的吸附为总反应中最慢的步骤。下列有关说法错误的是 A．降低温度、增大压强均有利于合成氨反应正向进行 B．同等程度改变、浓度，后者对反应速率影响更大 C．及时分离出，能提高反应物转化率但会降低反应速率 D．投料时，相较于1∶3更有利于反应的进行 11．（26-27高三上·江西·开学考试）已知：①2C(s)＋O2(g)=2CO(g)ΔH1=-221.0kJ·mol-1，②2H2(g)＋O2(g)=2H2O(g)ΔH2=-483.6kJ·mol-1，则对于制备水煤气的反应C(s)＋H2O(g)=CO(g)＋H2(g)ΔH3分析正确的是 A．ΔH3=-131.3kJ·mol-1，在低温条件下反应可自发进行 B．ΔH3=-131.3kJ·mol-1，在高温条件下反应可自发进行 C．ΔH3=+131.3kJ·mol-1，在低温条件下反应可自发进行 D．ΔH3=+131.3kJ·mol-1，在高温条件下反应可自发进行 12．（25-26高二上·四川巴中·期末）“绿水青山就是金山银山”，因此研究NOx、SO2等大气污染物的妥善处理具有重要意义。 (1)为避免汽车尾气中的有害气体对大气的污染，需给汽车安装尾气净化装置。在净化装置中和发生反应，生成无毒的和。 ①汽车尾气净化装置发生的化学反应方程式_______。 ②该反应的平衡常数表达式为_______。 (2)燃煤发电厂常利用反应：  对煤进行脱硫处理来减少SO2的排放。对于该反应，在T℃时，借助传感器测得反应在不同时间点上各物质的浓度如下： 浓度 时间 0 10 20 30 40 50 1.00 0.79 0.60 0.60 0.40 0.40 0 0.42 0.80 0.80 1.20 1.20 ①内，平均反应速率_______。 ②后，只改变某一条件，时反应重新达到平衡。根据上表中的数据判断，改变的条件可能是_______(填字母)。 A．加入一定量的粉状碳酸钙    B．通入一定量的SO2    C．降温     D．加入合适的催化剂 ③在两个相同的密闭容器中通入等物质的量的SO2和O2与CaCO3反应，SO2的转化率与时间关系如图所示，T1______T2(填“>”“<”或“=”)。 ④用某物质的平衡分压代替其物质的量浓度也可以表示化学平衡常数(记作Kp)。在T1，达平衡P=aPa时，该反应的化学平衡常数Kp=_______[已知：气体分压气体总压×体积分数]。 13．（2.2.1化学反应的方向夯实基础）乙烯是一种用途广泛的有机化工原料，乙烷制乙烯的研究备受关注。回答下列问题： (1)氧化脱氢反应： ⅰ． ⅱ． ⅲ． ①计算__________。 ②一定温度下，向恒容密闭容器中通入和仅发生反应ⅰ，下列能说明反应达到平衡状态的是__________(填标号)。 A． 　 B．和的物质的量相等 C．混合气体的密度不再变化 　D．混合气体的平均摩尔质量不再变化 (2)直接脱氢反应为 ，的平衡转化率与温度和压强的关系如图所示。 ①__________0(填“>”、“＜”或“=”)，反应在__________下(填“高温”“低温”或“任何温度”)能自发进行。 ②下列条件中，达到平衡时转化率最接近70%的是__________(填标号)。 A．0.6 MPa，600℃ 　 B．0.7 MPa，700℃ 　C．0.8 MPa，800℃ ③一定温度下，的平衡转化率为20%，计算直接脱氢反应的物质的量分数平衡常数__________(以平衡物质的量分数代替平衡浓度计算，用分数表示)。 第1页（共2页） 第1页（共2页） 学科网（北京）股份有限公司 $ 第5讲 化学平衡的移动和化学反应进行的方向 【考向预测】 1.通过对近几年高考试题的分析，题目难度一般中档偏上，多侧重于各知识点的综合考查，在填空题中的情境多侧重于与生产实际的联系，尤其是控制合适的反应条件使平衡向着希望的方向移动，是近几年高频考点，充分体现了学以致用的原则。 2.本部分题目每年必考，常常借助热化学方程式考查外界条件改变对化学反应速率和化学平衡移动方向和结果的判断。伴随着平衡常数的计算以及转化率的计算等。 ( 知识梳理 · 题型预览 ) 热点题型一：外界因素对化学平衡移动的影响 热点题型二：化学平衡移动图像分析 热点题型三：化学平衡移动原理在化工生产中的应用 热点题型四：等效平衡 热点题型五：化学反应进行的方向 ( 知识点1：外界因素对化学平衡移动的影响 ) 【知识清单】 1.外界因素对化学平衡移动的影响 (1)一般影响因素分析 (2)“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，各反应气体的分压减小体系中各组分的浓度同倍数减小 2.勒夏特列原理 如果改变影响化学平衡的条件之一(如温度、压强以及参加反应的化学物质的浓度)，平衡将向着能够减弱这种改变的方向移动。 注意： (1)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，改变是不可逆转的。建立新平衡时此物理量更靠近于改变的方向。 (2)改变固体或纯液体的量时，对化学平衡基本无影响。 (3)反应混合物中不存在气体物质时，改变压强对化学平衡无影响。 (4)不要把平衡向正反应方向移动与原料转化率的增大等同，当增大一种反应物的浓度，使平衡向正反应方向移动时，只会使其他反应物的转化率提高，而该反应物的转化率降低。 热点题型一：外界因素对化学平衡移动的影响 1．（26-27高二上·重庆沙坪坝·开学考试）已知氯水中存在平衡：  ，下列说法正确的是 A．向氯水中加入固体，平衡正向移动，增大 B．在酸性溶液中的溶解度保持不变 C．取氯水稀释，增大 D．取氯水滴加淀粉KI溶液，溶液变蓝色，可以证明上述反应存在限度 【答案】C 【知识点】氯水的性质、浓度对化学平衡移动的影响、温度对化学平衡移动的影响、次氯酸及其性质和用途 【详解】A．加入固体时，与反应使减小，平衡正向移动，但最终降低，A错误； B．酸性溶液中越大，题给平衡逆向移动程度越大，溶解度越小，故在酸性溶液中的溶解度随变化而改变，B错误； C．氯水中存在得失电子守恒：，因此，结合的电离常数，可得。稀释时减小，温度不变不变，因此该比值增大，C正确； D．和均具有强氧化性，都可将氧化为使淀粉溶液变蓝，无法证明溶液中存在未反应的，不能证明反应存在限度，D错误； 故选C。 2．（26-27高二上·山西朔州·开学考试）在恒温恒容的密闭容器中发生 ，时，平衡常数为K，下列说法正确的是 A．增大的浓度，平衡常数改变 B．时，若时，则 C．若容器内气体压强保持不变，该可逆反应达到化学平衡状态 D．选择高效催化剂可以提高活化分子百分数，提高平衡产率 【答案】C 【知识点】催化剂对化学反应速率的影响、浓度对化学平衡移动的影响、化学平衡状态的判断方法、化学平衡常数的概念及表达方式、化学平衡常数的影响因素及应用 【详解】A．平衡常数仅与温度有关，恒温条件下，增大的浓度，平衡常数不变，A错误； B．T∘C时，浓度商，反应正向进行，故，B错误； C．该反应前后气体分子数不相等，恒温恒容下气体压强与气体总物质的量成正比，压强为变化量，若容器内气体压强保持不变，说明反应达到化学平衡状态，C正确； D．催化剂可提高活化分子百分数，加快反应速率，但不影响平衡移动，不能提高平衡产率，D错误； 故选C。 3．（25-26高二上·湖南衡阳·期末）下列事实不能用勒夏特列原理解释的是 A．新制氯水在光照下颜色变浅 B．对于，及时分离出钾蒸气 C．由、、组成的平衡体系加压后颜色变深 D．对于，选择稀盐酸代替蒸馏水洗涤沉淀 【答案】C 【知识点】浓度对化学平衡移动的影响、勒夏特列原理的应用、温度对化学平衡移动的影响、次氯酸及其性质和用途、压强对化学平衡移动的影响 【详解】A．新制氯水中存在平衡，光照下分解浓度降低，平衡正向移动，浓度减小颜色变浅，可用勒夏特列原理解释，A不符合题意； B．及时分离出钾蒸气，生成物浓度降低，平衡正向移动，可用勒夏特列原理解释，B不符合题意； C．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使浓度增大，与平衡移动无关，不能用勒夏特列原理解释，C符合题意； D．稀盐酸中浓度较大，使平衡逆向移动，减少溶解损耗，可用勒夏特列原理解释，D不符合题意； 故答案选C。 4．（25-26高二下·广西桂林·开学考试）下列事实不能用勒夏特列原理解释的是 A．反应CO(g)+ NO2(g) CO2(g) + NO(g)  ΔH＜0平衡后，缩小容器体积，混合气体颜色加深 B．煤气中毒的患者要送入高压氧舱进行救治 C．用饱和NaHCO3溶液除去CO2中的HCl D．氯水中加入CaCO3粉末可以提高氯水中HClO的浓度 【答案】A 【知识点】浓度对化学平衡移动的影响、勒夏特列原理的应用、次氯酸及其性质和用途、压强对化学平衡移动的影响 【详解】A．该反应前后气体总物质的量相等，缩小容器体积（增大压强）平衡不移动，混合气体颜色加深是因为体积减小导致浓度增大，与平衡移动无关，不能用勒夏特列原理解释，A符合题意； B．煤气中毒是与血红蛋白结合，高压氧舱中浓度升高，使与血红蛋白的结合平衡逆向移动，可用勒夏特列原理解释，B不符合题意； C．在水溶液中存在平衡，饱和溶液中浓度较高，抑制溶解，同时可与反应除去杂质，可用勒夏特列原理解释，C不符合题意； D．氯水中存在平衡，与反应而不与反应，使浓度降低，平衡正向移动，浓度升高，可用勒夏特列原理解释，D不符合题意； 故选A。 5．（26-27高三上·湖北·开学考试）在恒温恒容密闭容器中加入足量和焦炭，发生反应①，同时充入一定量，在催化剂M的作用下也发生反应②，反应如下： ①；② 下列说法错误的是 A．其他条件不变，若适当升高温度，反应②的速率会加快 B．随着反应进行，容器内的压强可能先增大后减小 C．当混合气体的密度不再改变，说明反应①②均达到平衡 D．体系平衡后，保持其他条件不变，再充入一定量CO，达到新平衡时，CO分压增大 【答案】D 【知识点】化学平衡状态的判断方法、温度对化学反应速率的影响、温度对化学平衡移动的影响、压强对化学平衡移动的影响 【详解】A．适当升高温度，不影响催化剂的活性，反应②的速率加快，A正确； B．反应①是气体体积增大的反应，反应②是气体体积减小的反应，随着反应进行，容器内的压强可能先增大后减小，B正确； C．混合气体的密度，容器的体积V不变，反应①中有固体参与反应，m为变量，不再改变时，说明反应①达到平衡，此时含量不变，因此反应②也达到平衡，C正确； D．新平衡时，由于温度不变，反应①平衡常数不变，分压不变，D错误； 故选D。 ( 知识点2：化学移动图像分析 ) 1．从v­t图像认识浓度对平衡的影响 化学平衡 aA＋bBcC＋dD(A、B、C、D为非固体) 体系浓度变化 增大反应物浓度 增大生成物浓度 减小生成物浓度 减小反应物浓度 速率变化 v正瞬间增大，v逆瞬间不变，v′正>v′逆 v逆瞬间增大，v正瞬间不变，v′逆>v′正 v逆瞬间减小，v正瞬间不变，v′正>v′逆 v正瞬间减小，v逆瞬间不变，v′逆>v′正 平衡移动方向 正向移动 逆向移动 正向移动 逆向移动 v­t 图像 规律 在其他条件不变的情况下，增大反应物的浓度或减小生成物的浓度，都可以使平衡向正反应方向移动；增大生成物的浓度或减小反应物的浓度，都可以使平衡向逆反应方向移动 2．从v­t图像认识压强对化学平衡的影响 化学平衡 aA(g)＋bB(g) cC(g)＋dD(g) 计量关系 a＋b>c＋d a＋b<c＋d 压强变化 增压 减压 增压 减压 速率变化 v正、v逆同时增大，v′正>v′逆 v正、v逆同时减小，v′逆>v′正 v正、v逆同时增大，v′逆>v′正 v正、v逆同时减小，v′正>v′逆 平衡移动方向 正向移动 逆向移动 逆向移动 正向移动 v­t图像 规律 在其他条件不变的情况下，增大压强，平衡向气体物质的量减小的方向移动；减小压强，平衡向气体物质的量增大的方向移动 特别提醒：“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，各反应气体的分压减小―→体系中各组分的浓度同倍数减小(等效于减压) 3．从v­t图像认识温度对化学平衡的影响 化学平衡 aA＋bBcC＋dD　ΔH>0 温度改变 升温 降温 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 移动方向 正向移动 逆向移动 v­t图像 规律 在其他条件不变的情况下，升高温度，平衡向吸热反应的方向移动；降低温度，平衡向放热反应的方向移动 4．判断化学平衡移动方向的思维流程    热点题型二：化学平衡移动图像分析 6．（25-26高二上·吉林松原·期末）下列图象中可用来表示   的正确图象是 A． B． C． D． 【答案】B 【知识点】外界条件对化学平衡影响的图像、与转化率变化有关图像的分析、与物质百分含量变化有关图像的分析、温度对化学平衡移动的影响、压强对化学平衡移动的影响 【详解】A．该反应正反应为气体分子数减小的反应，增大压强平衡正向移动，压强相等的平衡点之后应满足，但图中交点后，不符合规律，A错误； B．温度越高反应速率越快，500℃比100℃先达到平衡；正反应为放热反应，升高温度平衡逆向移动，平衡时C的百分含量降低，图像符合规律，B正确； C．升高温度，活化分子百分数增大，正、逆反应速率均持续增大，图中速率随温度升高先增后减，不符合反应速率变化规律，C错误； D．增大压强平衡正向移动，A的转化率随压强增大而升高；正反应为放热反应，相同压强下温度越高A的转化率越低，500℃的曲线位于100℃曲线下方，D错误； 故选B。 7．（25-26高二上·江西宜春·期末）如图表示2A(g) + B(g) ⇌ 4C(g)  ΔH＜0，p2>p1，判断下列图像错误的是 A． B． C． D． 【答案】B 【知识点】外界条件对化学平衡影响的图像、与转化率变化有关图像的分析、温度对化学平衡移动的影响、压强对化学平衡移动的影响 【详解】A．温度越高反应速率越快，500℃先达到平衡；该反应正反应放热，升高温度平衡逆向移动，A的平衡转化率更低，图像符合规律，A正确； B．温度升高平衡逆向移动，C的百分含量随温度升高而降低，该趋势符合规律；但，该反应正反应为气体分子数增大的反应，增大压强平衡逆向移动，相同温度下对应的C的百分含量应小于，图像中曲线在上方，不符合规律，B错误； C．升高温度，正逆反应速率均瞬间增大，正反应放热，平衡逆向移动，故，随后逐渐达到新平衡，图像符合规律，C正确； D．增大压强，正逆反应速率均瞬间增大，正反应气体分子数增大，增大压强平衡逆向移动，故，随后逐渐达到新平衡，图像符合规律，D正确； 故答案为B。 8．（25-26高三上·湖南·阶段检测）某温度下，在容积均为1 L的甲、乙恒容密闭容器中分别充入和，分别在恒温、绝热(容器与外界没有能量交换)条件下进行反应：，测得容器内气体压强变化如图所示。下列叙述错误的是 A．乙容器在恒温恒容条件下反应 B．反应速率： C．气体总物质的量： D．b点平衡常数 【答案】D 【知识点】化学平衡常数的计算、外界条件对化学平衡影响的图像、化学反应速率计算、温度对化学平衡移动的影响、压强对化学平衡移动的影响 【详解】A．正反应是气体分子数减小的反应，图中甲容器中初始气体压强增大，说明甲为绝热容器，正反应是放热反应，乙容器中气体在恒温恒容条件下反应，A正确； B．平衡时温度：，平衡状态时，正、逆反应速率相等，温度越高，平衡时化学反应速率越大，故速率：，B正确； C．由于温度：，压强：，所以气体总物质的量：，C正确； D．设a点生成HCOOH的物质的量为x，乙为恒温恒容容器，气体压强与物质的量成正比例，有，，a点时、的转化率均为40%，由C项分析可知，，故b点、的平衡转化率大于40%，所以b点平衡常数，D错误； 故选D。 9．（25-26高二上·河南·阶段检测）保持其他条件不变，对反应体系缩小容器体积后，反应建立新平衡的过程示意图为 A． B． C． D． 【答案】D 【知识点】外界条件对化学平衡影响的图像、压强对化学反应速率的影响、压强对化学平衡移动的影响 【详解】 缩小容器体积的瞬间，逆反应速率突增，正反应速率保持不变；随后平衡向逆反应方向移动，逆反应速率逐渐减小，最终再次等于正反应速率，图像为 ，故选D。 10．（25-26高二上·宁夏吴忠·期中）某化学研究小组探究外界条件对化学反应的速率和平衡的影响，图像如下，下列判断正确的是 A．由图a可知，，该反应的逆反应为放热反应 B．由图b可知，该反应 C．图c是绝热条件下速率和时间的图像，由此说明该反应吸热 D．图d中，曲线a对应的实验可能增大了反应物的浓度 【答案】B 【知识点】外界条件对化学平衡影响的图像、温度对化学平衡移动的影响、化学反应速率的图像、压强对化学平衡移动的影响、化学反应速率与化学平衡的综合应用 【详解】A．图a中，曲线先达到平衡，说明；升高温度时生成物C的平衡百分含量降低，说明平衡逆向移动，故正反应放热、逆反应吸热，A错误； B．图b中，增大压强时生成物C的平衡百分含量增大，说明加压使平衡正向移动；加压使平衡向气体物质的量减小的方向移动，因此，B正确； C．绝热条件下，图c显示反应初期速率随时间增大，说明反应放热使体系温度升高，从而使反应速率增大；后期因反应物浓度降低，速率减小，因此该反应为放热反应，C错误； D．图d中两曲线的起点和最终平衡时B的百分含量均相同，仅曲线a更快达到平衡，说明改变只影响反应速率而不改变平衡状态，可能使用了催化剂；增大反应物浓度会改变初始组成并使平衡移动，D错误； 故选B。 11．（25-26高二上·山东青岛·阶段检测）一定条件下，分别向体积为的密闭容器中充入气体，发生反应：，测得实验①、②、③反应过程中体系压强随时间的变化曲线如图所示。下列说法正确的是 实验 充入气体量 反应过程条件 ① 恒温 ② 恒温 ③ 绝热 A．曲线Ⅰ对应实验② B．正反应为吸热反应 C．气体的总物质的量： D．b点平衡常数比c点平衡常数大 【答案】C 【知识点】外界条件对化学平衡影响的图像、温度对化学平衡移动的影响、等效平衡理论的综合应用 【详解】A．恒温恒容条件下，气体的压强之比等于物质的量之比，起始时实验②与实验③的压强相等，实验①的初始压强是实验②、③的初始压强的3倍，则曲线Ⅰ对应实验①，故A错误； B．实验①与实验②的温度相等，实验①与实验②达平衡时互为等效平衡，故曲线Ⅱ对应实验②，曲线Ⅲ对应实验③，实验②与实验③充入等物质的量的Z，实验③比实验②达到平衡所用的时间长，反应在恒容条件下进行，说明实验③的温度低，反应速率小，实验③中反应逆向进行，体系温度降低，故正反应是放热反应，故B错误； C．根据， c、d两点的压强相同，V相同，由于反应吸热，c点的温度比d点低，故气体的总物质的量：，故C正确； D．正反应是放热反应，温度越低，该反应的平衡常数越大，c点的温度比b点低，故b点平衡常数小于c点的平衡常数，故D错误； 选C。 12．（2.2.2化学平衡常数（基础篇））Ⅰ.回答下列问题。 (1)某温度下在密闭容器中，三种气态物质的物质的量随时间变化曲线如图所示： ①该反应的化学方程式是______。 ②平衡时，混合气体中的体积比为______。 ③平衡时，X的转化率为______%。 (2)某温度下，将与充入恒容密闭容器中，发生反应后反应达到平衡，的平衡转化率为，该反应的平衡常数为______。 Ⅱ.和均为常见的大气污染物，对二者的综合治理是当前的重要课题之一，针对这一问题，研究人员设计了通过硫循环完成二者的综合处理方案，原理如下： 反应I：； 反应II：。 回答下列问题： (3)反应I的平衡常数表达式为_______。 (4)反应Ⅲ：。_______(用含的代数式表示)，_______(用含的代数式表示)。 (5)起始时向密闭容器中充入一定量的和，仅发生反应。的平衡转化率与温度(T)和压强(p)的关系如图所示。 ①_______(填“>”或“<”)0，判断的理由为_______。 ②、两点对应的平衡常数：_______。(填“>”“<”或“=”，下同) ③氧元素的质量：_______。 【答案】(1) 60 (2)0.5 (3) (4) (5) < 压强一定时，随着温度升高，的平衡转化率减小，说明升高温度平衡向逆反应方向移动，正反应为放热反应。 = = 【知识点】化学平衡常数的计算、外界条件对化学平衡影响的图像、与转化率变化有关图像的分析、盖斯定律的应用、转化率的计算、化学平衡的有关计算 【详解】（1）①由图可知，随着反应的进行，、的物质的量减小，为反应物；的物质的量增加，为生成物。5min时反应达到平衡，此时，，。相同时间内各物质的物质的量变化量之比等于化学方程式中化学计量数之比，即，故该反应的化学方程式为。 ②平衡时，、、的物质的量分别为0.4mol、0.8mol、0.5mol。同温同压下，气体的体积比等于其物质的量之比，故平衡时混合气体中、、的体积比为。 ③平衡时，的转化率为。 （2）反应达到平衡时，的转化率为，则消耗的物质的量为。列出三段式： 由于该反应前后气体分子数不变，容器体积对平衡常数计算无影响，可直接用物质的量代入计算：。 （3）反应中为纯液体，其浓度视为常数，不列入平衡常数表达式中，故反应的平衡常数表达式为 。 （4）已知： 反应： 反应： 根据盖斯定律，将 即可得到反应：。 因此，反应的焓变 ，平衡常数 。 （5）①压强一定时，随着温度升高，的平衡转化率减小，说明升高温度平衡向逆反应方向移动，正反应为放热反应。 ②化学平衡常数只受温度影响，与压强无关。图中、两点对应的温度相同，故两点的平衡常数相等，即。 ③反应在密闭容器中进行，根据质量守恒定律，反应前后体系中各元素的总质量保持不变。起始时充入的是和，氧元素全部来自于，无论平衡如何移动，体系中氧元素的总质量始终不变，故。 ( 知识点3：化学平衡移动原理在化工生产中的应用 ) 【知识清单】 1．化工生产适宜条件选择的一般原则 条件 原则 从化学反应速率分析 既不能过快，又不能太慢 从化学平衡移动分析 既要注意外界条件对速率和平衡影响的一致性，又要注意对二者影响的矛盾性 从原料的利用率分析 增加易得廉价原料，提高难得高价原料的利用率，从而降低生产成本 从实际生产能力分析 如设备承受高温、高压能力等 从催化剂的使用活性分析 注意催化剂的活性受温度的限制 2．控制反应条件的基本措施 控制化学反应速率的措施 通过改变反应体系的温度、溶液的浓度、气体的压强(或浓度)、固体的表面积以及使用催化剂等途径调控反应速率 提高转化率的措施 通过改变可逆反应体系的温度、溶液的浓度、气体的压强(或浓度)等改变可逆反应的限度，从而提高转化率 1．催化剂的活性与“中毒” 催化剂的催化能力一般称为催化活性。催化剂因吸附或沉积少量的杂质(毒物)而使活性明显下降甚至丧失的现象，称为催化剂“中毒”。 为了防止催化剂“中毒”，合成氨的原料气、硫酸工业中从沸腾炉排出来的炉气都必须经过净化。 2．合成氨发展前景 为降低合成氨的能耗，科学家一直在研究使合成氨反应在较低温度下进行的催化剂，以对合成条件进行优化。我国科学家合成了一种新型催化剂，将合成氨的温度、压强分别降到了350℃、1 MPa。利用电化学反应原理，在实验室已实现由N2和H2在室温下合成氨。 热点题型三：化学平衡移动原理在化工生产中的应用 13．（2026·浙江温州·一模）接触室（结构如图1，其中1~4表示催化剂层，5~7表示热交换器层）中发生反应： 　。 已知：①最适宜温度指最大反应速率对应的温度，取决于催化剂最佳活性区间； ②图2为接触室中SO2的转化率随温度变化情况。 下列说法不正确的是 A．该反应、，故低温自发 B．降温段为热交换器层6 C．经4次催化反应，显著提高SO2的平衡转化率 D．接触室中主要通过热交换器换热实现最适宜温度 【答案】C 【知识点】催化剂对化学反应速率的影响、复合判据、硫酸的工业制法及其工艺特点、温度对化学平衡移动的影响 【详解】A．该反应气体总物质的量减小，故，已知，根据时反应自发，低温下满足，反应可自发进行，A正确； B．由题干图像信息可知，过程温度升高、转化率上升，对应催化剂层中放热反应过程；为降温段，对应热交换器层，结合接触室结构可知对应热交换器层6，B正确； C．催化剂只能改变反应速率，不影响化学平衡状态，无法改变平衡转化率，SO2实际转化率提升是由于降温使平衡正向移动，与催化过程无关，C错误； D．由题干信息可知，反应放热，温度过高会降低催化剂活性、使平衡逆向移动，接触室通过热交换器移出反应热量，维持反应在催化剂最佳活性的最适宜温度下进行，D正确； 故答案为：C。 14．（26-27高三上·浙江·阶段检测）下列说法不正确的是 A．常温常压下，将和混合，放置很久也没有明显的现象，说明与反应是一个非自发反应 B．已知反应：，在密闭的反应炉内达到平衡后，若其他条件均不改变，将反应炉体积缩小一半，则达到新平衡时的浓度不变 C．向溶液中加入固体，溶液会逐渐变成黄绿色 D．合成氨厂采用的温度是，主要是因为该温度下催化剂铁触媒的活性最大 【答案】A 【知识点】催化剂对化学反应速率的影响、化学反应自发过程、压强对化学平衡移动的影响、合成氨条件的选择、化学平衡常数的影响因素及应用 【详解】A．反应自发性属于热力学判断范畴，与反应的，属于自发反应，常温下无明显现象是因为反应活化能高、速率极慢，不能说明反应非自发，A错误； B．反应的平衡常数，温度不变则不变，缩小体积重新达到平衡时的浓度仍等于，浓度不变，B正确； C．溶液中蓝色的可与结合生成黄色的，二者混合使溶液呈黄绿色，C正确； D．合成氨选择的主要原因是该温度下催化剂铁触媒的活性最大，可兼顾反应速率与生产效率，D正确； 故选A。 15．（25-26高二上·福建福州·期中）工业合成氨是人类科学技术的一项重大突破，其反应如下：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)   △H=-92.4kJ·mol−1。下面说法正确的是 A．由于N2在空气中含量高，因此直接将空气与氢气混合通入反应炉 B．将生成的氨气及时液化分离，可推动平衡正向移动，加快反应速率 C．合成氨一般选择400～500℃的原因主要考虑了温度对平衡移动的影响 D．增大压强虽能提高平衡产率，但实际生产中常采用20MPa以节省设备成本 【答案】D 【知识点】浓度对化学平衡移动的影响、温度对化学反应速率的影响、温度对化学平衡移动的影响、浓度对化学反应速率的影响、压强对化学平衡移动的影响、合成氨条件的选择 【详解】A．空气中含有，与混合在高温下易发生爆炸，且存在其他杂质会干扰反应，不能直接将空气与氢气混合通入反应炉，A错误； B．将生成的及时液化分离，会降低生成物浓度，虽然可推动平衡正向移动，但反应速率会减慢，无法加快反应速率，B错误； C．合成氨反应，升高温度平衡会逆向移动，选择400～500℃主要是因为该温度下催化剂铁触媒的活性最高，同时可加快反应速率，并非考虑温度对平衡移动的影响，C错误； D．该反应正向为气体分子数减少的反应，增大压强平衡正向移动可提高平衡产率，但压强过高会大幅提升设备抗压要求、增加生产成本，实际生产采用20MPa左右可节省设备成本，D正确； 故选D。 ( 知识点4：等效平衡 ) 【解题方法】 1．概念 在一定条件下(恒温恒容或恒温恒压)，对同一可逆反应，虽然起始时物质加入的量不同，但达到化学平衡时，同种物质的物质的量分数相同，这样的平衡称为等效平衡。 2．原理 由于化学平衡状态与条件有关，而与建立平衡的途径无关。因而，同一可逆反应，从不同的状态开始，只要达到平衡时条件(温度、浓度、压强等)完全相同，则可形成等效平衡。 3．等效平衡的分类 在互为等效平衡的平衡体系中，各组分除了物质的量分数(或体积分数或质量分数)相同外，各组分的物质的量和物质的量浓度具有等同或等比关系。等同平衡和等比平衡的建立条件和平衡时的等效特征如下表： 等效类型 等同平衡 等比平衡(Ⅰ类) 等比平衡(Ⅱ类) 适用对象 相同条件下的所有可逆反应 等温等容条件下反应前后气体分子数相同的可逆反应 等温等压条件下的所有可逆反应 起始投料 (折算后) 各相同组分的物质的量相同 各相同组分的物质的量之比相同 各相同组分的物质的量之比相同 等效特征(相同组分的物理量比较) 物质的量分数 等同 等同 等同 物质的量 等同 等比 等比 物质的量浓度 等同 等比 等同 4．等效平衡判断方法 （1）分析建立平衡的条件，是等温等压还是等温等容。 （2）分析反应的特点，反应前后ΔV(g)是不变、增大、还是减小。 （3）通过极限转化为同一边物质，看与初始投料量是等量还是等比关系。 （4）分析平衡等效的要求，是平衡浓度相等还是平衡混合物中某物质的物质的量分数相等。 5．等效平衡的解题思路 （1）等温等容平衡(见图示)：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）等温等压平衡(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。 热点题型四：等效平衡 16．（24-25高二上·江苏·期末）向下列四个容器中分别加入x mol X和y mol Y发生反应：xX(g)+yY(g)zZ(g)(x+y≠z)，一段时间达到平衡状态。已知四个容器的起始温度和体积均相同，活塞无质量、光滑移动无摩擦、不会脱离容器，则平衡后生成物Z的物质的量分数最大的是 A．恒温恒容 B．恒温恒压 C．绝热恒容 D．绝热恒压 【答案】B 【知识点】温度对化学平衡移动的影响、等效平衡理论的综合应用、压强对化学平衡移动的影响 【详解】A．恒温恒容条件下，因反应前后气体分子数不等（），反应正向进行时，若气体总物质的量减小则体系压强降低，若气体总物质的量增大则体系压强升高，均会抑制平衡正向移动，Z的物质的量分数小于恒温恒压，A不符合题意； B．恒温恒压条件下，压强始终恒定，不会因反应过程中气体分子数变化产生抑制正向移动的压强变化，且恒温条件下不存在绝热过程中温度变化对正向移动的抑制，平衡正向移动程度最大，Z的物质的量分数最大，B符合题意； C．绝热恒容条件下，反应正向进行时，若正反应放热则体系温度升高，若正反应吸热则体系温度降低，温度变化均会抑制平衡正向移动，同时伴随的压强变化也会抑制正向移动，Z的物质的量分数较小，C不符合题意； D．绝热恒压条件下，反应正向进行时的温度变化会抑制平衡正向移动，正向移动程度小于恒温恒压，Z的物质的量分数更小，D不符合题意； 故选B。 17．（25-26高二上·内蒙古赤峰·期中）在3个体积均为2.0L 的恒容密闭容器中，发生反应：  ，反应达到平衡时，相关数据如表所示。下列说法正确的是 容器 温度 物质的起始物质的量浓度/() 物质的平衡浓度/() c(X) c(Y) c(Z) c(Z) I T₁ 0.20 0.10 0 0.04 Ⅱ T2 0.20 0.10 0.20 C1 Ⅲ T3 0 0 0.20 C2 A． B．在容器Ⅰ中，达到平衡时充入氦气，则平衡向正反应方向移动 C．若达到平衡时，容器Ⅲ中 Z的转化率大于80%，则 D．若温度为T1，起始时向同体积恒容密闭容器中充入0.20mol X、0.20mol Y 和0.20mol Z，则该反应向逆反应方向进行 【答案】D 【知识点】化学平衡常数的计算、温度对化学平衡移动的影响、等效平衡理论的综合应用、压强对化学平衡移动的影响、化学平衡的有关计算 【详解】A．容器Ⅱ起始投料等效于和，若温度与相同，加压平衡正向移动，，且，温度未知无法确定数值，A错误； B．恒容容器中充入氦气，平衡体系各组分浓度不变，正逆反应速率不变，平衡不移动，B错误； C．容器Ⅲ等效于起始加入和，与容器Ⅰ起始投料相同，若温度为，平衡时的转化率为，转化率大于说明平衡逆向移动，反应，升高温度平衡逆向移动，故，C错误； D．下平衡常数，起始时浓度商，反应向逆反应方向进行，D正确； 故选D。 18．（25-26高二上·广东深圳·阶段检测）一定温度下，在一个容积为1L的密闭容器中，充入1 mol和1 mol，发生反应：，经充分反应达到平衡后，生成的HI(g)占气体体积的50%；该温度下，在另一个容积为2L的密闭容器中充入1 molHI(g)发生反应：。则下列判断正确的是 A．后一反应达到平衡时，HI(g)的浓度为 B．前一反应的平衡常数为1 C．后一反应达到平衡时，的浓度为 D．后一反应的平衡常数为0.5 【答案】D 【知识点】化学平衡常数的计算、化学平衡常数的概念及表达方式、等效平衡理论的综合应用、化学平衡的有关计算、化学平衡常数的影响因素及应用 【分析】一定温度下，在一个容积为1 L的密闭容器中，充入和，经充分反应达到平衡后，生成的占气体体积的50%，设的变化量为，根据三段式：，平衡后，的体积占气体体积的50%，则，解得，该温度下化学平衡常数为：，该温度下，在另一个容积为2L的密闭容器中充入发生反应：，与充入和视为等效平衡，且该反应为气体体积不变的反应，则与原平衡成比例，则达到新平衡时，的物质的量为：，的物质的量为：，据此分析解答。 【详解】A．由分析可知，后一反应达到平衡时，的物质的量为：，的平衡浓度为：，A错误； B．由分析可知，前一反应平衡时，，，平衡常数，B错误； C．由分析可知，后一反应达到平衡时，的物质的量为：，的平衡浓度为：，C错误； D．温度不变，平衡常数不变，反应的平衡常数为前一反应平衡常数倒数的次方，即 ，D正确； 故选D。 19．（24-25高二上·湖南株洲·开学考试）在一个固定体积的密闭容器中，保持一定温度，进行以下反应：。已知加入和时，达到平衡后生成(见下表“已知”项)。在相同条件下，且保持平衡时各组分的物质的量分数不变，对下列编号(1)～(3)的状态，①②③④⑤对应的结果错误的是 编号 起始状态(mol) 平衡时HBr物质的量(mol) HBr 已知 1 2 0 (1) 2 4 0 ① (2) ② ③ 1 0.5 (3) ④ ⑤ A．① B．②，③ C．④ D．⑤ 【答案】D 【知识点】化学平衡常数的计算、等效平衡理论的综合应用、可逆反应及反应限度、转化率的计算、化学平衡的有关计算 【分析】依题意，该反应，在相同条件下，(1)～(3)的状态保持平衡时各组分的物质的量分数不变，即为等效平衡状态，则需保证一边倒后，投料比相等，且平衡时，各物质的物质的量成比例变化。由此可知： 【详解】A．(1)的投料为已知的两倍，则平衡时HBr的物质的量(1)也为已知的两倍，A正确； B．参考A项分析，一边倒后，(2)的投料情况应为，，由三段式可推知反应至时，，，B正确； C．由()，可知④。设④，依题意，可列如下三段式： 则，解得，C正确： D．由C选项可知，⑤，D错误； 故答案选D。 20．（25-26高二上·山东菏泽·阶段检测）（多选）相同温度下，容积均为0.25L的两个恒容密闭容器中发生可逆反应：。实验测得起始时的有关数据如表所示： 容器 编号 起始时各物质的物质的量/mol 达到平衡时体系 能量的变化 ① 1 3 0 放出热量：23.05kJ ② 0.9 2.7 0.2 放出热量：Q 下列叙述错误的是 A．容器①②中反应的平衡常数不等 B．容器②中达到平衡时放出的热量 C．平衡时，两个容器中的体积分数均为 D．若容器①的容积为0.5L，则平衡时放出的热量小于23.05kJ 【答案】AB 【知识点】等效平衡理论的综合应用、可逆反应及反应限度、压强对化学平衡移动的影响、化学平衡的有关计算、化学平衡常数的影响因素及应用 【详解】A．反应的温度没有发生变化，K不变，A错误； B．将容器②起始的0.2mol 按反应计量数完全折算为反应物，相当于起始总投入1mol  、3mol ，和容器①是恒温恒容下的等效平衡，两容器平衡状态完全一致。 容器①中投入1mol  和3mol ，最终仅放出23.05 kJ热量，说明实际参与反应的 为。而容器②起始已经含有0.2mol ，相当于已经有0.1mol 和0.3mol 提前反应生成了这部分NH3，因此容器②中实际需要正向反应的小于0.25mol，最终放出的热量，B错误； C．容器①平衡时：反应消耗0.25 mol 、0.75 mol ，生成0.5 mol ，平衡总物质的量为，NH3的体积分数为；两容器为等效平衡，因此容器②平衡时NH3体积分数也为，C正确； D．若容器①容积变为0.5 L，相比原0.25 L容器压强减小，该反应是气体分子数减小的反应，减压会使平衡逆向移动，反应物的转化率降低，实际反应的N₂小于0.25 mol，因此平衡时放出的热量小于23.05 kJ，D正确； 故选AB。 ( 知识点5：化学反应进行的方向 ) 【知识清单】 1.自发过程：在一定条件下，不需要借助外力作用就能自动进行的过程。 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，体系有从有序转变为无序的倾向性(无序体系更加稳定)。 2.化学反应方向 (1)判据 (2)一般规律： ①ΔH<0，ΔS>0的反应任何温度下都能自发进行； ②ΔH>0，ΔS<0的反应任何温度下都不能自发进行； ③ΔH和ΔS的作用相反，且相差不大时，温度对反应的方向起决定性作用。当ΔH<0，ΔS<0时低温下反应能自发进行；当ΔH>0，ΔS>0时，高温下反应能自发进行。 注意： (1)熵：衡量体系混乱程度的物理量，符号为S，单位为J·mol-1·K-1。 (2)对于一个特定的气相反应，熵变的大小取决于反应前后的气体物质的化学计量数大小。 (3)复合判据计算时要注意单位换算。 3．反应方向与自由能的关系 ΔH ΔS ΔH－TΔS 反应情况 ＜0 ＞0 永远是负值 在任何温度下过程均自发进行 ＞0 ＜0 永远是正值 在任何温度下过程均非自发进行 ＞0 ＞0 低温为正 低温时非自发 高温为负 高温时自发 ＜0 ＜0 低温为负 低温时自发 高温为正 高温时非自发 热点题型五：化学反应进行的方向 21．（25-26高二下·四川泸州·期中）下列关于化学反应方向与限度的说法正确的是 A．凡是放热反应均能自发进行，凡是吸热反应均不能自发进行 B．反应  ，在常温下能自发进行，则该反应的 C．对于可逆反应，升高温度，正、逆反应速率均增大，平衡常数也一定增大 D．一定温度下，向恒容密闭容器中充入和，反应达到平衡后，充入少量，平衡不移动 【答案】D 【知识点】复合判据、温度对化学平衡移动的影响、可逆反应及反应限度、压强对化学平衡移动的影响、化学平衡常数的影响因素及应用 【详解】A．反应自发进行的综合判据为，焓变不是唯一判断依据，部分吸热反应在高温下也可自发进行，A错误； B．该反应反应物气体总物质的量为4mol，生成物气体总物质的量为3mol，气体分子数减少，故，反应常温下能自发是因为，常温时满足，B错误； C．升高温度，活化分子百分数增大，正、逆反应速率均增大；但平衡常数的变化与反应热效应有关，若反应为放热反应，升高温度平衡逆向移动，减小，C错误； D．恒容密闭容器中充入，容器体积不变，反应体系中各物质的浓度均不发生变化，正逆反应速率不变，平衡不移动，D正确； 故选D。 22．（专题28盖斯定律反应热的计算（10年汇编）（全国通用）2017-2026年高考化学真题分类汇编）将与废弃的太阳能面板材料进行球磨反应，制备高纯度，反应如下： 反应Ⅰ： 已知一定温度下， 反应Ⅱ： 反应Ⅲ： 回答下列问题： 反应Ⅰ的________，属于________（填“熵增”或“熵减”）反应。 【答案】 熵增 【知识点】熵判据、盖斯定律的应用 【详解】观察方程式可以发现，反应Ⅰ可由2×反应Ⅱ+反应Ⅲ得到，根据盖斯定律则有；反应Ⅰ中，气体分子数由反应物的4增加到生成物的6，体系混乱度增大，属于熵增反应；故答案为：-559.6、熵增。 23．（26-27高三上·山西·阶段检测）研究与的反应对减缓燃料危机和减弱温室效应具有重大意义。 与发生反应Ⅰ：   在反应过程中还发生反应Ⅱ： (1)①反应Ⅰ的___________0(填“>”或“<”)。 ②反应Ⅰ在___________(填“高温”或“低温”)条件下能自发进行。 (2)假设体系中只发生反应Ⅰ，要加快其反应速率并使其在一定条件下建立的平衡正向移动，可采取的措施有_______(填字母)。 A．增大反应容器的容积 B．缩小反应容器的容积 C．从平衡体系中及时分离出CO D．升高温度 E．使用合适的催化剂 (3)在的密闭容器中，将与投料反应，和的平衡转化率随温度变化关系如图所示。 ①时，的平衡转化率大于的原因是___________________。 ②时，反应Ⅱ的化学平衡常数___________(计算结果保留小数点后两位)。 ③时，若用到达平衡，___________。 (4)以表面覆盖的二氧化钛为催化剂，可以将和直接转化成乙酸。 ①催化剂在该反应中的作用是___________(填标号)。 A．降低反应的活化能        B．降低反应的焓变         C．改变反应的历程           D．增大反应的平衡常数 ②从催化剂的角度分析，及时从反应体系移走乙酸是为了___________________。 【答案】(1) > 高温 (2)D (3) 反应I中CH4和CO2的转化率相同，CO2又发生反应Ⅱ，转化率增大 0.39 0.3 (4) AC 防止其覆盖在催化剂表面占据活性位点，从而避免催化剂失活 【知识点】催化剂对化学反应速率的影响、化学平衡常数的计算、复合判据、化学反应速率计算、温度对化学平衡移动的影响、转化率的计算 【详解】（1）①反应Ⅰ的正反应是气体分子数增加的反应，体系的混乱度增大，因此； ②反应Ⅰ的 且，根据吉布斯自由能判据 时反应自发进行，可知该反应在高温条件下能自发进行； （2）A．增大容器容积，反应物浓度减小，反应速率减慢，A不符合题意； B．缩小容器容积，反应物浓度增大，反应速率加快，但平衡逆向移动，B不符合题意； C．分离出CO，生成物浓度减小，反应速率减慢，C不符合题意； D．升高温度，反应速率加快，且正反应为吸热反应，平衡正向移动，D符合题意； E．使用催化剂能加快反应速率，但平衡不移动，E不符合题意； 故本题选D； （3）①在反应过程中，除了发生反应Ⅰ消耗CO2和CH4外，还发生了反应Ⅱ，反应Ⅱ继续消耗CO2，因此CO2的平衡转化率大于CH4； ②923K时，CH4的转化率为60%，消耗CH4为0.6mol。根据反应Ⅰ可知，生成CO和H2各1.2mol，消耗 CO2 为 0.6mol。CO2的总转化率为70%，总消耗CO2为0.7mol，则反应Ⅱ消耗的CO2为0.1mol。根据反应Ⅱ可知，消耗为0.1mol，生成H2O和CO各0.1 mol，平衡时，容器体积为1 L，各物质的浓度分别为：c(CH4)=0.4 mol/L、c(CO2)=0.3 mol/L、c(CO)=1.3 mol/L、c()=1.1 mol/L、c(H2O)=0.1 mol/L。反应Ⅱ的平衡常数； ③CH4的浓度在2 min内降低了0.6 mol/L，故； （4）①催化剂能改变反应历程，降低反应的活化能，从而加快反应速率，但不能改变反应的焓变和平衡常数，故本题选AC； ②及时移走产物乙酸，可以防止其覆盖在催化剂表面占据活性位点，从而避免催化剂失活。 24．（25-26高二下·江苏无锡·期中）碳中和作为一种新型环保形式，目前已经被越来越多的大型活动和会议采用。 (1)利用CO2合成二甲醚有两种工艺。 工艺1：涉及以下主要反应： Ⅰ．甲醇的合成：CO2(g) + 3H2 (g) = CH3OH (g) + H2O (g) ΔH1 =−49.0 kJ/mol Ⅱ．逆水汽变换：CO2(g) + H2 (g) = CO(g) + H2O (g) ΔH2 = +41.0 kJ/mol Ⅲ．甲醇脱水：2CH3OH (g) = CH3OCH3 (g) + H2O (g) ΔH3 =−23.5 kJ/mol 工艺2：利用CO2直接加氢合成1molCH3OCH3 (g)的ΔH=___________，反应 Ⅰ 低温____________自发进行(填“能”、“不能”)。 (2)工艺1需先合成甲醇。在不同压强下，按照n(CO2)：n(H2)=1：3投料合成甲醇，实验测定CO2的平衡转化率和CH3OH的平衡产率随温度的变化关系如下图甲、乙所示。 ①下列说法正确的是___________。 A．图甲纵坐标表示CH3OH的平衡产率 B．p1<p2<p3 C．为了同时提高CO2的平衡转化率和CH3OH的平衡产率，应选择低温、高压条件 ②图乙中，某温度时，三条曲线几乎交于一点的原因是_________________。 (3)研究者向恒压(3.0 MPa)密闭装置中通入一定量的反应物混合气n(CO2)：n(H2)=1：2，测定甲醇的时空收率随温度的变化曲线如图所示(时空收率是表示单位物质的量催化剂表面甲醇的平均生成速率)。 ①请解释甲醇时空收率“抛物线”后半段下降的可能原因：__________________。 ②为获得最大的甲醇时空收率，根据图像选择催化剂最佳配比和反应最佳反应温度为_______(填字母)。 A．Ni5Ga3，210℃           B．NiGa，220℃         C．Ni3Ga，240℃ 【答案】(1) 能 (2) AC 该温度时，以反应Ⅱ为主，压强对平衡移动无影响 (3) 温度升高，催化剂活性降低，甲醇时空收率降低 A 【知识点】复合判据、温度对化学平衡移动的影响、盖斯定律的应用、压强对化学平衡移动的影响 【详解】（1）根据盖斯定律，利用 直接加氢合成 的目标反应为 ，该反应可由 反应Ⅰ+反应Ⅲ 得到，故 ； 反应Ⅰ的 ，且正向气体分子数减少，即 ，根据吉布斯自由能判据 ，当 时反应自发，可知该反应在低温下能自发进行； （2）合成甲醇在容器中发生Ⅰ、Ⅱ两个反应，升高温度反应Ⅰ平衡逆向移动，甲醇的平衡产率不断降低，符合图甲中的变化趋势；升高温度反应Ⅰ平衡逆向移动，二氧化碳的平衡转化率降低、反应Ⅱ平衡正向移动，二氧化碳的平衡转化率提高，因此低温时以反应Ⅰ为主，二氧化碳的平衡转化率降低，高温时以反应Ⅱ为主，二氧化碳的平衡转化率提高，因此图甲表示甲醇的平衡产率随温度的变化关系、图乙表示二氧化碳的平衡转化率随温度的变化关系； ①A．由上述分析可知，图甲纵坐标表示甲醇的平衡产率，A正确； B．反应Ⅰ为气体分子数减小的反应，随着压强的增加，平衡正向移动，甲醇的平衡产率升高，因此 ，B错误； C．根据图像可知，低温、高压的条件下，甲醇的平衡产率和二氧化碳的平衡转化率都高，C正确； 故选AC； ②图乙表示 的平衡转化率，随着温度升高，高温下以吸热的反应Ⅱ为主，由于反应Ⅱ前后气体分子数相等，改变压强平衡不移动，故不同压强下 的转化率几乎相等，曲线交于一点； （3）①甲醇时空收率在后半段下降，可能是因为温度过高导致催化剂活性降低，从而使甲醇时空收率降低； ② 由图2可知，最高峰出现在 催化剂的曲线上，且对应的横坐标温度在 左右，此时甲醇的时空收率达到最大值，故选A。 ( 课后提升 · 查漏补缺 ) 1．（26-27高二上·湖南衡阳·开学考试）利用可消除污染，其反应为。向装有足量固体的2.0 L恒容密闭容器中通入1.0 mol CO，在、温度下分别发生反应，测得气体的体积分数随时间的变化曲线如图所示。下列说法错误的是 A．反应温度： B．温度下，0~0.5 min内的平均反应速率为 C．点时，、温度下对应的反应速率相等 D．混合气体的密度保持不变时，可判断该反应达到平衡状态 【答案】C 【知识点】化学反应速率计算、化学平衡状态的判断方法、温度对化学反应速率的影响、温度对化学平衡移动的影响 【详解】A．温度越高反应速率越快，达到平衡所需时间越短，由图可知条件下先达到平衡，故，A正确； B．反应前后气体总物质的量恒为，内生成，消耗，，B正确； C．点两温度下浓度相同，但，温度越高反应速率越快，故下反应速率更大，二者速率不相等，C错误； D．恒容条件下容器体积不变，反应有固体参与，气体总质量随反应进行变化，故密度不变时说明反应达到平衡，D正确； 故选C。 2．（25-26高二下·云南曲靖·期中）对于反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g)<0，下列图像（文字描述：横坐标为时间，纵坐标为某物理量）能正确表示温度对平衡影响的是 A．升高温度，NH3的百分含量降低 B．升高温度，正反应速率减慢 C．升高温度，平衡常数增大 D．升高温度，H2的转化率升高 【答案】A 【知识点】与转化率变化有关图像的分析、与物质百分含量变化有关图像的分析、温度对化学反应速率的影响、温度对化学平衡移动的影响、化学平衡常数的影响因素及应用 【详解】A．该反应正反应，为放热反应，升高温度平衡向吸热的逆反应方向移动，的物质的量减少，百分含量降低，A正确； B．升高温度会增大活化分子百分数，正、逆反应速率均加快，B错误； C．平衡常数仅与温度有关，该反应正反应放热，升高温度平衡逆向移动，生成物浓度减小、反应物浓度增大，平衡常数减小，C错误； D．升高温度平衡逆向移动，的消耗量减少，的转化率降低，D错误； 故选A。 3．（25-26高二上·湖南邵阳·期末）下列关于化学平衡移动的说法中，正确的是 A．改变压强，化学平衡一定发生移动 B．改变温度，化学平衡一定发生移动 C．增大反应物浓度，化学平衡一定向正反应方向移动 D．使用催化剂，化学平衡一定发生移动 【答案】B 【知识点】催化剂对化学反应速率的影响、浓度对化学平衡移动的影响、化学平衡的移动、温度对化学平衡移动的影响、压强对化学平衡移动的影响 【详解】A．若反应前后气体总物质的量相等的可逆反应，改变压强时正、逆反应速率的改变幅度相同，平衡不会发生移动，A错误； B．任何可逆反应的反应热都不为0，改变温度会使正、逆反应速率的变化程度不一致，化学平衡一定会发生移动，B正确； C．对于反应前后气体总物质的量相等的可逆反应，若缩小体积，可以增大反应物浓度，但平衡不移动，C错误； D．催化剂能同等程度改变正、逆反应速率，不会使化学平衡发生移动，仅能改变反应达到平衡的时间，D错误； 故选B。 4．（25-26高二上·广东揭阳·期末）对于可逆反应，其他条件不变时，产物D的质量分数D%与温度T或压强P的关系如图所示，下列说法正确的是 A．T1>T2，P2>P1 B．升温，A的转化率升高 C．该式中化学计量数m＜p+q D．加压时，平衡向正反应方向移动 【答案】C 【知识点】外界条件对化学平衡影响的图像、与物质百分含量变化有关图像的分析、温度对化学平衡移动的影响、压强对化学平衡移动的影响 【详解】A．图像1中在温度T2下先达到平衡，图像2在P2压强先达到平衡，说明：T1<T2，P2>P1，A错误； B．由A选项分析可知：T1<T2，由T1升高温度至T2后，D%降低，说明升温后反应逆向进行，A转化率降低，B错误； C．因为P2>P1，当压强升高时，D%降低，说明加压后反应逆向进行，说明化学计量数：m＜p+q，C正确； D．由C选项分析可知，加压后反应逆向进行，D错误； 故答案为C。 5．（25-26高二上·辽宁朝阳·期末）一定温度下，在恒压密闭容器中发生某反应并达到平衡状态。若保持温度不变，在t0时刻改变外界条件，反应速率发生如图所示的变化。则下列情景与图像不符合的是 A．，t0时充入CO2 B．，t0时充入HI C．，t0时分离出NH3 D．，t0时充入NO2 【答案】B 【知识点】外界条件对化学平衡影响的图像、浓度对化学平衡移动的影响、压强对化学平衡移动的影响 【分析】图像中时刻改变条件后：正反应速率和逆反应速率均突变（排除浓度渐变的情况），且 v正＇＞v逆＇，平衡正向移动，容器为恒压体系，充入气体或分离气体会改变体积，进而改变浓度。 【详解】A．，时充入，恒压下充入，容器体积增大，浓度增大， 正反应速率突变增大，浓度减小，逆反应速率突变减小，满足 v正＇＞v逆＇，平衡正向移动，符合图像，故A正确； B．，时充入，恒压下充入，容器体积增大，浓度增大，逆反应速率突变增大，、浓度减小，正反应速率突变减小，此时v逆＇>v正＇，平衡逆向移动，不符合图像，故B错误； C．，时分离出，恒压下分离，容器体积减小，浓度减小，逆反应速率突变减小，、浓度增大，正反应速率突变增大，满足 v正＇＞v逆＇，平衡正向移动，符合图像，故C正确； D．，时充入，恒压下充入，容器体积增大，浓度增大，正反应速率突变增大，浓度减小，逆反应速率突变减小，满足 v正＇＞v逆＇，平衡正向移动，符合图像，故D正确； 故答案选B。 6．（25-26高二上·山东淄博·期中）下列图示与对应叙述不相符的是 A．图1各物质均为气体，升高温度时，反应的平衡常数会减小 B．图2为在绝热恒容密闭容器中，反应的正反应速率随时间变化的示意图，由图可知该反应为放热反应且c点达到平衡 C．图3为合成氨反应中，其它条件不变时，起始时用量对反应的影响图，则图中温度，a、b、c三点所处的平衡状态中，反应物的转化率最高的是c点 D．图4中，反应，线上所有的点都是平衡点，则点 【答案】B 【知识点】外界条件对化学平衡影响的图像、化学平衡状态的判断方法、影响化学平衡的因素 【详解】A．根据图1示可知：反应物的能量比生成物的能量高，因此反应的正反应是放热反应。在其他条件不变时，升高温度，化学平衡向吸热的逆反应方向移动，导致平衡常数减小，A正确； B．对于该反应，随着反应的进行，反应物的浓度逐渐减小，会使反应速率逐渐减小，但图示的正反应速率逐渐增大，反应在绝热恒容密闭容器中进行，说明反应的正反应是放热反应，反应进行，导致容器的温度升高，温度升高对化学反应速率的影响大于浓度减小对化学反应速率的影响，因而化学反应速率逐渐增大，c点不是平衡点，B错误； C．图中温度，合成氨反应是放热反应，升高温度，平衡逆向移动，N₂的转化率降低，则平衡时氨的转化率：，根据图示可知：a、b、c三点处于同一温度下进行，反应开始时H2的物质的量越多，化学平衡正向进行程度就越大，反应所处的平衡状态中N2的转化率就越高。由于图中c点H2开始时H2的物质的量最多，故c点N2的平衡转化率最高，C正确； D．在图4中，反应，L线上所有的点都是平衡点，在线上方的E点时A物质的含量比该压强下的平衡点高，说明反应正向进行，则F点，D正确； 故选B。 7．（第二章化学反应的方向、限度与速率【章节专项提升】）甲、乙、丙三个容器中起始物质及其物质的量如图所示，三个容器最初的容积、温度相同，反应中甲、丙的容积不变，乙中的压强不变，在一定温度下反应达到平衡。下列说法正确的是 A．平衡时各容器内c(NO2)的大小顺序为乙>甲>丙 B．平衡时N2O4的百分含量：乙>甲>丙 C．平衡时甲与丙中放出的热量相同 D．其他条件不变，向平衡后的丙容器中再加入少量N2O4，新平衡后的值不变 【答案】D 【知识点】浓度对化学平衡移动的影响、等效平衡理论的综合应用、压强对化学平衡移动的影响、化学平衡常数的影响因素及应用 【详解】A．甲和丙为恒容容器，起始物质换算后等效（0.2 mol NO2与0.1 mol N2O4等效），平衡时c(NO2)相等；乙为恒压容器，NO2反应生成N2O4（气体分子数减少），恒压下平衡正向移动程度更大，c(NO2)更小，故顺序应为甲=丙>乙，A错误； B．甲和丙等效平衡，N2O4百分含量相等；乙恒压下平衡正向移动程度大于甲，N2O4百分含量乙>甲=丙，B错误； C．甲中NO2转化为N2O4，放出热量；丙中N2O4转化为NO2（逆向吸热），吸收热量，二者热量不相同，C错误； D．该比值为反应N2O4⇌2 NO2的平衡常数K，温度不变时K值不变，D正确； 故答案选D。 8．（24-25高二下·河北衡水·期末）某恒温环境下，向体积均为2L的三个恒容密闭容器甲、乙、丙中加入催化剂，通入SO2催化剂与O2加热至600℃发生反应  ΔH<0，三个容器中起始投料如表所示： 物质 甲 乙 丙 2 0 4 1 0 2 0 2 0 下列说法正确的是 A．三个容器中反应的平衡常数：甲>乙>丙 B．甲、丙容器中反应达到平衡时，c丙(SO3)=2c甲(SO3) C．甲、乙容器中反应分别达到平衡时，同种物质的百分含量均相同 D．30s时甲容器中反应达到平衡，测得气体压强为起始投料时的90%，则0~30s内O2的平均反应速率为0.05 mol·L-1·min-1 【答案】C 【知识点】化学平衡常数的计算、化学反应速率计算、等效平衡理论的综合应用、化学平衡的有关计算 【详解】A．平衡常数仅与温度有关，题目中三个容器处于恒温环境，故平衡常数相等，A错误； B．丙的投料是甲的两倍，但加压（等效于浓度加倍）会使平衡右移，生成的SO3比甲的两倍更多，因此c丙(SO3) > 2c甲(SO3)，B错误； C．乙中2mol SO3可完全转化为2mol SO2和1mol O2，与甲的起始投料等效，故甲、乙为等效平衡，同种物质的百分含量相同，C正确； D．总物质的量减少0.3mol对应消耗0.3mol O2，速率为，而非0.05 mol·L-1·min-1，D错误； 故选C。 9．（25-26高二上·广东湛江·期末）关于工业合成氨反应，下列说法正确的是 A．任意条件下反应均可以正向自发进行 B．仅从平衡移动角度考虑，合成氨时应选择低温高压条件 C．原料气可直接通入合成塔中进行反应 D．、的投料比采用1：2.8(物质的量比)而不是1：3，是为了提高的转化率 【答案】B 【知识点】勒夏特列原理的应用、温度对化学平衡移动的影响、转化率的计算、压强对化学平衡移动的影响、合成氨条件的选择 【详解】A．反应自发进行需满足ΔG<0，该反应ΔH<0但ΔS<0（气体分子数减少），高温时ΔG可能大于0，故不是任意条件下自发，A错误； B．该反应为放热反应（ΔH<0）且气体分子数减小（4→2），根据勒夏特列原理，低温有利于平衡向放热方向（正向）移动，高压有利于平衡向气体体积减小方向（正向）移动，故仅从平衡移动角度，低温高压条件有利于合成氨，B正确； C．工业合成氨中，原料气需净化去除杂质（如O2、H2O等），以防催化剂中毒，不能直接通入合成塔，C错误； D．投料比1:2.8（n(N2):n(H2)）中H2量（2.8）少于化学计量比1:3，导致N2过量，这有利于提高H2的转化率，但会降低N2的转化率（因N2未完全反应），而选项中表示“为了提高N2转化率”，与事实不符，D错误； 故选B。 10．（25-26高二上·福建莆田·期末）工业合成氨：  。已知：铁触媒作催化剂时，反应的速率方程为；反应历程中氮气在催化剂表面的吸附为总反应中最慢的步骤。下列有关说法错误的是 A．降低温度、增大压强均有利于合成氨反应正向进行 B．同等程度改变、浓度，后者对反应速率影响更大 C．及时分离出，能提高反应物转化率但会降低反应速率 D．投料时，相较于1∶3更有利于反应的进行 【答案】C 【知识点】勒夏特列原理的应用、速率常数、速率方程、浓度对化学反应速率的影响、合成氨条件的选择 【详解】A．该合成氨反应（放热），且正反应为气体分子数减少的反应。降低温度平衡向放热方向（正向）移动，增大压强平衡向气体分子数减少的方向（正向）移动，均有利于合成氨正向进行，A正确； B．速率方程为 ，可知，浓度的反应级数为，浓度的反应级数为，同等程度改变浓度时，反应级数越高对速率影响越大，因此对反应速率影响更大，B正确； C．分离出后平衡正向移动，确实可以提高反应物转化率；但从速率方程可得：，减小后，反应速率会增大（且减少不会占据催化剂活性位点，也会加快反应），C错误； D．在总反应物浓度恒定的前提下，根据速率方程，投料比为1:2.8时，，投料比为1:3时，，故1:2.8的投料比初始速率更快，又能提高成本更高的的转化率，更有利于反应进行，D正确； 故选C。 11．（26-27高三上·江西·开学考试）已知：①2C(s)＋O2(g)=2CO(g)ΔH1=-221.0kJ·mol-1，②2H2(g)＋O2(g)=2H2O(g)ΔH2=-483.6kJ·mol-1，则对于制备水煤气的反应C(s)＋H2O(g)=CO(g)＋H2(g)ΔH3分析正确的是 A．ΔH3=-131.3kJ·mol-1，在低温条件下反应可自发进行 B．ΔH3=-131.3kJ·mol-1，在高温条件下反应可自发进行 C．ΔH3=+131.3kJ·mol-1，在低温条件下反应可自发进行 D．ΔH3=+131.3kJ·mol-1，在高温条件下反应可自发进行 【答案】D 【知识点】复合判据、盖斯定律的应用 【详解】由盖斯定律，目标反应=(反应①-反应②)/2，代入数据得；反应后气体分子数增加，故，高温下满足，，反应可自发进行，故选D。 12．（25-26高二上·四川巴中·期末）“绿水青山就是金山银山”，因此研究NOx、SO2等大气污染物的妥善处理具有重要意义。 (1)为避免汽车尾气中的有害气体对大气的污染，需给汽车安装尾气净化装置。在净化装置中和发生反应，生成无毒的和。 ①汽车尾气净化装置发生的化学反应方程式_______。 ②该反应的平衡常数表达式为_______。 (2)燃煤发电厂常利用反应：  对煤进行脱硫处理来减少SO2的排放。对于该反应，在T℃时，借助传感器测得反应在不同时间点上各物质的浓度如下： 浓度 时间 0 10 20 30 40 50 1.00 0.79 0.60 0.60 0.40 0.40 0 0.42 0.80 0.80 1.20 1.20 ①内，平均反应速率_______。 ②后，只改变某一条件，时反应重新达到平衡。根据上表中的数据判断，改变的条件可能是_______(填字母)。 A．加入一定量的粉状碳酸钙    B．通入一定量的SO2    C．降温     D．加入合适的催化剂 ③在两个相同的密闭容器中通入等物质的量的SO2和O2与CaCO3反应，SO2的转化率与时间关系如图所示，T1______T2(填“>”“<”或“=”)。 ④用某物质的平衡分压代替其物质的量浓度也可以表示化学平衡常数(记作Kp)。在T1，达平衡P=aPa时，该反应的化学平衡常数Kp=_______[已知：气体分压气体总压×体积分数]。 【答案】(1) (2) 0.021 BC > 【知识点】化学平衡常数的计算、化学反应速率计算、化学平衡常数的概念及表达方式、化学平衡的移动、氧化还原反应方程式的书写和配平 【详解】（1）① 汽车尾气净化装置中，和反应生成无毒的和，根据原子守恒可写出化学方程式为：； ② 化学平衡常数等于生成物浓度幂之积除以反应物浓度幂之积，故该反应的平衡常数表达式为； （2）① 内，的浓度变化量为，则平均反应速率； ② 到时，浓度由减小到，浓度由增大到，说明平衡正向移动： A．为固体，改变其用量不影响化学平衡，错误； B．通入一定量的，反应物浓度增大，平衡正向移动，正确； C．该反应正向为放热反应（），降温可使平衡正向移动，正确； D．加入催化剂只能改变反应速率，不改变平衡状态，错误； 故选BC； ③ 由图象可知，温度为时反应先达到平衡，说明条件下的反应速率更快。在其他条件相同时，温度越高反应速率越快，因此； ④ 设起始通入的和的物质的量均为。由图可知，在温度下达到平衡时，的转化率为，则转化的为，列出三段式： 平衡时气体的总物质的量为，、、的体积分数分别为、、，已知平衡总压为，则各气体的分压分别为：，，。该反应的化学平衡常数。 13．（2.2.1化学反应的方向夯实基础）乙烯是一种用途广泛的有机化工原料，乙烷制乙烯的研究备受关注。回答下列问题： (1)氧化脱氢反应： ⅰ． ⅱ． ⅲ． ①计算__________。 ②一定温度下，向恒容密闭容器中通入和仅发生反应ⅰ，下列能说明反应达到平衡状态的是__________(填标号)。 A． 　 B．和的物质的量相等 C．混合气体的密度不再变化 　D．混合气体的平均摩尔质量不再变化 (2)直接脱氢反应为 ，的平衡转化率与温度和压强的关系如图所示。 ①__________0(填“>”、“＜”或“=”)，反应在__________下(填“高温”“低温”或“任何温度”)能自发进行。 ②下列条件中，达到平衡时转化率最接近70%的是__________(填标号)。 A．0.6 MPa，600℃ 　 B．0.7 MPa，700℃ 　C．0.8 MPa，800℃ ③一定温度下，的平衡转化率为20%，计算直接脱氢反应的物质的量分数平衡常数__________(以平衡物质的量分数代替平衡浓度计算，用分数表示)。 【答案】(1) AD (2) > 高温 C 【知识点】化学平衡常数的计算、化学平衡状态的判断方法、盖斯定律的应用、转化率的计算 【详解】（1）① 根据盖斯定律，将 即可得到反应ⅱ，则 。 ② A．根据速率之比等于化学计量数之比，正反应速率 ，已知 ，则 ，说明正逆反应速率相等，反应达到平衡状态，A正确； B．和的物质的量相等不能说明各组分浓度不再变化，不能说明达到平衡状态，B错误； C．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保持不变，不能说明达到平衡状态，C错误； D．该反应前后气体总物质的量发生变化，而气体总质量不变，因此混合气体的平均摩尔质量是一个变量，当其不再变化时，说明反应达到平衡状态，D正确。 故选AD。 （2）① 由图可知，在相同压强下，温度越高，的平衡转化率越大，说明升高温度平衡正向移动，正反应为吸热反应，故 ；该反应正向是气体分子数增加的反应，即 ，根据 时反应自发进行，可知该反应在高温下能自发进行。 ② 根据图像，A．0.6 MPa、600℃时，转化率略大于20%； B．0.7 MPa、700℃时，转化率接近50%； C．0.8 MPa、800℃时，转化率在50%和80%之间，且更接近80%，即最接近70%。 故答案选C。 ③ 设初始通入的 为 1 mol，平衡转化率为20%，则转化的 为 0.2 mol。列三段式：，平衡时气体总物质的量为0.8+0.2+0.2=1.2mol 。各物质的物质的量分数为：，，。则物质的量分数平衡常数 。 第1页（共2页） 第1页（共2页） 学科网（北京）股份有限公司 $