专题02 化学反应的方向与限度（期中复习讲义）高二化学上学期沪科版

专题02 化学反应的方向与限度 01 期中考情透视 02 复习目标锚定 03 知识体系构建 04 核心考点精讲 考点一 自发过程与自发反应 / 考点二 判断化学反应方向的依据 / 考点三 化学平衡状态 考点四 化学平衡常数 / 考点五 化学平衡移动 / 考点六 利用图像认识影响化学平衡的因素 考点七 等效平衡 05 重难题型突破 题型一 化学反应方向的判断 / 题型二 可逆反应与化学平衡状态的建立 / 题型三 化学平衡状态的判断 题型四 化学平衡常数的计算与应用/ 题型五 影响化学平衡的因素 / 题型六 化学平衡移动图像分析 题型七 等效平衡 06 限时分层演练 基础固本练 / 综合进阶练 / 创新思维练 本专题核心考点覆盖化学反应自发性的判据（焓变、熵变与吉布斯自由能）、化学平衡状态的判定、化学平衡常数K的含义与计算、影响化学平衡移动的因素及勒夏特列原理、平衡转化率与平衡体系相关计算；命题上常结合工业真实生产情境设置素材，比如合成氨、硫酸工业二氧化硫催化氧化、甲醇制备、尾气脱硝等化工反应为载体；常考题型集中在反应方向判断、平衡状态标志辨析、平衡常数表达式书写与计算、平衡移动方向分析、转化率变化判断、平衡图像解读等，属于高考化学重难点板块，是区分基础与中档层次考生的核心考点。 识记 准确复述焓判据、熵判据、吉布斯自由能判据的定义；牢记化学平衡状态、化学平衡常数K的概念；熟记勒夏特列原理文字表述；能列举典型可逆反应实例、熵增/熵减过程实例。 理解 正确辨析易混概念，如焓变(ΔH<0)反应不一定自发，平衡常数只受温度影响与压强/浓度无关；理清可逆反应、化学平衡、平衡移动之间的逻辑关系；理解化学平衡是动态平衡的本质。 应用 能结合合成氨、SO2催化氧化、甲醇合成等工业情境判断反应自发可能性；自主分析条件改变（浓度、压强、温度）对平衡、转化率、K的影响；利用平衡常数进行简单计算；结合平衡图像推断条件变化与平衡移动方向。 考点一 自发过程与自发反应 1．自发过程与自发反应的比较 自发过程 自发反应 含义 在一定条件下，不需要借助外力就能自发进行的过程 在给定的条件下，可以自发进行到显著程度的化学反应 特征 具有方向性，即某个方向在一定条件下是自发的，而其逆方向在该条件下肯定是不能自发进行的 举例 高山流水，自由落体运动 钢铁生锈 应用 (1)可被用来完成有用功，如水力发电 (2)可用来实现化学能转化为电能，如H2燃烧可设计成原电池 (3)非自发过程要想发生，必须对它做功。如通电将水分解为H2和O2 2．自发过程的特点 (1)体系趋向于从高能状态转变为低能状态。 (2)体系趋向于从有序体系转变为无序体系。 ⚠️易错提醒 (1)一定条件下，如果一个过程是自发的，则其逆过程在相同条件下就是非自发的。 (2)自发过程可以是物理过程，不一定是自发反应，而自发反应一定是自发过程。 考点二 判断化学反应方向的依据 1．化学反应进行的方向与焓变的关系 大多数放热反应可以自发进行，但也有很多吸热反应能自发进行，因此，反应焓变是与反应进行的方向的有关因素之一，但不是决定反应能否自发进行的唯一因素。 2．化学反应进行的方向与熵变的关系 (1)熵的概念 熵是衡量体系混乱度大小的物理量，符号为S，熵值越大，体系的混乱度越大。 (2)影响熵(S)大小的因素 ①同一物质的熵在不同状态下熵值不同： S(g)>S(l)>S(s)。 ②熵值与物质的量的关系： 物质的量越大，分子数越多，熵值越大。 (3)熵变 ①概念：发生化学反应时物质熵的变化称为熵变，符号为ΔS。 ②熵变规律 a．物质由固态―→液态―→气态的过程为熵增的过程，ΔS>0，反之为熵减的过程，ΔS<0。 b．气体物质的量增大的反应是熵增大的反应，ΔS>0；气体物质的量减小的反应是熵减小的反应，ΔS<0。 (4)ΔS与反应方向的关系 多数能自发进行的化学反应的ΔS>0，但有些熵减(ΔS<0)的反应也能自发进行，因此，熵变也是与反应进行的方向的有关因素之一，但不是决定反应能否自发进行的唯一因素。 3．判断化学反应方向的复合判据 (1)判据 (2)温度对反应方向的影响 焓变 熵变 化学反应能否自发进行 ΔH<0 ΔS>0 任何温度都能自发进行 ΔH>0 ΔS<0 不能自发进行 ΔH<0 ΔS<0 较低温度时自发进行 ΔH>0 ΔS>0 高温时自发进行 小结： “大大高温，小小低温” ⚠️易错提醒 （1）在讨论过程的方向问题时，我们指的是没有外界干扰时体系的性质。如果允许外界对体系施加某种作用，就可能出现相反的结果。 （2）过程的自发性只能用于判断过程的方向，不能确定过程是否一定会发生和过程发生的速率 （3）只适用于没有发生的反应，注：一般来说，如果一个过程是自发的，则其逆过程往往是非自发的 考点三 化学平衡状态 1．概念 在一定条件下的可逆反应体系中，当正、逆反应的速率相等时，反应物和生成物的浓度均保持不变，即体系的组成不随时间而改变，这表明该反应中物质的转化达到了“限度”，这时的状态称为化学平衡状态，简称化学平衡。 2．特征 化学平衡的特征可以概括为逆、等、动、定、变。 (1)逆：研究的对象是可逆反应。 (2)等：化学平衡的条件是v正和v逆相等。 (3)动：化学平衡是一种动态平衡，此时反应并未停止。 (4)定：当可逆反应达到平衡时，各组分的质量(或浓度)为一定值。 (5)变：若外界条件改变，平衡可能发生改变，并在新条件下建立新的平衡。 3．化学平衡状态的判断标志——正逆相等，变量不变 (1)直接标志——“正逆相等” ①v正＝v逆 有两层含义：对于同一物质，该物质的生成速率等于其消耗速率；对于不同的物质，速率之比等于化学方程式中物质的化学计量数之比，但必须是不同方向的速率。 (2)间接标志——“变量不变” ①确定反应中的“变量”，即随反应的进行而变化的量，当变量不再变化时，表明反应已达平衡状态。而当“不变量”不变时，不能判断反应是否处于平衡状态。 ②常见的变量有：气体的颜色；对于气体体积有变化的反应来说，恒压反应时的体积、恒容反应时的压强；对于反应体系中全部为气体，且气体物质的量有变化的反应来说，混合气体的平均相对分子质量；对于反应体系中不全部为气体的反应来说，恒容时混合气体的密度等。应当注意，在利用、ρ、n(总)、p(总)判断时要注意反应特点和容器的体积变化问题。 ⚠️易错提醒 (1)可逆反应不等同于可逆过程，可逆过程包括物理变化和化学变化，而可逆反应属于化学变化。 (2)化学反应的平衡状态可以从正反应方向建立，也可以从逆反应方向建立。 (3)化学反应达到平衡状态的正、逆反应速率相等，是指同一物质的消耗速率和生成速率相等，若用不同物质表示时，反应速率不一定相等。 (4)化学反应达平衡状态时，各组分的浓度、百分含量保持不变，但不一定相等。 考点四 化学平衡常数 1．浓度商 对于一般的可逆反应mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)，在任意时刻称为浓度商，常用Q表示。 2．化学平衡常数 (1)概念 在一定温度下，当一个可逆反应达到化学平衡时，生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比值是一个常数，这个常数就是该反应的化学平衡常数，简称平衡常数，用符号K表示。 (2)表达式 对于一般的可逆反应mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)，在一定温度下达到平衡：K＝。 (3)意义 化学平衡常数的大小反映了一个化学反应可能进行的程度(即反应限度)，K值越大，说明平衡体系中生成物所占的比例越大，正反应进行的程度越大，即反应进行得越完全，反应物的转化率越大；一般来说，当K>105时，通常认为反应基本完全。 (4)影响因素 K只受温度影响，与反应物或生成物的浓度无关。 (5)平衡常数的应用 ①判断可逆反应进行程度的大小 ②判断反应的热效应 a．升高温度 b．降低温度 ③判断可逆反应是否平衡及不平衡时的反应方向 Q＜K，反应向正反应方向进行； Q＝K，反应处于平衡状态； Q＞K，反应向逆反应方向进行。 3．平衡转化率 (1)含义：平衡时已转化了的某反应物的“量”与转化前(初始时)该反应物的“量”之比。 (2)表达式： 对于可逆反应：aA＋bBcC＋dD αA＝×100%＝×100% αA＝×100%＝×100%。 ⚠️易错提醒 (1)反应物或生成物中有固体和纯液体存在时，其浓度可看作“1”，而不代入平衡常数表达式，如：Fe3O4(s)＋4H2(g)3Fe(s)＋4H2O(g)的平衡常数K＝。 (2)化学平衡常数表达式中各物质的浓度必须是平衡浓度，不能用任何一时刻的浓度值。 (3)使用催化剂能改变化学反应速率，但不会改变平衡常数。 (4)化学平衡常数表达式与化学方程式的书写方式有关。同一个化学反应，化学方程式不同，平衡常数不同，如合成氨反应： 若写成：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)， K1＝； 若写成：N2(g)＋H2(g)NH3(g)， K2＝，且K1＝K。 (5)化学反应的反应物有两种或两种以上时，增加一种反应物的浓度，则该反应物的平衡转化率降低，而其他反应物的平衡转化率升高。 考点五 化学平衡移动 一、化学平衡的移动 1．含义：在一定条件下，当可逆反应达到平衡状态后，如果改变反应条件，平衡状态被破坏，平衡体系的物质组成也会随着改变，直至达到新的平衡状态的过程。 2．实质：改变条件后 (1)v正≠v逆。 (2)各组分的百分含量发生改变。 3．图示 二、影响化学平衡的因素 1．浓度对化学平衡的影响 在其他条件不变时 (1)增大反应物浓度，化学平衡向正反应方向移动。 (2)减小生成物浓度，化学平衡向正反应方向移动。 (3)增大生成物浓度，化学平衡向逆反应方向移动。 (4)减小反应物浓度，化学平衡向逆反应方向移动。 2．压强对化学平衡的影响 在其他条件不变时增大压强，化学平衡向气体体积减小的方向移动，减小压强，化学平衡向气体体积增大的方向移动。反应后气体的总体积没有变化的可逆反应，增大或减小压强都不能使化学平衡发生移动。 3．温度对化学平衡的影响 在其他条件不变时，升高温度，化学平衡向吸热反应方向移动，降低温度会使化学平衡向放热反应方向移动。 4．催化剂 使用催化剂，正、逆反应速率增大的倍数相同，化学平衡不移动。其图像如下： 5．化学平衡移动原理——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。 ⚠️易错提醒 压强改变只影响有气体参加或生成且总体积发生变化的可逆反应，对于只涉及固体或纯液体的反应，压强的影响不予考虑。 考点六 利用图像认识影响化学平衡的因素 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 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 ⚠️易错提醒 “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) 考点七 等效平衡 1．定义：对于同一可逆反应，在一定条件下（恒温恒容或恒温恒压）下，以不同投料方式（即从正反应、逆反应或中间状态开始）进行反应，只要达到平衡时，同种物质的百分含量相同，这样的化学平衡即互为等效平衡。 2．说明： （1）只要是等效平衡，达到平衡状态时同一物质的百分含量（体积分数、物质的量分数等）一定相同 （2）外界条件相同：通常可以是恒温恒容或恒温恒压 （3）平衡状态只与始态有关，而与途径无关 3．类型 等效类型 全等效平衡 相似等效平衡 相似等效平衡 条件 恒温恒容 恒温恒容 恒温恒压 反应的特点 反应前后气态物质体积不相等的可逆反应 反应前后气态物质体积相等的可逆反应 任何可逆反应 起始投料 通过可逆反应的化学计量数之比换算为方程式同一边物质，其“量”相同 通过可逆反应的化学计量数之比换算为方程式同一边物质，其“量”符合同一比例 通过可逆反应的化学计量数之比换算为方程式同一边物质，其“量”符合同一比例 平 衡 特 点 质量分数 相同 相同 相同 浓度 相同 成比例 相同（气体） 物质的量 相同 成比例 成比例 4．应用 （1）判断同一可逆反应在相同的反应条件下是否为相同的平衡状态 （2）求要达到等效平衡，两种不同的状态下起始量之间的关系式 （3）求属于等效平衡状态下的反应方程式的化学计量数 5．解题方法 起始量转化量（同侧物质）新起始量→与原标准量对照→符合条件，互为等效平衡 题型一 化学反应方向的判断 典例1 （25-26高二上·上海嘉定·期中）已知  ，下列关于该反应自发情况的说法正确的是 A．低温能自发 B．高温能自发 C．任意温度都能自发 D．任意温度都不能自发 【答案】A 【解析】该反应，反应后气体总物质的量减少，混乱度降低，故，根据吉布斯自由能公式，低温时较小，可满足，反应能自发，A正确； 故选A。 💡破题要诀 (1)某些自发反应需在一定条件下才能自动进行，非自发反应具备了一定条件也能发生。 (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。 迁移应用 1．已知反应低温时不反应，高温时自发进行，则该反应的、为 A．， B．， C．， D．， 【答案】A 【解析】反应是气体体积增大的反应，所以ΔS>0，当ΔH-TΔS<0时反应能够自发进行，而该反应低温时不反应，高温时自发进行，说明ΔH>0，故选A。 2．下列对于化学反应方向说法不正确的是 A．自发进行的化学反应的方向，应由焓判据和熵判据的复合判据来判断 B．一定温度下，反应的 C．知道了某过程有自发性之后，就能确定该过程是否一定会发生 D．某些非自发的反应能通过改变条件使其成为自发反应 【答案】C 【解析】A．根据G=H-TS，自发进行的化学反应的方向，应由焓判据和熵判据的复合判据来判断，A正确； B．反应2NaCl(s)=2Na(s)+ Cl2(g)是熔融氯化钠的电解，是吸热反应H>0， 反应后气体分子数增多是熵增加的过程S>0，B正确； C．知道了某过程有自发性之后，不能确定该过程是否一定会发生， 因为可能还受活化能、温度压强等的影响，C错误； D．根据G=H-TS，G<0反应自发，因此某些非自发的反应能通过改变条件使其成为自发反应，D正确； 故选C。 题型二 可逆反应与化学平衡状态的建立 典例2 一定条件下，在V L密闭容器中，某可逆反应的正反应速率与逆反应速率随时间(t)变化的曲线如图所示。下列说法错误的是 A．内，反应速率 B．起始时该密闭容器中只充入了一定量的生成物 C．反应达平衡时，体系中的各物质的质量均保持不变 D．反应达平衡时， 【答案】B 【解析】A．内，正反应速率曲线位于逆反应速率曲线上方，因此，A正确； B．若起始时只充生成物，则初始时正反应速率为0、逆反应速率大于0，与图像中初始、的特征不符，说明起始充入的是反应物，B错误； C．反应达平衡时，正逆反应速率相等，各物质的含量保持不变，因此各物质的质量均保持不变，C正确； D．可逆反应的平衡为动态平衡，反应并未停止，因此平衡时，D正确； 故答案选B。 💡破题要诀 极端假设法确定物质的浓度范围 原理：可逆反应不可能进行完全，反应体系各物质同时共存。 假设：假设反应物全部转化为生成物，可得反应物浓度的最小值和生成物浓度的最大值；假设生成物全部转化为反应物，可得反应物浓度的最大值和生成物浓度的最小值。从而确定它们的浓度范围。注意：可逆反应中反应物转化率小于100%，故各物质浓度不能等于极值。 迁移应用 3．将溶液与溶液混合发生的离子反应为，充分反应后将溶液分成四份，分别向①、②、③、④份混合溶液中加入2滴试液、溶液、淀粉试液、溶液，其中能较好地证明与之间发生了反应且为可逆反应的实验是 A．①② B．②④ C．①③ D．③④ 【答案】C 【解析】 由反应的离子方程式及题给数据知KI过量，因此应通过检验是否有剩余判断反应是否具有可逆性，通过检验混合溶液中是否有或存在确定、间是否能发生反应，由于、均可与碱反应，且生成的极不稳定，故应通过检验有无生成确定反应是否发生，故答案选C。 4．CO和在一定条件下可以合成乙醇：下列叙述中能说明上述反应在一定条件下已达到最大限度的是 A．反应体系中CO和的物质的量浓度相同 B．正反应消耗和逆反应消耗化学反应速率相等 C．恒容容器中气体的密度不再改变 D．反应体系中乙醇的物质的量浓度不再变化 【答案】D 【解析】A．反应达到平衡的标志是各物质浓度保持不变，而非浓度相等，和浓度相同，不能说明浓度保持不变，无法说明达到平衡，故不选A； B．根据反应计量数关系，平衡时应满足，二者速率相等时正逆反应速率不相等，未达到平衡，故不选B； C．反应体系中所有物质均为气体，总质量不变，恒容条件下气体体积不变，故密度始终恒定，密度不变无法说明达到平衡，故不选C； D．某组分的物质的量浓度不再变化是化学平衡状态的特征之一，反应体系中乙醇的物质的量浓度不再变化，说明反应达到最大限度，故选D； 题型三 化学平衡状态的判断 典例3 （25-26高二上·上海·期中）一定温度下在一容积不变的密闭容器中发生可逆反应2X(g)Y(g)+Z(g)，以下说明该反应达到化学平衡状态的是 A．混合气体的总物质的量不再变化 B．反应容器中Y的质量分数不变 C．X的分解速率与Y的消耗速率相等 D．单位时间内生成1molY的同时消耗2molX 【答案】B 【解析】A．该反应前后气体总分子数相等，混合气体的总物质的量始终为定值，因此总物质的量不再变化不能说明反应达到平衡，A不符合题意； B．反应容器中Y的质量分数不变，说明Y的物质的量不再随时间改变，各组分含量保持恒定，反应达到平衡状态，B符合题意； C．X的分解速率为正反应速率，Y的消耗速率为逆反应速率，平衡时二者速率比应等于化学计量数比2:1，速率相等时正逆反应速率不相等，未达到平衡，C不符合题意； D．生成Y和消耗X均为正反应方向的变化，二者始终满足化学计量数关系，无法说明正逆反应速率相等，不能判断反应达到平衡，D不符合题意； 故选B。 💡破题要诀 判断化学平衡状态的方法——“正逆相等，变量不变” — | — 迁移应用 5．在恒温恒容容器中发生反应，下列选项能说明反应达到平衡状态的是 A．混合气体的压强不再改变 B．单位时间内生成a mol A，同时生成2a mol B C．混合气体的密度不再改变 D．混合气体的分子总数不再改变 【答案】C 【解析】A．反应前后气体物质的量相等，总物质的量始终为2 mol，故压强始终不变，不能作为平衡标志，A不符合题意； B．生成a molA（逆反应）必然伴随生成2a molB，两者均为逆反应方向，无法判断正逆反应速率是否相等，B不符合题意； C．A为固体，反应中气体总质量会因A的消耗或生成而改变，密度=总质量/体积，当密度不变时说明总质量恒定，反应达平衡，C符合题意； D．反应前后气体分子总数均为2 mol，分子总数始终不变，不能作为平衡标志，D不符合题意； 故选C。 6．汽车尾气净化的主要原理为2NO(g)＋2CO(g)⇌2CO2(g)＋N2(g)    ΔH＜0。若该反应在绝热、恒容的密闭体系中进行，下列示意图正确且能说明反应在进行到t1时刻达到平衡状态的是 A． B． C． D． 【答案】A 【解析】A．由于是绝热、恒容密闭体系，随着反应的进行，体系的温度升高，温度不变则达到平衡状态，A正确；   B．反应的焓变是个定值，其不能说明反应达到平衡，B错误； C．随着反应的进行，体系的温度升高，反应速率加快，当正反应速率不变时达到平衡状态，C错误； D．随着反应的进行，体系的温度升高，K不断减小，当K不变时，即温度保持不变，该反应达到平衡状态，D错误； 故选A。 题型四 化学平衡常数的计算与应用 典例4 （25-26高二上·上海嘉定·期中）下列说法正确的是 A．平衡常数改变，平衡一定移动 B．平衡常数不变，平衡一定不移动 C．浓度改变，说明平衡一定移动了 D．反应速率改变，说明平衡一定移动了 【答案】A 【解析】A．平衡常数仅与温度有关，平衡常数改变说明温度发生改变，温度变化一定会使平衡发生移动，A正确； B．平衡常数不变仅说明温度不变，若改变压强、浓度等其他条件，平衡仍可能发生移动，例如恒温下增大合成氨反应的压强，平衡正向移动但平衡常数不变，B错误； C．浓度改变平衡不一定移动，例如反应，压缩容器体积时各物质浓度均增大，但反应前后气体分子数相等，平衡不移动，C错误； D．反应速率改变平衡不一定移动，例如加入催化剂，正、逆反应速率同等程度增大，平衡不发生移动，D错误； 故选A。 💡破题要诀 化学平衡常数计算“四要求” 有关K的计算要明确题目要求，一般有四种情况： ①写出K的表达式——只要求写出化学平衡常数的表达式。 ②写出K的计算式——只要求写出K的计算式而不要求计算结果。 ③列式计算K——写出K的计算式(计算过程)并求出最后计算结果。 ④求K的数值——只要直接给出K的计算结果即可。 另外，还要注意看计算时是否要求带单位，若无特别要求，一般不用带单位。 迁移应用 7．已知下列反应：  ；  ，则反应的平衡常数为 A． B． C． D． 【答案】A 【解析】设①O2(g)+C(s)⇌CO2(g) K=K1 ，②2C(s)+O2(g)⇌2CO(g) K=，用①×2－②可得2CO(g)+O2(g)⇌2CO2(g)，则平衡常数为，故选A。 8．恒温下，在恒容密闭容器中发生反应：  ，起始通入气体，测得密闭容器内气体的总物质的量随时间变化如表所示： 0 10 20 30 40 2.00 2.50 2.70 2.80 2.80 下列说法正确的是 A．以表示的平均反应速率为 B．该温度下平衡常数 C．若时升高温度，则正反应速率减小，逆反应速率增大，平衡逆向移动 D．平衡时的转化率为80% 【答案】D 【解析】A．20~30min内总物质的量增加，由反应可知总物质的量增加量等于的生成量，，则，A错误； B．平衡时总物质的量为，总增加量为，故，平衡时，， 各物质浓度：，，，平衡常数，B错误； C．升高温度，正、逆反应速率均增大，该反应为放热反应，平衡逆向移动，选项描述“正反应速率减小”错误，C错误； D．由B的分析可知，平衡时消耗的物质的量为，起始的物质的量为，则转化率，D正确； 故选D。 题型五 影响化学平衡的因素 典例5 （25-26高二上·上海嘉定·阶段检测）在容积不变的密闭容器中发生反应；  ，830℃时反应的平衡常数是1.0，下列说法正确的是 A．容器内的压强不变时，说明反应达到平衡状态 B．830℃时，充入0.1 mol CO和0.3 mol 保持温度不变，CO平衡转化率为75% C．若平衡时移走，正反应速率加快，平衡正向移动 D．900℃时，某时刻、、CO和的浓度均为，此时反应向正向进行 【答案】B 【解析】A．该反应前后气体总物质的量相等，容积固定时容器内压强始终不随反应进程发生变化，因此压强不变无法说明反应达到平衡状态，A错误； B．设平衡时CO转化的物质的量为，则平衡时，，，平衡常数，解得，CO平衡转化率为，B正确； C．平衡时移走，产物浓度降低，平衡正向移动，但移走瞬间反应物浓度不变，正反应速率瞬间不变，随后逐渐减小，正反应速率加快的说法错误，C错误； D．反应，升高温度平衡逆向移动，900℃时平衡常数，此时浓度商，反应向逆反应方向进行，D错误； 故选B。 💡破题要诀 解答化学平衡移动题目的思维模型 迁移应用 9．下列事实中，不能用勒夏特列原理解释的是 A．新制氯水久置后颜色变浅 B．工业合成SO3过程中使用到热交换器 C．工业合成SO3采用V2O5作催化剂 D．工业合成氨过程中采用高压 【答案】C 【解析】A．新制氯水中存在平衡，久置后HClO见光分解浓度降低，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．工业合成的反应，为放热反应，热交换器可及时移出反应热量降低体系温度，使平衡正向移动提高产率，可用勒夏特列原理解释，B不符合题意； C．作为催化剂仅同等程度加快正逆反应速率，不改变平衡状态，与平衡移动无关，不能用勒夏特列原理解释，C符合题意； D．工业合成氨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可提高氨的产率，可用勒夏特列原理解释，D不符合题意； 故答案选C。 10．对已经建立化学平衡的某可逆反应，改变条件使化学平衡向正反应方向移动，下列叙述一定正确的是 A．平衡移动过程中，一定大于 B．反应物的转化率一定增大 C．化学平衡常数一定增大 D．再次建立平衡时，生成物的浓度一定增加 【答案】A 【解析】A．平衡向正反应移动，正反应速率一定大于逆反应速率，A正确； B．降低生成物的浓度，平衡正向移动，反应物的转化率一定增大，但增大某一反应物的浓度，平衡正向移动，其他反应物的转化率增大，自身转化率降低，B错误； C．平衡常数只受温度影响，C错误； D．减小生成物浓度，平衡正向进行，生成物浓度减小，D错误； 故答案为：A。 题型六 化学平衡移动图像分析 典例6 （24-25高二下·上海·期末）在容积一定的密闭容器中，可逆反应：A2(g)+B2(g)C(g) 符合下列图Ⅰ所示关系。由此推断，对图Ⅱ的说法正确的是 A．P3<P4，Y轴表示A2的转化率 B．P3<P4，Y轴表示A2的浓度 C．P3>P4，Y轴表示混合气体的密度 D．P3>P4，Y轴表示混合气体的平均摩尔质量 【答案】D 【分析】由图Ⅰ可知，温度为T1时，根据到达平衡的时间可知P2＜P1，且压强越大，C的含量越高，则平衡向正反应方向移动；压强为P2时，根据到达平衡的时间可知T1＜T2，且温度越高，C的含量越低，说明平衡向逆反应方向移动，则正反应为放热反应。 【解析】A．P3＜P4，在温度相同条件下，增大压强平衡向正反应移动，A2的转化率增大，同时升高温度平衡向逆反应移动，A2的转化率降低，图象与实际不符，故A错误； B．P3＜P4，在温度相同条件下，增大压强平衡向正反应移动，A2的浓度降低，同时升高温度平衡向逆反应移动，A2的浓度增大，图象与实际不符，故B错误； C．P3＞P4，在温度相同条件下，增大压强平衡向正反应移动，但混合气体的质量不变，容器的体积不变，密度不变，升高温度平衡向逆反应移动，但混合气体的质量不变，容器的体积不变，密度不变，图象与实际不相符，故C错误； D．P3＞P4，在相同温度下增大压强平衡向正反应方向移动，混合气体的总质量不变，总的物质的量减小，混合气的平均摩尔质量增大，升高温度，平衡向逆反应方向移动，混合气体总的物质的量增大，混合气的平均摩尔质量减小，图象与实际相符，故D正确。 答案选D。 💡破题要诀 化学平衡图像题的解题技巧 (1)先拐先平。 在含量(转化率)—时间曲线中，先出现拐点的先达到平衡，说明该曲线表示的反应速率大，表示温度较高、有催化剂、压强较大等。 (2)定一议二。 当图像中有三个量时，先确定一个量不变，再讨论另外两个量的关系，有时还需要作辅助线。 (3)三步分析法。 一看反应速率是增大还是减小；二看v(正)、v(逆)的相对大小；三看化学平衡移动的方向。 迁移应用 11．以下图像对应反应体系说法不正确的是 A．2NO2(g)N2O4(g)  ΔH=-56.9kJ·mol-1，t1时刻对体系升温 B．mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)，L线上所有的点都是平衡点，F点v正>v逆；E点v正<v逆 或 C．反应aA(g)+bB(g)cC(g)+dD(g)，反应相同时间，图像顶(最低)点前未达到平衡，M点为平衡点且ΔH<0 D．N2(g)+3H2(g)2NH3(g)，当NH3百分含量最大时，反应物n(N2)、n(H2)投料比为1：3 A．A B．B C．C D．D 【答案】B 【解析】A．反应正反应放热，时刻升温，平衡逆向移动，浓度增大，浓度减小，与图像一致，A正确； B．L线上所有点为平衡点，E点大于同压强下平衡的，需正向移动降低，故；F点小于同压强下平衡的，需逆向移动升高，故，选项描述与之相反，B错误； C．M点前反应未达平衡，升温速率加快，降低、升高；M点为平衡点，升温后升高、降低，平衡逆向移动，说明正反应放热，，C正确； D．当反应物投料比等于化学计量数之比时，生成物百分含量最大，反应中，百分含量最大时，与图像一致，D正确； 故选B。 12．下列叙述与图像不相对应的是 A．图1表示反应  速率时间图像，时改变的条件可能是降低压强 B．图2是温度和压强对反应影响的示意图，则Z为气态，X、Y只有一种为气体 C．图3恒温恒容条件下，可逆反应  的逆反应速率对应时间的坐标图，时向该平衡体系中充入一定量的，再次平衡对应的速率曲线为Y D．图4表示用捕碳的反应：，其中b点为非平衡点，c、d点为平衡点，三点的平衡常数从大到小的顺序为 【答案】D 【解析】A．合成氨反应是气体分子数减小的反应，降低压强时，正、逆反应速率均减小，且平衡向逆反应方向移动，表现为，与图1中时刻的速率变化一致，该叙述与图像对应，A不符合题意； B．图2中，同一温度下，压强增大，Z的体积分数减小，说明反应平衡向逆反应方向移动，反应前后计量系数之和相等，若X、Y、Z均为气体，则压强变化对反应平衡无影响，根据图示变化可知，Z为气体，X、Y中有1种是气体，叙述与图示对应，B不符合题意； C．该反应中只有是气体，恒温恒容下，向平衡体系中充入一定量，使得浓度骤增，逆反应速率变大，随着反应平衡向逆反应方向移动，浓度逐渐降低，逆反应速率逐渐减小，在温度不变的条件下，平衡常数不变，浓度和反应速率最终变为与原平衡一致，叙述与图示对应，C不符合题意； D．平衡常数只与温度有关，c、d点为平衡点，温度，温度升高，d点浓度大于c点，说明反应平衡向逆反应方向移动，温度升高，反应平衡常数减小，即平衡常数c＞d，叙述与图示不对应，D符合题意； 答案选D。 题型七 等效平衡 典例7 温度为T时，在三个起始体积均为1 L的密闭容器中发生反应： 。达到平衡时，下列说法正确的是 容器编号 容器类型 起始物质的量/mol 平衡时的物质的量/mol 平衡时反应物的转化率/% Ⅰ 恒温恒容 0 0 2 1.8 10 Ⅱ 绝热恒容 2 1 0 a m Ⅲ 恒温恒压 2 1 0 b n A．a<1.8 B．b<1.8 C．m>90 D．n<90 【答案】A 【解析】A．容器Ⅱ为绝热恒容，起始投入和，反应正向进行放热，体系温度升高，该反应，正反应放热，升温平衡逆向移动，生成的少于恒温恒容条件下的，故，A正确； B．容器Ⅲ为恒温恒压，该反应正向气体分子数减少，反应过程中容器体积缩小，相对于恒温恒容容器相当于增大压强，平衡正向移动，生成的多于，故，B错误； C．恒温恒容条件下的反应中，投入后的平衡状态相当于投入与后的平衡状态，此时的物质的量为，那么也就相当于的转化率为90%，在容器Ⅱ的反应中体系温度升高，平衡逆向移动，的转化率低于恒温恒容条件下的，故，C错误； D．容器Ⅲ中压强增大平衡正向移动，的转化率高于恒温恒容条件下的，故，D错误； 故选A。 💡破题要诀 等效平衡判断“四步曲” ：观察可逆反应特点(物质状态、气体分子数)，判断反应是反应前后气体体积不变的可逆反应还是反应前后气体体积改变的可逆反应。 ：挖掘反应条件，是恒温恒容还是恒温恒压，注意密闭容器不等于恒容容器。 ：采用一边倒法，将起始物质按可逆反应化学计量数之比转化成方程式中同一边的物质。 ：联系等效平衡判断依据，结合题目条件判断是否达到等效平衡。 迁移应用 13．一定温度下，向体积相同的甲、乙两容器中分别充入等物质的量的，发生反应：。甲装置保持压强不变，乙装置保持容积不变，一段时间后甲乙装置相继达到平衡状态。下列说法中错误的是 A．达到平衡所需的时间甲>乙 B．甲、乙装置达平衡时，氨气的体积分数甲<乙 C．甲装置达到平衡后，再向甲装置按比例1：3通入和，再次达平衡后的体积分数将不变 D．乙装置达到平衡后，再向乙装置通入一定量的，再次达到平衡后的体积分数不变 【答案】D 【分析】该反应正向进行时，气体总物质的量增大。两容器起始温度、体积和氨气的物质的量相同，因此起始压强和氨气浓度相同。随着反应进行，甲保持压强不变，容器体积逐渐增大；乙保持容积不变，容器内压强逐渐增大。两容器最初都只含氨气，生成的氮气和氢气的物质的量之比均为1：3。 【解析】A．反应过程中甲容器逐渐膨胀，在相同反应程度下，甲中各气体的浓度均小于乙；乙保持容积不变，反应进行得较快，达到平衡所需时间较短，因此达到平衡所需的时间甲>乙，A正确； B．甲达到平衡后，若保持温度不变，将其压缩至初始体积，各气体的浓度先同时增大，随后平衡向气体分子数减小的逆反应方向移动，氨气的体积分数增大。压缩后最终的温度、体积和起始投料情况与乙相同，最终平衡状态也与乙相同，因此两装置达平衡时氨气的体积分数甲<乙，B正确； C．按物质的量之比1：3加入的和，按反应的化学计量关系完全折算为后，相当于增加氨气的起始投入量。恒温恒压下，起始氨气的投入量增大时，容器体积同比例增大，起始氨气浓度不变，建立的平衡与原平衡等效，各气体的体积分数相同，因此再次达平衡后氨气的体积分数不变，C正确； D．向乙中再加入氨气，最终建立的平衡等效于从开始就在乙中投入更多氨气所建立的平衡。若先将起始氨气的物质的量和容器体积同比例增大，达到平衡时各气体的浓度及体积分数均与原平衡相同；再将这一平衡体系压缩回乙的原体积，各气体浓度瞬间增大，随后平衡向气体分子数减小的逆反应方向移动，氨气的体积分数增大。因此题述操作后氨气的平衡体积分数增大，D错误； 故选D。 14．一定温度下，向容积为2L的密闭容器中充入气体，发生反应：。反应中测得相关数据如表所示： 反应时间/min 0 10 20 30 40 50 气体相对分子质量 46 57.5 64 69 69 69 下列说法不正确的是 A．0~10min内，的平均反应速率为 B．该温度下，平衡时将容器的体积压缩至1L，达到新平衡时，体系气体颜色加深 C．该温度下，平衡时再向容器中加入，达到新平衡时，体积分数减小 D．该温度下，平衡时再向容器中加入和，平衡不移动 【答案】D 【解析】A．0~10min时，气体总质量恒为，总物质的量，设转化的物质的量为，生成为，则10 min时气体总物质的量，则，，，A正确； B．压缩容器体积至1 L，瞬间浓度加倍，平衡虽正向移动减弱浓度增大趋势，但根据勒夏特列原理，最终浓度仍大于原平衡浓度，体系气体颜色加深，B正确； C．平衡后再加入，相当于增大体系压强，平衡向气体分子数减小的方向即正向移动，转化率升高，体积分数减小，C正确； D．平衡时，设转化的物质的量为，列三段式，则，则，平衡时，平衡常数，再向容器中加入和，浓度商，则平衡正向移动，D错误； 故选D。 基础固本练（限时：15分钟） 1．（24-25高二上·上海·阶段检测）已知：ΔG=ΔH-TΔS，当ΔG<0，反应能自发进行，ΔG>0反应不能自发进行。下列说法中正确的是 A．非自发反应在任何条件下都不能发生 B．熵增加且放热的反应一定是自发反应 C．自发反应一定是熵增加的反应，非自发反应一定是熵减小或不变的反应 D．有的吸热反应在高温下也可以自发进行 【答案】B 【解析】A．非自发反应在一定条件下可进行，如Cu与稀硫酸在电解下条件下可以反应，故A错误； B．熵增加ΔS＞0，且放热ΔH＜0，反应ΔH-TΔS＜0一定是自发反应，故B正确； C．熵增加的反应不一定自发进行，单一判据不够全面，反应能否自发进行，由熵变、焓变和反应温度共同决定，故C错误； D．吸热反应、放热反应均可能自发进行，单一判据不够全面，反应能否自发进行，由熵变、焓变和反应温度共同决定，故D错误； 故选B。 2．（24-25高二上·上海·阶段检测）下列有关说法正确的是 A．自发反应一定是放热反应 B．自发进行的反应一定能迅速进行 C．冰在室温下自动熔化成水，是熵增加的结果 D．高锰酸钾加热分解是一个熵减小的过程 【答案】C 【解析】A．ΔG＜0反应自发进行，由ΔG=ΔH-TΔS可知，若ΔH＞0、ΔS＞0时，反应也可能是自发的，故A错误； B．ΔG＜0反应自发进行，自发进行的反应不一定能迅速进行，这涉及反应速率问题，故B错误； C．反应向熵值增加的方向进行，同种物质熵值：液体＞固体，冰在室温下自动熔化成水，是熵增的重要结果，故C正确； D．高锰酸钾分解生成气体，混乱度增加，熵值增大，故D错误； 故选C。 3．（25-26高二上·上海·期中）已知两个平衡体系：、的平衡常数分别为和，则的平衡常数表达式为 A． B． C． D． 【答案】D 【解析】第一个反应+第二个反应可得目标反应，平衡常数，D正确。 4．（25-26高二上·上海·阶段检测）在一密闭容器中进行合成氨反应。已知反应过程中某一时刻、、的浓度分别为：、、。当反应达到平衡时，可能存在的数据是 A．， B．， C．， D．， 【答案】C 【分析】合成氨的反应为可逆反应，正反应和逆反应均不能反应完全，根据极值法：，可得，，，据此作答。 【解析】A．、均超过逆反应极限值，不可能存在，A错误； B．为逆向反应的极限值，但可逆反应无法完全进行到底，实际浓度不可能为，B错误； C．、均在正向反应的浓度范围内，且转化比1：3等于计量系数之比，符合平衡时的可能数据，C正确； D．超过逆反应的极限值，不可能存在，D错误； 故答案选C。 （25-26高二上·上海普陀·期中）已知某可逆反应在密闭容器中进行，下图表示在反应物起始浓度不变时，不同时间、温度、压强与生成物的百分含量的关系曲线。 5．对于图中的温度和压强说法正确的是__________。 A．； B．； C．； D．； 6．对于该反应说法正确的是__________。 A．； B．； C．； D．； 7．比较图中、、三点的平衡常数大小，正确的是__________。 A． B． C． D． 8．比较图中、、三点反应物的转化率的大小，正确的是__________。 A． B． C． D． 【答案】5．B 6．D 7．D 8．A 【解析】5．压强均为p2时，比较温度不同，即比较曲线T1、p2与曲线T2、p2，根据先出现拐点，先达到平衡，先出现拐点的曲线表示的温度高，则T1＞T2；同理，温度均为T1，比较压强不同，即比较曲线T1、p1与曲线T1、p2，根据先出现拐点，先达到平衡，先出现拐点的曲线表示的压强高，则p1＜p2，故选B； 6．因为T1＞T2，由图知温度越高，B%越低，说明升温平衡向逆反应进行，升高温度，平衡向吸热方向移动，故正反应为放热反应，即ΔH<0；已知p1＜p2，由图知压强越大，B%越高，说明加压平衡向正反应进行，增大压强，平衡向体积减小的方向移动，所以m+n<p；故选D； 7．平衡常数只与温度有关，、两点温度相同，则平衡常数相等，点温度高于点，该反应ΔH<0，升高温度平衡向逆反应进行，平衡常数减小，则，故选D； 8．生成物的百分含量越大，说明反应物的转化率越大，即，故选A。 9．（25-26高二上·上海·期中）如图是合成氨反应的正、逆反应速率随反应时间变化的示意图，有关叙述错误的是 A．状态I和状态II时，反应均处于平衡状态 B．状态I变化为状态II的过程，称为化学平衡移动 C．t1时刻平衡向正反应方向移动，是由升高温度引起的 D．同一种反应物在状态I和状态II时，浓度不相等 【答案】C 【解析】A．状态I和状态II时，正、逆反应速率均相等，反应均处于平衡状态，A正确； B．状态I改变条件后正反应速率大于逆反应速率，反应正向进行最终达到状态II，该过程为化学平衡移动，B正确； C．合成氨反应为放热反应，若升高温度，正、逆反应速率应瞬间均增大，且平衡逆向移动（），与图像不符，C错误； D．平衡发生移动，反应物、生成物的浓度均发生变化，因此同一种反应物在状态I和状态II时浓度不相等，D正确； 故选C。 10．（25-26高二上·上海·期中）下列事实能用勒夏特列原理解释的是 A．硫酸工业选择的反应条件不是室温，是左右 B．工业合成氨需要使用催化剂 C．增大压强平衡体系的颜色加深 D．开启啤酒瓶后，瓶中马上泛起大量泡沫 【答案】D 【解析】A．硫酸工业中催化氧化生成的反应为放热反应，室温更有利于平衡正向移动，选择是为了提高反应速率、保证催化剂活性，与平衡移动无关，不能用勒夏特列原理解释，A错误； B．催化剂仅改变反应速率，不影响化学平衡状态，使用催化剂与平衡移动无关，不能用勒夏特列原理解释，B错误； C．该反应前后气体总分子数相等，增大压强平衡不移动，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，C错误； D．啤酒中存在平衡，开启啤酒瓶后体系压强减小，平衡向生成气体的方向移动，因此泛起大量泡沫，能用勒夏特列原理解释，D正确； 故选D。 综合进阶练（限时：15分钟） 1．（25-26高二下·上海·期中）下列内容与结论不对应的是 选项 内容 结论 A H2O(s) 熔化成 H2O(l) 该过程的∆S > 0   B 硝酸铵溶于水可自发进行 因为∆S < 0 C 一个反应的 ∆H < 0，∆S < 0 该反应在低温下可自发进行 D H2(g) + F2(g) = 2HF(g) kJ·mol-1 J·K-1·mol-1     该反应在任何温度下均能自发进行 A．A B．B C．C D．D 【答案】B 【解析】A．融化成，体系混乱度增大，该过程ΔS>0，内容与结论对应，A正确； B．硝酸铵溶于水时，有序的晶体解离为自由移动的离子，体系混乱度增大，ΔS>0，结论认为ΔS<0，内容与结论不对应，B错误； C．反应自发的判据为，当ΔH<0、ΔS<0时，温度较低时的绝对值较小，可满足ΔG<0，因此反应在低温下可自发进行，内容与结论对应，C正确； D．该反应ΔH<0、ΔS>0，代入自发判据，任意温度下均有ΔG<0，因此该反应在任何温度下均能自发进行，内容与结论对应，D正确； 故答案选B。 2．（24-25高二上·上海·阶段检测）在一密闭容器中进行反应：，已知反应过程中某一时刻的浓度分别为，当反应达到平衡时，可能存在的数据是 A．为 B．为 C．均为 D．为 【答案】B 【分析】根据可逆反应的极端假设法可知，的平衡浓度范围，的平衡浓度范围，，的平衡浓度范围。 【解析】A．为对应反应正向进行完全的情况，可逆反应无法完全进行到底，A错误； B．为，在的平衡浓度范围内，反应逆向进行消耗，生成和，符合化学计量关系，B正确； C．若为，说明反应逆向进行，浓度增加，对应浓度应减少，即平衡时应为，不可能为，C错误； D．为对应反应逆向进行完全的情况，可逆反应无法完全进行到底，D错误； 答案选B。 3．（24-25高二上·上海·阶段检测）反应3A(g)⇌2B(g)+C(g)(ΔH<0)的反应速率随时间变化如下图所示，在tl、t2、t3时刻都只有一种因素发生改变。下列判断正确的是 A．t6～t7阶段，C的百分含量最大 B．t2～t3阶段，A的转化率最小 C．t3时，改变因素一定是使用了催化剂 D．t5时，改变因素一定是升高了温度 【答案】D 【分析】首先结合反应特征是气体分子数不变的放热反应，逐一分析各时刻的改变条件：时刻：，平衡逆向移动。时刻：正逆速率同等程度增大，因为反应前后气体分子数相等，该改变既可以是加入催化剂，也可以是增大体系压强（缩小容器体积）。时刻：正逆速率同等程度减小，对应减小压强（扩大容器体积），反应前后气体系数和相等，平衡不移动。时刻：，平衡再次逆向移动。 【解析】A．平衡逆向移动会消耗产物C，之后平衡多次逆向移动，阶段C的百分含量是所有阶段里最小的，而非最大，A错误； B．A的转化率随平衡逆向移动不断降低，之后又发生了一次平衡逆向移动，因此阶段A的转化率最小，B错误； C．的改变因素除了催化剂，还可以是增大压强，并非“一定是使用催化剂”，C错误； D．时刻：，且正逆速率都增大，平衡再次逆向移动，该反应是气体体积相等的放热反应，增大压强平衡不移动，则时，改变因素一定是升高了温度，D正确； 故选D。 4．（24-25高二下·上海·期中）在一个恒温恒容的密闭容器中进行合成氨反应，下列证据能判断反应已达平衡状态的是 A． B．气体密度不再变化 C．每消耗就同时消耗 D．混合气体的平均摩尔质量不再变化 【答案】D 【解析】A．3v(H2)逆 = v(N₂)正时正逆反应速率不相等，反应未达到平衡状态，A错误； B．气体密度=，反应前后总质量守恒，容器体积恒定，因此密度始终不变，无法判断是否达到平衡，B错误； C．消耗1mol N2（正反应）对应生成2mol NH3，而此时消耗1mol NH3（逆反应），说明反应未达平衡，C错误； D．平均摩尔质量=，总质量不变，但总物质的量随反应减少（4mol→2mol），当总物质的量不再变化时，平均摩尔质量也不再变化，说明反应达平衡，D正确； 故选D。 5．（24-25高二下·上海·期末）高效低成本的氢气储运技术是大力发展氢能产业的必要保障。一定温度下，某储氢合金(M)的储氢过程中存在如下自发反应：。 (1)该反应在恒温恒容密闭仪器中进行，不能判断达到平衡状态的判据是_______。 A．氢气的浓度不再变化 B．固体的总质量不变 C．容器内压强不变 D．容器内气体的平均摩尔质量不再变化 (2)对上述反应的焓变与熵变判断正确的是_______。 A．， B．， C．， D．， (3)储氢完成后，该合金释放氢气的方式可以是_______(不定项)。 A．降温 B．加热 C．加压 D．减压 【答案】(1)D (2)D (3)BD 【解析】（1）A．恒温恒容密闭容器中，当氢气的浓度不再变化说明H2的生成速率和消耗速率相等，则能够说明反应达到化学平衡，A不合题意； B．固体的总质量不变，即H2结合转化为MHy的速率与Mhy释放出H2的速率相等，则能够说明反应达到化学平衡，B不合题意； C．恒温恒容密闭容器中，容器内压强不变，说明H2的浓度不变，说明反应达到化学平衡，C不合题意； D．由题干反应方程式可知，容器中的气体只有H2，故容器内气体的平均摩尔质量一直是2g/mol，故当容器内气体的平均摩尔质量不再变化，不能说明反应达到化学平衡，D符合题意； 故答案为：D； （2）由zMHx(s)+H2(g)zMHy(s)可知，气体体积减小，则△S＜0，该反应为自发反应，即ΔH-T△S＜0，则ΔH＜0，故答案为：D； （3）由(2)小问分析可知，zMHx(s)+H2(g)zMHy(s)为气体体积减小的放热反应，升高温度或降低压强都能使平衡逆向移动，释放出氢气，故答案为：BD。 6．（24-25高二下·上海·期末）1923年，德国BASF公司首次研制出了制备甲醇的“合成气—转化法”，实现了以CO和H2为原料，以ZnO和Cr2O3为催化剂，在400℃，20～30MPa的高温高压条件下生产甲醇，反应如下：。在体积为2L的密闭容器中按物质的量之比为1：2充入CO和H2发生上述反应，测得平衡混合物中CH3OH的体积分数在不同压强下随温度的变化如图所示。 在C点时，CO的转化率为_______。比较下列参数的大小关系：KA_______KB，p1_______p2。 【答案】 75% ＞ ＞ 【解析】在密闭容器中按物质的量之比为1：2充入CO和H2，设CO物质的量为1mol，氢气物质的量为2mol，CO转化物质的量为x mol，可列出三段式，在C点时，甲醇的体积分数为50%，则有，解得x=0.75，CO的转化率为。 由图可知，当压强不变时，升高温度，甲醇的体积分数减小，平衡逆向移动，该反应的正反应为放热反应，则KA＞KB； 该反应的正反应为气体物质的量减小的反应，加压平衡正向移动，甲醇体积分数增大，故p1＞p2。 7．（25-26高三上·上海·阶段检测）在固定容积密闭容器中，进行如下反应 ΔH＜0 (条件省略)，其平衡常数K与温度T的关系如下表： T/K 298 398 498 平衡常数K 4.1×105 (1)写出该反应的平衡常数表达式___________。 (2)判断___________。 A．>  　　　B．=  　　C．< (3)下列反应能说明该反应达到平衡状态的是___________。 A．混合气体密度保持不变 B．容器内压强保持不变 C．、的转化率相等 D． 【答案】(1) (2)> (3)B 【解析】（1）根据平衡常数的定义可知，平衡常数的表达式为； （2）该反应的ΔH＜0，温度升高，K值减小，故K1> K2； （3）A．混合气体密度，混合气体总质量是定值，容器体积恒定，故混合气体的密度始终是一个定值，其保持不变不能判定平衡，A错误 B．恒温恒容条件下，容器内压强与容器内气体的物质的量成正比，随着反应的进行，容器内气体的物质的量不断较小，当容器内压强保持不变时，说明反应达到平衡状态，B正确； C．如果起始投料时，、的投入量按照化学计量数之比，即1:3投料，则、的转化率始终相等，因此无法用来判定平衡状态，C错误；     D． 满足的关系，才能说明反应到达平衡状态，D错误； 故答案选B。 创新思维练（限时：10分钟） 1．（25-26高二上·上海嘉定·期中）反应  ，在其他条件不变的情况下 A．加入催化剂，改变了反应的途径，反应的也随之改变 B．改变压强，平衡不发生移动，各物质的物质的量浓度也不变 C．升高温度，逆反应速率增大，正反应速率减小，平衡向逆反应方向移动 D．若在原电池中进行，反应放出的热量减小 【答案】D 【解析】A．催化剂仅改变反应的活化能和反应途径，不改变反应的始终态，仅由反应物和生成物的总能量差决定，因此不变，A错误； B．该反应为反应前后气体分子总数相等的反应，改变压强平衡不移动，但若通过改变容器体积改变压强，各物质的物质的量浓度会随体积变化而改变，B错误； C．升高温度会增大活化分子百分数，正、逆反应速率均增大，因反应，逆反应速率增大幅度更大，平衡向逆反应方向移动，C错误； D．若反应在原电池中进行，大部分化学能会转化为电能，因此反应放出的热量减小，D正确； 故选D。 2．（24-25高二上·上海静安·期中）在密闭容器中发生如下反应：，达到平衡后，保持温度不变，将气体体积缩小到原来的1/2，当达到新平衡时，C的浓度为原来的1.9倍。下列说法中错误的是 A．m+n>p B．平衡向逆反应方向移动 C．A的转化率降低 D．活化分子百分数不变 【答案】A 【分析】达到平衡后，温度不变，将气体体积压缩到，若平衡不移动，C的浓度为原来的2倍，当达到平衡时C的浓度为原来的1.9倍，则体积减小时平衡逆向移动，据此分析作答。 【解析】A．体积缩小，相当于加压，平衡逆向移动，则m+n＜p，A项错误； B．由上述分析可知，平衡逆向移动，B项正确； C．平衡逆向移动，A的转化率降低，C项正确； D．温度不变，将气体体积压缩，增加气体分子浓度，提高总活化分子数，从而加快反应速率，但活化分子百分数不变，D项正确； 答案选A。 （24-25高二上·上海闵行·期中）工业上用黄铁矿()为原料制备硫酸的主要流程如图： 利用催化氧化反应将转化为是工业上生产硫酸的关键步骤，发生如下反应： 3．恒温恒容时，下列措施能使该反应速率增大的是 A．增加的浓度 B．及时移走 C．充入氦气 D．适当降低温度 4．下列情况能够说明该反应达到化学平衡状态的是 A． B．恒温恒容时，混合气体的密度不再随时间变化 C．的物质的量不再变化 D．、、三者的浓度之比为2：1：2 【答案】3．A 4．AC 【分析】黄铁矿在空气中煅烧生成氧化铁、二氧化硫，二氧化硫进入转化器与氧气反应生成SO3，SO3进入吸收塔中与水反应生成硫酸。二氧化硫与氧气反应生成三氧化硫的反应为可逆反应，未反应完的二氧化硫重新进入转化器中循环利用。 3．A．增加氧气浓度，反应物浓度增大，反应速率增大，A正确； B．移走SO3，生成物浓度减小，且随着反应进行，反应物浓度也会减小，反应速率减小，B错误； C．恒温恒容条件下充入氦气，反应物和产物浓度不变，反应速率不变，C错误； D．适当降低温度，反应速率减小，D错误； 故答案选A。 4．A．根据反应速率之比等于化学计量数之比，2v正(O2)=v正(SO2)=v逆(SO2)，正逆反应速率相等，反应达到平衡，A正确； B．反应在恒温恒容条件下进行，且反应物和产物都是气体，无论是否达到平衡，气体总质量和总体积始终不变，密度也始终不变，B错误； C．随着反应进行，SO3的物质的量不断变化，SO3的物质的量不变说明反应达到平衡，C正确； D．SO2、O2、SO3三者的浓度之比为2：1：2，这与反应初始投料比和反应进行程度有关，无法说明反应达到平衡，D错误； 故答案选AC。 5．（25-26高二上·上海浦东新·期中）已知反应为：aX(g)+bY(g)cZ(g)，下表表示在一定温度(℃)和压强(大气压)作用下达到动态平衡时Z的含量。 100 200 300 600 1000 200 81.5 86.4 89.9 95.4 98.8 300 52.0 64.2 71.0 84.2 92.6 400 25.1 38.2 47.0 65.2 79.8 500 10.6 19.1 26.4 42.2 57.5 分析表中数据，回答下列问题： 该正反应是______反应(填“吸热”、“放热”)。 反应式中化学计量数a、b、c的关系是a+b______c(填“＞”、“＜”、“=”)。 【答案】 放热 【解析】①反应热：分析表格，压强不变，温度升高，平衡时的含量不断减小，说明升高温度，平衡逆向移动。根据勒夏特列原理，升高温度平衡向吸热方向移动，逆反应为吸热反应，故正反应为放热反应； ②判断计量数关系：温度不变，增大压强，平衡时含量增大，说明增大压强，平衡正向移动。增大压强，平衡向气体分子总数减小的方向移动，因此反应物气体计量数总和大于生成物气体计量数总和，即。 （2025·上海青浦·二模）常温常压下可利用催化剂实现CO2加氢制甲醇，反应历程和能量变化如下图(其中吸附在催化剂表面上的粒子用*标注)： 6．根据题中信息关于该反应是否自发进行的描述正确的是___________。 A．低温自发 B．高温自发 C．任意温度均可自发 D．任意温度均不可自发 7．要提高二氧化碳平衡转化率的措施有___________。 A．升高温度 B．增大压强 C．增大投料比[n(H2)：n(CO2)] D．增加催化剂用量 8．转化历程中基元反应的决速步为___________。 A．CO2* + 6H*=HCOO*+5H* B．HCOO* + 5H*=CH3O* + H2O + H* C．CH3O* + H2O + H*=CH3OH + OH* + H* D．CH3OH + OH* + H*=CH3OH + H2O* 【答案】6．A 7．BC 8．B 【解析】6．由图可知该反应（反应物总能量高于生成物总能量 ），反应，气体分子数减少，。根据 ，低温时 ，反应自发进行；高温时，反应非自发，所以反应低温自发，故选A； 7．A．该反应，升高温度，平衡逆向移动，二氧化碳平衡转化率降低，A错误； B．反应是气体体积减小的反应，增大压强，平衡正向移动，二氧化碳平衡转化率增大，B正确； C．增大投料比[n(H2)：n(CO2)]，相当于增大氢气浓度，平衡正向移动，二氧化碳平衡转化率增大，C正确； D．催化剂只能改变反应速率，不影响平衡移动，所以增加催化剂用量，二氧化碳平衡转化率不变，D错误； 故选BC； 8．基元反应中，活化能越大，反应速率越慢，慢反应决定总反应速率，由图可知HCOO* + 5H*=CH3O* + H2O + H*的活化能最大 ，所以该步是决速步，故选B。 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司1 / 10 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题02 化学反应的方向与限度 01 期中考情透视 02 复习目标锚定 03 知识体系构建 04 核心考点精讲 考点一 自发过程与自发反应 / 考点二 判断化学反应方向的依据 / 考点三 化学平衡状态 考点四 化学平衡常数 / 考点五 化学平衡移动 / 考点六 利用图像认识影响化学平衡的因素 考点七 等效平衡 05 重难题型突破 题型一 化学反应方向的判断 / 题型二 可逆反应与化学平衡状态的建立 / 题型三 化学平衡状态的判断 题型四 化学平衡常数的计算与应用/ 题型五 影响化学平衡的因素 / 题型六 化学平衡移动图像分析 题型七 等效平衡 06 限时分层演练 基础固本练 / 综合进阶练 / 创新思维练 本专题核心考点覆盖化学反应自发性的判据（焓变、熵变与吉布斯自由能）、化学平衡状态的判定、化学平衡常数K的含义与计算、影响化学平衡移动的因素及勒夏特列原理、平衡转化率与平衡体系相关计算；命题上常结合工业真实生产情境设置素材，比如合成氨、硫酸工业二氧化硫催化氧化、甲醇制备、尾气脱硝等化工反应为载体；常考题型集中在反应方向判断、平衡状态标志辨析、平衡常数表达式书写与计算、平衡移动方向分析、转化率变化判断、平衡图像解读等，属于高考化学重难点板块，是区分基础与中档层次考生的核心考点。 识记 准确复述焓判据、熵判据、吉布斯自由能判据的定义；牢记化学平衡状态、化学平衡常数K的概念；熟记勒夏特列原理文字表述；能列举典型可逆反应实例、熵增/熵减过程实例。 理解 正确辨析易混概念，如焓变(ΔH<0)反应不一定自发，平衡常数只受温度影响与压强/浓度无关；理清可逆反应、化学平衡、平衡移动之间的逻辑关系；理解化学平衡是动态平衡的本质。 应用 能结合合成氨、SO2催化氧化、甲醇合成等工业情境判断反应自发可能性；自主分析条件改变（浓度、压强、温度）对平衡、转化率、K的影响；利用平衡常数进行简单计算；结合平衡图像推断条件变化与平衡移动方向。 考点一 自发过程与自发反应 1．自发过程与自发反应的比较 自发过程 自发反应 含义 在一定条件下， 就能自发进行的过程 在给定的条件下，可以 进行到显著程度的化学反应 特征 具有 ，即某个方向在一定条件下是自发的，而其逆方向在该条件下肯定是 的 举例 高山流水，自由落体运动 钢铁生锈 应用 (1)可被用来完成有用功，如水力发电 (2)可用来实现化学能转化为电能，如H2燃烧可设计成原电池 (3)非自发过程要想发生，必须对它做功。如通电将水分解为H2和O2 2．自发过程的特点 (1)体系趋向于从 状态转变为 状态。 (2)体系趋向于从 体系转变为 体系。 ⚠️易错提醒 (1)一定条件下，如果一个过程是自发的，则其逆过程在相同条件下就是非自发的。 (2)自发过程可以是物理过程，不一定是自发反应，而自发反应一定是自发过程。 考点二 判断化学反应方向的依据 1．化学反应进行的方向与焓变的关系 大多数放热反应可以自发进行，但也有很多吸热反应能自发进行，因此，反应 是与反应进行的方向的 因素之一，但不是决定反应能否自发进行的 因素。 2．化学反应进行的方向与熵变的关系 (1)熵的概念 熵是衡量 大小的物理量，符号为 ，熵值越 ，体系的混乱度越 。 (2)影响熵(S)大小的因素 ①同一物质的熵在不同状态下熵值不同： S(g) S(l) S(s)。 ②熵值与物质的量的关系： 物质的量越 ，分子数越 ，熵值越大。 (3)熵变 ①概念：发生化学反应时物质熵的变化称为熵变，符号为ΔS。 ②熵变规律 a．物质由固态―→液态―→气态的过程为 的过程，ΔS 0，反之为 的过程，ΔS 0。 b．气体物质的量增大的反应是熵增大的反应，ΔS>0；气体物质的量减小的反应是熵减小的反应，ΔS<0。 (4)ΔS与反应方向的关系 多数能自发进行的化学反应的ΔS>0，但有些熵减(ΔS<0)的反应也能自发进行，因此， 也是与反应进行的方向的 因素之一，但不是决定反应能否自发进行的 因素。 3．判断化学反应方向的复合判据 (1)判据 (2)温度对反应方向的影响 焓变 熵变 化学反应能否自发进行 ΔH<0 ΔS>0 任何温度 进行 ΔH>0 ΔS<0 自发进行 ΔH<0 ΔS<0 时自发进行 ΔH>0 ΔS>0 时自发进行 小结： “ ， ” ⚠️易错提醒 （1）在讨论过程的方向问题时，我们指的是没有外界干扰时体系的性质。如果允许外界对体系施加某种作用，就可能出现相反的结果。 （2）过程的自发性只能用于判断过程的方向，不能确定过程是否一定会发生和过程发生的速率 （3）只适用于没有发生的反应，注：一般来说，如果一个过程是自发的，则其逆过程往往是非自发的 考点三 化学平衡状态 1．概念 在一定条件下的可逆反应体系中，当正、逆反应的速率 时，反应物和生成物的浓度均 ，即体系的组成不随时间而改变，这表明该反应中物质的转化达到了“限度”，这时的状态称为化学平衡状态，简称化学平衡。 2．特征 化学平衡的特征可以概括为逆、等、动、定、变。 (1)逆：研究的对象是 反应。 (2)等：化学平衡的条件是v正和v逆 。 (3)动：化学平衡是一种 平衡，此时反应并未停止。 (4)定：当可逆反应达到平衡时，各组分的质量(或浓度)为一 。 (5)变：若外界条件改变，平衡可能发生 ，并在新条件下建立新的平衡。 3．化学平衡状态的判断标志——正逆 ，变量 (1)直接标志——“正逆相等” ①v正＝v逆 有两层含义：对于同一物质，该物质的生成速率等于其消耗速率；对于不同的物质，速率之比等于化学方程式中物质的化学计量数之比，但必须是不同方向的速率。 (2)间接标志——“变量不变” ①确定反应中的“变量”，即随反应的进行而变化的量，当变量不再变化时，表明反应已达平衡状态。而当“不变量”不变时，不能判断反应是否处于平衡状态。 ②常见的变量有：气体的颜色；对于气体体积有变化的反应来说，恒压反应时的体积、恒容反应时的压强；对于反应体系中全部为气体，且气体物质的量有变化的反应来说，混合气体的平均相对分子质量；对于反应体系中不全部为气体的反应来说，恒容时混合气体的密度等。应当注意，在利用、ρ、n(总)、p(总)判断时要注意反应特点和容器的体积变化问题。 ⚠️易错提醒 (1)可逆反应不等同于可逆过程，可逆过程包括物理变化和化学变化，而可逆反应属于化学变化。 (2)化学反应的平衡状态可以从正反应方向建立，也可以从逆反应方向建立。 (3)化学反应达到平衡状态的正、逆反应速率相等，是指同一物质的消耗速率和生成速率相等，若用不同物质表示时，反应速率不一定相等。 (4)化学反应达平衡状态时，各组分的浓度、百分含量保持不变，但不一定相等。 考点四 化学平衡常数 1．浓度商 对于一般的可逆反应mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)，在任意时刻 称为浓度商，常用Q表示。 2．化学平衡常数 (1)概念 在一定温度下，当一个可逆反应达到化学平衡时， 幂之积与 幂之积的比值是一个常数，这个常数就是该反应的化学平衡常数，简称平衡常数，用符号K表示。 (2)表达式 对于一般的可逆反应mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)，在一定温度下达到平衡：K＝ 。 (3)意义 化学平衡常数的大小反映了一个化学反应可能进行的程度(即反应限度)，K值越 ，说明平衡体系中生成物所占的比例越大，正反应进行的程度越大，即反应进行得越 ，反应物的转化率越 ；一般来说，当K>105时，通常认为反应基本完全。 (4)影响因素 K只受 影响，与反应物或生成物的浓度无关。 (5)平衡常数的应用 ①判断可逆反应进行程度的 ②判断反应的 a．升高温度 b．降低温度 ③判断可逆反应是否平衡及不平衡时的反应方向 Q K，反应向正反应方向进行； Q K，反应处于平衡状态； Q K，反应向逆反应方向进行。 3．平衡转化率 (1)含义：平衡时已转化了的某反应物的“量”与转化前(初始时)该反应物的“量”之比。 (2)表达式： 对于可逆反应：aA＋bBcC＋dD αA＝×100%＝ ×100% αA＝×100%＝ ×100%。 ⚠️易错提醒 (1)反应物或生成物中有固体和纯液体存在时，其浓度可看作“1”，而不代入平衡常数表达式，如：Fe3O4(s)＋4H2(g)3Fe(s)＋4H2O(g)的平衡常数K＝。 (2)化学平衡常数表达式中各物质的浓度必须是平衡浓度，不能用任何一时刻的浓度值。 (3)使用催化剂能改变化学反应速率，但不会改变平衡常数。 (4)化学平衡常数表达式与化学方程式的书写方式有关。同一个化学反应，化学方程式不同，平衡常数不同，如合成氨反应： 若写成：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)， K1＝； 若写成：N2(g)＋H2(g)NH3(g)， K2＝，且K1＝K。 (5)化学反应的反应物有两种或两种以上时，增加一种反应物的浓度，则该反应物的平衡转化率降低，而其他反应物的平衡转化率升高。 考点五 化学平衡移动 一、化学平衡的移动 1．含义：在一定条件下，当可逆反应达到平衡状态后，如果改变反应条件，平衡状态被破坏，平衡体系的物质组成也会随着改变，直至达到 的过程。 2．实质：改变条件后 (1)v正 v逆。 (2)各组分的百分含量发生 。 3．图示 二、影响化学平衡的因素 1．浓度对化学平衡的影响 在其他条件不变时 (1)增大反应物浓度，化学平衡向 方向移动。 (2)减小生成物浓度，化学平衡向 方向移动。 (3)增大生成物浓度，化学平衡向 方向移动。 (4)减小反应物浓度，化学平衡向 方向移动。 2．压强对化学平衡的影响 在其他条件不变时增大压强，化学平衡向 的方向移动，减小压强，化学平衡向 的方向移动。反应后气体的总体积没有变化的可逆反应，增大或减小压强都不能使化学平衡发生移动。 3．温度对化学平衡的影响 在其他条件不变时，升高温度，化学平衡向 方向移动，降低温度会使化学平衡向 方向移动。 4．催化剂 使用催化剂，正、逆反应速率增大的倍数相同，化学平衡 。其图像如下： 5．化学平衡移动原理——勒夏特列原理 如果改变影响化学平衡的条件之一(如__ __、__ __以及参加反应的化学物质的浓度)，平衡将向着能够__ __这种改变的方向移动。 ⚠️易错提醒 压强改变只影响有气体参加或生成且总体积发生变化的可逆反应，对于只涉及固体或纯液体的反应，压强的影响不予考虑。 考点六 利用图像认识影响化学平衡的因素 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 浓度 增大 浓度 减小 浓度 减小 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 向移动 向移动 向移动 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 向移动 向移动 向移动 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 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 ，且v′正>v′逆 v正、v逆同时 ，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 反应的方向移动；降低温度，平衡向 反应的方向移动 4．判断化学平衡移动方向的思维流程 ⚠️易错提醒 “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) 考点七 等效平衡 1．定义：对于同一可逆反应，在一定条件下（恒温恒容或恒温恒压）下，以不同投料方式（即从正反应、逆反应或中间状态开始）进行反应，只要达到平衡时，同种物质的百分含量相同，这样的化学平衡即互为等效平衡。 2．说明： （1）只要是等效平衡，达到平衡状态时同一物质的百分含量（体积分数、物质的量分数等）一定 （2）外界条件相同：通常可以是恒温恒容或恒温恒压 （3）平衡状态只与 有关，而与 无关 3．类型 等效类型 全等效平衡 相似等效平衡 相似等效平衡 条件 恒温恒容 恒温恒容 恒温恒压 反应的特点 反应前后气态物质体积不相等的可逆反应 反应前后气态物质体积相等的可逆反应 任何可逆反应 起始投料 通过可逆反应的化学计量数之比换算为方程式同一边物质，其“量”相同 通过可逆反应的化学计量数之比换算为方程式同一边物质，其“量”符合同一比例 通过可逆反应的化学计量数之比换算为方程式同一边物质，其“量”符合同一比例 平 衡 特 点 质量分数 相同 相同 相同 浓度 相同 成比例 相同（气体） 物质的量 相同 成比例 成比例 4．应用 （1）判断同一可逆反应在相同的反应条件下是否为相同的平衡状态 （2）求要达到等效平衡，两种不同的状态下起始量之间的关系式 （3）求属于等效平衡状态下的反应方程式的化学计量数 5．解题方法 起始量转化量（同侧物质）新起始量→与原标准量对照→符合条件，互为等效平衡 题型一 化学反应方向的判断 典例1 （25-26高二上·上海嘉定·期中）已知  ，下列关于该反应自发情况的说法正确的是 A．低温能自发 B．高温能自发 C．任意温度都能自发 D．任意温度都不能自发 💡破题要诀 (1)某些自发反应需在一定条件下才能自动进行，非自发反应具备了一定条件也能发生。 (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。 迁移应用 1．已知反应低温时不反应，高温时自发进行，则该反应的、为 A．， B．， C．， D．， 2．下列对于化学反应方向说法不正确的是 A．自发进行的化学反应的方向，应由焓判据和熵判据的复合判据来判断 B．一定温度下，反应的 C．知道了某过程有自发性之后，就能确定该过程是否一定会发生 D．某些非自发的反应能通过改变条件使其成为自发反应 题型二 可逆反应与化学平衡状态的建立 典例2 一定条件下，在V L密闭容器中，某可逆反应的正反应速率与逆反应速率随时间(t)变化的曲线如图所示。下列说法错误的是 A．内，反应速率 B．起始时该密闭容器中只充入了一定量的生成物 C．反应达平衡时，体系中的各物质的质量均保持不变 D．反应达平衡时， 💡破题要诀 极端假设法确定物质的浓度范围 原理：可逆反应不可能进行完全，反应体系各物质同时共存。 假设：假设反应物全部转化为生成物，可得反应物浓度的最小值和生成物浓度的最大值；假设生成物全部转化为反应物，可得反应物浓度的最大值和生成物浓度的最小值。从而确定它们的浓度范围。注意：可逆反应中反应物转化率小于100%，故各物质浓度不能等于极值。 迁移应用 3．将溶液与溶液混合发生的离子反应为，充分反应后将溶液分成四份，分别向①、②、③、④份混合溶液中加入2滴试液、溶液、淀粉试液、溶液，其中能较好地证明与之间发生了反应且为可逆反应的实验是 A．①② B．②④ C．①③ D．③④ 4．CO和在一定条件下可以合成乙醇：下列叙述中能说明上述反应在一定条件下已达到最大限度的是 A．反应体系中CO和的物质的量浓度相同 B．正反应消耗和逆反应消耗化学反应速率相等 C．恒容容器中气体的密度不再改变 D．反应体系中乙醇的物质的量浓度不再变化 题型三 化学平衡状态的判断 典例3 （25-26高二上·上海·期中）一定温度下在一容积不变的密闭容器中发生可逆反应2X(g)Y(g)+Z(g)，以下说明该反应达到化学平衡状态的是 A．混合气体的总物质的量不再变化 B．反应容器中Y的质量分数不变 C．X的分解速率与Y的消耗速率相等 D．单位时间内生成1molY的同时消耗2molX 💡破题要诀 判断化学平衡状态的方法——“正逆相等，变量不变” — | — 迁移应用 5．在恒温恒容容器中发生反应，下列选项能说明反应达到平衡状态的是 A．混合气体的压强不再改变 B．单位时间内生成a mol A，同时生成2a mol B C．混合气体的密度不再改变 D．混合气体的分子总数不再改变 6．汽车尾气净化的主要原理为2NO(g)＋2CO(g)⇌2CO2(g)＋N2(g)    ΔH＜0。若该反应在绝热、恒容的密闭体系中进行，下列示意图正确且能说明反应在进行到t1时刻达到平衡状态的是 A． B． C． D． 题型四 化学平衡常数的计算与应用 典例4 （25-26高二上·上海嘉定·期中）下列说法正确的是 A．平衡常数改变，平衡一定移动 B．平衡常数不变，平衡一定不移动 C．浓度改变，说明平衡一定移动了 D．反应速率改变，说明平衡一定移动了 💡破题要诀 化学平衡常数计算“四要求” 有关K的计算要明确题目要求，一般有四种情况： ①写出K的表达式——只要求写出化学平衡常数的表达式。 ②写出K的计算式——只要求写出K的计算式而不要求计算结果。 ③列式计算K——写出K的计算式(计算过程)并求出最后计算结果。 ④求K的数值——只要直接给出K的计算结果即可。 另外，还要注意看计算时是否要求带单位，若无特别要求，一般不用带单位。 迁移应用 7．已知下列反应：  ；  ，则反应的平衡常数为 A． B． C． D． 8．恒温下，在恒容密闭容器中发生反应：  ，起始通入气体，测得密闭容器内气体的总物质的量随时间变化如表所示： 0 10 20 30 40 2.00 2.50 2.70 2.80 2.80 下列说法正确的是 A．以表示的平均反应速率为 B．该温度下平衡常数 C．若时升高温度，则正反应速率减小，逆反应速率增大，平衡逆向移动 D．平衡时的转化率为80% 题型五 影响化学平衡的因素 典例5 （25-26高二上·上海嘉定·阶段检测）在容积不变的密闭容器中发生反应；  ，830℃时反应的平衡常数是1.0，下列说法正确的是 A．容器内的压强不变时，说明反应达到平衡状态 B．830℃时，充入0.1 mol CO和0.3 mol 保持温度不变，CO平衡转化率为75% C．若平衡时移走，正反应速率加快，平衡正向移动 D．900℃时，某时刻、、CO和的浓度均为，此时反应向正向进行 💡破题要诀 解答化学平衡移动题目的思维模型 迁移应用 9．下列事实中，不能用勒夏特列原理解释的是 A．新制氯水久置后颜色变浅 B．工业合成SO3过程中使用到热交换器 C．工业合成SO3采用V2O5作催化剂 D．工业合成氨过程中采用高压 10．对已经建立化学平衡的某可逆反应，改变条件使化学平衡向正反应方向移动，下列叙述一定正确的是 A．平衡移动过程中，一定大于 B．反应物的转化率一定增大 C．化学平衡常数一定增大 D．再次建立平衡时，生成物的浓度一定增加 题型六 化学平衡移动图像分析 典例6 （24-25高二下·上海·期末）在容积一定的密闭容器中，可逆反应：A2(g)+B2(g)C(g) 符合下列图Ⅰ所示关系。由此推断，对图Ⅱ的说法正确的是 A．P3<P4，Y轴表示A2的转化率 B．P3<P4，Y轴表示A2的浓度 C．P3>P4，Y轴表示混合气体的密度 D．P3>P4，Y轴表示混合气体的平均摩尔质量 💡破题要诀 化学平衡图像题的解题技巧 (1)先拐先平。 在含量(转化率)—时间曲线中，先出现拐点的先达到平衡，说明该曲线表示的反应速率大，表示温度较高、有催化剂、压强较大等。 (2)定一议二。 当图像中有三个量时，先确定一个量不变，再讨论另外两个量的关系，有时还需要作辅助线。 (3)三步分析法。 一看反应速率是增大还是减小；二看v(正)、v(逆)的相对大小；三看化学平衡移动的方向。 迁移应用 11．以下图像对应反应体系说法不正确的是 A．2NO2(g)N2O4(g)  ΔH=-56.9kJ·mol-1，t1时刻对体系升温 B．mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)，L线上所有的点都是平衡点，F点v正>v逆；E点v正<v逆 或 C．反应aA(g)+bB(g)cC(g)+dD(g)，反应相同时间，图像顶(最低)点前未达到平衡，M点为平衡点且ΔH<0 D．N2(g)+3H2(g)2NH3(g)，当NH3百分含量最大时，反应物n(N2)、n(H2)投料比为1：3 A．A B．B C．C D．D 12．下列叙述与图像不相对应的是 A．图1表示反应  速率时间图像，时改变的条件可能是降低压强 B．图2是温度和压强对反应影响的示意图，则Z为气态，X、Y只有一种为气体 C．图3恒温恒容条件下，可逆反应  的逆反应速率对应时间的坐标图，时向该平衡体系中充入一定量的，再次平衡对应的速率曲线为Y D．图4表示用捕碳的反应：，其中b点为非平衡点，c、d点为平衡点，三点的平衡常数从大到小的顺序为 题型七 等效平衡 典例7 温度为T时，在三个起始体积均为1 L的密闭容器中发生反应： 。达到平衡时，下列说法正确的是 容器编号 容器类型 起始物质的量/mol 平衡时的物质的量/mol 平衡时反应物的转化率/% Ⅰ 恒温恒容 0 0 2 1.8 10 Ⅱ 绝热恒容 2 1 0 a m Ⅲ 恒温恒压 2 1 0 b n A．a<1.8 B．b<1.8 C．m>90 D．n<90 💡破题要诀 等效平衡判断“四步曲” ：观察可逆反应特点(物质状态、气体分子数)，判断反应是反应前后气体体积不变的可逆反应还是反应前后气体体积改变的可逆反应。 ：挖掘反应条件，是恒温恒容还是恒温恒压，注意密闭容器不等于恒容容器。 ：采用一边倒法，将起始物质按可逆反应化学计量数之比转化成方程式中同一边的物质。 ：联系等效平衡判断依据，结合题目条件判断是否达到等效平衡。 迁移应用 13．一定温度下，向体积相同的甲、乙两容器中分别充入等物质的量的，发生反应：。甲装置保持压强不变，乙装置保持容积不变，一段时间后甲乙装置相继达到平衡状态。下列说法中错误的是 A．达到平衡所需的时间甲>乙 B．甲、乙装置达平衡时，氨气的体积分数甲<乙 C．甲装置达到平衡后，再向甲装置按比例1：3通入和，再次达平衡后的体积分数将不变 D．乙装置达到平衡后，再向乙装置通入一定量的，再次达到平衡后的体积分数不变 14．一定温度下，向容积为2L的密闭容器中充入气体，发生反应：。反应中测得相关数据如表所示： 反应时间/min 0 10 20 30 40 50 气体相对分子质量 46 57.5 64 69 69 69 下列说法不正确的是 A．0~10min内，的平均反应速率为 B．该温度下，平衡时将容器的体积压缩至1L，达到新平衡时，体系气体颜色加深 C．该温度下，平衡时再向容器中加入，达到新平衡时，体积分数减小 D．该温度下，平衡时再向容器中加入和，平衡不移动 基础固本练（限时：15分钟） 1．（24-25高二上·上海·阶段检测）已知：ΔG=ΔH-TΔS，当ΔG<0，反应能自发进行，ΔG>0反应不能自发进行。下列说法中正确的是 A．非自发反应在任何条件下都不能发生 B．熵增加且放热的反应一定是自发反应 C．自发反应一定是熵增加的反应，非自发反应一定是熵减小或不变的反应 D．有的吸热反应在高温下也可以自发进行 2．（24-25高二上·上海·阶段检测）下列有关说法正确的是 A．自发反应一定是放热反应 B．自发进行的反应一定能迅速进行 C．冰在室温下自动熔化成水，是熵增加的结果 D．高锰酸钾加热分解是一个熵减小的过程 3．（25-26高二上·上海·期中）已知两个平衡体系：、的平衡常数分别为和，则的平衡常数表达式为 A． B． C． D． 4．（25-26高二上·上海·阶段检测）在一密闭容器中进行合成氨反应。已知反应过程中某一时刻、、的浓度分别为：、、。当反应达到平衡时，可能存在的数据是 A．， B．， C．， D．， （25-26高二上·上海普陀·期中）已知某可逆反应在密闭容器中进行，下图表示在反应物起始浓度不变时，不同时间、温度、压强与生成物的百分含量的关系曲线。 5．对于图中的温度和压强说法正确的是__________。 A．； B．； C．； D．； 6．对于该反应说法正确的是__________。 A．； B．； C．； D．； 7．比较图中、、三点的平衡常数大小，正确的是__________。 A． B． C． D． 8．比较图中、、三点反应物的转化率的大小，正确的是__________。 A． B． C． D． 9．（25-26高二上·上海·期中）如图是合成氨反应的正、逆反应速率随反应时间变化的示意图，有关叙述错误的是 A．状态I和状态II时，反应均处于平衡状态 B．状态I变化为状态II的过程，称为化学平衡移动 C．t1时刻平衡向正反应方向移动，是由升高温度引起的 D．同一种反应物在状态I和状态II时，浓度不相等 10．（25-26高二上·上海·期中）下列事实能用勒夏特列原理解释的是 A．硫酸工业选择的反应条件不是室温，是左右 B．工业合成氨需要使用催化剂 C．增大压强平衡体系的颜色加深 D．开启啤酒瓶后，瓶中马上泛起大量泡沫 综合进阶练（限时：15分钟） 1．（25-26高二下·上海·期中）下列内容与结论不对应的是 选项 内容 结论 A H2O(s) 熔化成 H2O(l) 该过程的∆S > 0   B 硝酸铵溶于水可自发进行 因为∆S < 0 C 一个反应的 ∆H < 0，∆S < 0 该反应在低温下可自发进行 D H2(g) + F2(g) = 2HF(g) kJ·mol-1 J·K-1·mol-1     该反应在任何温度下均能自发进行 A．A B．B C．C D．D 2．（24-25高二上·上海·阶段检测）在一密闭容器中进行反应：，已知反应过程中某一时刻的浓度分别为，当反应达到平衡时，可能存在的数据是 A．为 B．为 C．均为 D．为 3．（24-25高二上·上海·阶段检测）反应3A(g)⇌2B(g)+C(g)(ΔH<0)的反应速率随时间变化如下图所示，在tl、t2、t3时刻都只有一种因素发生改变。下列判断正确的是 A．t6～t7阶段，C的百分含量最大 B．t2～t3阶段，A的转化率最小 C．t3时，改变因素一定是使用了催化剂 D．t5时，改变因素一定是升高了温度 4．（24-25高二下·上海·期中）在一个恒温恒容的密闭容器中进行合成氨反应，下列证据能判断反应已达平衡状态的是 A． B．气体密度不再变化 C．每消耗就同时消耗 D．混合气体的平均摩尔质量不再变化 5．（24-25高二下·上海·期末）高效低成本的氢气储运技术是大力发展氢能产业的必要保障。一定温度下，某储氢合金(M)的储氢过程中存在如下自发反应：。 (1)该反应在恒温恒容密闭仪器中进行，不能判断达到平衡状态的判据是_______。 A．氢气的浓度不再变化 B．固体的总质量不变 C．容器内压强不变 D．容器内气体的平均摩尔质量不再变化 (2)对上述反应的焓变与熵变判断正确的是_______。 A．， B．， C．， D．， (3)储氢完成后，该合金释放氢气的方式可以是_______(不定项)。 A．降温 B．加热 C．加压 D．减压 6．（24-25高二下·上海·期末）1923年，德国BASF公司首次研制出了制备甲醇的“合成气—转化法”，实现了以CO和H2为原料，以ZnO和Cr2O3为催化剂，在400℃，20～30MPa的高温高压条件下生产甲醇，反应如下：。在体积为2L的密闭容器中按物质的量之比为1：2充入CO和H2发生上述反应，测得平衡混合物中CH3OH的体积分数在不同压强下随温度的变化如图所示。 在C点时，CO的转化率为_______。比较下列参数的大小关系：KA_______KB，p1_______p2。 7．（25-26高三上·上海·阶段检测）在固定容积密闭容器中，进行如下反应 ΔH＜0 (条件省略)，其平衡常数K与温度T的关系如下表： T/K 298 398 498 平衡常数K 4.1×105 (1)写出该反应的平衡常数表达式___________。 (2)判断___________。 A．>  　　　B．=  　　C．< (3)下列反应能说明该反应达到平衡状态的是___________。 A．混合气体密度保持不变 B．容器内压强保持不变 C．、的转化率相等 D． 创新思维练（限时：10分钟） 1．（25-26高二上·上海嘉定·期中）反应  ，在其他条件不变的情况下 A．加入催化剂，改变了反应的途径，反应的也随之改变 B．改变压强，平衡不发生移动，各物质的物质的量浓度也不变 C．升高温度，逆反应速率增大，正反应速率减小，平衡向逆反应方向移动 D．若在原电池中进行，反应放出的热量减小 2．（24-25高二上·上海静安·期中）在密闭容器中发生如下反应：，达到平衡后，保持温度不变，将气体体积缩小到原来的1/2，当达到新平衡时，C的浓度为原来的1.9倍。下列说法中错误的是 A．m+n>p B．平衡向逆反应方向移动 C．A的转化率降低 D．活化分子百分数不变 （24-25高二上·上海闵行·期中）工业上用黄铁矿()为原料制备硫酸的主要流程如图： 利用催化氧化反应将转化为是工业上生产硫酸的关键步骤，发生如下反应： 3．恒温恒容时，下列措施能使该反应速率增大的是 A．增加的浓度 B．及时移走 C．充入氦气 D．适当降低温度 4．下列情况能够说明该反应达到化学平衡状态的是 A． B．恒温恒容时，混合气体的密度不再随时间变化 C．的物质的量不再变化 D．、、三者的浓度之比为2：1：2 5．（25-26高二上·上海浦东新·期中）已知反应为：aX(g)+bY(g)cZ(g)，下表表示在一定温度(℃)和压强(大气压)作用下达到动态平衡时Z的含量。 100 200 300 600 1000 200 81.5 86.4 89.9 95.4 98.8 300 52.0 64.2 71.0 84.2 92.6 400 25.1 38.2 47.0 65.2 79.8 500 10.6 19.1 26.4 42.2 57.5 分析表中数据，回答下列问题： 该正反应是______反应(填“吸热”、“放热”)。 反应式中化学计量数a、b、c的关系是a+b______c(填“＞”、“＜”、“=”)。 （2025·上海青浦·二模）常温常压下可利用催化剂实现CO2加氢制甲醇，反应历程和能量变化如下图(其中吸附在催化剂表面上的粒子用*标注)： 6．根据题中信息关于该反应是否自发进行的描述正确的是___________。 A．低温自发 B．高温自发 C．任意温度均可自发 D．任意温度均不可自发 7．要提高二氧化碳平衡转化率的措施有___________。 A．升高温度 B．增大压强 C．增大投料比[n(H2)：n(CO2)] D．增加催化剂用量 8．转化历程中基元反应的决速步为___________。 A．CO2* + 6H*=HCOO*+5H* B．HCOO* + 5H*=CH3O* + H2O + H* C．CH3O* + H2O + H*=CH3OH + OH* + H* D．CH3OH + OH* + H*=CH3OH + H2O* 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司1 / 10 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $