資源簡介

第三單元　化學平衡的移動
基礎過關練
題組一　　濃度變化對化學平衡的影響
1.在恒溫恒容的條件下,反應X(g)+Y(g) Z(g)+W(s)已達平衡,能使平衡正向移動的措施是(　　)
A.減小Z或W的濃度　　　　　　 B.增大W的濃度
C.減小Y的濃度　　　　　　 D.增大X或Y的濃度
2.已知重鉻酸鉀(K2Cr2O7)具有強氧化性,其還原產物Cr3+在水溶液中呈綠色或藍綠色。在K2Cr2O7溶液中存在下列平衡:Cr2(橙色,aq)+H2O(l) 2Cr(黃色,aq)+2H+(aq)。用K2Cr2O7溶液進行下列實驗:
結合實驗,下列說法不正確的是(　　)
A.①中溶液橙色加深,③中溶液變黃
B.②中Cr2被C2H5OH還原
C.對比②和④可知K2Cr2O7酸性溶液氧化性強
D.若向④中加入70% H2SO4溶液至過量,溶液變為橙色
題組二　　壓強變化對化學平衡的影響
3.在恒溫密閉容器中發生反應: CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)　ΔH>0,下列有關說法正確的是(　　)
A.反應達到平衡后,維持體積不變,充入CO2,平衡向正反應方向移動
B.反應達到平衡后,維持壓強不變,充入氦氣,反應速率不變,平衡不移動
C.使用催化劑,正反應速率增大,逆反應速率減小
D.反應達到平衡后,降低溫度,平衡正向移動
4.在密閉容器中,一定量M和N的混合氣體發生反應:aM(g)+bN(g) cP(g),達到平衡時,測得M的濃度為0.5 mol·L-1,在溫度不變的條件下,僅將容器的容積壓縮至原來的一半,反應再次達到平衡時,測得M的濃度為0.8 mol·L-1,下列有關判斷正確的是(　　)
A.a+bB.P的平衡體積分數下降
C.N的平衡濃度增大
D.平衡向逆反應方向移動
題組三　　溫度變化對化學平衡的影響
5.在CuCl2溶液中存在平衡:[Cu(H2O)4]2+(藍色)+ 4Cl- [CuCl4]2-(黃色)+4H2O　ΔH>0,下列說法正確的是(　　)
A.該反應為氧化還原反應
B.溫度越高,c(Cl-)越大
C.僅增大[Cu(H2O)4]2+的濃度,反應達到平衡后,該反應的平衡常數 增大
D.僅適當升高溫度,反應達到平衡后,[CuCl4]2-的物質的量增大
6.固氮反應具有非常重要的意義。下面是兩個常見固氮反應的平衡常數的對數值(lg K)與溫度的關系圖:
①N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)　K1
②N2(g)+O2(g) 2NO(g)　K2
下列圖像分析正確的是(　　)
A.升高溫度,反應①②的反應速率均增大
B.反應①和②均為放熱反應
C.在標準狀況下,①和②固氮反應程度相差不大
D.1 000 ℃時,①和②體系中氮氣濃度相等
7.在3個體積均為1 L的恒容密閉容器中發生反應:SO2(g)+2NO(g) 2NO2(g)+S(s)。改變容器Ⅰ的反應溫度,平衡時c(NO2)與溫度的關系如下圖所示。下列說法正確的是(　　)
容器 編號 溫度/K 起始物質的量/mol
SO2 NO NO2 S
Ⅰ 0.5 0.6 0 0
Ⅱ T1 0.5 1 0.5 1
Ⅲ T2 0.5 0.2 1 1
A.該反應的ΔH>0
B.T1時,該反應的平衡常數為
C.容器Ⅰ與容器Ⅱ均在T1時達到平衡,總壓強之比小于1∶2
D.若T2題組四　　化學平衡移動原理的應用
8.接觸法制備硫酸中的關鍵步驟是SO2在V2O5催化作用下與空氣中的O2在接觸室發生可逆反應,其熱化學方程式為2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g)　ΔH=-198 kJ·mol-1。反應2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g)在一定條件下達到平衡,下列有關說法正確的是(　　)
A.其他條件不變,增大壓強,平衡正向移動,反應的平衡常數增大
B.其他條件不變,提高的值可增大SO2的轉化率
C.升高溫度,能提高SO2的反應速率和轉化率
D.反應中斷裂舊共價鍵的鍵能之和比反應中形成新共價鍵的鍵能之和小
9.反應:X(g)+Y(g) 2Z(g)　ΔH<0,達到平衡時,下列說法不正確的是(　　)
A.減小容器容積,平衡不移動
B.增大c(X),Y的轉化率增大
C.降低溫度,X的轉化率增大
D.加入催化劑,Z的產率增大
10.下列事實不能用平衡移動原理解釋的是(　　)
A.實驗室制備乙酸乙酯時,采用邊反應邊蒸餾的方法來提高乙酸乙酯的產率
B.接觸法制硫酸的過程中,增大空氣的進氣量,提高SO2的轉化率
C.水煤氣轉換反應C(s)+H2O(g) CO(g)+H2(g)　ΔH>0,適當升溫來促進合成氣的產生
D.壓縮裝有H2、I2、HI的混合氣體的容器容積,容器內氣體顏色加深
11.一定條件下,在體積為10 L的密閉容器中,1 mol X和1 mol Y進行反應:2X(g)+Y(g) Z(g),經60 s達到平衡,生成0.3 mol Z,下列說法正確的是(　　)
A.達到平衡時X的濃度為0.03 mol/L
B.將容器容積變為20 L,Z的平衡濃度變為0.015 mol/L
C.若升高溫度,X的體積分數增大,則正反應的ΔH<0
D.若增大壓強,平衡向正反應方向移動,平衡常數變大
能力提升練
題組一　　外界條件對化學平衡的影響
1.已知[Co(H2O)6]2+呈粉紅色,[CoCl4]2-呈藍色。現將CoCl2溶于水,加入濃鹽酸,溶液由粉紅色變為藍色,存在平衡:[Co(H2O)6]2+(aq)+ 4Cl-(aq) [CoCl4]2-(aq)+6H2O(l)　ΔH>0。下列說法錯誤的是(　　)
A.當溶液顏色不再變化時,反應達到平衡狀態
B.加水,水的濃度增大,溶液由藍色變為粉紅色
C.將上述藍色溶液置于冰水浴中,溶液變為粉紅色
D.向上述藍色溶液中加入少量KCl固體,溶液藍色加深
2.隨著聚酯工業的快速發展,氯氣的需求量和氯化氫的產出量也隨之迅速增長。科學家研究發現了直接氧化HCl制備Cl2的反應:4HCl(g)+O2(g) 2Cl2(g)+2H2O(g)。如圖為某剛性容器中,進料濃度比c(HCl)∶c(O2)分別等于1∶1、4∶1、7∶1時,HCl的平衡轉化率隨溫度變化的關系:
下列關于該反應的說法正確的是(　　)
A.相同條件下,升高溫度可以提高Cl2的產率
B.曲線Ⅱ表示進料濃度比c(HCl)∶c(O2)=1∶1
C.進料濃度比c(HCl)∶c(O2)越大,平衡常數K越小
D.若HCl和O2的初始濃度均為c0 mol·L-1,則K(400 ℃)=
3.以Fe3O4為原料煉鐵,在生產過程中主要發生如下反應:
反應Ⅰ:Fe3O4(s)+CO(g) 3FeO(s)+CO2(g)　ΔH1=19.3 kJ·mol-1
反應Ⅱ:Fe3O4(s)+4CO(g) 3Fe(s)+4CO2(g)　ΔH2
為研究溫度對還原產物的影響,將一定體積CO氣體通入裝有Fe3O4粉末的反應器,保持其他條件不變,反應達平衡時,測得CO的體積分數隨溫度的變化關系如圖所示。下列說法正確的是(　　)
A.ΔH2<0
B.其他條件不變,增大壓強,Fe(s)的產量增大
C.反應溫度越高,Fe3O4主要還原產物中鐵元素的價態越低
D.溫度高于1 040 ℃時,反應器中發生的主要反應的化學平衡常數K<4
4.甲醇是常見的有機溶劑和化工原料。以CO2和H2為原料合成甲醇的反應為CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)　ΔH=a kJ·mol-1。在壓強一定,CO2和H2起始物質的量之比為1∶3的條件下,測得反應相同時間,不同催化劑作用下CO2的轉化率隨溫度的變化曲線如圖所示。
下列說法正確的是(　　)
A.a>0
B.250 ℃時,催化劑活性:AC.在使用催化劑A的條件下,延長反應時間,可以使CO2的轉化率由X點變為Y點
D.在使用催化劑B的條件下,250 ℃時,增大壓強,可以使CO2的轉化率達到Z點
5.溫度為T時,向2.0 L恒容密閉容器中充入1.0 mol PCl5,反應PCl5(g)PCl3(g)+Cl2(g)經過一段時間后達到平衡。反應過程中測定的部分數據見下表:
t/s 0 50 150 250 350
n(PCl3)/mol 0 0.16 0.19 0.20 0.20
下列說法正確的是(　　)
A.反應在前50 s的平均速率v(Cl2)=0.003 2 mol/(L·s)
B.保持其他條件不變,升高溫度,平衡時c(PCl3)=0.12 mol/L,則反應的ΔH>0
C.相同溫度下,起始時向容器中充入1.80 mol PCl5、0.20 mol PCl3和0.20 mol Cl2,反應達到平衡前v(正)D.平衡后,減小壓強(擴大容器體積)不利于提高PCl5的平衡轉化率
題組二　　平衡移動與化學平衡常數的關系
6.一定溫度下,向2 L恒容容器中充入1.0 mol A和1.0 mol B,發生反應A(g)+B(g) C(g),經過一段時間后達到平衡。反應過程中測定的部分數據如表,下列說法正確的是(　　)
t/s 0 5 15 25 35
n(A)/mol 1.0 0.85 0.81 0.80 0.80
A.前5 s的平均反應速率v(A)=0.03 mol·L-1·s-1
B.反應進行到25 s時,剛好達到平衡狀態
C.溫度不變,起始向容器中充入0.4 mol A、0.4 mol B和0.1 mol C,達平衡前v(正)>v(逆)
D.保持溫度不變,起始時向容器中充入2.0 mol C,達平衡時,C的轉化率小于80%
7.(1)25 ℃時,制備亞硝酰氯所涉及的熱化學方程式和平衡常數如下表。
熱化學方程式 平衡常數
① 2NO2(g)+NaCl(s) NaNO3(s)+NOCl(g)　ΔH1=a kJ·mol-1 K1
② 4NO2(g)+2NaCl(s) 2NaNO3(s)+2NO(g)+Cl2(g)　ΔH2=b kJ·mol-1 K2
③ 2NO(g)+Cl2(g) 2NOCl(g)　ΔH3 K3
則該溫度下,ΔH3=　　　　kJ·mol-1;K3=　　　　(用K1和K2表示)。
(2)25 ℃時,在體積為2 L的恒容密閉容器中通入0.08 mol NO和0.04 mol Cl2發生上述反應③,若反應開始與結束時溫度相同,數字壓強儀顯示反應過程中壓強(p)隨時間(t)的變化如圖Ⅰ實線所示,則ΔH3　　　　(填“>”“<”或“=”)0;若其他條件相同,僅改變某一條件,測得其壓強隨時間的變化如圖Ⅰ虛線所示,則改變的條件是　　　 　;5 min時,再充入0.08 mol NO和0.04 mol Cl2,則達平衡后混合氣體的平均相對分子質量將　　　　(填“增大”“減小”或“不變”)。圖Ⅱ是甲、乙兩同學描繪上述反應③的平衡常數的對數值(lgK)與溫度的變化關系圖,其中正確的曲線是　　　　(填“甲”或“乙”),a為　　　　。
圖Ⅰ　　　　　　　圖Ⅱ
(3)在300 ℃、8 MPa下,將CO2和H2按物質的量之比為1∶3通入一密閉容器中發生反應CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g),達到平衡時,測得CO2的平衡轉化率為50%,則該反應條件下的平衡常數Kp=　　　　(用平衡分壓代替平衡濃度計算,分壓=總壓×物質的量分數)。
題組三　　等效平衡
8.相同溫度下,容積均為0.25 L的兩個恒容密閉容器中發生可逆反應:N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)　ΔH=-92.6 kJ/mol。實驗測得起始、平衡時的有關數據如下表所示:
容器 編號 起始時各物質物質的量/mol 達平衡時體系能量的變化
N2 H2 NH3
① 1 3 0 放出熱量:23.15 kJ
② 0.9 2.7 0.2 放出熱量:Q
下列敘述錯誤的是(　　)
A.容器①、②中反應的平衡常數相等
B.平衡時,兩個容器中NH3的體積分數均為
C.容器②中達平衡時放出的熱量Q=23.15 kJ
D.若容器①容積變為0.5 L,則平衡時放出的熱量小于23.15 kJ
9.可逆反應A(g)+3B(g) 2C(g)　ΔH<0。T ℃下,有甲、乙兩個容積相等且不變的真空密閉容器,向甲容器中充入1 mol A和3 mol B,在一定條件下達到平衡時放出Q1 kJ熱量。在相同條件下,向乙容器中充入2 mol C,達到平衡時吸收Q2 kJ熱量,已知Q1=3Q2,下列敘述正確的是(　　)
A.平衡時,甲、乙中C的體積分數:甲>乙
B.甲中A的轉化率為75%
C.達到平衡后,再向乙中加入0.25 mol A、0.75 mol B和1.5 mol C,平衡向生成A的方向移動
D.乙中發生反應的熱化學方程式為2C(g) A(g)+3B(g)　ΔH= +Q2 kJ·mol-1
10.(經典題)一定條件下存在反應: 2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g)　ΔH<0。圖1、圖2表示起始時容器甲、丙體積都是V,容器乙、丁體積都是;向甲、丙內都充入2a mol SO2和a mol O2并保持恒溫;向乙、丁內都充入a mol SO2和0.5a mol O2并保持絕熱(即與外界無熱量交換),在一定溫度下開始反應。
圖1　恒壓狀態
圖2　恒容狀態
下列說法正確的是(　　)
A.圖1達平衡時,c(SO2):甲=乙
B.圖1達平衡時,平衡常數K:甲<乙
C.圖2達平衡時,所需時間:丙<丁
D.圖2達平衡時,SO3的體積分數:丙>丁
題組四　　平衡轉化率
11.CH4與CO2重整生成H2和CO的過程中主要發生下列反應:
CH4(g)+CO2(g) 2H2(g)+2CO(g)　ΔH=+247.1 kJ·mol-1
H2(g)+CO2(g) H2O(g)+CO(g)　ΔH=+41.2 kJ·mol-1
在恒壓、反應物起始物質的量比n(CH4)∶n(CO2)=1∶1條件下,CH4和CO2的平衡轉化率隨溫度變化的曲線如圖所示,下列有關說法不正確的是(　　)
A.曲線A表示CO2的平衡轉化率隨溫度的變化
B.反應:3CO2(g)+CH4(g) 2H2O(g)+4CO(g)　ΔH=+329.5 kJ·mol-1
C.升高溫度、減小壓強均有利于提高CH4的平衡轉化率
D.恒壓、800 K、n(CH4)∶n(CO2)=1∶1條件下,反應至CH4轉化率達到X點的值,可通過改變CO2的量、使用高效催化劑等特定條件繼續反應,使CH4轉化率達到Y點的值
12.CO2催化加氫可合成二甲醚。其主要反應為:
①CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g)　ΔH1=-49.01 kJ·mol-1
②2CH3OH(g) CH3OCH3(g)+H2O(g)　ΔH2=-24.52 kJ·mol-1
合成二甲醚時還會發生副反應:
③CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g)　ΔH3=+41.2 kJ·mol-1
其他條件相同時,反應溫度對CO2平衡總轉化率及反應2.5 h的CO2實際總轉化率影響如圖1所示;反應溫度對二甲醚的平衡選擇性及反應2.5 h的二甲醚實際選擇性影響如圖2所示。(已知:CH3OCH3的選擇性=×100%)
下列說法正確的是(　　)
A.不改變反應溫度,增大壓強二甲醚平衡選擇性不變
B.CO2催化加氫合成二甲醚的最佳溫度為240 ℃左右
C.溫度高于290 ℃,CO2平衡總轉化率隨溫度升高而上升的原因為反應①進行程度大于反應③
D.一定溫度下,加入多孔CaO(s)或選用高效催化劑,均能提高平衡時H2的轉化率
答案與分層梯度式解析
第三單元　化學平衡的移動
基礎過關練
1.D　增大反應物的濃度或減小生成物的濃度可使平衡向正反應方向移動,但注意本題中物質W是固體,可視其濃度為常數,故改變物質W的量對平衡無影響,D項正確。
2.D　向平衡體系中加入酸,平衡逆向移動,Cr2濃度增大,橙色加深;加入堿,平衡正向移動,溶液變黃,A項正確。②中溶液變成綠色, Cr2被乙醇還原生成了Cr3+,B項正確。②中溶液呈酸性,④中溶液呈堿性,酸性條件下Cr2可氧化乙醇,而在堿性條件下不能,說明酸性條件下Cr2的氧化性強,C項正確。若向④溶液中加入70%的硫酸至過量,溶液呈酸性,可以氧化乙醇,溶液變為綠色,D項錯誤。
3.A　維持體積不變,充入CO2,平衡正向移動,A正確;維持壓強不變,充入氦氣,容器容積增大,反應物及生成物濃度均變小,反應速率減小,該反應平衡不移動,B錯誤;使用催化劑,正、逆反應速率都增大,C錯誤;該反應為吸熱反應,降低溫度,平衡逆向移動,D錯誤。
4.C　容器的容積壓縮至原來的一半,M的濃度瞬間變成1 mol·L-1,再次平衡,測得M的濃度為0.8 mol·L-1,說明平衡正向移動,而壓縮容積,平衡向氣體體積減小的方向移動,故a+b>c,A、B、D錯誤;容積減小,N的濃度增大,根據勒夏特列原理可知,達到新平衡時,N的濃度依舊比原平衡大,C正確。
5.D　題給反應中所有元素的化合價都沒有變化,不屬于氧化還原反應,A錯誤;ΔH>0,溫度升高,平衡正向移動,c(Cl-)減小,B錯誤;該反應的平衡常數只與溫度有關,C錯誤;僅適當升高溫度,平衡正向移動,[CuCl4]2-濃度增大,體積不變,即物質的量增大,D正確。
6.A　升高溫度,活化分子百分數增大,則化學反應速率增大,即反應①②的反應速率均增大,A正確。由題圖知反應①N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)的lg K隨溫度T的增大而減小,說明溫度升高,平衡逆向移動,為放熱反應;反應②N2(g)+O2(g) 2NO(g)的lg K隨溫度T的增大而增大,可推知反應②為吸熱反應,B錯誤。標準狀況下,T= 0 ℃,反應①的lg K=10,則K1=1010,反應②的K2=10-30,則在標準狀況下,①和②固氮反應程度相差很大,C錯誤。1 000 ℃時,①和②的lgK相等,但不代表氮氣濃度相等,D錯誤。
7.D　T1時,反應達到平衡時二氧化氮濃度為0.2 mol/L,由題意可建立如下三段式:
　　　　　 SO2(g)　+　2NO(g) 2NO2(g)+S(s)
起/(mol/L) 0.5 0.6 0
變/(mol/L) 0.1 0.2 0.2
平/(mol/L) 0.4 0.4 0.2
則T1時,該反應的平衡常數為==,一氧化氮的體積分數為×100%=40%。升高溫度,二氧化氮的濃度減小,平衡向逆反應方向移動,則正反應為放熱反應,ΔH<0,A錯誤;T1時,該反應的平衡常數為,B錯誤;T1時,容器Ⅰ中平衡時氣體的總物質的量為1 mol,容器Ⅱ中氣體的起始物質的量為2 mol,濃度商Qc==0.5<解題技法,反應正向進行,平衡時氣體的物質的量小于2 mol,則容器Ⅰ與容器Ⅱ的總壓強之比大于1∶2,C錯誤;T1時,容器Ⅰ中平衡時一氧化氮的體積分數為40%,由表格數據可知,容器Ⅲ相當于起始加入1 mol二氧化硫和1.2 mol一氧化氮,若T28.D　正反應是一個氣體體積減小的反應,故其他條件不變,增大壓強,平衡正向移動,但溫度不變反應的平衡常數不變易錯點,A錯誤;其他條件不變,提高的值,平衡正向移動,O2的轉化率增大,但SO2的轉化率減小,B錯誤;正反應是放熱反應,升高溫度,平衡逆向移動,能提高SO2的反應速率,但SO2的轉化率減小,C錯誤;正反應是放熱反應,故反應中斷裂舊共價鍵的鍵能之和即吸收的總能量比反應中形成新共價鍵的鍵能之和即放出的總能量小,D正確。
9.D　題給反應為反應前后氣體體積不變的反應,減小容器的容積,相當于加壓,平衡不移動,A項正確;增大X的濃度,平衡正向移動,Y的轉化率增大,B項正確;降低溫度,平衡正向移動,X的轉化率增大,C項正確;加入催化劑,平衡不移動,Z的產率不變,D項錯誤。
10.D　實驗室制備乙酸乙酯時,采用邊反應邊蒸餾的方法可以減小生成物乙酸乙酯的濃度,有利于平衡向正反應方向移動,從而提高乙酸乙酯的產率,能用平衡移動原理解釋,A不符合題意;接觸法制硫酸的過程中,增大空氣的進氣量可以增大反應物氧氣的濃度,有利于平衡向正反應方向移動,從而提高二氧化硫的轉化率,能用平衡移動原理解釋,B不符合題意;水煤氣轉換反應為吸熱反應,適當升溫,有利于平衡向正反應方向移動,從而促進合成氣的產生,能用平衡移動原理解釋,C不符合題意;氫氣與碘蒸氣生成碘化氫的反應是反應前后氣體體積不變的反應,增大壓強,平衡不移動,混合氣體的顏色變深是由容積變小使碘濃度增大引起的解題技法,不能用平衡移動原理解釋,D符合題意。
11.C　經60 s達到平衡,生成0.3 mol Z,說明消耗了0.6 mol X,故平衡時X剩余0.4 mol,其濃度為0.04 mol/L,A錯誤;容器容積變為20 L,壓強減小為原來的一半,如果平衡不移動,則Z濃度變為原來的,但是壓強減小時,平衡向左移動,Z濃度小于原來的,即Z的平衡濃度小于0.015 mol/L,B錯誤;若升高溫度,X的體積分數增大,說明升高溫度平衡逆向移動,則正反應的ΔH<0,C正確;若增大壓強,平衡向正反應方向移動,平衡常數不變,因為該反應的平衡常數只與溫度有關,D錯誤。
能力提升練
1.B　當溶液顏色不再變化時,說明有關離子的濃度不再發生變化,反應達到平衡狀態,A項正確;水是純液體,增加水的量對反應無影響,B項錯誤;正反應吸熱,將題述藍色溶液置于冰水浴中,溫度降低,平衡逆向移動,溶液變為粉紅色,C項正確;向題述藍色溶液中加入少量KCl固體,Cl-濃度增大,平衡正向移動,溶液藍色加深,D項正確。
2.D　據題圖可知,其他條件相同時,升高溫度,HCl的平衡轉化率降低,即升高溫度,平衡逆向移動,Cl2的產率降低,A錯誤;越大,HCl的平衡轉化率越低,則c(HCl)∶c(O2)=1∶1對應的為曲線Ⅰ,B錯誤;題述反應的平衡常數K只與溫度有關,C錯誤;若HCl和O2的初始濃度均為c0 mol·L-1,即進料濃度比c(HCl)∶c(O2)=1∶1,溫度為400 ℃時,HCl的平衡轉化率為84%,列三段式如下:
　　　　　　　4HCl(g)+O2(g) 2Cl2(g)+2H2O(g)
初始/(mol·L-1) c0 c0 0 0
變化/(mol·L-1) 0.84c0 0.21c0 0.42c0 0.42c0
平衡/(mol·L-1) 0.16c0 0.79c0 0.42c0 0.42c0
K(400 ℃)==,D正確。
3.A　570 ℃之前,隨著溫度的升高,CO的體積分數增大,而反應①是吸熱反應,隨著溫度的升高,平衡正向移動,說明570 ℃前影響CO體積分數的主要反應為反應Ⅱ,反應Ⅱ是放熱反應,ΔH2小于0,A正確;反應Ⅰ和反應Ⅱ均為反應前后氣體體積不變的反應,改變壓強,平衡不移動,鐵的產量不變,B錯誤;ΔH1>0,由上述分析可知ΔH2<0,溫度升高產物中FeO增多,Fe減少,C錯誤;1 040 ℃時,Fe3O4(s)和CO(g)發生的主要反應為反應Ⅰ,該溫度下反應Ⅰ的平衡常數K== =4,隨著溫度的升高,反應Ⅰ的化學平衡正向移動,K增大,所以溫度高于1 040 ℃時,反應器中發生的主要反應的化學平衡常數K>4,D錯誤。
4.D　溫度較低時即便有催化劑,反應速率也較慢,此時反應未達到平衡,隨溫度升高反應速率逐漸加快,CO2的轉化率增大,當反應達到平衡時,催化劑A、B的曲線重合。平衡后繼續升高溫度,CO2的轉化率降低,平衡逆向移動,所以正反應為放熱反應,a<0,A錯誤;250 ℃時,在使用催化劑A的條件下反應速率更快,即催化劑活性:A>B,B錯誤;X點處的反應已經達到平衡,延長反應時間,CO2的轉化率不變,C錯誤;在使用催化劑B的條件下,250 ℃時,測定轉化率時反應還未達到平衡,增大壓強可以加快反應速率,提高該時段內CO2的轉化率,D正確。
5.B　50 s內,Δn(PCl3)=0.16 mol,Δc(PCl3)==0.08 mol/L, v(PCl3)==0.001 6 mol/(L·s),v(Cl2)=v(PCl3)= 0.001 6 mol/(L·s),A錯誤;平衡時n(PCl3)=0.2 mol,保持其他條件不變,升高溫度,平衡時,c(PCl3)=0.12 mol/L,則n(PCl3)= 0.12 mol/L×2 L=0.24 mol,說明升高溫度平衡正向移動,正反應為吸熱反應,ΔH>0,B正確;據表格數據可列出三段式:
　　　　　　　PCl5(g) PCl3(g)+Cl2(g)
開始/(mol/L) 0.5 0 0
變化/(mol/L) 0.1 0.1 0.1
平衡/(mol/L) 0.4 0.1 0.1
平衡常數K==0.025,起始時向容器中充入1.80 mol PCl5、0.20 mol PCl3和0.20 mol Cl2,則起始時PCl5的濃度為0.9 mol/L、PCl3的濃度為0.1 mol/L、Cl2的濃度為0.1 mol/L,濃度商Qc=≈ 0.011,Qcv(逆)解題技法,C錯誤;平衡后減小壓強,根據勒夏特列原理,平衡正向移動,有利于提高PCl5的平衡轉化率,D錯誤。
6.D　前5 s內A的轉化量為Δn(A)=1.0 mol-0.85 mol=0.15 mol, v(A)==0.015 mol·L-1·s-1,A錯誤;從題表中數據可以看出,到25 s時,反應已經達到平衡狀態,但不一定是剛好達到平衡狀態,B錯誤;平衡時c(A)=c(B)==0.4 mol·L-1,平衡時c(C)=0.1 mol·L-1,該溫度下題述反應的平衡常數K===0.625,溫度不變,起始向容器中充入0.4 mol A、0.4 mol B和0.1 mol C,則Qc= ==1.25,K0.4 mol,即達到平衡時C的轉化率小于80%,D正確。
7.答案　(1)2a-b　
(2)<　加入催化劑　增大　乙　2
(3) (MPa)-2
解析　(1)已知:①2NO2(g)+NaCl(s) NaNO3(s)+NOCl(g)　ΔH1= a kJ·mol-1,K1;②4NO2(g)+2NaCl(s) 2NaNO3(s)+2NO(g)+Cl2(g)　ΔH2=b kJ·mol-1,K2;將①×2-②可得2NO(g)+Cl2(g) 2NOCl(g)　ΔH3=2ΔH1-ΔH2=(2a-b) kJ·mol-1,則平衡常數K3=。(2)由題圖Ⅰ可知,隨反應的進行壓強先增大后減小,5 min時達到平衡狀態,推知開始因反應是放熱的,隨著反應正向進行,溫度逐漸升高,壓強增大;隨著反應正向進行,反應物濃度減小,壓強減小,當壓強不再改變時,達到平衡狀態,則反應焓變ΔH<0。根據題圖Ⅰ虛線知,化學反應速率加快,但平衡不移動,因此改變的條件為加入催化劑。5 min時,再充入0.08 mol NO和0.04 mol Cl2,相當于增大壓強,反應③的平衡正向移動,則再次達平衡后混合氣體的平均相對分子質量將增大。反應③2NO(g)+Cl2(g) 2NOCl(g)　ΔH3,由于ΔH3<0,所以升高溫度,平衡逆向移動,K減小,則lgK減小,正確的曲線為乙破題關鍵。25 ℃時,在體積為2 L的恒容密閉容器中通入0.08 mol NO和0.04 mol Cl2發生題述反應③,設消耗氯氣物質的量為x mol,列三段式如下:
　　　　　　　2NO(g)+ Cl2(g) 2NOCl(g)
起始量/mol 0.08 0.04 0
變化量/mol 2x x 2x
平衡量/mol 0.08-2x 0.04-x 2x
由題圖Ⅰ可知,反應前后氣體的壓強之比為6∶5,則(0.08-2x+0.04-x+2x)∶(0.08+0.04)=5∶6,解得x=0.02,平衡常數K3= =100,25 ℃時,lgK=lg100=2,即a=2。(3)在300 ℃、8 MPa下,將二氧化碳和氫氣按物質的量之比為1∶3通入反應容器中,達平衡后測得二氧化碳的平衡轉化率為50%,設投入CO2的物質的量為1 mol,投入H2的物質的量為3 mol,列三段式如下:
　　　　 CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g)
起/mol 1 3 0 0
轉/mol 0.5 1.5 0.5 0.5
平/mol 0.5 1.5 0.5 0.5
分壓=總壓×物質的量分數,則p(CO2)=8 MPa×= MPa,p(H2)=8 MPa×=4 MPa,p(CH3OH)=8 MPa×= MPa, p(H2O)=8 MPa×= MPa,Kp= (MPa)-2= (MPa)-2。
8.C　由于反應是在相同溫度下進行的,所以反應達到平衡時容器①、②中反應的平衡常數相等,A正確;根據熱化學方程式可知放出 23.15 kJ熱量時消耗氮氣的物質的量是23.15 kJ÷92.6 kJ·mol-1= 0.25 mol,因此平衡時氨氣是0.5 mol,則平衡時氮氣、氫氣的物質的量分別為0.75 mol、2.25 mol,氨氣的體積分數為=,由投料可知,①、②為等效平衡,則平衡時②中氨氣的體積分數也是,B正確;根據B中分析可知②中平衡時消耗氮氣的物質的量是 0.9 mol-0.75 mol=0.15 mol,放出的熱量是0.15 mol×92.6 kJ·mol-1= 13.89 kJ,C錯誤;若容器①容積變為0.5 L,相當于減小壓強,平衡向氣體體積增大的逆反應方向移動,所以達平衡時放出的熱量小于23.15 kJ,D正確。
9.B　甲容器中充入1 mol A和3 mol B,乙容器中充入2 mol C,反應在兩容器中達到的平衡互為等效平衡,平衡時甲、乙中C的體積分數:甲=乙,A不正確;Q1=3Q2,則Δn甲(A)=3Δn乙(A),設甲中達到平衡時轉化了x mol A,則Δn乙(A)= mol,(1-x)mol=x mol,x=0.75,則甲容器中A的轉化率為75%,B正確;達到平衡后,A為0.25 mol、B為0.75 mol、C為1.5 mol,再向乙中加入0.25 mol A、0.75 mol B和1.5 mol C,相當于加壓,加壓平衡正向移動,C不正確;乙中發生反應的熱化學方程式:2C(g) A(g)+3B(g)　ΔH=+4Q2 kJ·mol-1,D不正確。
10.D　甲和乙若都是恒溫恒壓,則兩者互為等效平衡,但乙為絕熱恒壓,該反應正反應為放熱反應,則溫度:甲<乙,溫度升高平衡向逆反應方向移動,c(SO2):甲<乙,平衡常數K:甲>乙,A、B項錯誤;丙和丁若都是恒溫恒容,則兩者互為等效平衡,但丁為絕熱恒容,則溫度:丙<丁,溫度越高,反應速率越大,達到平衡所需的時間越短,則達平衡所用的時間:丙>丁,C項錯誤;溫度升高,該平衡向逆反應方向移動,則SO3的體積分數:丙>丁,D項正確。
11.D　CH4只參與一個反應,CH4(g)+CO2(g) 2H2(g)+2CO(g),而CO2參與兩個反應,則反應中CO2的消耗量一定大于甲烷的消耗量,相同溫度下CO2的轉化率一定大于甲烷的轉化率,所以曲線B表示CH4的平衡轉化率隨溫度的變化,曲線A表示CO2的平衡轉化率隨溫度的變化, A正確;①CH4(g)+CO2(g) 2H2(g)+2CO(g)　ΔH=+247.1 kJ·mol-1, ②H2(g)+CO2(g) H2O(g)+CO(g)　ΔH=+41.2 kJ·mol-1,根據蓋斯定律,①+②×2得到反應3CO2(g)+CH4(g) 2H2O(g)+4CO(g)　ΔH= (+247.1 kJ·mol-1)+(+41.2 kJ·mol-1)×2=+329.5 kJ·mol-1,B正確;CH4與CO2重整的反應是一個氣體體積增大的吸熱反應,升高溫度和減小壓強,平衡均向正反應方向移動,有利于提高CH4的平衡轉化率,C正確;催化劑只能改變化學反應速率,不能使平衡移動,所以使用高效催化劑不能改變CH4的平衡轉化率,D錯誤。
規律方法　平衡轉化率的分析與判斷方法
　　以反應aA(g)+bB(g) cC(g)+dD(g)為例,在恒溫恒容條件下進行:
(1)若A、B起始物質的量之比等于化學計量數之比,達到平衡后,A、B的轉化率相等。
(2)若其他條件不變,只增加A的量,平衡正向移動,B的轉化率提高,A的轉化率降低。
(3)若其他條件不變,按原投料比例同倍數地增大(或減小)A、B的濃度,等效于壓縮(或擴大)容器容積,A、B的轉化率與化學計量數有關。同倍數增大c(A)和c(B):
①a+b=c+d,A、B的轉化率不變;
②a+b>c+d,A、B的轉化率增大;
③a+b12.B　根據蓋斯定律,反應①×2+反應②得2CO2(g)+6H2(g) CH3OCH3(g)+3H2O(g)　ΔH=-122.54 kJ·mol-1,增大壓強,該反應平衡正向移動,二甲醚平衡選擇性增大,A錯誤;從題圖2中可知,240 ℃時二甲醚實際選擇性最大,從題圖1中可知,此時CO2實際總轉化率相對較高,則CO2催化加氫合成二甲醚的最佳溫度為240 ℃左右,B正確;反應①為放熱反應,反應③為吸熱反應,升高溫度反應③平衡正向移動,反應①平衡逆向移動,溫度高于290 ℃,CO2平衡總轉化率隨溫度升高而上升的原因為反應③進行程度大于反應①,C錯誤;使用高效催化劑,能加快反應速率但是不能提高平衡時氫氣的轉化率,D錯誤。
2(共40張PPT)
1.改變反應物、生成物濃度對平衡的影響

第三單元 化學平衡的移動
必備知識 清單破
知識點 1 濃度變化對化學平衡的影響(詳見定點1)
固體或純液體濃度可視為定值,改變固體或純液體用量,其濃度保持不變,化學平衡不移動。
2.根據濃度商判斷反應方向
　　對于可逆反應mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g),在一定溫度下的任意時刻,反應物與生成
物的濃度有如下關系。

適當增加相對廉價的反應物或及時分離出生成物,從而提高產物產量、降低成本。
1.其他條件不變時,在有氣體參加的可逆反應中,增大壓強,平衡向氣體總體積減小的方向移
動;減小壓強,平衡向氣體總體積增大的方向移動。對反應前后氣體體積不變的反應,改變容
器體積而改變壓強,同等倍數地改變正、逆反應速率,但化學平衡不移動。
2.恒溫恒容時,充入與該反應無關的氣體(如稀有氣體),正、逆反應速率不變,平衡不移動;恒
溫恒壓條件下,充入稀有氣體,相當于減小壓強,平衡向氣體總體積增大的方向移動。
知識點 2 壓強變化對化學平衡的影響(詳見定點3)
在其他條件不變時,升高溫度,平衡向吸熱反應方向移動;降低溫度,平衡向放熱反應方向
移動。
知識點 3 溫度變化對化學平衡的影響(詳見定點2)
1.平衡移動原理又叫勒夏特列原理:如果改變影響平衡的條件之一(如溫度、壓強,以及參加
反應的化學物質的濃度),平衡將向著能夠減弱這種改變的方向移動。
2.平衡移動的結果是“減弱”外界條件的影響,而不是“消除”外界條件的影響,更不是“扭
轉”外界條件的影響。
知識點 4 勒夏特列原理
知識辨析
1.合成氨工業使用催化劑的目的是使平衡正向移動,提高產率。這種說法對嗎
2.平衡正向移動,反應物的轉化率一定增大。這種說法對嗎
3.改變外界條件使平衡正向移動的原因是v正增大,v逆減小。這種說法對嗎
4.反應2NO2(g) N2O4(g)達到平衡時,若縮小反應容器的容積,則c(NO2)減小。這種說法對
嗎
一語破的
1.不對。使用催化劑不能使平衡正向移動,不能提高產率,只能改變反應速率。
2.不對。例如兩種氣體反應物,增加一種反應物濃度,平衡正向移動,該反應物的轉化率減小,
另一種反應物的轉化率增大。
3.不對。平衡正向移動的原因是v正>v逆,v逆不一定減小。
4.不對。縮小反應容器的容積,反應物、生成物的濃度都瞬間增大,然后平衡移動使c(NO2)再
稍減小,但不會比原平衡時小。

　　若mA(g)+nB(g) pC(g) ΔH<0,m+n其反應速率的變化如下:
關鍵能力 定點破
定點 1 濃度對化學平衡的影響
改變條件 反應速率的變化 平衡移動方向 v-t圖像
① 增大反應物A或
B的濃度 A或B濃度增大瞬間,正反應速率增大,逆反應
速率不變,隨后正反應速率減小,逆反應速率
增大至二者相等 向正反應方向移
動
② 減小生成物C的
濃度 C的濃度減小瞬
間,正反應速率
不變,逆反應速
率減小,隨后正
反應速率減小,
逆反應速率增大
至二者相等 向正反應方向移
動
③ 增大生成物C的
濃度 C的濃度增大瞬
間,正反應速率
不變,逆反應速
率增大,隨后正
反應速率增大,
逆反應速率減小
至二者相等 向逆反應方向移
動
④ 減小反應物A或
B的濃度 A或B濃度減小
瞬間,正反應速
率減小,逆反應
速率不變,隨后
正反應速率增
大,逆反應速率
減小至二者相等 向逆反應方向移
動
結論:當其他條件不變時,增大c(反應物)或減小c(生成物),平衡向正反應方向移動;減小c(反應物)
或增大c(生成物),平衡向逆反應方向移動。
說明:在溶液中進行的可逆反應,如果稀釋溶液,反應物和生成物的濃度都減小,v正和v逆也都減
小,但減小的程度可能不同。
典例 某小組同學欲探究濃度對平衡的影響設計了如下實驗[已知:Fe3++3SCN- Fe(SCN)3]。

(1)ⅰ中觀察到的現象是　　　　　　　　　　 ,請結合化學用語用平衡移動原理進行解
釋:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　 。
溶液血紅色加深
對于平衡:Fe3++3SCN- Fe(SCN)3,增大c(Fe3+),平衡向正反應方向移動,c[Fe(SCN)3]增大,溶液血紅色加深
(2)ⅱ中觀察到溶液血紅色變淺,原因是鐵粉參與了反應:　　　　　　　　　　　 ,減小了
c(Fe3+),使平衡向逆反應方向移動。
(3)ⅲ中觀察到溶液紅色褪去,對此現象產生的原因進行探究:
①甲同學查閱文獻后推測:草酸根離子(C2 )具有還原性,可能與Fe3+反應,產生一種氣體,該
氣體的化學式是　　　 。
②乙同學查閱文獻后推測:Fe3+可能與C2 反應產生Fe(C2O4 (黃色)。
乙同學用靈敏試劑檢驗試管ⅲ中產物,未檢出Fe2+,進一步論證后證實他的推測較為合理。但
是甲同學在12小時后檢驗ⅲ中產物,檢出了Fe2+,對此現象的合理解釋是　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　 。
(4)實驗ⅳ是　　　 的對照實驗。
a.實驗ⅰ　　　b.實驗ⅱ　　　c.實驗ⅲ
Fe+2Fe3+ 3Fe2+
CO2　
Fe3+與C2 發生氧化還原反應速率較慢,Fe3+與C2 反應產生Fe(C2O4 速率較快
a、c
思路點撥：實驗探究濃度對化學平衡的影響,需控制其他條件相同,只使一個量發生變化,所
以實驗中往往由空白實驗進行對照。
解析：(1)對于平衡:Fe3++3SCN- Fe(SCN)3,增大c(Fe3+),平衡向正反應方向移動,
c[Fe(SCN)3]增大,溶液血紅色加深。(2)鐵粉把Fe3+還原為Fe2+,c(Fe3+)減小,使Fe3++3SCN-
Fe(SCN)3平衡向逆反應方向移動,所以ⅱ中溶液血紅色變淺。(3)①C2 能被Fe3+氧化,產生氣體的化學式是CO2;②Fe3+與C2 發生氧化還原反應速率較慢,Fe3+與C2 反應產生Fe(C2O4 速率較
快,所以乙同學用靈敏試劑檢驗試管ⅲ中產物,未檢出Fe2+,甲同學在12小時后檢驗ⅲ中產物,
檢出了Fe2+。(4)實驗ⅳ滴加4滴蒸餾水,保證實驗ⅳ與實驗ⅰ、實驗ⅲ中溶液體積相同,所以
實驗ⅳ是實驗ⅰ、實驗ⅲ的對照實驗。
化學平衡 體系溫度 的變化 反應速率 的變化 平衡移動 的方向 v-t圖像
aA(g)+bB(g)
cC(g)+ dD(g) ΔH>0 升高溫度 v正、v逆同時增大,
且v'正>v'逆 正反應方向
降低溫度 v正、v逆同時減小,
且v'正定點 2 溫度對化學平衡的影響
aA(g)+bB(g)
cC(g)+ dD(g) ΔH<0 降低溫度 v正、v逆同時減小,
且v'正>v'逆 正反應方向
升高溫度 v正、v逆同時增大,
且v'正　　結論:在其他條件不變的情況下,升高溫度,平衡向吸熱反應方向移動;降低溫度,平衡向
放熱反應方向移動。
典例 取五等份NO2,分別加入溫度不同、容積相同的恒容密閉容器中,發生反應:2NO2(g)
N2O4(g) ΔH<0。反應相同時間后,分別測定體系中NO2的體積分數,并作出其隨反應溫度變
化的關系圖。下列示意圖中,可能與實驗結果相符的是 (　 )

D
思路點撥：各容器中NO2的體積分數是反應相同時間后測量的,不一定每個反應均達到平
衡。
解析：反應在不同溫度下進行,相同時間后不一定都達到平衡狀態。若反應都沒有達到平
衡,則溫度較低的容器中NO2含量高。若反應均達到平衡,由于正反應是放熱反應,溫度升高,
NO2的體積分數增大。

1.對于有氣體參與的化學反應
定點 3 壓強對化學平衡的影響
化學平衡 體系壓強 的變化 反應速率 的變化 平衡移動 的方向 v-t圖像
aA(g)+bB(g)
cC(g)+ dD(g) a+b>c+d 增大壓強 v正、v逆同時增大,
且v'正>v'逆 正反應方向
減小壓強 v正、v逆同時減小,
且v'逆>v'正 逆反應方向
aA(g)+bB(g)
cC(g)+ dD(g) a+b且v'逆>v'正 逆反應方向
減小壓強 v正、v逆同時減小,
且v'正>v'逆 正反應方向
aA(g)+bB(g)
cC(g)+ dD(g) a+b=c+d 增大壓強 v正、v逆同時增大,
且v'正=v'逆 不移動
減小壓強 v正、v逆同時減小,
且v'正=v'逆 不移動
2.“惰性”氣體對化學平衡的影響
(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,各氣體組分的分壓減小 體系中
各組分的濃度同等程度地減小

典例 在容積不變的密閉容器中存在如下反應:2A(g)+B(g) 3C(g)+D(s) ΔH<0,某研究小
組研究了在其他條件不變時,改變某一條件對上述反應的影響,下列分析不正確的是 (　 )

A
A.圖Ⅰ表示增大反應物濃度對該平衡的影響
B.圖Ⅱ表示減小壓強對該平衡的影響
C.圖Ⅲ表示溫度對該平衡的影響,溫度:乙>甲
D.圖Ⅳ表示催化劑對該平衡的影響,催化效率:甲>乙
思路點撥：本題考查外界條件對反應速率、化學平衡的影響。速率—時間圖像既要考慮速
率,也要考慮平衡移動。圖像題要看清坐標軸,看清突變點、拐點等。
解析：增大反應物的濃度,正、逆反應速率均增大,在增大的瞬間,逆反應速率與原平衡時速
率相等,不會離開原平衡點,A錯誤;對反應前后氣體體積不變的反應,壓強改變,平衡不移動,減
小壓強反應速率減慢,B正確;曲線乙先達到拐點,說明乙的溫度高于甲,C正確;催化劑不影響
化學平衡,但可以縮短反應達到平衡所用時間,D正確。
1.等效平衡的含義
　　在一定條件(恒溫恒容或恒溫恒壓)下,同一可逆反應體系,不管從正反應開始,還是從逆
反應開始,達到化學平衡狀態時,同種物質的百分含量(質量分數、物質的量分數、體積分數)
相同,這樣的化學平衡互稱為等效平衡。
定點 4 等效平衡
等效平衡類型 全等效平衡 相似等效平衡 條件 恒溫、恒容 恒溫、恒容 恒溫、恒壓
反應的特點 任何可逆反應 反應前后氣體分子數相等 任何可逆反應
起始投料 換算為化學方程式同一邊物質,其“量”相同 換算為化學方程式同一邊物質,其“量”符合同一比例 換算為化學方程式同一邊物質,其“量”符合同一比例
2.等效平衡的類型和規律
平衡特點 質量分數 相同 相同 相同
濃度 相同 成比例 相同(氣體)
物質的量 相同 成比例 成比例
思維建模 不同條件下等效平衡的思維模式
(1)構建恒溫、恒容平衡思維模式
　　新平衡狀態可看作兩個原平衡狀態簡單的疊加并壓縮而成,相當于增大壓強,如圖所示:
(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)
　　新平衡狀態可看作兩個原平衡狀態簡單的疊加,壓強不變,平衡不移動,如圖所示:
1.改變壓強或溫度
　　溫度或壓強改變后,若能使化學平衡向正反應方向移動,則反應物的轉化率一定增大,若
平衡逆向移動,則反應物的轉化率減小。
2.改變反應物用量
　　對于反應aA(g)+bB(g) cC(g)+dD(g):
(1)若只增加A的量,平衡正向移動,則A的轉化率減小,B的轉化率增大。
(2)若在恒溫恒壓條件下,同等倍數地增大A、B的物質的量,平衡不移動,A、B的轉化率不
變。
定點 5 化學平衡移動與平衡轉化率的關系
(3)若在恒溫恒容條件下,同等倍數地增大A、B的物質的量,A、B的轉化率與氣態物質的化
學計量數有關:
a+b=c+d,平衡不移動,A、B轉化率不變;
a+b>c+d,平衡正向移動,A、B轉化率增大;
a+b
情境探究
氮和硫的化合物在生產、生活中具有重要應用。在恒溫恒容條件下,1 mol NO2和足量C發生
反應:2NO2(g)+2C(s) N2(g)+2CO2(g),測得平衡時NO2和CO2的物質的量濃度與總壓強的關
系如圖所示。

素養 變化觀念與平衡思想——運用變化觀念與平衡思想解決圖像類試題
學科素養 情境破
問題1 A、B兩點的濃度平衡常數Kc(A)與Kc(B)大小關系
提示 平衡常數只受溫度影響,A、B兩點的溫度相同,所以Kc(A)=Kc(B)。
問題2 A、B、C三點中NO2的平衡轉化率最高的是
提示 增大壓強,平衡向氣體體積減小的方向移動,該反應的正反應是氣體體積增大的反應,
所以增大壓強,平衡逆向移動,NO2的平衡轉化率減小,則A、B、C三點中NO2的平衡轉化率最
高的是A點。
提示 在C點時,二氧化碳與二氧化氮的濃度相等,根據反應2NO2(g)+2C(s) N2(g)+2CO2(g)
可知,平衡時二氧化碳的濃度為氮氣的2倍,所以混合氣體中CO2的體積分數為 ,NO2的體
積分數為 ,N2的體積分數為 ,則該反應的壓強平衡常數Kp= = MPa=
2 MPa。
問題3 C點時該反應的壓強平衡常數Kp(Kp是用平衡分壓代替平衡濃度計算的平衡常數,分壓=
總壓×物質的量分數)是多少
講解分析
化學平衡圖像題解題技巧

例題 在特定環境中有效地處理CO2具有重要的研究價值。CO2的轉化途徑之一為CO2(g)+
3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g) ΔH<0。請回答下列問題:
(1)上述反應自發進行的條件為　　　　 (“高溫”“任意溫度”或“低溫”)。
(2)某實驗小組對該反應進行了如下探究:向Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三個容積均為2 L的相同的恒容密閉
容器中分別投入1 mol CO2、3 mol H2,同時在Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三個容器中分別加入等量的催化劑
A、催化劑B和催化劑C,控制反應的溫度,發生反應。測定在相同時間內CO2的轉化率隨溫度
的變化曲線如圖所示。
典例呈現
低溫
①催化劑對反應的催化效果由強到弱的順序為　　　 >　　　 >　　　 (選填“A”
“B”或“C”);
②b點時v(正)　　　 v(逆)(填“>”“<”或“=”);
③圖中a、c點均表示反應已經達到平衡狀態,a點CO2的平衡轉化率比c點高的原因是　　
　　　　　　　　　 　　　　 ;
④T4 K時,此反應的平衡常數K=　　　 (結果保留兩位小數)。
A
B
C
>
該反應為放熱反應,溫度升高,平衡逆向移動
9.26
素養解讀：圖像類試題是以圖像為試題的信息來源,精心設計問題的一種信息處理和分析
題。通過對圖像類試題信息的規范審讀,進一步提高學生獲取信息的能力,提升學生對圖像
的分析與識別能力以及數據讀取、分析與處理能力,培養變化觀念與平衡思想、證據推理與
模型認知的化學學科核心素養。
信息提取：

解題思路：(1)該反應的ΔH<0,ΔS<0,當ΔH-TΔS<0時反應自發進行,則溫度較低時,反應自發進行。(2)①催化劑能改變反應速率,不影響平衡轉化率,在反應未達到平衡狀態時,相同溫度
時,催化劑催化效果越好,反應速率越大,則反應相同時間時CO2的轉化率越高,由圖可知,催化劑
的催化效果由強到弱的順序為A>B>C;②b點時,反應未達到平衡狀態,則反應向正反應方向進行,
所以v(正)>v(逆);③該反應為放熱反應,反應達到平衡狀態時繼續升高溫度,平衡向逆反應方向
移動,CO2的轉化率降低;④T4 K時,反應達到平衡時二氧化碳的轉化率為80.00%,則反應消耗二氧
化碳的物質的量為1 mol×80.00%=0.8 mol,列三段式:
CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g)
起始(mol/L)　 0.5　　1.5　　 0　　 0
轉化(mol/L)　 0.4　　1.2　　 0.4　　 0.4
平衡(mol/L)　 0.1　　0.3　　 0.4　　 0.4
則此反應的平衡常數K= ≈59.26。
思維升華
　　圖像類試題形式多樣,有其特殊性。它將化學基本概念、基本理論和其他基礎知識綜合
起來,并將變化過程中的定量(或定性)關系以圖像形式表示出來,可考查學生看圖、識圖、發
掘圖像的隱含信息和相互聯系的能力。解答圖像類試題,分析圖像要抓住有關概念、反應規
律、物質性質,特別是圖像特征,會分析辨識圖中原點、拐點、交點、終點等的意義,對
“數”“形”“義”“性”進行綜合思考,從中發掘隱含信息快速解題。

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