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第二节 化学平衡
题型01 可逆反应与化学平衡状态
题型02 化学平衡状态的特征
题型03 化学平衡状态的判断依据
题型04 化学平衡常数
题型05 化学平衡常数的应用
题型06 化学平衡常数的计算
题型07 化学反应速率与平衡移动
题型08 化学平衡移动的影响因素
题型09 勒夏特列原理
题型10 化学平衡相关图像
题型01 可逆反应与化学平衡状态
一、可逆反应
1、可逆反应的定义：在相同条件下同时向正、逆两个方向进行的反应；
2、可逆反应方程式中，用“”代替“”。
3、可逆反应的特点：
双向性：正、逆方向进行；
双同性：正、逆反应是在相同条件下，同时进行；
共存性：反应物的转化率小于100%，反应物与生成物共存。
二、化学平衡状态
1、化学平衡的定义：在一定条件下可逆反应进行到一定程度时，正反应速率和逆反应速率 相等 ，反应物和生成物的浓度均不再随时间而改变，这种状态称之为化学平衡状态；
2、化学平衡状态的建立：
向体系内充入一定量的反应物，反应刚开始时，反应物浓度最大，正反应速率最大；生成物浓度为0，逆反应速率为0；
随着反应进行，反应物浓度逐渐减小，生成物浓度逐渐增大，正反应速率逐渐减小，逆反应速率逐渐增大；
当正反应速率 = 逆反应速率时，可逆反应达到平衡状态。如下图，t1时刻后，反应达到平衡状态。
【典例1】在1 273 K、100.0 kPa条件下，乙烷生成乙烯的反应C2H6(g)C2H4(g)＋H2(g)达到平衡后
A．C2H6的浓度保持不变
B．C2H6仍在不断分解，其浓度不断减少
C．C2H6的分解速率大于生成速率
D．C2H4仍在不断生成，其浓度不断增加
【答案】A
【详解】A．平衡时所有物质的浓度均不再变化，包括C2H6，故A正确；
B．虽然C2H6仍在分解，但其生成速率（来自逆反应）等于分解速率（来自正反应），浓度不再减少，故B错误；
C．分解速率与生成速率相等，否则浓度会变化，无法维持平衡，故C错误；
D．C2H4的生成速率等于其消耗速率（逆反应中转化为C2H6），浓度不再增加，故D错误；
故选A。
【变式1-1】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-1、0.1 mol·L-1、0.2 mol·L-1。当反应达到平衡时，可能存在的数据是
A．SO2为0.4 mol·L-1、O2为0.2 mol·L-1
B．SO3为0.25 mol·L-1、O2为0.050 mol·L-1
C．SO2、SO3均为0.15 mol·L-1
D．SO3为0.3 mol·L-1
【答案】D
【详解】A．为0.4 mol/L、为0.2 mol/L是反应逆向完全进行的极限值，但可逆反应无法完全转化，因此不可能存在，A不符合题意；
B．若为0.25 mol/L，根据反应比例，生成0.05 mol/L，会消耗0.025 mol/L，的浓度应为0.075 mol/L（而非0.050 mol/L），数据矛盾，B不符合题意；
C．若和均为0.15 mol/L，需分解0.05 mol/L，此时应增加至0.25 mol/L，与选项矛盾，C不符合题意；
D．为0.3 mol/L在正向反应的浓度范围（0~0.4 mol/L）内，可能通过部分反应达到，D符合题意；
故选D。
【变式1-2】丙烯酸乙酯()是合成功能高分子材料的重要原料，其制备原理为。向2L恒容密闭容器中加入适量和，加入催化剂，在120℃时发生上述反应，测得和的物质的量与时间的关系如图所示。已知：净反应速率。
下列叙述正确的是
A．正反应速率：
B．净反应速率：
C．5～10 min内，
D．该条件下，的平衡转化率约为33.3％
【答案】D
【详解】A．a点反应物浓度大于c点，所以正反应速率，故A错误；
B．a点反应物浓度大于b点，正反应速率；a点生成物浓度大于小于b点，逆反应速率；所以净反应速率，故B错误；
C．5min时，乙醇的物质的量为0.015mol-0.002mol=0.013mol，10min时，乙醇的物质的量为0.0115mol，5～10 min内，，故C错误；
D．该条件下，反应达到平衡时，乙醇的物质的量为0.015mol-0.005mol=0.01mol，的平衡转化率约为33.3％，故D正确；
选D。
【变式1-3】在恒温恒容密闭容器中研究反应(g，红棕色)(g，无色)，反应过程中两种气体的浓度随时间的变化如图所示。下列说法正确的是
A．曲线甲代表NO2
B．达到反应限度时，反应物气体的转化率为40%
C．X点时，曲线乙对应物质的生成速率小于消耗速率
D．可根据容器内气体颜色变化判断反应是否达到平衡
【答案】D
【详解】A．根据图像可判断达到平衡时，甲曲线表示的物质减少了0.06mol，乙曲线表示的物质增加了0.12mol，二者的变化量之比是1:2，所以曲线甲代表N2O4，A错误；
B．由题干图像信息可知，达到反应限度时，反应物气体的转化率为=，B错误；
C．X点没有达到平衡状态，NO2还在增大，故其生成速率大于其消耗速率，C错误；
D．NO2为红棕色，N2O4无色，若容器中气体颜色深浅不变，即说明NO2的浓度不变，则反应达到平衡状态，D正确；
故答案为：D。
题型02 化学平衡状态的特征
化学平衡状态的特征
“逆”“等”“动”“定”“变”
逆——可逆反应
等——（逆）
动——化学平衡是一种动态平衡
定——反应物和生成物的百分含量保持不变
变——条件改变，化学平衡状态可能改变，建立新平衡
【典例2】一定温度下，在容积不变的密闭容器中进行如下可逆反应：，下列能表明该反应已达到化学平衡状态的说法正确的有几个
①
②CO的物质的量不再变化
③容器内气体压强不再变化
④、CO的浓度之比为
⑤混合气体的平均摩尔质量不再变化
⑥混合气体的密度不再改变
⑦键断裂的同时有键断裂
A．3 B．4 C．5 D．6
【答案】C
【详解】① ，则正逆反应速率相等，说明已平衡时，正确。
② CO的物质的量不再变化是平衡的直接标志，正确。
③固体C参与反应， 反应前后气体物质的量不相等，故气体压强也随反应变化，压强不变时说明已平衡，正确。
④ 、CO的浓度之比与起始条件和反应程度有关，不能作为平衡标志，错误。
⑤ 固体C参与反应，气体总质量和总物质的量均为变量，则平均摩尔质量随反应而变化，当它不变时说明已平衡，正确。
⑥ 固体C参与反应，气体总质量随反应变化，则气体密度随反应而变化，当它不变时说明已平衡，正确。
⑦ H-O键断裂代表正反应，H-H键断裂代表逆反应，平衡时二者的速率应为化学计量数之比，比值为2:1，则当键断裂的同时有键断裂，正逆反应速率不相等，说明未平衡，错误。
综上，正确选项为①、②、③、⑤、⑥，共5个，故选C。
【变式2-1】在恒温恒容密闭体系中发生：，下列选项能说明已经达到平衡状态的是
A． B．容器内密度不变
C． D．值不变
【答案】D
【详解】A．反应式中CO2和H2O的化学计量数均为1，同一方向的速率始终满足v(CO2)=v(H2O)，例如正反应中CO2的消耗速率始终等于H2O的生成速率，无论是否达到平衡，该等式均成立，因此不能作为平衡标志，A错误；
B．反应前后气体总质量守恒，恒容条件下密度=总质量/体积，总质量和体积均不变，密度始终不变，与是否平衡无关，B错误；
C．CO2和H2O的浓度相等是某一时刻的瞬时状态，可能出现在反应过程中，但平衡时浓度关系由平衡常数决定，不一定相等，C错误；
D．c(H2O)/c(CO2)的比值固定，说明各物质的浓度不再变化，说明体系处于平衡状态，D正确；
故选D。
【变式2-2】绝热、恒容的密闭容器中，发生可逆反应：，该反应是放热反应，不能说明该反应已经达到化学平衡状态的是
A．体系的压强不再改变
B．气体的质量不再改变
C．
D．形成的同时，也形成
【答案】C
【详解】A．由于反应前后气体物质的量相等，但绝热条件下温度变化会引起压强变化；当压强不变时，说明温度不再变化，反应达到平衡，A不符合题意；
B．H2S是反应物，其质量不变说明各物质浓度不再变化，达到平衡，B不符合题意；
C．CO的消耗和COS的生成均为正反应方向，速率比始终为1:1，与是否平衡无关，无法判断平衡状态，C符合题意；
D．正反应中生成H2形成H-H键，逆反应中生成H2S形成H-S键；形成2molH—S的同时、也形成1molH—H，说明正、逆反应速率相等，反应达到平衡状态，D不符合题意；
故选C。
【变式2-3】下列关于化学反应速率和化学平衡的说法正确的是
A．对于任何化学反应来说，反应速率越大，反应现象就越明显
B．催化氧化反应中，只要足够多，的转化率就能达到100%
C．恒温恒容密闭容器中，当压强不变时，反应一定达到平衡状态
D．某可逆反应，在给定条件下达平衡时，反应完成的程度达到最大
【答案】D
【详解】A．反应现象是否明显不仅与速率有关，还与是否有明显变化（如颜色、气体等）相关，并非所有反应速率快现象都明显，A错误；
B．可逆反应存在化学平衡，转化率无法达到100%，即使O2过量也不能完全转化，B错误；
C．反应的气体总物质的量不变，恒温恒容时压强始终不变，压强不变不能作为平衡标志，C错误；
D．化学平衡时正逆反应速率相等，反应物转化率最大，完成程度达到该条件下的极限，D正确；
故选D。
题型03 化学平衡状态的判断依据
化学平衡状态的判断依据
1、直接依据
（1）（逆）（即同一物质的消耗速率与生成速率 相等 ）
（2）各物质的浓度保持不变
2、间接依据
（1）各物质的百分含量保持不变；
（2）各物质的物质的量不随时间的改变而改变；
（3）各气体的体积不随时间的改变而改变；
（4）反应物的转化率保持不变；
（5）有色体系的颜色不再改变；
（6）绝热的恒容反应体系中的温度保持不变。
【注意】以反应mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)为例，
项目 判断依据 是否平衡
正逆反应速率的关系 单位时间内消耗m mol A,同时生成n mol B 是
：=m:n:p:q 不一定
单位时间内消耗了n mol B，同时消耗了p mol C 是
压强 m+n=p+q时，其他条件一定，总压强不变 不一定
m+np+q时，其他条件一定，总压强不变 是
气体密度 恒温恒容体系，气体密度不变 不一定
【典例3】在一定温度下的容积不变的密闭容器中发生反应：。下列叙述中，能说明反应已达到化学平衡状态的是
A．Z的生成速率与Z的分解速率相等
B．单位时间内消耗amolX，同时生成3amolZ
C．容器内的压强不再变化
D．混合气体总的物质的量不再变化
【答案】A
【详解】A．Z的生成速率与Z的分解速率相等，即反应的正、逆反应速率相等，故达到化学平衡，A符合题意；
B．单位时间内消耗amolX，同时生成3amolZ，都表示正反应速率，不能说明反应达到平衡，B不合题意；
C．由于该反应前后气体的物质的量保持不变，故容器内的压强不再变化不能说明反应达到化学平衡，C不合题意；
D．由于该反应前后气体的物质的量保持不变，混合气体总的物质的量不再变化不能说明反应达到化学平衡，D不合题意；
故选A。
【变式3-1】一定温度下，在容积不变的密闭容器中进行如下可逆反应：，下列能表明该反应已达到化学平衡状态的说法正确的有几个
① ②的体积分数不再变化 ③容器内气体总物质的量不再变化
④的浓度之比为 ⑤键断裂的同时有键断裂
A．1 B．2 C．3 D．4
【答案】C
【详解】①中v正(H2O)=v逆(H2)，根据反应式，正反应中H2O的正反应速率等于H2的正反应速率，逆反应中H2的逆反应速率等于H2O的逆反应速率。平衡时，v正(H2O)=v逆(H2O)=v逆(H2)，因此①正确；
②CO的体积分数不再变化是平衡状态的直接标志，正确；
③反应前后气体物质的量从1变为2，总物质的量不变时说明平衡，正确；
④H2O和CO的浓度比取决于起始条件和反应程度，不能作为平衡标志，错误；
⑤断裂2mol H-O键（正反应）对应1mol H2生成，断裂2mol H-H键（逆反应）对应2mol H2消耗，此时正逆反应速率不等，未达平衡，错误。
综上，正确选项为①、②、③，共3个；
故选C。
【变式3-2】工业合成氨是人类科学技术发展史上的一项重大成就，在很大程度上解决了地球上因粮食不足而导致的饥饿问题。工业合成氨反应的化学方程式如下：。将、通入一密闭容器中，下列不能判断该反应达到化学平衡状态的是
A．在恒温恒容条件下，的体积分数不变
B．在恒温恒压条件下，混合气体的密度不变
C．在绝热容器中，容器中的温度不变
D．
【答案】A
【详解】A．在恒温恒容条件下，设某时刻时N2、H2和NH3的变化量如下：起始时的体积分数为，某时刻时的体积分数为，所以的体积分数始终不变，不能作为判断是否达到平衡的标志，故A错误；
B．恒温恒压下，总质量始终不变，体积随着反应的进行发生改变，所以密度刚开始随着反应的进行也在变，当其不变时，说明达到平衡状态，故B正确；
C．绝热容器中，反应放热导致温度升高，温度不变说明热量不再变化，即达到平衡，故C正确；
D．根据反应速率关系，正反应中v正(NH3)=2v正(N2)，逆反应中v逆(H2)=3v逆(N2)。平衡时v正(N2)=v逆(N2)，代入得3v正(NH3)=2v逆(H2)，该等式仅在平衡时成立，故D正确；
故答案为：A。
【变式3-3】
在氧化炉中催化氧化生成NO，反应为。某温度下，在2L恒容密闭容器中充入和发生该反应，的转化率随时间的变化关系如图。(转化率：指已被转化的反应物的物质的量与其初始的物质的量之比)
①A点的 (填“>”、“＜”或“=”)。
②0-5min内的平均反应速率 。
③下列措施能加快反应速率的是 。
A．升高温度 　　　　　　　　B．将容器的体积减小一半
C．保持容器容积不变，充入He增大压强　　D．不断将从体系中分离出来
④下列选项能说明上述反应已达到平衡的是 。
A．
B．单位时间内键断裂的同时有键断裂
C．
D．容器内气体压强不再发生变化
【答案】 > 0.25 AB BD
【详解】①由图可知，A点后，氨气的转化率仍在增大，说明反应向正反应方向进行，即A点v(NH3)正＞v(NH3)逆；故答案为＞；
②0~5min内氨气的转化率为50%，则消耗氨气的物质的量为4mol×50%=2mol，此时消耗氧气物质的量为2.5mol，该时间段内O2的平均速率v(O2)==0.25mol/(L·min)；故答案为0.25mol/(L·min)。
③A．升高温度，速率加快，A符合题意；
B．将容器的体积减小一半，压强增大，速率加快，B符合题意；
C．保持容器容积不变，充入He增大压强，但是各物质浓度不变，故速率不变，C不符合题意；
D．不断将从体系中分离出来，H2O(g)的浓度减小，速率减慢，D不符合题意；
故选AB。
④A．时，正逆反应速率不相等，未达到平衡，不符合题意；
B．单位时间内键断裂的同时有键断裂时，正逆反应速率相等，达到平衡，符合题意；
C．时，反应不一定达到了平衡，不符合题意；
D．恒容条件下，反应的物质的量变化，故容器内压强为变量，则容器内气体压强不再发生变化时，反应达到了平衡，符合题意；
故选BD。
题型04 化学平衡常数
化学平衡常数：
1、化学平衡常数的定义：
在一定温度下，当一个可逆反应达到化学平衡时，生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比值是一个常数，这个常数就是该反应的化学平衡常数（简称平衡常数），用K表示。
以反应mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)为例，
K=
2、化学平衡常数的影响因素
化学平衡常数只受 温度 影响，与浓度无关；
正反应是吸热反应，温度升高，平衡常数 增大 ；温度降低，平衡常数 减小 ；
正反应是放热反应，温度升高，平衡常数 减小 ；温度降低，平衡常数 增大 。
通常情况下，K越大，说明平衡体系中生成物所占的比例越大，正反应进行的程度越大，即该反应进行得越完全，平衡时反应物的转化率越大；反之，K越小，该反应进行得越不完全，平衡时反应物的转化率越小。
一般来说，K>105时，该反应就进行的基本完全。
【典例4】在恒温恒容密闭容器中投入足量，发生反应：。下列说法正确的是
A．平衡常数表达式为
B．若的体积分数不再改变，则达到平衡
C．平衡后充入更多的和，达到新平衡时其浓度均增大
D．可用单位时间内质量变化来表示反应快慢
【答案】D
【详解】A．CaC2O4、CaO呈固态，则平衡常数表达式为K=c(CO) c(CO2)，A项错误；
B．分析此反应，产物中只有、为气体，化学计量数固定，体积分数始终为，B项错误；
C．起始投入足量CaC2O4，平衡时CO和CO2物质的量相等，平衡后充入等物质的量的CO和CO2，增大生成物浓度平衡逆向移动，但温度不变，平衡常数不变，则达到新平衡时其浓度均不变，C项错误；
D．任何化学反应的快慢都表现为有关物质的量随着时间变化的多少，故该反应可用单位时间内CaO质量净增量比较反应快慢，D项正确；
故选D。
【变式4-1】对于反应 ，下列说法不正确的是
A．上述反应的
B．上述反应的平衡常数
C．提高的值可增大的转化率
D．使用催化剂提高了反应的活化能
【答案】D
【详解】A．是放热反应，，故A正确；
B．根据平衡常数的定义，该反应的平衡常数可表示为，故B正确；
C．提高的值，相当于增加氧气的量，平衡正向移动，SO2的平衡转化率增大，故C正确；
D．使用催化剂能改变反应路径，降低反应的活化能，故D错误；
选D；
【变式4-2】某密闭容器中，发生反应4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g) ΔH<0，下列说法正确的是
A．反应达平衡后
B．0.4molNH3(g)与足量的O2(g)反应后，可得0.6molH2O(g)
C．正反应的活化能大于逆反应的活化能
D．该反应的平衡常数表达式为
【答案】D
【详解】A．在化学反应中，反应速率之比=化学计量数之比，任意时刻有，A错误；
B．该反应为可逆反应，则0.4molNH3(g)不能全部反应，故不能生成0.6molH2O(g)，B错误；
C．该反应为放热反应，则正反应的活化能小于逆反应的活化能，C错误；
D．可逆反应的平衡常数为生成物浓度的幂之积除以反应物浓度的幂之积，故该反应的平衡常数表达式为：，D正确；
故答案为：D。
【变式4-3】二氧化碳可氧化乙烷制备乙烯，主要发生如下两个反应：
Ⅰ．
Ⅱ．
向10L的恒容密闭容器中投入2mol C2H6和3mol CO2，不同温度下，测得5min时(反应均未达到平衡)的相关数据如下表，下列说法错误的是
温度/K T1 T2 T3
乙烷转化率/% 2.0 12.0 20.0
乙烯选择性/% 95.0 75.0 60.0
注：乙烯选择性
A．反应Ⅰ的平衡常数：
B．温度升高对反应Ⅱ更有利
C．其他条件不变，容器内改为恒压，乙烷平衡转化率增大
D．T2 K时，0~5min内，
【答案】D
【详解】A．反应Ⅰ的，反应Ⅱ的，均为吸热反应，升高温度，平衡正向移动，平衡常数增大，乙烯的转化率升高，由表格数据可知T1＜T2＜T3，所以，故A正确；
B．由表格数据可知，升高温度，乙烷转化率增大，但是乙烯选择性降低，说明升高温度对反应Ⅱ更有利，故B正确；
C．其他条件不变，容器内改为恒压，相对于恒容容器，相当于减小压强，反应Ⅰ、反应Ⅱ平衡正向移动，乙烷的平衡转化率增大，故C正确；
D．T2 K时，乙烷的转化率为12.0%，可得转化的乙烷的总物质的量为2mol×12.0%=0.24mol，而此温度下乙烯的选择性为75%，则转化为乙烯的乙烷的物质的量为0.24mol×75%=0.18mol，故转化为CO的乙烷的物质的量为，根据反应方程式可得，生成CO的物质的量为0.24mol，则0~5min内，，故D错误；
故选D。
题型05 化学平衡常数的应用
化学平衡常数的应用：
①判断反应进行的限度
K值大，说明反应进行的程度大，反应物的转化率高。K值小，说明反应进行的程度小，反应物的转化率低。
K <10 5 10 5~105 >105
反应程度 很难进行 反应可逆 反应可接近完全
②判断反应是否达到平衡状态
化学反应aA(g)+bB(g)cC(g)+dD(g)在任意状态时，浓度商均为Qc=。
Qc>K时，反应向逆反应方向进行；
Qc=K时，反应处于平衡状态；
Qc③利用平衡常数判断反应的热效应
若升高温度，K值增大，则正反应为吸热反应；若升高温度，K值减小，则正反应为放热反应。
【典例5】在KI溶液中存在下列平衡：。不同温度下该反应的平衡常数如下图所示，下列说法正确的是
A．反应的△H>0
B．在上述平衡体系中加入苯，平衡向右移动
C．25℃时，在上述平衡体系中加入少量KI固体，平衡右移，平衡常数K大于680
D．25℃，3种微粒浓度均为0.01mol/L时，反应向生成方向进行
【答案】D
【详解】A．由表中数据可知，温度越高，平衡常数越小，说明升高温度平衡向逆反应方向移动，故正反应方向为放热反应，即△H＜0 ，A错误；
B．碘单质能溶于苯，加入苯，水中碘单质的浓度变小，平衡向左移动，B错误；
C．加入KI固体，碘离子浓度增大，平衡向右移动，但平衡常数只受温度影响，与物质的浓度无关，平衡常数K不变，C错误；
D．25℃，3种微粒浓度均为0.01mol/L时，浓度商，反应向生成方向进行，D正确；
故选D。
【变式5-1】将1molM和2molN置于体积为2L的恒容密闭容器中，发生反应： 。反应过程中测得Q的体积分数在不同温度下随时间的变化如图所示。下列结论正确的是
A．
B．温度：T1＞T2
C．温度为T1时，M的平衡转化率为20%
D．若X、Y两点的平衡常数分别为K1、K2，则K1＞K2
【答案】D
【分析】由题干图像信息可知，Y曲线即T2温度下先达到平衡，即T2温度下反应速率更快，则T2＞T1，即温度越高Q的条件分数越小，说明升高温度平衡逆向移动，正反应是一个放热反应即＜0，据此分析解题。
【详解】A．由分析可知，，A错误；
B．由分析可知，温度：T1＜T2，C错误；
C．由题干信息可知，温度为T1时Q的条件分数为20%，三段式分析为：，则有×100%=20%，解得得x=0.75mol，故M的平衡转化率为×100%=75%，C错误；
D．由分析可知，，T1＜T2，即升高温度平衡逆向移动，平衡常数减小，则若X、Y两点的平衡常数分别为K1、K2，则K1＞K2，D正确；
故答案为：D。
【变式5-2】恒温下气体反应达到化学平衡，平衡常数。恒容时，若降低温度，D的浓度增大。下列说法错误的是
A．该反应的化学方程式为
B．增大，K减小
C．恒容时，向容器中充入Ne，反应速率不变
D．正反应为放热反应
【答案】B
【详解】A．根据平衡常数表达式，平衡常数表达式中，分子是生成物浓度幂之积，分母是反应物浓度幂之积，指数是对应物质的化学计量数，所以该反应的化学方程式为，A正确；
B．平衡常数K只与温度有关，增大，温度不变，K值不变，B错误；
C．恒容时，向容器中充入Ne，各物质的浓度不变，单位体积内活化分子数不变，有效碰撞几率不变，反应速率不变，C正确；
D．恒容时，降低温度，D的浓度增大，说明平衡正向移动，根据勒夏特列原理，降低温度平衡向放热反应方向移动，所以正反应为放热反应，D正确；
故选B。
【变式5-3】已知反应：。
(1)此反应的平衡常数表达式为 。
(2)温度降低，则K (填“增大”“减小”或“不变”)。
(3)已知1100℃时，。若1100℃时测得，，此时该反应 (填“处于”或“不处于”)化学平衡状态，化学反应速率：正反应速率 (填“>”“<”或“=”)逆反应速率。
【答案】(1)
(2)减小
(3) 不处于 <
【详解】（1）反应的平衡常数表达式为：；
该反应为吸热反应，温度降低，平衡逆向移动，K减小；
（3）1100℃时，，此反应不处于平衡状态，逆向移动，故正反应速率<逆反应速率。
题型06 化学平衡常数的计算
以（1） N2 (g)+ 3H2(g) 2NH3(g)为例 K=
（2） 2NH3(g) N2 (g)+ 3H2(g) K1 =
（3） N2 (g)+ H2(g) NH3(g) K2 =
分析得（2） = -（1），故平衡常数之间的关系为：K1 = 1/K
（3）×2=（2），故K = K2
③=①+②，故K = K1×K2
①=③-②，故K1= K/K2
多个反应合并的平衡常数之间的关系：若干方程式相加(减)，则总反应的平衡常数等于分步平衡常数之乘积(商)
【典例6】氨是一种重要的化工原料。
利用氨水可捕集烟气中的。捕集、再生过程中含碳物种的变化如图所示。
①液相中发生转化：。X的结构式为 。
②已知：

反应的平衡常数 。
【答案】
【详解】①根据化学方程式的原子守恒和电荷守恒原则，X的结构式为；
②反应的平衡常数。
【变式6-1】一定温度下，在三个体积的恒容密闭容器中发生反应。相关数据见下表，下列说法正确的是
容器编号 温度(℃) 起始物质的量() 平衡物质的量()
X Y Z
I 2 0.8
II 5 z
III 5 1
A．时，该反应的平衡常数
B．
C．向容器III再充入和，此时
D．若，则该反应
【答案】C
【分析】根据反应式，容器I中初始有2molX，平衡时有0.4molX、0.8molY和0.8molZ，容器II中有5molX，平衡时有(5-2z)molX、zmolY和zmolZ，容器I和容器II的温度相同，则两者平衡常数相同，即：，解得z=2mol；容器III中初始有5molX，平衡时有3molX、1molY和1molZ，则。
【详解】A．据分析，，故A错误；
B．据分析，z=2，故B错误；
C．向容器III再充入和，此时，反应逆向进行，v正D．据分析，，若，则正反应吸热，，故D错误；
故答案为C。
【变式6-2】T℃时，向恒温恒容密闭容器中充入、的混合气体使起始压强为210 kPa，只发生反应，达到平衡时混合气体的总压强随充入的变化曲线如图所示：
①的平衡转化率：a点 (填“>”或“＜”)b点，其原因是 ；
②T℃时，的化学平衡常数 (为分压平衡常数，)。
【答案】 ＜ 恒温恒容密闭容器中，起始压强一定，一定，增大，故的平衡转化率： 0.9
【详解】①恒温恒容密闭容器中，起始压强一定，一定，增大，即减小分压，增大分压，会促进二氧化碳的转化，故的平衡转化率：。
②平衡常数只受温度影响，由a点，=2，则二氧化碳、氢气分压分别为70kPa、140kPa，由三段式：
反应后总压为150 kPa，则，，则。
【变式6-3】油气开采、石油化工、煤化工等行业的废气中均含有硫化氢，将其变废为宝的三种方法如下。按要求回答下列问题。
(1)克劳斯法：利用如下两个反应生成S2(g)和H2O(g)。
①
②
反应①、②的化学平衡常数分别为K1、K2。写出克劳斯法回收处理H2S的热化学方程式： ，该反应的化学平衡常数K= (用K1、K2表示)
(2)合成用于粮食熏蒸的羰基硫(COS)法：。若在2L密闭恒温容器中，反应前n(CO)=12mol。在不同温度下该反应达到化学平衡时，H2S的平衡转化率如下图所示。
①该反应△H (填“>”“ <”或“=”)。
②150℃下，经5s达到平衡，该反应的平衡常数为0.2。则反应前n(H2S)= ；5s内CO平均反应速率为 。
③能极大幅度增大反应速率的措施是 。
(3)高温热分解法： =+170kJ/mol
①该反应的化学平衡常数表达式为 。
②其他条件不变增大体系压强，该反应化学平衡常数 (填“变大”“变小”或“不变”)。
【答案】(1)
(2) < 4mol 使用合适的催化剂
(3) 不变
【详解】（1）根据盖斯定律，①+②可得，再除以3得克劳斯法回收处理H2S，即，则该反应的，热化学方程式为；反应①的化学平衡常数，反应②的化学平衡常数，则的化学平衡常数K=。故答案为：；。
（2）①从图像分析，随温度的升高，H2S的平衡转化率降低，即平衡逆移，则逆反应为吸热反应，正反应为放热反应，则；②从图像分析，150℃下，H2S的平衡转化率为50%，利用三段式分析计算，，根据化学平衡常数K=，解得x=4，即反应前n(H2S)=4mol；5s内CO平均反应速率为；③影响反应速率的因素有温度、浓度、压强、催化剂、接触面积等，能极大幅度增大反应速率的措施是使用合适的催化剂。故答案为：①<；②4mol；；③使用合适的催化剂。
（3）①化学平衡常数是可逆反应达平衡时，生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比值，该反应的化学平衡常数表达式为；②化学平衡常数只与温度有关，与浓度、压强无关，增大体系压强，温度不变，化学平衡常数不变；故答案为：①；②不变。
题型07 化学反应速率与平衡移动
化学平衡状态的速率特征：正 = 逆
化学平衡的移动：在一定条件下，当可逆反应达到平衡后，如果改变反应条件，平衡状态被破坏，平衡体系的物质组成也会随着改变，直至达到新的平衡状态，这种由原有的平衡状态达到新的平衡状态的过程叫做化学平衡的移动。
平衡被破坏后，
当正 > 逆时，平衡向 正反应 方向移动；
当正 < 逆时，平衡向 逆反应 方向移动；
【典例7】下列说法不正确的是
A．反应混合物各组分百分含量发生改变，化学平衡一定发生了移动
B．反应条件的改变引起v正≠v逆，则平衡一定发生移动
C．平衡移动，反应物的浓度一定减小
D．反应条件发生变化，化学平衡不一定移动
【答案】C
【详解】A．化学平衡状态时各组分百分含量不变，当反应混合物各组分百分含量发生改变，化学平衡一定发生了移动，A正确；
B．化学平衡状态时v正=v逆，当外界条件的改变引起v正≠v逆，则平衡一定发生移动，并逐渐达到新的平衡，B正确；
C．平衡移动时，若通过增加反应物浓度使平衡正向移动，反应物浓度可能比原平衡更高，因此反应物浓度不一定减小，C错误；
D．外界条件发生变化，若没破坏原来的平衡或正逆反应速率同步同量改变，即仍然相等，则化学平衡不移动，若破坏了原来的平衡，则平衡发生移动且会达到新的平衡，D正确；
故选C。
【变式7-1】分析浓度变化对正、逆反应速率的影响，已知反应：mA(g)＋nB(g)pC(g)，当反应达到平衡后，有关物质的浓度发生改变，其反应速率的变化曲线分别如下图所示：
(1)
t1时刻，增大反应物浓度，使v增大，而v不变，则v>v，平衡向 方向移动。
(2)
t1时刻，减小生成物浓度，使v减小，而v不变，则v>v，平衡向 方向移动。
(3)
t1时刻，增大生成物浓度，使v增大，而v不变，则v>v，平衡向 方向移动。
(4)
t1时刻，减小反应物浓度，使v减小，而v不变，则v>v，平衡向 方向移动。
【答案】(1)正反应
(2)正反应
(3)逆反应
(4)逆反应
【分析】反应达到平衡状态；反应正向进行；反应逆向进行。
【详解】（1）t1时刻，，则平衡向正反应方向移动；
（2）1时刻，，则平衡向正反应方向移动；
（3）t1时刻，，则平衡向逆反应方向移动；
（4）1时刻，，则平衡向逆反应方向移动；
【变式7-2】化学平衡移动方向的判断
当Q=K时：可逆反应处于 状态，正=逆；
当Q逆；
当Q>K时：化学平衡向 移动，正<逆。
【答案】平衡 正反应方向 逆反应方向
【详解】已知K为化学平衡常数，仅仅是温度的函数，可逆反应进行最终结果为达到化学平衡，而Q为浓度商，其表达式与K完全相同，只是K只能带入平衡时候的浓度，Q则可以带入任意时刻的浓度，故当Q=K时，可逆反应处于平衡状态，正=逆；当Q逆；当Q>K时：化学平衡向逆反应方向移动，正<逆，故答案为：平衡；正反应方向；逆反应方向。
【变式7-3】25℃时，在体积为2L的密闭容器中，气态物质A、B、C的物质的量n随时间t的变化如图1所示。
(1)根据图1数据，该反应的化学方程式为 。
(2)计算5～7min的平均反应速率 。
(3)在5～7min内，若K不变，则此处曲线变化的原因是 ，若K变化且温度降低，则该反应的正反应 0(填“<”或“>”)。
(4)已知达到平衡后，降低温度，A的转化率将增大。图2表示此反应的反应速率v和时间t的关系图，结合图1判断，下列哪些时刻是因增大了反应物活化分子百分数而影响反应速率的 ；A的平衡转化率最大的一段时间是 。
【答案】(1)A+2B2C
(2)
(3) 增大压强 <
(4) 、 t2~t3
【详解】（1）由图1可知，A、B为反应物，C为生产物，且最后A、B的物质的量不为0，为可逆反应，3min时△n(A)：△n(B)：△n(C)=(1-0.7)mol：(1-0.4)mol：0.6mol=1：2：2，物质的量之比等于化学计量数之比，所以反应方程式为A+2B2C；
（2）由图，5～7min的平均反应速率
（3）在5～7min内，若K不变，则温度不变，C的量增大，则反应正向移动，由于反应为气体分子数减小的反应，则此处曲线变化的原因是增大压强；若K变化且温度降低，温度降低，平衡正向移动，则该反应的正反应为放热反应，焓变小于0；
（4）已知达平衡后，降低温度，A的转化率将增大，说明降低温度，平衡正向移动，<0；由图，t3时刻正逆反应速率瞬间增大且逆反应速率大于正反应速率，平衡逆向进行，为升高温度；t5时刻正逆反应速率瞬间增大且逆反应速率等于正反应速率，平衡不移动，为使用催化剂；t6时刻正逆反应速率瞬间均减小且逆反应速率大于正反应速率，平衡逆向进行，为减小压强；升高温度、使用催化剂均能增大反应物活化分子百分数，故t3、t5时刻是因增大了反应物活化分子百分数而影响反应速率；结合分析，A的平衡转化率最大的一段时间是t2~ t3。
题型08 化学平衡移动的影响因素
化学平衡移动的影响因素：
（1）温度：在其他条件不变的情况下，升高温度，化学平衡向 吸热反应 方向移动；降低温度，化学平衡向 放热反应 方向移动。
（2）浓度：在其他条件不变的情况下，增大反应物浓度或减小生成物浓度，化学平衡向 正反应方 向移动；减小反应物浓度或增大生成物浓度，化学平衡向 逆反应 方向移动。
（3）压强：对于反应前后总体积发生变化的化学反应，在其他条件不变的情况下，增大压强，化学平衡向气体体积 减小 的方向移动；减小压强，化学平衡向气体体积 增大 的方向移动。
（4）催化剂：由于催化剂能同时同等程度地增大或减小正反应速率和逆反应速率，故其对化学平衡的移动 无影响 。但催化剂能改变反应达到平衡所需的时间。
【典例8】常温下，在密闭容器中发生反应 △H=-56.9kJ/mol。设为阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是
A．恒温恒压充入NO2气体，NO2气体的转化率增大
B．压缩容器体积，单位体积内活化分子数目增加
C．46g由NO2和N2O4组成的混合气体中，氮原子总数小于
D．其他条件不变，往密闭容器内通入92gNO2气体，充分反应后，放出56.9KJ热量
【答案】B
【详解】A．恒温恒压下充入NO2，系统体积增大以维持恒压，因此各物质浓度比例不变，转化率不变，A错误；
B．压缩容器体积，浓度增大，活化分子数目不变但单位体积内活化分子数目增加，B正确；
C．46g混合气体中，若全为NO2（1mol）或全为N2O4（0.5mol），氮原子总数均为NA，混合后仍为NA，C错误；
D．该反应可逆，92g NO2（2mol）无法完全转化，放出的热量小于56.9kJ，D错误；
故选B。
【变式8-1】对于处于平衡状态的可逆反应：A(g)+2B(g)=2C(g) △H<0下列叙述正确的是
A．增大A的浓度，正反应速率增大，逆反应速度减小，平衡正向移动
B．升高温度，逆反应速率增大，正反应速度减小，平衡逆向移动
C．使用催化剂，平衡不移动，但可缩短达到平衡所需时间
D．扩大容器的容积，平衡逆向移动，A、B的浓度增大
【答案】C
【详解】A．增大A的浓度，正反应速率立即增大，但逆反应速率不会立即减小（因C的浓度未变），平衡正向移动，A错误；
B．升高温度，正、逆反应速率均增大，但逆反应速率增幅更大（因逆反应吸热），导致平衡逆向移动，B错误；
C．催化剂同等加快正、逆反应速率，平衡不移动，但缩短达到平衡的时间，C正确；
D．扩大容积（减小压强），平衡逆向移动（因反应物气体体积更大），但容器体积增大导致A、B的浓度减小，D错误；
故选C。
【变式8-2】加氢转化成甲烷，是综合利用实现“碳中和”和“碳达峰”的重要方式。525℃，101kPa下，。反应达到平衡时，能使平衡向正反应方向移动的是
A．减小体系压强 B．升高温度
C．增大浓度 D．恒容下充入惰性气体
【答案】C
【详解】A．反应物气体总物质的量为5mol，生成物为3mol，减小压强会使平衡向气体体积增大的方向（逆反应）移动，A不符合题意；
B．该反应为放热反应，升高温度会使平衡向吸热的逆反应方向移动，B不符合题意；
C．增大浓度会提高反应物浓度，根据勒夏特列原理，平衡向正反应方向移动以消耗增加的，C符合题意；
D．恒容充入惰性气体不改变各物质浓度，对平衡无影响，D不符合题意；
故选C。
【变式8-3】现有反应：mA(g)＋nB(g) pC(g)，达到平衡后，当升高温度时，B的转化率变大；当减小压强时，混合体系中C的质量分数也减小。
(1)该反应的逆反应为 热反应，且m＋n p(填“>”、“＜”或“=”)。
(2)若加入催化剂，平衡时气体混合物的总物质的量 (填“增大”“减小”或“不变”)。
(3)若B是有色物质，A、C均无色，平衡后维持容器容积不变(体积不变)加入C时混合物颜色 (填“变深”“变浅”或“不变”，下同)；而维持容器内压强不变，充入氖气时，混合物颜色 。
(4)反应达到平衡后，压缩容器的体积，平衡移动的方向为 (填“向左”“向右”或“不移动”)，容器内气体的密度 (填“增大”“减小”或“不变”，下同)，容器内气体的相对分子质量 。
【答案】(1) 放 >
(2)不变
(3) 变深 变浅
(4) 向右 增大 增大
【详解】（1）升高温度，B的转化率增大，平衡正向移动，说明正反应为吸热反应，逆反应为放热反应；减小压强，C的质量分数减小，说明逆反应为气体体积增大的反应，m＋n>p；
（2）加入催化剂，平衡不移动，混合物的总物质的量不变；
（3）恒容条件下，向平衡体系中加入C，增大生成物浓度，平衡向逆反应方向移动，B的浓度增大，混合物颜色变深；恒压向容器中通入Ne，容器的体积增大，相当于减小压强，因为m＋n>p，所以平衡向逆反应方向移动，B的浓度仍较未充入氖时小，混合气体的颜色变浅；
（4）因为m＋n>p，增大压强，平衡向正反应方向移动；因为混合气体的总质量不变，容器的体积减小，混合气体的密度增大；压缩容器的体积，压强增大，平衡正向移动，混合气体的物质的量减少，混合气体的总质量不变，混合气体的平均相对分子质量增大；
题型09 勒夏特列原理
勒夏特列原理的内容：
如果改变影响平衡的一个因素（如温度、压强及参加反应的物质的浓度），平衡就向着能够 减弱 这种改变的方向移动。
【典例9】勒夏特列原理又称平衡移动原理。下列现象不能用该原理解释的是
A．夏天打开汽水瓶盖时汽水中产生大量气泡
B．往新制氯水中加入适量碳酸钙固体可以增强漂白能力
C．唾液可以使淀粉水解速率加快
D．CO中毒者应及时移至空气流通处，必要时应放入高压氧舱
【答案】C
【详解】A．打开瓶盖，压强减小，CO2的溶解平衡以及H2CO3分解平衡（H2CO3CO2+H2O）均向着压强增大，即气体数增多的方向进行，能用勒夏特列原理解释，A不符合题意；
B．新制氯水中存在平衡Cl2＋H2OH＋＋Cl－＋HClO，加入适量碳酸钙固体消耗H＋，平衡正向移动，HClO浓度增大，漂白能力增强，能用勒夏特列原理解释，B不符合题意；
C．唾液中的唾液淀粉酶可以作为催化剂加快淀粉的水解，但催化剂不影响化学平衡，不能用勒夏特列原理解释，C符合题意；
D．CO中毒是血红蛋白与CO结合，反应的方程式为CO+HbO2O2+HbCO，将中毒者移至空气流通处或进入高压氧舱治疗，肺泡中氧气浓度提高，化学平衡逆向移动，血液的含氧量也会逐渐恢复，能用勒夏特列原理解释，D不符合题意；
故选C。
【变式9-1】加氢转化成甲烷，是综合利用实现“碳中和”和“碳达峰”的重要方式。525℃，101kPa下，。反应达到平衡时，能使平衡向正反应方向移动的是
A．减小体系压强 B．升高温度
C．增大浓度 D．恒容下充入惰性气体
【答案】C
【详解】A．反应物气体总物质的量为5mol，生成物为3mol，减小压强会使平衡向气体体积增大的方向（逆反应）移动，A不符合题意；
B．该反应为放热反应，升高温度会使平衡向吸热的逆反应方向移动，B不符合题意；
C．增大浓度会提高反应物浓度，根据勒夏特列原理，平衡向正反应方向移动以消耗增加的，C符合题意；
D．恒容充入惰性气体不改变各物质浓度，对平衡无影响，D不符合题意；
故选C。
【变式9-2】勒夏特列原理可以用于解释可逆反应的平衡移动，下列事实不能用勒夏特列原理解释的是
A．压缩H2和I2(g)反应的平衡混合气体，气体颜色变深
B．红棕色的NO2气体，加压后颜色先变深后变浅，但比原来要深
C．反应：CO(g)＋NO2(g) CO2(g)＋NO(g) ΔH＜0，升高温度可使平衡向逆反应方向移动
D．反应：N2(g)+H2(g) NH3(g) ΔH＜0，为提高NH3的产率，理论上应采取低温措施
【答案】A
【详解】A．压缩和的平衡混合气体，气体颜色变深。由于反应的气体物质的量相等，压缩后压强增大但平衡不移动，颜色变深仅因浓度增加，与勒夏特列原理无关，故A正确；
B．加压时，颜色先变深（浓度增大）后变浅（平衡向生成移动），符合勒夏特列原理对压强变化的解释，故B错误；
C．升温使放热反应逆向移动，符合勒夏特列原理对温度变化的解释，故C错误；
D．低温有利于放热的合成氨反应正向进行，符合勒夏特列原理对温度变化的解释，故D错误；
故答案为：A。
【变式9-3】下列事实不能用勒夏特列原理解释的是
A．高压比常压更有利于合成氨反应
B．Na(l)+KCl(l)NaCl(l)+K(g)选取适宜的温度，使K成蒸气从反应混合物中分离出来
C．压缩H2和I2(g)反应的平衡混合气体，气体颜色变深
D．用浓氨水和氢氧化钠固体快速制取氨气
【答案】C
【详解】A．合成氨的反应是气体体积减小的反应。增大压强会使平衡向正反应方向移动，有利于合成氨，可用勒夏特列原理解释，A不符合题意；
B．K蒸气被分离，相当于减少生成物浓度，平衡向正反应方向移动，可用勒夏特列原理解释，B不符合题意；
C．反应在反应前后气体体积相等。压缩系统时，压强增大但平衡不移动，颜色变深是因浓度增大（物理变化），而非平衡移动，不能用勒夏特列原理解释，C符合题意；
D．NaOH固体溶于水放热并增大浓度，促使平衡右移，可快速制取氨气，可用勒夏特列原理解释，D不符合题意；
故选C。
题型10 化学平衡相关图像
在结合化学反应原理分析图像时，应注意下列几点：
横坐标和纵坐标的含义；
曲线的趋势或斜率；
曲线上的特殊点，如起点、终点、交点和拐点等；
根据需要用辅助线，等温线、等压线等。
一、速率/浓度—时间图像
（1）c-t图像
写出化学反应方程式：A+3B 4C
（2）-t图像
①
由图可知，t2时刻，正 > '逆平衡向 正反应 方向移动。改变的反应条件可能是 增大反应物的浓度 。
②对于该反应，增大压强，化学平衡改变的-t图像如下图：
增大压强，体积减小，所有物质的浓度都增大，正逆速率都增大，总压强增大，平衡向着压强减小的方向，即平衡向 正反应 方向移动。
③某反应，升高温度，速率-时间图像如下：
升高温度，正、逆反应速率均 加快 ，但逆反应速率 > 正反应速率，平衡向逆反应方向移动，逆反应方向为 吸热 反应，正反应方向为 放热 反应。
二、该反应的A的转化率如下图，
1、转化率—时间—温度图像
解题原则：先出现拐点的反应先达到平衡状态，即“先拐先平数值大”
T1 > T2，温度升高，平衡向 正反应 方向移动，A的平衡转化率增大，故正反应为 吸热 反应。
2、转化率—时间—压强图像
p1 < p2，压强增大，A的平衡转化率减小，即化学平衡向 逆反应 方向移动，故m+n > p+q。
三、转化率（物质百分含量）—压强—温度图像
分析该图像，
压强相同时，升高温度，反应物的转化率 增大 ，平衡向 正反应 方向移动，即正反应方向为 吸热 反应；
温度相同时，增大压强，反应物的转化率 增大 ，平衡向 正反应 方向移动，即m+n > p+q。
【典例10】已知反应，下列叙述与图对应的是
A．图①表示，对达到平衡状态的反应，在时刻充入一定量的C，平衡逆向移动
B．由图②可知，
C．图③表示化学平衡常数与压强的变化关系
D．若图③中y轴表示C的体积分数，则
【答案】C
【详解】A．对达到平衡状态的反应，在时刻充入了一定量的C，则逆反应速率瞬间增大，正反应速率此刻不变，然后随之增大，与图像不符，A错误；
B．当温度为时，压强比先达到平衡状态，则，对于该反应，加压平衡正向移动，C的百分含量增大，符合图像；当压强为时，温度比先达到平衡状态，则，对于该反应，升温平衡逆向移动，C的百分含量减小，符合图像，则由图②可知，，，B错误；
C．平衡常数K只受温度影响，增大压强，平衡常数K不变，则图③符合随着压强变化K值的变化图，C正确；
D．若图④中y轴表示C的体积分数，对于该反应，压强增大平衡正向移动，C的体积分数增大，则大于，D错误；
故选C。
【变式10-1】下列关于各图像的解释或得出的结论错误的是
A．由甲图可知，反应在时刻可能改变了压强或使用了催化剂
B．由乙图可知，反应在m点可能达到了平衡状态
C．由丙图可知，A点：v(正)(逆)
D．由丁图可知，交点A表示反应一定处于平衡状态，此时v(正)(逆)
【答案】D
【详解】A．改变条件后，正逆反应速率增大且相等，若对前后气体分子数相等的化学反应，可能是加压，对于其他可逆反应，也可能是加了催化剂，A正确；
B．生成物的百分含量随温度的升高而增大，m为曲线的最高点，生成物的百分含量达到最大值，达到相应温度下的限度，即建立了相应温度下的平衡状态；继续升温生成物的百分含量减小，说明升温反应逆向移动，B正确；
C．A点位于曲线上方，表示已超过该温度下的最大转化率，此时平衡会向逆反应方向移动，v(正)(逆)，C正确；
D．A点时c(反应物)=c(生成物)，不一定达到平衡状态，D错误；
故选D。
【变式10-2】利用臭氧可除去室内的HCHO(甲醛)。一定条件下，将2molHCHO(g)和2.5mol(g)充入一密闭容器中发生反应。实验测得HCHO的平衡转化率与温度和压强的关系如图所示，已知为用平衡分压表示的平衡常数，分压=总压×物质的量分数。下列说法错误的是
A．该反应的△H<0
B．
C．M点的压强平衡常数
D．及时移出(g)可增大HCHO的平衡转化率
【答案】C
【详解】A．升高温度，HCHO的平衡转化率降低，说明升温平衡逆向移动，则该反应的△H<0，A正确；
B．水是液体，该反应气体分子数减小，温度不变时，增大压强平衡正向移动，HCHO的平衡转化率增大，则p1>p2>p3，B正确；
C．M点列出三段式：，平衡时气体总物质的量是，M点的压强平衡常数Kp=≈，C错误；
D．及时移出O2(g)，减小生成物浓度，平衡正向移动，HCHO的平衡转化率增大，D正确；
故选C。
【变式10-3】“碳达峰、碳中和”是我国社会发展重大战略之一，催化加氢可获得和。一定条件下将1mol 和3.3mol 充入容积为1L的密闭容器中反应，测得相同时间内转化率随温度变化的关系如图所示。下列关于该反应的说法正确的是
A．该反应可表示为 △H>0
B．研发高效催化剂，可提高化学反应的速率，使平衡正向移动
C．若该反应已达到平衡状态，使用分子筛膜[可选择性分离出(g)]能促进平衡正向移动，增大的转化率
D．若A点时同时再加入0.1mol 和0.1mol (g)，平衡逆向移动
【答案】C
【分析】反应相同时间内转化率随温度升高先增大，说明升温对反应速率增大的影响程度大于浓度降低对反应速率减小的影响程度，最高点是平衡点，继续升温，平衡逆向移动，转化率降低，说明逆反应是吸热反应，据此解答。
【详解】A．由分析可知，该反应正向是放热反应，可表示为 △H＜0，A错误；
B．催化剂可以提高反应速率，但不影响平衡的移动，B错误；
C．使用分子膜选择性分离出(g)，生成物浓度降低，平衡正向移动，的转化率增大，C正确；
D．A点时，列三段式：，平衡常数，再加入0.1mol 和0.1mol (g)，，平衡正向移动，D错误；
故选C。
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第二章 化学反应速率与化学平衡
第二节 化学平衡
内容概览
01 竞赛技巧总结 核心策略精讲，高效解题通法提炼
02 技巧针对训练 专项能力突破，弱点题型强化攻坚
03 综合培优精练 高阶思维拓展，综合问题融合演练
04 竞赛真题精练 实战命题解密，赛场节奏模拟特训
竞赛技巧1 化学平衡的条件、化学平衡的判断及等效平衡
一、化学平衡的条件
根据吉布斯自由能判据，在等温等压、Wf = 0的条件下，△GT，P ＜0，则化学反应自发地由反应物变成产物，这时反应物的浓度（分压）逐渐减少，产物的浓度（分压）逐渐增加，反应物和产物布斯自由能之差逐渐趋于零，直到△GT，P = 0时达到化学平衡。这时从宏观上看反应似乎停止了，其实从微观上正反应和逆反应仍在继续进行，只不过两者的反应速率正好相等而已，所以化学平衡是一个动态平衡。
即：等温等压，Wf = 0的条件下：
△GT，P ＜ 0 正反应自发进行；
△GT，P = 0 达化学平衡——化学平衡的条件；
△GT，P ＞ 0 正反应不自发（逆反应自发）。
化学反应达平衡时：
①从热力学角度：等温等压，Wf = 0：应△GT，P = 0
②从动力学角度：r+ = r－
③反应物和生成物的浓度不变，即存在一个平衡常数。
二、化学平衡状态的判断
1.动态（速率）标志（本质标志）：v正＝v逆≠0
（1）同一组分的生成速率和消耗速率相等
（2）不同物质，必须标明是“异向”的反应速率关系，正逆反应速率比等于化学计量数之比
2.宏观（静态）标志：某些量开始变化，后来不变，即变量不变。
（1）一定达到平衡的情况
①某组分的质量、物质的量、浓度、颜色不再变化
②反应物的转化率不再变化
（2）特殊情形
①绝热容器：容器的温度不变时，一定达到平衡状态
②可逆电池：电流或电压等于零时，一定达到平衡状态
（3）判断化学平衡状态的常用公式
①混合气体的密度：ρ＝＝
②混合气体的平均摩尔质量：＝＝
③气体状态方程：PV＝nRT
3.限度标志
（1）反应物的转化率最大，百分含量最小。
（2）生成物的产率最大，百分含量最大。
（3）图像获取
①前提：在多个相同的容器中，加入相同量的反应物。
②过程：测相同时间内，不同条件下相关量，描点绘出图像。
（4）图像解读
①极限点：刚好达到平衡
②极限点前：非平衡点，受速率控制，加催化剂，反应物的转化率变大。
③极限点后：新平衡点，受平衡控制，加催化剂，反应物的转化率不变。
4、几种特殊反应的平衡依据
（1）量比不变型
①反应物或生成物量的比不变，不一定达到平衡状态。
②反应物和生成物量的比不变，一定达到平衡状态。
（2）量相等型
①反应物和生成物的量相等，不一定达平衡状态。
②反应物和反应物的量相等，不一定达平衡状态。
③量不变≠量相等≠量或量的比等于某一具体的数。
（3）等体反应型：3A（g）2B（g）+C（g）
①恒温恒压：混合气体的体积不变，一定达到平衡状态。
②恒温恒容：混合气体的压强不变，不一定达到平衡状态。
（4）固液参与型：2A（g）2B（g）+C（s）
①混合气体的密度不变，一定达到平衡状态（恒T、V）。
②混合气体的平均摩尔质量不变，一定达到平衡状态。
（5）固液分解型：2A（s）2B（g）+C（g）
①混合气体的密度不变，一定达到平衡状态（恒T、V）。
②混合气体的平均摩尔质量不变，不一定达到平衡状态。
③某种气体组分的物质的量分数不变，不一定达到平衡状态。
5.注意平衡标志和平衡特征的区别
（1）平衡标志：能够说明反应达到平衡状态的某些事实。
（2）平衡特征：平衡时存在的某些事实，但不一定能用于判断是否达到平衡。
三、等效平衡
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。
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的判断方法：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的判断方法：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。
3.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。
竞赛技巧2 化学平衡常数及其应用
一、实验平衡常数
1.概念
大量实验事实证明，在一定条件下进行的可逆反应，其反应物和产物的平衡浓度（处于平衡状态时物质的浓度）间存在某种定量关系。例如反应：N2O4（g） 2NO2（g）
2.表达式
若将一定量的N2O4或（和）NO2置于1L的密闭烧瓶内，然后将烧瓶置于373K的恒温槽内，让其充分反应，达到平衡后，取样分析N2O4的平衡浓度，再求算出NO2的平衡浓度。三次实验的数据列于下表。
N2O4–NO2体系的平衡浓度（373K）
实验序号 起始浓度 /mol·dm–3 浓度变化 /mol·dm–3 平衡浓度 /mol·dm–3
① N2O4 NO2 0.100 0.000 – 0.060 + 0.120 0.040 0.120 0.36
② N2O4 NO2 0.000 0.100 + 0.014 – 0.028 0.014 0.072 0.37
③ N2O4 NO2 0.100 0.100 – 0.030 + 0.060 0.070 0.160 0.36
由表中数据可见，恒温条件下，尽管起始状态不同，浓度的变化（即转化率）不同，平衡浓度也不同，但产物NO2的平衡浓度的平方值[NO2]2与反应物N2O4的平衡浓度[N2O4]的比值却是相同的，可用下式表示：
=
式中称为该反应在373K时的平衡常数。这个常数是由实验直接测定的，因此常称之为实验平衡常数或经验平衡常数。
上述关系对一切可逆反应都适用。若可逆反应用下述通式表达：
a A + b B d D + e E
在一定温度下达到平衡时，则有：
= （7-19）
即在一定温度下，可逆反应达到平衡时，产物的浓度以反应方程式中计量数为指数的幂的乘积与反应物浓度以反应方程式中计量数为指数的幂的乘积之比是一个常数。
书写平衡常数关系式必须注意以下几点：
（1）对于气相反应，平衡常数除可用如上所述的各物质平衡浓度表示外，也可用平衡时各物质的分压表示如：
a A (g)+ b B(g) d D(g) + e E(g)
= （7-20）
式中实验平衡常数以表示，以与前述相区别。称为压力常数，称为浓度平衡常数。同一反应的与有固定关系。若将各气体视为理想气体，那么
= [A]RT = [B]RT = [D]RT = [E]RT
代入（7-20）式，有
= （RT）
= （RT） （7-21）
（2）不要把反应体系中纯固体、纯液体以及稀水溶液中的水的浓度写进平衡常数表达式。例如：CaCO3(s) CaO(s) + CO2(g) K = p
Cr2O(aq) + H2O(I) 2CrO(aq) + 2H+(aq) K = [CrO]2[H+]/[ Cr2O]
但非水溶液中反应，若有水参加或生成，则此时水的浓度不可视为常数，应写进平衡常数表达式中。例如：
C2H5OH + CH3COOH CH3COOC2H5 + H2O =
（3）同一化学反应，化学反应方程式写法不同，其平衡常数表达式及数值亦不同。例如：
N2O4(g) 2NO2(g) K(373) = = 0.36
N2O4(g) 2NO2(g) K = = = 0.60
2NO2(g) N2O4(g) K == = 2.8
因此书写平衡常数表达式及数值，要与化学反应方程式相对应，否则意义就不明确。
3.意义：平衡常数是表明化学反应进行的最大程度（即反应限度）的特征值。平衡常数愈大，表示反应进行愈完全。虽然转化率也能表示反应进行的限度，但转化率不仅与温度条件有关，而且与起始条件有关。
二、标准平衡常数和等温方程式
1、标准平衡常数：
等温等压下，对理想气体反应：
ｄＤ＋ｅＥ f Ｆ＋h H
设、、、分别为D、E、F、H的平衡分压，则有： =
式中称理想气体的热力学平衡常数——标准平衡常数。
热力学可以证明，气相反应达平衡时，标准吉布斯自由能增量（反应物和生成物p都等于p时，进行一个单位化学反应时的吉布斯自由能增量）与应有如下关系：= –，上式说明，对于给定反应，与和T有关。当温度指定时，只与标准态有关，与其他浓度或分压条件无关，它是一个定值。因此，定温下必定是定值。即仅是温度的函数。
2、化学反应的等温方程式
如果化学反应尚未达到平衡，体系将发生化学变化，反应自发地往哪个方向进行呢？由化学等温方程式即可判断。
等温等压下，理想气体反应：ｄＤ＋ｅＥ f Ｆ＋h H　
气体的任意分压为、、、 时：
；
；
此时若反应自左至右进行了一个单位的化学反应（无限大量的体系中），则
Δr Gm =Δr Gm ? + 令
则Δr Gm =Δr G?+=–+称作化学反应的等温方程式。式中称作压力商。
若 ＞，则Δr Gm ＜0，反应正向自发进行；
若 =，则Δr Gm = 0，体系已处于平衡状态；
若 ＜，则Δr Gm ＞ 0，反应正向不能自发进行（逆向自发）。
注：（1）对溶液中进行的反应：Δr Gm =Δr G+=–+
= ； =
c ——平衡浓度；——任意浓度；——热力学平衡常数（标准平衡常数）。——浓度商。称作标准浓度。即在标准状态下，c = 1mol.dm-3。
（2）纯固体或纯液体与气体间的反应（复相反应）
例如，下列反应： 是一个多相反应，其中包含两个不同的纯固体和一个纯气体。化学平衡条件，适用于任何化学平衡，不是论是均相的，还是多相的。
，又因为，所以 ， =
式中是平衡反应体系中CO2气体的压力，即CO2的平衡分压。这就是说，在一定温度下，CaCO3(s)上面的CO2的平衡压力是恒定的，这个压力又称为CaCO3(s)的“分解压”。
注意：纯固体的“分解压”并不时刻都等于，例如反应：
， 而“分解压”
若分解气体产物不止一种，分解平衡时气体产物的总压称作“分解压”。例如：，由纯分解平衡时，称作的“分解压”。
结论：对纯固体或纯液体与气体间的多相反应：
竞赛技巧3 平衡常数的测定和平衡转化率的计算
1、平衡常数的测定：
测定平衡常数实际上是测定平衡体系中各物质的浓度（确切地说是活度）或压力。视具体情况可以采用物理或化学的方法。
（1）物理方法：测定与浓度有关的物理量。如压力、体积、折射率、电导率等。
优点：不会扰乱体系的平衡状态。
缺点：必须首先确定物理量与浓度的依赖关系。
（2）化学方法：利用化学分析的方法直接测定平衡体系中各物质的浓度。
缺点：加入试剂往往会扰乱平衡，所以分析前首先必须使平衡“冻结”。
通常采取的方式是：骤然冷却，取出催化剂或加入阻化剂等。
2、平衡转化率的计算：
（1）平衡转化率（亦称理论转化率或最高转化率）
平衡转化率
平衡转化率是以原料的消耗来衡量反应的限度
注意：实际转化率≤平衡转化率（工厂通常说的转化率为实际转化率）
（2）平衡产率（最大产率）—— 以产品来衡量反应的限度
平衡产率
（产率通常用在多方向的反应中，即有副反应的反应）
有副反应时，产率 ＜ 转化率
竞赛技巧4 外界因素对化学平衡的影响
1、浓度对平衡的影响
对于一个已达平衡的化学反应，若增加反应物浓度，会使Q（或）的数值因其分母增大而减小，而（或）却不随浓度改变而发生变化，于是Q＜，使原平衡破坏，反应正向进行。随着反应的进行，生成物浓度增大，反应物浓减小，Q值增大，直到Q增大到与再次相等，达到新的平衡为止。对于改变浓度的其他情况，亦可作类似分析。结论概括如下：在其他条件不变的情况下，增加反应物浓度或减少生成物浓度，平衡向正反应方向移动；增加生成物浓度或减少反应物浓度，平衡向着逆反应方向移动。
2、压力对平衡的影响
体系（总）压力的变化对没有气体参加或生成的反应影响很小。对于有气体参见且反应前后气体物质计量数有变化的反应，压力变化对平衡有影响。例如合成氨反应
N2(g) + 3H2(g) 2NH3(g)
在某温度下达到平衡时有：
=
如果将体系的容积减少一半，使体系的总压力增加至 原来的2倍，这时各组分的分压分别为原来的2倍，反应商为：
= =
即 ＜
原平衡破坏，反应正向进行。随着反应进行，、不断下降，不断增大，使值增大，直到再次与K相等，达到新的平衡为止。可见，增大体系总压力平衡向着批体计量数减小的方向移动。
类似分析，可得如下结论：在等温下，增大总压力，平衡向气体计量数减小的方向移动；减小总压力，平衡向气体计量数增加的方向移动。如果反应前后气体计量数相等，则压力的变化不会使平衡发生移动。
3、温度对平衡的影响
温度的改变对于反应商没有影响，却可以改变平衡常数。
由= –和 = －T 得
–= －T
= – （7-27）
此式说明了平衡常数与温度的关系，称为范特荷甫方程式。设T1时，标准平衡常数为，T2时，标准平衡常数为，且T2＞T1，有
= –
= –
当温度变化范围不大时，视和不随温度而改变。上两式相减，有
= – （7-28）
根据（7-28）式可以说明温度对平衡的影响。设某反应在温度T1时达到平衡，有Q = 。当升温至 T2时：若该反应为吸热反应，＞0，由（7-28）式得知＞，则Q＜，所以平衡沿正反应方向移动；若该反应为放热反应，＜0，由（7-28）式得知＜，则Q ＞，所以平衡沿逆反应方向移动。总之，升温使平衡向吸热方向移动。反之，降温使平衡向放热方向移动。
各种外界条件对化学平衡的影响，均符合里·查德里概括的一条普遍规律：如果对平衡体系施加外力，平衡将沿着减少此外力影响的方向移动。这就是里·查德里原理。
竞赛技巧1 化学平衡的条件、化学平衡的判断及等效平衡
1．（2016高二·广东·竞赛）已知可逆反应aA+bB cC中，A与C物质在混合物中的质量分数随温度T的变化曲线如图所示。下列说法中，正确的是
A．该反应在T1温度时正、逆反应速率相等
B．该反应在T2温度时达到化学平衡
C．该反应的逆反应是放热反应
D．升高温度，平衡会向正反应方向移动
【答案】B
【解析】A．该反应在T1温度之后，A的含量减少，C的含量增加，则此时没有达到平衡，即正、逆反应速率不相等，A项错误；B．该反应在T2温度之前，A的含量增加，C的含量减少，T2温度之后，A的含量减少，C的含量增加，说明T2温度时达到化学平衡，B项正确；C．T2温度之后，A的含量减少，C的含量增加，说明升高温度，平衡逆向移动，则逆反应为吸热反应，C项错误；D．该反应中，正反应为放热反应，升高温度，平衡会向逆反应方向移动，D项错误；答案选B。
2．（2020高中·浙江·竞赛）某容器中加入，发生反应，达平衡后，保持温度不变，作如下几种改变；①体积增大一倍；②增大体积至总压强减为原来的一半；③恒容下增加：④恒压增加。以下判断正确的是
A．达新平衡后，转化率都增大，且增大倍数一样
B．达到新平衡后，④中化学反应速率比原平衡大
C．达新平衡后，①中转化率小于②中转化率
D．③中平衡右移，转化率增大
【答案】C
【解析】A．①体积增大，平衡向右移动，PCl5转化率增大，②体积增大，平衡向右移动，PCl5转化率增大，③增加PCl5浓度，平衡向右移动，但PCl5转化率降低，④恒压增加1 molPCl5，平衡正向移动，但最终PCl5转化率不变，故A错误；B．恒温、恒压增加PCl5，最终平衡与原平衡等效，反应速率与原平衡相同，故B错误；C．①体积增大一倍，平衡会正向移动，压强略大于原来的一半，②增大体积至总压强减为原来一半，相当于在①的基础上再增大体积，因此②平衡比①平衡正向移动的趋势大，②中PCl5的转化率略大于①，故C正确；D．若再恒压条件下充入2molPCl5最终平衡与原平衡时等效平衡，转化率相同，若为恒压基础上压缩容器至原体积，则平衡逆向移动，PCl5转化率减小，故D错误；故选：C。
竞赛技巧2 化学平衡常数及其应用
3．（2024高二上·山东临沂·竞赛）O3是一种理想的脱硝剂，其脱硝反应之一为2NO (g)+3O3(g)N2O5(g)+3O2(g) 。在某恒容密闭容器中充入一定量的O3和NO，在不同温度下测得c(N2O5)与时间的关系如图所示，下列说法正确的是
A．温度：T1>T2 B．平衡常数：K(T1)>K(T2)
C．反应速率：vb(正)>va(正) D．高温条件下，有利于该反应自发进行
【答案】B
【解析】A．图中T2曲线先达到平衡状态，则温度T2＞T1，故A错误；B．温度T2＞T1，升高温度，c(N2O5)的浓度减小，平衡向逆反应方向进行，该反应为放热反应，升高温度，K值减小，则平衡常数：K(T1)>K(T2)，故B正确；C．a点反应物浓度大于b点，则反应速率：va(正)>vb(正)，故C错误；D．由B项分析可知该反应为放热反应 H<0，气体分子数减小 S<0，自发反应的判据 G= H-T S<0，高温条件下，不利于该反应自发进行，故D错误；故选B。
4．（2013高二·广东·竞赛）下图表示三个具有相同机理的可逆反应的产物浓度随时间的变化曲线，下列有关说法中，正确的是
A．达到平衡最快的是II B．反应约5分钟后，三个反应均已达到平衡
C．平衡转化率最高的是I D．三个反应的平衡常数相同
【答案】A
【解析】A．由图可知，反应II产物的浓度最快保持不变，故达到平衡最快的是II ，A选项正确；B．5分钟后，反应I和反应III的产物浓度仍然在升高，未达到平衡，B选项错误；C．在图中反应I与反应III均为达到平衡，无法得知谁的平衡转化率最高，C选项错误；
D．三个反应的反应方程式均未知，平衡浓度均未知，无法比较三者的平衡常数大小，D选项错误；故选A。
竞赛技巧3 平衡常数的测定和平衡转化率的计算
5．（2024高三下·浙江·竞赛）胂(AsH3)是非常毒的气体，受热分解成两种单质。在—40℃时，向刚性的1升容器中充入0.0128mol的AsH3(g)，其压力为186torr，在很短的时间内加热到250℃，然后再回到—40℃，这时容器中的压力为250torr，则AsH3(g)分解的百分数约为
A．17% B．26% C．34% D．69%
【答案】D
【解析】由题意可知，—40℃时胂受热分解的反应为2AsH3(g)2As(s)+3H2(g)，设反应消耗胂的物质的量为amol，由题意可建立如下三段式：
由气体的物质的量之比等于压强之比可得：=，解得a≈0.00882，反应中胂分解的百分数约为×100%≈68.9%，故选D。
6.（2024高二下·重庆·竞赛）向恒温、体积为的真空容器中通入，在时发生反应，测得平衡时为。各物质的消耗速率存在关系：，，且消耗速率随浓度变化的如下图所示，下列有关说法正确的是
A．图中点处在平衡状态
B．在温度时，若，则
C．，在真空容器中通入，则平衡转化率为
D．向上述容器再通入，达新平衡时的体积分数将增大
【答案】C
【分析】根据图象，NO2消耗速率随浓度的变化大于N2O4消耗速率随浓度的变化，因为速率表达式中v(NO2)与NO2浓度的平方成正比，交点A表示消耗的速率v(N2O4)=v(NO2)，X点之前浓度相同时NO2消耗速率更小，X点之后NO2消耗速率更大；
【解析】A．交点X表示的消耗速率v(N2O4)=v(NO2)，而达到平衡时NO2的消耗速率应该是N2O4消耗速率的2倍，因此，此时v逆＜v正，反应向正反应方向移动，故A错误；B．向恒温、体积为1L的真空容器中通入0.2mol NO2，在120°C时达到平衡时n(N2O4)=0.08mol/L，由三段式，，该温度下K==50，平衡时2v(N2O4)=v(NO2)，即2k2 c(N2O4)=k1 c2(NO2)，，在温度T°C时，若k1=k2，平衡常数K'=，平衡常数小于120°C时的平衡常数，由于正反应放热，温度升高平衡常数减小，故T>120°C，B错误；C．向恒温、体积为1L的真空容器中通入0.2mol NO2，在120°C时达到平衡时n(N2O4)=0.08mol/L，同温度下，向容器中通入0.1mol N2O4，与通入0.2mol NO2是等效平衡，则平衡时N2O4浓度也为0.08mol/L，故N2O4平衡转化率为20%，C正确；D．向上述容器再通入0.2mol NO2，由于反应是气体体积减小的反应，且容器恒容，故再充入NO2会使平衡正向移动，达新平衡时NO2的体积分数将减小，D错误；本题选C。
竞赛技巧4 外界因素对化学平衡的影响
7．（2021高三·浙江·竞赛）t ℃时，在一密闭容器中充入2molA和3 mol B，发生如下化学反应：aA(g)+B(g) C(g)+D(g)。已知，平衡时，ca(A)·c(B)= c(C)·c(D)，然后在温度不变的情况下，扩大容器容积至原来10 倍，结果A的百分含量始终未有改变，则下列说法错误的是
A．a=1
B．B的转化率为24%
C．平衡常数K=1
D．温度不变的情况下，扩大容器容积，平衡不移动
【答案】B
【解析】A．温度保持不变，扩大容器容积至原来10 倍，A的百分含量不变说明该反应的平衡不受压强变化的影响，反应前后气体分子数相等，则a+1=2，可知a=1，A选项正确；B．设反应转化了xmol的A，则反应转化了xmol的B，生成了xmol的C和xmol的D，A剩下mol，B剩下mol，根据题意可知：，解得：，则B的转化率为：，B选项错误；C．根据题干信息，平衡时，，平衡常数的表示：，C选项正确；D．由于该反应前后气体分子数相等，压强对该反应无影响，故扩大容器容积，减小压强，平衡不移动，D选项正确；答案选B。
8．（2018高二·广东·竞赛）为了研究温度对苯催化加氢的影响，以检验新型镍催化剂的性能，采用相同的微型反应装置，压强为0.78MPa，氢气与苯的物质的量之比为6.5：1。定时取样分离出氢气后，分析成分得到的结果如下表：
温度/°C 85 95 100 110~240 280 300 340
质量分数/% 苯 96.05 91.55 80.85 0 23.35 36.90 72.37
环己烷 3.95 8.45 19.15 100 76.65 63.10 27.63
下列说法错误的是
A．280°C以上苯的转化率下降，可能是因为苯催化加氢反应为可逆反应且ΔH>0
B．该催化剂能在较宽温度范围内催化且不发生副反应，在110~240℃活性较高
C．在280-340℃范围内，适当提高氢气与苯的物质的量之比有利于提高苯的转化率
D．在85~100°C范围内，适当延长反应时间可以提高苯的转化率
【答案】A
【解析】A．实验数据显示，在280°C以上(如280°C、300°C、340°C)，苯的质量分数逐渐增加(23.35%→36.90%→72.37%)，环己烷质量分数相应减少，表明苯的转化率确实下降，说明主反应放热，ΔH<0，升温不利于正反应平衡，A错误；B．数据表明催化剂在85~340°C均能催化反应(温度范围宽)，且在110~240°C时苯质量分数为0%、环己烷为100%，说明完全转化且无副产物(未检测到其他组分)，故活性高且无副反应，B正确；C．主反应为可逆反应，(C6H6+3H2 C6H12)，增加H2浓度可推动平衡正向移动，提高苯转化率(符合勒夏特列原理)，C正确；D．低温(85~100°C)时转化率较低(如85℃仅3.95%)，且反应速率较慢；延长反应时间可使反应更衡，提高转化率(数据为定时取样，尚未达平衡)，D正确。
答案选A。
1．（24-25高二下·河南新乡·期末）常温下，在溶液中加入KI溶液，发生反应：① 慢反应；② 快反应。溶液中含碘粒子浓度随变化如图所示。
下列叙述正确的是
A．代表与的关系
B．点时，转化率约为
C．在反应①中，氧化剂、还原剂的物质的量之比为2：1
D．向混合液中滴加淀粉溶液，溶液可能不变蓝
【答案】B
【分析】由图可知，只减小，故L1代表；只增大，故L2代表，代表；【解析】A．由分析可知，L2代表与的关系，A错误；B．设转化浓度的改变分别为xmol/L、ymol/L，利用三段式法计算：①；②，b点时：(aq)=，(aq)=，解得，，转化率约为，B正确；C．反应①一半转化成CuI，另一半→，氧化剂、还原剂的物质的量之比为1∶1，C错误；D．根据平衡移动，体系中一定有和存在，滴加淀粉溶液，溶液可能变蓝，D错误；故选B。
2．（24-25高二上·广东·月考）氧化制备发生的主要反应为。向容积为的恒容密闭容器中投入和。不同温度下，测得时(反应均未达到平衡，其他副反应均不消耗和生成乙烯)的相关数据见下表，注：乙烯选择性。
温度/℃
乙烷转化率/% 2 9 18
乙烯选择性/% 93 80 62
下列说法正确的是
A．时，容器内的物质的量为
B．内，平均速率
C．反应达到平衡后，其他条件不变，仅升高温度，平衡向逆反应方向移动
D．该反应仅在低温条件下能正向自发进行
【答案】B
【解析】A．由表格的数据可知，时，，故A错误；B．由表可知，时，乙烷的转化率为9.0%，可得转化的乙烷的总物质的量为，而此温度下乙烯的选择性为80%，则转化为乙烯的乙烷的物质的量为，根据化学方程式中化学计量数可知生成的乙烯的物质的量也为，则内的平均反应速率，故B正确；C．该反应为吸热反应，仅升高温度，平衡向正反应方向移动，故C错误；D．因时能自发进行，此时需要高温条件，故D错误；答案选B。
3．（24-25高二上·安徽阜阳·期中）将等量且物质的量相等的铁和水蒸气分别充入两个不同压强下的恒温且温度相同的密闭容器中，发生反应：，物质的量n随时间t变化的曲线如图所示，下列说法正确的是
A．
B．
C．c点和d点的平衡常数：
D．a、b、c、d四点混合气体的相对分子质量：
【答案】D
【解析】A．压强越大，反应速率越快，达到平衡所需时间越少，由图可知，压强为时，反应先达到平衡，则大于，故A错误；B．由图可知，起始时铁的物质的量为，平衡时氢气、铁的物质的量分别为、，即氢气的物质的量的变化量为3.6mol，由化学方程式化学计量数可知，，故B错误；C．平衡常数为温度函数，温度不变，平衡常数不变，点和点的温度相同，平衡常数相等，由铁和水蒸气起始物质的量相等可知，起始时水蒸气的物质的量为4.0mol，物质按化学计量数之比转化，则水蒸气的转化量为3.6mol，平衡时氢气和水蒸气的物质的量分别为、，设容器的体积为，反应的平衡常数，故C错误；D．等物质的量的气态水转化为氢气，该反应是气体体积不变、气体质量减小的反应，反应中气体的平均相对分子质量减小，增大压强，平衡不移动，气体的平均相对分子质量不变：，又大于，所以相同时间b比a进行的快，b点气体质量更小，，b点后气体质量继续减小至不变，则、、、四点混合气体的相对分子质量大小顺序为，故D正确；答案选D。
4．（24-25高二上·湖南永州·期中）是一种新型硝化剂，在T1温度下可发生下列反应： ，向2L密闭容器中通入气体，部分实验数据见下表：
时间/s 0 500 1000 1500
10.00 7.04 5.00 5.00
下列说法中正确的是
A．达平衡后其他条件不变，将容器的体积压缩到1L，则再次平衡时的平衡转化率大于50%
B．内用表示的平均速率为
C．其他条件不变，温度下反应到时测得浓度为，则
D．该反应的速率常数
【答案】D
【解析】A．温度下，达到平衡时的浓度降低，的平衡转化率为，压缩体积，即增大压强，由于该反应的正反应是气体体积增大的反应，增大压强，平衡逆向移动，则再次平衡时，平衡转化率小于50%，A错误；B．先由表中信息计算内用表示的平均速率为，则内用表示的平均速率为，B错误；C．假设，正反应为吸热反应，其他条件不变，升高温度，反应速率加快，达到平衡的时间缩短，则时，反应早已达到平衡，升高温度，平衡正向移动，则平衡时的浓度应小于，不成立，C错误；D．，，有速率常数，D正确；答案选D。
5．（24-25高二上·福建南平·期中）已知：的反应历程分两步：
第1步：(快)
第2步：(慢)
在固定容积的容器中充入一定量和发生上述反应，测得体系中部分物质的物质的量随温度的变化如图所示。下列说法错误的是
A．第1步、第2步正反应活化能分别为，则
B．a点后，迅速减小的原因是第1步平衡逆向移动，第2步速率加快
C．b点后，增加的原因是第2步平衡逆向移动的程度比第1步的大
D．若其他条件不变，仅将容器变为恒压状态，则体系建立平衡的时间不变
【答案】D
【解析】A．第2步是慢反应，由活化能越大反应速率越慢，可知第2步正反应活化能较大，则，故A正确；B．总反应速率由慢反应即第2步反应决定，a点后，迅速减小说明第2步速率加快，且第1步平衡逆向移动，故B正确；C．b点后，增加说明第2步平衡逆向移动，生成的比第1步平衡逆向移动消耗的速率快，则原因是第2步平衡逆向移动的程度比第1步的大，故C正确；D．若其他条件不变，仅将容器变为恒压状态，由于反应前后气体分子数不相等，恒压下会导致容器体积变化，进而导致物质的浓度发生变化，反应速率发生变化，则体系建立平衡的时间改变，故D错误；答案选D。
6．（24-25高二下·重庆·月考）工业上常用合成气制备二甲醚，在催化剂作用下发生下面3个反应：
①CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)　ΔH1<0
②2CH3OH(g)CH3OCH3(g)＋H2O(g)　ΔH2<0
③CO(g)＋H2O(g)H2(g)＋CO2(g)　ΔH3<0
CO的转化率、CH3OH和CO2的产率和随温度变化关系如图1。总压分别为100 kPa、10 kPa时，平衡体系中CO和CH3OCH3的物质的量分数随温度变化关系如图2，下列说法错误的是

A．图1中CO的转化率随温度升高而上升的原因是催化剂活性增大
B．增加压强有利于提高CH3OCH3的产率
C．100 kPa时，CO和CH3OCH3的物质的量分数随温度变化关系的曲线分别是N、Y
D．100 kPa下，将3 mol H2、2 mol CO充入T ℃恒容密闭容器中，若只发生反应①和反应②，平衡时，测得n(CH3OH)=0.25 mol、n(H2O)=0.5 mol，则反应①平衡常数Kp=kPa-2(分压=总压×物质的量分数)
【答案】C
【分析】图2：三个反应均为放热反应，升高温度，平衡逆向移动，CO的物质的量分数增大，CH3OCH3的物质的量分数减小，故M、N代表CO的物质的量分数，X、Y代表CH3OCH3的物质的量分数。反应①前后气体分子数减少，压强增大，平衡正向移动，CO的物质的量分数减小，故M代表100kPa时CO的物质的量分数，反应①正向移动，CH3OH浓度增大，反应②正向移动，CH3OCH3的物质的量分数增大，故X代表100kPa时CH3OCH3的物质的量分数。
【解析】A．三个反应均为放热反应，若达到平衡，升高温度平衡逆向移动，则CO的转化率减小，而图1中，温度越高，CO的平衡转化率越大，说明此时未达到平衡，故从速率角度分析，影响速率的因素为温度和催化剂活性，故图1中CO的转化率随温度升高而上升的原因是催化剂活性增大，A正确；B．反应①前后气体分子数减少，反应②前后气体分子数不变，增大压强，反应①正向移动，CH3OH浓度增大，反应②正向移动，故CH3OCH3的产率增大，B正确；C．根据分析， M代表100kPa时CO的物质的量分数，X代表100kPa时CH3OCH3的物质的量分数，C错误；D．根据题意可列出三段式：，，反应②前后气体分子数不变，故平衡时总物质的量为2.5mol，起始压强为100kPa，故平衡时总压强为50kPa，CO、H2、CH3OH的分压分别为：、、，反应①平衡常数Kp=，D正确；故选C。
7．（24-25高二上·山东德州·期中）向一恒容密闭容器中加入和一定量的，发生反应：。的平衡转化率在不同投料比下随温度的变化曲线如图所示。下列说法错误的是
A．
B．点a、b、c对应的平衡常数：
C．温度对该反应的正反应速率影响更显著
D．当混合气体的平均摩尔质量不再变化时，说明反应已达到平衡状态
【答案】AC
【解析】A．根据反应以及可知，当x越小，等于增大水的量，则的平衡转化率越大，结合图形可以得到，A错误；B．根据图形，升高温度，的平衡转化率降低，说明平衡向左移动，则该反应为放热反应，，根据，则有温度越高K越小，b点温度比c点高，则，a点和b点温度相同，则平衡常数相等，有，最后可得：，B正确；C．该反应为放热反应，温度对该反应的逆反应速率影响更为显著，C正确；D．该反应为气体物质的量（n）增大的反应，在建立平衡的过程中n会发生变化，根据，m始终不变，当混合气体的平均摩尔质量M不再变化时，则n也不变，说明此时反应已达到平衡状态，D正确；故答案为：A。
8．（24-25高二下·江苏泰州·期中）实现“碳中和”一种路径是将和合成。其主要反应为
反应Ⅰ：
反应Ⅱ：
反应Ⅲ：
若仅考虑上述反应，在下，将的混合气体以一定流速通过装有催化剂的反应管，和的选择性及的转化率随温度的变化如图所示。
的选择性。下列说法正确的是
A．一定温度下，使用高效催化剂可提高的平衡产率
B．其他条件不变，时，随温度升高生成的量增多
C．其他条件不变，时，通入，生成
D．温度高于时，主要是因为反应Ⅱ正向进行程度增大使的选择性降低
【答案】C
【解析】A．催化剂能同等程度地改变正、逆反应速率，只影响反应达到平衡所需的时间，不影响化学平衡的移动，因此一定温度下，使用高效催化剂不能提高的平衡产率，A错误；B．由图像可知，时，随着温度升高，CO2的转化率降低，CH3OCH3选择性减小、CH3OH的选择性增大，结合方程式（反应Ⅰ、Ⅲ生成H2O的物质的量等于消耗的CO2物质的量）和O元素守恒，260℃时随温度升高生成H2O的量减少，B错误；C．时，CO2的转化率为30%，的选择性为64%；通入1molCO2，参加反应的物质的量为1mol×30%=0.3mol，生成消耗的CO2的物质的量为0.3mol×64%=0.192mol，根据反应关系，生成的物质的量为0.192mol×0.5=0.096mol，C正确；D．温度高于时，的选择性降低，CH3OH的选择性升高，因为生成和CH3OH的反应是放热反应，升温使反应 Ⅰ、Ⅱ逆向移动，D错误；答案选C。
9．（24-25高二下·江苏淮安·期中）CH3OH可用作大型船舶的绿色燃料。工业上用CO2制备CH3OH的原理如下：
反应I：(主反应)
反应Ⅱ： (副反应)
将和按物质的量之比1∶3通入密闭容器中发生反应I和反应Ⅱ，分别在1MPa、、下，测得在不同温度下的平衡转化率和生成、选择性(选择性为目标产物在含碳产物中的比率)的变化如图。
CO的分压p(CO)=p总·X(CO)，X(CO)是指CO所占容器内气体的物质的量分数。
反应Ⅱ的压强平衡常数
下列说法正确的是
A．代表下随温度变化趋势的是曲线c
B．P点对应的反应Ⅱ的压强平衡常数1
C．温度一定，增大压强平衡Ⅱ不移动
D．温度升高到一定程度，a，b，c三线合一原因是以反应Ⅱ为主
【答案】D
【解析】A．主反应I是气体分子数减小的反应，其他条件相同时，增大压强，平衡正向移动，转化率增大，即压强越大，在相同温度下的平衡转化率越高，则代表5MPa下随温度变化趋势的是曲线a，A错误；B．由图可知，P点时，转化率为20%，CO和CH3OH的选择性均为50%，设和的投料量分别为1mol和3mol，由C原子守恒得：，，由反应I和反应Ⅱ可知，，由H原子守恒可得，==，=，，则P点对应的反应Ⅱ的压强平衡常数==，B错误；C．反应Ⅱ中反应前后气体分子数不变，但增大压强，反应 I 平衡正向移动，会使浓度增大，导致反应Ⅱ平衡逆向移动，C错误；D．反应1为放热反应，升高温度，减小，反应2为吸热反应，升高温度，增大，温度升高到一定值时，增大，说明以反应2为主，反应2反应前后分子数目保持不变，改变压强不影响，所以a、b、c三线合一，D正确；故选D。
10．（24-25高二下·天津·期中）已知反应2CO(g)+2NO(g)N2(g)+2CO2(g) H可用于去除汽车尾气中的有害气体，该反应为自发反应。在密闭容器中充入8molNO和10molCO发生反应，平衡时NO的体积分数与温度T、压强p的关系如图所示：
下列说法正确的是
A．该反应△H＞0
B．图中A点NO的转化率为25%
C．T1＜T2
D．若反应在D点达到平衡，此时对反应容器降温的同时压缩体积，重新达到的平衡状态可能是图中的G点
【答案】D
【分析】反应2CO(g)+2NO(g)N2(g)+2CO2(g) 的 S＜0，该反应为自发反应，则 H＜0，升高温度，平衡逆向移动，NO的体积分数增大，所以T1＞T2，在密闭容器中充入8molNO和10molCO发生反应，达平衡时NO的体积分数为40%，设参加反应CO的物质的量为x，则可建立如下三段式：
由此可得出，x=1mol。
【解析】A．由分析可知，该反应的 S＜0，要使 H-T S＜0，必须使 H＜0，A不正确；B．由分析可知，图中A点，参加反应NO的物质的量为1mol，则NO的转化率为=12.5%，B不正确；C．该反应的 H＜0，升高温度，平衡逆向移动，NO的体积分数增大，则由E点到A点，NO的体积分数增大，平衡逆向移动，所以T1＞T2，C不正确；D．若反应在D点达到平衡，此时对反应容器降温的同时压缩体积(加压)，平衡发生正向移动，NO的体积分数减小，则重新达到的平衡状态可能是图中的G点，D正确；故选D。
11．（24-25高二下·江苏无锡·期中）勒夏特列原理可以用于解释可逆反应的平衡移动，下列事实不能用勒夏特列原理解释的是
A．压缩H2和I2(g)反应的平衡混合气体，气体颜色变深
B．红棕色的NO2气体，加压后颜色先变深后变浅，但比原来要深
C．反应：CO(g)＋NO2(g) CO2(g)＋NO(g) ΔH＜0，升高温度可使平衡向逆反应方向移动
D．反应：N2(g)+H2(g) NH3(g) ΔH＜0，为提高NH3的产率，理论上应采取低温措施
【答案】A
【解析】A．压缩和的平衡混合气体，气体颜色变深。由于反应的气体物质的量相等，压缩后压强增大但平衡不移动，颜色变深仅因浓度增加，与勒夏特列原理无关，故A正确；B．加压时，颜色先变深（浓度增大）后变浅（平衡向生成移动），符合勒夏特列原理对压强变化的解释，故B错误；C．升温使放热反应逆向移动，符合勒夏特列原理对温度变化的解释，故C错误；D．低温有利于放热的合成氨反应正向进行，符合勒夏特列原理对温度变化的解释，故D错误；故答案为：A。
12．（24-25高二下·河北石家庄·期中）已知反应，下列叙述与图对应的是
A．图①表示，对达到平衡状态的反应，在时刻充入一定量的C，平衡逆向移动
B．由图②可知，
C．图③表示化学平衡常数与压强的变化关系
D．若图③中y轴表示C的体积分数，则
【答案】C
【解析】A．对达到平衡状态的反应，在时刻充入了一定量的C，则逆反应速率瞬间增大，正反应速率此刻不变，然后随之增大，与图像不符，A错误；B．当温度为时，压强比先达到平衡状态，则，对于该反应，加压平衡正向移动，C的百分含量增大，符合图像；当压强为时，温度比先达到平衡状态，则，对于该反应，升温平衡逆向移动，C的百分含量减小，符合图像，则由图②可知，，，B错误；C．平衡常数K只受温度影响，增大压强，平衡常数K不变，则图③符合随着压强变化K值的变化图，C正确；D．若图④中y轴表示C的体积分数，对于该反应，压强增大平衡正向移动，C的体积分数增大，则大于，D错误；故选C。
13．（24-25高二下·广东·期中）CO和NO能自发发生反应：，其他条件不变，相同时间内，在Cat a、Cat b催化作用下发生反应，NO转化率随温度变化关系如图所示。下列说法正确的是
A．高温有利于反应正向自发进行
B．O点达到平衡状态
C．反应物的总键能小于生成物的总键能
D．500℃后，使用Cat a比使用Cat b更能有效提高NO的平衡转化率
【答案】C
【解析】A．反应，反应能自发进行，说明该反应的，低温有利于反应正向自发进行，A错误；B．O点的转化率不是该温度下的最大转化率，未达到平衡状态，B错误；C．，反应物的总键能小于生成物的总键能，C正确；D．催化剂不能提高平衡转化率，D错误；故答案选C。
14．（24-25高二下·四川成都·期中）汽车尾气中的和可以在三元催化器作用下发生反应：。已知该反应的净反应速率(分别为正、逆反应的速率常数且只与温度有关)。将和充入恒容密闭容器中，在和时，的转化率随时间变化的曲线如图所示。下列叙述错误的是
A．下，内平均反应速率
B．
C．下，达平衡后再充入和，再次达平衡时转化率大于
D．M点的大于N点的
【答案】A
【解析】A．下根据CO的转化率随时间变化的曲线图可知则有，故A错误；B．由图像可知下先达到平衡，所以T2>T1，温度升高，CO的平衡转化率降低，说明升高温度平衡逆向移动，根据勒夏特列原理，正反应是放热反应，即，故B正确；C．下达平衡时CO转化率为70%，再充入和，相当于增大压强，对于反应，增大压强平衡正向移动，所以再次达到平衡时CO转化率大于70%，故C正确；D．M、N两点为不同温度下的平衡点，均有，而，由图可知，温度升高平衡逆向移动，该反应为放热反应，而放热反应温度升高K减小，故M点的大于N点的，故D正确；故答案为：A。
15．（24-25高二上·福建福州·期中）在1.0L密闭容器中放入0.10molA(g)，在一定温度下进行如下反应：

反应时间(t)与容器内气体总压强(p)的数据见下表：
时间t/h 0 1 2 4 8 16 20 25 30
总压强 4.91 5.58 6.32 7.31 8.54 9.50 9.52 9.53 9.53
回答下列问题：
（1）一定处于平衡状态的时间段是 。
（2）计算0~4h内用压强变化表示的A的反应速率为 。
（3）由总压强p和起始压强计算反应物A的转化率的表达式为 ，计算平衡时A的转化率为 (保留1位小数)。
（4）下表为反应物A浓度与反应时间的数据，计算
反应时间t/h 0 4 8 16
0.10 a 0.026 0.0065
①联系题中数据，计算 (保留2位有效数字，下同)。
②预测反应至12h时反应物的浓度c(A)为 。
【答案】（1）25h～30h
（2）62.75
（3） 94.1%
（4）0.051 0.013
【解析】（1）25h～30h内总压不再改变，一定处于平衡状态；
（2）设0~4h内A的变化量为x mol，列三段式得：
气体的压强之比等于其物质的量之比，则，解得：x≈0.049，此时A的分压为：；A的反应速率为；
（3）在温度、容积一定的条件下，气体的压强之比等于其物质的量(物质的量浓度)之比，设A转化的物质的量为a mol，由第（2）的分析可知，，a=，
则 ，平衡时，9.53×100kPa，则；
（4）①由（2）的分析可知，4h时，n(A)=0.051mol，则a=0.051mol/L；②8h时，0.026mol·L-1，再经过4h，即12h时，反应物的浓度(A)为8h时浓度的一半，即为0.013mol·L-1。
1．（2022高二下·重庆·竞赛）已知反应： 2X(g) Y(g) ΔH<0。在T1℃和T2℃下，容积均为2L的密闭容器中，气体X的浓度与反应时间的变化曲线如图所示。下列说法错误的是
A．容器内压强不变时，表明反应达到平衡
B．a、b、c三点的反应速率大小为c>a> b
C．T1℃，容积压缩为1L，反应1h， Y的体积分数>
D．其他条件相同时，T1℃、 T2℃下X的平衡转化率：α(T1)< α(T2)
【答案】D
【解析】A．该反应前后体积发生改变，密闭容器中，当压强不变时，表明反应达到平衡，A项正确；B．由图可知，曲线斜率较大代表反应速率较快，故T1< T2，则c点温度高且反应物浓度大，反应速率最快，a、b两点温度相同，但a点的反应物浓度大，则反应速率a>b，B项正确；C．T1条件下反应1 h时，Y的浓度为mol/L =0.45 mol/L，则其体积分数为，若容器体积变为1L，则平衡正向移动，Y的体积分数>，C项正确；D．该反应△H<0，升高温度，平衡逆向移动，X的平衡转化率减小，故α(T1)＞α(T2)，D项错误；答案选D。
2．（2015高二·山东·竞赛）如图，I是恒压密闭容器，II是恒容密闭容器。其它条件相同时，在I、II中分n别加入2molX和2molY，起始时容器体积均为VL，发生如下反应并达到平衡(X、Y状态未知)：2X(？)+Y(？) aZ(g)。此时I中X、Y、Z的物质的量之比为1∶3∶2，则下列说法一定正确的是
A．若X、Y均为气态，则平衡时气体平均摩尔质量：II>I，
B．若X、Y不均为气态，则平衡时气体平均摩尔质量：I>II
C．若X为固态，Y为气态，则I、II中从起始到平衡所需时间相同
D．平衡时I容器的体积小于VL
【答案】C
【分析】
达到平衡时，I中X、Y、Z的物质的量之比为1∶3∶2，则 ，n=0.8，，a=1。
【解析】A．X、Y均为气态，II和I相比，相当于减压，平衡逆向移动，气体物质的量II>I，平衡时气体平均摩尔质量：IIB．若X为固态，Y为气态，若反应前后气体系数和相等，则平衡时气体平均摩尔质量：I=II，故B错误；C．若X为固态，Y为气态，I、II为等效平衡，则I、II中从起始到平衡所需时间相同，故C正确；D．若X为固态，Y为气态，平衡时I容器的体积等于VL，故D错误；选C。
3．（2024高三下·浙江·竞赛）室温下，某溶液初始时仅溶有M和N且浓度相等，同时发生以下两个反应：①M+N=X+Y；②M+N=X+Z，反应①的速率可表示为v1=k1c2(M)，反应②的速率可表示为v2=k2c2(M)(k1、k2为速率常数)。反应体系中组分M、Z的浓度(mol。L-1)随时间(分)变化情况如图，下列说法正确的是
A．0~30min时间段内，Y的平均反应速率为6.67×10-3mol·L-1·min-1
B．反应过程中体系Y和Z的浓度之比保持不变，30min时的M转化为Z
C．反应②的活化能比反应①的活化能大
D．若该平行反应为可逆反应，正反应都为放热，升高温度，可提高Y的产率
【答案】D
【解析】A．0~30min时间段内， ，Y的平均反应速率为mol·L-1·min-1，故A错误；B．反应过程中体系Y和Z的浓度之比保持不变，30min时的M转化为Z，故B错误；C．在相同的时间内生成Z较多、生成Y较少，因此，反应①的化学反应速率较小，在同一体系中，活化能较小的化学反应速率较快，故反应①的活化能比反应②的活化能大，故C错误；D．反应①的活化能比反应②的活化能大，故①反应的速率小于②反应，正反应都为放热，升高温度，②的平衡逆向移动程度更大，增加①中反应物的量，可提高Y的产率，故D正确；故选：D。
4．（2023高三·福建·竞赛）在TK的温度下，反应的平衡常数为4.0。如果的平衡浓度为，则的平衡浓度为
A． B． C． D．
【答案】A
【解析】反应为，平衡常数表达式K=，代入数据K=4.0，，解得。故选A。
5．（2010高二·广东·竞赛）向容积为1.0L的密闭容器中加入X、Y两种物质各0.10 mol，一定温度下下述反应xX+yY Z中X、Y、Z的物质的量随反应时间的变化曲线如图所示。下列说法中，正确的是
A．反应方程式中系数x、y的值分别为3、1
B．该反应达平衡后，增大体系压强或加入催化剂，都可以提高Z的产率
C．若Z为气体，反应开始至2.0 min内，反应平均速率v (Z)为0.01 mol·L-1·min-1
D．反应2.0min后，正、逆反应速率都等于零，故X、Y、Z的物质的量不再随反应时间的变化而改变
【答案】C
【解析】A．由图可知，反应开始至2min达到平衡，X、Y消耗的物质的量之比为3：1，则x：y=3：1，但并不能确定具体的系数是不是3和1，A错误；B． 若Z为气体，则反应前后气体的物质的量变小，压强变小，反应达到平衡后继续加压可以促使平衡向右移动，增大Z的产率，若Z不是气体，则反应前后压强同样减小，反应达到平衡后继续加压可以促使平衡向右移动，增大Z的产率；但加入催化剂不能增大产率，因为催化剂只能加快或减慢反应速率，不影响平衡，B错误；C．若Z为气体，则Z浓度的变化△c=0.02mol/1L=0.02mol/L，v（Z）=△c/△t=0.01mol/L/min，C正确；D． 反应2min后，反应达到平衡，但正逆反应的速率并不是零，正逆反应的速率相等，X、Y、Z的物质的量不再变化，D错误；故选C。
6．（19-20高二上·甘肃古浪·竞赛）某温度时，在2L密闭容器中，X、Y、Z三种物质的物质的量随时间变化的曲线如图所示。由图中数据分析：
（1）该反应的化学方程式： 。
（2）反应开始至2min末，X的反应速率为 。
（3）该反应是由 开始反应的。(填“正反应”、“逆反应”或“正、逆反应同时”)
【答案】（1）Y+2Z3X （2）0.1 mol/(L·min) （3）正、逆反应同时
【解析】（1）由图可知，X的物质的量增加为生成物，Y、Z的物质的量减少为反应物，反应最后反应物的物质的量为定值不为0，是可逆反应。Y、Z、X的物质的量变化量之比为（1.2－1.0）mol：（2.0－1.6）mol：（1.0－0.4）mol＝1：2：3，物质的量变化量之比等于化学计量数之比，所以反应方程式为Y+2Z3X，故答案为：Y+2Z3X；
（2）反应速率通常用单位时间内浓度的变化量来表示，则2min内，X的反应速率为v（X）＝＝0.1 mol/(L·min)，故答案为：0.1 mol/(L·min)；
（3）由图可知，反应开始反应混合物Y、Z、X物质的量分别为1.2mol、2.0mol、0.4mol，所以反应从正逆反应同时开始，故答案为：正、逆反应同时。
7．（2007高二上·全国·竞赛）下 面四张图是用计算机制作的在密闭容器里，在不同条件下进行的异构化反应X Y的进程图解。图中的白色方块是X，蓝色方块是Y。
（1） 图中的纵坐标表示 (填入 物理量，下同)；横坐标表示 。
（2）平衡常数K最小的图是 。
（3）平衡常数K最大的图是 。
（4）平衡常数K=1的图是 。
【答案】 （1） A 和B的摩尔百分数(或答：物质的量的分数或物质的量的百分数) 时间，分(或答：以分为单位的反应进程) （2）B （3）A （4）C
【解析】（1）反应XY为可逆反应，图示表示反应从正反应方向开始，反应由反应物X转化为生成物Y的反应过程，其中横坐标表示反应时间，纵坐标表示反应物或生成物的物质的量或物质的量的含量；
（2）化学平衡常数是可逆反应达到平衡状态时生成物浓度与反应物浓度的比。当反应达到平衡时，生成物Y的浓度越小，反应物X的浓度越大，则化学平衡常数K就越小。根据图示四个选项中，生成物浓度最小、反应物浓度最大的是选项B，故化学平衡常数最小的是选项B；
（3）若反应达到平衡时生成物浓度最大，反应物浓度最小，则化学平衡常数最大。根据图示四个选项可知：选项A中生成物浓度最大、反应物浓度最小，故化学平衡常数K最大的图是选项A；
（4）该反应是反应前后气体物质的量相等的反应，若反应物X与生成物Y的平衡浓度相等，则化学平衡常数K=1。根据图示可知：选项C在平衡时反应物X与生成物Y浓度相等，故二者的比值为1，则化学平衡常数K=1，故合理选项是C。
8．（2020高二上·陕西渭南·竞赛）某化学科研小组研究在其他条件不变时，改变某一条件对某类反应[aA(g)+bB(g) cC(g)]的化学平衡的影响，得到图像(图中p表示压强，T表示温度，n表示物质的量，α表示转化率)
反应Ⅰ 反应Ⅱ
分析图像象，回答下列问题：
（1）在反应I中，若>，则该反应的正反应为 (填“放热”或“吸热”)反应，且为气体分子数 (填“减小”或“增大”)的反应;若此反应能自发进行，则必须满足的条件是
（2）在反应Ⅱ中， (填“>”，“<”或“=”)，该反应的正反应为 (填“放热”或“吸热”)反应。
【答案】 放热 减小 低温 < 放热
【分析】在有多个变量的平衡图像分析时，常采用“定一议二”、“先拐先平”的方法进行分析；根据 G= H-T S<0进行分析。
【解析】（1）反应Ⅰ中恒压下温度升高，α(A)减小，即升高温度平衡向左移动，则正反应为放热反应，△H＜0，由p1＞p2知恒定温度时压强越大，α(A)越大，即增大压强平衡向右移动，说明此反应为气体分子数减少的反应，即为熵减反应，△S＜0，放热、熵减反应只能在低温下自发进行，故答案为：放热；减小；低温；
（2）反应Ⅱ中先拐先平温度高，T2温度下反应先达到平衡状态，说明T2＞T1，温度越高，平衡时C的物质的量越小，即升高温度平衡向左移动，则正反应为放热反应，△H＜0，故答案为：<；放热。
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第二节 化学平衡
题型01 可逆反应与化学平衡状态
题型02 化学平衡状态的特征
题型03 化学平衡状态的判断依据
题型04 化学平衡常数
题型05 化学平衡常数的应用
题型06 化学平衡常数的计算
题型07 化学反应速率与平衡移动
题型08 化学平衡移动的影响因素
题型09 勒夏特列原理
题型10 化学平衡相关图像
题型01 可逆反应与化学平衡状态
一、可逆反应
1、可逆反应的定义：在相同条件下同时向正、逆两个方向进行的反应；
2、可逆反应方程式中，用“”代替“”。
3、可逆反应的特点：
双向性：正、逆方向进行；
双同性：正、逆反应是在相同条件下，同时进行；
共存性：反应物的转化率小于100%，反应物与生成物共存。
二、化学平衡状态
1、化学平衡的定义：在一定条件下可逆反应进行到一定程度时，正反应速率和逆反应速率 ，反应物和生成物的浓度均不再随时间而改变，这种状态称之为化学平衡状态；
2、化学平衡状态的建立：
向体系内充入一定量的反应物，反应刚开始时，反应物浓度 ，正反应速率 ；生成物浓度为0，逆反应速率为0；
随着反应进行，反应物浓度逐渐 ，生成物浓度逐渐 ，正反应速率逐渐 ，逆反应速率逐渐 ；
当正反应速率 逆反应速率时，可逆反应达到平衡状态。如下图，t1时刻后，反应达到平衡状态。
【典例1】在1 273 K、100.0 kPa条件下，乙烷生成乙烯的反应C2H6(g)C2H4(g)＋H2(g)达到平衡后
A．C2H6的浓度保持不变
B．C2H6仍在不断分解，其浓度不断减少
C．C2H6的分解速率大于生成速率
D．C2H4仍在不断生成，其浓度不断增加
【变式1-1】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-1、0.1 mol·L-1、0.2 mol·L-1。当反应达到平衡时，可能存在的数据是
A．SO2为0.4 mol·L-1、O2为0.2 mol·L-1
B．SO3为0.25 mol·L-1、O2为0.050 mol·L-1
C．SO2、SO3均为0.15 mol·L-1
D．SO3为0.3 mol·L-1
【变式1-2】丙烯酸乙酯()是合成功能高分子材料的重要原料，其制备原理为。向2L恒容密闭容器中加入适量和，加入催化剂，在120℃时发生上述反应，测得和的物质的量与时间的关系如图所示。已知：净反应速率。
下列叙述正确的是
A．正反应速率：
B．净反应速率：
C．5～10 min内，
D．该条件下，的平衡转化率约为33.3％
【变式1-3】在恒温恒容密闭容器中研究反应(g，红棕色)(g，无色)，反应过程中两种气体的浓度随时间的变化如图所示。下列说法正确的是
A．曲线甲代表NO2
B．达到反应限度时，反应物气体的转化率为40%
C．X点时，曲线乙对应物质的生成速率小于消耗速率
D．可根据容器内气体颜色变化判断反应是否达到平衡
题型02 化学平衡状态的特征
化学平衡状态的特征
“逆”“等”“动”“定”“变”
逆——可逆反应
等——（逆）
动——化学平衡是一种
定——反应物和生成物的百分含量
变——条件改变，化学平衡状态可能改变，建立新平衡
【典例2】一定温度下，在容积不变的密闭容器中进行如下可逆反应：，下列能表明该反应已达到化学平衡状态的说法正确的有几个
①
②CO的物质的量不再变化
③容器内气体压强不再变化
④、CO的浓度之比为
⑤混合气体的平均摩尔质量不再变化
⑥混合气体的密度不再改变
⑦键断裂的同时有键断裂
A．3 B．4 C．5 D．6
【变式2-1】在恒温恒容密闭体系中发生：，下列选项能说明已经达到平衡状态的是
A． B．容器内密度不变
C． D．值不变
【变式2-2】绝热、恒容的密闭容器中，发生可逆反应：，该反应是放热反应，不能说明该反应已经达到化学平衡状态的是
A．体系的压强不再改变
B．气体的质量不再改变
C．
D．形成的同时，也形成
【变式2-3】下列关于化学反应速率和化学平衡的说法正确的是
A．对于任何化学反应来说，反应速率越大，反应现象就越明显
B．催化氧化反应中，只要足够多，的转化率就能达到100%
C．恒温恒容密闭容器中，当压强不变时，反应一定达到平衡状态
D．某可逆反应，在给定条件下达平衡时，反应完成的程度达到最大
题型03 化学平衡状态的判断依据
化学平衡状态的判断依据
1、直接依据
（1）（逆）（即同一物质的消耗速率与生成速率 ）
（2）各物质的浓度保持不变
2、间接依据
（1）各物质的百分含量保持不变；
（2）各物质的物质的量不随时间的改变而改变；
（3）各气体的体积不随时间的改变而改变；
（4）反应物的转化率保持不变；
（5）有色体系的颜色不再改变；
（6）绝热的恒容反应体系中的温度保持不变。
【注意】以反应mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)为例，
项目 判断依据 是否平衡
正逆反应速率的关系 单位时间内消耗m mol A,同时生成n mol B
：=m:n:p:q
单位时间内消耗了n mol B，同时消耗了p mol C
压强 m+n=p+q时，其他条件一定，总压强不变
m+np+q时，其他条件一定，总压强不变
气体密度 恒温恒容体系，气体密度不变
【典例3】在一定温度下的容积不变的密闭容器中发生反应：。下列叙述中，能说明反应已达到化学平衡状态的是
A．Z的生成速率与Z的分解速率相等
B．单位时间内消耗amolX，同时生成3amolZ
C．容器内的压强不再变化
D．混合气体总的物质的量不再变化
【变式3-1】一定温度下，在容积不变的密闭容器中进行如下可逆反应：，下列能表明该反应已达到化学平衡状态的说法正确的有几个
① ②的体积分数不再变化 ③容器内气体总物质的量不再变化
④的浓度之比为 ⑤键断裂的同时有键断裂
A．1 B．2 C．3 D．4
【变式3-2】工业合成氨是人类科学技术发展史上的一项重大成就，在很大程度上解决了地球上因粮食不足而导致的饥饿问题。工业合成氨反应的化学方程式如下：。将、通入一密闭容器中，下列不能判断该反应达到化学平衡状态的是
A．在恒温恒容条件下，的体积分数不变
B．在恒温恒压条件下，混合气体的密度不变
C．在绝热容器中，容器中的温度不变
D．
【变式3-3】
在氧化炉中催化氧化生成NO，反应为。某温度下，在2L恒容密闭容器中充入和发生该反应，的转化率随时间的变化关系如图。(转化率：指已被转化的反应物的物质的量与其初始的物质的量之比)
①A点的 (填“>”、“＜”或“=”)。
②0-5min内的平均反应速率 。
③下列措施能加快反应速率的是 。
A．升高温度 　　　　　　　　B．将容器的体积减小一半
C．保持容器容积不变，充入He增大压强　　D．不断将从体系中分离出来
④下列选项能说明上述反应已达到平衡的是 。
A．
B．单位时间内键断裂的同时有键断裂
C．
D．容器内气体压强不再发生变化
题型04 化学平衡常数
化学平衡常数：
1、化学平衡常数的定义：
在一定温度下，当一个可逆反应达到化学平衡时，生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比值是一个常数，这个常数就是该反应的化学平衡常数（简称平衡常数），用K表示。
以反应mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)为例，
K=
2、化学平衡常数的影响因素
化学平衡常数只受 影响，与浓度无关；
正反应是吸热反应，温度升高，平衡常数 ；温度降低，平衡常数 ；
正反应是放热反应，温度升高，平衡常数 ；温度降低，平衡常数 。
通常情况下，K越大，说明平衡体系中生成物所占的比例越大，正反应进行的程度越大，即该反应进行得越完全，平衡时反应物的转化率越大；反之，K越小，该反应进行得越不完全，平衡时反应物的转化率越小。
一般来说，K>105时，该反应就进行的基本完全。
【典例4】在恒温恒容密闭容器中投入足量，发生反应：。下列说法正确的是
A．平衡常数表达式为
B．若的体积分数不再改变，则达到平衡
C．平衡后充入更多的和，达到新平衡时其浓度均增大
D．可用单位时间内质量变化来表示反应快慢
【变式4-1】对于反应 ，下列说法不正确的是
A．上述反应的
B．上述反应的平衡常数
C．提高的值可增大的转化率
D．使用催化剂提高了反应的活化能
【变式4-2】某密闭容器中，发生反应4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g) ΔH<0，下列说法正确的是
A．反应达平衡后
B．0.4molNH3(g)与足量的O2(g)反应后，可得0.6molH2O(g)
C．正反应的活化能大于逆反应的活化能
D．该反应的平衡常数表达式为
【变式4-3】二氧化碳可氧化乙烷制备乙烯，主要发生如下两个反应：
Ⅰ．
Ⅱ．
向10L的恒容密闭容器中投入2mol C2H6和3mol CO2，不同温度下，测得5min时(反应均未达到平衡)的相关数据如下表，下列说法错误的是
温度/K T1 T2 T3
乙烷转化率/% 2.0 12.0 20.0
乙烯选择性/% 95.0 75.0 60.0
注：乙烯选择性
A．反应Ⅰ的平衡常数：
B．温度升高对反应Ⅱ更有利
C．其他条件不变，容器内改为恒压，乙烷平衡转化率增大
D．T2 K时，0~5min内，
题型05 化学平衡常数的应用
化学平衡常数的应用：
①判断反应进行的限度
K值大，说明反应进行的程度大，反应物的转化率高。K值小，说明反应进行的程度小，反应物的转化率低。
K <10 5 10 5~105 >105
反应程度 很难进行 反应可逆 反应可接近完全
②判断反应是否达到平衡状态
化学反应aA(g)+bB(g)cC(g)+dD(g)在任意状态时，浓度商均为Qc=。
Qc>K时，反应向 进行；
Qc=K时，反应 ；
Qc③利用平衡常数判断反应的热效应
若升高温度，K值增大，则正反应为 反应；若升高温度，K值减小，则正反应为 反应。
【典例5】在KI溶液中存在下列平衡：。不同温度下该反应的平衡常数如下图所示，下列说法正确的是
A．反应的△H>0
B．在上述平衡体系中加入苯，平衡向右移动
C．25℃时，在上述平衡体系中加入少量KI固体，平衡右移，平衡常数K大于680
D．25℃，3种微粒浓度均为0.01mol/L时，反应向生成方向进行
【变式5-1】将1molM和2molN置于体积为2L的恒容密闭容器中，发生反应： 。反应过程中测得Q的体积分数在不同温度下随时间的变化如图所示。下列结论正确的是
A．
B．温度：T1＞T2
C．温度为T1时，M的平衡转化率为20%
D．若X、Y两点的平衡常数分别为K1、K2，则K1＞K2
【变式5-2】恒温下气体反应达到化学平衡，平衡常数。恒容时，若降低温度，D的浓度增大。下列说法错误的是
A．该反应的化学方程式为
B．增大，K减小
C．恒容时，向容器中充入Ne，反应速率不变
D．正反应为放热反应
【变式5-3】已知反应：。
(1)此反应的平衡常数表达式为 。
(2)温度降低，则K (填“增大”“减小”或“不变”)。
(3)已知1100℃时，。若1100℃时测得，，此时该反应 (填“处于”或“不处于”)化学平衡状态，化学反应速率：正反应速率 (填“>”“<”或“=”)逆反应速率。
题型06 化学平衡常数的计算
以（1） N2 (g)+ 3H2(g) 2NH3(g)为例 K=
（2） 2NH3(g) N2 (g)+ 3H2(g) K1 =
（3） N2 (g)+ H2(g) NH3(g) K2 =
分析得（2） = -（1），故平衡常数之间的关系为：K1 =
（3）×2=（2），故K =
③=①+②，故K =
①=③-②，故K1=
多个反应合并的平衡常数之间的关系：若干方程式相加(减)，则总反应的平衡常数等于分步平衡常数之乘积(商)
【典例6】氨是一种重要的化工原料。
利用氨水可捕集烟气中的。捕集、再生过程中含碳物种的变化如图所示。
①液相中发生转化：。X的结构式为 。
②已知：

反应的平衡常数 。
【变式6-1】一定温度下，在三个体积的恒容密闭容器中发生反应。相关数据见下表，下列说法正确的是
容器编号 温度(℃) 起始物质的量() 平衡物质的量()
X Y Z
I 2 0.8
II 5 z
III 5 1
A．时，该反应的平衡常数
B．
C．向容器III再充入和，此时
D．若，则该反应
【变式6-2】T℃时，向恒温恒容密闭容器中充入、的混合气体使起始压强为210 kPa，只发生反应，达到平衡时混合气体的总压强随充入的变化曲线如图所示：
①的平衡转化率：a点 (填“>”或“＜”)b点，其原因是 ；
②T℃时，的化学平衡常数 (为分压平衡常数，)。
【变式6-3】油气开采、石油化工、煤化工等行业的废气中均含有硫化氢，将其变废为宝的三种方法如下。按要求回答下列问题。
(1)克劳斯法：利用如下两个反应生成S2(g)和H2O(g)。
①
②
反应①、②的化学平衡常数分别为K1、K2。写出克劳斯法回收处理H2S的热化学方程式： ，该反应的化学平衡常数K= (用K1、K2表示)
(2)合成用于粮食熏蒸的羰基硫(COS)法：。若在2L密闭恒温容器中，反应前n(CO)=12mol。在不同温度下该反应达到化学平衡时，H2S的平衡转化率如下图所示。
①该反应△H (填“>”“ <”或“=”)。
②150℃下，经5s达到平衡，该反应的平衡常数为0.2。则反应前n(H2S)= ；5s内CO平均反应速率为 。
③能极大幅度增大反应速率的措施是 。
(3)高温热分解法： =+170kJ/mol
①该反应的化学平衡常数表达式为 。
②其他条件不变增大体系压强，该反应化学平衡常数 (填“变大”“变小”或“不变”)。
题型07 化学反应速率与平衡移动
化学平衡状态的速率特征：正 逆
化学平衡的移动：在一定条件下，当可逆反应达到平衡后，如果改变反应条件，平衡状态被破坏，平衡体系的物质组成也会随着改变，直至达到新的平衡状态，这种由原有的平衡状态达到新的平衡状态的过程叫做化学平衡的移动。
平衡被破坏后，
当正 > 逆时，平衡向 方向移动；
当正 < 逆时，平衡向 方向移动；
【典例7】下列说法不正确的是
A．反应混合物各组分百分含量发生改变，化学平衡一定发生了移动
B．反应条件的改变引起v正≠v逆，则平衡一定发生移动
C．平衡移动，反应物的浓度一定减小
D．反应条件发生变化，化学平衡不一定移动
【变式7-1】分析浓度变化对正、逆反应速率的影响，已知反应：mA(g)＋nB(g)pC(g)，当反应达到平衡后，有关物质的浓度发生改变，其反应速率的变化曲线分别如下图所示：
(1)
t1时刻，增大反应物浓度，使v增大，而v不变，则v>v，平衡向 方向移动。
(2)
t1时刻，减小生成物浓度，使v减小，而v不变，则v>v，平衡向 方向移动。
(3)
t1时刻，增大生成物浓度，使v增大，而v不变，则v>v，平衡向 方向移动。
(4)
t1时刻，减小反应物浓度，使v减小，而v不变，则v>v，平衡向 方向移动。
【变式7-2】化学平衡移动方向的判断
当Q=K时：可逆反应处于 状态，正=逆；
当Q逆；
当Q>K时：化学平衡向 移动，正<逆。
【变式7-3】25℃时，在体积为2L的密闭容器中，气态物质A、B、C的物质的量n随时间t的变化如图1所示。
(1)根据图1数据，该反应的化学方程式为 。
(2)计算5～7min的平均反应速率 。
(3)在5～7min内，若K不变，则此处曲线变化的原因是 ，若K变化且温度降低，则该反应的正反应 0(填“<”或“>”)。
(4)已知达到平衡后，降低温度，A的转化率将增大。图2表示此反应的反应速率v和时间t的关系图，结合图1判断，下列哪些时刻是因增大了反应物活化分子百分数而影响反应速率的 ；A的平衡转化率最大的一段时间是 。
题型08 化学平衡移动的影响因素
化学平衡移动的影响因素：
（1）温度：在其他条件不变的情况下，升高温度，化学平衡向 方向移动；降低温度，化学平衡向 方向移动。
（2）浓度：在其他条件不变的情况下，增大反应物浓度或减小生成物浓度，化学平衡向 向移动；减小反应物浓度或增大生成物浓度，化学平衡向 方向移动。
（3）压强：对于反应前后总体积发生变化的化学反应，在其他条件不变的情况下，增大压强，化学平衡向气体体积 的方向移动；减小压强，化学平衡向气体体积 的方向移动。
（4）催化剂：由于催化剂能同时同等程度地增大或减小正反应速率和逆反应速率，故其对化学平衡的移动 。但催化剂能改变反应达到平衡所需的时间。
【典例8】常温下，在密闭容器中发生反应 △H=-56.9kJ/mol。设为阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是
A．恒温恒压充入NO2气体，NO2气体的转化率增大
B．压缩容器体积，单位体积内活化分子数目增加
C．46g由NO2和N2O4组成的混合气体中，氮原子总数小于
D．其他条件不变，往密闭容器内通入92gNO2气体，充分反应后，放出56.9KJ热量
【变式8-1】对于处于平衡状态的可逆反应：A(g)+2B(g)=2C(g) △H<0下列叙述正确的是
A．增大A的浓度，正反应速率增大，逆反应速度减小，平衡正向移动
B．升高温度，逆反应速率增大，正反应速度减小，平衡逆向移动
C．使用催化剂，平衡不移动，但可缩短达到平衡所需时间
D．扩大容器的容积，平衡逆向移动，A、B的浓度增大
【变式8-2】加氢转化成甲烷，是综合利用实现“碳中和”和“碳达峰”的重要方式。525℃，101kPa下，。反应达到平衡时，能使平衡向正反应方向移动的是
A．减小体系压强 B．升高温度
C．增大浓度 D．恒容下充入惰性气体
【变式8-3】现有反应：mA(g)＋nB(g) pC(g)，达到平衡后，当升高温度时，B的转化率变大；当减小压强时，混合体系中C的质量分数也减小。
(1)该反应的逆反应为 热反应，且m＋n p(填“>”、“＜”或“=”)。
(2)若加入催化剂，平衡时气体混合物的总物质的量 (填“增大”“减小”或“不变”)。
(3)若B是有色物质，A、C均无色，平衡后维持容器容积不变(体积不变)加入C时混合物颜色 (填“变深”“变浅”或“不变”，下同)；而维持容器内压强不变，充入氖气时，混合物颜色 。
(4)反应达到平衡后，压缩容器的体积，平衡移动的方向为 (填“向左”“向右”或“不移动”)，容器内气体的密度 (填“增大”“减小”或“不变”，下同)，容器内气体的相对分子质量 。
题型09 勒夏特列原理
勒夏特列原理的内容：
如果改变影响平衡的一个因素（如温度、压强及参加反应的物质的浓度），平衡就向着能够 减弱 这种改变的方向移动。
【典例9】勒夏特列原理又称平衡移动原理。下列现象不能用该原理解释的是
A．夏天打开汽水瓶盖时汽水中产生大量气泡
B．往新制氯水中加入适量碳酸钙固体可以增强漂白能力
C．唾液可以使淀粉水解速率加快
D．CO中毒者应及时移至空气流通处，必要时应放入高压氧舱
【变式9-1】加氢转化成甲烷，是综合利用实现“碳中和”和“碳达峰”的重要方式。525℃，101kPa下，。反应达到平衡时，能使平衡向正反应方向移动的是
A．减小体系压强 B．升高温度
C．增大浓度 D．恒容下充入惰性气体
【变式9-2】勒夏特列原理可以用于解释可逆反应的平衡移动，下列事实不能用勒夏特列原理解释的是
A．压缩H2和I2(g)反应的平衡混合气体，气体颜色变深
B．红棕色的NO2气体，加压后颜色先变深后变浅，但比原来要深
C．反应：CO(g)＋NO2(g) CO2(g)＋NO(g) ΔH＜0，升高温度可使平衡向逆反应方向移动
D．反应：N2(g)+H2(g) NH3(g) ΔH＜0，为提高NH3的产率，理论上应采取低温措施
【变式9-3】下列事实不能用勒夏特列原理解释的是
A．高压比常压更有利于合成氨反应
B．Na(l)+KCl(l)NaCl(l)+K(g)选取适宜的温度，使K成蒸气从反应混合物中分离出来
C．压缩H2和I2(g)反应的平衡混合气体，气体颜色变深
D．用浓氨水和氢氧化钠固体快速制取氨气
题型10 化学平衡相关图像
在结合化学反应原理分析图像时，应注意下列几点：
横坐标和纵坐标的含义；
曲线的趋势或斜率；
曲线上的特殊点，如起点、终点、交点和拐点等；
根据需要用辅助线，等温线、等压线等。
一、速率/浓度—时间图像
（1）c-t图像
写出化学反应方程式：
（2）-t图像
①
由图可知，t2时刻，正 '逆平衡向 方向移动。改变的反应条件可能是 。
②对于该反应，增大压强，化学平衡改变的-t图像如下图：
增大压强，体积减小，所有物质的浓度都 ，正逆速率都增大，总压强增大，平衡向着压强 的方向，即平衡向 方向移动。
③某反应，升高温度，速率-时间图像如下：
升高温度，正、逆反应速率均 ，但逆反应速率 正反应速率，平衡向 方向移动，逆反应方向为 反应，正反应方向为 反应。
二、该反应的A的转化率如下图，
1、转化率—时间—温度图像
解题原则：先出现拐点的反应先达到平衡状态，即“先拐先平数值大”
T1 T2，温度升高，平衡向 方向移动，A的平衡转化率增大，故正反应为 反应。
2、转化率—时间—压强图像
p1 p2，压强增大，A的平衡转化率 ，即化学平衡向 方向移动，故m+n p+q。
三、转化率（物质百分含量）—压强—温度图像
分析该图像，
压强相同时，升高温度，反应物的转化率 ，平衡向 方向移动，即正反应方向为 反应；
温度相同时，增大压强，反应物的转化率 ，平衡向 方向移动，即m+n p+q。
【典例10】已知反应，下列叙述与图对应的是
A．图①表示，对达到平衡状态的反应，在时刻充入一定量的C，平衡逆向移动
B．由图②可知，
C．图③表示化学平衡常数与压强的变化关系
D．若图③中y轴表示C的体积分数，则
【变式10-1】下列关于各图像的解释或得出的结论错误的是
A．由甲图可知，反应在时刻可能改变了压强或使用了催化剂
B．由乙图可知，反应在m点可能达到了平衡状态
C．由丙图可知，A点：v(正)(逆)
D．由丁图可知，交点A表示反应一定处于平衡状态，此时v(正)(逆)
【变式10-2】利用臭氧可除去室内的HCHO(甲醛)。一定条件下，将2molHCHO(g)和2.5mol(g)充入一密闭容器中发生反应。实验测得HCHO的平衡转化率与温度和压强的关系如图所示，已知为用平衡分压表示的平衡常数，分压=总压×物质的量分数。下列说法错误的是
A．该反应的△H<0
B．
C．M点的压强平衡常数
D．及时移出(g)可增大HCHO的平衡转化率
【变式10-3】“碳达峰、碳中和”是我国社会发展重大战略之一，催化加氢可获得和。一定条件下将1mol 和3.3mol 充入容积为1L的密闭容器中反应，测得相同时间内转化率随温度变化的关系如图所示。下列关于该反应的说法正确的是
A．该反应可表示为 △H>0
B．研发高效催化剂，可提高化学反应的速率，使平衡正向移动
C．若该反应已达到平衡状态，使用分子筛膜[可选择性分离出(g)]能促进平衡正向移动，增大的转化率
D．若A点时同时再加入0.1mol 和0.1mol (g)，平衡逆向移动
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第二章 化学反应速率与化学平衡
第二节 化学平衡
内容概览
01 竞赛技巧总结 核心策略精讲，高效解题通法提炼
02 技巧针对训练 专项能力突破，弱点题型强化攻坚
03 综合培优精练 高阶思维拓展，综合问题融合演练
04 竞赛真题精练 实战命题解密，赛场节奏模拟特训
竞赛技巧1 化学平衡的条件、化学平衡的判断及等效平衡
一、化学平衡的条件
根据吉布斯自由能判据，在等温等压、Wf = 0的条件下，△GT，P ＜0，则化学反应自发地由反应物变成产物，这时反应物的浓度（分压）逐渐减少，产物的浓度（分压）逐渐增加，反应物和产物布斯自由能之差逐渐趋于零，直到△GT，P = 0时达到化学平衡。这时从宏观上看反应似乎停止了，其实从微观上正反应和逆反应仍在继续进行，只不过两者的反应速率正好相等而已，所以化学平衡是一个动态平衡。
即：等温等压，Wf = 0的条件下：
△GT，P ＜ 0 正反应自发进行；
△GT，P = 0 达化学平衡——化学平衡的条件；
△GT，P ＞ 0 正反应不自发（逆反应自发）。
化学反应达平衡时：
①从热力学角度：等温等压，Wf = 0：应△GT，P = 0
②从动力学角度：r+ = r－
③反应物和生成物的浓度不变，即存在一个平衡常数。
二、化学平衡状态的判断
1.动态（速率）标志（本质标志）：v正＝v逆≠0
（1）同一组分的生成速率和消耗速率相等
（2）不同物质，必须标明是“异向”的反应速率关系，正逆反应速率比等于化学计量数之比
2.宏观（静态）标志：某些量开始变化，后来不变，即变量不变。
（1）一定达到平衡的情况
①某组分的质量、物质的量、浓度、颜色不再变化
②反应物的转化率不再变化
（2）特殊情形
①绝热容器：容器的温度不变时，一定达到平衡状态
②可逆电池：电流或电压等于零时，一定达到平衡状态
（3）判断化学平衡状态的常用公式
①混合气体的密度：ρ＝＝
②混合气体的平均摩尔质量：＝＝
③气体状态方程：PV＝nRT
3.限度标志
（1）反应物的转化率最大，百分含量最小。
（2）生成物的产率最大，百分含量最大。
（3）图像获取
①前提：在多个相同的容器中，加入相同量的反应物。
②过程：测相同时间内，不同条件下相关量，描点绘出图像。
（4）图像解读
①极限点：刚好达到平衡
②极限点前：非平衡点，受速率控制，加催化剂，反应物的转化率变大。
③极限点后：新平衡点，受平衡控制，加催化剂，反应物的转化率不变。
4、几种特殊反应的平衡依据
（1）量比不变型
①反应物或生成物量的比不变，不一定达到平衡状态。
②反应物和生成物量的比不变，一定达到平衡状态。
（2）量相等型
①反应物和生成物的量相等，不一定达平衡状态。
②反应物和反应物的量相等，不一定达平衡状态。
③量不变≠量相等≠量或量的比等于某一具体的数。
（3）等体反应型：3A（g）2B（g）+C（g）
①恒温恒压：混合气体的体积不变，一定达到平衡状态。
②恒温恒容：混合气体的压强不变，不一定达到平衡状态。
（4）固液参与型：2A（g）2B（g）+C（s）
①混合气体的密度不变，一定达到平衡状态（恒T、V）。
②混合气体的平均摩尔质量不变，一定达到平衡状态。
（5）固液分解型：2A（s）2B（g）+C（g）
①混合气体的密度不变，一定达到平衡状态（恒T、V）。
②混合气体的平均摩尔质量不变，不一定达到平衡状态。
③某种气体组分的物质的量分数不变，不一定达到平衡状态。
5.注意平衡标志和平衡特征的区别
（1）平衡标志：能够说明反应达到平衡状态的某些事实。
（2）平衡特征：平衡时存在的某些事实，但不一定能用于判断是否达到平衡。
三、等效平衡
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。
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的判断方法：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的判断方法：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。
3.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。
竞赛技巧2 化学平衡常数及其应用
一、实验平衡常数
1.概念
大量实验事实证明，在一定条件下进行的可逆反应，其反应物和产物的平衡浓度（处于平衡状态时物质的浓度）间存在某种定量关系。例如反应：N2O4（g） 2NO2（g）
2.表达式
若将一定量的N2O4或（和）NO2置于1L的密闭烧瓶内，然后将烧瓶置于373K的恒温槽内，让其充分反应，达到平衡后，取样分析N2O4的平衡浓度，再求算出NO2的平衡浓度。三次实验的数据列于下表。
N2O4–NO2体系的平衡浓度（373K）
实验序号 起始浓度 /mol·dm–3 浓度变化 /mol·dm–3 平衡浓度 /mol·dm–3
① N2O4 NO2 0.100 0.000 – 0.060 + 0.120 0.040 0.120 0.36
② N2O4 NO2 0.000 0.100 + 0.014 – 0.028 0.014 0.072 0.37
③ N2O4 NO2 0.100 0.100 – 0.030 + 0.060 0.070 0.160 0.36
由表中数据可见，恒温条件下，尽管起始状态不同，浓度的变化（即转化率）不同，平衡浓度也不同，但产物NO2的平衡浓度的平方值[NO2]2与反应物N2O4的平衡浓度[N2O4]的比值却是相同的，可用下式表示：
=
式中称为该反应在373K时的平衡常数。这个常数是由实验直接测定的，因此常称之为实验平衡常数或经验平衡常数。
上述关系对一切可逆反应都适用。若可逆反应用下述通式表达：
a A + b B d D + e E
在一定温度下达到平衡时，则有：
= （7-19）
即在一定温度下，可逆反应达到平衡时，产物的浓度以反应方程式中计量数为指数的幂的乘积与反应物浓度以反应方程式中计量数为指数的幂的乘积之比是一个常数。
书写平衡常数关系式必须注意以下几点：
（1）对于气相反应，平衡常数除可用如上所述的各物质平衡浓度表示外，也可用平衡时各物质的分压表示如：
a A (g)+ b B(g) d D(g) + e E(g)
= （7-20）
式中实验平衡常数以表示，以与前述相区别。称为压力常数，称为浓度平衡常数。同一反应的与有固定关系。若将各气体视为理想气体，那么
= [A]RT = [B]RT = [D]RT = [E]RT
代入（7-20）式，有
= （RT）
= （RT） （7-21）
（2）不要把反应体系中纯固体、纯液体以及稀水溶液中的水的浓度写进平衡常数表达式。例如：CaCO3(s) CaO(s) + CO2(g) K = p
Cr2O(aq) + H2O(I) 2CrO(aq) + 2H+(aq) K = [CrO]2[H+]/[ Cr2O]
但非水溶液中反应，若有水参加或生成，则此时水的浓度不可视为常数，应写进平衡常数表达式中。例如：
C2H5OH + CH3COOH CH3COOC2H5 + H2O =
（3）同一化学反应，化学反应方程式写法不同，其平衡常数表达式及数值亦不同。例如：
N2O4(g) 2NO2(g) K(373) = = 0.36
N2O4(g) 2NO2(g) K = = = 0.60
2NO2(g) N2O4(g) K == = 2.8
因此书写平衡常数表达式及数值，要与化学反应方程式相对应，否则意义就不明确。
3.意义：平衡常数是表明化学反应进行的最大程度（即反应限度）的特征值。平衡常数愈大，表示反应进行愈完全。虽然转化率也能表示反应进行的限度，但转化率不仅与温度条件有关，而且与起始条件有关。
二、标准平衡常数和等温方程式
1、标准平衡常数：
等温等压下，对理想气体反应：
ｄＤ＋ｅＥ f Ｆ＋h H
设、、、分别为D、E、F、H的平衡分压，则有： =
式中称理想气体的热力学平衡常数——标准平衡常数。
热力学可以证明，气相反应达平衡时，标准吉布斯自由能增量（反应物和生成物p都等于p时，进行一个单位化学反应时的吉布斯自由能增量）与应有如下关系：= –，上式说明，对于给定反应，与和T有关。当温度指定时，只与标准态有关，与其他浓度或分压条件无关，它是一个定值。因此，定温下必定是定值。即仅是温度的函数。
2、化学反应的等温方程式
如果化学反应尚未达到平衡，体系将发生化学变化，反应自发地往哪个方向进行呢？由化学等温方程式即可判断。
等温等压下，理想气体反应：ｄＤ＋ｅＥ f Ｆ＋h H　
气体的任意分压为、、、 时：
；
；
此时若反应自左至右进行了一个单位的化学反应（无限大量的体系中），则
Δr Gm =Δr Gm ? + 令
则Δr Gm =Δr G?+=–+称作化学反应的等温方程式。式中称作压力商。
若 ＞，则Δr Gm ＜0，反应正向自发进行；
若 =，则Δr Gm = 0，体系已处于平衡状态；
若 ＜，则Δr Gm ＞ 0，反应正向不能自发进行（逆向自发）。
注：（1）对溶液中进行的反应：Δr Gm =Δr G+=–+
= ； =
c ——平衡浓度；——任意浓度；——热力学平衡常数（标准平衡常数）。——浓度商。称作标准浓度。即在标准状态下，c = 1mol.dm-3。
（2）纯固体或纯液体与气体间的反应（复相反应）
例如，下列反应： 是一个多相反应，其中包含两个不同的纯固体和一个纯气体。化学平衡条件，适用于任何化学平衡，不是论是均相的，还是多相的。
，又因为，所以 ， =
式中是平衡反应体系中CO2气体的压力，即CO2的平衡分压。这就是说，在一定温度下，CaCO3(s)上面的CO2的平衡压力是恒定的，这个压力又称为CaCO3(s)的“分解压”。
注意：纯固体的“分解压”并不时刻都等于，例如反应：
， 而“分解压”
若分解气体产物不止一种，分解平衡时气体产物的总压称作“分解压”。例如：，由纯分解平衡时，称作的“分解压”。
结论：对纯固体或纯液体与气体间的多相反应：
竞赛技巧3 平衡常数的测定和平衡转化率的计算
1、平衡常数的测定：
测定平衡常数实际上是测定平衡体系中各物质的浓度（确切地说是活度）或压力。视具体情况可以采用物理或化学的方法。
（1）物理方法：测定与浓度有关的物理量。如压力、体积、折射率、电导率等。
优点：不会扰乱体系的平衡状态。
缺点：必须首先确定物理量与浓度的依赖关系。
（2）化学方法：利用化学分析的方法直接测定平衡体系中各物质的浓度。
缺点：加入试剂往往会扰乱平衡，所以分析前首先必须使平衡“冻结”。
通常采取的方式是：骤然冷却，取出催化剂或加入阻化剂等。
2、平衡转化率的计算：
（1）平衡转化率（亦称理论转化率或最高转化率）
平衡转化率
平衡转化率是以原料的消耗来衡量反应的限度
注意：实际转化率≤平衡转化率（工厂通常说的转化率为实际转化率）
（2）平衡产率（最大产率）—— 以产品来衡量反应的限度
平衡产率
（产率通常用在多方向的反应中，即有副反应的反应）
有副反应时，产率 ＜ 转化率
竞赛技巧4 外界因素对化学平衡的影响
1、浓度对平衡的影响
对于一个已达平衡的化学反应，若增加反应物浓度，会使Q（或）的数值因其分母增大而减小，而（或）却不随浓度改变而发生变化，于是Q＜，使原平衡破坏，反应正向进行。随着反应的进行，生成物浓度增大，反应物浓减小，Q值增大，直到Q增大到与再次相等，达到新的平衡为止。对于改变浓度的其他情况，亦可作类似分析。结论概括如下：在其他条件不变的情况下，增加反应物浓度或减少生成物浓度，平衡向正反应方向移动；增加生成物浓度或减少反应物浓度，平衡向着逆反应方向移动。
2、压力对平衡的影响
体系（总）压力的变化对没有气体参加或生成的反应影响很小。对于有气体参见且反应前后气体物质计量数有变化的反应，压力变化对平衡有影响。例如合成氨反应
N2(g) + 3H2(g) 2NH3(g)
在某温度下达到平衡时有：
=
如果将体系的容积减少一半，使体系的总压力增加至 原来的2倍，这时各组分的分压分别为原来的2倍，反应商为：
= =
即 ＜
原平衡破坏，反应正向进行。随着反应进行，、不断下降，不断增大，使值增大，直到再次与K相等，达到新的平衡为止。可见，增大体系总压力平衡向着批体计量数减小的方向移动。
类似分析，可得如下结论：在等温下，增大总压力，平衡向气体计量数减小的方向移动；减小总压力，平衡向气体计量数增加的方向移动。如果反应前后气体计量数相等，则压力的变化不会使平衡发生移动。
3、温度对平衡的影响
温度的改变对于反应商没有影响，却可以改变平衡常数。
由= –和 = －T 得
–= －T
= – （7-27）
此式说明了平衡常数与温度的关系，称为范特荷甫方程式。设T1时，标准平衡常数为，T2时，标准平衡常数为，且T2＞T1，有
= –
= –
当温度变化范围不大时，视和不随温度而改变。上两式相减，有
= – （7-28）
根据（7-28）式可以说明温度对平衡的影响。设某反应在温度T1时达到平衡，有Q = 。当升温至 T2时：若该反应为吸热反应，＞0，由（7-28）式得知＞，则Q＜，所以平衡沿正反应方向移动；若该反应为放热反应，＜0，由（7-28）式得知＜，则Q ＞，所以平衡沿逆反应方向移动。总之，升温使平衡向吸热方向移动。反之，降温使平衡向放热方向移动。
各种外界条件对化学平衡的影响，均符合里·查德里概括的一条普遍规律：如果对平衡体系施加外力，平衡将沿着减少此外力影响的方向移动。这就是里·查德里原理。
竞赛技巧1 化学平衡的条件、化学平衡的判断及等效平衡
1．（2016高二·广东·竞赛）已知可逆反应aA+bB cC中，A与C物质在混合物中的质量分数随温度T的变化曲线如图所示。下列说法中，正确的是
A．该反应在T1温度时正、逆反应速率相等
B．该反应在T2温度时达到化学平衡
C．该反应的逆反应是放热反应
D．升高温度，平衡会向正反应方向移动
2．（2020高中·浙江·竞赛）某容器中加入，发生反应，达平衡后，保持温度不变，作如下几种改变；①体积增大一倍；②增大体积至总压强减为原来的一半；③恒容下增加：④恒压增加。以下判断正确的是
A．达新平衡后，转化率都增大，且增大倍数一样
B．达到新平衡后，④中化学反应速率比原平衡大
C．达新平衡后，①中转化率小于②中转化率
D．③中平衡右移，转化率增大
竞赛技巧2 化学平衡常数及其应用
3．（2024高二上·山东临沂·竞赛）O3是一种理想的脱硝剂，其脱硝反应之一为2NO (g)+3O3(g)N2O5(g)+3O2(g) 。在某恒容密闭容器中充入一定量的O3和NO，在不同温度下测得c(N2O5)与时间的关系如图所示，下列说法正确的是
A．温度：T1>T2 B．平衡常数：K(T1)>K(T2)
C．反应速率：vb(正)>va(正) D．高温条件下，有利于该反应自发进行
4．（2013高二·广东·竞赛）下图表示三个具有相同机理的可逆反应的产物浓度随时间的变化曲线，下列有关说法中，正确的是
A．达到平衡最快的是II
B．反应约5分钟后，三个反应均已达到平衡
C．平衡转化率最高的是I
D．三个反应的平衡常数相同
竞赛技巧3 平衡常数的测定和平衡转化率的计算
5．（2024高三下·浙江·竞赛）胂(AsH3)是非常毒的气体，受热分解成两种单质。在—40℃时，向刚性的1升容器中充入0.0128mol的AsH3(g)，其压力为186torr，在很短的时间内加热到250℃，然后再回到—40℃，这时容器中的压力为250torr，则AsH3(g)分解的百分数约为
A．17% B．26% C．34% D．69%
6.（2024高二下·重庆·竞赛）向恒温、体积为的真空容器中通入，在时发生反应，测得平衡时为。各物质的消耗速率存在关系：，，且消耗速率随浓度变化的如下图所示，下列有关说法正确的是
A．图中点处在平衡状态
B．在温度时，若，则
C．，在真空容器中通入，则平衡转化率为
D．向上述容器再通入，达新平衡时的体积分数将增大
竞赛技巧4 外界因素对化学平衡的影响
7．（2021高三·浙江·竞赛）t ℃时，在一密闭容器中充入2molA和3 mol B，发生如下化学反应：aA(g)+B(g) C(g)+D(g)。已知，平衡时，ca(A)·c(B)= c(C)·c(D)，然后在温度不变的情况下，扩大容器容积至原来10 倍，结果A的百分含量始终未有改变，则下列说法错误的是
A．a=1
B．B的转化率为24%
C．平衡常数K=1
D．温度不变的情况下，扩大容器容积，平衡不移动
8．（2018高二·广东·竞赛）为了研究温度对苯催化加氢的影响，以检验新型镍催化剂的性能，采用相同的微型反应装置，压强为0.78MPa，氢气与苯的物质的量之比为6.5：1。定时取样分离出氢气后，分析成分得到的结果如下表：
温度/°C 85 95 100 110~240 280 300 340
质量分数/% 苯 96.05 91.55 80.85 0 23.35 36.90 72.37
环己烷 3.95 8.45 19.15 100 76.65 63.10 27.63
下列说法错误的是
A．280°C以上苯的转化率下降，可能是因为苯催化加氢反应为可逆反应且ΔH>0
B．该催化剂能在较宽温度范围内催化且不发生副反应，在110~240℃活性较高
C．在280-340℃范围内，适当提高氢气与苯的物质的量之比有利于提高苯的转化率
D．在85~100°C范围内，适当延长反应时间可以提高苯的转化率
1．（24-25高二下·河南新乡·期末）常温下，在溶液中加入KI溶液，发生反应：① 慢反应；② 快反应。溶液中含碘粒子浓度随变化如图所示。
下列叙述正确的是
A．代表与的关系
B．点时，转化率约为
C．在反应①中，氧化剂、还原剂的物质的量之比为2：1
D．向混合液中滴加淀粉溶液，溶液可能不变蓝
2．（24-25高二上·广东·月考）氧化制备发生的主要反应为。向容积为的恒容密闭容器中投入和。不同温度下，测得时(反应均未达到平衡，其他副反应均不消耗和生成乙烯)的相关数据见下表，注：乙烯选择性。
温度/℃
乙烷转化率/% 2 9 18
乙烯选择性/% 93 80 62
下列说法正确的是
A．时，容器内的物质的量为
B．内，平均速率
C．反应达到平衡后，其他条件不变，仅升高温度，平衡向逆反应方向移动
D．该反应仅在低温条件下能正向自发进行
3．（24-25高二上·安徽阜阳·期中）将等量且物质的量相等的铁和水蒸气分别充入两个不同压强下的恒温且温度相同的密闭容器中，发生反应：，物质的量n随时间t变化的曲线如图所示，下列说法正确的是
A．
B．
C．c点和d点的平衡常数：
D．a、b、c、d四点混合气体的相对分子质量：
4．（24-25高二上·湖南永州·期中）是一种新型硝化剂，在T1温度下可发生下列反应： ，向2L密闭容器中通入气体，部分实验数据见下表：
时间/s 0 500 1000 1500
10.00 7.04 5.00 5.00
下列说法中正确的是
A．达平衡后其他条件不变，将容器的体积压缩到1L，则再次平衡时的平衡转化率大于50%
B．内用表示的平均速率为
C．其他条件不变，温度下反应到时测得浓度为，则
D．该反应的速率常数
5．（24-25高二上·福建南平·期中）已知：的反应历程分两步：
第1步：(快)
第2步：(慢)
在固定容积的容器中充入一定量和发生上述反应，测得体系中部分物质的物质的量随温度的变化如图所示。下列说法错误的是
A．第1步、第2步正反应活化能分别为，则
B．a点后，迅速减小的原因是第1步平衡逆向移动，第2步速率加快
C．b点后，增加的原因是第2步平衡逆向移动的程度比第1步的大
D．若其他条件不变，仅将容器变为恒压状态，则体系建立平衡的时间不变
6．（24-25高二下·重庆·月考）工业上常用合成气制备二甲醚，在催化剂作用下发生下面3个反应：
①CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)　ΔH1<0
②2CH3OH(g)CH3OCH3(g)＋H2O(g)　ΔH2<0
③CO(g)＋H2O(g)H2(g)＋CO2(g)　ΔH3<0
CO的转化率、CH3OH和CO2的产率和随温度变化关系如图1。总压分别为100 kPa、10 kPa时，平衡体系中CO和CH3OCH3的物质的量分数随温度变化关系如图2，下列说法错误的是

A．图1中CO的转化率随温度升高而上升的原因是催化剂活性增大
B．增加压强有利于提高CH3OCH3的产率
C．100 kPa时，CO和CH3OCH3的物质的量分数随温度变化关系的曲线分别是N、Y
D．100 kPa下，将3 mol H2、2 mol CO充入T ℃恒容密闭容器中，若只发生反应①和反应②，平衡时，测得n(CH3OH)=0.25 mol、n(H2O)=0.5 mol，则反应①平衡常数Kp=kPa-2(分压=总压×物质的量分数)
7．（24-25高二上·山东德州·期中）向一恒容密闭容器中加入和一定量的，发生反应：。的平衡转化率在不同投料比下随温度的变化曲线如图所示。下列说法错误的是
A．
B．点a、b、c对应的平衡常数：
C．温度对该反应的正反应速率影响更显著
D．当混合气体的平均摩尔质量不再变化时，说明反应已达到平衡状态
8．（24-25高二下·江苏泰州·期中）实现“碳中和”一种路径是将和合成。其主要反应为
反应Ⅰ：
反应Ⅱ：
反应Ⅲ：
若仅考虑上述反应，在下，将的混合气体以一定流速通过装有催化剂的反应管，和的选择性及的转化率随温度的变化如图所示。
的选择性。下列说法正确的是
A．一定温度下，使用高效催化剂可提高的平衡产率
B．其他条件不变，时，随温度升高生成的量增多
C．其他条件不变，时，通入，生成
D．温度高于时，主要是因为反应Ⅱ正向进行程度增大使的选择性降低
9．（24-25高二下·江苏淮安·期中）CH3OH可用作大型船舶的绿色燃料。工业上用CO2制备CH3OH的原理如下：
反应I：(主反应)
反应Ⅱ： (副反应)
将和按物质的量之比1∶3通入密闭容器中发生反应I和反应Ⅱ，分别在1MPa、、下，测得在不同温度下的平衡转化率和生成、选择性(选择性为目标产物在含碳产物中的比率)的变化如图。
CO的分压p(CO)=p总·X(CO)，X(CO)是指CO所占容器内气体的物质的量分数。
反应Ⅱ的压强平衡常数
下列说法正确的是
A．代表下随温度变化趋势的是曲线c
B．P点对应的反应Ⅱ的压强平衡常数1
C．温度一定，增大压强平衡Ⅱ不移动
D．温度升高到一定程度，a，b，c三线合一原因是以反应Ⅱ为主
10．（24-25高二下·天津·期中）已知反应2CO(g)+2NO(g)N2(g)+2CO2(g) H可用于去除汽车尾气中的有害气体，该反应为自发反应。在密闭容器中充入8molNO和10molCO发生反应，平衡时NO的体积分数与温度T、压强p的关系如图所示：
下列说法正确的是
A．该反应△H＞0
B．图中A点NO的转化率为25%
C．T1＜T2
D．若反应在D点达到平衡，此时对反应容器降温的同时压缩体积，重新达到的平衡状态可能是图中的G点
11．（24-25高二下·江苏无锡·期中）勒夏特列原理可以用于解释可逆反应的平衡移动，下列事实不能用勒夏特列原理解释的是
A．压缩H2和I2(g)反应的平衡混合气体，气体颜色变深
B．红棕色的NO2气体，加压后颜色先变深后变浅，但比原来要深
C．反应：CO(g)＋NO2(g) CO2(g)＋NO(g) ΔH＜0，升高温度可使平衡向逆反应方向移动
D．反应：N2(g)+H2(g) NH3(g) ΔH＜0，为提高NH3的产率，理论上应采取低温措施
12．（24-25高二下·河北石家庄·期中）已知反应，下列叙述与图对应的是
A．图①表示，对达到平衡状态的反应，在时刻充入一定量的C，平衡逆向移动
B．由图②可知，
C．图③表示化学平衡常数与压强的变化关系
D．若图③中y轴表示C的体积分数，则
13．（24-25高二下·广东·期中）CO和NO能自发发生反应：，其他条件不变，相同时间内，在Cat a、Cat b催化作用下发生反应，NO转化率随温度变化关系如图所示。下列说法正确的是
A．高温有利于反应正向自发进行
B．O点达到平衡状态
C．反应物的总键能小于生成物的总键能
D．500℃后，使用Cat a比使用Cat b更能有效提高NO的平衡转化率
14．（24-25高二下·四川成都·期中）汽车尾气中的和可以在三元催化器作用下发生反应：。已知该反应的净反应速率(分别为正、逆反应的速率常数且只与温度有关)。将和充入恒容密闭容器中，在和时，的转化率随时间变化的曲线如图所示。下列叙述错误的是
A．下，内平均反应速率
B．
C．下，达平衡后再充入和，再次达平衡时转化率大于
D．M点的大于N点的
15．（24-25高二上·福建福州·期中）在1.0L密闭容器中放入0.10molA(g)，在一定温度下进行如下反应：

反应时间(t)与容器内气体总压强(p)的数据见下表：
时间t/h 0 1 2 4 8 16 20 25 30
总压强 4.91 5.58 6.32 7.31 8.54 9.50 9.52 9.53 9.53
回答下列问题：
（1）一定处于平衡状态的时间段是 。
（2）计算0~4h内用压强变化表示的A的反应速率为 。
（3）由总压强p和起始压强计算反应物A的转化率的表达式为 ，计算平衡时A的转化率为 (保留1位小数)。
（4）下表为反应物A浓度与反应时间的数据，计算
反应时间t/h 0 4 8 16
0.10 a 0.026 0.0065
①联系题中数据，计算 (保留2位有效数字，下同)。
②预测反应至12h时反应物的浓度c(A)为 。
1．（2022高二下·重庆·竞赛）已知反应： 2X(g) Y(g) ΔH<0。在T1℃和T2℃下，容积均为2L的密闭容器中，气体X的浓度与反应时间的变化曲线如图所示。下列说法错误的是
A．容器内压强不变时，表明反应达到平衡
B．a、b、c三点的反应速率大小为c>a> b
C．T1℃，容积压缩为1L，反应1h， Y的体积分数>
D．其他条件相同时，T1℃、 T2℃下X的平衡转化率：α(T1)< α(T2)
2．（2015高二·山东·竞赛）如图，I是恒压密闭容器，II是恒容密闭容器。其它条件相同时，在I、II中分n别加入2molX和2molY，起始时容器体积均为VL，发生如下反应并达到平衡(X、Y状态未知)：2X(？)+Y(？) aZ(g)。此时I中X、Y、Z的物质的量之比为1∶3∶2，则下列说法一定正确的是
A．若X、Y均为气态，则平衡时气体平均摩尔质量：II>I，
B．若X、Y不均为气态，则平衡时气体平均摩尔质量：I>II
C．若X为固态，Y为气态，则I、II中从起始到平衡所需时间相同
D．平衡时I容器的体积小于VL
3．（2024高三下·浙江·竞赛）室温下，某溶液初始时仅溶有M和N且浓度相等，同时发生以下两个反应：①M+N=X+Y；②M+N=X+Z，反应①的速率可表示为v1=k1c2(M)，反应②的速率可表示为v2=k2c2(M)(k1、k2为速率常数)。反应体系中组分M、Z的浓度(mol。L-1)随时间(分)变化情况如图，下列说法正确的是
A．0~30min时间段内，Y的平均反应速率为6.67×10-3mol·L-1·min-1
B．反应过程中体系Y和Z的浓度之比保持不变，30min时的M转化为Z
C．反应②的活化能比反应①的活化能大
D．若该平行反应为可逆反应，正反应都为放热，升高温度，可提高Y的产率
4．（2023高三·福建·竞赛）在TK的温度下，反应的平衡常数为4.0。如果的平衡浓度为，则的平衡浓度为
A． B． C． D．
5．（2010高二·广东·竞赛）向容积为1.0L的密闭容器中加入X、Y两种物质各0.10 mol，一定温度下下述反应xX+yY Z中X、Y、Z的物质的量随反应时间的变化曲线如图所示。下列说法中，正确的是
A．反应方程式中系数x、y的值分别为3、1
B．该反应达平衡后，增大体系压强或加入催化剂，都可以提高Z的产率
C．若Z为气体，反应开始至2.0 min内，反应平均速率v (Z)为0.01 mol·L-1·min-1
D．反应2.0min后，正、逆反应速率都等于零，故X、Y、Z的物质的量不再随反应时间的变化而改变
6．（19-20高二上·甘肃古浪·竞赛）某温度时，在2L密闭容器中，X、Y、Z三种物质的物质的量随时间变化的曲线如图所示。由图中数据分析：
（1）该反应的化学方程式： 。
（2）反应开始至2min末，X的反应速率为 。
（3）该反应是由 开始反应的。(填“正反应”、“逆反应”或“正、逆反应同时”)
7．（2007高二上·全国·竞赛）下 面四张图是用计算机制作的在密闭容器里，在不同条件下进行的异构化反应X Y的进程图解。图中的白色方块是X，蓝色方块是Y。
（1） 图中的纵坐标表示 (填入 物理量，下同)；横坐标表示 。
（2）平衡常数K最小的图是 。
（3）平衡常数K最大的图是 。
（4）平衡常数K=1的图是 。
8．（2020高二上·陕西渭南·竞赛）某化学科研小组研究在其他条件不变时，改变某一条件对某类反应[aA(g)+bB(g) cC(g)]的化学平衡的影响，得到图像(图中p表示压强，T表示温度，n表示物质的量，α表示转化率)
反应Ⅰ 反应Ⅱ
分析图像象，回答下列问题：
（1）在反应I中，若>，则该反应的正反应为 (填“放热”或“吸热”)反应，且为气体分子数 (填“减小”或“增大”)的反应;若此反应能自发进行，则必须满足的条件是
（2）在反应Ⅱ中， (填“>”，“<”或“=”)，该反应的正反应为 (填“放热”或“吸热”)反应。
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