資源簡介

(共374張PPT)
一輪重點鞏固
方向比努力更重要
研究考綱·辨明考向
衡
狀
態
學
化
平
與
移
動
建
的
立
考綱解讀 考向預測
1.了解化學反應的可逆性及化學平衡的建立。 2.掌握化學平衡的特征。 3.理解外界條件(濃度、溫度、壓強、催化劑等)對化學平衡的影響，能用相關理論解釋其一般規律。 4.了解化學平衡的調控在生活、生產和科學研究領域中的重要作用。 1.通過對近幾年高考試題的分析，本部分內容考查的知識點和題目形式比較明確，題目難度一般中檔偏上，多側重于各知識點的綜合考查，在填空題中的情境多側重于與生產實際的聯系。
2．題目多以圖象、圖表等形式呈現。知識內容考查包括定性和定量兩個方面。定性方面包括：①化學平衡概念的分析；②確定某種情況是否是化學平衡狀態的特征；③常常借助熱化學方程式考查外界條件改變對化學平衡移動方向和結果的判斷。
考綱要求
核心素養 思維導圖
1.變化觀念與平衡思想：能從化學平衡常數的角度分析化學反應，運用化學平衡常數解決問題。能多角度、動態地分析化學反應的轉化率，運用化學反應原理解決實際問題。 2.證據推理與模型認知：知道可以通過分析、推理等方法認識研究對象的本質特征、構成要素及其相互關系，建立模型。能運用模型(Qc與K的關系)解釋化學平衡的移動，揭示現象的本質和規律。 3.科學態度與社會責任：具有可持續發展意識和綠色化學觀念，能運用化學平衡原理對與化學有關的社會熱點問題做出正確的價值判斷。
名師備考建議
化學反應速率與化學平衡是高考的重點、熱點與難點，其重要性不言而喻，試題難度以中等或中等偏難為主，復習時應注意：
(1)注重對原理的理解，特別是濃度、壓強對化學反應速率及化學平衡的影響，要理解規律的實質，總結反常情況。
(2)要理清概念，理清速率的變化與化學平衡移動的關系、理清轉化率的變化與化學平衡移動的關系，理清焓變、熵變與化學反應方向的關系等。
(3)解答問題時，首先要把握化學反應的特點，利用化學反應速率的相關理論、平衡移動原理、圖像分析技巧等，通過細致的分析，作出正確的判斷。
(4)注意相關題型的演練，特別是化學平衡圖像的題型，要盡可能多地練習各種題型，熟悉常見考查方式，對各種題型的解決方法，做到心中有數。
(5)注重方法的總結，例如利用三段式解題模板解決化學平衡的有關計算，根據“先拐先平速率大”的原理分析解決化學平衡圖像的問題等。
預計在2024年高考中仍然會延續近幾年的題型特點，會進一步將化學平衡移動原理與化工生產、生活實際相結合，考查化學反應速率和化學平衡移動在社會生產、生活、科學等領域的應用，考生應予以重視。
真題再現·明確考向
√
1．(2023年廣東卷)催化劑Ⅰ和Ⅱ均能催化反應R(g) P(g)。反應歷程(下圖)中，M為中間產物。其它條件相同時，下列說法不正確的是
A．使用Ⅰ和Ⅱ，反應歷程都分4步進行
B．反應達平衡時，升高溫度，R的濃度
增大
C．使用Ⅱ時，反應體系更快達到平衡
D．使用Ⅰ時，反應過程中M所能達到
的最高濃度更大
解析：A．由圖可知兩種催化劑均出現四個波峰，所以使用Ⅰ和Ⅱ，反應歷程都分4步進行，A正確；
B．由圖可知反應是該為放熱反應，故達平衡時，升高T平衡向左移動，c(R)增大，B正確；
C．由圖可知Ⅰ的最高活化能小于Ⅱ的最高活化能，所以使用Ⅰ時反應速率更快，反應體系更快達到平衡，C錯誤；
D．由圖可知在前兩個歷程中使用Ⅰ活化能較低反應速率較快，后兩個歷程中使用Ⅰ活化能較高反應速率較慢，所以使用Ⅰ時，反應過程中M所能達到的最高濃度更大，D正確；
2. (2023年江蘇卷)二氧化碳加氫制甲烷過程中的主要反應為：
CO2(g)＋4H2(g)＝CH4(g)＋2H2O(g) △H＝－164.7kJ mol-1
CO2(g)＋H2(g)＝COg)＋H2O(g) △H＝41.2kJ mol-1
在密閉容器中，1.01×105Pa、n起始(CO2)∶n起始(H2)
＝1∶4時，CO2平衡轉化率、在催化劑作用下反應
相同時間所測得的CO2實際轉化率隨溫度的變化
如題圖所示。CH4的選擇性可表示為
×100%。下列說法正確的是
√
A．反應2CO(g)＋2H2(g)＝CO2(g)＋CH4(g)的焓變△H＝－205.9kJ mol-1
B．CH4的平衡選擇性隨著溫度的升高而增加
C．用該催化劑催化二氧化碳反應的最佳溫度范圍約為480~530℃
D．450℃時，提高 的值或增大壓強，均能使CO2平衡轉化率達到
X點的值
√
√
4. (2022年北京卷)某MOFs的多孔材料剛好可將N2O4 “固定”，實現了NO2與N2O4分離并制備HNO3，如圖所示：
己知：2NO2(g) N2O4(g) △H＜0
下列說法不正確的是
A. 氣體溫度升高后，不利于N2O4的固定
B. N2O4被固定后，平衡正移，有利于NO2的去除
C. 制備HNO3的原理為：2N2O4＋O2＋2H2O＝4HNO3
D. 每制備0.4molHNO3，轉移電子數約為6.02×1022
解析：A．二氧化氮轉化為四氧化二氮的反應為放熱反應，升高溫度，平衡向逆反應方向移動，四氧化二氮的濃度減小，所以氣體溫度升高后，不利于四氧化二氮的固定，故A正確；
B．四氧化二氮被固定后，四氧化二氮的濃度減小，二氧化氮轉化為四氧化二氮的平衡向正反應方向移動，二氧化氮的濃度減小，所以四氧化二氮被固定后，有利于二氧化氮的去除，故B正確；
C．由題意可知，被固定后的四氧化二氮與氧氣和水反應生成硝酸，反應的化學方程式為2N2O4＋O2＋2H2O＝4HNO3，故C正確；
D．四氧化二氮轉化為硝酸時，生成1mol硝酸，反應轉移1mol電子，則每制備0.4mol硝酸，轉移電子數約為0.4mol×6.02×1023＝2.408×1023，故D錯誤；
√
5. (2022年廣東卷)恒容密閉容器中，BaSO4(s)＋4H2(g) BaS(s)＋4H2O(g)在不同溫度下達平衡時，各組分的物質的量(n)如圖所示。下列說法正確的是
A. 該反應的△H＜0
B. a為n(H2O)隨溫度的變化曲線
C. 向平衡體系中充入惰性氣體，平衡不移動
D. 向平衡體系中加入BaSO4，H2的平衡轉化率增大
解析：A．從圖示可以看出，平衡時升高溫度，氫氣的物質的量減少，則平衡正向移動，說明該反應的正反應是吸熱反應，即ΔH＞0，故A錯誤；
B．從圖示可以看出，在恒容密閉容器中，隨著溫度升高氫氣的平衡時的物質的量減少，則平衡隨著溫度升高正向移動，水蒸氣的物質的量增加，而a曲線表示的是物質的量不隨溫度變化而變化，故B錯誤；
C．容器體積固定，向容器中充入惰性氣體，沒有改變各物質的濃度，平衡不移動，故C正確；
D．BaSO4是固體，向平衡體系中加入BaSO4，不能改變其濃度，因此平衡不移動，氫氣的轉化率不變，故D錯誤；
√
6. (2021年北京卷) NO2和N2O4存在平衡:2NO2(g) N2O4(g) △H<0。下列分析正確的是
A. 1 mol平衡混合氣體中含1 mol N原子
B. 斷裂2 mol NO2中的共價鍵所需能量小于斷裂1 mol N2O4中的共價鍵所需能量
C. 恒溫時，縮小容積，氣體顏色變深，是平衡正向移動導致的
D. 恒容時，水浴加熱，由于平衡正向移動導致氣體顏色變淺
解析：A．1molNO2含有1molN原子，1molN2O4含有2molN原子，現為可逆反應，為NO2和N2O4的混合氣體，1 mol平衡混合氣體中所含原子大于1 mol N，A項錯誤；
B．反應2NO2(g) N2O4(g)為放熱反應，故完全斷開2molNO2分子中的共價鍵所吸收的熱量比完全斷開1molN2O4分子中的共價鍵所吸收的熱量少，B項正確；
C．氣體體積壓縮，顏色變深是因為體積減小，濃度變大引起的，C項錯誤；
D．放熱反應，溫度升高，平衡逆向移動，顏色加深，D項錯誤。
7. (2021年廣東卷)化學是以實驗為基礎的科學。下列實驗操作或做法正確且能達到目的的是
選項 操作或做法 目的
A 將銅絲插入濃硝酸中 制備NO
B 將密閉燒瓶中的NO2降溫 探究溫度對平衡移動的影響
C 將溴水滴入KI溶液中，加入乙醇并振蕩 萃取溶液中生成的碘
D 實驗結束，將剩余NaCl固體放回原試劑瓶 節約試劑
√
解析：A．將銅絲插入濃硝酸中開始會產生二氧化氮，不能達到實驗目的，A不符合題意；
B．二氧化氮氣體在一定條件下存在平衡：2NO2 N2O4，正反應為放熱反應，NO2為紅棕色氣體，將密閉燒瓶中NO2降溫，會使該平衡向正反應方向移動，氣體顏色變淺，因此可達到實驗目的，B符合題意；
C．乙醇與水互溶，不能作碘單質的萃取劑，做法不正確，C不符合題意；
D．一般情況下，剩余試劑需放到指定的容器中，不能放回原試劑瓶，以防污染原試劑，操作錯誤，D不符合題意；故選B。
8. (2021年海南卷)制備水煤氣的反應C(s)＋H2O H2(g)＋CO(g) △H＞0，下列說法正確的是
A. 該反應△S＜0
B. 升高溫度，反應速率增大
C. 恒溫下，增大總壓，H2O(g)的平衡轉化率不變
D. 恒溫恒壓下，加入催化劑，平衡常數增大
√
解析：A．該反應的正反應是氣體體積增大的反應，所以△S＞0，A錯誤；
B．升高溫度，物質的內能增加，分子運動速率加快，有效碰撞次數增加，因此化學反應速率增大，B正確；
C．恒溫下，增大總壓，化學平衡向氣體體積減小的逆反應方向移動，使H2O(g)的平衡轉化率減小，C錯誤；
D．恒溫恒壓下，加入催化劑，化學平衡不移動，因此化學平衡常數不變，D錯誤；
9. (2021年遼寧卷) 某溫度下，在恒容密閉容器中加入一定量X，發生反應2X(s) Y(s)＋Z(g)，一段時間后達到平衡。下列說法錯誤的是
A. 升高溫度，若c(Z)增大，則△H＞0
B. 加入一定量Z，達新平衡后m(Y)減小
C. 加入等物質的量的Y和Z，達新平衡后c(Z)增大
D. 加入一定量氬氣，平衡不移動
√
解析：A．根據勒夏特列原理可知，升高溫度，化學平衡向著吸熱反應方向移動，而c(Z)增大，說明平衡正向移動，故則△H＞0，A正確；
B．加入一定量Z，Z的濃度增大，平衡逆向移動，故達新平衡后m(Y)減小，B正確；
C．加入等物質的量的Y和Z，Z的濃度增大，平衡逆向移動，由于X、Y均為固體，故K=c(Z)，達新平衡后c(Z)不變，C錯誤；
D．加入一定量氬氣，加入瞬間，X、Z的濃度保持不變，故正、逆反應速率不變，故平衡不移動，D正確。
√
10. (2021年1月八省聯考遼寧卷)某溫度下，在一恒容密閉容器中進行如下兩個反應并達到平衡：
①2X(g)+Y(g) Z(s)+ 2Q(g) △H1＜0
②M(g)+N(g) R(g)+Q(g) △H2＞0
下列敘述錯誤的是
A. 加入適量Z，①和②平衡均不移動 B. 通入稀有氣體Ar，①平衡正向移動
C. 降溫時無法判斷Q濃度的增減 D. 通入Y，則N的濃度增大
解析：A．Z為固體，加入適量Z不影響反應①的平衡移動，而反應②與Z無關，故加入Z也不影響反應②的平衡移動，A正確；
B．通入稀有氣體Ar，由于容器體積不變，故氣體濃度不發生改變，反應①的平衡不移動，B錯誤；
C．溫度降低，反應①逆向進行，反應②正向進行，但兩個反應中反應物的起始濃度未知，故無法判斷Q濃度的增減，C正確；
D．通入氣體Y，反應①平衡正向移動，Q的濃度增大，導致反應②平衡逆向進行，則N的濃度增大，D正確；答案選B。
√
12．(2020年浙江卷)一定條件下：2NO2 (g) N2O4 (g) △H＜0 。在測定NO2的相對分子質量時，下列條件中，測定結果誤差最小的是
A．溫度0℃、壓強50KPa B．溫度130℃、壓強300KPa
C．溫度25℃、壓強100KPa D．溫度130℃、壓強50KPa
√
解析：測定二氧化氮的相對分子質量，要使測定結果誤差最小，應該使混合氣體中NO2的含量越多越好，為了實現該目的，應該改變條件使平衡盡可以地逆向移動。該反應是一個反應前后氣體分子數減小的放熱反應，可以通過減小壓強、升高溫度使平衡逆向移動，則選項中，溫度高的為130℃，壓強低的為50kPa，結合二者選D。答案為D。
A．升高溫度、增大壓強均有利于提高CH4的平衡轉化率
B．曲線B表示CH4的平衡轉化率隨溫度的變化
C．相同條件下，改用高效催化劑能使曲線A和曲線B相重疊
D．恒壓、800K、n(CH4)：n(CO2)=1:1條件下，反應至CH4轉化率達到X點的
值，改變除溫度外的特定條件繼續反應，CH4轉化率能達到Y點的值
√
√
解析：A．甲烷和二氧化碳反應是吸熱反應，升高溫度，平衡向吸熱反應即正向移動，甲烷轉化率增大，甲烷和二氧化碳反應是體積增大的反應，增大壓強，平衡逆向移動，甲烷轉化率減小，故A錯誤；
B．根據兩個反應得到總反應為CH4(g)＋2CO2(g) ＝ H2(g)＋3CO(g) ＋H2O (g)，加入的CH4與CO2物質的量相等，CO2消耗量大于CH4，因此CO2的轉化率大于CH4，因此曲線B表示CH4的平衡轉化率隨溫度變化，故B正確；
C．使用高效催化劑，只能提高反應速率，但不能改變平衡轉化率，故C錯誤；
D．800K時甲烷的轉化率為X點，可以通過改變二氧化碳的量來提高甲烷的轉化率達到Y點的值，故D正確。綜上所述，答案為BD。
14．(2020年天津)已知 [Co(H2O)6]2+呈粉紅色，[CoCl4]2－呈藍色，[ZnCl4]2－為無色。現將CoCl2溶于水，加入濃鹽酸后，溶液由粉紅色變為藍色，存在以下平衡：[Co(H2O)6]2+＋4Cl- [CoCl4]2－＋6H2O △H，用該溶液做實驗，溶液的顏色變化如下：
以下結論和解釋正確的是
A．等物質的量的[Co(H2O)6]2+和[CoCl4]2－中σ鍵數之比為3∶2
B．由實驗①可推知△H<0
C．實驗②是由于c(H2O)增大，導致平衡逆向移動
D．由實驗③可知配離子的穩定性：[ZnCl4]2－＞[CoCl4]2－
√
解析：A．1個[Co(H2O)6]2+中含有18個σ鍵，1個[CoCl4]2 中含有4個σ鍵，等物質的量的[Co(H2O)6]2+和[CoCl4]2 所含σ鍵數之比為18:4=9:2，A錯誤；
B．實驗①將藍色溶液置于冰水浴中，溶液變為粉紅色，說明降低溫度平衡逆向移動，則逆反應為放熱反應，正反應為吸熱反應， H>0，B錯誤；
C．實驗②加水稀釋，溶液變為粉紅色，加水稀釋，溶液的體積增大，[Co(H2O)6]2+、[CoCl4]2 、Cl 濃度都減小，[Co(H2O)6]2+、Cl 的化學計量數之和大于[CoCl4]2 的化學計量數，則瞬時濃度商>化學平衡常數，平衡逆向移動，C錯誤；
D．實驗③加入少量ZnCl2固體，溶液變為粉紅色，說明Zn2+與Cl 結合成更穩定的[ZnCl4]2 ，導致溶液中c(Cl )減小，平衡逆向移動，則由此說明穩定性：[ZnCl4]2 >[CoCl4]2 ，D正確；
√
解析：A．已知反應達平衡時c(X)=0.3mol/L，其他條件不變，若容器縮小到原來的1/2，如果化學平衡不移動，c(X)=0.6mol/L，但實際再次達到平衡時c(X)=0.5mol/L，說明加壓后化學平衡正向移動，故A錯誤；
B．結合題意可知正反應是氣體總體積減少的反應，如果Y為固體或液體，則必須滿足m>2m，顯然不可能成立，所以Y只能是氣體，故B錯誤；
C．由B項分析可知，Y是氣體，要滿足m+n>2m，則n>m，故C正確；
D．根據分析知，化學平衡向右移動，Z的體積分數是增大的，故D錯誤；
16.(2019年海南，3)反應C2H6(g) C2H4(g)＋H2(g)　ΔH>0，在一定條件下于密閉容器中達到平衡。下列各項措施中，不能提高乙烷平衡轉化率的是
A.增大容器容積 B.升高反應溫度
C.分離出部分氫氣 D.等容下通入惰性氣體
√
解析：A．該反應的正反應是氣體體積增大的吸熱反應，增大反應容器的容積，體系的壓強減小，化學平衡正向移動，能提高乙烷平衡轉化率，A不符合題意；B．該反應的正反應是氣體體積增大的吸熱反應，升高反應溫度，化學平衡正向移動，可提高乙烷的平衡轉化率，B不符合題意；C．分離出部分氫氣，減少了生成物濃度，平衡正向移動，可提高乙烷的平衡轉化率，C不符合題意；D．等容下通入惰性氣體，體系的總壓強增大，物質的濃度不變，因此化學平衡不移動，對乙烷的平衡轉化率無影響，D符合題意。
17．(2019年天津)某容積為1L的密閉容器中通入1mol CO2和3mol H2，發生反應：CO2(g)＋3H2(g) CH3OH(g)＋H2O(g) ΔH＜0。下列有關說法正確的是
A．該反應在高溫下才能自發進行
B．再加入一定量CO2，則n(CH3OH)/n(CO2)減小
C．溫度升高，反應的平衡常數K增大
D．當CO2和H2轉化率相等時，該反應達到化學平衡
√
解析：A．根據復合平判據ΔG=ΔH-TΔS，ΔH＜0，ΔS＜0，且ΔG＜0時，反應自發進行，因此該反應在低溫條件下自發進行，A錯誤；
B．再加入一定量CO2，平衡正向移動，n(CH3OH)增大，但是n(CO2)的增大幅度大于n(CH3OH)，因此n(CH3OH)/n(CO2)減小，B正確；
C．溫度升高，平衡向吸熱的逆向移動，因此反應的平衡常數K減小，C錯誤；
D．初始投料CO2和H2的物質的量之比為1∶3，反應過程中，CO2和H2轉化量之比為1∶3，因此不管是否平衡，兩者的轉化率始終相等，D錯誤。故答案B。
18. (2019年浙江4月選考，17)下列說法正確的是
A.H2(g)＋I2(g) 2HI(g)，其他條件不變，縮小反應容器體積，正逆反應速
　率不變
B.C(s)＋H2O(g)　 H2(g)＋CO(g)，碳的質量不再改變說明反應已達平衡
C.若壓強不再隨時間變化能說明反應2A(？)＋B(g) 2C(？)已達平衡，則A、
　C不能同時是氣體
D.1 mol N2和3 mol H2反應達到平衡時H2轉化率為10%，放出的熱量為Q1；在
　相同溫度和壓強下，當2 mol NH3分解為N2和H2的轉化率為10%時，吸收
　的熱量為Q2，Q2不等于Q1
√
解析：A項，該可逆反應的反應前后氣體的化學計量數不發生變化，當縮小反應容器體積，相當于加壓，正逆反應速率同等程度增加，錯誤；
B項，在建立平衡前，碳的質量不斷改變，達到平衡時，質量不變，因而碳的質量不再改變說明反應已達平衡，正確；
C項，若壓強不再改變說明反應達到平衡，表明反應前后氣體的化學計量數不等，故A、C可能均為氣體，錯誤；
D項，易知N2(g)＋3H2(g)　 2NH3(g)　ΔH，合成氨氣實際參與反應n(H2)＝
3 mol×10%＝0.3 mol，因而Q1＝　 ×|ΔH|＝0.1|ΔH|，分解氨氣時實際消耗的n(NH3)＝2 mol×10%＝0.2 mol，Q2＝ ×|ΔH|＝0.1|ΔH|，則Q1＝Q2，錯誤。
√
19．(2018年浙江4月選考)]反應N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g) △H<0，若在恒壓絕熱的容器中發生，下列選項表明一定已達平衡狀態的是
A．容器內的溫度不再變化
B．容器內的壓強不再變化
C．相同時間內，斷開H－H鍵的數目和生成N－H鍵的數目相等
D．容器內氣體的濃度c(N2)∶c(H2)∶c(NH3)＝1∶3∶2
解析：根據化學平衡狀態的特征解答，當反應達到平衡狀態時，正逆反應速率相等，各物質的濃度、百分含量不變，據此分析解答。
A．絕熱容器，溫度不再改變，說明正逆反應速率相等，該反應達到平衡狀態，故A正確；
B．該反應在恒壓條件下進行，壓強始終不變，不能根據壓強判斷平衡狀態，故B錯誤；
C．相同時間內，斷開H-H鍵的數目和生成N-H鍵的數目相等，表示的都是正反應，且不滿足計量數關系，無法判斷是否達到平衡狀態，故C錯誤；
D．容器內氣體的濃度c(N2)∶c(H2)∶c(NH3)=1∶3∶2，無法判斷各組分的濃度是否發生變化，則無法判斷平衡狀態，故D錯誤；故選A。
√
解析：A項，ΔH＜0，正反應放熱，升高溫度平衡向逆反應方向移動，平衡常數減小，A錯誤；
B項，比較方程式氣體的計量數關系，反應前氣體的化學計量數之和等于反應后氣體的計量數之和，則減小壓強，平衡不移動，n(CO2)不變，B錯誤；
C項，催化劑能改變反應速率，但不會引起化學平衡的移動，所以α(CO)不變，C錯誤；
D項，充入一定量的氮氣，平衡向氣體體積增大的方向移動，但該反應前后氣體體積不變，平衡不移動，n(H2)不變，D正確。
21. (2023年湖北卷節選)納米碗C40H10是一種奇特的碗狀共軛體系。高溫條件下，C40H10可以由C40H20分子經過連續5步氫抽提和閉環脫氫反應生成。
(4)1200K時，假定體系內只有反應C40H12(g)C40H10(g)＋H2(g)發生，反應過程中壓強恒定為P0(即C40H12的初始壓強)，平衡轉化率為α，該反應的平衡常數Kp
為____________(用平衡分壓代替平衡濃度計算，分壓＝總壓×物質的量分數)。
(6)下列措施既能提高反應物的平衡轉化率，又能
增大生成C40H10的反應速率的是____(填標號)。
a．升高溫度 b．增大壓強 c．加入催化劑
在反應過程中，斷裂和形成的化學鍵相同
a
22. (2023年浙江1月選考) “碳達峰·碳中和”是我國社會發展重大戰略之一，CH4還原CO2是實現“雙碳”經濟的有效途徑之一，相關的主要反應有：
Ⅰ：CH4(g)＋CO2(g) 2CO(g)＋2H2(g) △H1＝＋247kJ mol－1，K1
Ⅱ：CO2(g)＋H2(g) CO(g)＋H2O(g) △H2＝＋41kJ mol－1，K2
請回答：
(1)有利于提高CO2平衡轉化率的條件是___________。
A. 低溫低壓 B. 低溫高壓 C. 高溫低壓 D. 高溫高壓
(2)反應CH4(g)＋3CO2(g) 4CO(g)＋2H2O(g)的△H＝_________kJ mol－1，K＝________(用K1，K2表示)。
C
+329
(3)恒壓、750℃時，CH4和CO2按物質的量之比1∶3投料，反應經如下流程(主要產物已標出)可實現
CO2高效轉化。
①下列說法正確的是___________。
A．Fe3O4可循環利用，CaO不可循環利用
B．過程ⅱ，CaO吸收CO2可促使Fe3O4氧化CO的平衡正移
C．過程ⅱ產生的H2O最終未被CaO吸收，在過程ⅲ被排出
D．相比于反應Ⅰ，該流程的總反應還原1molCO2需吸收的能量更多
BC
②過程ⅱ平衡后通入He，測得一段時間內CO物質的量上升，根據過程ⅲ，結合平衡移動原理，解釋CO物質的量上升的原因__________________________
————————————————————— 。
通入He，CaCO3分解平衡正移，導致 增大，促進Fe還原CO2平衡正移
(4)CH4還原能力(R)可衡量CO2轉化效率，R＝△n(CO2)/△n(CH4) (同一時段內CO2與CH4的物質的量變化量之比)。
①常壓下CH4和CO2按物質的量之比1∶3投料，某一時段內CH4和CO2的轉化率隨溫度變化如圖1，請在圖2中畫出400～1000℃間R的變化趨勢，并標明1000℃時R值___________。
②催化劑X可提高R值，另一時段內CH4轉化率、R值隨溫度變化如下表：
溫度/℃ 480 500 520 550
CH4轉化率/% 7.9 11.5 20.2 34.8
R 2.6 2.4 2.1 1.8
下列說法不正確的是___________
A．R值提高是由于催化劑X選擇性地提高反應Ⅱ的速率
B．溫度越低，含氫產物中H2O占比越高
C．溫度升高，CH4轉化率增加，CO2轉化率降低，R值減小
D．改變催化劑提高CH4轉化率，R值不一定增大
C
②A．R值提高是由于催化劑X選擇性地提高反應Ⅱ的速率，使單位時間內反應Ⅱ中CO2的轉化率增大，△n(CO2)增大的倍數比△n(CH4)大，則R提高，選項A正確；
B．根據表中數據可知，溫度越低，CH4轉化率越小，而R越大，△n(CO2)增大的倍數比△n(CH4)大，含氫產物中H2O占比越高，選項B正確；
C．溫度升高，CH4轉化率增加，CO2轉化率也增大，且兩個反應中的CO2轉化率均增大，增大倍數多，故R值增大，選項C不正確；
D．改變催化劑使反應有選擇性按反應Ⅰ而提高CH4轉化率，若CO2轉化率減小，則R值不一定增大，選項D正確；
23. (2023年浙江6月選考)水煤氣變換反應是工業上的重要反應，可用于制氫。
水煤氣變換反應：CO(g)＋H2O(g) CO2(g)＋H2(g) △H＝－41.2kJ mol－1
該反應分兩步完成：
3Fe2O3(s)＋CO(g) 2Fe3O4(s)＋CO2(g) △H1＝－47.2kJ mol－1
2Fe3O4(s)＋H2O(g) 3Fe2O3(s)＋H2(g) △H2
請回答：
(1)△H2＝_______kJ mol－1。
6
(2)恒定總壓1.70MPa和水碳比[n(H2O) /n(CO)＝12∶5] 投料，在不同條件下達到平衡時CO2和H2的分壓(某成分分壓＝總壓×該成分的物質的量分數)如下表：
P(CO2)/MPa P(H2)/MPa P(CH4)/MPa
條件1 0.40 0.40 0
條件2 0.42 0.36 0.02
①在條件1下，水煤氣變換反應的平衡常數K＝___________。
②對比條件1，條件2中H2產率下降是因為發生了一個不涉及CO2的副反應，寫出該反應方程式___________________________________________。
2
CO＋3H2 CH4＋H2O
(3)下列說法正確的是______。
A. 通入反應器的原料氣中應避免混入O2
B. 恒定水碳比[n(H2O) /n(CO)]，增加體系總壓可提高H2的平衡產率
C. 通入過量的水蒸氣可防止Fe3O4被進一步還原為Fe
D. 通過充入惰性氣體增加體系總壓，可提高反應速率
(4)水煤氣變換反應是放熱的可逆反應，需在多個催化劑反應層間進行降溫操作以“去除”反應過程中的余熱(如圖1所示)，保證反應在最適宜溫度附近進行。
AC
①在催化劑活性溫度范圍內，圖2中b－c段對應降溫操作的過程，實現該過程的一種操作方法是________。
A．按原水碳比通入冷的原料氣 B．噴入冷水(蒸氣)
C．通過熱交換器換熱
AC
②若采用噴入冷水(蒸氣)的方式降溫，在圖3中作出CO平衡轉化率隨溫度變化的曲線____。
(5)在催化劑活性溫度范圍內，水煤氣變換反應的歷程包含反應物分子在催化劑表面的吸附(快速)、反應及產物分子脫附等過程。隨著溫度升高，該反應的反應速率先增大后減小，其速率減小的原因是___________________________
__________________________________________________________________
__________________________________________________________________
_________________________。
溫度過高時，不利于反應物分子在催化劑表面的吸附，從而導致其反應物分子在催化劑表面的吸附量及濃度降低，反應速率減小；溫度過高還會導致催化劑的活性降低，從而使化學反應速率減小
解析：(1)設方程式①CO(g)＋H2O(g) CO2(g)＋H2(g) △H＝－41.2kJ mol－1
②3Fe2O3(s)＋CO(g) 2Fe3O4(s)＋CO2(g) △H1＝－47.2kJ mol－1
③2Fe3O4(s)＋H2O(g) 3Fe2O3(s)＋H2(g) △H2
根據蓋斯定律可知，③＝①－②，則△H2＝△H－△H1＝(-41.2kJ mol－1)－(-47.2kJ mol－1)＝6kJ mol－1；
(2)①條件1下沒有甲烷生成，只發生了水煤氣變換反應，該反應是一個氣體分子數不變的反應。設在條件1下平衡時容器的總體積為V，水蒸氣和一氧化碳的投料分別為12mol和5mol，參加反應的一氧化碳為xmol，根據已知信息可得以下三段式：
(3)A．一氧化碳和氫氣都可以和氧氣反應，則通入反應器的原料氣中應避免混入O2，A正確；
B．該反應前后氣體計量系數相同，則增加體系總壓平衡不移動，不能提高平衡產率，B錯誤；
C．通入過量的水蒸氣可以促進四氧化三鐵被氧化為氧化鐵，水蒸氣不能將鐵的氧化物還原為單質鐵，但過量的水蒸氣可以降低體系中CO和H2的濃度，從而防止鐵的氧化物被還原為單質鐵，C正確；
D．若保持容器的體積不變，通過充入惰性氣體增加體系總壓，反應物濃度不變，反應速率不變，D錯誤；
(4)①A．按原水碳比通入冷的原料氣，可以降低溫度，同時化學反應速率稍減小，導致CO的轉化率稍減小，與圖中變化相符，A正確；
B．噴入冷水(蒸氣)，可以降低溫度，但是同時水蒸氣的濃度增大，會導致CO的轉化率增大，與圖中變化不符，B錯誤；
C．通過熱交換器換熱，可以降低溫度，
②增大水蒸氣的濃度，平衡正向移動，
則一氧化碳的的平衡轉化率增大，
會高于原平衡線，故圖像為：
且不改變投料比，同時化學
反應速率稍減小，導致CO的
轉化率稍減小，與圖中變化相符，C正確；
(5)反應物分子在催化劑表面的吸附是一個放熱的快速過程，溫度過高時，不利于反應物分子在催化劑表面的吸附，從而導致其反應物分子在催化劑表面的吸附量及濃度降低，反應速率減小；溫度過高還會導致催化劑的活性降低，從而使化學反應速率減小。
24. (2023年河北卷節選)氮是自然界重要元素之一，研究氮及其化合物的性質以及氮的循環利用對解決環境和能源問題都具有重要意義。
已知：1mol物質中的化學鍵斷裂時所需能量如下表。
物質 N2(g) O2(g) NO(g)
能量/kJ 945 498 631
回答下列問題：
(1)恒溫下，將1mol空氣(N2和O2的體積分數分別為0.78和0.21，其余為惰性組分)置于容積為VL的恒容密閉容器中，假設體系中只存在如下兩個反應：
i．N2(g)＋O2(g) 2NO(g) K1 △H1
ii．2NO(g)＋O2(g) 2NO2(g) K2 △H2＝－114kJ mol-1
①△H1＝_______kJ mol-1。
181
②以下操作可以降低上述平衡體系中NO濃度的有_______(填標號)。
A．縮小體積 B．升高溫度 C．移除NO2 D．降低N2濃度
③若上述平衡體系中c(NO2)＝amol·L-1，c(NO)＝bmol·L-1，則c(O2)＝
mol·L-1，K1＝_______________________________(寫出含a、b、V的計算式)。
(2)氫氣催化還原NOx作為一種高效環保的脫硝技術備受關注。高溫下氫氣還原NO反應的速率方程為v＝k cx(NO) cy(H2)，k為速率常數。在一定溫度下改變體系中各物質濃度，測定結果如下表。
CD
組號 c(NO)/(mol·L－1) c(H2)/(mol·L－1) v/(mol·L-1·s-1)
1 0.10 0.10 r
2 0.10 0.20 2r
3 0.20 0.10 4r
4 0.05 0.30 ？
表中第4組的反應速率為_______mol·L-1·s-1。(寫出含r的表達式)
0.75r
解析：(1)①△H1＝反應物總鍵能－生成物總鍵能＝(945kJ/mol＋498kJ/mol)－2×631kJ/mol＝＋181kJ/mol；故答案為：+181；
②A．縮小體積，所有物質濃度均增大，A不符合題意；
B．升高溫度，平衡向著放熱方向進行，反應i為吸熱反應，則升溫平衡正向進行，NO濃度增大，B不符合題意；
C．移除NO2，平衡ii向正向進行，NO濃度降低，C符合題意；
D．降低N2濃度，平衡逆向進行，消耗NO，NO濃度降低，D符合題意；
故答案為：CD；
25. (2022年全國甲卷)金屬鈦(Ti)在航空航天、醫療器械等工業領域有著重要用途，目前生產鈦的方法之一是將金紅石(TiO2)轉化為TiCl4，再進一步還原得到鈦。回答下列問題：
(1) TiO2轉化為TiCl4有直接氯化法和碳氯化法。在1000℃時反應的熱化學方程式及其平衡常數如下：
(ⅰ)直接氯化：TiO2(s)＋2Cl2(g)＝TiCl4(g)＋O2(g) △H1＝172kJ mol－1，
Kp1＝1.0×10-2
(ⅱ)碳氯化：TiO2(s)＋2Cl2(g)＋2C(s)＝TiCl4(g)＋2CO(g) △H2＝－51kJ mol－1，
Kp2＝1.2×1012 Pa
①反應2C(s)＋O2(g)＝2CO(g) △H為_______kJ mol－1，Kp＝_______。
②碳氯化的反應趨勢遠大于直接氯化，其原因是________________________
_________________________________________________________________
___________________________________________________。
③對于碳氯化反應：增大壓強，平衡_______移動(填“向左”“向右”或“不”)；溫度升高，平衡轉化率_______(填“變大”“變小”或“不變”)。
－223
1.2×1014
碳氯化反應氣體分子數增加， H小于0，是熵增、放熱過程，熵判據與焓判據均是自發過程，而直接氯化的體系氣體分子數不變、且是吸熱過程
向左
變小
(2)在1.0×105Pa，將TiO2、C、Cl2以物質的量比1∶2.2∶2進行反應。體系中氣體平衡組成比例(物質的量分數)隨溫度變化的理論計算結果如圖所示。
①反應C(s)＋CO2(g)＝2CO(g)的平衡常數Kp(1400℃)＝__________Pa。
②圖中顯示，在200℃平衡時TiO2幾乎完全轉化為TiCl4，但實際生產中反應溫度卻遠高于此溫度，其原因是 ________________________________________
_________________________。
(3) TiO2碳氯化是一個“氣—固—固”反應，有利于TiO2 －C“固－固”接觸的措施是_________________________________________________。
7.2×105
為了提高反應速率，在相同時間內得到更多的TiCl4產品，提高效益
將兩固體粉碎后混合，同時鼓入Cl2，使固體粉末“沸騰”
26. (2022年湖南卷節選)2021年我國制氫量位居世界第一，煤的氣化是一種重要的制氫途徑。回答下列問題：
(1)在一定溫度下，向體積固定的密閉容器中加入足量的C(s)和1molH2O(g)，起始壓強為0.2MPa時，發生下列反應生成水煤氣：
Ⅰ．C(s)＋H2O(g) CO(g)＋H2(g) △H1＝＋131.4kJ mol－1
Ⅱ．CO(g)＋H2O(g) CO2(g)＋H2(g) △H2＝－41.1kJ mol－1
①下列說法正確的是_______；
A．平衡時向容器中充入惰性氣體，反應Ⅰ的平衡逆向移動
B．混合氣體的密度保持不變時，說明反應體系已達到平衡
C．平衡時H2的體積分數可能大于2/3
D．將炭塊粉碎，可加快反應速率
BD
②反應平衡時，H2O(g)的轉化率為50%，CO的物質的量為0.1mol。此時，整個體系_______(填“吸收”或“放出”)熱量_______kJ，反應Ⅰ的平衡常數Kp＝_______
(以分壓表示，分壓=總壓×物質的量分數)。
吸收
31.2
0.02MPa
解析：(1)①A．在恒溫恒容條件下，平衡時向容器中充入情性氣體不能改變反應混合物的濃度，因此反應Ⅰ的平衡不移動，A說法不正確；
B．在反應中有固體C轉化為氣體，氣體的質量增加，而容器的體積不變，因此氣體的密度在反應過程中不斷增大，當混合氣體的密度保持不變時，說明反應體系已達到平衡，B說法正確；
C．若C(s)和H2O(g)完全反應全部轉化為CO2(g)和H2(g)，由C(s)+ 2H2O(g)＝CO2(g)＋2H2(g)可知，H2的體積分數的極值為2/3，由于可逆反應只有一定的限度，反應物不可能全部轉化為生成物，因此，平衡時H2的體積分數不可能大于2/3，C說法不正確；
D．將炭塊粉碎可以增大其與H2O(g)的接觸面積，因此可加快反應速率，D說法正確；綜上所述，相關說法正確的是BD。
27. (2021年高考全國甲卷)二氧化碳催化加氫制甲醇，有利于減少溫室氣體二氧化碳。回答下列問題：
(2)合成總反應在起始物n(H2)/n(CO2)＝3時，在不同條件下達到平衡，設體系中甲醇的物質的量分數為x(CH3OH)，在t＝250℃下的x(CH3OH)～p、在p＝5×105Pa下的x(CH3OH)～t如圖所示。
①用各物質的平衡分壓表示總反應的平
衡常數，表達式Kp＝ ；
②圖中對應等壓過程的曲線是_______，判斷的理由是
；
b
總反應ΔH<0，升高溫度時平衡向逆反應方向移動，甲醇的物質的量分數變小
③當x(CH3OH)＝0.10時，CO2的平衡轉化率α＝ ，反應條件可能為
或 。
33.3%
5×105Pa，210℃ 9×105Pa，250℃
28. (2021年廣東卷節選)我國力爭于2030年前做到碳達峰，2060年前實現碳中和。CH4與CO2重整是CO2利用的研究熱點之一。該重整反應體系主要涉及以下反應：
(2)上述反應體系在一定條件下建立平衡后，下列說法正確的有_______。
A. 增大CO2與CH4的濃度，反應a、b、c的正反應速率都增加
B. 移去部分C(s)，反應c、d、e的平衡均向右移動
C. 加入反應a的催化劑，可提高CH4的平衡轉化率
D. 降低反應溫度，反應a~e的正、逆反應速率都減小
AD
(3)一定條件下，CH4分解形成碳的反應歷程如圖所示。該歷程分_______步進行，其中，第_______步的正反應活化能最大。
4
4
ac
做冷凍劑
解析：根據蓋斯定律計算未知反應的反應熱；根據影響化學反應速率和化學平衡的因素判斷反應速率的變化及轉化率的變化；根據圖像及曲線高低判斷反應進程和活化能的相對大小；根據平衡時反應物的分壓計算平衡轉化率；根據CO2的物理性質推測CO2的用途。
(2)A．增大CO2和CH4的濃度，對于反應a、b、c來說，均增大了反應物的濃度，反應的正反應速率增大，A正確；
B．移去部分C(s)，沒有改變反應體系中的壓強，反應的正逆反應速率均不變，平衡不移動，B錯誤；
C．催化劑可以同等條件下增大正逆反應速率，只能加快反應進程，不改變反應的平衡狀態，平衡轉化率不變，C錯誤；
D．降低溫度，體系的總能量降低，正、逆反應速率均減小，D正確；故答案選AD；
BC
提高苯的利用率
解析：(2)根據Ⅰ.主反應： (g)+3H2(g) (g)是一個氣體體
積減小的方向的放熱反應，故有利于提高平衡體系中環己烷體積分數即使平衡向正方向移動，根據勒夏特列原理，可采用適當降低溫度和實當加壓有利平衡正向移動，而升溫和減壓都將使平衡逆向移動，故答案為：BC；
(3)反應Ⅰ在管式反應器中進行，實際投料往往在n(H2)∶n(C6H6)＝3∶1的基礎上適當增大H2用量，增大H2的濃度將使平衡正向移動，從而提高苯的轉化率即利用率，故適當增大H2用量的目的是提高苯的利用率，故答案為：提高苯的利用率；
30．(2021年1月八省聯考重慶卷節選)內酯在化工、醫藥、農林等領域有廣泛的應用。
(1)內酯可以通過有機羧酸異構化制得。某羧酸A在0.2 mol/L鹽酸中轉化為內酯B的反應可表示為A(aq) B(aq)，忽略反應前后溶液體積變化。一定溫度下，當A的起始濃度為a mol/L時，A的轉化率隨時間的變化如下表所示：
t/min 0 21 36 50 65 80 100 ∞
A的轉化率/% 0 13.3 20.0 27.8 33.3 40.0 45.0 75.0
①反應進行到100 min時，B的濃度為_______mol/L。
②v正(t =50 min)_______v逆 (t =∞min)(填“>”“＜”或“=”)。
③增加A的起始濃度，A在t =∞min時轉化率將_______(填“增大”“減小”或“不變”)。
④該溫度下，平衡常數K＝ ﹔在相同條件下，若反應開始時只加入B，B的起始濃度也為a mol/L，平衡時B的轉化率為 。
⑤研究發現，其他條件不變時，減小鹽酸的濃度，反應速率減慢，但平衡時B的含量不變，原因是_________________________________________________。
0.45a
＞
不變
3
25%
鹽酸是催化劑，催化劑能改變反應速率但不影響化學平衡
解析：結合已知條件、按化學反應速率的定義、化學平衡常數的定義等列式計算、運用影響速率的因素理論判斷速率的相對大小；應用電化學原理判斷陰陽極、書寫電極方程式；
(1)①由表知，反應進行到100 min時，A的轉化率為45.0%，則根據化學方程式A(aq)B(aq)，B的濃度為0.45amol/L。
②一定溫度下，化學反應速率受反應物濃度影響，在反應建立平衡的過程中，反應物濃度在不斷減小，所以v正(t =50 min)＞v逆(t =∞min)＝v正(t =∞min)。
1．化學平衡研究的對象——可逆反應
(1)定義：在__________條件下，既可以向__________反應方向進行，同時又可以向__________反應方向進行的化學反應。
(2)特點——“三同一小”。
①三同：a.條件相同；b.正逆反應__________進行；c.反應物與生成物同時存在。
②一小：任一組分的轉化率都__________(填“大于”或“小于”)100%。
(3)表示方法：在化學方程式中用“ ”表示。
核心知識梳理
相同 　
正 　
逆 　
同時 　
小于 　
考點一、可逆反應與化學平衡的建立
2．化學平衡狀態
(1)概念
一定條件下的可逆反應中，正反應速率與逆反應速率__________，反應體系
中所有參加反應的物質的_______________________________保持不變的狀態。
(2)建立過程
相等　
質量、濃度或百分含量　
(3)平衡特點
＝
(1)化學反應的平衡狀態可以從正反應方向建立，也可以從逆反應方向建立。
(2)化學反應達到化學平衡狀態的正、逆反應速率相等,是指同一物質的消耗速率和生
成速率相等，若用不同物質表示時，反應速率不一定相等。
(3)化學反應達平衡狀態時，各組分的濃度、百分含量保持不變,但不一定相等。
(4)一個可逆反應達到的平衡狀態就是這個反應在該條件下所能達到的限度。
(5)用不同物質表示的反應速率之比等于化學計量數之比，不一定是平衡狀態，因為
不論是否達到平衡，該關系一定存在。
(6)各物質的物質的量之比等于方程式的化學計量數之比，不一定是平衡狀態。因為
此條件并不能說明各組分的物質的量不再變化。
特別提醒
3.判斷化學平衡狀態常見的兩種方法
(1)動態標志：v正＝v逆≠0
①同種物質：同一物質的生成速率等于消耗速率。
②不同物質：必須標明是“異向”的反應速率關系。如aA＋bB cC＋dD，
＝ 時，反應達到平衡狀態。
(2)靜態標志：各種“量”不變
①各物質的質量、物質的量或濃度不變。
②各物質的百分含量(物質的量分數、質量分數等)不變。
③溫度、壓強(化學反應方程式兩邊氣體體積不相等)或顏色(某組分有顏色)不變。
總之，若物理量由變量變成了不變量，則表明該可逆反應達到平衡狀態；若物理量為“不變量”，則不能作為平衡標志。
思維建模
×
×
√
×
×
×
正誤判斷
理解應用
1. 向含有2 mol SO2的容器中通入過量O2發生2SO2(g)＋O2(g) 2SO3(g)　ΔH＝－Q kJ·mol－1(Q＞0)，充分反應后生成SO3的物質的量______(填“＜”“>”或“＝”，下同)2 mol，SO2的物質的量______0 mol，轉化率______100%，反應放出的熱量______ Q kJ。
＜
>
＜
＜
2.在一定溫度下的恒容容器中，當下列物理量不再發生變化時：①混合氣體的壓強；②混合氣體的密度；③混合氣體的總物質的量；④混合氣體的平均相對分子質量；⑤混合氣體的顏色；⑥各反應物或生成物的濃度之比等于化學計量數之比；⑦某種氣體的百分含量
(1)能說明2SO2(g)＋O2(g) 2SO3(g)達到平衡狀態的是_________。
(2)能說明I2(g)＋H2(g) 2HI(g)達到平衡狀態的是_____。
(3)能說明2NO2(g) N2O4(g)達到平衡狀態的是___________。
(4)能說明C(s)＋CO2(g) 2CO(g)達到平衡狀態的是___________。
(5)能說明NH2COONH4(s) 2NH3(g)＋CO2(g)達到平衡狀態的是________。
(6)能說明5CO(g)＋I2O5(s) 5CO2(g)＋I2(s)達到平衡狀態的是________。
①③④⑦
⑤⑦
①③④⑤⑦
①②③④⑦
①②③
②④⑦
3.若上述題目中的(1)～(4)改成一定溫度下的恒壓密閉容器，結果又如何？
(1)____________。(2)____________。
(3)____________。(4)____________。
②③④⑦
⑤⑦
②③④⑤⑦
②③④⑦
平衡判斷“2”個易失分點
(1)化學平衡狀態判斷“三關注”
關注反應條件，是恒溫恒容、恒溫恒壓，還是絕熱恒容容器；關注反應特點，是等體積反應，還是非等體積反應；關注特殊情況，是否有固體參加或生成，或固體的分解反應。
特別提醒
(2)不能作為“標志”的四種情況
①反應組分的物質的量之比等于化學方程式中相應物質的化學計量數之比。
②恒溫恒容下的體積不變的反應，體系的壓強或總物質的量不再隨時間而變化，如2HI(g) H2(g)＋I2(g)。
③全是氣體參加的體積不變的反應，體系的平均相對分子質量不再隨時間而變化，如2HI(g) H2(g)＋I2(g)。
④全是氣體參加的反應，恒容條件下體系的密度保持不變。
題組一　“極端轉化”確定各物質的量
1.在密閉容器中進行反應：X2(g)＋Y2(g) 2Z(g)，已知X2、Y2、Z的起始濃度分別為0.1 mol·L－1、0.3 mol·L－1、0.2 mol·L－1，在一定條件下，當反應達到平衡時，各物質的濃度有可能是
A.Z為0.3 mol·L－1 B.Y2為0.4 mol·L－1
C.X2為0.2 mol·L－1 D.Z為0.4 mol·L－1
√
對點訓練
√
3. 一定條件下，對于可逆反應X(g)＋3Y(g) 2Z(g)，若X、Y、Z的起始濃度分別為c1、c2、c3(均不為零)，達到平衡時，X、Y、Z的濃度分別為0.1 mol·L－1、0.3 mol·L－1、0.08 mol·L－1，則下列判斷正確的是
A.c1∶c2＝3∶1
B.平衡時，Y和Z的生成速率之比為2∶3
C.X、Y的轉化率不相等
D.c1的取值范圍為0＜c1＜0.14 mol·L－1
√
解析：平衡濃度之比為1∶3，轉化濃度之比亦為1∶3，故c1∶c2＝1∶3，A、C不正確；
平衡時Y生成表示逆反應速率，Z生成表示正反應速率且v生成(Y)∶v生成(Z)應為3∶2，B不正確；
由可逆反應的特點可知0＜c1＜0.14 mol·L－1。
0≤c(Z)≤0.28 mol·L－1
0.2 mol·L－1極端假設法確定各物質濃度范圍
上述題目1可根據極端假設法判斷，假設反應正向或逆向進行到底，求出各物質濃度的最大值和最小值，從而確定它們的濃度范圍。
假設反應正向進行到底：X2(g)＋Y2(g) 2Z(g)
起始濃度(mol·L－1) 0.1 0.3 0.2
改變濃度(mol·L－1) 0.1 0.1 0.2
終態濃度(mol·L－1) 0 0.2 0.4
練后歸納
假設反應逆向進行到底：X2(g)＋Y2(g) 2Z(g)
起始濃度(mol·L－1) 0.1 0.3 0.2
改變濃度(mol·L－1) 0.1 0.1 0.2
終態濃度(mol·L－1) 0.2 0.4 0
平衡體系中各物質的濃度范圍為X2∈(0,0.2)，Y2∈(0.2,0.4)，Z∈(0,0.4)。
極端轉化法確定各物質物理量的范圍
可逆反應中各物質的物理量(濃度、物質的量、體積、質量等)，可運用極端假設法判斷：假設反應正向或逆向進行徹底，求出各物質物理量的極大值和極小值，從而確定它們的有關物理量的范圍。需要注意的是反應物物理量范圍的最小值對應生成物的最大值；反應物物理量范圍的最大值對應生成物的最小值，同時還要注意原子守恒。
歸納總結
題組二　化學平衡狀態的判斷
5.一定條件下，在密閉恒容的容器中，發生反應：3SiCl4(g)＋2N2(g)＋6H2(g)
Si3N4(s)＋12HCl(g)　ΔH<0，能表示該反應達到平衡狀態的是
A.v逆(N2)＝v正(H2) B.v正(HCl)＝4v正(SiCl4)
C.混合氣體密度保持不變 D.c(N2)∶c(H2)∶c(HCl)＝1∶3∶6
√
解析：利用化學反應速率之比等于化學方程式的計量系數之比可知A項錯誤；
B項均表示正反應，無論反應是否處于平衡狀態都成立；
D項表示的濃度關系與是否平衡無關；
混合氣體密度不變說明容器中氣體質量不變，而平衡移動則氣體質量改變，所以C項表示達到平衡狀態。
√
7. (2024屆山東省臨沂市)氫氣與一氧化碳按比例反應：2CO(g)+4H2(g) CH3OCH3(g) ＋H2O(l)。下列有關該反應的說法正確的是。
A.升高溫度，反應速率降低
B.達到反應限度時CO與H2不再發生反應
C.達到反應限度時各物質濃度不再變化
D.若加入足量的H2，可使CO完全轉化為CH3OCH3
解析：升高溫度，反應速率加快，A項錯誤；可逆反應達到反應限度時，反應仍在進行，化學平衡是一種動態平衡，B項錯誤；可逆反應中反應物不可能全部轉化為生成物，D項錯誤。
√
8. (2024屆山東新泰)反應N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g)　ΔH<0，若在恒壓絕熱容器中發生，下列選項表明反應一定已達平衡狀態的是
A.容器內的溫度不再變化
B.容器內的壓強不再變化
C.相同時間內，斷開H—H鍵的數目和生成N—H鍵的數目相等
D.容器內氣體的濃度c(N2)∶c(H2)∶c(NH3)＝1∶3∶2
√
解析：已知反應為放熱反應，當容器內的溫度不變時，平衡不再移動，達到平衡狀態，A項符合題意；
反應在恒壓條件下進行，反應前后壓強均不變，不能判斷是否達到平衡狀態，B項不符合題意；
斷開H—H鍵和生成N—H鍵均指正反應方向，不能判斷是否達到平衡狀態，C項不符合題意；
當濃度為1∶3∶2時，無法證明正逆反應速率相等，即無法判定是否達到平衡狀態，D項不符合題意。
9.一定溫度下，反應N2O4(g) 2NO2(g)的焓變為ΔH。現將1 mol N2O4充入一恒壓密閉容器中，下列示意圖正確且能說明反應達到平衡狀態的是
A.①② B.②④ C.③④ D.①④
√
解析：ΔH是恒量，不能作為判斷平衡狀態的標志；該反應是充入1 mol N2O4，正反應速率應是逐漸減小直至不變，③曲線趨勢不正確。
⑥⑦⑧⑨⑩
練后歸納
　2.化學平衡移動的過程
考點二、化學平衡的移動
核心知識梳理
1.化學平衡的概念
可逆反應達到平衡狀態以后，若反應條件(如溫度、壓強、濃度等)發生改變，平衡混合物中各組分的濃度也會隨之改變，從而在一段時間后達到新的平衡狀態。這種由原平衡狀態向新平衡狀態的變化過程，叫作化學平衡的移動。
3.化學平衡移動與化學反應速率的關系
(1)v正>v逆：平衡向 移動。
(2)v正＝v逆：反應達到平衡狀態， 平衡移動。
(3)v正＜v逆：平衡向 移動。
正反應方向
不發生
逆反應方向
平衡移動的實質
化學平衡移動的實質是外界條件影響了正逆化學反應速率，使得
v正≠v逆，平衡將發生移動。
4.影響化學平衡的因素
(1)若其他條件不變，改變下列條件對化學平衡的影響如下：
改變的條件(其他條件不變) 化學平衡移動的方向
濃度 增大反應物濃度或減小生成物濃度 向 方向移動
減小反應物濃度或增大生成物濃度 向 方向移動
壓強(對有氣體 參加的反應) 反應前后氣 體體積改變 增大壓強 向氣體分子總數 的方向移動
減小壓強 向氣體分子總數 的方向移動
反應前后氣 體體積不變 改變壓強 平衡 移動
正反應
逆反應
減小
增大
不
溫度 升高溫度 向 反應方向移動
降低溫度 向 反應方向移動
催化劑 同等程度改變v正、v逆，平衡不移動 吸熱
放熱
(2)勒夏特列原理
如果改變影響化學平衡的條件之一(如溫度、壓強以及參加反應的物質的濃度)，平衡將向著能夠 的方向移動。本原理也稱為平衡移動原理。
減弱這種改變
應用勒夏特列原理分析問題時應注意
1．不要把v正增大與化學平衡向正反應方向移動等同，只有v正>v逆時，才使化學平衡向正反應方向移動。
2．不要把化學平衡向正反應方向移動與反應物轉化率的提高等同，當反應物總量不變時，化學平衡向正反應方向移動，反應物的轉化率提高；當增大一種反應物的濃度，使化學平衡向正反應方向移動時，會使另一種反應物的轉化率提高，而本身的轉化率降低。
特別強調
特別強調
5.化學平衡中的特殊情況
(1)當反應混合物中存在與其他物質不相混溶的固體或液體物質時，由于其“濃度”是恒定的，不隨其量的增減而變化，故改變這些固體或液體的量，對化學平衡沒影響。
(2)同等程度地改變反應混合物中各物質的濃度時，應視為壓強的影響。
(3)充入惰性氣體與平衡移動的關系
①恒溫、恒容條件
原平衡體系 體系總壓強增大→體系中各組分的濃度不變→平衡不移動。
②恒溫、恒壓條件
原平衡體系 容器容積增大，各反應氣體的分壓減小―→體系中各組分的濃度同倍數減小(等效于減壓)
氣體體積不變的反應
平衡不移動
氣體體積可變的反應
平衡向氣體體積增大的方向移動
——————————―→
——————————―→
1.升高溫度，平衡向吸熱反應方向移動，此時v放減小，v吸增大(　　)
2.化學平衡正向移動，反應物的轉化率一定增大(　　)
3.向平衡體系FeCl3＋3KSCN Fe(SCN)3＋3KCl中加入適量KCl固體，平衡逆向
移動，溶液的顏色變淺(　　)
4.對于2NO2(g) N2O4(g)的平衡體系，壓縮體積，增大壓強，平衡正向移動，混
合氣體的顏色變淺(　　)
5.C(s)＋CO2(g) 2CO(g)　ΔH>0，其他條件不變時，升高溫度，反應速率v(CO2)和CO2的平衡轉化率均增大(　　)
6.只要v正增大，平衡一定正向移動(　　)
×
×
×
×
√
×
正誤判斷
理解應用
1.化學平衡移動的目的是“減弱”外界條件的改變，而不是消除“外界條件的改變”，即“減弱而不抵消”。
對于一定條件下的可逆反應
甲：A(g)＋B(g) C(g)　ΔH＜0
乙：A(s)＋B(g) C(g)　ΔH＜0
丙：A(g)＋B(g) 2C(g)　ΔH＞0
達到化學平衡后，改變條件，按要求回答下列問題：
(1)升溫，平衡移動方向分別為(填“向左”“向右”或“不移動”)甲_______；乙_______；丙_______。
此時反應體系的溫度均比原來_____(填“高”或“低”)。
混合氣體的平均相對分子質量變化分別為(填“增大”“減小”或“不變”)
甲________；乙________；丙________。
向左
向左
向右
高
減小
減小
不變
條件變化 平衡變化 轉化率變化 百分含量變化
①增大O2濃度 ____移動 SO2的轉化率增大，O2的轉化率______ －
②增大SO3濃度 ____移動 SO2、O2的轉化率都______ －
③升高溫度 ____移動 SO2、O2的轉化率都______ SO2%_____
SO3%_____
④增大壓強 ____移動 SO2、O2的轉化率都______ SO2%_____
SO3%_____
2.(1)可逆反應2SO2(g)＋O2(g) 2SO3(g)　ΔH<0在一定條件下達到平衡后，改變某條件，填寫下表：
正向
減小
逆向
減小
逆向
減小
增大
減小
正向
增大
減小
增大
(2)可逆反應I2(g)＋H2(g) 2HI(g)在一定條件下達到平衡后，改變其條
件，填寫下表：
條件變化 平衡移動 轉化率變化 百分含量變化
①增大H2的濃度 ____移動 H2的轉化率減小，I2的 轉化率________ －
②增大壓強 ____移動 I2、H2的轉化率______ I2%_____
H2%______
正向
增大
不
不變
不變
不變
1．(2024屆昆明模擬)一定條件下，將TiO2和焦炭放入真空密閉容器中，反應TiO2(s)＋C(s) Ti(s)＋CO2(g)達到平衡，保持溫度不變，縮小容器容積，體系重新達到平衡，下列說法中一定正確的是(　　)
A．平衡常數減小　　　　　 B．TiO2的質量不變
C．CO2的濃度不變 D．Ti的質量增加
√
對點訓練
題組一　平衡移動方向的判斷
√
解析：使用適當催化劑，平衡不移動，A錯誤；正反應為放熱反應，升高溫度，平衡向吸熱的方向移動，即平衡向逆反應方向移動，B正確；再向容器中充入1 mol N2和3 mol H2相當于增大壓強，平衡正向移動，C錯誤；向容器中充入氦氣，由于容器的容積不變，N2、H2和NH3的濃度均不變，平衡不移動，D錯誤。
3.(2024屆濟南模擬)反應NH4HS(s) NH3(g)＋H2S(g)在某溫度下達到平衡，下列各種情況中，不會使平衡發生移動的是
A.溫度、容積不變時，通入SO2氣體
B.移走一部分NH4HS固體
C.容器體積不變，充入HCl氣體
D.保持壓強不變，充入氮氣
√
解析：A項，2H2S＋SO2===3S↓＋2H2O，通入SO2氣體使反應正向移動；
B項，增減固體的物質的量不影響平衡；
C項，NH3(g)＋HCl(g)===NH4Cl(s)，充入HCl氣體使反應正向移動；
D項保持壓強不變，充入氮氣，平衡向正反應方向移動。
4.反應2SO2(g)＋O2(g) 2SO3(g)　ΔH＜0已達平衡，如果其他條件不變時，分別改變下列條件，對化學反應速率和化學平衡產生影響，下列條件與圖像不相符的是(O～t1：v正＝v逆；t1時改變條件，t2時重新建立平衡)
√
解析：分析時要注意改變條件瞬間v正、v逆的變化。增加O2的濃度，v正增大，v逆瞬間不變，A正確；
增大壓強，v正、v逆瞬間都增大，v正增大的倍數大于v逆，B正確；
升高溫度，v正、v逆瞬間都增大，C錯誤；
加入催化劑，v正、v逆同時同倍數增大，D正確。
5. (2024屆青島模擬)在一密閉容器中，反應aA(g)＋bB(s) cC(g)＋dD(g)達到平衡后，保持溫度不變，將容器縮小為原來的一半，當達到新的平衡時，A的濃度是原來的1.6倍，則下列說法正確的是(　　)
A．平衡向逆反應方向移動 B．a＜c＋d
C．物質A的轉化率增大 D．物質D的濃度減小
題組二　平衡移動結果的判斷
√
解析：容器縮小為原來的一半，若平衡不移動，則A的濃度應變為原來的2倍，說明平衡正向移動，A的轉化率增大。
6.COCl2(g) CO(g)＋Cl2(g)　ΔH>0，當反應達到平衡時，下列措施：
①升溫　②恒容通入惰性氣體　③增加CO濃度　④減壓　⑤加催化劑　⑥恒壓通入惰性氣體，能提高COCl2轉化率的是
A.①②④ B.①④⑥ C.②③⑤ D.③⑤⑥
√
解析：該反應為氣體體積增大的吸熱反應，所以升溫和減壓均可以促使反應正向移動。恒壓通入惰性氣體，相當于減壓。恒容通入惰性氣體與加催化劑均對平衡無影響。增加CO的濃度，將導致平衡逆向移動。
√
解析：升高溫度，平衡逆向移動，X的轉化率變小，A項正確；增大壓強，平衡正向移動，但容器的體積減小，X的濃度增大，B項錯誤；充入一定量Y，X的轉化率增大，而Y的轉化率減小，C項錯誤；使用適當催化劑，只能加快反應速率，不能改變平衡，X的體積分數不變，D項錯誤。
8.在壓強為0.1 MPa、溫度為300 ℃條件下，a mol CO與3a mol H2的混合氣體在催化劑作用下發生反應生成甲醇：CO(g)＋2H2(g) CH3OH(g)　ΔH＜0。
(1)平衡后將容器的容積壓縮到原來的一半，其他條件不變，對平衡體系產生的影響是______(填字母，下同)。
A.c(H2)減小 B.正反應速率加快，逆反應速率減慢
C.反應物轉化率增大 D.重新平衡 減小
CD
解析：該反應為正向氣體分子數減小的可逆反應，縮小容器體積，平衡正向移動，c(H2)增大，正、逆反應速率均增大，因而A、B均不正確。
(2)若容器容積不變，下列措施可增大甲醇產率的是____。
A.升高溫度
B.將CH3OH從體系中分離
C.充入He，使體系總壓強增大
B
解析：由于該反應正向是放熱反應，升高溫度平衡逆向移動，CH3OH的產率降低；容器容積不變，充入He，平衡不移動。
變淺
不變
增大
1.化學反應方向的判定
(1)自發反應
在一定條件下無需外界幫助就能自發進行的反應稱為自發反應。
(2)熵和熵變的含義
①熵的含義
熵是衡量一個體系_______的物理量。用符號___表示。同一條件下，不同物質有不同的熵值，同一物質在不同狀態下熵值也不同，一般規律是S(g)___S(l)___S(s)。
混亂度
S
>
>
核心知識梳理
考點三、化學平衡移動原理在化工生產中的應用
②熵變的含義
熵變是反應前后體系熵的變化，用 表示，化學反應的ΔS越大，越有利于反應 。
(3)判斷化學反應方向的判據
ΔG＝ΔH－TΔS
ΔG<0時，反應 自發進行；
ΔG＝0時，反應達到 狀態；
ΔG>0時，反應 自發進行。
ΔS
自發進行
能
平衡
不能
2.控制反應條件的目的
(1)促進有利的化學反應：通過控制反應條件，可以加快化學反應速率，提高反應物的轉化率，從而促進有利的化學反應進行。
(2)抑制有害的化學反應：通過控制反應條件，也可以減緩化學反應速率，減少甚至消除有害物質的產生或控制副反應的發生，從而抑制有害的化學反應繼續進行。
3.控制反應條件的基本措施
(1)控制化學反應速率的措施
通過改變反應體系的溫度、溶液的濃度、氣體的壓強(或濃度)、固體的表面積以及使用催化劑等途徑調控反應速率。
(2)提高轉化率的措施
通過改變可逆反應體系的溫度、溶液的濃度、氣體的壓強(或濃度)等改變可逆反應的限度，從而提高轉化率。
如：
以工業合成氨為例，理解運用化學反應原理選擇化工生產中的適宜條件
①反應原理：N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g)　ΔH＝－92.4 kJ·mol－1。
②
③從反應快慢和反應限度兩個角度選擇反應條件
放熱
減少
升高
增大
催化劑
增大
降低
④綜合考慮——選擇適宜的生產條件
a.溫度：400～500 ℃
b.壓強：10～30 MPa
d.以鐵觸媒作催化劑
e.采用循環操作提高原料利用率
3.控制反應條件的基本總體原則
(2)平衡類問題需考慮的幾個方面
①原料的來源、除雜，尤其考慮雜質對平衡的影響。
②原料的循環利用。
③產物的污染處理。
④產物的酸堿性對反應的影響。
⑤氣體產物的壓強對平衡造成的影響。
⑥改變外界條件對多平衡體系的影響。
2．典型實例——工業合成氨
(1)反應原理
N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g)　ΔH＝－92.4 kJ·mol－1
(2)反應特點：①反應為可逆反應；②正反應為放熱反應；③反應物、生成物均為氣體，且正反應為氣體物質的量減小的反應。
(3)反應條件的選擇
反應 條件 對化學反應速率的影響 對平衡混合物中 氨含量的影響 合成氨條件的選擇
增大 壓強 增大反應速率 平衡正向移動， 提高平衡混合物 中氨的含量 壓強增大，有利于氨的合成，但需要動力大，對材料、設備的要求高。故采用10～30 MPa的高壓
升高 溫度 增大反應 速率 平衡逆向移動， 降低平衡混合物 中氨的含量 溫度要適宜，既要保證反應有較快的速率，又要使反應物的轉化率不能太低。故采用400～500 ℃左右的溫度，并且在該溫度下催化劑的活性最大
使用 催化劑 增大反 應速率 沒有影響 工業上一般選用鐵觸媒作催化劑
(4)原料氣的充分利用
合成氨反應的轉化率較低，從原料充分利用的角度分析，工業生產中可采用循環操作的方法提高原料的利。
化學平衡移動方向與物質百分含量的變化關系
分解型可逆反應[mA(g) qC(g)＋pD(g)或mA(g) nN(g)]，改變A或N的用量時平衡移動方向與新平衡時物質百分含量的變化關系：
1．恒容條件下：若增大(減小)A或N的濃度，平衡將向減少(增加)A或N的方向移動，新平衡時百分含量的變化按增大(減小)壓強進行分析判斷。
2．恒壓條件下，平衡移動方向與恒容時分析方法相同，但新平衡狀態與原平衡狀態相同。
特別強調
應用體驗
根據化學平衡原理解答下列問題：
在體積不變的密閉容器中發生N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g)　ΔH＝－92.4 kJ·mol－1，只改變一種外界條件，完成下表：
改變條件 平衡移動方向 氫氣的轉化率(增大、減小或不變) 氨氣的體積分數(增大、減小或不變)
增大氮氣的濃度
增大氨氣的濃度
升溫
充入適量氬氣
正向
增大
逆向
減小
增大
逆向
減小
減小
不移動
不變
不變
(1)化學平衡發生移動，化學反應速率一定改變；化學反應速率改變，化學平衡也一定發生移動(　　)
(2)升高溫度，平衡向吸熱反應方向移動，此時v放減小，v吸增大(　　)
(3)C(s)＋CO2(g) 2CO(g)　ΔH＞0，其他條件不變時，升高溫度，反應速率v(CO2)和CO2的平衡轉化率均增大(　　)
(4)化學平衡正向移動，反應物的轉化率不一定增大(　　)
(5)向平衡體系FeCl3＋3KSCN Fe(SCN)3＋3KCl中加入適量KCl固體，平衡逆向移動，溶液的顏色變淺(　　)
(6)對于2NO2(g) N2O4(g)的平衡體系，壓縮體積，增大壓強，平衡正向移動，混合氣體的顏色變淺(　　)
×
√
×
√
×
×
正誤判斷
例題精講
下列說法正確的是(　　)
A．升高溫度，平衡正向移動
B．該反應生成了具有非極性共價鍵的CO2
C．使用催化劑可以有效提高反應物的平衡轉化率
D．反應物轉化為活化絡合物需要吸收能量
思維建模
讀取題干：汽車尾氣處理過程的熱化學方程式；反應過程示意圖；能量變化示意圖。
圖象分析：圖象中反應物總能量高于生成物總能量，正反應為放熱反應，升高溫度，平衡逆向移動，A項錯誤；反應物總能量低于活化絡合物的能量，故反應物轉化為活化絡合物需要吸收能量，D項正確。
選項分析：催化劑能改變反應速率，提高平衡前某段時間內的轉化率，但不能改變平衡轉化率，C項錯誤。
獲取答案：D
思取收獲：抓住能量變化圖的起點和終點相對大小及催化劑在化學反應中的作用是解題的關鍵。
命題素材：結合平衡壓強考查Kp。
圖象分析：t2 min時，體系中CO2、CO的體積分數相同，但此后它們的體積分數還在發生變化，故t2 min時該反應體系未處于平衡狀態，B項正確。
對點訓練
題組一　選取措施使化學平衡定向移動
√
2. (2024屆長沙)COCl2(g)　　CO(g)＋Cl2(g)　ΔH>0，當反應達到平衡時，下列措施：①升溫　②恒容通入惰性氣體　③增加CO濃度　④減壓　⑤加催化劑⑥恒壓通入惰性氣體，能提高COCl2轉化率的是
A.①②④ B.①④⑥ C.②③⑤ D.③⑤⑥
√
解析：該反應為氣體體積增大的吸熱反應，所以升溫和減壓均可以促使反應正向移動。恒壓通入惰性氣體，相當于減壓。恒容通入惰性氣體與加催化劑均對平衡無影響。增加CO的濃度，將導致平衡逆向移動。
3.在壓強為0.1 MPa、溫度為300 ℃條件下，a mol CO與3a mol H2的混合氣體在催化劑作用下發生反應生成甲醇：CO(g)＋2H2(g)　　CH3OH(g)　ΔH＜0。
(1)平衡后將容器的容積壓縮到原來的一半，其他條件不變，對平衡體系產生的影響是_____(填字母)。
A.c(H2)減小 B.正反應速率加快，逆反應速率減慢
C.反應物轉化率增大 D.重新平衡　　　　 減小
CD
解析：該反應為正向氣體分子數減小的可逆反應，縮小體積，平衡正向移動，c(H2)增大，正、逆反應速率均增大，因而A、B均不正確。
(2)若容器容積不變，下列措施可增大甲醇產率的是____(填字母)。
A.升高溫度
B.將CH3OH從體系中分離
C.充入He，使體系總壓強增大
B
解析：由于該反應正向是放熱反應，升高溫度平衡逆向移動，CH3OH的產率降低，體積不變，充入He，平衡不移動。
題組二　新舊平衡的比較
4. (2024屆珠海)在一密閉容器中，反應aA(g)＋bB(s) cC(g)＋dD(g)達到平衡后，保持溫度不變，將容器縮小為原來的一半，當達到新的平衡時，A的濃度是原來的1.6倍，則下列說法正確的是
A.平衡向逆反應方向移動 B.a＜c＋d
C.物質A的轉化率增大 D.物質D的濃度減小
解析：容器縮小為原來的一半，若平衡不移動，則A的濃度應變為原來的2倍，說明平衡正向移動，A的轉化率增大。
√
5.將等物質的量的N2、H2充入某密閉容器中，在一定條件下，發生如下反應并達到平衡：N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g)　ΔH＜0。當改變某個條件并維持新條件直至達到新的平衡時，下表中關于新平衡與原平衡的比較正確的是
選項 改變條件 新平衡與原平衡比較
A 增大壓強 N2的濃度一定減小
B 升高溫度 N2的轉化率減小
C 充入一定量H2 H2的轉化率不變，N2的轉化率增大
D 使用適當催化劑 NH3的體積分數增大
√
解析：A項，正反應是氣體體積減小的反應，依據勒夏特列原理可知增大壓強平衡向正反應方向移動，但氮氣的濃度仍然比原平衡大，不正確；
B項，正反應是放熱反應，則升高溫度平衡向逆反應方向移動，氮氣的轉化率減小，正確；
C項，充入一定量的氫氣，平衡向正反應方向移動，氮氣的轉化率增大，而氫氣的轉化率減小，不正確；
D項，催化劑只能改變反應速率而不能改變平衡狀態，不正確。
1.分析化學平衡移動問題的注意事項
(1)平衡移動的結果只是減弱了外界條件的變化，而不能消除外界條件的變化。
(2)不要把v正增大與平衡向正反應方向移動等同起來，只有v正＞v逆時，才使平衡向正反應方向移動。
(3)同等程度地改變反應混合物中各物質的濃度時，應視為壓強的影響。
(4)對于縮小體積增大壓強，不管是否移動，各成分的濃度均增大，但增大的倍數可能不同也可能相同。
練后反思
2.解答化學平衡移動類判斷題的思維過程
―→分析條件(濃度、溫度、壓強等)
―→想原理(平衡移動原理)―→綜合判斷得結論。
(1)解答化學平衡題的一般思路
(2)解答化學平衡問題注意“3誤區”
①不要將平衡的移動和速率的變化混同起來。如化學v(正)反應速率改變，平衡不一定發生移動，但平衡發生移動，化學反應速率一定改變；不能認為平衡正向移動一定是加快，v(逆)減慢等。
②不要將平衡的移動和濃度的變化混同起來。如不能認為平衡正向移動時，反應物濃度一定減少，生成物濃度一定增加等。
③不要將平衡的移動和反應物的轉化率混同起來。不能認為平衡正向移動時，反應物的轉化率一定提高。
(3)解答化學平衡問題“4步驟”
<
<
>
減小
2.二氧化碳是一種寶貴的碳氧資源。以CO2和NH3為原料合成尿素是固定和利用CO2的成功范例。在尿素合成塔中的主要反應可表示如下：
反應Ⅰ：2NH3(g)＋CO2(g) NH2COONH4(s)　ΔH1＝－159.47 kJ·mol－1
反應Ⅱ：NH2COONH4(s) CO(NH2)2(s)＋H2O(g)　ΔH2＝＋72.49 kJ·
mol－1
請回答下列問題：
(1)寫出CO2和NH3為原料生成尿素和氣態水的熱化學方程式：_________
___________________________________________________，反應Ⅱ自發進行的條件是______。
2NH3(g)＋
CO2(g) CO(NH2)2(s)＋H2O(g)　ΔH＝－86.98 kJ·mol－1
高溫
解析：反應Ⅰ：2NH3(g)＋CO2(g) NH2COONH4(s)　ΔH1＝－159.47 kJ·
mol－1，
反應Ⅱ：NH2COONH4(s) CO(NH2)2(s)＋H2O(g)　ΔH2＝＋72.49 kJ·
mol－1 ，
由蓋斯定律：反應Ⅰ＋反應Ⅱ，
得到2NH3(g)＋CO2(g) CO(NH2)2(s)＋H2O(g)　ΔH3＝－86.98 kJ·mol－1；
反應Ⅱ：NH2COONH4(s) CO(NH2)2(s)＋H2O(g)　ΔH2＝＋72.49 kJ·mol－1
的　ΔH＞0，ΔS＞0，
要使得ΔG＝ΔH－T·ΔS＜0，
則T需要較大，即該反應為高溫自發。
(2)CO2和NH3為原料合成尿素的反應中影響CO2轉化率的因素很多，圖1為某特定條件下，不同水碳比 和溫度影響CO2轉化率變化的趨勢曲線。
下列說法不正確的是________(填字母)。
A.溫度升高該反應平衡常數逐漸減小，移走
部分尿素平衡向正方向移動
B.當溫度低于190 ℃，隨溫度升高CO2轉化率
逐漸增大，其原因可能是溫度升高平衡向
正方向移動
C.當溫度高于190 ℃后，隨溫度升高CO2轉化率逐漸減小，其原因可能是溫度
升高發生了副反應
D.其他條件相同時，為提高CO2的轉化率，生產中可以采取的措施是提高水碳比
ABD
解析：合成尿素的反應是放熱反應，溫度升高，平衡逆向移動，平衡常數逐漸減小，尿素為固體，移走部分尿素平衡不移動，故A錯誤；
溫度越高，發生副反應的可能性越高，會導致二氧化碳轉化率減小，故C正確；
根據圖像，水碳比越高，二氧化碳的轉化率越低，故D錯誤。
(3)某研究小組為探究反應Ⅰ中影響c(CO2)的因素，在恒溫下將0.4 mol NH3和0.2 mol CO2放入容積為2 L的密閉容器中，t1時達到平衡，其c(CO2)隨時間t變化趨勢曲線如圖2所示。則其逆反應的平衡常數為___________。
6.25×10－5
解析：在恒溫下將0.4 mol NH3和0.2 mol CO2放入容積為2 L的密閉容器中，達到平衡時，2NH3(g)＋CO2(g) NH2COONH4(s)
起始量/(mol·L－1) 0.2 0.1 0
變化量/(mol·L－1) 0.15 0.075
平衡量/(mol·L－1) 0.05 0.025
3.氫能是一種公認的高熱值清潔能源，目前世界各國正致力于將高污染高排放的碳能源過渡成清潔高效低排放的氫能源。
(1)我國氫氣的主要來源是焦爐氣制氫，所制得的氫氣含有較多的CO和H2S，中溫干法脫硫是用氧化鐵將硫元素轉化為硫化鐵。干法脫硫反應的化學方程式為___________________________。
Fe2O3＋3H2S===Fe2S3＋3H2O
解析：根據題干可知，該反應為氧化鐵與H2S反應，生成硫化鐵和水，反應的化學方程式為：Fe2O3＋3H2S ===Fe2S3＋3H2O。
(2)我國科研人員用木屑水蒸氣氣化制取氫燃料，在一定條件下，反應器中存在如下反應：
i.CO2(g) ＋C(s)===2CO (g)　ΔH1
ii.C(s)＋H2O(g)===CO(g)＋H2(g)　ΔH2
iii.C(s)＋2H2(g)===CH4(g)　ΔH3
iv.CO(g)＋H2O(g)===CO2(g)＋H2(g)　ΔH4
v.CH4(g)＋2H2O(g)===CO2(g)＋4H2(g)　ΔH5
①ΔH5＝_______________________________________________________
(用含ΔH1、ΔH2、ΔH3或ΔH4的式子表示)。
2ΔH2－ΔH1－ΔH3(或2ΔH4－ΔH3＋ΔH1或ΔH2＋ΔH4－ΔH3)
解析：根據蓋斯定律v＝2×ii－ i－ iii＝2×iv－iii＋i＝ii＋iv－iii，
則ΔH5＝2ΔH2－ΔH1－ΔH3＝2ΔH4－ΔH3＋ΔH1＝ΔH2＋ΔH4－ΔH3。
②研究中 CaO 的添加量按照CaO 中所含的Ca 和松木屑所含碳的物質的量比確定，在750 ℃，控制水蒸氣流量為 0.1 g/(min·g)下，探究催化劑加入量對產氣組分和氣化性能的影響，結果如表所示：
n(Ca)/n(C) 氣體體積分數 碳轉化率/%
H2 CO CO2 CH4 0 45.58 22.70 22.37 7.54 61.22
0.5 52.95 21.74 19.11 5.14 56.59
1.0 58.62 22.37 12.60 5.31 61.42
由表中數據， ＝_____時最為合理。 由0到0.5時，H2的體積分數顯著增加的原因：____________________________________________
___________________________________________。體系的氣化溫度不僅對木屑的熱解氣化反應有影響 ，而且對CaO吸收CO2的能力以及CaCO3的分解反應也有很大
影響。實驗過程中，控制
為1.0，水蒸氣流量
為0.1 g/(min·g)，將氣化反
應溫度從700 ℃升到850 ℃，
氣化溫度對產氫率、產氣率的影響如表：
1.0
CaO作為CO2的吸收劑，使產氣中CO2分壓降低，從而使水煤氣變換反應平衡向生成H2 的方向移動
溫度/℃ 氣體體積分數 碳轉化率/%
H2 CO CO2 700 51.78 20.75 19.89 54.37
750 58.62 22.37 12.60 61.42
800 55.63 26.05 12.71 73.43
850 54.16 26.94 13.82 83.34
解析：根據表格中產氫率， 由0到0.5時，H2的體積分數顯著增加的原因是CaO作為CO2 的吸收劑，使產氣中CO2 分壓降低，從而使水煤氣變換反應平衡向生成H2 的方向移動。
③從產氫率的角度考慮，最佳操作溫度是________。
750 ℃
解析：根據表格可知750 ℃時，產氫率最高。
溫度/℃ 氣體體積分數 碳轉化率/%
H2 CO CO2 700 51.78 20.75 19.89 54.37
750 58.62 22.37 12.60 61.42
800 55.63 26.05 12.71 73.43
850 54.16 26.94 13.82 83.34
④隨著反應的進行，發現CaO的吸收能力逐漸降低，原因是___________
_________________________________________________________。
解析：CaO與二氧化碳反應生成碳酸鈣，附著在CaO的表面，阻止了CaO對CO2的進一步吸收。
產生的CaCO3附著在CaO的表面，阻止了CaO對CO2的進一步吸收
CaO吸收CO2
(3)將氫氣儲存于液體燃料中，可以解決氫氣的安全高效存儲和運輸問題。由于甲醇具有單位體積儲氫量高、活化溫度低等優點，是理想的液體儲氫平臺分子。我國學者構建一種雙功能結構的催化劑，反應過程中，在催化劑的表面同時活化水和
甲醇。如圖是甲醇脫氫轉化
的反應歷程(TS表示過渡態)。
根據圖像判斷甲醇脫氫反應
中斷裂的化學鍵是________
______，該反應的ΔH_____
( 填“大于”“等于”或“小于”)0。
O—H和
C—H
小于
解析：甲醇的結構簡式為CH3OH，脫氫反應中斷裂的化學鍵是O—H和C—H；該反應的相對能量降低，反應放熱。
4.碳、氮能形成多種氧化物、氫化物。
(1)已知：①2NO(g) N2(g)＋O2(g)　ΔH1＝－180.5 kJ·mol－1
②CO(g)＋ O2(g) CO2(g)　ΔH2＝－283 kJ·mol－1
則NO與CO反應生成兩種無毒氣體的熱化學方程式為_________________
_______________________________________。
2CO2(g)＋N2(g)　ΔH＝－746.5 kJ·mol－1
2CO(g)＋2NO(g)
解析：NO與CO反應生成兩種無毒氣體，應為CO2和N2，化學方程式應為2CO(g)＋2NO(g) 2CO2(g)＋N2(g)；由已知：①2NO(g) N2(g)＋
O2(g)　ΔH1＝－180.5 kJ·mol－1；
根據蓋斯定律可知①＋②×2可得2CO(g)＋2NO(g) 2CO2(g)＋N2(g)　ΔH＝－180.5 kJ·mol－1＋(－283 kJ·mol－1)×2＝－746.5 kJ·mol－1。
(2)使用高效催化劑可大大減少汽車尾氣排放出的NOx含量，某研究所的科研人員探究了T1 ℃時等質量的三種催化劑對CO還原NO的催化效果(其他條件相同)，所得結果如圖1所示。
①如果不考慮催化劑價格，則使用催化劑________(填“Ⅰ”“Ⅱ”或“Ⅲ”)最好；A、B兩狀態下，生成CO2的速率大小關系是___________。
Ⅰ
v(A)>v(B)
解析：據圖可知相同時間內使用催化劑Ⅰ的反應最先達到平衡，所以使用催化劑Ⅰ最好；據圖可知A點曲線的斜率更大，反應速率更快。
②若容器容積為2 L，開始時加入0.5 mol NO、0.5 mol CO，在催化劑Ⅰ的作用下達到如圖1所示平衡，則反應2NO(g)＋2CO(g) N2(g)＋2CO2(g)在該溫度下的平衡常數K＝________。
640
解析：據圖可知25 s時氮氣的物質的量不再改變說明反應達到平衡，此時n(N2)＝0.2 mol，根據方程式可知此時容器中n(CO2)＝0.4 mol，Δn(NO)＝Δn(CO)＝0.4 mol，初始投料為0.5 mol CO和0.5 mol NO，所以平衡時
容器內n(NO)＝n(CO)＝0.1 mol，容器的容積為2 L，所以K＝
＝640。
③在圖2坐標系中畫出使用催化劑Ⅰ(其他條件相同)時，25 s時容器內反應的脫氮率(NO轉化率)與溫度的關系圖。
答案　
1.等效平衡的含義
在一定條件下(恒溫恒容或恒溫恒壓)下，同一可逆反應體系，不管是從正反應開始，還是從逆反應開始，還是正、逆反應同時投料，達到化學平衡狀態時，任何相同組分的百分含量(質量分數、物質的量分數、體積分數等)均相同。
核心知識梳理
考點四、應用“等效平衡”判斷平衡移動的結果
2.等效平衡的判斷方法
(1)恒溫恒容條件下反應前后體積改變的反應
判斷方法：極值等量即等效。
例如：2SO2(g)＋O2(g) 2SO3(g)
① 2 mol 1 mol 0
② 0 0 2 mol
③ 0.5 mol 0.25 mol 1.5 mol
④ a mol b mol c mol
上述①②③三種配比，按化學方程式的化學計量關系均轉化為反應物，則SO2均為2 mol，O2均為1 mol，三者建立的平衡狀態完全相同。
④中a、b、c三者的關系滿足：c＋a＝2， ＋b＝1，即與上述平衡等效。
(2)恒溫恒壓條件下反應前后體積改變的反應
判斷方法：極值等比即等效。
例如：2SO2(g)＋O2(g) 2SO3(g)
① 2 mol 3 mol 0
② 1 mol 3.5 mol 2 mol
③ a mol b mol c mol
按化學方程式的化學計量數關系均轉化為反應物，則①②中 ，故互為等效平衡。
③中a、b、c三者關系滿足： ，即與①②平衡等效。
(3)恒溫條件下反應前后體積不變的反應
判斷方法：無論是恒溫恒容，還是恒溫恒壓，只要極值等比即等效，因為壓強改變對該類反應的化學平衡無影響。
例如：H2(g)＋I2(g) 2HI(g)
① 1 mol 1 mol 0
② 2 mol 2 mol 1 mol
③ a mol b mol c mol
①②兩種情況下，n(H2)∶n(I2)＝1∶1，故互為等效平衡。
③中a、b、c三者關系滿足 ＝1∶1或a∶b＝1∶1，c≥0，即與
①②平衡等效。
說明：
1．“一邊倒”(完全轉化)指的是把一邊“歸零”，通過可逆反應的化學計量數之比換算成另一邊物質的物質的量(濃度)。
2．等效指的是達到平衡后同種組分百分含量(物質的量分數、質量分數、體積分數)相同。也有可能同種組分的物質的量、質量、體積、物質的量濃度也相同。
3．等效平衡規律
等效平衡與等同平衡的異同
4.虛擬“中間態”法構建等效平衡
(1)構建恒溫恒容平衡思維模式
新平衡狀態可認為是兩個原平衡狀態簡單的疊加并壓縮而成，相當于增大壓強。
(2)構建恒溫恒壓平衡思維模式(以氣體物質的量增加的反應為例，見圖示)
新平衡狀態可以認為是兩個原平衡狀態簡單的疊加，壓強不變，平衡不移動。
問題思考
對于以下三個反應，從反應開始進行到達到平衡后，保持溫度、體積不變，按要求回答下列問題。
(1)PCl5(g) PCl3(g)＋Cl2(g)
再充入PCl5(g)，平衡向_______方向移動，達到平衡后，PCl5(g)的轉化率______，PCl5(g)的百分含量______。
(2)2HI(g) I2(g)＋H2(g)
再充入HI(g)，平衡向_______方向移動，達到平衡后，HI的分解率_____，HI的百分含量_____。
正反應
減小
增大
正反應
不變
不變
(3)2NO2(g) N2O4(g)
再充入NO2(g)，平衡向_______方向移動，達到平衡后，NO2(g)的轉化率_____，NO2(g)的百分含量_____。
正反應
減小
增大
1.向一固定體積的密閉容器中通入a mol N2O4氣體，在密閉容器內發生反應：N2O4(g) 2NO2(g)，達到平衡時再通入a mol N2O4氣體，再次達到平衡時，與第一次達平衡時相比，N2O4的轉化率
A.不變 B.增大 C.減小 D.無法判斷
解析：恒溫恒容條件下，投料等比增加同增壓，判斷平衡(指的是新建立的與原平衡等效的過渡態平衡，而不是原平衡)，增大壓強平衡向左移，轉化率降低。
√
對點訓練
2.已知H2(g)＋I2(g) 2HI(g)　ΔH＜0，有相同容積的定容密閉容器甲和乙，甲中加入H2和I2各0.1 mol，乙中加入HI 0.2 mol，在相同溫度下分別達到平衡。現欲使甲中HI平衡時的百分含量大于乙中HI平衡時的百分含量，則應采取的措施是
A.甲、乙提高相同溫度
B.甲中加入0.1 mol He，乙中不變
C.甲降低溫度，乙增大壓強
D.甲增加0.1 mol H2，乙增加0.1 mol I2
√
解析：相同容積的定容密閉容器甲和乙，甲中加入H2和I2各0.1 mol，乙中加入HI 0.2 mol，此時甲和乙建立的平衡是等效的。A項，甲、乙提高相同溫度，平衡均逆向移動，HI的平衡濃度均減小，錯誤；
B項，甲中加入0.1 mol He，在定容密閉容器中，平衡不會移動，錯誤；
C項，甲降低溫度，平衡正向移動，甲中HI的平衡濃度增大，乙增大壓強平衡不移動，HI平衡時的百分含量不變，正確；
D項，甲增加0.1 mol H2，乙增加0.1 mol I2，結果還是等效的，錯誤。
3.一定條件下存在反應：CO(g)＋H2O(g) CO2(g)＋H2(g)ΔH＝－Q kJ·mol－1
(Q＞0)，現有三個相同的2 L恒容絕熱(與外界沒有熱量交換)密閉容器Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ，在Ⅰ中充入1 mol CO和1 mol H2O，在Ⅱ中充入1 mol CO2和1 mol H2，在Ⅲ中充入2 mol CO和2 mol H2O，均在700 ℃條件下開始反應。達到平衡時，上述三個過程對應的能量變化值分別為Q1、Q2、Q3，下列說法正確的是
A.2Q1＝2Q2＜Q3
B.容器Ⅰ中CO的百分含量比容器Ⅲ中CO的百分含量高
C.容器Ⅰ中反應的平衡常數比容器Ⅱ中反應的平衡常數小
D.容器Ⅰ中CO的轉化率與容器Ⅱ中CO2的轉化率之和等于1
√
解析：A項，容器中平衡建立的途徑不相同，無法比較Q1、Q2的大小；
C項，容器Ⅱ中所到達的平衡狀態，相當于在容器Ⅰ中平衡的基礎上降低溫度，平衡向正反應方向移動，平衡常數增大；
D項，溫度相同時，容器Ⅰ中CO的轉化率與容器Ⅱ中CO2的轉化率之和等于1，容器Ⅱ中所達到的平衡狀態，相當于在容器Ⅰ中平衡的基礎上降低溫度，平衡向正反應方向移動，所以容器Ⅰ中CO的轉化率與容器Ⅱ中CO2的轉化率之和小于1。
4.一定溫度下，在3個容積均為1.0 L的恒容密閉容器中反應2H2(g)＋CO(g)
CH3OH(g)達到平衡，下列說法正確的是
容器 溫度/K 物質的起始濃度/mol·L－1 物質的平衡濃度/mol·L－1
c(H2) c(CO) c(CH3OH) c(CH3OH)
Ⅰ 400 0.20 0.10 0 0.080
Ⅱ 400 0.40 0.20 0
Ⅲ 500 0 0 0.10 0.025
A.該反應的正反應吸熱
B.達到平衡時，容器Ⅰ中反應物的轉化率比容器Ⅱ中的大
C.達到平衡時，容器Ⅱ中c(H2)大于容器Ⅲ中c(H2)的兩倍
D.達到平衡時，容器Ⅲ中的正反應速率比容器Ⅰ中的大
√
解析：對比容器Ⅰ和Ⅲ可知兩者投料量相當，若溫度相同，最終建立等效平衡，但Ⅲ溫度高，平衡時c(CH3OH)小，說明平衡向逆反應方向移動，即逆反應為吸熱反應，正反應為放熱反應，A錯誤；
Ⅱ相對于Ⅰ成比例增加投料量，相當于加壓，平衡正向移動，轉化率提高，所以Ⅱ中轉化率高，B錯誤；
不考慮溫度，Ⅱ中投料量是Ⅲ的兩倍，相當于加壓，平衡正向移動，所以Ⅱ中c(H2)小于Ⅲ中c(H2)的兩倍，C錯誤；
對比Ⅰ和Ⅲ，若溫度相同，兩者建立等效平衡，兩容器中速率相等，但Ⅲ溫度高，速率更快，D正確。
④⑤
2
0.25
1.5
a＋c＝2
2a
不變
6
8.Ⅰ.恒溫、恒壓下，在一可變容積的容器中發生如下反應：
A(g)＋B(g) C(g)。
(1)若開始時放入1 mol A和1 mol B，達到平衡后，生成a mol C，這時A的物質的量為________mol。
(1－a)
解析：由反應A(g)＋B(g) C(g)可知，生成a mol C必消耗a mol A，則n(A)＝(1－a)mol。
(2)若開始時放入3 mol A和3 mol B，達到平衡后，生成C的物質的量為_______mol。
3a
解析：因(2)與(1)為恒溫恒壓條件下的等效平衡，且(2)開始時A和B的物質的量為(1)開始時A和B物質的量的3倍，則達到平衡后(2)生成C的物質的量為(1)生成C的物質的量的3倍，故生成C的物質的量為3a mol。
(3)若開始時放入x mol A、2 mol B和1 mol C，達到平衡后，A和C的物質的量分別是y mol和3a mol，則x＝_____mol，y＝________mol。平衡時，B的物質的量________(填字母)。
A.大于2 mol
B.等于2 mol
C.小于2 mol
D.可能大于、等于或小于2 mol
作出此判斷的理由是____________________________________________
________________________________________________。
2
(3－3a)
D
若3a>1，B的物質的量小于2 mol；若3a＝1，B的物質的量等于2 mol；若3a<1，B的物質的量大于2 mol
解析：因(3)與(2)為恒溫恒壓條件下的等效平衡，若1 mol C全部生成A和B，則可得到1 mol A和1 mol B，則x mol＋1 mol＝3 mol，解得x＝2。
　　　　 A(g)＋B(g) C(g)
開始物質的量(mol) 2 2 1
轉化物質的量(mol) 3a－1 3a－1 3a－1
平衡物質的量(mol) 3－3a 3－3a 3a
從而可得y＝3－3a，n(B)平＝(3－3a)mol。
由此可知，若3a>1，則B的物質的量小于2 mol；若3a＝1，則B的物質的量等于2 mol；若3a<1，則B的物質的量大于2 mol。
(4)若在(3)的平衡混合物中再加入3 mol C，待再次達到平衡后，C的物質的量分數是________。
解析：因(4)與(1)和(2)均為等效平衡，
則(4)與(1)和(2)中C的物質的量分數均相等，
Ⅱ.若維持溫度不變，在一個與(1)反應前起始體積相同且容積固定的容器中發生上述反應。

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