2.2.5 化学平衡移动重点题型突破 讲义 -2026-2027学年高二上学期化学人教版选择性必修1

第二章　化学反应速率与化学平衡 第二节　化学平衡　第5课时　化学平衡移动重点题型突破 学生版（课后核对·独立作答） 一、核心素养目标 1．宏观辨识与微观探析 ●　通过多种因素对化学平衡影响的综合分析，从宏观现象与微观速率变化两个层面理解化学平衡移动的本质； ●　能从反应速率变化与浓度、压强、温度的微观作用机制认识平衡移动的原因。 2．变化观念与平衡思想 ●　掌握惰性气体、绝热体系等特殊条件下化学平衡移动的判断方法； ●　能正确比较新旧平衡状态下反应物的转化率，理解“减弱”改变与“等效转化”的辩证关系。 3．证据推理与模型认知 ●　建构“先拐先平数值大”“定一议二”等平衡图像的分析模型，由图像证据推断反应的 ΔH 符号与气体计量数关系； ●　能根据 v-t 图像、c-t 图像判断改变的条件及平衡移动的方向，发展证据推理与模型认知能力。 4．科学探究与创新意识 ●　通过典型图像与装置的分析，体会从实验数据与图像证据中获取结论的科学探究方法； ●　能对多条件影响下的平衡移动作出合理预测，并通过图像或计算加以验证。 5．科学态度与社会责任 ●　通过合成氨、制硫酸、CO₂ 综合利用等工业生产实例，体会化学平衡原理对工艺条件选择的指导价值； ●　在图像与数据的分析中养成严谨求实、规范细致的科学态度。 二、教学重点与难点 教学重点 多种因素综合影响下化学平衡移动的判断；新旧平衡转化率的比较规律；常见化学平衡图像的分析方法。 教学难点 多反应共存体系、绝热体系的平衡分析；单一反应物用量改变时转化率的等效转化；由图像信息推断反应特征（ΔH、计量数关系）。 三、题型突破与典例探究 题型一　多种因素对化学平衡影响的综合判断 方法梳理 1．综合分析化学平衡移动的一般思路：改变条件后，若温度改变，平衡常数 K 随之改变，通过比较 Q 与 K 判断平衡移动方向；若浓度、压强改变，K 不变，通过比较 Q 与 K 判断。对多反应共存的体系，还需考虑反应之间的相互影响——一种物质的浓度变化会引起多个平衡同时移动。 2．“惰性气体”对化学平衡的影响： ●　恒温、恒容条件：向原平衡体系中充入惰性气体，体系总压强增大，但各组分的浓度不变，平衡不移动； ●　恒温、恒压条件：向原平衡体系中充入惰性气体，容器容积增大，各反应气体分压减小，各组分的浓度同倍数减小（等效于减小压强），平衡向气体体积增大的方向移动。 3．绝热体系的化学平衡分析方法：绝热条件下，体系与外界不进行热交换，若反应放热，体系内温度升高，平衡向吸热反应方向移动；若反应吸热，体系内温度降低，平衡向放热反应方向移动。 【方法点拨】 综合判断平衡移动“先看温度、再看浓度压强”：温度改变→K 改变，升温向吸热方向移动；浓度、压强改变→K 不变，比较 Q 与 K 判断移动方向； 多反应共存体系：抓住“关联物质”（两个平衡共用的组分），先判断某一反应移动的方向，再逐级追踪该组分浓度的变化对另一平衡的影响； 绝热体系：先判断反应放热还是吸热引起的温度升降，再按温度改变处理平衡移动，切忌当作恒温体系分析。 【易错警示】 恒温恒容充入惰性气体：总压增大但各组分浓度不变，平衡不移动；恒温恒压充入惰性气体：体积增大、等效减压，平衡向气体体积增大的方向移动——两者不能混淆； “降温时无法判断某组分浓度增减”类问题：多个平衡同时移动且方向相反时，不能仅凭移动方向下结论，还须结合反应物的起始浓度等已知条件； 固体、纯液体的浓度视为常数，改变其用量（如加入适量 Z）平衡不移动。 【素养拓展·真实情境】 合成氨工业生产中，原料气常含少量 Ar、CH₄ 等惰性气体，需定期排放“循环气”防止惰性气体在系统内积累——恒容体系中惰性气体分压增大但平衡不移动，是多因素综合判断的实际应用； 工业尾气（如硫酸尾气中 SO₂、O₂、N₂ 共存）的回收处理涉及多个平衡，需综合考虑各反应之间的相互影响。 【例 1】某温度下，在一恒容密闭容器中进行如下两个反应并达到平衡： ① 2X(g)＋Y(g)⇌Z(s)＋2Q(g)　ΔH₁＜0 ② M(g)＋N(g)⇌R(g)＋Q(g)　ΔH₂＞0 下列叙述错误的是（　　） A．加入适量 Z，①和②平衡均不移动 B．通入稀有气体 Ar，①平衡正向移动 C．降温时无法判断 Q 浓度的增减 D．通入 Y，则 N 的浓度增大 【变式 1】（2025·金华卓越联盟联考）已知反应 CO(g)＋H₂O(g)⇌CO₂(g)＋H₂(g) ΔH＜0。在恒温体积可变密闭容器中达到平衡，下列叙述不正确的是（　　） A．升高温度，到达平衡的时间变短 B．减小压强，c(CO₂) 不变 C．加入固体炭，H₂O 的平衡转化率增大 D．充入氮气，n(H₂) 不变 【变式 2】（2024·嘉兴综合素养测试）一定条件下存在反应：2SO₂(g)＋O₂(g)⇌2SO₃(g) ΔH＜0。现有三个体积相同的密闭容器Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ，按如图所示投料（容器Ⅰ为绝热恒容，容器Ⅱ为恒温恒容，容器Ⅲ为恒温恒压），并在 400 ℃ 条件下开始反应。达到平衡时，下列说法正确的是（　　） A．容器Ⅰ、Ⅲ中平衡常数相同 B．容器Ⅱ、Ⅲ中正反应速率相同 C．SO₃ 的体积分数：Ⅱ＞Ⅲ D．容器Ⅰ和容器Ⅱ中 SO₂ 的体积分数相同 题型二　新旧平衡转化率的比较 方法梳理 1．当可逆反应达到平衡后，若反应物的初始浓度不变，只改变体系的温度、压强或减小生成物的量使平衡正向移动，这时反应物的转化率一定增大。 2．反应物用量的改变对转化率的影响： ●　若反应物只有一种且为气体，如 aA(g)⇌bB(g)＋cC(g)，在恒温恒容条件下增大 A 的浓度，平衡正向移动，但 A 的转化率变化等效为压强对平衡的影响： 气体计量数关系 A 的转化率 a＝b＋c 不变 a＞b＋c 增大 a＜b＋c 减小 ●　若反应物不止一种气体，如 aA(g)＋bB(g)⇌cC(g)＋dD(g)：① 其他条件不变时，增加 A 的量，平衡正向移动，A 的转化率降低，B 的转化率升高； ●　② 若起始按化学计量数之比投入 A、B，则 A、B 的转化率一定相同； ●　③ 在恒温恒容条件下，若按原比例（投料比）同倍数增加 A 和 B，平衡正向移动，但反应物（A 或 B）的转化率等效为压强对平衡的影响。 图1　反应物用量改变时平衡转化率的判断 【方法点拨】 转化率比较“三步法”：① 看反应物的初始浓度是否改变；② 判断平衡移动的方向及改变的手段（温度、压强、浓度）；③ 若只改变反应物用量，须区分单一反应物与多种反应物，并按“等效压强”或“增大自身用量、自身转化率降低”推理； 单一反应物 aA(g)⇌bB(g)＋cC(g) 恒温恒容增大 A 的浓度，A 的转化率变化与压强对平衡的影响等效：a＝b＋c 不变、a＞b＋c 增大、a＜b＋c 减小（如图1）； 恒温恒压下向平衡体系通入反应物（或按比例通入各组分），由于平衡常数 Kp 只与温度有关，新平衡时该反应物的平衡转化率与原来的相同。 【易错警示】 转化率增大与反应速率增大无必然联系：恒压下通入反应物，若浓度不变，速率、转化率均不变； 按原比例同倍数增加多种反应物，等效于加压，不能直接套用“增大某反应物用量、该反应物转化率降低”的结论； “恒温恒压下通入反应物，平衡不移动、转化率不变”与“恒温恒容下通入反应物，平衡移动、转化率改变”是两种不同装置条件，须区分容器是否可变。 【素养拓展·真实情境】 合成氨工业按 n(N₂)∶n(H₂)＝1∶3 投料（与化学计量数之比一致），使 N₂、H₂ 的转化率相同；生产中定期补充新鲜原料气、循环未反应的混合气，正是“投料比与转化率”原理的实际应用。 【例 2】一定条件下，密闭容器中发生反应：C₂H₆⇌C₂H₄＋H₂ ΔH＞0。达到平衡后，下列措施不能提高乙烷平衡转化率的是（　　） A．升高反应的温度 B．增大容器的容积 C．恒压下通入乙烷 D．分离出部分乙烯 【变式 3】在一密闭容器中，反应 aM(g)⇌bN(g) 达到平衡后，保持温度不变，将容器体积增加一倍，当达到新的平衡时，N 的浓度变为原来的 60%，则（　　） A．平衡向正反应方向移动 B．物质 M 的转化率变小 C．反应的化学平衡常数变大 D．a、b 的大小关系：a＞b 【变式 4】将 1 mol NH₃ 放入体积可变的恒压容器中发生反应：2NH₃(g)⇌N₂(g)＋3H₂(g)，一段时间后达到化学平衡状态，NH₃ 的转化率为 a%。保持恒温恒压的条件不变，再向平衡体系中投入 2 mol NH₃，达到新的化学平衡时 NH₃ 的转化率为（　　） A．大于 a%　　B．小于 a%　　C．等于 a%　　D．无法计算 题型三　速率—时间（v-t）图像分析 方法梳理 ●　看坐标，定意义；零起点，定投料；线变化，定条件；v 高低，定移动； ●　改变浓度条件时，图像在改变点保持连续（一点连续）；改变温度或压强时，图像在改变点发生突变（两点突变）。 图2　v-t 图像中改变条件的四种形态 【方法点拨】 v-t 图像判读“三步法”：① 看改变点——一点连续（浓度改变）还是两点突变（温度、压强、催化剂改变）；② 看突变方向与幅度——v(正) 突变则反应物浓度改变，v(逆) 突变则生成物浓度改变，两者同幅突变则可能是催化剂；③ 看趋衡过程——v(正) 逐渐减小则平衡正向移动，v(逆) 逐渐减小则平衡逆向移动； 新平衡速率的比较：只增大反应物浓度（或增大压强、升高温度）后，新平衡的反应速率大于原平衡；只增大生成物浓度后，平衡逆向移动、反应物浓度增大，新平衡的反应速率也大于原平衡；使用催化剂，新平衡速率等幅度增大（或减小）、平衡不移动。 【易错警示】 “突变”的瞬间平衡并未移动，t₁ 时刻只是条件改变，速率随即进入“趋衡”阶段，不要误把突变点当作新平衡； 催化剂使 v(正)、v(逆) 等幅度增大（或减小），图像在改变点两点突变，但平衡不移动、转化率不变； 判断改变的条件不能只看一条曲线，须同时比较 v(正)、v(逆) 的突变方向与幅度。 【素养拓展·真实情境】 工业合成氨生产中通过“移出氨气、补充氮氢混合气”调节反应进程，操作前后 v-t 图像的变化正是“浓度改变、一点连续”的实际体现； 反应器开工时催化剂升温活化，v(正)、v(逆) 同时增大而平衡位置不变，即“催化剂两点突变、等幅度”的图像特征。 【例 3】已知：CO(g)＋H₂O(g)⇌CO₂(g)＋H₂(g) ΔH＜0。一定条件下 CO 与 H₂O(g) 反应的 v-t 图像如图 3 所示。30 min、40 min 时分别只改变一个条件。下列说法错误的是（　　） 图3　CO(g)＋H₂O(g)⇌CO₂(g)＋H₂(g)（ΔH＜0）中反应速率随时间的变化 【例 3】选项 A．30 min 时，可能是降低体系压强 B．40 min 时，增加 CO₂ 或 H₂ 的浓度 C．平衡常数：K(X)＝K(Y) D．CO 转化率：α(X)＜α(Y) 【例 4】如图 4 是关于反应 A₂(g)＋3B₂(g)⇌2C(g) ΔH＜0 的平衡移动图像，影响平衡移动的原因可能是（　　） 图4　A₂(g)＋3B₂(g)⇌2C(g)（ΔH＜0）的速率—时间图像 【例 4】选项 A．增大反应物浓度，同时减小生成物浓度 B．增大反应物浓度，同时使用催化剂 C．升高温度，同时加压 D．降低温度，同时减压 【变式 5】某密闭容器中发生反应：X(g)＋3Y(g)⇌2Z(g) ΔH＜0。如图 5 表示该反应的速率（v）随时间（t）变化的关系，t₂、t₃、t₅ 时刻外界条件有所改变，但都没有改变各物质的初始加入量。下列说法正确的是（　　） 图5　X(g)＋3Y(g)⇌2Z(g)（ΔH＜0）中反应速率随时间的变化 【变式 5】选项 A．t₂ 时加入了催化剂 B．t₃ 时降低了温度 C．t₅ 时增大了压强 D．t₃~t₄ 时间内反应物转化率最低 【变式 6】在某一体积可变的恒温密闭容器中发生反应 2XY₃(g)⇌X₂(g)＋3Y₂(g) ΔH＞0。改变其中一个反应条件，得到逆反应速率（v逆）与时间的关系如图 6 所示。下列说法正确的是（　　） 图6　2XY₃(g)⇌X₂(g)＋3Y₂(g)（ΔH＞0）中逆反应速率随时间的变化 【变式 6】选项 A．平衡常数：K(t₀)＜K(t₂)＜K(t₄) B．起始时，在容器中只充入了 XY₃(g) C．t₁ min 时改变的反应条件可能是升高温度 D．图中 XY₃(g) 的平衡转化率最大的时间段是 t₀~t₁ min 题型四　含量（或转化率）—时间—温度（或压强）图像 方法梳理 ●　看拐点：先拐先平衡、速率快、条件高，即“先拐先平数值大”； ●　想原理：温度高低→判断 ΔH 的符号；压强大小→判断反应前后气体计量数的大小关系。 【方法点拨】 含量（转化率）—时间—温度（压强）图像“三步法”：① 看拐点先后——“先拐先平数值大”，先出现拐点者速率快、条件数值大（温度高或压强大）；② 比较不同温度（压强）下平衡时的含量（或转化率），判断平衡移动方向；③ 由移动方向反推 ΔH 的符号或反应前后气体计量数的关系； 注意“先拐先平数值大”中的“数值大”指条件数值大（温度高、压强大），而不是平衡含量大，平衡含量须分别比较平衡段的高低。 【易错警示】 拐点出现得早只说明速率快、条件“大”，不代表该条件下平衡含量高，须比较平衡段的平台值； 固体计量数不计入压强影响：mA(s)＋nB(g)⇌eC(g)＋fD(g) 中比较气体计量数只用 n、e、f； 催化剂只改变达到平衡的时间（改变拐点先后），不改变平衡时的含量。 【例 5】对于可逆反应 mA(s)＋nB(g)⇌eC(g)＋fD(g)，当其他条件不变时，C 的体积分数 φ(C) 在不同温度（T）和不同压强（p）下随时间（t）的变化关系如图 7 所示。下列叙述正确的是（　　） 图7　mA(s)＋nB(g)⇌eC(g)＋fD(g) 中 C 的体积分数随时间的变化（Ⅰ：不同温度；Ⅱ：不同压强） 【例 5】选项 A．达到平衡后，若使用催化剂，C 的体积分数将增大 B．该反应的 ΔH＜0 C．化学方程式中 n＞e＋f D．达到平衡后，增加 A 的质量有利于化学平衡向正反应方向移动 【变式 7】已知反应 N₂(g)＋3H₂(g)⇌2NH₃(g) ΔH＝−92.4 kJ·mol⁻¹，N₂ 的平衡转化率 α(N₂) 与体系总压强（p）的关系如图 8 所示。下列说法正确的是（　　） 图8　N₂(g)＋3H₂(g)⇌2NH₃(g) 中 α(N₂) 与体系总压强的关系 【变式 7】选项 A．将 1 mol N₂ 与 3 mol H₂ 置于 1 L 密闭容器中充分反应，放出的热量为 92.4 kJ B．T₁＜T₂ C．平衡状态由 A 变到 B 时，平衡常数：K(A)＜K(B) D．升高温度，平衡向逆反应方向移动，逆反应速率增大，正反应速率减小 题型五　转化率（或质量分数）与压强—温度图像 方法梳理 ●　此类问题一般表示两个外界条件同时变化时，某物质的平衡转化率、质量分数或物质的量分数的变化情况，分析时采用“定一议二”的方法：确定横坐标所表示的量，讨论纵坐标与曲线的关系（作等温线或等压线），或者确定纵坐标所表示的量，讨论横坐标与曲线的关系； ●　等温曲线：沿等温线看压强变化对平衡的影响；等压曲线：沿等压线看温度变化对平衡的影响。 【方法点拨】 “定一议二”两步法：① 确定横坐标所表示的量；② 作等温线（或等压线）讨论另一变量的影响——沿等温线看压强→判断气体计量数关系，沿等压线看温度→判断 ΔH 的符号； 比较曲线族中的点（如 A、B、C），须先确认各点的温度、压强大小关系，再比较平衡常数 K 或反应速率（K 只随温度改变，速率随温度、浓度增大而增大）。 【易错警示】 纵轴为平衡转化率与体积分数的图像判读不同：转化率沿等温线随压强变化直接反映平衡移动方向；体积分数还受气体分子数变化的影响，须结合计量数关系； K 只随温度改变：等温线上不同压强对应相同的 K；不同温度对应不同的 K（吸热反应温度升高 K 增大，放热反应反之）； 曲线上的点都是平衡点，曲线下方的点（如 a 点）尚未达到平衡，须比较其转化率与同条件平衡值来判断 v正、v逆 的大小。 【素养拓展·真实情境】 CO₂ 甲烷重整（CH₄＋CO₂⇌2CO＋2H₂，ΔH＞0）是“碳达峰、碳中和”背景下的重要工业反应，生产中通过调节温度、压强与投料比在转化率与能耗之间权衡，双变量图像是工艺优化的常用工具（对应例7、变式8）； 合成甲醇（2H₂＋CO⇌CH₃OH，ΔH＜0）高压低温有利于提高平衡转化率，但低温反应速率慢，需兼顾催化剂活性，图像中的“平衡转化率—催化效率—温度”双曲线正是速率与平衡权衡的体现（对应练习2）。 【例 6】（2025·嘉兴阶段性测试）反应 mX(g)⇌nY(g)＋pZ(g) ΔH，在不同温度下的平衡体系中，物质 Y 的体积分数随压强变化的曲线如图 9 所示。下列说法错误的是（　　） 图9　mX(g)⇌nY(g)＋pZ(g) 中 Y 的体积分数与压强的关系 【例 6】选项 A．该反应的 ΔH＞0 B．m＜n＋p C．B、C 两点化学平衡常数：KB＞KC D．A、C 两点的反应速率：v(A)＜v(C) 【例 7】在刚性容器中发生反应：CH₄(g)＋CO₂(g)⇌2CO(g)＋2H₂(g) ΔH＝＋247 kJ·mol⁻¹，当投料比 n(CH₄)∶n(CO₂)＝1.0 时，CO₂ 的平衡转化率（α）与温度（T）、初始压强（p）的关系如图 10 所示。 （1）压强 p₁______（填“＞”“＜”或“＝”）2 MPa，理由是______。 （2）当温度为 T₃ K、压强为 p₁ 时，a 点的 v正______（填“＞”“＜”或“＝”）v逆。 图10　CH₄(g)＋CO₂(g)⇌2CO(g)＋2H₂(g) 中 α(CO₂) 与温度、压强的关系 【变式 8】为实现碳达峰、碳中和，CO₂ 综合利用的技术不断创新。某实验小组研究 CO₂ 和 CH₄ 反应得到合成气的原理为 CO₂(g)＋CH₄(g)⇌2CO(g)＋2H₂(g)；向 2 L 的恒容密闭容器中充入 1 mol CH₄ 和 1 mol CO₂，反应过程中 CO₂ 的平衡转化率与温度、压强的关系如图 11 所示。下列有关说法正确的是（　　） 图11　CO₂(g)＋CH₄(g)⇌2CO(g)＋2H₂(g) 中 CO₂ 的平衡转化率与温度、压强的关系 【变式 8】选项 A．该反应的 ΔH＜0 B．压强：p₂＞p₁ C．1 100 ℃ 时，该反应的平衡常数为 12.96 D．维持 X 点温度不变，向容器内再充入 0.1 mol CH₄、0.1 mol CO₂、0.2 mol CO 和 0.2 mol H₂，此时，v正＜v逆 【变式 9】已知反应：2H₂(g)＋CO(g)⇌CH₃OH(g)。一定条件下，在容积恒定的密闭容器中充入 1 mol CO 和 2 mol H₂，在催化剂作用下发生上述反应，CO 的平衡转化率与温度、压强的关系如图 12 所示。下列说法正确的是（　　） 图12　2H₂(g)＋CO(g)⇌CH₃OH(g) 中 CO 的平衡转化率与温度、压强的关系 【变式 9】选项 A．图中 b、c、d 三点的化学平衡常数分别为 Kb、Kc、Kd，它们的大小关系为 Kb＝Kd＞Kc B．体系中气体平均摩尔质量：(b)＞(d) C．不断将甲醇从体系中分离出来能够同时增大正反应速率和提高 CO 的平衡转化率 D．体系中活化分子百分数：d＞c 四、课堂练习　限时 12 分钟，检验当堂学习效果 【练习 1】（2025·杭州期中）如图 13 所示，向 1 L 恒容密闭容器中充入 2 mol NO 和 1 mol O₂，发生反应 2NO(g)＋O₂(g)⇌2NO₂(g) ΔH＝a kJ·mol⁻¹，下列说法正确的是（　　） 图13　2NO(g)＋O₂(g)⇌2NO₂(g) 中 n(NO) 随时间的变化 【练习 1】选项 A．a＞0，T＜200 B．200 ℃ 时，0~10 min 内 v(O₂)＝0.015 mol·L⁻¹·min⁻¹ C．12 min 时，200 ℃ 和 T ℃ 下该反应的化学平衡常数恰好相等 D．若起始时向容器中充入 4 mol NO 和 2 mol O₂，则 200 ℃ 平衡后，NO 的物质的量小于 3.7 mol 【练习 2】CO₂ 合成乙烯的反应原理为 2CO₂(g)＋6H₂(g)⇌C₂H₄(g)＋4H₂O(g) ΔH，向恒压密闭容器中按 n(CO₂)∶n(H₂)＝1∶3 充入气体，在常压和催化剂作用下进行反应，测得温度对 CO₂ 平衡转化率和催化剂催化效率的影响情况如图 14 所示。下列说法不正确的是（　　） 图14　2CO₂(g)＋6H₂(g)⇌C₂H₄(g)＋4H₂O(g) 中 CO₂ 平衡转化率、催化效率与温度的关系 【练习 2】选项 A．该反应 ΔH＜0，平衡常数：KM＞KN B．反应速率有可能是 v(M)＞v(N) C．实际反应尽可能在较低温度下进行，以提高 CO₂ 的转化率 D．若投料比改为 n(CO₂)∶n(H₂)＝1∶4，可提高 CO₂ 的平衡转化率 【练习 3】（原创题）恒温恒压下，向已达到平衡的反应 N₂(g)＋3H₂(g)⇌2NH₃(g)（ΔH＜0）的密闭容器中通入氩气，下列说法正确的是（　　） A．化学平衡不发生移动 B．N₂ 的转化率减小 C．v(正)、v(逆) 均不变 D．达到新平衡时 NH₃ 的体积分数不变 【练习 4】工业上以 CH₄ 为原料制备 H₂ 的原理为 CH₄(g)＋H₂O(g)⇌CO(g)＋3H₂(g)。在一定条件下 a、b 两个恒温恒容的密闭容器中均通入 1.1 mol CH₄(g) 和 1.1 mol H₂O(g)，测得两容器中 CO 的物质的量随时间的变化曲线分别为 a 和 b（如图 15 所示）。已知容器 a、b 的体积均为 10 L，容器 a 的温度为 Ta，下列说法不正确的是（　　） 图15　CH₄(g)＋H₂O(g)⇌CO(g)＋3H₂(g) 中 n(CO) 随时间的变化 【练习 4】选项 A．容器 a 中 CH₄ 从反应开始到恰好平衡时的平均反应速率为 0.025 mol·L⁻¹·min⁻¹ B．a、b 两容器的温度可能相同 C．在达到平衡前，容器 a 的压强逐渐增大 D．该反应在 Ta 温度下的平衡常数为 27 【练习 5】（原创题）向绝热恒容密闭容器中充入 1 mol N₂(g) 和 3 mol H₂(g)，发生反应 N₂(g)＋3H₂(g)⇌2NH₃(g) ΔH＜0，达到平衡后测得 NH₃ 的体积分数为 φ₁；若在恒温恒容（温度等于绝热容器反应前的初始温度）条件下进行同样的投料并达到平衡，测得 NH₃ 的体积分数为 φ₂。下列说法正确的是（　　） A．φ₁＜φ₂，绝热容器中反应放热使体系温度升高，平衡向逆反应方向移动 B．φ₁＜φ₂，恒温容器中温度保持不变，有利于平衡向正反应方向移动 C．φ₁＞φ₂，绝热容器中反应放热使体系温度升高，平衡向正反应方向移动 D．无法比较 φ₁ 与 φ₂ 的大小 五、课后作业　A 组·基础巩固　B 组·能力提升 A 组　基础巩固 【作业 1】（16 分）硫酸是重要的化工材料，二氧化硫生成三氧化硫是工业制硫酸的重要反应之一。 （1）将 0.05 mol SO₂(g) 和 0.03 mol O₂(g) 通入容积为 1 L 的密闭容器中发生反应：2SO₂(g)＋O₂(g)⇌2SO₃(g)。在一定条件下达到平衡，测得 c(SO₃)＝0.04 mol·L⁻¹。 ① 从平衡角度分析，采用过量 O₂ 的目的是______。 ② 对于气相反应，用某组分（B）平衡分压（pB）代替其物质的量浓度（cB）也可以表示平衡常数（记作 Kp），已知：B 的平衡分压＝总压×平衡时 B 的物质的量分数，则该温度下 Kp＝______（总压用 p0 表示）。 ③ 已知：K(300 ℃)＞K(350 ℃)，该反应是______反应（填“吸热”或“放热”）。若升高温度，则 SO₂ 的转化率______（填“增大”“减小”或“不变”）。 （2）某温度下，SO₂ 的平衡转化率（α）与体系总压强（p）的关系如图 17 所示。平衡状态由 A 变到 B 时，平衡常数 K(A)______（填“＞”“＜”或“＝”）K(B)。 （3）如图 18 所示，保持温度不变，将 2 mol SO₂ 和 1 mol O₂ 加入甲容器中，将 4 mol SO₃ 加入乙容器中，隔板 K 不能移动。此时控制活塞 P，使乙的容积为甲的 2 倍。 ① 若移动活塞 P，使乙的容积和甲相等，达到平衡时，SO₃ 的体积分数甲______（填“＜”“＞”或“＝”，下同）乙。 ② 若保持乙中压强不变，向甲、乙容器中通入等质量的氦气，达到新平衡时，SO₃ 的体积分数甲______乙。 图17　SO₂ 的平衡转化率与体系总压强的关系 图18　甲、乙两反应容器装置示意 【作业 2】（原创题）可逆反应 2A(g)⇌B(g)＋C(g) ΔH＞0，在一定条件下达到平衡。保持其他条件不变，改变温度，B 的体积分数 φ(B) 随时间 t 的变化如图 16 所示（T₁＜T₂）。下列说法正确的是（　　） 图16　2A(g)⇌B(g)＋C(g)（ΔH＞0）中 φ(B) 随时间的变化 【作业 2】选项 A．T₂ 时反应先达到平衡，且升高温度平衡向逆反应方向移动 B．该反应 ΔH＞0，T₂ 时平衡体系中 φ(B) 大于 T₁ 时 C．升高温度，化学平衡常数 K 减小 D．其他条件不变，压缩容器容积，φ(B) 增大 B 组　能力提升 【作业 3】（改编题）甲胺（CH₃NH₂）是合成太阳能敏化剂的原料。工业合成甲胺原理为 CH₃OH(g)＋NH₃(g)⇌CH₃NH₂(g)＋H₂O(g) ΔH＝−12 kJ·mol⁻¹。一定条件下，在体积相同的甲、乙、丙、丁四个容器中，起始投入物质如下表： 容器 NH₃(g)/mol CH₃OH(g)/mol 反应条件 甲 1 1 498 K，恒容 乙 1 1 598 K，恒容 丙 1 1 598 K，恒压 丁 2 3 598 K，恒容 【作业 4】（原创题）恒温恒压下，向已达到平衡的可逆反应 C₂H₆(g)⇌C₂H₄(g)＋H₂(g)（ΔH＞0）的密闭容器中通入乙烷气体，下列说法正确的是（　　） A．乙烷的平衡转化率不变 B．乙烷的平衡转化率增大 C．化学平衡向正反应方向移动 D．各组分浓度均保持不变 学科网（北京）股份有限公司 $ 第二章　化学反应速率与化学平衡 第二节　化学平衡　第5课时　化学平衡移动重点题型突破 教师版（含答案与解析） 一、核心素养目标 1．宏观辨识与微观探析 ●　通过多种因素对化学平衡影响的综合分析，从宏观现象与微观速率变化两个层面理解化学平衡移动的本质； ●　能从反应速率变化与浓度、压强、温度的微观作用机制认识平衡移动的原因。 2．变化观念与平衡思想 ●　掌握惰性气体、绝热体系等特殊条件下化学平衡移动的判断方法； ●　能正确比较新旧平衡状态下反应物的转化率，理解“减弱”改变与“等效转化”的辩证关系。 3．证据推理与模型认知 ●　建构“先拐先平数值大”“定一议二”等平衡图像的分析模型，由图像证据推断反应的 ΔH 符号与气体计量数关系； ●　能根据 v-t 图像、c-t 图像判断改变的条件及平衡移动的方向，发展证据推理与模型认知能力。 4．科学探究与创新意识 ●　通过典型图像与装置的分析，体会从实验数据与图像证据中获取结论的科学探究方法； ●　能对多条件影响下的平衡移动作出合理预测，并通过图像或计算加以验证。 5．科学态度与社会责任 ●　通过合成氨、制硫酸、CO₂ 综合利用等工业生产实例，体会化学平衡原理对工艺条件选择的指导价值； ●　在图像与数据的分析中养成严谨求实、规范细致的科学态度。 二、教学重点与难点 教学重点 多种因素综合影响下化学平衡移动的判断；新旧平衡转化率的比较规律；常见化学平衡图像的分析方法。 教学难点 多反应共存体系、绝热体系的平衡分析；单一反应物用量改变时转化率的等效转化；由图像信息推断反应特征（ΔH、计量数关系）。 三、题型突破与典例探究 题型一　多种因素对化学平衡影响的综合判断 方法梳理 1．综合分析化学平衡移动的一般思路：改变条件后，若温度改变，平衡常数 K 随之改变，通过比较 Q 与 K 判断平衡移动方向；若浓度、压强改变，K 不变，通过比较 Q 与 K 判断。对多反应共存的体系，还需考虑反应之间的相互影响——一种物质的浓度变化会引起多个平衡同时移动。 2．“惰性气体”对化学平衡的影响： ●　恒温、恒容条件：向原平衡体系中充入惰性气体，体系总压强增大，但各组分的浓度不变，平衡不移动； ●　恒温、恒压条件：向原平衡体系中充入惰性气体，容器容积增大，各反应气体分压减小，各组分的浓度同倍数减小（等效于减小压强），平衡向气体体积增大的方向移动。 3．绝热体系的化学平衡分析方法：绝热条件下，体系与外界不进行热交换，若反应放热，体系内温度升高，平衡向吸热反应方向移动；若反应吸热，体系内温度降低，平衡向放热反应方向移动。 【方法点拨】 综合判断平衡移动“先看温度、再看浓度压强”：温度改变→K 改变，升温向吸热方向移动；浓度、压强改变→K 不变，比较 Q 与 K 判断移动方向； 多反应共存体系：抓住“关联物质”（两个平衡共用的组分），先判断某一反应移动的方向，再逐级追踪该组分浓度的变化对另一平衡的影响； 绝热体系：先判断反应放热还是吸热引起的温度升降，再按温度改变处理平衡移动，切忌当作恒温体系分析。 【易错警示】 恒温恒容充入惰性气体：总压增大但各组分浓度不变，平衡不移动；恒温恒压充入惰性气体：体积增大、等效减压，平衡向气体体积增大的方向移动——两者不能混淆； “降温时无法判断某组分浓度增减”类问题：多个平衡同时移动且方向相反时，不能仅凭移动方向下结论，还须结合反应物的起始浓度等已知条件； 固体、纯液体的浓度视为常数，改变其用量（如加入适量 Z）平衡不移动。 【素养拓展·真实情境】 合成氨工业生产中，原料气常含少量 Ar、CH₄ 等惰性气体，需定期排放“循环气”防止惰性气体在系统内积累——恒容体系中惰性气体分压增大但平衡不移动，是多因素综合判断的实际应用； 工业尾气（如硫酸尾气中 SO₂、O₂、N₂ 共存）的回收处理涉及多个平衡，需综合考虑各反应之间的相互影响。 【教学提示】 例1（双反应共存）建议先让学生独立找出“关联物质”（Q），再比较降温对两个反应的影响，体会“逐级推理”的分析路径； 强调惰性气体问题必须区分恒容、恒压两种装置条件，可让学生先判断浓度是否改变，再判断平衡是否移动。 【例 1】某温度下，在一恒容密闭容器中进行如下两个反应并达到平衡： ① 2X(g)＋Y(g)⇌Z(s)＋2Q(g)　ΔH₁＜0 ② M(g)＋N(g)⇌R(g)＋Q(g)　ΔH₂＞0 下列叙述错误的是（　　） A．加入适量 Z，①和②平衡均不移动 B．通入稀有气体 Ar，①平衡正向移动 C．降温时无法判断 Q 浓度的增减 D．通入 Y，则 N 的浓度增大 【答案】B 【解析】Z 为固体，加入适量 Z 对平衡移动无影响，A 项正确；通入稀有气体 Ar，由于容器体积不变，各反应气体的浓度不发生改变，反应①的平衡不移动，B 项错误；温度降低，反应①平衡正向移动、反应②平衡逆向移动，但两个反应中反应物的起始浓度未知，故无法判断 Q 浓度的增减，C 项正确；通入气体 Y，反应①平衡正向移动，Q 的浓度增大，导致反应②平衡逆向移动，则 N 的浓度增大，D 项正确。 【变式 1】（2025·金华卓越联盟联考）已知反应 CO(g)＋H₂O(g)⇌CO₂(g)＋H₂(g) ΔH＜0。在恒温体积可变密闭容器中达到平衡，下列叙述不正确的是（　　） A．升高温度，到达平衡的时间变短 B．减小压强，c(CO₂) 不变 C．加入固体炭，H₂O 的平衡转化率增大 D．充入氮气，n(H₂) 不变 【答案】B 【解析】升高温度，反应速率加快，到达平衡的时间变短，A 项正确；该反应是等体反应，减小压强，密闭容器体积增大，平衡不移动，但 c(CO₂) 减小，B 项错误；固体炭与二氧化碳反应生成一氧化碳，二氧化碳浓度降低、一氧化碳浓度升高，平衡正向移动，H₂O 的平衡转化率增大，C 项正确；充入氮气，容器体积增大，相当于减小压强，该反应是等体反应，平衡不移动，所以 n(H₂) 不变，D 项正确。 【变式 2】（2024·嘉兴综合素养测试）一定条件下存在反应：2SO₂(g)＋O₂(g)⇌2SO₃(g) ΔH＜0。现有三个体积相同的密闭容器Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ，按如图所示投料（容器Ⅰ为绝热恒容，容器Ⅱ为恒温恒容，容器Ⅲ为恒温恒压），并在 400 ℃ 条件下开始反应。达到平衡时，下列说法正确的是（　　） A．容器Ⅰ、Ⅲ中平衡常数相同 B．容器Ⅱ、Ⅲ中正反应速率相同 C．SO₃ 的体积分数：Ⅱ＞Ⅲ D．容器Ⅰ和容器Ⅱ中 SO₂ 的体积分数相同 【答案】C 【解析】容器Ⅰ是绝热容器，反应过程中温度升高，平衡逆向移动，平衡常数减小，容器Ⅰ、Ⅲ中平衡常数不相同，A 项错误；容器Ⅲ是恒压容器，反应过程中压强小于容器Ⅱ，反应速率小，容器Ⅱ、Ⅲ中正反应速率不相同，B 项错误；容器Ⅱ是恒温恒容、容器Ⅲ是恒温恒压，随着反应的进行，容器Ⅱ中压强大于容器Ⅲ，平衡正向移动，SO₃ 含量增大，SO₃ 的体积分数：Ⅱ＞Ⅲ，C 项正确；若容器Ⅱ恒温恒容、容器Ⅰ恒温恒容，则达到相同平衡状态，SO₂ 的体积分数相同，但实际容器Ⅰ是绝热恒容，随反应进行温度升高、平衡逆向移动，二氧化硫的体积分数增大，因此容器Ⅰ中 SO₂ 的体积分数大于容器Ⅱ中 SO₂ 的体积分数，D 项错误。 题型二　新旧平衡转化率的比较 方法梳理 1．当可逆反应达到平衡后，若反应物的初始浓度不变，只改变体系的温度、压强或减小生成物的量使平衡正向移动，这时反应物的转化率一定增大。 2．反应物用量的改变对转化率的影响： ●　若反应物只有一种且为气体，如 aA(g)⇌bB(g)＋cC(g)，在恒温恒容条件下增大 A 的浓度，平衡正向移动，但 A 的转化率变化等效为压强对平衡的影响： 气体计量数关系 A 的转化率 a＝b＋c 不变 a＞b＋c 增大 a＜b＋c 减小 ●　若反应物不止一种气体，如 aA(g)＋bB(g)⇌cC(g)＋dD(g)：① 其他条件不变时，增加 A 的量，平衡正向移动，A 的转化率降低，B 的转化率升高； ●　② 若起始按化学计量数之比投入 A、B，则 A、B 的转化率一定相同； ●　③ 在恒温恒容条件下，若按原比例（投料比）同倍数增加 A 和 B，平衡正向移动，但反应物（A 或 B）的转化率等效为压强对平衡的影响。 图1　反应物用量改变时平衡转化率的判断 【方法点拨】 转化率比较“三步法”：① 看反应物的初始浓度是否改变；② 判断平衡移动的方向及改变的手段（温度、压强、浓度）；③ 若只改变反应物用量，须区分单一反应物与多种反应物，并按“等效压强”或“增大自身用量、自身转化率降低”推理； 单一反应物 aA(g)⇌bB(g)＋cC(g) 恒温恒容增大 A 的浓度，A 的转化率变化与压强对平衡的影响等效：a＝b＋c 不变、a＞b＋c 增大、a＜b＋c 减小（如图1）； 恒温恒压下向平衡体系通入反应物（或按比例通入各组分），由于平衡常数 Kp 只与温度有关，新平衡时该反应物的平衡转化率与原来的相同。 【易错警示】 转化率增大与反应速率增大无必然联系：恒压下通入反应物，若浓度不变，速率、转化率均不变； 按原比例同倍数增加多种反应物，等效于加压，不能直接套用“增大某反应物用量、该反应物转化率降低”的结论； “恒温恒压下通入反应物，平衡不移动、转化率不变”与“恒温恒容下通入反应物，平衡移动、转化率改变”是两种不同装置条件，须区分容器是否可变。 【素养拓展·真实情境】 合成氨工业按 n(N₂)∶n(H₂)＝1∶3 投料（与化学计量数之比一致），使 N₂、H₂ 的转化率相同；生产中定期补充新鲜原料气、循环未反应的混合气，正是“投料比与转化率”原理的实际应用。 【教学提示】 变式3、变式4 是“体积改变而转化率比较”的两类典型：前者恒容下浓度改变、后者恒压下浓度不变，建议对比讲解“浓度变不变”这一关键； 图1 可作为本节的方法卡片让学生自述“单一反应物三情形”与“多种反应物三要点”，检验是否真正理解而非死记结论。 【例 2】一定条件下，密闭容器中发生反应：C₂H₆⇌C₂H₄＋H₂ ΔH＞0。达到平衡后，下列措施不能提高乙烷平衡转化率的是（　　） A．升高反应的温度 B．增大容器的容积 C．恒压下通入乙烷 D．分离出部分乙烯 【答案】C 【解析】升高反应的温度，平衡向吸热反应方向即正向移动，乙烷的平衡转化率增大，A 项不符合题意；增大容器的容积，压强减小，平衡向气体体积增大的方向即正向移动，乙烷的平衡转化率增大，B 项不符合题意；恒压下通入乙烷，重新达到平衡时乙烷的平衡转化率与原来相同（Kp 只与温度有关，与乙烷的起始物质的量无关），乙烷的平衡转化率不变，C 项符合题意；分离出部分乙烯，乙烯浓度减小，平衡正向移动，乙烷的平衡转化率增大，D 项不符合题意。 【变式 3】在一密闭容器中，反应 aM(g)⇌bN(g) 达到平衡后，保持温度不变，将容器体积增加一倍，当达到新的平衡时，N 的浓度变为原来的 60%，则（　　） A．平衡向正反应方向移动 B．物质 M 的转化率变小 C．反应的化学平衡常数变大 D．a、b 的大小关系：a＞b 【答案】A 【解析】将容器体积增加一倍，若平衡不移动，N 的浓度应变原来的 50%，当达到新的平衡时 N 的浓度变为原来的 60%，表明平衡向生成 N 的方向即正反应方向移动，A 项正确；平衡向正反应方向移动，物质 M 的转化率增大，B 项错误；温度保持不变，化学平衡常数不变，C 项错误；平衡向生成 N 的方向移动，则该反应正方向是气体分子数增大的反应，即 a＜b，D 项错误。 【变式 4】将 1 mol NH₃ 放入体积可变的恒压容器中发生反应：2NH₃(g)⇌N₂(g)＋3H₂(g)，一段时间后达到化学平衡状态，NH₃ 的转化率为 a%。保持恒温恒压的条件不变，再向平衡体系中投入 2 mol NH₃，达到新的化学平衡时 NH₃ 的转化率为（　　） A．大于 a%　　B．小于 a%　　C．等于 a%　　D．无法计算 【答案】C 【解析】将 1 mol NH₃ 放入体积可变的恒压容器中，达到平衡后 NH₃ 的转化率为 a%；再充入 2 mol NH₃，可看成将原平衡体系与另一同条件、同比例的平衡体系（起始为 2 mol NH₃）合并加压合并，恒温恒压下，各组分浓度不变，平衡不移动。等效地，再充入的 2 mol NH₃ 相当于在一个体积为原来 2 倍的容器中进行反应：因为起始量为原来的 2 倍，转化量也为原来的 2 倍，所以转化率相同，故选 C。 题型三　速率—时间（v-t）图像分析 方法梳理 ●　看坐标，定意义；零起点，定投料；线变化，定条件；v 高低，定移动； ●　改变浓度条件时，图像在改变点保持连续（一点连续）；改变温度或压强时，图像在改变点发生突变（两点突变）。 图2　v-t 图像中改变条件的四种形态 【方法点拨】 v-t 图像判读“三步法”：① 看改变点——一点连续（浓度改变）还是两点突变（温度、压强、催化剂改变）；② 看突变方向与幅度——v(正) 突变则反应物浓度改变，v(逆) 突变则生成物浓度改变，两者同幅突变则可能是催化剂；③ 看趋衡过程——v(正) 逐渐减小则平衡正向移动，v(逆) 逐渐减小则平衡逆向移动； 新平衡速率的比较：只增大反应物浓度（或增大压强、升高温度）后，新平衡的反应速率大于原平衡；只增大生成物浓度后，平衡逆向移动、反应物浓度增大，新平衡的反应速率也大于原平衡；使用催化剂，新平衡速率等幅度增大（或减小）、平衡不移动。 【易错警示】 “突变”的瞬间平衡并未移动，t₁ 时刻只是条件改变，速率随即进入“趋衡”阶段，不要误把突变点当作新平衡； 催化剂使 v(正)、v(逆) 等幅度增大（或减小），图像在改变点两点突变，但平衡不移动、转化率不变； 判断改变的条件不能只看一条曲线，须同时比较 v(正)、v(逆) 的突变方向与幅度。 【素养拓展·真实情境】 工业合成氨生产中通过“移出氨气、补充氮氢混合气”调节反应进程，操作前后 v-t 图像的变化正是“浓度改变、一点连续”的实际体现； 反应器开工时催化剂升温活化，v(正)、v(逆) 同时增大而平衡位置不变，即“催化剂两点突变、等幅度”的图像特征。 【教学提示】 图2（v-t 四条件形态总览）可作为课堂归纳材料，让学生对照四类图像说出“突变方式—幅度—新平衡速率”三要素； 例3、例4 建议先引导学生口头判断“一点连续还是两点突变”，再对照选项验证。 【例 3】已知：CO(g)＋H₂O(g)⇌CO₂(g)＋H₂(g) ΔH＜0。一定条件下 CO 与 H₂O(g) 反应的 v-t 图像如图 3 所示。30 min、40 min 时分别只改变一个条件。下列说法错误的是（　　） 图3　CO(g)＋H₂O(g)⇌CO₂(g)＋H₂(g)（ΔH＜0）中反应速率随时间的变化 【例 3】选项 A．30 min 时，可能是降低体系压强 B．40 min 时，增加 CO₂ 或 H₂ 的浓度 C．平衡常数：K(X)＝K(Y) D．CO 转化率：α(X)＜α(Y) 【答案】D 【解析】由图像可知，30 min 时改变条件后，正、逆反应速率同等幅度地减小，平衡不移动，根据反应前后气体物质的量不变可知，该条件可能为降低体系压强或使用负催化剂，A 项正确；由图像可知，40 min 时改变条件后，逆反应速率突然增大，而正反应速率逐渐增大，故该条件为增大生成物浓度，即增加 CO₂ 或 H₂ 的浓度，B 项正确；由 A、B 分析可知，30 min 和 40 min 时均未改变反应容器的温度，平衡常数不变，故 K(X)＝K(Y)，C 项正确；30 min 时改变条件平衡不移动，40 min 时改变条件后平衡逆向移动，CO 的转化率减小，即 α(X)＞α(Y)，D 项错误。 【例 4】如图 4 是关于反应 A₂(g)＋3B₂(g)⇌2C(g) ΔH＜0 的平衡移动图像，影响平衡移动的原因可能是（　　） 图4　A₂(g)＋3B₂(g)⇌2C(g)（ΔH＜0）的速率—时间图像 【例 4】选项 A．增大反应物浓度，同时减小生成物浓度 B．增大反应物浓度，同时使用催化剂 C．升高温度，同时加压 D．降低温度，同时减压 【答案】A 【解析】增大反应物浓度，v(正) 比原平衡时大；减小生成物浓度，v(逆) 比原平衡时小，达平衡前 v(正)＞v(逆)，A 项符合题意；增大反应物浓度同时使用催化剂，v(正)、v(逆) 一定大于原平衡时的 v(正)、v(逆)，B 项不符合题意；升高温度同时加压，条件改变的瞬间，v(正)、v(逆) 一定大于原平衡时的 v(正)、v(逆)，C 项不符合题意；降低温度同时减压，v(正)、v(逆) 一定小于原平衡时的 v(正)、v(逆)，D 项不符合题意。 【变式 5】某密闭容器中发生反应：X(g)＋3Y(g)⇌2Z(g) ΔH＜0。如图 5 表示该反应的速率（v）随时间（t）变化的关系，t₂、t₃、t₅ 时刻外界条件有所改变，但都没有改变各物质的初始加入量。下列说法正确的是（　　） 图5　X(g)＋3Y(g)⇌2Z(g)（ΔH＜0）中反应速率随时间的变化 【变式 5】选项 A．t₂ 时加入了催化剂 B．t₃ 时降低了温度 C．t₅ 时增大了压强 D．t₃~t₄ 时间内反应物转化率最低 【答案】A 【解析】t₂ 时刻，正、逆反应速率同等程度增大，只能是使用了催化剂，A 项正确；该反应正反应是放热反应，温度降低平衡正向移动，图像显示平衡逆向移动，不可能为降低温度，B 项错误；t₅ 时刻改变条件后，正、逆反应速率都增大，平衡向逆反应方向移动，只能是升高温度，C 项错误；t₃~t₄、t₅~t₆ 都是平衡向逆反应方向移动，t₆ 之后反应物转化率最低，D 项错误。 【变式 6】在某一体积可变的恒温密闭容器中发生反应 2XY₃(g)⇌X₂(g)＋3Y₂(g) ΔH＞0。改变其中一个反应条件，得到逆反应速率（v逆）与时间的关系如图 6 所示。下列说法正确的是（　　） 图6　2XY₃(g)⇌X₂(g)＋3Y₂(g)（ΔH＞0）中逆反应速率随时间的变化 【变式 6】选项 A．平衡常数：K(t₀)＜K(t₂)＜K(t₄) B．起始时，在容器中只充入了 XY₃(g) C．t₁ min 时改变的反应条件可能是升高温度 D．图中 XY₃(g) 的平衡转化率最大的时间段是 t₀~t₁ min 【答案】D 【解析】该反应 ΔH＞0，温度升高，平衡正向移动，且 t₃ 时刻 v逆 曲线与前平衡连续，图中所示不涉及改变温度，温度不变平衡常数不变，A、C 项错误；起始时 v逆＞0，因此起始时容器中还加入了生成物，B 项错误；t₁ 时平衡逆向移动，XY₃(g) 的平衡转化率减小，改变的条件为增大压强；t₃ min 时平衡正向移动且 v正、v逆 均增大，改变的条件为加入了反应物，XY₃(g) 的平衡转化率减小，因此 t₀~t₁ min 时 XY₃(g) 的平衡转化率最大，D 项正确。 题型四　含量（或转化率）—时间—温度（或压强）图像 方法梳理 ●　看拐点：先拐先平衡、速率快、条件高，即“先拐先平数值大”； ●　想原理：温度高低→判断 ΔH 的符号；压强大小→判断反应前后气体计量数的大小关系。 【方法点拨】 含量（转化率）—时间—温度（压强）图像“三步法”：① 看拐点先后——“先拐先平数值大”，先出现拐点者速率快、条件数值大（温度高或压强大）；② 比较不同温度（压强）下平衡时的含量（或转化率），判断平衡移动方向；③ 由移动方向反推 ΔH 的符号或反应前后气体计量数的关系； 注意“先拐先平数值大”中的“数值大”指条件数值大（温度高、压强大），而不是平衡含量大，平衡含量须分别比较平衡段的高低。 【易错警示】 拐点出现得早只说明速率快、条件“大”，不代表该条件下平衡含量高，须比较平衡段的平台值； 固体计量数不计入压强影响：mA(s)＋nB(g)⇌eC(g)＋fD(g) 中比较气体计量数只用 n、e、f； 催化剂只改变达到平衡的时间（改变拐点先后），不改变平衡时的含量。 【教学提示】 例5 中“先拐先平”得出 T₂＞T₁、p₂＞p₁ 是关键第一步，建议让学生先标出两图的拐点，再比较平衡段的平台值； 强调“先拐先平数值大”中“数值大”指条件数值大（温度高、压强大），不是平衡含量大，避免概念混淆。 【例 5】对于可逆反应 mA(s)＋nB(g)⇌eC(g)＋fD(g)，当其他条件不变时，C 的体积分数 φ(C) 在不同温度（T）和不同压强（p）下随时间（t）的变化关系如图 7 所示。下列叙述正确的是（　　） 图7　mA(s)＋nB(g)⇌eC(g)＋fD(g) 中 C 的体积分数随时间的变化（Ⅰ：不同温度；Ⅱ：不同压强） 【例 5】选项 A．达到平衡后，若使用催化剂，C 的体积分数将增大 B．该反应的 ΔH＜0 C．化学方程式中 n＞e＋f D．达到平衡后，增加 A 的质量有利于化学平衡向正反应方向移动 【答案】B 【解析】催化剂不能使平衡发生移动，不能使 C 的体积分数增大，A 项错误；达到平衡所用时间越短、反应速率越快，由图可知 T₂＞T₁、p₂＞p₁，温度由 T₁ 升高到 T₂，平衡时 C 的体积分数减小，说明升高温度平衡逆向移动，所以该反应为放热反应，ΔH＜0，B 项正确；压强由 p₁ 增大到 p₂，平衡时 C 的体积分数减小，说明增大压强平衡逆向移动，所以该反应的正反应为气体分子数目增多的反应，即 n＜e＋f，C 项错误；A 为固体，增大 A 的质量不能改变 A 的浓度，不能使平衡发生移动，D 项错误。 【变式 7】已知反应 N₂(g)＋3H₂(g)⇌2NH₃(g) ΔH＝−92.4 kJ·mol⁻¹，N₂ 的平衡转化率 α(N₂) 与体系总压强（p）的关系如图 8 所示。下列说法正确的是（　　） 图8　N₂(g)＋3H₂(g)⇌2NH₃(g) 中 α(N₂) 与体系总压强的关系 【变式 7】选项 A．将 1 mol N₂ 与 3 mol H₂ 置于 1 L 密闭容器中充分反应，放出的热量为 92.4 kJ B．T₁＜T₂ C．平衡状态由 A 变到 B 时，平衡常数：K(A)＜K(B) D．升高温度，平衡向逆反应方向移动，逆反应速率增大，正反应速率减小 【答案】B 【解析】可逆反应的反应物不能完全转化为生成物，所以 1 mol N₂ 与 3 mol H₂ 充分反应放出的热量小于 92.4 kJ，A 项错误；该反应的正反应为放热反应，升高温度，化学平衡向逆反应方向移动，N₂ 的平衡转化率降低，则 T₁＜T₂，B 项正确；平衡常数只受温度影响，平衡状态由 A 变到 B 时温度不变，化学平衡常数不变，K(A)＝K(B)，C 项错误；升高温度，正、逆反应速率都增大，但逆反应速率比正反应速率增大更多，所以化学平衡向逆反应方向移动，D 项错误。 题型五　转化率（或质量分数）与压强—温度图像 方法梳理 ●　此类问题一般表示两个外界条件同时变化时，某物质的平衡转化率、质量分数或物质的量分数的变化情况，分析时采用“定一议二”的方法：确定横坐标所表示的量，讨论纵坐标与曲线的关系（作等温线或等压线），或者确定纵坐标所表示的量，讨论横坐标与曲线的关系； ●　等温曲线：沿等温线看压强变化对平衡的影响；等压曲线：沿等压线看温度变化对平衡的影响。 【方法点拨】 “定一议二”两步法：① 确定横坐标所表示的量；② 作等温线（或等压线）讨论另一变量的影响——沿等温线看压强→判断气体计量数关系，沿等压线看温度→判断 ΔH 的符号； 比较曲线族中的点（如 A、B、C），须先确认各点的温度、压强大小关系，再比较平衡常数 K 或反应速率（K 只随温度改变，速率随温度、浓度增大而增大）。 【易错警示】 纵轴为平衡转化率与体积分数的图像判读不同：转化率沿等温线随压强变化直接反映平衡移动方向；体积分数还受气体分子数变化的影响，须结合计量数关系； K 只随温度改变：等温线上不同压强对应相同的 K；不同温度对应不同的 K（吸热反应温度升高 K 增大，放热反应反之）； 曲线上的点都是平衡点，曲线下方的点（如 a 点）尚未达到平衡，须比较其转化率与同条件平衡值来判断 v正、v逆 的大小。 【素养拓展·真实情境】 CO₂ 甲烷重整（CH₄＋CO₂⇌2CO＋2H₂，ΔH＞0）是“碳达峰、碳中和”背景下的重要工业反应，生产中通过调节温度、压强与投料比在转化率与能耗之间权衡，双变量图像是工艺优化的常用工具（对应例7、变式8）； 合成甲醇（2H₂＋CO⇌CH₃OH，ΔH＜0）高压低温有利于提高平衡转化率，但低温反应速率慢，需兼顾催化剂活性，图像中的“平衡转化率—催化效率—温度”双曲线正是速率与平衡权衡的体现（对应练习2）。 【教学提示】 例6、例7 建议按“定一议二”步骤板书：先作等温线（或等压线），再写判断依据，防止学生凭感觉直接判断； 练习2 的“平衡转化率与催化效率”双曲线是高考高频素材，可引导学生区分“热力学可行性”与“动力学速率”两个维度。 【例 6】（2025·嘉兴阶段性测试）反应 mX(g)⇌nY(g)＋pZ(g) ΔH，在不同温度下的平衡体系中，物质 Y 的体积分数随压强变化的曲线如图 9 所示。下列说法错误的是（　　） 图9　mX(g)⇌nY(g)＋pZ(g) 中 Y 的体积分数与压强的关系 【例 6】选项 A．该反应的 ΔH＞0 B．m＜n＋p C．B、C 两点化学平衡常数：KB＞KC D．A、C 两点的反应速率：v(A)＜v(C) 【答案】C 【解析】由图可知其他条件不变时温度升高，Y 的体积分数增大，说明平衡正向移动，则正反应为吸热反应，ΔH＞0，A 项正确；增大压强，Y 的体积分数减小，说明平衡逆向移动，则 m＜n＋p，B 项正确；对吸热反应来说，温度升高，K 增大，C 点温度高于 B 点，故 KB＜KC，C 项错误；A、C 两点温度相同，C 点压强大，则 C 点的反应速率大于 A 点的反应速率，即 v(A)＜v(C)，D 项正确。 【例 7】在刚性容器中发生反应：CH₄(g)＋CO₂(g)⇌2CO(g)＋2H₂(g) ΔH＝＋247 kJ·mol⁻¹，当投料比 n(CH₄)∶n(CO₂)＝1.0 时，CO₂ 的平衡转化率（α）与温度（T）、初始压强（p）的关系如图 10 所示。 （1）压强 p₁______（填“＞”“＜”或“＝”）2 MPa，理由是______。 （2）当温度为 T₃ K、压强为 p₁ 时，a 点的 v正______（填“＞”“＜”或“＝”）v逆。 图10　CH₄(g)＋CO₂(g)⇌2CO(g)＋2H₂(g) 中 α(CO₂) 与温度、压强的关系 【答案】（1）＜　该反应的正反应为气体分子数增大的反应，其他条件相同时，减小压强，平衡正向移动，CO₂ 的平衡转化率增大　（2）＞ 【解析】（1）已知 CH₄(g)＋CO₂(g)⇌2CO(g)＋2H₂(g) 的正反应为气体体积增大的反应，在恒温条件下，减小压强，平衡正向移动，CO₂ 的平衡转化率增大，即压强 p₁＜2 MPa。（2）当温度为 T₃ K、压强为 p₁ 时，a 点对应的 CO₂ 的转化率较相同条件下 CO₂ 的平衡转化率小，说明此时反应正向进行，即 v正＞v逆。 【变式 8】为实现碳达峰、碳中和，CO₂ 综合利用的技术不断创新。某实验小组研究 CO₂ 和 CH₄ 反应得到合成气的原理为 CO₂(g)＋CH₄(g)⇌2CO(g)＋2H₂(g)；向 2 L 的恒容密闭容器中充入 1 mol CH₄ 和 1 mol CO₂，反应过程中 CO₂ 的平衡转化率与温度、压强的关系如图 11 所示。下列有关说法正确的是（　　） 图11　CO₂(g)＋CH₄(g)⇌2CO(g)＋2H₂(g) 中 CO₂ 的平衡转化率与温度、压强的关系 【变式 8】选项 A．该反应的 ΔH＜0 B．压强：p₂＞p₁ C．1 100 ℃ 时，该反应的平衡常数为 12.96 D．维持 X 点温度不变，向容器内再充入 0.1 mol CH₄、0.1 mol CO₂、0.2 mol CO 和 0.2 mol H₂，此时，v正＜v逆 【答案】D 【解析】根据图像，其他条件不变时升高温度，CO₂ 的平衡转化率增大，平衡正向移动，则正反应为吸热反应，ΔH＞0，A 项错误；该反应反应前后气体分子数增大，其他条件不变时增大压强，平衡逆向移动，CO₂ 的平衡转化率减小，故 p₂＜p₁，B 项错误。起始 c(CH₄)＝c(CO₂)＝0.5 mol·L⁻¹，1 100 ℃ 时 CO₂ 的平衡转化率为 60%，列三段式如下： c/(mol·L⁻¹) CO₂(g)＋CH₄(g)⇌2CO(g)＋2H₂(g) 起始浓度 0.5　0.5　0　0 转化浓度 0.3　0.3　0.6　0.6 平衡浓度 0.2　0.2　0.6　0.6 K＝0.6²×0.6²/(0.2×0.2)＝3.24，C 项错误；X 点温度不变，再充入 0.1 mol CH₄、0.1 mol CO₂、0.2 mol CO 和 0.2 mol H₂ 后，各组分浓度变为 c(CH₄)＝c(CO₂)＝0.25 mol·L⁻¹、c(CO)＝c(H₂)＝0.7 mol·L⁻¹，Q＝0.7²×0.7²/(0.25×0.25)＝3.8416＞K＝3.24，反应逆向进行，v正＜v逆，D 项正确。 【变式 9】已知反应：2H₂(g)＋CO(g)⇌CH₃OH(g)。一定条件下，在容积恒定的密闭容器中充入 1 mol CO 和 2 mol H₂，在催化剂作用下发生上述反应，CO 的平衡转化率与温度、压强的关系如图 12 所示。下列说法正确的是（　　） 图12　2H₂(g)＋CO(g)⇌CH₃OH(g) 中 CO 的平衡转化率与温度、压强的关系 【变式 9】选项 A．图中 b、c、d 三点的化学平衡常数分别为 Kb、Kc、Kd，它们的大小关系为 Kb＝Kd＞Kc B．体系中气体平均摩尔质量：(b)＞(d) C．不断将甲醇从体系中分离出来能够同时增大正反应速率和提高 CO 的平衡转化率 D．体系中活化分子百分数：d＞c 【答案】A 【解析】根据题图，反应随温度升高 CO 平衡转化率降低，说明该反应正反应为放热反应；b、c、d 三点温度大小关系为 Tb＝Td＜Tc，K 只与温度有关，升高温度使平衡逆向移动、K 减小，故 Kb＝Kd＞Kc，A 项正确；由图可知 p₂＞p₁，反应前后气体的总质量不变，该反应正反应为气体体积减小的反应，增大压强平衡正向移动，混合气体的总物质的量减小，平均摩尔质量增大，所以 (b)＜(d)，B 项错误；将甲醇从体系中分离，相当于减小生成物的浓度，正反应速率减小，C 项错误；c 点的温度比 d 点高，体系中活化分子百分数：c＞d，D 项错误。 四、课堂练习　限时 12 分钟，检验当堂学习效果 【练习 1】（2025·杭州期中）如图 13 所示，向 1 L 恒容密闭容器中充入 2 mol NO 和 1 mol O₂，发生反应 2NO(g)＋O₂(g)⇌2NO₂(g) ΔH＝a kJ·mol⁻¹，下列说法正确的是（　　） 图13　2NO(g)＋O₂(g)⇌2NO₂(g) 中 n(NO) 随时间的变化 【练习 1】选项 A．a＞0，T＜200 B．200 ℃ 时，0~10 min 内 v(O₂)＝0.015 mol·L⁻¹·min⁻¹ C．12 min 时，200 ℃ 和 T ℃ 下该反应的化学平衡常数恰好相等 D．若起始时向容器中充入 4 mol NO 和 2 mol O₂，则 200 ℃ 平衡后，NO 的物质的量小于 3.7 mol 【答案】D 【解析】由图可知 200 ℃ 先出现拐点，则 T＜200；温度越高，平衡时 NO₂ 的物质的量越少，则升高温度平衡逆向移动，正向为放热反应，a＜0，A 项错误；200 ℃ 时，0~10 min 内 v(NO₂)＝0.015 mol·L⁻¹·min⁻¹，v(O₂)＝½v(NO₂)＝0.0075 mol·L⁻¹·min⁻¹，B 项错误；化学平衡常数是温度的函数，其数值只与温度有关，T＜200，两体系温度不同，故 12 min 时 200 ℃ 和 T ℃ 下该反应的化学平衡常数不相等，C 项错误；向 1 L 恒容密闭容器中充入 2 mol NO 和 1 mol O₂，200 ℃ 平衡后，NO 的物质的量为 2 mol−0.15 mol＝1.85 mol，若起始时充入 4 mol NO 和 2 mol O₂，等效于加压，加压平衡向正反应方向移动，200 ℃ 平衡后，NO 的物质的量小于 2×1.85 mol＝3.7 mol，D 项正确。 【练习 2】CO₂ 合成乙烯的反应原理为 2CO₂(g)＋6H₂(g)⇌C₂H₄(g)＋4H₂O(g) ΔH，向恒压密闭容器中按 n(CO₂)∶n(H₂)＝1∶3 充入气体，在常压和催化剂作用下进行反应，测得温度对 CO₂ 平衡转化率和催化剂催化效率的影响情况如图 14 所示。下列说法不正确的是（　　） 图14　2CO₂(g)＋6H₂(g)⇌C₂H₄(g)＋4H₂O(g) 中 CO₂ 平衡转化率、催化效率与温度的关系 【练习 2】选项 A．该反应 ΔH＜0，平衡常数：KM＞KN B．反应速率有可能是 v(M)＞v(N) C．实际反应尽可能在较低温度下进行，以提高 CO₂ 的转化率 D．若投料比改为 n(CO₂)∶n(H₂)＝1∶4，可提高 CO₂ 的平衡转化率 【答案】C 【解析】随着温度的升高，CO₂ 平衡转化率下降，平衡逆向移动，故 ΔH＜0，平衡常数：KM＞KN，A 项正确；M 点催化剂的催化效率比 N 点高，反应速率有可能是 v(M)＞v(N)，B 项正确；由图可知，250 ℃ 左右时催化剂的催化效率最高，在较低温度下进行反应时，催化效率低、反应速率小，单位时间内乙烯产量低，C 项错误；增大 H₂ 的投料比例，可提高 CO₂ 的平衡转化率，D 项正确。 【练习 3】（原创题）恒温恒压下，向已达到平衡的反应 N₂(g)＋3H₂(g)⇌2NH₃(g)（ΔH＜0）的密闭容器中通入氩气，下列说法正确的是（　　） A．化学平衡不发生移动 B．N₂ 的转化率减小 C．v(正)、v(逆) 均不变 D．达到新平衡时 NH₃ 的体积分数不变 【答案】B 【解析】恒温恒压下通入氩气，容器体积增大，各反应组分的浓度同倍数减小，等效于减小压强，平衡向气体体积增大的逆反应方向移动，N₂ 的转化率减小，NH₃ 的体积分数减小，A、D 项错误、B 项正确；各组分浓度减小，正、逆反应速率均减小，C 项错误。 【练习 4】工业上以 CH₄ 为原料制备 H₂ 的原理为 CH₄(g)＋H₂O(g)⇌CO(g)＋3H₂(g)。在一定条件下 a、b 两个恒温恒容的密闭容器中均通入 1.1 mol CH₄(g) 和 1.1 mol H₂O(g)，测得两容器中 CO 的物质的量随时间的变化曲线分别为 a 和 b（如图 15 所示）。已知容器 a、b 的体积均为 10 L，容器 a 的温度为 Ta，下列说法不正确的是（　　） 图15　CH₄(g)＋H₂O(g)⇌CO(g)＋3H₂(g) 中 n(CO) 随时间的变化 【练习 4】选项 A．容器 a 中 CH₄ 从反应开始到恰好平衡时的平均反应速率为 0.025 mol·L⁻¹·min⁻¹ B．a、b 两容器的温度可能相同 C．在达到平衡前，容器 a 的压强逐渐增大 D．该反应在 Ta 温度下的平衡常数为 27 【答案】B 【解析】观察两容器中 CO 的物质的量随时间的变化曲线 a 和 b 可知，当 CO 的物质的量保持不变时反应便达到平衡状态，a 容器用了 4 min，b 容器用了约 6.5 min，两个容器中反应快慢不同，因此温度肯定不同，B 项错误。列三段式如下： n/mol CH₄(g)＋H₂O(g)⇌CO(g)＋3H₂(g) 起始量 1.1　1.1　0　0 转化量 1　1　1　3 平衡量 0.1　0.1　1　3 A 项，容器 a 中 CH₄ 从反应开始到恰好平衡时的平均反应速率为 1 mol/(10 L×4 min)＝0.025 mol·L⁻¹·min⁻¹，正确；C 项，该反应条件为恒温恒容，反应后气体的物质的量增大，达到平衡前容器 a 的压强逐渐增大，正确；D 项，该反应在 Ta 温度下的平衡常数为 K＝c(CO)·c³(H₂)/[c(CH₄)·c(H₂O)]＝0.1×0.3³/(0.01×0.01)＝27，正确。 【练习 5】（原创题）向绝热恒容密闭容器中充入 1 mol N₂(g) 和 3 mol H₂(g)，发生反应 N₂(g)＋3H₂(g)⇌2NH₃(g) ΔH＜0，达到平衡后测得 NH₃ 的体积分数为 φ₁；若在恒温恒容（温度等于绝热容器反应前的初始温度）条件下进行同样的投料并达到平衡，测得 NH₃ 的体积分数为 φ₂。下列说法正确的是（　　） A．φ₁＜φ₂，绝热容器中反应放热使体系温度升高，平衡向逆反应方向移动 B．φ₁＜φ₂，恒温容器中温度保持不变，有利于平衡向正反应方向移动 C．φ₁＞φ₂，绝热容器中反应放热使体系温度升高，平衡向正反应方向移动 D．无法比较 φ₁ 与 φ₂ 的大小 【答案】A 【解析】合成氨的正反应为放热反应。绝热恒容条件下，反应放出的热量无法散失，体系温度升高；对放热反应而言，温度升高平衡向逆反应方向移动，NH₃ 的体积分数减小，故 φ₁＜φ₂，A 项正确；恒温恒容条件下体系温度始终保持初始温度，不存在温升引起的平衡逆向移动，φ₂ 较大，B 项错误；绝热容器升温使放热反应逆向移动，φ₁ 不可能大于 φ₂，C 项错误；由上述分析可知两者可以比较，D 项错误。 五、课后作业　A 组·基础巩固　B 组·能力提升 A 组　基础巩固 【作业 1】（16 分）硫酸是重要的化工材料，二氧化硫生成三氧化硫是工业制硫酸的重要反应之一。 （1）将 0.05 mol SO₂(g) 和 0.03 mol O₂(g) 通入容积为 1 L 的密闭容器中发生反应：2SO₂(g)＋O₂(g)⇌2SO₃(g)。在一定条件下达到平衡，测得 c(SO₃)＝0.04 mol·L⁻¹。 ① 从平衡角度分析，采用过量 O₂ 的目的是______。 ② 对于气相反应，用某组分（B）平衡分压（pB）代替其物质的量浓度（cB）也可以表示平衡常数（记作 Kp），已知：B 的平衡分压＝总压×平衡时 B 的物质的量分数，则该温度下 Kp＝______（总压用 p0 表示）。 ③ 已知：K(300 ℃)＞K(350 ℃)，该反应是______反应（填“吸热”或“放热”）。若升高温度，则 SO₂ 的转化率______（填“增大”“减小”或“不变”）。 （2）某温度下，SO₂ 的平衡转化率（α）与体系总压强（p）的关系如图 17 所示。平衡状态由 A 变到 B 时，平衡常数 K(A)______（填“＞”“＜”或“＝”）K(B)。 （3）如图 18 所示，保持温度不变，将 2 mol SO₂ 和 1 mol O₂ 加入甲容器中，将 4 mol SO₃ 加入乙容器中，隔板 K 不能移动。此时控制活塞 P，使乙的容积为甲的 2 倍。 ① 若移动活塞 P，使乙的容积和甲相等，达到平衡时，SO₃ 的体积分数甲______（填“＜”“＞”或“＝”，下同）乙。 ② 若保持乙中压强不变，向甲、乙容器中通入等质量的氦气，达到新平衡时，SO₃ 的体积分数甲______乙。 图17　SO₂ 的平衡转化率与体系总压强的关系 图18　甲、乙两反应容器装置示意 【答案】（1）① 提高 SO₂ 的转化率　② 96/p0　③ 放热　减小　（2）＝　（3）① ＜　② ＞ 【解析】（1）① 采用过量 O₂，增大反应物浓度，平衡正向移动，可提高 SO₂ 的转化率。② 达到平衡时 c(SO₃)＝0.04 mol·L⁻¹，列三段式如下： c/(mol·L⁻¹) 2SO₂(g)＋O₂(g)⇌2SO₃(g) 起始浓度 0.05　0.03　0 转化浓度 0.04　0.02　0.04 平衡浓度 0.01　0.01　0.04 平衡时气体总物质的量为 0.06 mol，各组分平衡分压：p(SO₂)＝p(O₂)＝(1/6)p0、p(SO₃)＝(2/3)p0，则 Kp＝[p(SO₃)]²/{[p(SO₂)]²·p(O₂)}＝(2p0/3)²/[(p0/6)²·(p0/6)]＝96/p0。③ K(300 ℃)＞K(350 ℃)，说明温度越高平衡常数越小，升温平衡向吸热方向移动，则正反应为放热反应；升高温度平衡逆向移动，SO₂ 的转化率减小。（2）平衡常数只受温度影响，与压强无关，平衡状态由 A 变到 B 时温度相同，故 K(A)＝K(B)。（3）① 乙的容积由甲的 2 倍缩小到与甲相等，压强增大，平衡向气体分子数减小的正反应方向移动，SO₃ 的体积分数增大，故甲＜乙。② 甲为恒温恒容容器，通入氦气各组分浓度不变，平衡不移动；乙中通入氦气后为保持恒压，体积增大，各组分浓度减小，等效于减小压强，平衡向气体分子数增大的逆反应方向移动，达到新平衡时 SO₃ 的体积分数减小，故甲＞乙。 【作业 2】（原创题）可逆反应 2A(g)⇌B(g)＋C(g) ΔH＞0，在一定条件下达到平衡。保持其他条件不变，改变温度，B 的体积分数 φ(B) 随时间 t 的变化如图 16 所示（T₁＜T₂）。下列说法正确的是（　　） 图16　2A(g)⇌B(g)＋C(g)（ΔH＞0）中 φ(B) 随时间的变化 【作业 2】选项 A．T₂ 时反应先达到平衡，且升高温度平衡向逆反应方向移动 B．该反应 ΔH＞0，T₂ 时平衡体系中 φ(B) 大于 T₁ 时 C．升高温度，化学平衡常数 K 减小 D．其他条件不变，压缩容器容积，φ(B) 增大 【答案】B 【解析】温度越高反应速率越快，由“先拐先平”可知 T₂ 时先达到平衡；由图可知 T₂ 时平衡体系中 φ(B) 大于 T₁ 时，说明升高温度平衡向正反应方向移动，该反应为吸热反应（ΔH＞0），A 项错误、B 项正确；吸热反应升高温度，化学平衡常数 K 增大，C 项错误；该反应 2A(g)⇌B(g)＋C(g) 反应前后气体分子数不变（2＝1＋1），压缩容器容积，平衡不移动，φ(B) 不变，D 项错误。 B 组　能力提升 【作业 3】（改编题）甲胺（CH₃NH₂）是合成太阳能敏化剂的原料。工业合成甲胺原理为 CH₃OH(g)＋NH₃(g)⇌CH₃NH₂(g)＋H₂O(g) ΔH＝−12 kJ·mol⁻¹。一定条件下，在体积相同的甲、乙、丙、丁四个容器中，起始投入物质如下表： 容器 NH₃(g)/mol CH₃OH(g)/mol 反应条件 甲 1 1 498 K，恒容 乙 1 1 598 K，恒容 丙 1 1 598 K，恒压 丁 2 3 598 K，恒容 【答案】甲＞乙＝丙＞丁 【解析】甲、乙相比：该反应为放热反应，温度由 498 K 升高到 598 K，平衡逆向移动，CH₃OH 的转化率降低，故甲＞乙；乙、丙相比：该反应反应前后气体分子数相等（2＝2），恒温恒压下反应过程中容器体积不变，与恒温恒容条件等效，平衡移动情况相同，故乙＝丙；丙、丁相比：丁中 CH₃OH 的起始量增大（由 1 mol 增大到 3 mol），且 NH₃ 相对不足，增大一种反应物的量，该反应物的转化率降低，故丙＞丁。因此四个容器中 CH₃OH 的转化率由大到小的顺序为甲＞乙＝丙＞丁。 【作业 4】（原创题）恒温恒压下，向已达到平衡的可逆反应 C₂H₆(g)⇌C₂H₄(g)＋H₂(g)（ΔH＞0）的密闭容器中通入乙烷气体，下列说法正确的是（　　） A．乙烷的平衡转化率不变 B．乙烷的平衡转化率增大 C．化学平衡向正反应方向移动 D．各组分浓度均保持不变 【答案】A 【解析】恒温恒压下，平衡常数 Kp 只与温度有关，通入乙烷后重新达到平衡时，乙烷的平衡转化率仅由温度与体系总压决定，与乙烷的起始物质的量无关，故乙烷的平衡转化率不变，A 项正确、B 项错误；通入乙烷的瞬间，乙烷的浓度增大、Q 增大，平衡向逆反应方向移动，C 项错误；通入乙烷后容器体积增大，乙烷的浓度瞬间增大、乙烯和氢气的浓度瞬间减小，D 项错误。 学科网（北京）股份有限公司 $