资源简介

(共374张PPT)
一轮重点巩固
方向比努力更重要
研究考纲·辨明考向
衡
状
态
学
化
平
与
移
动
建
的
立
考纲解读 考向预测
1.了解化学反应的可逆性及化学平衡的建立。 2.掌握化学平衡的特征。 3.理解外界条件(浓度、温度、压强、催化剂等)对化学平衡的影响，能用相关理论解释其一般规律。 4.了解化学平衡的调控在生活、生产和科学研究领域中的重要作用。 1.通过对近几年高考试题的分析，本部分内容考查的知识点和题目形式比较明确，题目难度一般中档偏上，多侧重于各知识点的综合考查，在填空题中的情境多侧重于与生产实际的联系。
2．题目多以图象、图表等形式呈现。知识内容考查包括定性和定量两个方面。定性方面包括：①化学平衡概念的分析；②确定某种情况是否是化学平衡状态的特征；③常常借助热化学方程式考查外界条件改变对化学平衡移动方向和结果的判断。
考纲要求
核心素养 思维导图
1.变化观念与平衡思想：能从化学平衡常数的角度分析化学反应，运用化学平衡常数解决问题。能多角度、动态地分析化学反应的转化率，运用化学反应原理解决实际问题。 2.证据推理与模型认知：知道可以通过分析、推理等方法认识研究对象的本质特征、构成要素及其相互关系，建立模型。能运用模型(Qc与K的关系)解释化学平衡的移动，揭示现象的本质和规律。 3.科学态度与社会责任：具有可持续发展意识和绿色化学观念，能运用化学平衡原理对与化学有关的社会热点问题做出正确的价值判断。
名师备考建议
化学反应速率与化学平衡是高考的重点、热点与难点，其重要性不言而喻，试题难度以中等或中等偏难为主，复习时应注意：
(1)注重对原理的理解，特别是浓度、压强对化学反应速率及化学平衡的影响，要理解规律的实质，总结反常情况。
(2)要理清概念，理清速率的变化与化学平衡移动的关系、理清转化率的变化与化学平衡移动的关系，理清焓变、熵变与化学反应方向的关系等。
(3)解答问题时，首先要把握化学反应的特点，利用化学反应速率的相关理论、平衡移动原理、图像分析技巧等，通过细致的分析，作出正确的判断。
(4)注意相关题型的演练，特别是化学平衡图像的题型，要尽可能多地练习各种题型，熟悉常见考查方式，对各种题型的解决方法，做到心中有数。
(5)注重方法的总结，例如利用三段式解题模板解决化学平衡的有关计算，根据“先拐先平速率大”的原理分析解决化学平衡图像的问题等。
预计在2024年高考中仍然会延续近几年的题型特点，会进一步将化学平衡移动原理与化工生产、生活实际相结合，考查化学反应速率和化学平衡移动在社会生产、生活、科学等领域的应用，考生应予以重视。
真题再现·明确考向
√
1．(2023年广东卷)催化剂Ⅰ和Ⅱ均能催化反应R(g) P(g)。反应历程(下图)中，M为中间产物。其它条件相同时，下列说法不正确的是
A．使用Ⅰ和Ⅱ，反应历程都分4步进行
B．反应达平衡时，升高温度，R的浓度
增大
C．使用Ⅱ时，反应体系更快达到平衡
D．使用Ⅰ时，反应过程中M所能达到
的最高浓度更大
解析：A．由图可知两种催化剂均出现四个波峰，所以使用Ⅰ和Ⅱ，反应历程都分4步进行，A正确；
B．由图可知反应是该为放热反应，故达平衡时，升高T平衡向左移动，c(R)增大，B正确；
C．由图可知Ⅰ的最高活化能小于Ⅱ的最高活化能，所以使用Ⅰ时反应速率更快，反应体系更快达到平衡，C错误；
D．由图可知在前两个历程中使用Ⅰ活化能较低反应速率较快，后两个历程中使用Ⅰ活化能较高反应速率较慢，所以使用Ⅰ时，反应过程中M所能达到的最高浓度更大，D正确；
2. (2023年江苏卷)二氧化碳加氢制甲烷过程中的主要反应为：
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
在密闭容器中，1.01×105Pa、n起始(CO2)∶n起始(H2)
＝1∶4时，CO2平衡转化率、在催化剂作用下反应
相同时间所测得的CO2实际转化率随温度的变化
如题图所示。CH4的选择性可表示为
×100%。下列说法正确的是
√
A．反应2CO(g)＋2H2(g)＝CO2(g)＋CH4(g)的焓变△H＝－205.9kJ mol-1
B．CH4的平衡选择性随着温度的升高而增加
C．用该催化剂催化二氧化碳反应的最佳温度范围约为480~530℃
D．450℃时，提高 的值或增大压强，均能使CO2平衡转化率达到
X点的值
√
√
4. (2022年北京卷)某MOFs的多孔材料刚好可将N2O4 “固定”，实现了NO2与N2O4分离并制备HNO3，如图所示：
己知：2NO2(g) N2O4(g) △H＜0
下列说法不正确的是
A. 气体温度升高后，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. 制备HNO3的原理为：2N2O4＋O2＋2H2O＝4HNO3
D. 每制备0.4molHNO3，转移电子数约为6.02×1022
解析：A．二氧化氮转化为四氧化二氮的反应为放热反应，升高温度，平衡向逆反应方向移动，四氧化二氮的浓度减小，所以气体温度升高后，不利于四氧化二氮的固定，故A正确；
B．四氧化二氮被固定后，四氧化二氮的浓度减小，二氧化氮转化为四氧化二氮的平衡向正反应方向移动，二氧化氮的浓度减小，所以四氧化二氮被固定后，有利于二氧化氮的去除，故B正确；
C．由题意可知，被固定后的四氧化二氮与氧气和水反应生成硝酸，反应的化学方程式为2N2O4＋O2＋2H2O＝4HNO3，故C正确；
D．四氧化二氮转化为硝酸时，生成1mol硝酸，反应转移1mol电子，则每制备0.4mol硝酸，转移电子数约为0.4mol×6.02×1023＝2.408×1023，故D错误；
√
5. (2022年广东卷)恒容密闭容器中，BaSO4(s)＋4H2(g) BaS(s)＋4H2O(g)在不同温度下达平衡时，各组分的物质的量(n)如图所示。下列说法正确的是
A. 该反应的△H＜0
B. a为n(H2O)随温度的变化曲线
C. 向平衡体系中充入惰性气体，平衡不移动
D. 向平衡体系中加入BaSO4，H2的平衡转化率增大
解析：A．从图示可以看出，平衡时升高温度，氢气的物质的量减少，则平衡正向移动，说明该反应的正反应是吸热反应，即ΔH＞0，故A错误；
B．从图示可以看出，在恒容密闭容器中，随着温度升高氢气的平衡时的物质的量减少，则平衡随着温度升高正向移动，水蒸气的物质的量增加，而a曲线表示的是物质的量不随温度变化而变化，故B错误；
C．容器体积固定，向容器中充入惰性气体，没有改变各物质的浓度，平衡不移动，故C正确；
D．BaSO4是固体，向平衡体系中加入BaSO4，不能改变其浓度，因此平衡不移动，氢气的转化率不变，故D错误；
√
6. (2021年北京卷) NO2和N2O4存在平衡:2NO2(g) N2O4(g) △H<0。下列分析正确的是
A. 1 mol平衡混合气体中含1 mol N原子
B. 断裂2 mol NO2中的共价键所需能量小于断裂1 mol N2O4中的共价键所需能量
C. 恒温时，缩小容积，气体颜色变深，是平衡正向移动导致的
D. 恒容时，水浴加热，由于平衡正向移动导致气体颜色变浅
解析：A．1molNO2含有1molN原子，1molN2O4含有2molN原子，现为可逆反应，为NO2和N2O4的混合气体，1 mol平衡混合气体中所含原子大于1 mol N，A项错误；
B．反应2NO2(g) N2O4(g)为放热反应，故完全断开2molNO2分子中的共价键所吸收的热量比完全断开1molN2O4分子中的共价键所吸收的热量少，B项正确；
C．气体体积压缩，颜色变深是因为体积减小，浓度变大引起的，C项错误；
D．放热反应，温度升高，平衡逆向移动，颜色加深，D项错误。
7. (2021年广东卷)化学是以实验为基础的科学。下列实验操作或做法正确且能达到目的的是
选项 操作或做法 目的
A 将铜丝插入浓硝酸中 制备NO
B 将密闭烧瓶中的NO2降温 探究温度对平衡移动的影响
C 将溴水滴入KI溶液中，加入乙醇并振荡 萃取溶液中生成的碘
D 实验结束，将剩余NaCl固体放回原试剂瓶 节约试剂
√
解析：A．将铜丝插入浓硝酸中开始会产生二氧化氮，不能达到实验目的，A不符合题意；
B．二氧化氮气体在一定条件下存在平衡：2NO2 N2O4，正反应为放热反应，NO2为红棕色气体，将密闭烧瓶中NO2降温，会使该平衡向正反应方向移动，气体颜色变浅，因此可达到实验目的，B符合题意；
C．乙醇与水互溶，不能作碘单质的萃取剂，做法不正确，C不符合题意；
D．一般情况下，剩余试剂需放到指定的容器中，不能放回原试剂瓶，以防污染原试剂，操作错误，D不符合题意；故选B。
8. (2021年海南卷)制备水煤气的反应C(s)＋H2O H2(g)＋CO(g) △H＞0，下列说法正确的是
A. 该反应△S＜0
B. 升高温度，反应速率增大
C. 恒温下，增大总压，H2O(g)的平衡转化率不变
D. 恒温恒压下，加入催化剂，平衡常数增大
√
解析：A．该反应的正反应是气体体积增大的反应，所以△S＞0，A错误；
B．升高温度，物质的内能增加，分子运动速率加快，有效碰撞次数增加，因此化学反应速率增大，B正确；
C．恒温下，增大总压，化学平衡向气体体积减小的逆反应方向移动，使H2O(g)的平衡转化率减小，C错误；
D．恒温恒压下，加入催化剂，化学平衡不移动，因此化学平衡常数不变，D错误；
9. (2021年辽宁卷) 某温度下，在恒容密闭容器中加入一定量X，发生反应2X(s) Y(s)＋Z(g)，一段时间后达到平衡。下列说法错误的是
A. 升高温度，若c(Z)增大，则△H＞0
B. 加入一定量Z，达新平衡后m(Y)减小
C. 加入等物质的量的Y和Z，达新平衡后c(Z)增大
D. 加入一定量氩气，平衡不移动
√
解析：A．根据勒夏特列原理可知，升高温度，化学平衡向着吸热反应方向移动，而c(Z)增大，说明平衡正向移动，故则△H＞0，A正确；
B．加入一定量Z，Z的浓度增大，平衡逆向移动，故达新平衡后m(Y)减小，B正确；
C．加入等物质的量的Y和Z，Z的浓度增大，平衡逆向移动，由于X、Y均为固体，故K=c(Z)，达新平衡后c(Z)不变，C错误；
D．加入一定量氩气，加入瞬间，X、Z的浓度保持不变，故正、逆反应速率不变，故平衡不移动，D正确。
√
10. (2021年1月八省联考辽宁卷)某温度下，在一恒容密闭容器中进行如下两个反应并达到平衡：
①2X(g)+Y(g) Z(s)+ 2Q(g) △H1＜0
②M(g)+N(g) R(g)+Q(g) △H2＞0
下列叙述错误的是
A. 加入适量Z，①和②平衡均不移动 B. 通入稀有气体Ar，①平衡正向移动
C. 降温时无法判断Q浓度的增减 D. 通入Y，则N的浓度增大
解析：A．Z为固体，加入适量Z不影响反应①的平衡移动，而反应②与Z无关，故加入Z也不影响反应②的平衡移动，A正确；
B．通入稀有气体Ar，由于容器体积不变，故气体浓度不发生改变，反应①的平衡不移动，B错误；
C．温度降低，反应①逆向进行，反应②正向进行，但两个反应中反应物的起始浓度未知，故无法判断Q浓度的增减，C正确；
D．通入气体Y，反应①平衡正向移动，Q的浓度增大，导致反应②平衡逆向进行，则N的浓度增大，D正确；答案选B。
√
12．(2020年浙江卷)一定条件下：2NO2 (g) N2O4 (g) △H＜0 。在测定NO2的相对分子质量时，下列条件中，测定结果误差最小的是
A．温度0℃、压强50KPa B．温度130℃、压强300KPa
C．温度25℃、压强100KPa D．温度130℃、压强50KPa
√
解析：测定二氧化氮的相对分子质量，要使测定结果误差最小，应该使混合气体中NO2的含量越多越好，为了实现该目的，应该改变条件使平衡尽可以地逆向移动。该反应是一个反应前后气体分子数减小的放热反应，可以通过减小压强、升高温度使平衡逆向移动，则选项中，温度高的为130℃，压强低的为50kPa，结合二者选D。答案为D。
A．升高温度、增大压强均有利于提高CH4的平衡转化率
B．曲线B表示CH4的平衡转化率随温度的变化
C．相同条件下，改用高效催化剂能使曲线A和曲线B相重叠
D．恒压、800K、n(CH4)：n(CO2)=1:1条件下，反应至CH4转化率达到X点的
值，改变除温度外的特定条件继续反应，CH4转化率能达到Y点的值
√
√
解析：A．甲烷和二氧化碳反应是吸热反应，升高温度，平衡向吸热反应即正向移动，甲烷转化率增大，甲烷和二氧化碳反应是体积增大的反应，增大压强，平衡逆向移动，甲烷转化率减小，故A错误；
B．根据两个反应得到总反应为CH4(g)＋2CO2(g) ＝ H2(g)＋3CO(g) ＋H2O (g)，加入的CH4与CO2物质的量相等，CO2消耗量大于CH4，因此CO2的转化率大于CH4，因此曲线B表示CH4的平衡转化率随温度变化，故B正确；
C．使用高效催化剂，只能提高反应速率，但不能改变平衡转化率，故C错误；
D．800K时甲烷的转化率为X点，可以通过改变二氧化碳的量来提高甲烷的转化率达到Y点的值，故D正确。综上所述，答案为BD。
14．(2020年天津)已知 [Co(H2O)6]2+呈粉红色，[CoCl4]2－呈蓝色，[ZnCl4]2－为无色。现将CoCl2溶于水，加入浓盐酸后，溶液由粉红色变为蓝色，存在以下平衡：[Co(H2O)6]2+＋4Cl- [CoCl4]2－＋6H2O △H，用该溶液做实验，溶液的颜色变化如下：
以下结论和解释正确的是
A．等物质的量的[Co(H2O)6]2+和[CoCl4]2－中σ键数之比为3∶2
B．由实验①可推知△H<0
C．实验②是由于c(H2O)增大，导致平衡逆向移动
D．由实验③可知配离子的稳定性：[ZnCl4]2－＞[CoCl4]2－
√
解析：A．1个[Co(H2O)6]2+中含有18个σ键，1个[CoCl4]2 中含有4个σ键，等物质的量的[Co(H2O)6]2+和[CoCl4]2 所含σ键数之比为18:4=9:2，A错误；
B．实验①将蓝色溶液置于冰水浴中，溶液变为粉红色，说明降低温度平衡逆向移动，则逆反应为放热反应，正反应为吸热反应， H>0，B错误；
C．实验②加水稀释，溶液变为粉红色，加水稀释，溶液的体积增大，[Co(H2O)6]2+、[CoCl4]2 、Cl 浓度都减小，[Co(H2O)6]2+、Cl 的化学计量数之和大于[CoCl4]2 的化学计量数，则瞬时浓度商>化学平衡常数，平衡逆向移动，C错误；
D．实验③加入少量ZnCl2固体，溶液变为粉红色，说明Zn2+与Cl 结合成更稳定的[ZnCl4]2 ，导致溶液中c(Cl )减小，平衡逆向移动，则由此说明稳定性：[ZnCl4]2 >[CoCl4]2 ，D正确；
√
解析：A．已知反应达平衡时c(X)=0.3mol/L，其他条件不变，若容器缩小到原来的1/2，如果化学平衡不移动，c(X)=0.6mol/L，但实际再次达到平衡时c(X)=0.5mol/L，说明加压后化学平衡正向移动，故A错误；
B．结合题意可知正反应是气体总体积减少的反应，如果Y为固体或液体，则必须满足m>2m，显然不可能成立，所以Y只能是气体，故B错误；
C．由B项分析可知，Y是气体，要满足m+n>2m，则n>m，故C正确；
D．根据分析知，化学平衡向右移动，Z的体积分数是增大的，故D错误；
16.(2019年海南，3)反应C2H6(g) C2H4(g)＋H2(g)　ΔH>0，在一定条件下于密闭容器中达到平衡。下列各项措施中，不能提高乙烷平衡转化率的是
A.增大容器容积 B.升高反应温度
C.分离出部分氢气 D.等容下通入惰性气体
√
解析：A．该反应的正反应是气体体积增大的吸热反应，增大反应容器的容积，体系的压强减小，化学平衡正向移动，能提高乙烷平衡转化率，A不符合题意；B．该反应的正反应是气体体积增大的吸热反应，升高反应温度，化学平衡正向移动，可提高乙烷的平衡转化率，B不符合题意；C．分离出部分氢气，减少了生成物浓度，平衡正向移动，可提高乙烷的平衡转化率，C不符合题意；D．等容下通入惰性气体，体系的总压强增大，物质的浓度不变，因此化学平衡不移动，对乙烷的平衡转化率无影响，D符合题意。
17．(2019年天津)某容积为1L的密闭容器中通入1mol CO2和3mol H2，发生反应：CO2(g)＋3H2(g) CH3OH(g)＋H2O(g) ΔH＜0。下列有关说法正确的是
A．该反应在高温下才能自发进行
B．再加入一定量CO2，则n(CH3OH)/n(CO2)减小
C．温度升高，反应的平衡常数K增大
D．当CO2和H2转化率相等时，该反应达到化学平衡
√
解析：A．根据复合平判据ΔG=ΔH-TΔS，ΔH＜0，ΔS＜0，且ΔG＜0时，反应自发进行，因此该反应在低温条件下自发进行，A错误；
B．再加入一定量CO2，平衡正向移动，n(CH3OH)增大，但是n(CO2)的增大幅度大于n(CH3OH)，因此n(CH3OH)/n(CO2)减小，B正确；
C．温度升高，平衡向吸热的逆向移动，因此反应的平衡常数K减小，C错误；
D．初始投料CO2和H2的物质的量之比为1∶3，反应过程中，CO2和H2转化量之比为1∶3，因此不管是否平衡，两者的转化率始终相等，D错误。故答案B。
18. (2019年浙江4月选考，17)下列说法正确的是
A.H2(g)＋I2(g) 2HI(g)，其他条件不变，缩小反应容器体积，正逆反应速
　率不变
B.C(s)＋H2O(g)　 H2(g)＋CO(g)，碳的质量不再改变说明反应已达平衡
C.若压强不再随时间变化能说明反应2A(？)＋B(g) 2C(？)已达平衡，则A、
　C不能同时是气体
D.1 mol N2和3 mol H2反应达到平衡时H2转化率为10%，放出的热量为Q1；在
　相同温度和压强下，当2 mol NH3分解为N2和H2的转化率为10%时，吸收
　的热量为Q2，Q2不等于Q1
√
解析：A项，该可逆反应的反应前后气体的化学计量数不发生变化，当缩小反应容器体积，相当于加压，正逆反应速率同等程度增加，错误；
B项，在建立平衡前，碳的质量不断改变，达到平衡时，质量不变，因而碳的质量不再改变说明反应已达平衡，正确；
C项，若压强不再改变说明反应达到平衡，表明反应前后气体的化学计量数不等，故A、C可能均为气体，错误；
D项，易知N2(g)＋3H2(g)　 2NH3(g)　ΔH，合成氨气实际参与反应n(H2)＝
3 mol×10%＝0.3 mol，因而Q1＝　 ×|ΔH|＝0.1|ΔH|，分解氨气时实际消耗的n(NH3)＝2 mol×10%＝0.2 mol，Q2＝ ×|ΔH|＝0.1|ΔH|，则Q1＝Q2，错误。
√
19．(2018年浙江4月选考)]反应N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g) △H<0，若在恒压绝热的容器中发生，下列选项表明一定已达平衡状态的是
A．容器内的温度不再变化
B．容器内的压强不再变化
C．相同时间内，断开H－H键的数目和生成N－H键的数目相等
D．容器内气体的浓度c(N2)∶c(H2)∶c(NH3)＝1∶3∶2
解析：根据化学平衡状态的特征解答，当反应达到平衡状态时，正逆反应速率相等，各物质的浓度、百分含量不变，据此分析解答。
A．绝热容器，温度不再改变，说明正逆反应速率相等，该反应达到平衡状态，故A正确；
B．该反应在恒压条件下进行，压强始终不变，不能根据压强判断平衡状态，故B错误；
C．相同时间内，断开H-H键的数目和生成N-H键的数目相等，表示的都是正反应，且不满足计量数关系，无法判断是否达到平衡状态，故C错误；
D．容器内气体的浓度c(N2)∶c(H2)∶c(NH3)=1∶3∶2，无法判断各组分的浓度是否发生变化，则无法判断平衡状态，故D错误；故选A。
√
解析：A项，ΔH＜0，正反应放热，升高温度平衡向逆反应方向移动，平衡常数减小，A错误；
B项，比较方程式气体的计量数关系，反应前气体的化学计量数之和等于反应后气体的计量数之和，则减小压强，平衡不移动，n(CO2)不变，B错误；
C项，催化剂能改变反应速率，但不会引起化学平衡的移动，所以α(CO)不变，C错误；
D项，充入一定量的氮气，平衡向气体体积增大的方向移动，但该反应前后气体体积不变，平衡不移动，n(H2)不变，D正确。
21. (2023年湖北卷节选)纳米碗C40H10是一种奇特的碗状共轭体系。高温条件下，C40H10可以由C40H20分子经过连续5步氢抽提和闭环脱氢反应生成。
(4)1200K时，假定体系内只有反应C40H12(g)C40H10(g)＋H2(g)发生，反应过程中压强恒定为P0(即C40H12的初始压强)，平衡转化率为α，该反应的平衡常数Kp
为____________(用平衡分压代替平衡浓度计算，分压＝总压×物质的量分数)。
(6)下列措施既能提高反应物的平衡转化率，又能
增大生成C40H10的反应速率的是____(填标号)。
a．升高温度 b．增大压强 c．加入催化剂
在反应过程中，断裂和形成的化学键相同
a
22. (2023年浙江1月选考) “碳达峰·碳中和”是我国社会发展重大战略之一，CH4还原CO2是实现“双碳”经济的有效途径之一，相关的主要反应有：
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
请回答：
(1)有利于提高CO2平衡转化率的条件是___________。
A. 低温低压 B. 低温高压 C. 高温低压 D. 高温高压
(2)反应CH4(g)＋3CO2(g) 4CO(g)＋2H2O(g)的△H＝_________kJ mol－1，K＝________(用K1，K2表示)。
C
+329
(3)恒压、750℃时，CH4和CO2按物质的量之比1∶3投料，反应经如下流程(主要产物已标出)可实现
CO2高效转化。
①下列说法正确的是___________。
A．Fe3O4可循环利用，CaO不可循环利用
B．过程ⅱ，CaO吸收CO2可促使Fe3O4氧化CO的平衡正移
C．过程ⅱ产生的H2O最终未被CaO吸收，在过程ⅲ被排出
D．相比于反应Ⅰ，该流程的总反应还原1molCO2需吸收的能量更多
BC
②过程ⅱ平衡后通入He，测得一段时间内CO物质的量上升，根据过程ⅲ，结合平衡移动原理，解释CO物质的量上升的原因__________________________
————————————————————— 。
通入He，CaCO3分解平衡正移，导致 增大，促进Fe还原CO2平衡正移
(4)CH4还原能力(R)可衡量CO2转化效率，R＝△n(CO2)/△n(CH4) (同一时段内CO2与CH4的物质的量变化量之比)。
①常压下CH4和CO2按物质的量之比1∶3投料，某一时段内CH4和CO2的转化率随温度变化如图1，请在图2中画出400～1000℃间R的变化趋势，并标明1000℃时R值___________。
②催化剂X可提高R值，另一时段内CH4转化率、R值随温度变化如下表：
温度/℃ 480 500 520 550
CH4转化率/% 7.9 11.5 20.2 34.8
R 2.6 2.4 2.1 1.8
下列说法不正确的是___________
A．R值提高是由于催化剂X选择性地提高反应Ⅱ的速率
B．温度越低，含氢产物中H2O占比越高
C．温度升高，CH4转化率增加，CO2转化率降低，R值减小
D．改变催化剂提高CH4转化率，R值不一定增大
C
②A．R值提高是由于催化剂X选择性地提高反应Ⅱ的速率，使单位时间内反应Ⅱ中CO2的转化率增大，△n(CO2)增大的倍数比△n(CH4)大，则R提高，选项A正确；
B．根据表中数据可知，温度越低，CH4转化率越小，而R越大，△n(CO2)增大的倍数比△n(CH4)大，含氢产物中H2O占比越高，选项B正确；
C．温度升高，CH4转化率增加，CO2转化率也增大，且两个反应中的CO2转化率均增大，增大倍数多，故R值增大，选项C不正确；
D．改变催化剂使反应有选择性按反应Ⅰ而提高CH4转化率，若CO2转化率减小，则R值不一定增大，选项D正确；
23. (2023年浙江6月选考)水煤气变换反应是工业上的重要反应，可用于制氢。
水煤气变换反应：CO(g)＋H2O(g) CO2(g)＋H2(g) △H＝－41.2kJ mol－1
该反应分两步完成：
3Fe2O3(s)＋CO(g) 2Fe3O4(s)＋CO2(g) △H1＝－47.2kJ mol－1
2Fe3O4(s)＋H2O(g) 3Fe2O3(s)＋H2(g) △H2
请回答：
(1)△H2＝_______kJ mol－1。
6
(2)恒定总压1.70MPa和水碳比[n(H2O) /n(CO)＝12∶5] 投料，在不同条件下达到平衡时CO2和H2的分压(某成分分压＝总压×该成分的物质的量分数)如下表：
P(CO2)/MPa P(H2)/MPa P(CH4)/MPa
条件1 0.40 0.40 0
条件2 0.42 0.36 0.02
①在条件1下，水煤气变换反应的平衡常数K＝___________。
②对比条件1，条件2中H2产率下降是因为发生了一个不涉及CO2的副反应，写出该反应方程式___________________________________________。
2
CO＋3H2 CH4＋H2O
(3)下列说法正确的是______。
A. 通入反应器的原料气中应避免混入O2
B. 恒定水碳比[n(H2O) /n(CO)]，增加体系总压可提高H2的平衡产率
C. 通入过量的水蒸气可防止Fe3O4被进一步还原为Fe
D. 通过充入惰性气体增加体系总压，可提高反应速率
(4)水煤气变换反应是放热的可逆反应，需在多个催化剂反应层间进行降温操作以“去除”反应过程中的余热(如图1所示)，保证反应在最适宜温度附近进行。
AC
①在催化剂活性温度范围内，图2中b－c段对应降温操作的过程，实现该过程的一种操作方法是________。
A．按原水碳比通入冷的原料气 B．喷入冷水(蒸气)
C．通过热交换器换热
AC
②若采用喷入冷水(蒸气)的方式降温，在图3中作出CO平衡转化率随温度变化的曲线____。
(5)在催化剂活性温度范围内，水煤气变换反应的历程包含反应物分子在催化剂表面的吸附(快速)、反应及产物分子脱附等过程。随着温度升高，该反应的反应速率先增大后减小，其速率减小的原因是___________________________
__________________________________________________________________
__________________________________________________________________
_________________________。
温度过高时，不利于反应物分子在催化剂表面的吸附，从而导致其反应物分子在催化剂表面的吸附量及浓度降低，反应速率减小；温度过高还会导致催化剂的活性降低，从而使化学反应速率减小
解析：(1)设方程式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
根据盖斯定律可知，③＝①－②，则△H2＝△H－△H1＝(-41.2kJ mol－1)－(-47.2kJ mol－1)＝6kJ mol－1；
(2)①条件1下没有甲烷生成，只发生了水煤气变换反应，该反应是一个气体分子数不变的反应。设在条件1下平衡时容器的总体积为V，水蒸气和一氧化碳的投料分别为12mol和5mol，参加反应的一氧化碳为xmol，根据已知信息可得以下三段式：
(3)A．一氧化碳和氢气都可以和氧气反应，则通入反应器的原料气中应避免混入O2，A正确；
B．该反应前后气体计量系数相同，则增加体系总压平衡不移动，不能提高平衡产率，B错误；
C．通入过量的水蒸气可以促进四氧化三铁被氧化为氧化铁，水蒸气不能将铁的氧化物还原为单质铁，但过量的水蒸气可以降低体系中CO和H2的浓度，从而防止铁的氧化物被还原为单质铁，C正确；
D．若保持容器的体积不变，通过充入惰性气体增加体系总压，反应物浓度不变，反应速率不变，D错误；
(4)①A．按原水碳比通入冷的原料气，可以降低温度，同时化学反应速率稍减小，导致CO的转化率稍减小，与图中变化相符，A正确；
B．喷入冷水(蒸气)，可以降低温度，但是同时水蒸气的浓度增大，会导致CO的转化率增大，与图中变化不符，B错误；
C．通过热交换器换热，可以降低温度，
②增大水蒸气的浓度，平衡正向移动，
则一氧化碳的的平衡转化率增大，
会高于原平衡线，故图像为：
且不改变投料比，同时化学
反应速率稍减小，导致CO的
转化率稍减小，与图中变化相符，C正确；
(5)反应物分子在催化剂表面的吸附是一个放热的快速过程，温度过高时，不利于反应物分子在催化剂表面的吸附，从而导致其反应物分子在催化剂表面的吸附量及浓度降低，反应速率减小；温度过高还会导致催化剂的活性降低，从而使化学反应速率减小。
24. (2023年河北卷节选)氮是自然界重要元素之一，研究氮及其化合物的性质以及氮的循环利用对解决环境和能源问题都具有重要意义。
已知：1mol物质中的化学键断裂时所需能量如下表。
物质 N2(g) O2(g) NO(g)
能量/kJ 945 498 631
回答下列问题：
(1)恒温下，将1mol空气(N2和O2的体积分数分别为0.78和0.21，其余为惰性组分)置于容积为VL的恒容密闭容器中，假设体系中只存在如下两个反应：
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体系中NO浓度的有_______(填标号)。
A．缩小体积 B．升高温度 C．移除NO2 D．降低N2浓度
③若上述平衡体系中c(NO2)＝amol·L-1，c(NO)＝bmol·L-1，则c(O2)＝
mol·L-1，K1＝_______________________________(写出含a、b、V的计算式)。
(2)氢气催化还原NOx作为一种高效环保的脱硝技术备受关注。高温下氢气还原NO反应的速率方程为v＝k cx(NO) cy(H2)，k为速率常数。在一定温度下改变体系中各物质浓度，测定结果如下表。
CD
组号 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组的反应速率为_______mol·L-1·s-1。(写出含r的表达式)
0.75r
解析：(1)①△H1＝反应物总键能－生成物总键能＝(945kJ/mol＋498kJ/mol)－2×631kJ/mol＝＋181kJ/mol；故答案为：+181；
②A．缩小体积，所有物质浓度均增大，A不符合题意；
B．升高温度，平衡向着放热方向进行，反应i为吸热反应，则升温平衡正向进行，NO浓度增大，B不符合题意；
C．移除NO2，平衡ii向正向进行，NO浓度降低，C符合题意；
D．降低N2浓度，平衡逆向进行，消耗NO，NO浓度降低，D符合题意；
故答案为：CD；
25. (2022年全国甲卷)金属钛(Ti)在航空航天、医疗器械等工业领域有着重要用途，目前生产钛的方法之一是将金红石(TiO2)转化为TiCl4，再进一步还原得到钛。回答下列问题：
(1) TiO2转化为TiCl4有直接氯化法和碳氯化法。在1000℃时反应的热化学方程式及其平衡常数如下：
(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反应2C(s)＋O2(g)＝2CO(g) △H为_______kJ mol－1，Kp＝_______。
②碳氯化的反应趋势远大于直接氯化，其原因是________________________
_________________________________________________________________
___________________________________________________。
③对于碳氯化反应：增大压强，平衡_______移动(填“向左”“向右”或“不”)；温度升高，平衡转化率_______(填“变大”“变小”或“不变”)。
－223
1.2×1014
碳氯化反应气体分子数增加， H小于0，是熵增、放热过程，熵判据与焓判据均是自发过程，而直接氯化的体系气体分子数不变、且是吸热过程
向左
变小
(2)在1.0×105Pa，将TiO2、C、Cl2以物质的量比1∶2.2∶2进行反应。体系中气体平衡组成比例(物质的量分数)随温度变化的理论计算结果如图所示。
①反应C(s)＋CO2(g)＝2CO(g)的平衡常数Kp(1400℃)＝__________Pa。
②图中显示，在200℃平衡时TiO2几乎完全转化为TiCl4，但实际生产中反应温度却远高于此温度，其原因是 ________________________________________
_________________________。
(3) TiO2碳氯化是一个“气—固—固”反应，有利于TiO2 －C“固－固”接触的措施是_________________________________________________。
7.2×105
为了提高反应速率，在相同时间内得到更多的TiCl4产品，提高效益
将两固体粉碎后混合，同时鼓入Cl2，使固体粉末“沸腾”
26. (2022年湖南卷节选)2021年我国制氢量位居世界第一，煤的气化是一种重要的制氢途径。回答下列问题：
(1)在一定温度下，向体积固定的密闭容器中加入足量的C(s)和1molH2O(g)，起始压强为0.2MPa时，发生下列反应生成水煤气：
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下列说法正确的是_______；
A．平衡时向容器中充入惰性气体，反应Ⅰ的平衡逆向移动
B．混合气体的密度保持不变时，说明反应体系已达到平衡
C．平衡时H2的体积分数可能大于2/3
D．将炭块粉碎，可加快反应速率
BD
②反应平衡时，H2O(g)的转化率为50%，CO的物质的量为0.1mol。此时，整个体系_______(填“吸收”或“放出”)热量_______kJ，反应Ⅰ的平衡常数Kp＝_______
(以分压表示，分压=总压×物质的量分数)。
吸收
31.2
0.02MPa
解析：(1)①A．在恒温恒容条件下，平衡时向容器中充入情性气体不能改变反应混合物的浓度，因此反应Ⅰ的平衡不移动，A说法不正确；
B．在反应中有固体C转化为气体，气体的质量增加，而容器的体积不变，因此气体的密度在反应过程中不断增大，当混合气体的密度保持不变时，说明反应体系已达到平衡，B说法正确；
C．若C(s)和H2O(g)完全反应全部转化为CO2(g)和H2(g)，由C(s)+ 2H2O(g)＝CO2(g)＋2H2(g)可知，H2的体积分数的极值为2/3，由于可逆反应只有一定的限度，反应物不可能全部转化为生成物，因此，平衡时H2的体积分数不可能大于2/3，C说法不正确；
D．将炭块粉碎可以增大其与H2O(g)的接触面积，因此可加快反应速率，D说法正确；综上所述，相关说法正确的是BD。
27. (2021年高考全国甲卷)二氧化碳催化加氢制甲醇，有利于减少温室气体二氧化碳。回答下列问题：
(2)合成总反应在起始物n(H2)/n(CO2)＝3时，在不同条件下达到平衡，设体系中甲醇的物质的量分数为x(CH3OH)，在t＝250℃下的x(CH3OH)～p、在p＝5×105Pa下的x(CH3OH)～t如图所示。
①用各物质的平衡分压表示总反应的平
衡常数，表达式Kp＝ ；
②图中对应等压过程的曲线是_______，判断的理由是
；
b
总反应ΔH<0，升高温度时平衡向逆反应方向移动，甲醇的物质的量分数变小
③当x(CH3OH)＝0.10时，CO2的平衡转化率α＝ ，反应条件可能为
或 。
33.3%
5×105Pa，210℃ 9×105Pa，250℃
28. (2021年广东卷节选)我国力争于2030年前做到碳达峰，2060年前实现碳中和。CH4与CO2重整是CO2利用的研究热点之一。该重整反应体系主要涉及以下反应：
(2)上述反应体系在一定条件下建立平衡后，下列说法正确的有_______。
A. 增大CO2与CH4的浓度，反应a、b、c的正反应速率都增加
B. 移去部分C(s)，反应c、d、e的平衡均向右移动
C. 加入反应a的催化剂，可提高CH4的平衡转化率
D. 降低反应温度，反应a~e的正、逆反应速率都减小
AD
(3)一定条件下，CH4分解形成碳的反应历程如图所示。该历程分_______步进行，其中，第_______步的正反应活化能最大。
4
4
ac
做冷冻剂
解析：根据盖斯定律计算未知反应的反应热；根据影响化学反应速率和化学平衡的因素判断反应速率的变化及转化率的变化；根据图像及曲线高低判断反应进程和活化能的相对大小；根据平衡时反应物的分压计算平衡转化率；根据CO2的物理性质推测CO2的用途。
(2)A．增大CO2和CH4的浓度，对于反应a、b、c来说，均增大了反应物的浓度，反应的正反应速率增大，A正确；
B．移去部分C(s)，没有改变反应体系中的压强，反应的正逆反应速率均不变，平衡不移动，B错误；
C．催化剂可以同等条件下增大正逆反应速率，只能加快反应进程，不改变反应的平衡状态，平衡转化率不变，C错误；
D．降低温度，体系的总能量降低，正、逆反应速率均减小，D正确；故答案选AD；
BC
提高苯的利用率
解析：(2)根据Ⅰ.主反应： (g)+3H2(g) (g)是一个气体体
积减小的方向的放热反应，故有利于提高平衡体系中环己烷体积分数即使平衡向正方向移动，根据勒夏特列原理，可采用适当降低温度和实当加压有利平衡正向移动，而升温和减压都将使平衡逆向移动，故答案为：BC；
(3)反应Ⅰ在管式反应器中进行，实际投料往往在n(H2)∶n(C6H6)＝3∶1的基础上适当增大H2用量，增大H2的浓度将使平衡正向移动，从而提高苯的转化率即利用率，故适当增大H2用量的目的是提高苯的利用率，故答案为：提高苯的利用率；
30．(2021年1月八省联考重庆卷节选)内酯在化工、医药、农林等领域有广泛的应用。
(1)内酯可以通过有机羧酸异构化制得。某羧酸A在0.2 mol/L盐酸中转化为内酯B的反应可表示为A(aq) B(aq)，忽略反应前后溶液体积变化。一定温度下，当A的起始浓度为a mol/L时，A的转化率随时间的变化如下表所示：
t/min 0 21 36 50 65 80 100 ∞
A的转化率/% 0 13.3 20.0 27.8 33.3 40.0 45.0 75.0
①反应进行到100 min时，B的浓度为_______mol/L。
②v正(t =50 min)_______v逆 (t =∞min)(填“>”“＜”或“=”)。
③增加A的起始浓度，A在t =∞min时转化率将_______(填“增大”“减小”或“不变”)。
④该温度下，平衡常数K＝ ﹔在相同条件下，若反应开始时只加入B，B的起始浓度也为a mol/L，平衡时B的转化率为 。
⑤研究发现，其他条件不变时，减小盐酸的浓度，反应速率减慢，但平衡时B的含量不变，原因是_________________________________________________。
0.45a
＞
不变
3
25%
盐酸是催化剂，催化剂能改变反应速率但不影响化学平衡
解析：结合已知条件、按化学反应速率的定义、化学平衡常数的定义等列式计算、运用影响速率的因素理论判断速率的相对大小；应用电化学原理判断阴阳极、书写电极方程式；
(1)①由表知，反应进行到100 min时，A的转化率为45.0%，则根据化学方程式A(aq)B(aq)，B的浓度为0.45amol/L。
②一定温度下，化学反应速率受反应物浓度影响，在反应建立平衡的过程中，反应物浓度在不断减小，所以v正(t =50 min)＞v逆(t =∞min)＝v正(t =∞min)。
1．化学平衡研究的对象——可逆反应
(1)定义：在__________条件下，既可以向__________反应方向进行，同时又可以向__________反应方向进行的化学反应。
(2)特点——“三同一小”。
①三同：a.条件相同；b.正逆反应__________进行；c.反应物与生成物同时存在。
②一小：任一组分的转化率都__________(填“大于”或“小于”)100%。
(3)表示方法：在化学方程式中用“ ”表示。
核心知识梳理
相同 　
正 　
逆 　
同时 　
小于 　
考点一、可逆反应与化学平衡的建立
2．化学平衡状态
(1)概念
一定条件下的可逆反应中，正反应速率与逆反应速率__________，反应体系
中所有参加反应的物质的_______________________________保持不变的状态。
(2)建立过程
相等　
质量、浓度或百分含量　
(3)平衡特点
＝
(1)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。
(2)化学反应达到化学平衡状态的正、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。
(3)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。
(4)一个可逆反应达到的平衡状态就是这个反应在该条件下所能达到的限度。
(5)用不同物质表示的反应速率之比等于化学计量数之比，不一定是平衡状态，因为
不论是否达到平衡，该关系一定存在。
(6)各物质的物质的量之比等于方程式的化学计量数之比，不一定是平衡状态。因为
此条件并不能说明各组分的物质的量不再变化。
特别提醒
3.判断化学平衡状态常见的两种方法
(1)动态标志：v正＝v逆≠0
①同种物质：同一物质的生成速率等于消耗速率。
②不同物质：必须标明是“异向”的反应速率关系。如aA＋bB cC＋dD，
＝ 时，反应达到平衡状态。
(2)静态标志：各种“量”不变
①各物质的质量、物质的量或浓度不变。
②各物质的百分含量(物质的量分数、质量分数等)不变。
③温度、压强(化学反应方程式两边气体体积不相等)或颜色(某组分有颜色)不变。
总之，若物理量由变量变成了不变量，则表明该可逆反应达到平衡状态；若物理量为“不变量”，则不能作为平衡标志。
思维建模
×
×
√
×
×
×
正误判断
理解应用
1. 向含有2 mol SO2的容器中通入过量O2发生2SO2(g)＋O2(g) 2SO3(g)　ΔH＝－Q kJ·mol－1(Q＞0)，充分反应后生成SO3的物质的量______(填“＜”“>”或“＝”，下同)2 mol，SO2的物质的量______0 mol，转化率______100%，反应放出的热量______ Q kJ。
＜
>
＜
＜
2.在一定温度下的恒容容器中，当下列物理量不再发生变化时：①混合气体的压强；②混合气体的密度；③混合气体的总物质的量；④混合气体的平均相对分子质量；⑤混合气体的颜色；⑥各反应物或生成物的浓度之比等于化学计量数之比；⑦某种气体的百分含量
(1)能说明2SO2(g)＋O2(g) 2SO3(g)达到平衡状态的是_________。
(2)能说明I2(g)＋H2(g) 2HI(g)达到平衡状态的是_____。
(3)能说明2NO2(g) N2O4(g)达到平衡状态的是___________。
(4)能说明C(s)＋CO2(g) 2CO(g)达到平衡状态的是___________。
(5)能说明NH2COONH4(s) 2NH3(g)＋CO2(g)达到平衡状态的是________。
(6)能说明5CO(g)＋I2O5(s) 5CO2(g)＋I2(s)达到平衡状态的是________。
①③④⑦
⑤⑦
①③④⑤⑦
①②③④⑦
①②③
②④⑦
3.若上述题目中的(1)～(4)改成一定温度下的恒压密闭容器，结果又如何？
(1)____________。(2)____________。
(3)____________。(4)____________。
②③④⑦
⑤⑦
②③④⑤⑦
②③④⑦
平衡判断“2”个易失分点
(1)化学平衡状态判断“三关注”
关注反应条件，是恒温恒容、恒温恒压，还是绝热恒容容器；关注反应特点，是等体积反应，还是非等体积反应；关注特殊情况，是否有固体参加或生成，或固体的分解反应。
特别提醒
(2)不能作为“标志”的四种情况
①反应组分的物质的量之比等于化学方程式中相应物质的化学计量数之比。
②恒温恒容下的体积不变的反应，体系的压强或总物质的量不再随时间而变化，如2HI(g) H2(g)＋I2(g)。
③全是气体参加的体积不变的反应，体系的平均相对分子质量不再随时间而变化，如2HI(g) H2(g)＋I2(g)。
④全是气体参加的反应，恒容条件下体系的密度保持不变。
题组一　“极端转化”确定各物质的量
1.在密闭容器中进行反应：X2(g)＋Y2(g) 2Z(g)，已知X2、Y2、Z的起始浓度分别为0.1 mol·L－1、0.3 mol·L－1、0.2 mol·L－1，在一定条件下，当反应达到平衡时，各物质的浓度有可能是
A.Z为0.3 mol·L－1 B.Y2为0.4 mol·L－1
C.X2为0.2 mol·L－1 D.Z为0.4 mol·L－1
√
对点训练
√
3. 一定条件下，对于可逆反应X(g)＋3Y(g) 2Z(g)，若X、Y、Z的起始浓度分别为c1、c2、c3(均不为零)，达到平衡时，X、Y、Z的浓度分别为0.1 mol·L－1、0.3 mol·L－1、0.08 mol·L－1，则下列判断正确的是
A.c1∶c2＝3∶1
B.平衡时，Y和Z的生成速率之比为2∶3
C.X、Y的转化率不相等
D.c1的取值范围为0＜c1＜0.14 mol·L－1
√
解析：平衡浓度之比为1∶3，转化浓度之比亦为1∶3，故c1∶c2＝1∶3，A、C不正确；
平衡时Y生成表示逆反应速率，Z生成表示正反应速率且v生成(Y)∶v生成(Z)应为3∶2，B不正确；
由可逆反应的特点可知0＜c1＜0.14 mol·L－1。
0≤c(Z)≤0.28 mol·L－1
0.2 mol·L－1极端假设法确定各物质浓度范围
上述题目1可根据极端假设法判断，假设反应正向或逆向进行到底，求出各物质浓度的最大值和最小值，从而确定它们的浓度范围。
假设反应正向进行到底：X2(g)＋Y2(g) 2Z(g)
起始浓度(mol·L－1) 0.1 0.3 0.2
改变浓度(mol·L－1) 0.1 0.1 0.2
终态浓度(mol·L－1) 0 0.2 0.4
练后归纳
假设反应逆向进行到底：X2(g)＋Y2(g) 2Z(g)
起始浓度(mol·L－1) 0.1 0.3 0.2
改变浓度(mol·L－1) 0.1 0.1 0.2
终态浓度(mol·L－1) 0.2 0.4 0
平衡体系中各物质的浓度范围为X2∈(0,0.2)，Y2∈(0.2,0.4)，Z∈(0,0.4)。
极端转化法确定各物质物理量的范围
可逆反应中各物质的物理量(浓度、物质的量、体积、质量等)，可运用极端假设法判断：假设反应正向或逆向进行彻底，求出各物质物理量的极大值和极小值，从而确定它们的有关物理量的范围。需要注意的是反应物物理量范围的最小值对应生成物的最大值；反应物物理量范围的最大值对应生成物的最小值，同时还要注意原子守恒。
归纳总结
题组二　化学平衡状态的判断
5.一定条件下，在密闭恒容的容器中，发生反应：3SiCl4(g)＋2N2(g)＋6H2(g)
Si3N4(s)＋12HCl(g)　ΔH<0，能表示该反应达到平衡状态的是
A.v逆(N2)＝v正(H2) B.v正(HCl)＝4v正(SiCl4)
C.混合气体密度保持不变 D.c(N2)∶c(H2)∶c(HCl)＝1∶3∶6
√
解析：利用化学反应速率之比等于化学方程式的计量系数之比可知A项错误；
B项均表示正反应，无论反应是否处于平衡状态都成立；
D项表示的浓度关系与是否平衡无关；
混合气体密度不变说明容器中气体质量不变，而平衡移动则气体质量改变，所以C项表示达到平衡状态。
√
7. (2024届山东省临沂市)氢气与一氧化碳按比例反应：2CO(g)+4H2(g) CH3OCH3(g) ＋H2O(l)。下列有关该反应的说法正确的是。
A.升高温度，反应速率降低
B.达到反应限度时CO与H2不再发生反应
C.达到反应限度时各物质浓度不再变化
D.若加入足量的H2，可使CO完全转化为CH3OCH3
解析：升高温度，反应速率加快，A项错误；可逆反应达到反应限度时，反应仍在进行，化学平衡是一种动态平衡，B项错误；可逆反应中反应物不可能全部转化为生成物，D项错误。
√
8. (2024届山东新泰)反应N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g)　ΔH<0，若在恒压绝热容器中发生，下列选项表明反应一定已达平衡状态的是
A.容器内的温度不再变化
B.容器内的压强不再变化
C.相同时间内，断开H—H键的数目和生成N—H键的数目相等
D.容器内气体的浓度c(N2)∶c(H2)∶c(NH3)＝1∶3∶2
√
解析：已知反应为放热反应，当容器内的温度不变时，平衡不再移动，达到平衡状态，A项符合题意；
反应在恒压条件下进行，反应前后压强均不变，不能判断是否达到平衡状态，B项不符合题意；
断开H—H键和生成N—H键均指正反应方向，不能判断是否达到平衡状态，C项不符合题意；
当浓度为1∶3∶2时，无法证明正逆反应速率相等，即无法判定是否达到平衡状态，D项不符合题意。
9.一定温度下，反应N2O4(g) 2NO2(g)的焓变为ΔH。现将1 mol N2O4充入一恒压密闭容器中，下列示意图正确且能说明反应达到平衡状态的是
A.①② B.②④ C.③④ D.①④
√
解析：ΔH是恒量，不能作为判断平衡状态的标志；该反应是充入1 mol N2O4，正反应速率应是逐渐减小直至不变，③曲线趋势不正确。
⑥⑦⑧⑨⑩
练后归纳
　2.化学平衡移动的过程
考点二、化学平衡的移动
核心知识梳理
1.化学平衡的概念
可逆反应达到平衡状态以后，若反应条件(如温度、压强、浓度等)发生改变，平衡混合物中各组分的浓度也会随之改变，从而在一段时间后达到新的平衡状态。这种由原平衡状态向新平衡状态的变化过程，叫作化学平衡的移动。
3.化学平衡移动与化学反应速率的关系
(1)v正>v逆：平衡向 移动。
(2)v正＝v逆：反应达到平衡状态， 平衡移动。
(3)v正＜v逆：平衡向 移动。
正反应方向
不发生
逆反应方向
平衡移动的实质
化学平衡移动的实质是外界条件影响了正逆化学反应速率，使得
v正≠v逆，平衡将发生移动。
4.影响化学平衡的因素
(1)若其他条件不变，改变下列条件对化学平衡的影响如下：
改变的条件(其他条件不变) 化学平衡移动的方向
浓度 增大反应物浓度或减小生成物浓度 向 方向移动
减小反应物浓度或增大生成物浓度 向 方向移动
压强(对有气体 参加的反应) 反应前后气 体体积改变 增大压强 向气体分子总数 的方向移动
减小压强 向气体分子总数 的方向移动
反应前后气 体体积不变 改变压强 平衡 移动
正反应
逆反应
减小
增大
不
温度 升高温度 向 反应方向移动
降低温度 向 反应方向移动
催化剂 同等程度改变v正、v逆，平衡不移动 吸热
放热
(2)勒夏特列原理
如果改变影响化学平衡的条件之一(如温度、压强以及参加反应的物质的浓度)，平衡将向着能够 的方向移动。本原理也称为平衡移动原理。
减弱这种改变
应用勒夏特列原理分析问题时应注意
1．不要把v正增大与化学平衡向正反应方向移动等同，只有v正>v逆时，才使化学平衡向正反应方向移动。
2．不要把化学平衡向正反应方向移动与反应物转化率的提高等同，当反应物总量不变时，化学平衡向正反应方向移动，反应物的转化率提高；当增大一种反应物的浓度，使化学平衡向正反应方向移动时，会使另一种反应物的转化率提高，而本身的转化率降低。
特别强调
特别强调
5.化学平衡中的特殊情况
(1)当反应混合物中存在与其他物质不相混溶的固体或液体物质时，由于其“浓度”是恒定的，不随其量的增减而变化，故改变这些固体或液体的量，对化学平衡没影响。
(2)同等程度地改变反应混合物中各物质的浓度时，应视为压强的影响。
(3)充入惰性气体与平衡移动的关系
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)
气体体积不变的反应
平衡不移动
气体体积可变的反应
平衡向气体体积增大的方向移动
——————————―→
——————————―→
1.升高温度，平衡向吸热反应方向移动，此时v放减小，v吸增大(　　)
2.化学平衡正向移动，反应物的转化率一定增大(　　)
3.向平衡体系FeCl3＋3KSCN Fe(SCN)3＋3KCl中加入适量KCl固体，平衡逆向
移动，溶液的颜色变浅(　　)
4.对于2NO2(g) N2O4(g)的平衡体系，压缩体积，增大压强，平衡正向移动，混
合气体的颜色变浅(　　)
5.C(s)＋CO2(g) 2CO(g)　ΔH>0，其他条件不变时，升高温度，反应速率v(CO2)和CO2的平衡转化率均增大(　　)
6.只要v正增大，平衡一定正向移动(　　)
×
×
×
×
√
×
正误判断
理解应用
1.化学平衡移动的目的是“减弱”外界条件的改变，而不是消除“外界条件的改变”，即“减弱而不抵消”。
对于一定条件下的可逆反应
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
达到化学平衡后，改变条件，按要求回答下列问题：
(1)升温，平衡移动方向分别为(填“向左”“向右”或“不移动”)甲_______；乙_______；丙_______。
此时反应体系的温度均比原来_____(填“高”或“低”)。
混合气体的平均相对分子质量变化分别为(填“增大”“减小”或“不变”)
甲________；乙________；丙________。
向左
向左
向右
高
减小
减小
不变
条件变化 平衡变化 转化率变化 百分含量变化
①增大O2浓度 ____移动 SO2的转化率增大，O2的转化率______ －
②增大SO3浓度 ____移动 SO2、O2的转化率都______ －
③升高温度 ____移动 SO2、O2的转化率都______ SO2%_____
SO3%_____
④增大压强 ____移动 SO2、O2的转化率都______ SO2%_____
SO3%_____
2.(1)可逆反应2SO2(g)＋O2(g) 2SO3(g)　ΔH<0在一定条件下达到平衡后，改变某条件，填写下表：
正向
减小
逆向
减小
逆向
减小
增大
减小
正向
增大
减小
增大
(2)可逆反应I2(g)＋H2(g) 2HI(g)在一定条件下达到平衡后，改变其条
件，填写下表：
条件变化 平衡移动 转化率变化 百分含量变化
①增大H2的浓度 ____移动 H2的转化率减小，I2的 转化率________ －
②增大压强 ____移动 I2、H2的转化率______ I2%_____
H2%______
正向
增大
不
不变
不变
不变
1．(2024届昆明模拟)一定条件下，将TiO2和焦炭放入真空密闭容器中，反应TiO2(s)＋C(s) Ti(s)＋CO2(g)达到平衡，保持温度不变，缩小容器容积，体系重新达到平衡，下列说法中一定正确的是(　　)
A．平衡常数减小　　　　　 B．TiO2的质量不变
C．CO2的浓度不变 D．Ti的质量增加
√
对点训练
题组一　平衡移动方向的判断
√
解析：使用适当催化剂，平衡不移动，A错误；正反应为放热反应，升高温度，平衡向吸热的方向移动，即平衡向逆反应方向移动，B正确；再向容器中充入1 mol N2和3 mol H2相当于增大压强，平衡正向移动，C错误；向容器中充入氦气，由于容器的容积不变，N2、H2和NH3的浓度均不变，平衡不移动，D错误。
3.(2024届济南模拟)反应NH4HS(s) NH3(g)＋H2S(g)在某温度下达到平衡，下列各种情况中，不会使平衡发生移动的是
A.温度、容积不变时，通入SO2气体
B.移走一部分NH4HS固体
C.容器体积不变，充入HCl气体
D.保持压强不变，充入氮气
√
解析：A项，2H2S＋SO2===3S↓＋2H2O，通入SO2气体使反应正向移动；
B项，增减固体的物质的量不影响平衡；
C项，NH3(g)＋HCl(g)===NH4Cl(s)，充入HCl气体使反应正向移动；
D项保持压强不变，充入氮气，平衡向正反应方向移动。
4.反应2SO2(g)＋O2(g) 2SO3(g)　ΔH＜0已达平衡，如果其他条件不变时，分别改变下列条件，对化学反应速率和化学平衡产生影响，下列条件与图像不相符的是(O～t1：v正＝v逆；t1时改变条件，t2时重新建立平衡)
√
解析：分析时要注意改变条件瞬间v正、v逆的变化。增加O2的浓度，v正增大，v逆瞬间不变，A正确；
增大压强，v正、v逆瞬间都增大，v正增大的倍数大于v逆，B正确；
升高温度，v正、v逆瞬间都增大，C错误；
加入催化剂，v正、v逆同时同倍数增大，D正确。
5. (2024届青岛模拟)在一密闭容器中，反应aA(g)＋bB(s) cC(g)＋dD(g)达到平衡后，保持温度不变，将容器缩小为原来的一半，当达到新的平衡时，A的浓度是原来的1.6倍，则下列说法正确的是(　　)
A．平衡向逆反应方向移动 B．a＜c＋d
C．物质A的转化率增大 D．物质D的浓度减小
题组二　平衡移动结果的判断
√
解析：容器缩小为原来的一半，若平衡不移动，则A的浓度应变为原来的2倍，说明平衡正向移动，A的转化率增大。
6.COCl2(g) CO(g)＋Cl2(g)　ΔH>0，当反应达到平衡时，下列措施：
①升温　②恒容通入惰性气体　③增加CO浓度　④减压　⑤加催化剂　⑥恒压通入惰性气体，能提高COCl2转化率的是
A.①②④ B.①④⑥ C.②③⑤ D.③⑤⑥
√
解析：该反应为气体体积增大的吸热反应，所以升温和减压均可以促使反应正向移动。恒压通入惰性气体，相当于减压。恒容通入惰性气体与加催化剂均对平衡无影响。增加CO的浓度，将导致平衡逆向移动。
√
解析：升高温度，平衡逆向移动，X的转化率变小，A项正确；增大压强，平衡正向移动，但容器的体积减小，X的浓度增大，B项错误；充入一定量Y，X的转化率增大，而Y的转化率减小，C项错误；使用适当催化剂，只能加快反应速率，不能改变平衡，X的体积分数不变，D项错误。
8.在压强为0.1 MPa、温度为300 ℃条件下，a mol CO与3a mol H2的混合气体在催化剂作用下发生反应生成甲醇：CO(g)＋2H2(g) CH3OH(g)　ΔH＜0。
(1)平衡后将容器的容积压缩到原来的一半，其他条件不变，对平衡体系产生的影响是______(填字母，下同)。
A.c(H2)减小 B.正反应速率加快，逆反应速率减慢
C.反应物转化率增大 D.重新平衡 减小
CD
解析：该反应为正向气体分子数减小的可逆反应，缩小容器体积，平衡正向移动，c(H2)增大，正、逆反应速率均增大，因而A、B均不正确。
(2)若容器容积不变，下列措施可增大甲醇产率的是____。
A.升高温度
B.将CH3OH从体系中分离
C.充入He，使体系总压强增大
B
解析：由于该反应正向是放热反应，升高温度平衡逆向移动，CH3OH的产率降低；容器容积不变，充入He，平衡不移动。
变浅
不变
增大
1.化学反应方向的判定
(1)自发反应
在一定条件下无需外界帮助就能自发进行的反应称为自发反应。
(2)熵和熵变的含义
①熵的含义
熵是衡量一个体系_______的物理量。用符号___表示。同一条件下，不同物质有不同的熵值，同一物质在不同状态下熵值也不同，一般规律是S(g)___S(l)___S(s)。
混乱度
S
>
>
核心知识梳理
考点三、化学平衡移动原理在化工生产中的应用
②熵变的含义
熵变是反应前后体系熵的变化，用 表示，化学反应的ΔS越大，越有利于反应 。
(3)判断化学反应方向的判据
ΔG＝ΔH－TΔS
ΔG<0时，反应 自发进行；
ΔG＝0时，反应达到 状态；
ΔG>0时，反应 自发进行。
ΔS
自发进行
能
平衡
不能
2.控制反应条件的目的
(1)促进有利的化学反应：通过控制反应条件，可以加快化学反应速率，提高反应物的转化率，从而促进有利的化学反应进行。
(2)抑制有害的化学反应：通过控制反应条件，也可以减缓化学反应速率，减少甚至消除有害物质的产生或控制副反应的发生，从而抑制有害的化学反应继续进行。
3.控制反应条件的基本措施
(1)控制化学反应速率的措施
通过改变反应体系的温度、溶液的浓度、气体的压强(或浓度)、固体的表面积以及使用催化剂等途径调控反应速率。
(2)提高转化率的措施
通过改变可逆反应体系的温度、溶液的浓度、气体的压强(或浓度)等改变可逆反应的限度，从而提高转化率。
如：
以工业合成氨为例，理解运用化学反应原理选择化工生产中的适宜条件
①反应原理：N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g)　ΔH＝－92.4 kJ·mol－1。
②
③从反应快慢和反应限度两个角度选择反应条件
放热
减少
升高
增大
催化剂
增大
降低
④综合考虑——选择适宜的生产条件
a.温度：400～500 ℃
b.压强：10～30 MPa
d.以铁触媒作催化剂
e.采用循环操作提高原料利用率
3.控制反应条件的基本总体原则
(2)平衡类问题需考虑的几个方面
①原料的来源、除杂，尤其考虑杂质对平衡的影响。
②原料的循环利用。
③产物的污染处理。
④产物的酸碱性对反应的影响。
⑤气体产物的压强对平衡造成的影响。
⑥改变外界条件对多平衡体系的影响。
2．典型实例——工业合成氨
(1)反应原理
N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g)　ΔH＝－92.4 kJ·mol－1
(2)反应特点：①反应为可逆反应；②正反应为放热反应；③反应物、生成物均为气体，且正反应为气体物质的量减小的反应。
(3)反应条件的选择
反应 条件 对化学反应速率的影响 对平衡混合物中 氨含量的影响 合成氨条件的选择
增大 压强 增大反应速率 平衡正向移动， 提高平衡混合物 中氨的含量 压强增大，有利于氨的合成，但需要动力大，对材料、设备的要求高。故采用10～30 MPa的高压
升高 温度 增大反应 速率 平衡逆向移动， 降低平衡混合物 中氨的含量 温度要适宜，既要保证反应有较快的速率，又要使反应物的转化率不能太低。故采用400～500 ℃左右的温度，并且在该温度下催化剂的活性最大
使用 催化剂 增大反 应速率 没有影响 工业上一般选用铁触媒作催化剂
(4)原料气的充分利用
合成氨反应的转化率较低，从原料充分利用的角度分析，工业生产中可采用循环操作的方法提高原料的利。
化学平衡移动方向与物质百分含量的变化关系
分解型可逆反应[mA(g) qC(g)＋pD(g)或mA(g) nN(g)]，改变A或N的用量时平衡移动方向与新平衡时物质百分含量的变化关系：
1．恒容条件下：若增大(减小)A或N的浓度，平衡将向减少(增加)A或N的方向移动，新平衡时百分含量的变化按增大(减小)压强进行分析判断。
2．恒压条件下，平衡移动方向与恒容时分析方法相同，但新平衡状态与原平衡状态相同。
特别强调
应用体验
根据化学平衡原理解答下列问题：
在体积不变的密闭容器中发生N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g)　ΔH＝－92.4 kJ·mol－1，只改变一种外界条件，完成下表：
改变条件 平衡移动方向 氢气的转化率(增大、减小或不变) 氨气的体积分数(增大、减小或不变)
增大氮气的浓度
增大氨气的浓度
升温
充入适量氩气
正向
增大
逆向
减小
增大
逆向
减小
减小
不移动
不变
不变
(1)化学平衡发生移动，化学反应速率一定改变；化学反应速率改变，化学平衡也一定发生移动(　　)
(2)升高温度，平衡向吸热反应方向移动，此时v放减小，v吸增大(　　)
(3)C(s)＋CO2(g) 2CO(g)　ΔH＞0，其他条件不变时，升高温度，反应速率v(CO2)和CO2的平衡转化率均增大(　　)
(4)化学平衡正向移动，反应物的转化率不一定增大(　　)
(5)向平衡体系FeCl3＋3KSCN Fe(SCN)3＋3KCl中加入适量KCl固体，平衡逆向移动，溶液的颜色变浅(　　)
(6)对于2NO2(g) N2O4(g)的平衡体系，压缩体积，增大压强，平衡正向移动，混合气体的颜色变浅(　　)
×
√
×
√
×
×
正误判断
例题精讲
下列说法正确的是(　　)
A．升高温度，平衡正向移动
B．该反应生成了具有非极性共价键的CO2
C．使用催化剂可以有效提高反应物的平衡转化率
D．反应物转化为活化络合物需要吸收能量
思维建模
读取题干：汽车尾气处理过程的热化学方程式；反应过程示意图；能量变化示意图。
图象分析：图象中反应物总能量高于生成物总能量，正反应为放热反应，升高温度，平衡逆向移动，A项错误；反应物总能量低于活化络合物的能量，故反应物转化为活化络合物需要吸收能量，D项正确。
选项分析：催化剂能改变反应速率，提高平衡前某段时间内的转化率，但不能改变平衡转化率，C项错误。
获取答案：D
思取收获：抓住能量变化图的起点和终点相对大小及催化剂在化学反应中的作用是解题的关键。
命题素材：结合平衡压强考查Kp。
图象分析：t2 min时，体系中CO2、CO的体积分数相同，但此后它们的体积分数还在发生变化，故t2 min时该反应体系未处于平衡状态，B项正确。
对点训练
题组一　选取措施使化学平衡定向移动
√
2. (2024届长沙)COCl2(g)　　CO(g)＋Cl2(g)　ΔH>0，当反应达到平衡时，下列措施：①升温　②恒容通入惰性气体　③增加CO浓度　④减压　⑤加催化剂⑥恒压通入惰性气体，能提高COCl2转化率的是
A.①②④ B.①④⑥ C.②③⑤ D.③⑤⑥
√
解析：该反应为气体体积增大的吸热反应，所以升温和减压均可以促使反应正向移动。恒压通入惰性气体，相当于减压。恒容通入惰性气体与加催化剂均对平衡无影响。增加CO的浓度，将导致平衡逆向移动。
3.在压强为0.1 MPa、温度为300 ℃条件下，a mol CO与3a mol H2的混合气体在催化剂作用下发生反应生成甲醇：CO(g)＋2H2(g)　　CH3OH(g)　ΔH＜0。
(1)平衡后将容器的容积压缩到原来的一半，其他条件不变，对平衡体系产生的影响是_____(填字母)。
A.c(H2)减小 B.正反应速率加快，逆反应速率减慢
C.反应物转化率增大 D.重新平衡　　　　 减小
CD
解析：该反应为正向气体分子数减小的可逆反应，缩小体积，平衡正向移动，c(H2)增大，正、逆反应速率均增大，因而A、B均不正确。
(2)若容器容积不变，下列措施可增大甲醇产率的是____(填字母)。
A.升高温度
B.将CH3OH从体系中分离
C.充入He，使体系总压强增大
B
解析：由于该反应正向是放热反应，升高温度平衡逆向移动，CH3OH的产率降低，体积不变，充入He，平衡不移动。
题组二　新旧平衡的比较
4. (2024届珠海)在一密闭容器中，反应aA(g)＋bB(s) cC(g)＋dD(g)达到平衡后，保持温度不变，将容器缩小为原来的一半，当达到新的平衡时，A的浓度是原来的1.6倍，则下列说法正确的是
A.平衡向逆反应方向移动 B.a＜c＋d
C.物质A的转化率增大 D.物质D的浓度减小
解析：容器缩小为原来的一半，若平衡不移动，则A的浓度应变为原来的2倍，说明平衡正向移动，A的转化率增大。
√
5.将等物质的量的N2、H2充入某密闭容器中，在一定条件下，发生如下反应并达到平衡：N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g)　ΔH＜0。当改变某个条件并维持新条件直至达到新的平衡时，下表中关于新平衡与原平衡的比较正确的是
选项 改变条件 新平衡与原平衡比较
A 增大压强 N2的浓度一定减小
B 升高温度 N2的转化率减小
C 充入一定量H2 H2的转化率不变，N2的转化率增大
D 使用适当催化剂 NH3的体积分数增大
√
解析：A项，正反应是气体体积减小的反应，依据勒夏特列原理可知增大压强平衡向正反应方向移动，但氮气的浓度仍然比原平衡大，不正确；
B项，正反应是放热反应，则升高温度平衡向逆反应方向移动，氮气的转化率减小，正确；
C项，充入一定量的氢气，平衡向正反应方向移动，氮气的转化率增大，而氢气的转化率减小，不正确；
D项，催化剂只能改变反应速率而不能改变平衡状态，不正确。
1.分析化学平衡移动问题的注意事项
(1)平衡移动的结果只是减弱了外界条件的变化，而不能消除外界条件的变化。
(2)不要把v正增大与平衡向正反应方向移动等同起来，只有v正＞v逆时，才使平衡向正反应方向移动。
(3)同等程度地改变反应混合物中各物质的浓度时，应视为压强的影响。
(4)对于缩小体积增大压强，不管是否移动，各成分的浓度均增大，但增大的倍数可能不同也可能相同。
练后反思
2.解答化学平衡移动类判断题的思维过程
―→分析条件(浓度、温度、压强等)
―→想原理(平衡移动原理)―→综合判断得结论。
(1)解答化学平衡题的一般思路
(2)解答化学平衡问题注意“3误区”
①不要将平衡的移动和速率的变化混同起来。如化学v(正)反应速率改变，平衡不一定发生移动，但平衡发生移动，化学反应速率一定改变；不能认为平衡正向移动一定是加快，v(逆)减慢等。
②不要将平衡的移动和浓度的变化混同起来。如不能认为平衡正向移动时，反应物浓度一定减少，生成物浓度一定增加等。
③不要将平衡的移动和反应物的转化率混同起来。不能认为平衡正向移动时，反应物的转化率一定提高。
(3)解答化学平衡问题“4步骤”
<
<
>
减小
2.二氧化碳是一种宝贵的碳氧资源。以CO2和NH3为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应可表示如下：
反应Ⅰ：2NH3(g)＋CO2(g) NH2COONH4(s)　ΔH1＝－159.47 kJ·mol－1
反应Ⅱ：NH2COONH4(s) CO(NH2)2(s)＋H2O(g)　ΔH2＝＋72.49 kJ·
mol－1
请回答下列问题：
(1)写出CO2和NH3为原料生成尿素和气态水的热化学方程式：_________
___________________________________________________，反应Ⅱ自发进行的条件是______。
2NH3(g)＋
CO2(g) CO(NH2)2(s)＋H2O(g)　ΔH＝－86.98 kJ·mol－1
高温
解析：反应Ⅰ：2NH3(g)＋CO2(g) NH2COONH4(s)　ΔH1＝－159.47 kJ·
mol－1，
反应Ⅱ：NH2COONH4(s) CO(NH2)2(s)＋H2O(g)　ΔH2＝＋72.49 kJ·
mol－1 ，
由盖斯定律：反应Ⅰ＋反应Ⅱ，
得到2NH3(g)＋CO2(g) CO(NH2)2(s)＋H2O(g)　ΔH3＝－86.98 kJ·mol－1；
反应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，
则T需要较大，即该反应为高温自发。
(2)CO2和NH3为原料合成尿素的反应中影响CO2转化率的因素很多，图1为某特定条件下，不同水碳比 和温度影响CO2转化率变化的趋势曲线。
下列说法不正确的是________(填字母)。
A.温度升高该反应平衡常数逐渐减小，移走
部分尿素平衡向正方向移动
B.当温度低于190 ℃，随温度升高CO2转化率
逐渐增大，其原因可能是温度升高平衡向
正方向移动
C.当温度高于190 ℃后，随温度升高CO2转化率逐渐减小，其原因可能是温度
升高发生了副反应
D.其他条件相同时，为提高CO2的转化率，生产中可以采取的措施是提高水碳比
ABD
解析：合成尿素的反应是放热反应，温度升高，平衡逆向移动，平衡常数逐渐减小，尿素为固体，移走部分尿素平衡不移动，故A错误；
温度越高，发生副反应的可能性越高，会导致二氧化碳转化率减小，故C正确；
根据图像，水碳比越高，二氧化碳的转化率越低，故D错误。
(3)某研究小组为探究反应Ⅰ中影响c(CO2)的因素，在恒温下将0.4 mol NH3和0.2 mol CO2放入容积为2 L的密闭容器中，t1时达到平衡，其c(CO2)随时间t变化趋势曲线如图2所示。则其逆反应的平衡常数为___________。
6.25×10－5
解析：在恒温下将0.4 mol NH3和0.2 mol CO2放入容积为2 L的密闭容器中，达到平衡时，2NH3(g)＋CO2(g) NH2COONH4(s)
起始量/(mol·L－1) 0.2 0.1 0
变化量/(mol·L－1) 0.15 0.075
平衡量/(mol·L－1) 0.05 0.025
3.氢能是一种公认的高热值清洁能源，目前世界各国正致力于将高污染高排放的碳能源过渡成清洁高效低排放的氢能源。
(1)我国氢气的主要来源是焦炉气制氢，所制得的氢气含有较多的CO和H2S，中温干法脱硫是用氧化铁将硫元素转化为硫化铁。干法脱硫反应的化学方程式为___________________________。
Fe2O3＋3H2S===Fe2S3＋3H2O
解析：根据题干可知，该反应为氧化铁与H2S反应，生成硫化铁和水，反应的化学方程式为：Fe2O3＋3H2S ===Fe2S3＋3H2O。
(2)我国科研人员用木屑水蒸气气化制取氢燃料，在一定条件下，反应器中存在如下反应：
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：根据盖斯定律v＝2×ii－ i－ iii＝2×iv－iii＋i＝ii＋iv－iii，
则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质的量比确定，在750 ℃，控制水蒸气流量为 0.1 g/(min·g)下，探究催化剂加入量对产气组分和气化性能的影响，结果如表所示：
n(Ca)/n(C) 气体体积分数 碳转化率/%
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
由表中数据， ＝_____时最为合理。 由0到0.5时，H2的体积分数显著增加的原因：____________________________________________
___________________________________________。体系的气化温度不仅对木屑的热解气化反应有影响 ，而且对CaO吸收CO2的能力以及CaCO3的分解反应也有很大
影响。实验过程中，控制
为1.0，水蒸气流量
为0.1 g/(min·g)，将气化反
应温度从700 ℃升到850 ℃，
气化温度对产氢率、产气率的影响如表：
1.0
CaO作为CO2的吸收剂，使产气中CO2分压降低，从而使水煤气变换反应平衡向生成H2 的方向移动
温度/℃ 气体体积分数 碳转化率/%
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：根据表格中产氢率， 由0到0.5时，H2的体积分数显著增加的原因是CaO作为CO2 的吸收剂，使产气中CO2 分压降低，从而使水煤气变换反应平衡向生成H2 的方向移动。
③从产氢率的角度考虑，最佳操作温度是________。
750 ℃
解析：根据表格可知750 ℃时，产氢率最高。
温度/℃ 气体体积分数 碳转化率/%
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随着反应的进行，发现CaO的吸收能力逐渐降低，原因是___________
_________________________________________________________。
解析：CaO与二氧化碳反应生成碳酸钙，附着在CaO的表面，阻止了CaO对CO2的进一步吸收。
产生的CaCO3附着在CaO的表面，阻止了CaO对CO2的进一步吸收
CaO吸收CO2
(3)将氢气储存于液体燃料中，可以解决氢气的安全高效存储和运输问题。由于甲醇具有单位体积储氢量高、活化温度低等优点，是理想的液体储氢平台分子。我国学者构建一种双功能结构的催化剂，反应过程中，在催化剂的表面同时活化水和
甲醇。如图是甲醇脱氢转化
的反应历程(TS表示过渡态)。
根据图像判断甲醇脱氢反应
中断裂的化学键是________
______，该反应的ΔH_____
( 填“大于”“等于”或“小于”)0。
O—H和
C—H
小于
解析：甲醇的结构简式为CH3OH，脱氢反应中断裂的化学键是O—H和C—H；该反应的相对能量降低，反应放热。
4.碳、氮能形成多种氧化物、氢化物。
(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
则NO与CO反应生成两种无毒气体的热化学方程式为_________________
_______________________________________。
2CO2(g)＋N2(g)　ΔH＝－746.5 kJ·mol－1
2CO(g)＋2NO(g)
解析：NO与CO反应生成两种无毒气体，应为CO2和N2，化学方程式应为2CO(g)＋2NO(g) 2CO2(g)＋N2(g)；由已知：①2NO(g) N2(g)＋
O2(g)　ΔH1＝－180.5 kJ·mol－1；
根据盖斯定律可知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)使用高效催化剂可大大减少汽车尾气排放出的NOx含量，某研究所的科研人员探究了T1 ℃时等质量的三种催化剂对CO还原NO的催化效果(其他条件相同)，所得结果如图1所示。
①如果不考虑催化剂价格，则使用催化剂________(填“Ⅰ”“Ⅱ”或“Ⅲ”)最好；A、B两状态下，生成CO2的速率大小关系是___________。
Ⅰ
v(A)>v(B)
解析：据图可知相同时间内使用催化剂Ⅰ的反应最先达到平衡，所以使用催化剂Ⅰ最好；据图可知A点曲线的斜率更大，反应速率更快。
②若容器容积为2 L，开始时加入0.5 mol NO、0.5 mol CO，在催化剂Ⅰ的作用下达到如图1所示平衡，则反应2NO(g)＋2CO(g) N2(g)＋2CO2(g)在该温度下的平衡常数K＝________。
640
解析：据图可知25 s时氮气的物质的量不再改变说明反应达到平衡，此时n(N2)＝0.2 mol，根据方程式可知此时容器中n(CO2)＝0.4 mol，Δn(NO)＝Δn(CO)＝0.4 mol，初始投料为0.5 mol CO和0.5 mol NO，所以平衡时
容器内n(NO)＝n(CO)＝0.1 mol，容器的容积为2 L，所以K＝
＝640。
③在图2坐标系中画出使用催化剂Ⅰ(其他条件相同)时，25 s时容器内反应的脱氮率(NO转化率)与温度的关系图。
答案　
1.等效平衡的含义
在一定条件下(恒温恒容或恒温恒压)下，同一可逆反应体系，不管是从正反应开始，还是从逆反应开始，还是正、逆反应同时投料，达到化学平衡状态时，任何相同组分的百分含量(质量分数、物质的量分数、体积分数等)均相同。
核心知识梳理
考点四、应用“等效平衡”判断平衡移动的结果
2.等效平衡的判断方法
(1)恒温恒容条件下反应前后体积改变的反应
判断方法：极值等量即等效。
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①②③三种配比，按化学方程式的化学计量关系均转化为反应物，则SO2均为2 mol，O2均为1 mol，三者建立的平衡状态完全相同。
④中a、b、c三者的关系满足：c＋a＝2， ＋b＝1，即与上述平衡等效。
(2)恒温恒压条件下反应前后体积改变的反应
判断方法：极值等比即等效。
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
按化学方程式的化学计量数关系均转化为反应物，则①②中 ，故互为等效平衡。
③中a、b、c三者关系满足： ，即与①②平衡等效。
(3)恒温条件下反应前后体积不变的反应
判断方法：无论是恒温恒容，还是恒温恒压，只要极值等比即等效，因为压强改变对该类反应的化学平衡无影响。
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
①②两种情况下，n(H2)∶n(I2)＝1∶1，故互为等效平衡。
③中a、b、c三者关系满足 ＝1∶1或a∶b＝1∶1，c≥0，即与
①②平衡等效。
说明：
1．“一边倒”(完全转化)指的是把一边“归零”，通过可逆反应的化学计量数之比换算成另一边物质的物质的量(浓度)。
2．等效指的是达到平衡后同种组分百分含量(物质的量分数、质量分数、体积分数)相同。也有可能同种组分的物质的量、质量、体积、物质的量浓度也相同。
3．等效平衡规律
等效平衡与等同平衡的异同
4.虚拟“中间态”法构建等效平衡
(1)构建恒温恒容平衡思维模式
新平衡状态可认为是两个原平衡状态简单的叠加并压缩而成，相当于增大压强。
(2)构建恒温恒压平衡思维模式(以气体物质的量增加的反应为例，见图示)
新平衡状态可以认为是两个原平衡状态简单的叠加，压强不变，平衡不移动。
问题思考
对于以下三个反应，从反应开始进行到达到平衡后，保持温度、体积不变，按要求回答下列问题。
(1)PCl5(g) PCl3(g)＋Cl2(g)
再充入PCl5(g)，平衡向_______方向移动，达到平衡后，PCl5(g)的转化率______，PCl5(g)的百分含量______。
(2)2HI(g) I2(g)＋H2(g)
再充入HI(g)，平衡向_______方向移动，达到平衡后，HI的分解率_____，HI的百分含量_____。
正反应
减小
增大
正反应
不变
不变
(3)2NO2(g) N2O4(g)
再充入NO2(g)，平衡向_______方向移动，达到平衡后，NO2(g)的转化率_____，NO2(g)的百分含量_____。
正反应
减小
增大
1.向一固定体积的密闭容器中通入a mol N2O4气体，在密闭容器内发生反应：N2O4(g) 2NO2(g)，达到平衡时再通入a mol N2O4气体，再次达到平衡时，与第一次达平衡时相比，N2O4的转化率
A.不变 B.增大 C.减小 D.无法判断
解析：恒温恒容条件下，投料等比增加同增压，判断平衡(指的是新建立的与原平衡等效的过渡态平衡，而不是原平衡)，增大压强平衡向左移，转化率降低。
√
对点训练
2.已知H2(g)＋I2(g) 2HI(g)　ΔH＜0，有相同容积的定容密闭容器甲和乙，甲中加入H2和I2各0.1 mol，乙中加入HI 0.2 mol，在相同温度下分别达到平衡。现欲使甲中HI平衡时的百分含量大于乙中HI平衡时的百分含量，则应采取的措施是
A.甲、乙提高相同温度
B.甲中加入0.1 mol He，乙中不变
C.甲降低温度，乙增大压强
D.甲增加0.1 mol H2，乙增加0.1 mol I2
√
解析：相同容积的定容密闭容器甲和乙，甲中加入H2和I2各0.1 mol，乙中加入HI 0.2 mol，此时甲和乙建立的平衡是等效的。A项，甲、乙提高相同温度，平衡均逆向移动，HI的平衡浓度均减小，错误；
B项，甲中加入0.1 mol He，在定容密闭容器中，平衡不会移动，错误；
C项，甲降低温度，平衡正向移动，甲中HI的平衡浓度增大，乙增大压强平衡不移动，HI平衡时的百分含量不变，正确；
D项，甲增加0.1 mol H2，乙增加0.1 mol I2，结果还是等效的，错误。
3.一定条件下存在反应：CO(g)＋H2O(g) CO2(g)＋H2(g)ΔH＝－Q kJ·mol－1
(Q＞0)，现有三个相同的2 L恒容绝热(与外界没有热量交换)密闭容器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 ℃条件下开始反应。达到平衡时，上述三个过程对应的能量变化值分别为Q1、Q2、Q3，下列说法正确的是
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中反应的平衡常数比容器Ⅱ中反应的平衡常数小
D.容器Ⅰ中CO的转化率与容器Ⅱ中CO2的转化率之和等于1
√
解析：A项，容器中平衡建立的途径不相同，无法比较Q1、Q2的大小；
C项，容器Ⅱ中所到达的平衡状态，相当于在容器Ⅰ中平衡的基础上降低温度，平衡向正反应方向移动，平衡常数增大；
D项，温度相同时，容器Ⅰ中CO的转化率与容器Ⅱ中CO2的转化率之和等于1，容器Ⅱ中所达到的平衡状态，相当于在容器Ⅰ中平衡的基础上降低温度，平衡向正反应方向移动，所以容器Ⅰ中CO的转化率与容器Ⅱ中CO2的转化率之和小于1。
4.一定温度下，在3个容积均为1.0 L的恒容密闭容器中反应2H2(g)＋CO(g)
CH3OH(g)达到平衡，下列说法正确的是
容器 温度/K 物质的起始浓度/mol·L－1 物质的平衡浓度/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.该反应的正反应吸热
B.达到平衡时，容器Ⅰ中反应物的转化率比容器Ⅱ中的大
C.达到平衡时，容器Ⅱ中c(H2)大于容器Ⅲ中c(H2)的两倍
D.达到平衡时，容器Ⅲ中的正反应速率比容器Ⅰ中的大
√
解析：对比容器Ⅰ和Ⅲ可知两者投料量相当，若温度相同，最终建立等效平衡，但Ⅲ温度高，平衡时c(CH3OH)小，说明平衡向逆反应方向移动，即逆反应为吸热反应，正反应为放热反应，A错误；
Ⅱ相对于Ⅰ成比例增加投料量，相当于加压，平衡正向移动，转化率提高，所以Ⅱ中转化率高，B错误；
不考虑温度，Ⅱ中投料量是Ⅲ的两倍，相当于加压，平衡正向移动，所以Ⅱ中c(H2)小于Ⅲ中c(H2)的两倍，C错误；
对比Ⅰ和Ⅲ，若温度相同，两者建立等效平衡，两容器中速率相等，但Ⅲ温度高，速率更快，D正确。
④⑤
2
0.25
1.5
a＋c＝2
2a
不变
6
8.Ⅰ.恒温、恒压下，在一可变容积的容器中发生如下反应：
A(g)＋B(g) C(g)。
(1)若开始时放入1 mol A和1 mol B，达到平衡后，生成a mol C，这时A的物质的量为________mol。
(1－a)
解析：由反应A(g)＋B(g) C(g)可知，生成a mol C必消耗a mol A，则n(A)＝(1－a)mol。
(2)若开始时放入3 mol A和3 mol B，达到平衡后，生成C的物质的量为_______mol。
3a
解析：因(2)与(1)为恒温恒压条件下的等效平衡，且(2)开始时A和B的物质的量为(1)开始时A和B物质的量的3倍，则达到平衡后(2)生成C的物质的量为(1)生成C的物质的量的3倍，故生成C的物质的量为3a mol。
(3)若开始时放入x mol A、2 mol B和1 mol C，达到平衡后，A和C的物质的量分别是y mol和3a mol，则x＝_____mol，y＝________mol。平衡时，B的物质的量________(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
作出此判断的理由是____________________________________________
________________________________________________。
2
(3－3a)
D
若3a>1，B的物质的量小于2 mol；若3a＝1，B的物质的量等于2 mol；若3a<1，B的物质的量大于2 mol
解析：因(3)与(2)为恒温恒压条件下的等效平衡，若1 mol C全部生成A和B，则可得到1 mol A和1 mol B，则x mol＋1 mol＝3 mol，解得x＝2。
　　　　 A(g)＋B(g) C(g)
开始物质的量(mol) 2 2 1
转化物质的量(mol) 3a－1 3a－1 3a－1
平衡物质的量(mol) 3－3a 3－3a 3a
从而可得y＝3－3a，n(B)平＝(3－3a)mol。
由此可知，若3a>1，则B的物质的量小于2 mol；若3a＝1，则B的物质的量等于2 mol；若3a<1，则B的物质的量大于2 mol。
(4)若在(3)的平衡混合物中再加入3 mol C，待再次达到平衡后，C的物质的量分数是________。
解析：因(4)与(1)和(2)均为等效平衡，
则(4)与(1)和(2)中C的物质的量分数均相等，
Ⅱ.若维持温度不变，在一个与(1)反应前起始体积相同且容积固定的容器中发生上述反应。

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