资源简介

第五讲
化学平衡及化学反应进行的方向
适用学科
化学
适用年级
高二
适用区域
全国
本讲时长
120分钟
知识点
1.可逆反应2.化学平衡的建立、特征和标志3.化学平衡的移动4.化学平衡常见图像问题5.化学平衡常数和平衡转化率6.化学反应进行的方向
教学目标
1.理解化学反应中存在可逆反应，化学平衡状态的形成本质过程
2.掌握化学平衡的概念、条件、特点以及有关计算
3.懂得判断一个体系已达到平衡的判据
4.通过用事实阐明可逆反应的存在，理解反应可逆性对反应程度的影响
5.探究达到平衡时体系的特征变化，学会用一般理论分析解释普遍存在现象的能力

教学重难点
1.外界条件变化对化学平衡的影响及其相应应用。2.从速率角度解释化学平衡的移动。
教学过程
复习预习
回顾上堂课我们共同认识了化学反应速率和影响化学反应速率的因素。本堂课我们将进行深入学习化学反应中的平衡情况。
二、知识讲解
化学反应速率讨论的是化学反应快慢的问题，但是在化学研究和化工生产中，只考虑化学反应进行的快慢是不够的，因为我们既希望反应物尽可能快地转化为生成物，同时又希望反应物尽可能多地转化为生成物。例如在合成氨工业中，除了需要考虑如何使N2和H2尽快地转变成NH3外，还需要考虑怎样才能使更多的N2和H2转变为NH3，后者所说的就是化学反应进行的程度问题——化学平衡。
考点1
可逆反应与不可逆反应
【复习提问】什么是可逆反应？在一定条件下2molSO2与1molO2反应能否得到2molSO3？
1、可逆反应定义：在相同条件下既能向正反应方向进行又能向逆反应方向进行的反应叫做可逆反应。用“”号表示。例如：2SO2+O22SO3。
2、不可逆反应：有些反应的逆反应进行程度太小因而可忽略，我们把几乎完全进行的反应叫不可逆反应，用“===”号表示。例如：Ba2＋＋SO42-===BaSO4↓
【引入】SO2与O2的反应为可逆反应不能进行完全，因此得不到2molSO3。得不到2molSO3，能得到多少摩SO3？也就是说反应到底进行到什么程度？这就是化学平衡所研究的问题。
考点2
化学平衡的建立、特征和标志
化学平衡的建立
我们以CO和H2O
(g)的反应为例来说明化学平衡的建立过程。
CO
+
H2O
(g)
CO2
+
H2
开始浓度
0．01
0．01
0
0
一段时间后0．005
0．005
0．005
0．005
如图：
化学平衡状态：一定条件下，当正、逆两个方向的反应速率相等时，反应体系中所有参加反应的物质的质量或是浓度可以保持恒定。这是的状态也就是在给定条件下，反应达到了“限度”。对于可逆反应体系来说，我们称之为“化学平衡状态”。
注意：a、研究对象：可逆反应
b、平衡前提：温度、压强、浓度一定
c、原因：v正=v逆（同一种物质）
d、结果：各组成成分的质量分数保持不变。
化学平衡的特征
逆（研究对象必须是可逆反应）
等（正、逆反应速率相等）
定（浓度与质量分数等恒定）
动（动态平衡）
变（条件改变，平衡发生变化）
【思考】
(1)当一个可逆反应达到平衡时，各物质的浓度保持不变，这时反应停止了吗？
(2)达化学平衡的反应中，如何理解正逆反应速率相等？(以N2＋3H22NH3为例)
【提示】(1)没有停止，此时v正＝v逆≠0。
(2)正、逆反应速率相等针对同一物质来说：如N2，正反应消耗N2的速率与逆反应生成N2的速率相等。
【问题导思】　
①化学平衡的基本标志是什么？
【提示】　v正＝v逆与各组分的浓度保持不变。
②若反应体系的总压强不变，该可逆反应一定达平衡了吗？
【提示】　不一定，对前后气体体积相等的反应，压强不变不能作判据。
③若反应体系的气体密度不变，该可逆反应达平衡了吗？
【提示】　不一定，若可逆反应前后都是气体，且体系容积不变不能作判据。
3、化学平衡状态的标志
（1）v正＝v逆>0(即同一物质的消耗速率与生成速率相等)。
（2）反应混合物中各组分的含量（质量分数、体积分数、物质的量分数）保持不变。
例如：我们以密闭容器中的反应mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)为例来说明：
化学反应
mA(g)
+
nB(g)
pC(g)+
qD(g)
是否平衡
混合物体系中各成分的含量
①各物质的物质的量或物质的质量分数一定
平衡
②各物质的质量或质量分数一定
平衡
③各气体的体积或体积分数一定
平衡
④总体积、总压强、总物质的量一定
不一定平衡
正、逆反应速率之间的关系
①在单位时间内消耗了m
mol
A，同时也生成了m
mol
A，即v(正)
＝
v(逆)
平衡
②在单位时间内消耗了n
mol
B，同时也消耗了p
mol
C，即v(正)
＝
v(逆)
平衡
③v(Ａ)
:
v(B)
:
v(C)
:
v(D)
＝
m
:
n
:
p
:
q
，v(正)
不一定等于v(逆)
不一定平衡
④在单位时间内生成了n
mol
B，同时也消耗了q
mol
D，即叙述的都是v(逆)
不一定平衡
压强
①其它条件一定、总压强一定，且m
+
n
≠
p
+
q
平衡
②其它条件一定、总压强一定，且m
+
n
＝
p
+
q
不一定平衡
混合气体的平均相对分子质量
①平均相对分子质量一定，且m
+
n
≠
p
+
q
平衡
②平均相对分子质量一定，且m
+
n
＝
p
+
q
不一定平衡
温度
任何化学反应都伴随着能量变化，当体系温度一定时
平衡
气体的密度
密度一定
不一定平衡
颜色
反应体系内有色物质的颜色稳定不变
平衡
例如：在一定条件下，反应：2NO＋O22NO2在定容容器中发生，对该反应达到平衡的标志的描述中，错误的是(　　)
①混合气体的总分子数不再变化　②混合气体的颜色不再变化　③容器的总压强不再变化　④混合气体的总质量不再变化　⑤混合气体的密度不再变化　⑥单位时间内生成n
mol的NO，同时消耗n
mol的NO2
⑦反应的温度不再发生变化(绝热条件)
A．①②③⑦　　　　　　B．④⑤⑥
C．①②④
D．③⑦⑤⑥
【解析】　因为该反应前后都是气体，故气体的总质量不能作为达平衡的判据；混合气体的密度始终不变，也不能做判据；不论什么时候，总是消耗n
mol
NO2，生成n
mol
NO，也不能作达平衡的判据。
【答案】　B
【规律方法】快速判断某可逆反应是否达平衡状态的方法
(1)正、逆反应速率：①若在方程式两边，都生成或都消耗且各自的量与化学计量数成正比。
②若在方程式同侧，一个生成，则另一个消耗且各自的量与化学计量数成正比。
(2)①像H2(g)＋I2(g)2HI(g)，气体化学计量数前后相等的反应，混合气体的总物质的量，压强、总体积密度不变不能作为达平衡的判据。
②像A(s)＋2B(g)2C(g)，密度可作判据，但气体总体积，气体总物质的量，气体总压强仍不能作判据。
【思考】某密闭容器中发生如下反应A(g)＋B(g)2C(g)。
(1)该反应达平衡的基本标志是什么？
(2)若改变条件，使化学反应速率发生变化，化学平衡是否移动？若各成分的百分含量发生变化，平衡是否移动？
【提示】　(1)v正＝v逆或各组分的浓度不变。
(2)若v正与v逆同时改变，但v正′＝v逆′，则平衡不移动；若v正′≠v逆′，则平衡移动；但只要各成分的百分含量变，则平衡一定发生移动。
考点3
化学平衡移动原理
1、化学平衡移动实质：化学平衡移动是由于浓度、温度、压强的变化使可逆反应从一种平衡状态变为另一平衡状态的过程。平衡移动的实质因为条件的变化打破了正反应、逆反应速率相等的关系。υ(正)
＞υ(逆)，正向移动；υ(正)<υ(逆)，平衡逆向移动。
对可逆反应：mA(g)+nB
(g)
pC(g)+qD(g)
条件变化
反应特点
υ(正)
υ(逆)
υ正
υ逆
移动方向
说明
反应物浓度增大
增
不变
υ正
＞υ逆
向右
固体或纯液体浓度视为固定不变的
生成物浓度减小
不变
减
反应物浓度减小
减
不变
υ正＜
υ逆
向左
生成物浓度增大
不变
增
升高温度
正反应吸热
增
增
υ正
＞υ逆
向右
升高或降低温度，υ正
υ逆增加或减小程度不同
正反应放热
增
增
υ正＜
υ逆
向左
降低温度
正反应吸热
减
减
υ正＜
υ逆
向左
正反应放热
减
减
υ正
＞υ逆
向右
压缩体积增大压强
m+n＞p+q
增
增
υ正
＞υ逆
向右
反应物产物都是固体或液体，压强对平衡无影响。
m+n=p+q
增
增
υ正=
υ逆
不移动
m+n＜p+q
增
增
υ正＜
υ逆
向左
容积不变，充入He
不变
不变
υ正=
υ逆
不移动
分压不变
压强不变充入He
m+n＞p+q
减
减
υ正＜
υ逆
向左
相当于减压
m+n=p+q
减
减
υ正=
υ逆
不移动
m+n＜p+q
减
减
υ正
＞υ逆
向右
【思考】T℃时，将一定量的混合气体在密闭容器中发生反应aA(g)+bB(g)cC(g)+dD(g)，平衡后测得B气体的浓度为0.6mol/L，恒温下，将密闭容器的容积扩大1倍，重新达到平衡后，测得B气体浓度为0.4mol/L，下列叙述正确的是(
)
A．重新达到平衡时，D的体积分数减小
B．a+bC．平衡向右移动
D．重新达到平衡时，A气体浓度增大
【解析】若平衡不移动，容积扩大1倍，B浓度应为0.3mol/L，说明平衡逆向移动。
答案为A。
考点4
化学平衡的常见图像问题
速率-时间图
此类图像定性揭示了v正、v逆随时间(含条件改变对速率的影响)而变化的规律，体现了平衡的“动、等、定、变”的基本特征，以及平衡移动的方向等。
例如：N2+
3H22NH3建立平衡后加热对速率的影响如图1。
2．浓度-时间图
此类图像能说明各平衡体系组分(或某一成分)在反应过程中的变化情况。
例如：A+BAB反应情况如图2，此类图像要注意各物质曲线的折点(达平衡)时刻相同，各物质浓度变化的内在联系及其比例符合化学方程式中的系数关系。
全程速率~时间图
例如：Zn与足量盐酸的反应，反应速率随时间的变化出现如下情况如图3，
【解析】AB段（v渐增），因反应为放热反应，随反应的进行，温度渐增，导致反应速率的渐增；BC段（v渐小），则主要因为随反应的迸行，溶液中
C[H+]减小，导致反应速率的减小。
【反思】分析图像问题时要抓住各阶段的主要矛盾，认真探究。
含量~时间~温度(压强)图
常见形式有如下几种。
(C%指产物百分数；B%指某反应物百分数)(在其他条件不变时，改变任一条件如：使用催化剂或温度升高或压强增大，都能缩短到达平衡的时间)，这种图像的折点反映了速率大小——T
(P)高低；水平线高低对应平衡移动方向。
(a用催剂，b不用)
(T2>T1，正反应为放热反应)
(T2>T1，正反应为吸热反应)
(P1>P2，正反应为体积增大)
(P1>P2，正反应为体积减小)
5．恒压(温)线
该类图的纵坐标为物质的平衡浓度(c)或反应物的转化率(α)，横坐标为温度(T)或压强(P)，常见类型有：
速率——温度(压强)图
这类图有两种情况，一是不隐含时间因素的速率——时间图，二是隐含时间变化的速率——时间图。
例如：以2SO2(g)+O2(g)
2SO3(g)；△H<0为例，v-t(P)图如图6。
7．其它如图
在一定条件下，将X、Y按不同的物质的量比放入密闭容器中反应，平衡后测得X和Y的转化率(α)与起始两物质的物质的量之比[n(X)/n(Y)]的关系如图7，据此可推知X、Y的反应式系数比为3:1。
如图8曲线是其它条件不变时，某反应物的最大转化率
(α)与温度(T)的关系曲线，图中标出的1、2、3、4四个点，表示v(正)>v(逆)的点是3，表示v(正)【练习】在容积可变的密闭容器中存在如下反应：CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)　ΔH<0，下列分析中不正确的是(　　)
A．图Ⅰ研究的是t0时升高温度对反应速率的影响
B．图Ⅱ研究的是t0时增大压强(缩小容积)或使用催化剂对反应速率的影响
C．图Ⅲ研究的是催化剂对化学平衡的影响，且甲使用了催化剂
D．图Ⅲ研究的是温度对化学平衡的影响，且乙的温度较高
【解析】　本题考查的是化学反应速率及化学平衡图像的认识。由于这是一个体积可变的放热反应，所以t0时温度升高，平衡向左移动，此时逆反应速率大于正反应速率，A正确；该反应是反应前后气体物质的量不变的反应，增大压强，可同等程度地加快正、逆反应速率，平衡不移动，使用催化剂，不影响平衡，但反应速率加快，B正确；如果图Ⅲ中考虑的是使用催化剂的话，则由图可知乙条件下先达平衡，所以应该是乙使用了催化剂且平衡时甲、乙两条件下的CO转化率应相等，C错误；如果图Ⅲ研究的是温度对平衡的影响，同样应该是乙条件下温度高于甲条件，那么从甲升温到乙，平衡向左移动，CO的转化率下降，D正确。
【答案】　C
考点5
化学平衡常数
、转化率
1、
在一定温度下，达到平衡的可逆反应，其平衡常数用生成物平衡浓度(气体平衡分压)的方次之积与反应物平衡浓度(气体平衡分压)的方次之积的比值来表示，这时的平衡常数称为浓度平衡常数(压强平衡常数)，用Kc(Kp)表示。
对:aA(g)+bB(g)cC(g)+dD(g),
（1）书写平衡常数关系式的规则
①同一化学反应，可以用不同的化学反应式来表示，每个化学方程式都有自己的平衡常数关系式及相应的平衡常数。平衡常数及单位必须与反应方程式的表示一一对应。　
②如果反应中有固体或纯液体参加，它们的浓度不应写在平衡关系式中，因为它们的浓度是固定不变的，化学平衡关系式中只包括气态物质和溶液中各溶质的浓度。
③稀溶液中进行的反应，如有水参加，水的浓度也不必写在平衡关系式中。
如：下列可逆反应的浓度平衡常数的数学表达式
CaCO3(s)
CaO(s)+CO2(g)
Kc=[CO2]
CO2(g)+H2(g)
CO(g)+H2O(g)
Kc=[CO][H2O]/([CO2][H2]
Cr2O72-+H2O2CrO42-+2H+
Kc=[CrO42-]2[H+]2/[Cr2O72-]
（2）平衡常数K的性质和意义
①.平衡常数K与温度有关，与浓度和压强无关。
②.平衡常数K的大小，可推断反应进行的程度。K越大，表示反应进行的程度越大，反应物的转化率越大；K越小，表示反应进行的程度越小，反应物的转化率越小。一般来说，反应的平衡常数K≥105认为正反应进行得较完全；K≤10-5认为这个反应的正反应很难进行(逆反应较完全)
③.平衡常数表达式表明在一定温度条件下达成平衡的条件。在某温度下，某时刻反应是否达平衡，可用该时刻产物的浓度商Qc与Kc比较大小来判断。
当Qc>kc，υ(正)<υ(逆),未达平衡，反应逆向进行；
当Qcυ(逆),未达平衡，反应正向进行；
当Qc=kc，υ(正)=υ(逆),达到平衡，平衡不移动。
④平衡常数数值的大小，只能大致告诉我们一个可逆反应的正向反应所进行的最大程度，并不能预示反应达到平衡所需要的时间。如2SO2(g)+O22SO3(g)
298K时Kp＝3.6×1024很大，但由于速度太慢，常温时，几乎不发生反应。
2、平衡转化率
对于可逆反应:
mA(g)+nB
(g)
pC(g)+qD(g)。
反应物A的平衡转化率（该条件最大转化率）可表示：
例如：已知可逆反应CO
+
H2O(g)
CO2
+
H2，达到平衡时。
（1）830K时，若起始时：c
(CO)
=
2
mol/L，c
(H2O)
=
3
mol/L，平衡时CO的转化率为60%，水蒸气的转化率为________；K值为________。
（2）830K，若只将起始时c
(H2O)改为6
mol/L，则水蒸气的转化率为______。
（3）若830K时，起始浓度c
(CO)
=
a
mol/L，c
(H2O)
=
b
mol/L，H2的平衡浓度
c
(H2)
=
c
mol/L，①a、b、c之间的关系式是____________________
；
②当a
=
b时，a
=
_____c。
【解析】（1）
CO
+
H2O(g)
CO2
+
H2
起始浓度（单位均为mol/L）
2
3
0
0
转化浓度
1.2
1.2
1.2
1.2
平衡浓度
0.8
1.8
1.2
1.2
K=
（2）设CO的转化浓度为x
CO
+
H2O(g)
CO2
+
H2
起始浓度（单位均为
mol/L）
2
6
0
0
转化浓度
x
x
x
x
平衡浓度
2
–
x
6
–
x
x
x
K
=，x
=
1.5
mol/L
（3）
CO
+
H2O(g)
CO2
+
H2
起始浓度（单位均为mol/L）
a
b
0
0
转化浓度
c
c
c
c
平衡浓度
a
–
c
b
–
c
c
c
①，②a
=
b，则a
=
2c
考点5
化学反应进行的方向
一、反应方向的焓判据
焓判据：放热反应过程中体系能量降低，因此具有自发进行的倾向。
若ΔH＜0，正向反应能自发进行；
若ΔH＞0，正向反应不能自发进行，而逆向反应能自发进行。
二、反应方向的熵判据
1、熵判椐：在密闭条件下，体系有由有序自发地变为无序的倾向。
2、混乱度：表示体系的不规则或无序状态。
3、熵：热力学上用来表示混乱度的状态函数。
4、熵值的大小判断： （1）气态 > 液态 > 固态； （2）与物质的量成正比；
5、反应熵变△S=反应产物总熵-反应物总熵； 6、熵增的过程就是自发过程。
三、焓变与熵变对反应方向的共同影响。
① △H < 0， △S>0,反应自发进行；
② △H >0， △S<0,反应不自发进行；
③ △H < 0， △S<0；△H > 0， △S>0,反应能否自发进行要视情况而定。
三、例题精析
【例题1】
【题干】一定条件下的密闭容器中有如下反应：4NH3(g)＋5O2(g)4NO(g)＋6H2O(g)　ΔH＝－905.9
kJ·mol－1，下列叙述正确的是
(　　)
A．4
mol
NH3和5
mol
O2反应，达到平衡时放出热量为905.9
kJ
B．平衡时v正(O2)＝(4/5)v逆(NO)
C．平衡后减小压强，混合气体平均摩尔质量增大
D．平衡后升高温度，混合气体中NO含量降低
【答案】D
【解析】A项，由于该反应是可逆反应，故达到平衡时反应物不能全部转化为生成物，放出热量小于905.9
kJ，不正确；B项，反应速率之比等于反应方程式前的计量数之比，所以平衡时的正逆反应速率关系应为v正(O2)＝(4/5)v逆(NO)，故不正确；C项，减小压强，化学平衡向正反应方向移动，气体总质量不变，而气体总的物质的量增大，则平均摩尔质量减小，不正确；D项，正反应是放热反应，升温，化学平衡逆向移动，NO含量降低，正确。
【例题2】
【题干】反应N2O4(g)2NO2(g)　ΔH＝＋57
kJ·mol－1，在温度为T1、T2时，平衡体系中NO2的体积分数随压强的变化曲线如图所示。下列说法正确的是
(　　)
A．a、c两点的反应速率：a>c
B．a、c两点气体的颜色：a深，c浅
C．由状态b到状态a，可以用加热的方法
D．a、c两点气体的平均相对分子质量：a>c
【答案】C
【解析】c点压强大于a点压强，故反应速率a【例题3】
【题干】某温度下，在一个2
L的密闭容器中加入4
mol
A和2
mol
B进行如下反应：3A(g)＋2B(g)4C(s)＋D(g)，反应2
min后达到平衡，测得生成1.6
mol
C，下列说法正确的是
(　　)
A．前2
min
D的平均反应速率为0.2
mol·L－1·min－1
B．此时，B的平衡转化率是40%
C．增大该体系的压强，平衡不移动，化学平衡常数不变
D．增加B，平衡向右移动，B的平衡转化率增大
【答案】B
【解析】生成1.6
mol
C的同时消耗0.8
mol
B、生成0.4
mol
D，则前2
min，v(D)＝＝0.1
mol·L－1·min－1，B的平衡转化率为×100%＝40%，A错、B对；增大该体系的压强，平衡向正反应方向移动，但平衡常数不变，C错；增加B，平衡向右移动，A的平衡转化率增大但B的平衡转化率减小，D错。
四、课堂运用
【基础】
1．下列反应不属于可逆反应的是(　　)
A．SO2溶于水和H2SO3分解
B．H2跟I2化合成HI和HI分解
C．SO2跟O2化合成SO3和SO3分解
D．NH3与HCl化合生成NH4Cl和NH4Cl受热分解生成NH3和HCl
【答案】D
【解析】可逆反应是指在相同条件下同时向正反两个方向进行的反应，而D项中两个反应的条件不同。
2．在恒温、恒容下，当反应容器内总压强不随时间变化时，下列可逆反应一定达到平衡的是(　　)
A．A(g)＋B(g)C(g)
B．A(g)＋2B(g)3C(g)
C．A(g)＋B(g)C(g)＋D(g)
D．以上都达到平衡
【答案】A
【解析】A中反应前后气体物质的量不等，恒温恒容下总压强不变，反应达平衡；B、C反应前后气体物质的量相等，不论是否达到平衡总压强不变。
3．在一定条件下，某容器中充入N2和H2合成NH3，以下叙述错误的是(　　)
A．开始反应时，正反应速率最大，逆反应速率为零
B．随着反应的进行，正反应速率逐渐减小，最后减小为零
C．随着反应的进行，逆反应速率逐渐增大，最后保持恒定
D．随着反应的进行，正反应速率逐渐减小，最后与逆反应速率相等且都保持恒定
【答案】B
【解析】随着反应的进行，正反应速率逐渐减小，后保持恒定，但最后不可能减小为零。
4．对于2SO2＋O22SO3的反应，下列叙述中，正确的是(　　)
A．“高温”和“催化剂”的条件使SO2和O2产生了可发生性
B．“高温”和“催化剂”的条件可使SO3分解为SO2和O2
C．在该反应的平衡状态，SO3、SO2、O2的浓度一定都相等
D．在该反应的平衡状态，正反应速率和逆反应速率相等都为0
【答案】B
【解析】该反应客观存在可发生性，“高温”和“催化剂”的条件只是加快其反应速率，A项错误；该反应是可逆反应，SO3能在“高温”和“催化剂”的条件下分解为SO2和O2，B项正确；可逆反应达到平衡状态时，正反应速率和逆反应速率相等，但不等于0，反应物的浓度和生成物的浓度不再变化，但反应物和生成物的浓度并不一定相等，所以C、D项错误。
5．一定温度下在容积恒定的密闭容器中，进行如下可逆反应：A(s)＋B(g)2C(g)，当下列物理量不发生变化时，能表明该反应已达到平衡状态的是(　　)
①混合气体的密度　②容器内气体的压强　③混合气体的总物质的量　④B物质的量浓度
A．①②④　　　　　　　B．②③
C．②③④
D．全部
【答案】D
【解析】该反应中A为固体，前后气体的化学计量数不相等，故①②③④都可表明达平衡状态。
6．下列说法可以证明反应N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)已达到平衡状态的是(　　)
A．1个NN键断裂的同时，有3个H—H键形成
B．1个NN键断裂的同时，有3个H—H键断裂
C．N2、H2、NH3的分子数之比为1∶3∶2
D．1个NN键断裂的同时，有6个H—N键形成
【答案】A
【解析】A中表示的反应方向相反，正确；B、D中表示的反应方向相同，故B、D错误；C中N2、H2、NH3的分子数之比为1∶3∶2时未必达到平衡。
7．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、0.2
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0.2
mol·L－1
B．Y2为0.35
mol·L－1
C．X2为0.3
mol·L－1
D．Z为0.4
mol·L－1
【答案】A
【解析】根据极值法：X2的最大浓度是0.2
mol/L，Y2的最大浓度0.3
mol/L，Z的最大浓度0.25
mol/L。
8．在一定温度下向a
L密闭容器中加入1
mol
X气体和2
mol
Y气体发生如下反应：X(g)＋2Y(g)2Z(g)，此反应达到平衡的标志是(　　)
A．容器内压强随时间变化而变化
B．容器内各物质的浓度不随时间变化
C．容器内X、Y、Z的浓度之比为1∶2∶2
D．单位时间内消耗0.1
mol
X同时生成0.2
mol
Z
【答案】B
【解析】该反应不是等体积反应，只要压强不变，各物质的量浓度也就不变，可证明平衡已建立，故A选项错误，B选项正确；而平衡时，X、Y、Z的物质的浓度之比并不一定是1∶2∶2，C选项错误；单位时间内消耗X和生成Z，描述的是同一反应方向，不存在v正和v逆的关系，故不能判断该平衡已建立。答案为B。
9．下列可以证明H2(g)＋I2(g)2HI(g)已达平衡状态的是________。
①单位时间内生成n
mol
H2的同时，生成n
mol
HI
②一个H—H键断裂的同时有两个H—I键断裂
③百分含量w(HI)＝w(I2)
④反应速率v(H2)＝v(I2)＝v(HI)
⑤c(HI)∶c(H2)∶c(I2)＝2∶1∶1
⑥温度和体积一定时，生成物浓度不再变化
⑦温度和体积一定时，容器内压强不再变化
⑧条件一定，混合气体的平均相对分子质量不再变化
【答案】②⑥
【解析】该反应是一个反应前后气体物质的量保持不变的反应，因此压强、平均相对分子质量不变不能作为平衡判据。
【巩固】
1.如图所示的曲线是其他条件一定时，2NO＋O22NO2(该反应放热)反应中NO的转化率与温度的关系曲线，图中标有A、B、C、D四点，其中表示未达到平衡状态，且v正>v逆的点是(　　)
A．A点　　　B．B点
C．C点
D．D点
【答案】C
【解析】　此坐标系的纵轴表示的是NO的转化率，横轴表示温度，曲线上的任意一点都表示在某温度下达到平衡状态时对应的NO的转化率，过C点作纵轴的平行线与曲线交于一点，这表示若想达到C点对应温度的平衡状态，需要转化更多的NO，表示C点未达到平衡状态，且v正>v逆(平衡向正反应方向移动)。
2．一定量的混合气体在密闭容器中发生反应：mA(g)＋nB(g)pC(g)。达到平衡时，维持温度不变，将气体体积缩小到原来的。当达到新平衡时，气体C的浓度变为原平衡的1.9倍，则下列说法正确的是(　　)
A．m＋n＞p
B．m＋n＜p
C．平衡向正反应方向移动
D．C的质量分数增加
【答案】B
【解析】体积缩小到原来的，假设平衡不移动，各物质的浓度应为原来的2倍，C的浓度为原来的1.9倍，说明平衡逆向移动，压缩体积，相当于增压，而增压后平衡逆向移动，说明m＋n电镀废液中Cr2O可通过下列反应转化成铬黄(PbCrO4)：
Cr2O(aq)＋2Pb2＋(aq)＋H2O(l)2PbCrO4(s)＋2H＋(aq)　ΔH<0
该反应达平衡后，改变横坐标表示的反应条件，下列示意图正确的是(　　)
【答案】A
【解析】该反应的正反应为放热反应，温度升高，平衡逆向移动，Cr2O的转化率减小，A项正确；pH增大，H＋浓度减小，平衡正向移动，Cr2O的转化率升高，B项错误；温度升高，正反应速率增大，C项错误；增大Pb2＋的物质的量浓度，平衡正向移动，Cr2O的物质的量减小，D项错误。
4．对处于平衡状态的反应：2A(g)＋B(g)2C(g)(已知反应为放热反应)，下列叙述正确的是(　　)
A．增大压强，v(正)增大，v(逆)减小
B．升高温度，v(正)减小，v(逆)增大
C．增大A浓度的瞬间，v(正)增大，v(逆)不变
D．增大A浓度的瞬间，v(正)增大而v(逆)减小
【答案】C
【解析】增大压强，正、逆反应速率都增大，A错；升高温度，正、逆反应速率都增大，B错；增大A浓度的瞬间，v(正)增大，v(逆)不变，故C正确，D错误。
5．一定条件下，下列反应中水蒸气含量随反应时间的变化趋势符合下图的是(　　)
A．CO2(g)＋2NH3(g)CO(NH2)2(s)＋H2O(g)ΔH<0
B．CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g)　ΔH>0
C．CH3CH2OH(g)CH2===CH2(g)＋H2O(g)　ΔH>0
D．2C6H5CH2CH3(g)＋O2(g)2C6H5CH===CH2(g)＋2H2O(g)　ΔH<0
【答案】A
【解析】四个选项中水蒸气均为生成物。
依左图可知T2>T1，升温，水蒸气含量减小，平衡左移，所以正反应为放热反应即ΔH<0，B、C错；依右图可知p1>p2，增压，水蒸气含量增加，即正反应为气体体积减小的反应，D错。
6．反应2X(g)＋Y(g)2Z(g)＋Q，在不同温度(T1和T2)及压强(p1和p2)下，产物Z的物质的量n与反应时间t的关系如下图所示。下列判断正确的是(　　)
A．T1B．T1p2
C．T1>T2，p1>p2
D．T1>T2，p1【答案】C
【解析】温度越高，速率越快，反应就先达到平衡，因此p2相同时，T1>T2；压强越大，速度越快，反应先达到平衡，因此T2相同时，p1>p2。
7．在容积一定的密闭容器中，反应2AB(g)＋C(g)达到平衡后，升高温度，容器内气体的密度增大，则下列叙述正确的是(　　)
A．正反应是吸热反应，且A不是气态
B．正反应是放热反应，且A是气态
C．其他条件不变，加入少量C，物质A的转化率增大
D．改变压强对该平衡的移动无影响
【答案】A
【解析】升高温度，容器内气体的密度增大，说明气体的物质的量增大，则A一定不是气体，且平衡正向移动，即正反应方向为吸热反应，A选项正确；加了少量的C，平衡逆向移动，A的转化率减小，C选项错误；该反应为气体的体积增大的反应，则改变压强可以使平衡移动，D选项错误。
8．反应mA＋nBpC在某温度下达到平衡状态。
(1)若升高温度，A物质的转化率增大，该反应为________热反应。
(2)若C为气体，且m＋n＝p，在加压时化学平衡发生移动，则平衡必定向________(填“正反应”或“逆反应”)方向移动。
(3)如果在体系中增加或减少B的量，平衡均不发生移动，则B肯定不能为________态。
【答案】(1)吸　(2)逆反应　(3)气
【解析】升高温度，A的转化率增大，说明平衡正向移动，则正反应为吸热反应；C为气体，m＋n＝p，若A、B都为气体，则增大压强，平衡不会移动，而加压平衡发生移动，则A、B中至少有一种为非气态，则平衡必定逆向移动；由题意知改变B的量，平衡不移动，则B应为固态或液态。
【拔高】
1．已知下列反应的平衡常数：
H2(g)＋S(s)H2S(g)　K1
S(s)＋O2(g)SO2(g)　K2
则反应H2(g)＋SO2(g)O2(g)＋H2S(g)的平衡常数是(　　)
A．K1＋K2　　　　　　　B．K1－K2
C．K1·K2
D．K1/K2
【答案】D
【解析】　H2(g)＋S(s)??H2S(g)
其平衡常数K1＝
而S(s)＋O2(g)SO2(g)
其平衡常数K2＝
则反应H2(g)＋SO2(g)O2(g)＋H2S(g)的平衡常数K＝＝K1/K2。
2．在25
℃时，密闭容器中X、Y、Z三种气体的初始浓度和平衡浓度如下表：
物质
X
Y
Z
初始浓度/(mol·L－1)
0.1
0.2
0
平衡浓度/(mol·L－1)
0.05
0.05
0.1
下列说法错误的是(　　)
A．反应达到平衡时，X的转化率为50%
B．反应可表示为X＋3Y??2Z，其平衡常数为1
600
C．增大压强使平衡向生成Z的方向移动，平衡常数增大
D．改变温度可以改变此反应的平衡常数
【答案】C
【解析】
温度为25
℃，增大压强，平衡常数不变，C项错误。
3．低温脱硝技术可用于处理废气中的氮氧化物，发生的化学反应为：
2NH3(g)＋NO(g)＋NO2(g)2N2(g)＋3H2O(g)　ΔH<0
在恒容的密闭容器中，下列有关说法正确的是(　　)
A．平衡时，其他条件不变，升高温度可使该反应的平衡常数增大
B．平衡时，其他条件不变，增加NH3的浓度，废气中氮氧化物的转化率减小
C．单位时间内消耗NO和N2的物质的量比为1∶2时，反应达到平衡
D．其他条件不变，使用高效催化剂，废气中氮氧化物的转化率增大
【答案】C
【解析】　化学平衡常数只与温度有关，对于吸热反应而言，升高温度，反应的化学平衡常数增大，反之减小。增大某种反应物的浓度，其他反应物的转化率增大，而自身的转化率反而减小。A项，因该反应为放热反应，故升高温度，平衡常数减小，A错；B项，增大一种反应物浓度，其余反应物的转化率必增大，B错；D项，使用催化剂，化学平衡不移动，D错。
4．在一定条件下，向密闭容器中充入30
mL
CO和20
mL水蒸气，使其反应，当反应CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)达到平衡时，水蒸气的体积分数与H2的体积分数相等，则下列叙述错误的是(　　)
A．平衡后CO的体积分数为40%
B．平衡后CO的转化率为25%
C．平衡后水的转化率为50%
D．平衡后水的体积分数为20%
【答案】B
【解析】　设CO的转化体积为x，则有
CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)
起始：　30
mL　　20
mL　　　0　　　0
变化：　x　　　　　x　　　　　x　　　x
平衡：　30
mL－x　20
mL－x　　x　　　x
由题意知：20
mL－x＝x
故x＝10
mL
故平衡后CO的体积分数为×100%＝40%
CO的转化率为×100%＝33.3%
H2O的转化率为×100%＝50%
H2O的体积分数为×100%＝20%。
5.I2在KI溶液中存在下列平衡：I2(aq)＋I－(aq)I(aq)。某I2、KI混合溶液中，I的物质的量浓度[c(I)]与温度(T)的关系如图所示(曲线上任何一点都表示平衡状态)。下列说法正确的是(　　)
A．反应I2(aq)＋I－(aq)===I(aq)的ΔH>0
B．若温度为T1、T2，反应的平衡常数分别为K1、K2，则K1>K2
C．若反应进行到状态D时，一定有v正D．状态A与状态B相比，状态A的c(I2)大
【答案】
B
【解析】　由图可知，随温度升高，c(I)浓度减小，平衡逆向移动，说明正反应放热，即ΔH<0，A项错；同理可推出，升温，K值减小，即K1>K2，B项正确；D点没有平衡，c(I)偏小(要向A点移动)，即反应要向右进行，所以此时v正>v逆，C项不正确；由图知，c(I)：状态A>状态B，则c(I2)为：状态A<状态B，所以D项错。
6．将一定量的SO2和含0.7
mol
O2的空气(忽略CO2)放入一定体积的密闭容器中，550
℃时，在催化剂作用下发生反应：2SO2＋O22SO3(正反应放热)，反应达到平衡后，将容器中的混合气体通过过量的NaOH溶液，气体体积减小了21.28
L。再将剩余气体通过焦性没食子酸的碱性溶液吸收O2，气体的体积又减少了5.6
L(以上气体体积均为标准状况下的体积)。
请回答下列问题：(计算结果保留一位小数)
(1)判断该反应达到平衡状态的标志是____(填字母)。
a．SO2和SO3浓度相等
b．SO2百分含量保持不变
c．容器中气体的压强不变d．SO3的生成速率与SO2的消耗速率相等
e．容器中混合气体的密度保持不变
(2)欲提高SO2的转化率，下列措施可行的是________。(填字母)
a．向装置中充入N2
b．向装置中再充入O2
c．改变反应的催化剂
d．升高温度
(3)求该反应达到平衡时SO2的转化率(用百分数表示)。
(4)若将平衡混合气体的5%通入过量的BaCl2溶液，生成沉淀多少克？
【答案】
(1)bc　(2)b　(3)94.7%　(4)10.5
g
【解析】　(1)2SO2＋O22SO3是反应前后气体体积不相等的反应，因此压强不变是判断该反应达到平衡的标志，SO2的百分含量不变也可判断出该反应已达平衡。(2)向该定容容器中充入N2，平衡不受影响；充入O2，平衡向正反应方向移动，SO2的转化率增大；加入催化剂，不影响平衡；升高温度，平衡逆向移动，SO2的转化率减小。(3)消耗氧气的物质的量＝0.7
mol－＝0.45
mol，生成SO3的物质的量＝0.45
mol×2＝0.9
mol，平衡时SO2和SO3的物质的量之和＝＝0.95
mol，故反应前SO2的物质的量为0.95
mol，所以SO2的转化率为×100%≈94.7%。(4)在给定条件下，溶液呈强酸性，不会生成BaSO3沉淀，因此生成BaSO4的质量＝0.9
mol×5%×233
g/mol≈10.5
g。
课程小结
化学平衡原理知识，是在学习了化学反应与能量、物质结构、元素周期律等知识的基础上学习的中学化学的重要理论之一，有助于加深理解以前所学的元素化合物知识及化学反应，后续学习的电离平衡、水解平衡等，实际上是化学平衡知识的延续，因此它还是后一章内容学习的基础。
课后作业
【基础】
1、下列不同条件下的化学反应A＋B＝C＋D，反应速率由大到小的顺序正确的一组是(
)
①常温下20
mL含A和B各0.001
mol
②常温下100
mL含A和B各0.01
mol
③常温下0.05
mol/LA，B溶液各10
mL再加入蒸馏水20
mL
④常温下100
mL含A0.01
mol和20
mL含B
0.001
mol
A．①②③④　　　　
B．④③②①
C．②④①③
D．②①④③
【答案】C【解析】根据题意可知，其他条件相同，只有A，B的浓度不同。根据浓度对反应速率的影响，浓度越大，反应速率越快。将题目给出的A，B不同的量转化为物质的量浓度进行比较。
①中A，B物质的量浓度均为0.05
mol/L；②中A，B物质的量浓度均为0.1
mol/L；③中A，B物质的量浓度均为0.0125
mol/L；④中A物质的量浓度为0.1
mol/L，B物质的量浓度为0.05
mol/L。即浓度的大小顺序为②＞④＞①＞③，其速率顺序与之相同，C选项符合题意。
2、（双选）对于反应：N2＋O22NO，在密闭容器中进行，下列条件能加快反应速率的是
(　　)
A．缩小体积使压强增大
B．体积不变充入N2使压强增大
C．体积不变充入He使压强增大
D．压强不变，充入气体Ne
【答案】A
B
【解析】缩小体积使浓度增大，反应速率加快，A符合；体积不变充入N2，可使c(N2)增大，反应速率增大，B符合；充入He后，由于体积不变，对反应物的浓度无影响，故对反应速率无影响，C不正确；压强不变时，充入气体Ne，则气体体积变大，各物质浓度变小，使反应速率减小，故D不正确。
3、在C(s)＋CO2(g)2CO(g)反应可使反应速率增大的措施是
(　　)
①增大压强；②增加碳的量；③通入CO2；④恒压下充入N2；⑤恒容下充入N2；⑥通入CO
A．①③⑤
B．②④⑥
C．①③⑥
D．③⑤⑥
【答案】C
【解析】改变压强需要引起浓度的变化才能使反应速率改变。固体反应物的量的变化，相当于增长(或缩短)反应时间，不能改变反应速率。
4、（双选）下列关于催化剂的说法，正确的是
(　　)
A．催化剂能使不起反应的物质发生反应
B．催化剂在化学反应前后，化学性质和质量都不变
C．催化剂能改变化学反应速率
D．任何化学反应，都需要催化剂
【答案】C
【解析】升高温度，反应物分子获得能量，有更多的分子变为活化分子，增大了活化分子百分数，使活化分子的百分数增大，有效碰撞几率增大，反应速率加快。
5、在一密闭容器中进行反应：2SO2(g)＋O2(g)
2SO3(g)．已知反应过程中某一时刻SO2、O2、SO3的浓度分别为0.2
mol/L、0.1
mol/L、0.2
mol/L.当反应达到平衡时可能存在的数据是
(　　)
A．SO2为0.4
mol/L，O2为0.2
mol/L
B．SO3为0.25
mol/L
C．SO2、SO3均为0.15
mol/L
D．SO3为0.4
mol/L
【答案】B
【解析】
A项数据表明，题中0.2
mol/L的SO3完全转化成了SO2和O2，即平衡时，c(SO3)＝0，这是不可能的；B项说明在题给浓度的基础上又有0.05
mol/L
SO2和0.025
mol/L
O2化合生成0.05
mol/L
SO3，这是可能的；C项数据表明SO2、SO3的浓度都在原浓度基础上减少了0.05
mol/L，这也是不可能的；D项数据说明SO2完全转化成了SO3，即平衡时c(SO2)＝0，c(O2)＝0，这也是不可能的．
6、4NH3(g)＋5O2(g)===4NO(g)＋6H2O(g)　ΔH＝－1025
kJ/mol，该反应是一个可逆反应．若反应物起始物质的量相同，下列关于该反应的示意图不正确的是（
）
【答案】C
【解析】根据“先拐先平，数值大”的原则，选项B正确；根据升高温度，平衡向吸热反应方向移动(即向正反应方向移动)，可确定A正确；根据使用催化剂只能改变化学反应速率，缩短达到平衡的时间，但对化学平衡的移动无影响，所以选项D正确．
7、反应X(g)＋Y(g)2Z(g)；△H＜0，达到平衡时，下列说法正确的是
A.减小容器体积，平衡向右移动
B.加入催化剂，Z的产率增大
C.增大c(X)，X的转化率增大
D.降低温度，Y的转化率增大
【答案】D
【解析】根据方程式系数和△H，分析可得压强增大，平衡不移动；温度升高，平衡逆向移动。
8、在密闭容器中进行下列反应：CO2(g)＋C(s)2CO(g)　ΔH>0，达到平衡后，改变下列条件，则指定物质的浓度及平衡如何变化：
(1)增加C，平衡________，c(CO)________。
(2)减小密闭容器体积，保持温度不变，则平衡_______，c(CO2)________。
(3)通入N2，保持密闭平衡容器体积和温度不变，则平衡______，c(CO2)____。
(4)保持密闭容器体积不变，升高温度，则平衡________，c(CO)________。
【答案】(1)不移动　不变
(2)向逆反应方向移动　增大
(3)不移动　不变　(4)向正反应方向移动　增大
【解析】(1)C为固体，增加C，其浓度并不改变，平衡不发生移动。
(2)减小容器体积，相当于增大压强，向气体体积减小的方向移动。
(3)通入的N2不参加反应，并且密闭容器体积和温度不变时，各物质的浓度并不变，平衡不发生移动。
(4)其他条件相同，升高温度，平衡向吸热方向移动。
【巩固】
1．在1
100
℃，一定容积的密闭容器中发生反应：FeO(s)＋CO(g)
Fe(s)＋CO2(g)　ΔH＝a
kJ·mol－1(a＞0)，该温度下K＝0.263，下列有关该反应的说法正确的是(　　)
A．若生成1
mol
Fe，则吸收的热量小于a
kJ
B．若升高温度，正反应速率加快，逆反应速率减慢，则化学平衡正向移动
C．若容器内压强不随时间变化，则可以判断该反应已达到化学平衡状态
D．达到化学平衡状态时，若c(CO)＝0.100
mol/L，则c(CO2)＝0.026
3
mol/L
【答案】D
【解析】生成1
mol
Fe吸收a
kJ热量；升高温度，正反应速率升高，逆反应速率也升高，只是对该吸热反应而言，正反应速率升高得更多，平衡向正反应方向移动；该反应是气体物质的量不变的反应，反应过程中气体的物质的量不变；平衡时，c(CO2)＝c(CO)×K＝0.026
3
mol·L－1。
2．在密闭容器中，在一定条件下，进行下列反应：NO(g)＋CO(g)
N2(g)＋CO2(g)　ΔH＝－373.2
kJ/mol，达到平衡后，为提高该反应的速率和NO的转化率，采取的正确措施是(　　)
A．加催化剂同时升高温度
B．加催化剂同时增大压强
C．升高温度同时充入N2
D．降低温度同时增大压强
【答案】B
【解析】提高速率，不宜降低温度；若升高温度，平衡逆向移动，NO转化率降低。
3．I2在KI溶液中存在下列平衡：I2(aq)＋I－(aq)
I(aq)。测得不同温度下该反应的平衡常数如下表：
t/℃
5
15
25
35
50
K
1
100
841
680
533
409
下列说法正确的是(　　)
A．反应I2(aq)＋I－(aq)
I(aq)的ΔH＞0
B．利用该反应可以除去硫粉中少量的碘单质
C．在上述平衡体系中加入苯，平衡不移动
D．25
℃时，向溶液中加入少量KI固体，平衡常数K小于680
【答案】B
【解析】根据表中数据，温度升高时，平衡常数减小，说明升温平衡向逆反应方向移动，则逆反应为吸热反应，正反应为放热反应，ΔH＜0，A项错误；向混有碘单质的硫粉中加入含有I－的溶液，碘单质能溶解，B项正确；向平衡体系中加入苯，I2能溶于苯，c(I2)减小，平衡向逆反应方向移动，C项错误；25
℃时，向溶液中加入少量KI固体，平衡向正反应方向移动，由于温度不变，因此平衡常数不变，D项错误。
4．在容积不变的密闭容器中，一定条件下发生反应：2AB(g)＋2C(g)，且达到平衡。当升高温度时气体的密度增大，则下列叙述中正确的是(　　)
A．升高温度，正反应速率增大，逆反应速率减小
B．若正反应是放热反应，则A为气态
C．物质A一定为非气态，且正反应是吸热反应
D．若向容器中充入惰性气体，则平衡向右移动
【答案】C
【解析】升高温度，正、逆反应速率均增大，A项错误；升高温度，气体的密度增大，由于容器的容积不变，则容器内气体的质量一定增大，则平衡只能向正反应方向移动，且物质A一定为非气体，B项错误；由于升高温度，平衡向正反应方向移动，则正反应为吸热反应，C项正确；若向容器中充入惰性气体，虽然容器的压强增大，但各物质的浓度不变，平衡不移动，D项错误。
5．反应NO2(g)＋SO2(g)
SO3(g)＋NO(g)。一定条件下，将NO2与SO2以体积比1︰2置于密闭容器中发生上述反应，下列能说明反应达到平衡状态的是(　　)
A．体系压强保持不变
B．混合气体颜色保持不变
C．SO3和NO的体积比保持不变
D．每消耗1
mol
SO3的同时生成1
mol
NO2
【答案】B
【解析】反应NO2(g)＋SO2(g)
SO3(g)＋NO(g)的特点是体积不变的、吸热的可逆反应，因此A项不能说明。颜色的深浅与气体的浓度大小有关，而在反应体系中只有二氧化氮是红棕色气体，所以混合气体颜色保持不变时即说明NO2的浓度不再发生变化，因此B项可以说明；SO3和NO是生成物，因此在任何情况下二者的体积比总是满足1︰1，C项不能说明；SO3和NO2一个作为生成物，一个作为反应物，因此在任何情况下每消耗1
mol
SO3的同时必然会生成1
mol
NO2，因此D项也不能说明。
6．在一定温度下，向2
L体积固定的密闭容器中加入1
mol
HI,2HIH2＋I2　ΔH＞0，H2的物质的量随时间的变化如图示，下列说法正确的是(　　)
A．该温度下，反应的平衡常数是
B．0～2
min内的HI的平均反应速率为0.05
mol·L－1·min－1
C．恒压下向该体系中加入N2，平衡不移动，反应速率不变
D．升高温度，平衡向正反应方向移动，只有正反应速率加快
【答案】B
【解析】
　　　　　　　2HIH2
＋
I2
起始浓度(mol·L－1)：0.5　　0　　0
转化浓度(mol·L－1)：0.1　
0.05
0.05
平衡浓度(mol·L－1)：0.4　
0.05
0.05
该温度下，平衡常数为：0.052/0.42＝1/64，A项不正确；恒压下通入N2，容器体积增大，平衡不移动，但是反应速率降低，C项错误；升高温度，正、逆反应速率均增大，D项不正确。
7．在25
℃时，密闭容器中X、Y、Z三种气体的初始浓度和平衡浓度如下表：
物质
X
Y
Z
初始浓度/mol·L－1
0.1
0.2
0
平衡浓度/mol·L－1
0.05
0.05
0.1
下列说法错误的是(　　)
A．反应达到平衡时，X的转化率为50%
B．反应可表示为X＋3Y2Z，其平衡常数为1
600
C．增大压强使平衡向生成Z的方向移动，平衡常数增大
D．改变温度可以改变此反应的平衡常数
【答案】C
【解析】X、Y的反应量分别为0.05
mol·L－1、0.15
mol·L－1，Z的生成量为0.1
mol·L－1，则该反应的化学方程式为X＋3Y2Z。显然X的转化率为50%；平衡常数K＝＝1
600；平衡常数仅受温度的影响，不受压强、浓度的影响，所以C项错误。故选C项。
8．甲醇是一种可再生能源，具有广泛的开发和应用前景。在容积为2
L的密闭容器中充入1
mol
CO与2
mol
H2在催化剂作用下反应生成甲醇：CO(g)＋2H2(g)
CH3OH(g)，CO平衡转化率与温度、压强的关系如图所示：
(1)p1________p2(填“大于”、“小于”或“等于”)。
(2)若p1为1标准大气压，反应温度为100
℃，此条件下反应达到平衡：
①达到平衡所需的时间为5
min，用H2表示的平均反应速率为____________。
②反应的平衡常数K＝________。
③平衡时，测得其放出热量为a
kJ，则该反应的热化学方程式是______________。
(3)恒容恒温情况下，再增加1
mol
CO与2
mol
H2，达到新平衡时，CO的转化率________(填“增大”、“减小”或“不变”)，平衡常数________(填“增大”、“减小”或“不变”)。
(4)为了寻找一定催化剂下合成甲醇的适宜温度条件，某同学设计了一组实验，该实验中应控制的不变量是_________。
【答案】(1)小于
(2)①0.1
mol/(L·min)
②4(mol·L－1)－2
③CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)　ΔH＝－2a
kJ·mol－1
(3)增大　不变
(4)催化剂的用量、CO和H2的浓度、压强
【解析】(1)由题意知，该反应为生成气体体积减小的反应，增大压强平衡正向移动，故p1＜p2；(2)①v(CO)＝＝0.05
mol/(L·min)，则v(H2)＝2v(CO)＝0.1
mol/(L·min)；②平衡常数K＝＝＝4(mol·L－1)－2；(3)温度不变，平衡常数K不变。
【拔高】
1．反应N2O4(g)
2NO2(g)在温度为T1、T2(T2>T1)时，平衡体系中NO2的体积分数随压强变化如下图所示。下列说法正确的是(　　)
A．由图可知B点时平衡常数与C点时相同
B．A、C两点气体的颜色：A深，C浅
C．A、C两点气体的平均相对分子质量：AD．保持容器体积不变，再充入N2O4气体，平衡逆向移动
【答案】C
【解析】
由于B点和C点对应的温度不同，因此平衡常数也不同，选项A错。由于p(C)>p(A)，平衡逆向移动，w(NO2)减小，w(N2O4)增大，但C点的c(NO2)比A点大，所以C点混合气体的颜色深，A点浅，B错误。选项D中再充入N2O4气体，相当于增大反应物浓度，化学平衡应向正反应方向移动，D错误。
2．二氧化硫与氧气生成三氧化硫是工业生产硫酸的关键反应。在一密闭容器中充入4
mol
SO2和一定量O2，发生反应：2SO2(g)＋O2(g)
2SO3(g)　ΔH＝－196.6
kJ·mol－1。
根据上述文字及图象信息判断下列说法正确的是(　　)
A．选择高效的催化剂，SO2的转化率不变
B．增大反应体系的压强，SO2的转化率增大
C．当放出275.24
kJ热量时，SO2的转化率为70%
D．图中y表示的是SO3的含量
【答案】AC
【解析】使用催化剂不能使平衡发生移动，即SO2的转化率不变，A项正确；若向容器中充入稀有气体而加压，但平衡不移动，SO2的转化率不变，B项错误；根据热化学方程式，1
mol
SO2完全反应，放出热量98.3
kJ，当放出275.24
kJ热量时，SO2转化的物质的量为275.24÷98.3＝2.8(mol)，则SO2的转化率为2.8÷4×100%＝70%，C项正确；根据图示，T1先达平衡，则T1＞T2，温度升高，y增大，而温度升高时平衡向逆反应方向移动，SO3的含量减小，D项错误。
3．在密闭容器中，有下列反应：N2(g)＋3H2(g)
NH3(g)　ΔH＝－92.4
kJ/mol，有关该反应的叙述正确的是(　　)
A．若混合气体中各成分的浓度不再变化，则该反应已达平衡状态
B．将1
mol
N2和3
mol
H2充分反应达到平衡时，放出的热量小于92.4
kJ
C．催化剂能缩短该反应达到平衡所需的时间，从而提高H2的转化率
D．缩小容器的体积，v正增大、v逆减小，平衡向右移动
【答案】AB
【解析】各成分浓度不变说明已经达到平衡，A正确；该反应为可逆反应，反应物不完全反应，B正确；催化剂只缩短达到平衡所需时间，平衡不移动，转化率不变，C错误；缩小体积，各成分浓度增大，v正增大、v逆也增大，压强增大，平衡向右移动。
4．一定条件下，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、0.3
mol/L、0.08
mol/L，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的转化率相等
D．c1的取值范围为0.04
mol/L＜c1＜0.14
mol/L
【答案】C
【解析】参加反应的X、Y分别为(c1－0.1)mol·L－1，(c2－0.3)
mol·L－1，所以有(c1－0.1)
mol·L－1(c2－0.3)
mol·L－1＝13，整理得：c2＝3c1。平衡时，Y和Z的生成速率之比为32。c1的取值范围：05．某温度下，将2
mol
A和3
mol
B充入一密闭容器中，发生反应：aA(g)＋B(g)
C(g)＋D(g)，5
min后达到平衡。已知该温度下其平衡常数K＝1，若温度不变时将容器的体积扩大为原来的10倍，A的转化率不发生变化，则(　　)
A．a＝1
B．a＝2
C．B的转化率为40%
D．B的转化率为60%
【答案】AC
【解析】温度不变，扩大容器体积(相当于减小压强)时，A的转化率不变，说明反应前后气体的体积不变，即a＝1，A项正确，B项错误；设达平衡时，B的改变量为x
mol，则A、B、C、D的平衡量分别为(2－x)
mol、(3－x)
mol、x
mol、x
mol，设容器体积为1
L，则平衡常数K＝1＝，解得：x＝1.2，B的转化率＝1.2÷3＝40%，所以C项正确，D项错误。
6．在一定体积的密闭容器中，进行如下化学反应：CO2(g)＋H2(g)
CO(g)＋H2O(g)　ΔH＝a
kJ·mol－1其化学平衡常数K和温度t的关系如下表：
t/℃
700
800
830
1
000
1
200
K
0.6
0.9
1.0
1.7
2.6
下列说法中正确的是(　　)
A．该反应的正反应为吸热反应，即a＞0
B．当v正(H2)＝v正(H2O)时该反应达到化学平衡状态
C．当其他条件不变时，若缩小容器的体积，则有利于该反应平衡正向移动
D．当平衡浓度符合c(CO2)·c(H2)＝c(CO)·c(H2O)时的温度为830
℃
【答案】AD
【解析】t越大K越大，说明该反应为吸热反应，即a＞0，A正确；v正(H2)＝v逆(H2O)时该反应才达到化学平衡状态，B错误；方程式左右两边的计量数之和相等，压强对该反应平衡无影响，缩小体积以增大压强，平衡不移动，C错误；830
℃时，K＝1，故c(CO2)·c(H2)＝c(CO)·c(H2O)，D正确。
7．在一定条件下，用Cu2O/ZnO作催化剂，CO与H2可以反应生成甲醇，反应的化学方程式可以表示如下：
CO(g)＋2H2(g)
CH3OH(g)
假设该反应在3
L的密闭容器中进行，下面的两条曲线，一条是300
℃时的曲线，一条是500
℃时的曲线。
请你根据下图，回答下列各题：
(1)从曲线A和曲线B可以判断ΔH________0(填“＞”、“＜”或“＝”)。
(2)在500
℃，从反应开始到平衡，氢气的平均反应速率表达式v(H2)＝________________。
(3)该反应达到平衡时，平衡
(4)据研究，反应过程中起催化作用的为Cu2O，反应体系中含少量CO2有利于维持催化剂Cu2O的量不变，原因是________________________(用化学方程式表示)。
【答案】
(1)＜　
(2)
mol·L－1·min－1
(3)　减小
常数表达式K＝________，升高温度，K值________(填“增大”、“减小”或“不变”)。
(4)Cu2O＋CO2Cu＋CO2
【解析】(1)由达到平衡所用的时间看，曲线Ⅰ和曲线Ⅱ分别是500
℃和300
℃时的曲线，所以温度降低，甲醇的物质的量增多，可以认为降低温度时，平衡右移，所以这是一个放热反应，ΔH＜0。
(2)曲线Ⅰ为500
℃时的曲线，所以甲醇的平均反应速率v(CH3OH)＝
mol·L－1·min－1，故氢气的平均反应速率v(H2)＝
mol·L－1·
min－1。
(3)平衡常数表达式由化学方程式可以直接写出；因为正反应是放热反应，所以温度升高，平衡左移，K值减小。
(4)根据该题特定的反应环境，且由提示信息可知，二氧化碳与铜可以生成Cu2O。

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