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第34讲　化学反应的方向和调控　化学平衡的移动
1.已知凡气体分子总数增多的反应一定是熵增大的反应。一定条件下，下列反应不能自发进行的是（　　）
A.2O3（g）3O2（g）　ΔH＜0
B.2CO（g）2C（s）＋O2（g）　ΔH＞0
C.N2（g）＋3H2（g）2NH3（g）　ΔH＜0
D.CaCO3（s）CaO（s）＋CO2（g）　ΔH＞0
2.下列不能用勒夏特列原理解释的事实是（　　）
A.红棕色的NO2加压后颜色先变深后变浅
B.氢气、碘蒸气、碘化氢气体组成的平衡体系加压后颜色变深
C.黄绿色的氯水光照后颜色变浅
D.向含有[Fe（SCN）]2＋的红色溶液中加铁粉，振荡，溶液红色变浅或褪去
3.（2025·黑龙江牡丹江一中期中）工业制硫酸时，在接触室中发生反应：2SO2（g）＋O2（g）2SO3（g），下列说法正确的是（　　）
A.反应为放热反应，温度升高不利于提高产率，故应控制温度为较低温度
B.选择合适催化剂可以有效降低反应活化能，同时提高SO2平衡转化率
C.反应为气体分子数减小的反应，工业生产中应选择较大压强
D.接触室中热交换器起到加快反应速率，同时促使反应平衡正向移动的作用
4.（2026·河南开封模拟）温度T下，向1 L真空刚性密闭容器中加入4 mol H2（g）和1 mol Fe3O4（s）发生如下反应：4H2（g）＋Fe3O4（s）3Fe（s）＋4H2O（g）。下列说法正确的是（　　）
A.气体平均相对分子质量不变时，反应达到平衡状态
B.平衡后再充入1 mol Fe3O4（s），平衡正向移动
C.平衡后再充入4 mol H2（g），H2转化率增大
D.容器内压强不变时，反应达到平衡状态
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的浓度一定变小
B 升高温度 N2的转化率变小
C 充入一定量H2 H2的转化率不变，N2的转化率变大
D 使用适当催化剂 NH3的体积分数增大
6.在密闭容器中发生下列反应：aA（g）cC（g）＋dD（g），反应达到平衡后，将气体体积压缩到原来的一半，当再次达到平衡时，D的浓度为原平衡的1.8倍，下列叙述不正确的是（　　）
A.A的转化率变小 B.平衡向正反应方向移动
C.D的体积分数变小 D.a＜c＋d
7.（2025·四川成都模拟）在容积恒为1.00 L的容器中，通入一定量的N2O4气体，发生反应：N2O4（g）2NO2（g），随温度升高，混合气体的颜色变深。在100 ℃时，体系中各物质浓度随时间变化如下图所示。下列说法错误的是（　　）
A.反应的ΔH＞0
B.在0～60 s时段，反应速率v（NO2）＝0.002 0 mol·L－1·s－1
C.体系的总压强保持不变时，反应达到平衡状态
D.反应达平衡后，将反应容器的容积减少一半，平衡正向移动
8.（2026·江西赣州模拟）一定温度下，向容积不等的恒容密闭容器中分别加入足量活性炭和2 mol NO2，发生反应：2NO2（g）＋2C（s）N2（g）＋2CO2（g）　ΔH＞0，经过相同时间，测得各容器中NO2的转化率与容器容积的关系如下图所示。下列说法错误的是（　　）
A.若对d点容器加压，缩小容器体积，此时：v（正）＜v（逆）
B.a点所示条件下满足：v正（NO2）＝2v逆（N2）
C.高温条件下有利于该反应自发进行
D.b点的平衡常数：K＝
9.（2025·山东烟台月考）使用废炭再生的“绿色甲醇”作为燃料，实现了循环内的零排放。
Ⅰ.工业废气中的CO2加氢制甲醇是“碳中和”的一个重要研究方向。在催化剂作用下主要发生如下反应：
①CO2（g）＋3H2（g）CH3OH（g）＋H2O（g）　ΔH1＝－49.4 kJ·mol－1
②CO2（g）＋H2（g）CO（g）＋H2O（g）
ΔH2＝＋41 kJ·mol－1
③CO（g）＋2H2（g）CH3OH（g）　ΔH3
已知甲醇的选择性＝×100％。
（1）ΔH3＝　　　　kJ·mol－1，反应③的自发进行的条件是　　　　　　　　　　（填“低温”或“高温”）。
（2）恒温恒容条件下，原料气CO2（g）、H2（g）以物质的量浓度之比1∶3投料时，已知初始压强为4 MPa，c（CO2）＝1.0 mol·L－1，控制合适的条件（不考虑反应③）。
ⅰ.下列有关说法正确的是　　　　 （填字母）。
A.反应过程中c（H2）＋c（CH3OH）＋c（H2O）＝3.0 mol·L－1
B.容器的压强不再变化时，两反应都达到平衡
C.加入反应①的催化剂，可提高平衡时甲醇的选择性
D.降低反应温度，反应①②的正、逆反应的速率都减小
ⅱ.若平衡时甲醇的选择性为60％，CO2平衡转化率为50％，该条件下反应②的Kp＝　　　　　（保留三位小数）。
Ⅱ.恒压时，将3 mol H2和1 mol CO2充入密闭容器中进行上述反应。
（3）平衡时CO2转化率α（CO2）、CH3OH选择性SM、CO选择性SCO随温度T变化如图所示：
图中表示SM的是曲线　　　　（填“a”“b”或“c”）。
（4）为了探究原料气中混入CO气体对反应的影响，测得平衡时α（CO2）、平衡时CH3OH物质的量与初始CO2物质的量之比γ随原料气中的变化如图所示。
图中随着的增大，α（CO2）降低而γ升高的原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
10.丙烯是制备聚丙烯的单体，在催化剂作用下，可由丙烷直接脱氢或氧化脱氢制得。
反应Ⅰ（直接脱氢）：
C3H8（g）C3H6（g）＋H2（g）　ΔH1
反应Ⅱ（氧化脱氢）：
2C3H8（g）＋O2（g）2C3H6（g）＋2H2O（g）　ΔH2＝－236 kJ· mol－1
已知：2H2（g）＋O2（g）2H2O（g）ΔH3＝－484 kJ· mol－1
（1）ΔH1＝　　　　　　 kJ· mol－1。
（2）向某容器中仅通入C3H8（g），发生反应Ⅰ，达到平衡后，下列措施能提高C3H6（g）的平衡产率的有　　　　（填字母）。
A.恒压下，充入惰性气体
B.加入高效催化剂
C.恒容下，充入C3H8
D.适当升高温度
（3）向某恒压密闭容器中通入C3H8（g）和N2（g）的混合气体（N2不参与反应），发生反应Ⅰ，反应起始时气体的总压强为100 kPa。在温度为T1 ℃时，C3H8（g）的平衡转化率与通入的混合气体中C3H8（g）的物质的量分数的关系如图所示。
C3H8的平衡转化率随起始通入C3H8的物质的量分数增大而减小，其原因是　　　　　　　　。
（4）在一定温度下，利用催化剂将NH3分解为N2和H2。
反应：2NH3（g）N2（g）＋3H2（g） ΔH＝＋90.8 kJ·mol－1。
已知该反应的ΔS＝＋198.9 J· mol－1·K－1，在下列哪些温度下反应能自发进行？　　　　（填字母）。
A.25 ℃　　 B.125 ℃
C.225 ℃　　 D.325 ℃
第34讲　化学反应的方向和调控　化学平衡的移动
1.B　A中的反应ΔH＜0，ΔS＞0，该反应一定能自发进行；B中的反应ΔH＞0，ΔS＜0，该反应一定不能自发进行；C中的反应ΔH＜0，ΔS＜0，该反应在低温下能自发进行；D中的反应ΔH＞0，ΔS＞0，该反应在高温下能自发进行。
2.B　A项，涉及NO2与N2O4的平衡转化，故可以用勒夏特列原理解释；C项，光照后，次氯酸见光分解，使氯气与水反应的平衡向右移动，故可以用勒夏特列原理解释；D项，在该溶液中存在平衡：Fe3＋＋SCN－[Fe（SCN）]2＋，向溶液中加入铁粉，Fe3＋会和Fe发生反应生成Fe2＋，导致Fe3＋浓度降低，平衡向逆反应方向移动，使[Fe（SCN）]2＋（红色）的浓度降低，故可以用勒夏特列原理解释。
3.D　温度太低不利于催化剂活性的提高，反应速率慢，A错误；选择合适的催化剂可以降低反应活化能，但不能改变平衡状态，不能提高SO2平衡转化率，B错误；工业生产中，在常压条件下SO2的转化率已相当高，不必加压，C错误；接触室中物料通过热交换器加热，使原料气温度升高，加快反应速率，同时使反应后气体降温，促使平衡正向移动，以提高SO2转化率，D正确。
4.A　A项，反应中气体的物质的量不变，但气体质量前后不等，气体平均相对分子质量不变时达到平衡状态，正确；B项，固体的浓度为定值，单纯增加固体的量，平衡不移动，错误；C项，平衡后再充入4 mol H2（g），由平衡常数K＝不变可知，达到新的平衡状态，氢气的转化率不变，错误；D项，反应前后气体压强不变，无法根据压强判断反应是否达到平衡状态，错误。
5.B　A项，正反应是气体体积减小的反应，增大压强（压缩容器容积）平衡向正反应方向移动，但N2的浓度比原平衡大，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，N2的转化率变小，正确；C项，充入一定量的H2，平衡向正反应方向移动，N2的转化率增大，而H2的转化率变小，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。
6.B　当气体体积压缩平衡还未移动时，D的浓度是原来的2倍，当再次达到平衡时，D的浓度为原平衡的1.8倍，D的浓度减小，所以压缩体积使平衡向逆反应方向移动，则A的转化率变小，D的体积分数减小，a＜c＋d，A、C、D正确，B不正确。
7.D　A项，随温度升高，混合气体的颜色变深，说明NO2浓度增加，平衡正向移动，故正反应吸热，反应的ΔH＞0，正确；B项，在0～60 s时段，NO2浓度从0变为0.120 mol·L－1，故反应速率v（NO2）＝＝0.002 0 mol·L－1·s－1，正确；C项，反应前后气体体积数发生变化，容器体积恒定，体系的总压强是变量，故体系的总压强保持不变时，反应达到平衡状态，正确；D项，反应达平衡后，将反应容器的容积减少一半，体系压强增大，平衡向气体体积减小的方向移动，即平衡逆向移动，错误。
8.A　ac曲线上反应均达到平衡状态，cd曲线上反应均未达到平衡状态，d点容器加压，反应正向进行，此时v（正）＞v（逆），A错误；平衡时，速率比等于化学计量数比，v正（NO2）＝2v逆（N2），B正确；反应ΔH＞0，ΔS＞0，高温时ΔG＝ΔH－TΔS＜0，有利于自发进行，C正确； b点NO2转化率为50％，平衡时n（NO2）＝1 mol，n（N2）＝0.5 mol，n（CO2）＝1 mol，浓度：c（NO2）＝ mol·L－1，c（N2）＝ mol·L－1，c（CO2）＝mol·L－1，平衡常数K＝＝＝＝，D正确。
9.（1） －90.4　低温　（2） BD　0.105　（3）b
（4）增大，与CO反应的H2变多，与CO2反应的H2变少，所以α（CO2）降低，增大，更有利于反应③的正向进行，产生CH3OH变多，所以γ升高
解析：Ⅰ.（1）根据盖斯定律，ΔH3＝ΔH1－ΔH2＝－90.4 kJ·mol－1；反应③是气体体积减小的放热反应，ΔH＜0，ΔS＜0，当ΔH3－TΔS＜0时反应能自发进行，则该反应自发进行的条件是低温。（2）ⅰ.原料气CO2（g）与H2（g）按物质的量浓度之比1∶3投料时，初始c（CO2）＝1 mol·L－1，则初始c（H2）＝3 mol·L－1，根据H元素守恒，反应过程中c（H2）＋2c（CH3OH）＋c（H2O）＝3 mol·L－1，A错误；反应①是气体体积减小的反应，容器的压强不再变化时，反应①达到平衡，则H2O的浓度不再变化，说明反应②也达到平衡，B正确；加入反应①的催化剂，反应①的平衡不会发生移动，不能提高平衡时甲醇的选择性，C错误；降低反应温度，正、逆反应速率都要减小，即反应①②的正、逆反应的速率都减小，D正确。ⅱ.设容器容积为1 L，则原料气中n（CO2）＝1.0 mol，n（H2）＝3.0 mol，平衡时CO2转化率为50％，则反应的CO2为0.5 mol，甲醇的选择性为60％，则生成的n（CH3OH）＝0.3 mol，n（CO）＝0.2 mol，设平衡时H2、H2O（g）的物质的量分别为x、y，由O原子守恒可知：2 mol＝0.5 mol×2＋0.3 mol＋0.2 mol＋y，由H原子守恒可知：6 mol＝2x＋0.3 mol×4＋2y，解得x＝1.9 mol，y＝0.5 mol。
n始（总）＝4 mol，n平（总）＝0.5 mol＋1.9 mol＋0.3 mol＋0.2 mol＋0.5 mol＝3.4 mol，p平衡＝×4 MPa＝3.4 MPa，则平衡时，＝×3.4 MPa＝0.5 MPa，＝×3.4 MPa＝1.9 MPa，pCO＝×3.4 MPa＝0.2 MPa，＝×3.4 MPa＝0.5 MPa，该条件下反应②Kp＝＝≈0.105。Ⅱ.（3）由于SM＋SCO＝1，随着温度的升高，SM降低，所以表示SM的是曲线b；表示SCO的是曲线c，反应①③均为放热反应，反应②为吸热反应，温度升高，反应①③平衡逆向移动，反应②平衡正向移动，CO的选择性变大，曲线c随温度的升高而升高。（4）增大，与CO反应的H2变多，与CO2反应的H2变少，所以α（CO2）降低；增大，更有利于反应③的正向进行，产生CH3OH变多，所以γ升高。
10.（1） ＋124　（2） AD　（3） 丙烷物质的量分数增大，相当于对平衡体系加压，平衡向逆反应方向移动　（4） CD
解析：（1）设已知反应为反应Ⅲ，根据盖斯定律，反应Ⅰ＝（反应Ⅱ－反应Ⅲ）可得ΔH1＝＋124 kJ·mol－1。
（4）若反应自发进行，则需ΔH－TΔS＜0，T＞＝≈456.5 K，即温度应高于（456.5－273）℃＝183.5 ℃。
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第34讲　化学反应的方向和调控　化学平衡的移动
1.通过实验探究，了解浓度、压强、温度对化学平衡状态的影响。 2.掌握外界条件改变对化学平衡的影响和勒夏特列原理。 3.知道化学反应是有方向的，知道化学反应的方向与反应的焓变和熵变有关。 4.认识化学反应速率和化学平衡的综合调控在生产、生活和科学研究中的重要作用。知道催化剂可以改变反应历程，对调控化学反应速率具有重要意义。
考点一　化学反应的方向和调控
必备知识
1.自发过程与自发反应
（1）自发过程
含义 不用借助外力就可以自动进行的过程
特点 ①体系趋向于从高能状态转变为低能状态。②在密闭条件下，体系有从有序转变为无序的倾向性
（2）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
（1）熵是度量体系混乱程度的物理量，符号为S。
（2）影响熵大小的因素
①相同条件下，物质不同熵值不同。
②同一物质在不同状态下熵值不同，一般规律是S（g）　　　S（l）　　　S（s）。
（3）熵变（ΔS）＝S（生成物）－S（反应物）。化学反应的ΔS越大，越有利于反应的自发进行。
提醒：对于一个特定的气相反应，熵变的大小取决于反应前后的气体物质的化学计量数大小。
3.化学反应方向的判断
焓变 （ΔH）＜0 有自发进行的倾向，但有些ΔH　　　　0的反应也可自发进行，根据焓变判断反应进行的方向不全面
熵变 （ΔS）＞0 有自发进行的倾向，但有些ΔS　　　　0的反应也可自发进行，根据熵变判断反应进行的方向不全面
自由能 （ΔG）＜0 ΔG＝ΔH－TΔS，ΔG＜0的反应可自发进行，ΔG＝0，反应处于平衡状态，ΔG＞0，反应不能自发进行
4.化学反应的调控
（1）工业合成氨适宜条件的选择
①合成氨反应的特点
N2（g）＋3H2（g）2NH3（g）　ΔH＝－92.2 kJ·mol－1，ΔS＝－198.2 J·K－1·mol－1。
②理论分析
对合成氨反应的影响 影响因素
浓度 温度 压强 催化剂
增大合成氨的反应速率 增大反应物浓度 使用
提高平衡混合物中氨的含量 增大反应物浓度、减小生成物浓度 无影响
③工业合成氨的适宜条件
温度 压强 投料比 催化剂 提高转化率
400～500 ℃ 10 MPa～30 MPa ＝ 循环操作
提醒：在工业合成氨中，将氨气液化、分离并对原料气循环使用，有利于提高原料的利用率，能节约生产成本。
（2）合成氨工业的简要流程
（3）化工生产适宜条件选择的一般原则
条件 原则
从速率角度分析 既不能过快，又不能太慢
从化学平衡移动角度分析 既要注意外界条件对速率和平衡影响的一致性，又要注意对二者影响的矛盾性
从原料的利用率角度分析 ①增加易得廉价原料的用量，提高难得高价原料的利用率，从而降低生产成本；②循环操作
从实际生产能力角度分析 如设备承受高温、高压能力等
从催化剂的使用活性和选择性角度分析 注意催化剂的活性和选择性对温度的限制
易错辨析
（1）因为焓变和熵变都与反应的自发性有关，因此焓变或熵变均可以单独作为反应自发性的判据。（　　）
（2）某吸热反应能自发进行，因此该反应是熵增反应。（　　）
（3）一定温度下，反应MgCl2（l）Mg（l）＋Cl2（g）的ΔH＞0，ΔS＞0。（　　）
（4）反应BaSO4（s）＋4C（s）BaS（s）＋4CO（g）在室温下不能自发进行，说明该反应的ΔH＞0。（　　）
（5）合成氨工业中，加压可以加快反应速率，但压强过高，氨的产率会降低。（　　）
（6）合成氨反应选择在400～500 ℃进行的主要原因是催化剂在500 ℃ 左右时的活性最大。（　　）
关键能力
考向1　反应自发性的判断
1.已知FeO（s）＋C（s）CO（g）＋Fe（s）　ΔH＞0，下列叙述正确的是（　　）
A.低温下为自发过程，高温下为非自发过程
B.任何温度下为非自发过程
C.高温下为自发过程，低温下为非自发过程
D.任何温度下为自发过程
2.AB型强电解质在水中的溶解（可视作特殊的化学反应）表示为AB（s）An＋（aq）＋Bn－（aq），其焓变和熵变分别为ΔH和ΔS。对于不同组成的AB型强电解质，下列说法正确的是（　　）
A.ΔH和ΔS均大于零
B.ΔH和ΔS均小于零
C.ΔH可能大于零或小于零，ΔS大于零
D.ΔH和ΔS均可能大于零或小于零
　焓变、熵变和温度对化学反应方向的影响
ΔH ΔS ΔH－TΔS 反应情况
＜0 ＞0 ＜0 在任何温度下均自发进行
＞0 ＜0 ＞0 在任何温度下均非自发进行
＞0 ＞0 低温为正，高温为负 低温时非自发，高温时自发
＜0 ＜0 低温为负，高温为正 低温时自发，高温时非自发
考向2　化工生产适宜条件的选择
3.据报道，在300 ℃、70 MPa下由二氧化碳和氢气合成乙醇已成为现实：2CO2（g）＋6H2（g）CH3CH2OH（g）＋3H2O（g），下列叙述错误的是（　　）
A.使用Cu—Zn—Fe催化剂可大大提高生产效率
B.反应需在300 ℃进行，由此可推测该反应是吸热反应
C.充入大量CO2气体可提高H2的转化率
D.从平衡混合气体中分离出CH3CH2OH和H2O，可提高CO2和H2的利用率
4.〔教材习题改编〕已知：2SO2 （g）＋O2（g）2SO3 （g）　ΔH＝－196.6 kJ·mol－1。起始反应物为SO2和O2（物质的量之比为2∶1，且总物质的量不变）。SO2的平衡转化率（％）随温度和压强的变化如下表，下列说法不正确的是（　　）
温度/℃ 平衡时SO2的转化率/％
0.1 MPa 0.5 MPa 1 MPa 5 MPa 10 MPa
450 97.5 98.9 99.2 99.6 99.7
550 85.6 92.9 94.9 97.7 98.3
A.从理论上分析，为了使SO2尽可能多地转化为SO3，应选择的条件是450 ℃、10 MPa
B.在实际生产中，选定的温度为400～500 ℃，原因是温度较低，会使反应速率减小，达到平衡所需时间变长
C.在实际生产中，采用的压强为常压，原因是常压下SO2的转化率已经很高
D.在不同温度、压强下，转化相同物质的量的SO2所需要的时间相等
化学反应适宜条件选择的思维流程
考点二　化学平衡的移动
必备知识
1.化学平衡的移动
（1）过程
（2）图示
由上图可推知：
①化学反应条件改变，使正、逆反应速率不再相等，化学平衡才会发生移动。
②化学平衡发生移动，化学反应速率一定改变。
2.若其他条件不变，改变下列条件，对化学平衡的影响
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
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
〔人教选择性必修1〕
温度对化学平衡的影响
实验：在CuCl2溶液中存在如下平衡
[Cu（H2O）4]2＋（蓝色）＋4Cl－[CuCl4]2－（黄色）＋4H2O　ΔH＞0。
将分别盛有2 mL 0.5 mol·L－1 CuCl2溶液的两支试管，一支试管先加热，然后置于冷水中，与另一支试管进行对比。
（1）填空
实验步骤 实验现象 结论
加热试管 溶液由蓝色变为　　　　色 在其他条件不变时，升高温度，平衡向　　　　　
将上述试管置于冷水中 溶液由黄绿色变为蓝绿色 在其他条件不变时，降低温度，平衡向　　　　　
（2） 在对CuCl2溶液加热时，并不能看到溶液变为[CuCl4]2－的黄色，原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　。
3.判断平衡移动的两种特殊情况
（1）惰性气体（不参与反应气体）对化学平衡的影响
①恒温、恒容条件
②恒温、恒压条件
（2）同等程度地改变平衡反应混合物中各物质的浓度时，应视为压强的影响。
　在密闭容器中进行如下反应：CO2（g）＋C（s）2CO（g）　ΔH＞0，达到平衡后，改变某些条件，判断：
（1）增加C（s）的量，则平衡　　　　　（填“逆向移动”“正向移动”或“不移动”，下同），v（CO2）　　　　（填“增大”“减小”或“不变”，下同）。
（2）恒温条件下，增大反应容器的容积，则平衡　　　　，c（CO）　　　　。
（3）保持反应容器的容积和温度不变，通入氦气，则平衡　　　　，v（CO2）　　　　。
（4）保持反应容器的压强不变，通入Ar气，则平衡　　　　，c（CO2）　　　　。
4.勒夏特列原理
（1）含义
如果改变影响化学平衡的一个因素（如温度、压强及参加反应的物质的浓度），平衡就向着能够　　　　这种改变的方向移动。
（2）注意
①勒夏特列原理的适用对象是可逆过程。②化学平衡移动的目的是“减弱”外界条件的改变，而不是“抵消”外界条件的改变，改变是不可逆转的。
易错辨析
（1）化学平衡发生移动，化学反应速率一定改变，但化学反应速率改变，化学平衡不一定发生移动。（　　）
（2）对于反应：3SiCl4（g）＋2N2（g）＋6H2（g）Si3N4（s）＋12HCl（g）　ΔH＜0，其他条件不变，增大Si3N4的物质的量，平衡向左移动。（　　）
（3）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。（　　）
（4）对于反应：2SO2（g）＋O2（g）2SO3（g）　ΔH＜0，降低温度，正反应速率减小程度比逆反应速率减小程度大。（　　）
（5）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。（　　）
（6）化学平衡正向移动，反应物的转化率不一定增大。（　　）
（7）向平衡体系FeCl3＋3KSCNFe（SCN）3＋3KCl中加入适量KCl固体，平衡逆向移动，溶液的颜色变浅。（　　）
关键能力
考向1　化学平衡移动方向的判断
1.将NO2装入带活塞的密闭容器中，当反应2NO2（g）N2O4（g）达到平衡后，改变下列一个条件，其中叙述正确的是（　　）
A.升高温度，气体颜色加深，则此反应为吸热反应
B.慢慢压缩气体体积，平衡向右移动，混合气体颜色变浅
C.慢慢压缩气体体积，若体积减小一半，压强增大，但小于原来的两倍
D.恒温恒压时，充入惰性气体，平衡向左移动，混合气体的颜色变深
2.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）　ΔH1＜0
②M（g）＋N（g）R（g）＋Q（g）　ΔH2＞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
3.我国科学家成功利用CO还原NO，从源头上减少煤粉燃烧产生的大气污染。一定温度下，在1 L的恒容密闭容器中，充入1 mol CO和1 mol NO，反应2CO（g）＋2NO（g）N2（g）＋2CO2（g）平衡时，测得c（N2）＝0.2 mol·L－1，下列说法正确的是（　　）
A.升高温度，正、逆反应速率以相同倍数增大
B.加入催化剂使正反应速率加快，逆反应活化能增大
C.若往容器中再通入1 mol NO和1 mol CO2，则此时v正＞v逆
D.若往容器中再通入2 mol CO和1 mol N2，则此时v正＞v逆
化学平衡移动方向的判断 1.判断方法 （1）依据勒夏特列原理判断。 （2）依据v正与v逆的相对大小判断。 （3）依据K与Q的相对大小判断
当Q＝K时 反应处于平衡状态
当Q＜K时 平衡向正反应方向移动
当Q＞K时 平衡向逆反应方向移动
2.“虚拟路径”法判断化学平衡的移动
（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，从而判断平衡移动方向及对转化率的影响。
（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）
新平衡状态可认为是两个原平衡状态简单的叠加，压强不变，平衡不移动，平衡状态不变，反应物转化率不变。
考向2　勒夏特列原理
4.（2025·四川南山中学月考）下列事实能用勒夏特列原理解释的是（　　）
A.合成氨工业中需采用高温条件
B.对平衡体系2NO2（g）N2O4（g），缩小容器的容积，混合气体的颜色突然加深
C.向H2O2溶液中加入MnO2，单位时间内产生O2的量增多
D.实验室中常用排饱和食盐水的方法收集氯气
5.下列事实不能用平衡移动原理解释的是（　　）
A.FeS可用于除去废水中的Hg2＋
B.25～100 ℃，随温度升高，纯水的pH减小
C.加热FeCl3溶液，液体由黄色变为红褐色
D.2SO2（g）＋O2（g）2SO3（g）　ΔH＜0，采用高温提高单位时间内SO3的产率
考向3　化学平衡移动与平衡转化率的判断
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加入催化剂、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
7.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　　　　。
（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　　　　。
平衡转化率（α）的分析与判断 （1）对于反应mA（g）＋nB（g）pC（g）＋qD（g），若反应物起始物质的量之比等于化学计量数之比，达到平衡后，它们的转化率相等。
（2）对于反应mA（g）＋nB（g）pC（g）＋qD（g）
恒容时只增加反应物A的量 α（A）减小，α（B）增大
同等倍数增大反应物A、B 的量 恒温恒压条件下 α（A）和α（B）均不变
恒温恒容条件下 m＋n＞p＋q α（A）和α（B）均增大
m＋n＜p＋q α（A）和α（B）均减小
m＋n＝p＋q α（A）和α（B）均不变
（3）对于反应mA（g）nB（g）＋pC（g）
增加反应物A的量 恒温恒压条件下 α（A）不变
恒温恒容条件下 m＞n＋p α（A）增大
m＜n＋p α（A）减小
m＝n＋p α（A）不变
1.（2024·浙江6月选考16题）为探究化学平衡移动的影响因素，设计方案并进行实验，观察到相关现象。其中方案设计和结论都正确的是（　　）
选项 影响因素 方案设计 现象 结论
A 浓度 向1 mL 0.1 mol·L－1 K2CrO4溶液中加入1 mL 1.0 mol·L－1 HBr溶液 黄色溶液变橙色 增大反应物浓度，平衡向正反应方向移动
B 压强 向恒温恒容密闭玻璃容器中充入100 mL HI气体，分解达到平衡后再充入100 mL Ar 气体颜色不变 对于反应前后气体总体积不变的可逆反应，改变压强平衡不移动
C 温度 将封装有NO2和N2O4混合气体的烧瓶浸泡在热水中 气体颜色变深 升高温度，平衡向吸热反应方向移动
D 催化剂 向1 mL乙酸乙酯中加入1 mL 0.3 mol·L－1 H2SO4溶液，水浴加热 上层液体逐渐 减少 使用合适的催化剂可使平衡向正反应方向移动
2.（2025·甘肃高考17题节选）乙炔加氢是除去乙烯中少量乙炔杂质，得到高纯度乙烯的重要方法。该过程包括以下两个主要反应：
反应1：C2H2（g）＋H2（g）C2H4（g）　ΔH1＝－175 kJ·mol－1（25 ℃，101 kPa）
反应2：C2H2（g）＋2H2（g）C2H6（g）　ΔH2＝－312 kJ·mol－1（25 ℃，101 kPa）
（1）25 ℃，101 kPa时，反应C2H4（g）＋H2（g）C2H6（g）　ΔH＝　　　　kJ·mol－1。
（2）一定条件下，使用某含Co催化剂，在不同温度下测得乙炔转化率和产物选择性（指定产物的物质的量/转化的乙炔的物质的量）如图所示（反应均未达平衡）。
在60～220 ℃范围内，乙炔转化率随温度升高而增大的原因为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　（任写一条），当温度由220 ℃升高至260 ℃，乙炔转化率减小的原因可能为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
在120～240 ℃范围内，反应1和反应2乙炔的转化速率大小关系为v1　　　　v2（填“＞”“＜”或“＝”），理由为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
3.（2025·陕晋青宁高考17题节选）MgCO3/MgO循环在CO2捕获及转化等方面具有重要应用。科研人员设计了利用MgCO3与H2反应生成CH4的路线，主要反应如下：
Ⅰ.MgCO3（s）MgO（s）＋CO2（g）　ΔH1＝＋101 kJ·mol－1
Ⅱ.CO2（g）＋4H2（g）CH4（g）＋2H2O（g）　ΔH2＝－166 kJ·mol－1
Ⅲ.CO2（g）＋H2（g）H2O（g）＋CO（g）　ΔH3＝＋41 kJ·mol－1
100 kPa下，在密闭容器中H2（g）和MgCO3（s）各1 mol发生反应。反应物（H2、MgCO3）的平衡转化率和生成物（CH4、CO2）的选择性随温度变化关系如图（反应Ⅲ在360 ℃以下不考虑）。
（1）表示CH4选择性的曲线是　　　　（填字母）。
（2）点M温度下，反应Ⅱ的Kp＝　　　　（kPa）－2（列出计算式即可）。
（3）在550 ℃下达到平衡时，n（CO）＝　　　　 mol。500～600 ℃，随温度升高H2平衡转化率下降的原因可能是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
4.（1）（2024·贵州高考17题节选）在无氧环境下，CH4经催化脱氢芳构化可以直接转化为高附加值的芳烃产品。一定温度下，CH4芳构化时同时存在如下反应：
ⅰ.CH4（g）C（s）＋2H2（g）
ΔH1＝＋74.6 kJ·mol－1
ΔS＝＋80.84 J·mol－1·K－1
反应ⅰ在1 000 K时　　　　（填“能”或“不能”）自发进行。
（2）（2024·浙江6月选考19题节选）氢是清洁能源，硼氢化钠（NaBH4）是一种环境友好的固体储氢材料，其水解生氢反应方程式如下：（除非特别说明，本题中反应条件均为25 ℃，101 kPa）
NaBH4（s）＋2H2O（l）NaBO2（aq）＋4H2（g）　ΔH＜0
该反应能自发进行的条件是　　　（填字母）。
A.高温 B.低温
C.任意温度 D.无法判断
（3）（2023·福建高考12题节选）探究甲醇对丙烷制丙烯的影响。丙烷制烯烃过程主要发生的反应有
ⅰ.C3H8（g）C3H6（g）＋H2（g）
ΔH1＝＋124 kJ· mol－1　ΔS1＝＋127 J·K－1· mol－1　Kp1
ⅱ.C3H8（g）C2H4（g）＋CH4（g）
ΔH2＝＋82 kJ· mol－1　ΔS2＝＋135 J·K－1· mol－1　Kp2
ⅲ.C3H8（g）＋2H2（g）3CH4（g）
ΔH3＝－120 kJ· mol－1　ΔS3＝＋27.5 J·K－1· mol－1　Kp3
比较反应自发进行（ΔG＝ΔH－TΔS＜0）的最低温度，反应ⅰ　　　　（填“＞”或“＜”）反应 ⅱ。
第34讲　化学反应的方向和调控　化学平衡的移动
考点一
必备知识
2.（2）②＞　＞
3.＞　＜　
4.（1）①减小　＜　＜　＜　能　②高温　高压　低温　高压　③铁触媒
易错辨析
　（1）×　（2）√　（3）√　（4）√　（5）×　（6）√
关键能力
1.C　当ΔH－TΔS＜0时，反应能自发进行。该反应ΔH＞0，ΔS＞0，只有T很大即高温时，才能保证ΔH－TΔS＜0，即高温下该反应为自发过程，低温下该反应为非自发过程，C符合题意。
2.D　强电解质溶于水有的放热，如Na2CO3等，有的吸热，如碳酸氢钠等，所以在水中溶解对应的ΔH可能大于零或小于零；AB型强电解质固体溶于水，存在熵的变化，固体转化为离子，混乱度是增加的，但离子在水中存在水合过程，这样会引发水的混乱度的变化，让水分子会更加规则，即水的混乱度下降，所以整个溶解过程的熵变ΔS，取决于固体转化为离子的熵增与水合过程的熵减两个作用的相对大小关系。若是前者占主导，则整个溶解过程熵增，即ΔS＞0，反之，熵减，即ΔS＜0。综上所述，D项符合题意。
3.B　反应加热与反应放热还是吸热没有直接的关系，如煤的燃烧放热，但需要加热；充入大量CO2气体平衡会正向移动，所以可提高H2的转化率；从平衡混合气体中分离出CH3CH2OH和H2O会使平衡正向移动，所以可提高CO2和H2的利用率。
4.D　根据表中数据可知，450 ℃、10 MPa时SO2的转化率最高，此时反应速率较大，A正确；温度较低，会使反应速率减小，达到平衡所需时间变长；温度较高，二氧化硫的转化率会降低，实际生产中，选定的温度为400～500 ℃，B正确；结合表中数据可知，常压下SO2的转化率已经很高，增大压强时，转化率提升不明显，但对材料的强度和设备制造的要求均提高很多，因此实际生产中采用的压强为常压，C正确；在不同温度、压强下， SO2的转化率和反应速率不同，转化相同物质的量的SO2所需要的时间不相等，D错误。
考点二
必备知识
2.正反应　逆反应　减小　增大　不　吸热　放热
教材挖掘：（1）黄绿　吸热反应方向移动　放热反应方向移动
（2）加热时，平衡正向移动，[Cu（H2O）4]2＋有部分转化为[CuCl4]2－，[Cu（H2O）4]2＋显蓝色，[CuCl4]2－显黄色，而二者的混合色为绿色，故看不到黄色
3.应用示例：（1）不移动　不变　（2）正向移动　减小　
（3）不移动　不变　（4）正向移动　减小
4.（1）减弱　
易错辨析
　（1）√　（2）×　（3）×　（4）×　（5）×　（6）√　（7）×
关键能力
1.C　升高温度，气体颜色加深，则平衡向左移动，该反应为放热反应，A错误；压缩气体体积，平衡向右移动，但混合气体的颜色比原平衡深，体积减小一半，根据勒夏特列原理，压强小于原平衡的两倍，B错误，C正确；恒温恒压，充入惰性气体，容器容积扩大，平衡向气体分子数增大的方向（即生成NO2的方向）移动，但NO2气体的浓度最终变小，混合气体的颜色变浅，D错误。
2.B　Z为固体，加入适量Z不会使反应①的平衡移动，而反应②与Z无关，故加入Z也不会使反应②的平衡移动，A正确；通入稀有气体Ar，由于容器容积不变，故气体浓度不发生改变，反应①的平衡不移动，B错误；温度降低，反应①平衡正向移动，反应②平衡逆向移动，故无法判断Q浓度的增减，C正确；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平衡逆向移动，则N的浓度增大，D正确。
3.D　可建立如下三段式：
2NO（g）＋2CO（g）N2（g）＋2CO2（g）
起始量/（mol·L－1） 1 1 0 0
变化量/（mol·L－1） 0.4 0.4 0.2 0.4
平衡量/（mol·L－1） 0.6 0.6 0.2 0.4
K＝≈0.25。升高温度，平衡一定发生移动，则正、逆反应速率增大的倍数不同，A错误；加入催化剂使正反应速率加快，该催化剂降低正反应的活化能，则逆反应活化能也减小，B错误；若往容器中再通入1 mol NO和1 mol CO2，浓度商Q＝≈0.43＞0.25，则此时平衡逆向移动，v正＜v逆，C错误；若往容器中再通入2 mol CO和1 mol N2，则此时Q＝≈0.079＜0.25，平衡正向移动，v正＞v逆，D正确。
4.D　合成氨为放热反应，根据勒夏特列原理，低温有利于平衡正向移动，但考虑到化学反应速率的快慢，合成氨工业中需采用高温条件，A错误；对平衡体系2NO2（g）N2O4（g），缩小容器的容积，NO2的浓度增大，混合气体的颜色突然加深，根据勒夏特列原理该平衡会正向移动，颜色会逐渐变浅，B错误；向H2O2溶液中加入MnO2，单位时间内产生O2的量增多的原因是MnO2作催化剂加快了反应速率，C错误。
5.D　存在FeS（s）Fe2＋（aq）＋S2－（aq），S2－与Hg2＋生成硫化汞沉淀，平衡正向移动，A不符合题意；H2OH＋＋OH－吸热，升高温度，平衡正移，pH减小，B不符合题意；Fe3＋＋3H2OFe（OH）3＋3H＋吸热，升高温度，平衡正移，液体由黄色变为红褐色，C不符合题意；2SO2（g）＋O2（g）2SO3（g）　ΔH＜0，采用高温，可以加快化学反应速率，提高单位时间内SO3的产率，与平衡移动无关，D符合题意。
6.B　题给反应是气体体积增大的吸热反应，若要提高COCl2的转化率，则改变条件使平衡右移，其中，升温、减压能使平衡右移；⑥恒压下通入惰性气体，参加反应的各组分气体浓度同等程度减小，即相当于减小压强，平衡右移，COCl2的转化率增大。
7.（1）正反应　减小　增大　（2）正反应　不变　不变　
（3）正反应　增大　减小
【真题演练】
1.C　在K2CrO4溶液中存在平衡：2Cr（黄色）＋2H＋Cr2（橙色）＋H2O ，且该溶液具有氧化性，HBr具有还原性，向1 mL 0.1 mol·L－1 K2CrO4溶液中加入1 mL 1.0 mol·L－1 HBr溶液，可发生氧化还原反应生成Br2使溶液变为橙色，干扰探究浓度对化学平衡的影响，A错误；反应2HIH2＋I2为反应前后气体总体积不变的可逆反应，向恒温恒容密闭玻璃容器中充入100 mL HI气体，分解达到平衡后再充入100 mL Ar，不能改变反应混合物中各组分的浓度，平衡不发生移动，气体颜色不变，不能得到题述结论，B错误；反应2NO2N2O4为放热反应，升高温度，气体颜色变深，说明平衡逆向移动，即向吸热反应方向移动，C正确；催化剂只会改变化学反应速率，不影响平衡移动，D错误。
2.（1）－137　（2）升高温度，反应速率加快（或升高温度，催化剂活性增强）　220～260 ℃时，催化剂活性降低　＞　乙烯的选择性高于乙烷的选择性，反应1的转化速率大
解析：（1）根据盖斯定律可知，目标反应＝反应2－反应1，故ΔH＝ΔH2－ΔH1＝－137 kJ·mol－1。（2）在60～220 ℃范围内，反应未达到平衡状态，升高温度，反应速率加快，故乙炔转化率随温度的升高而增大，另外催化剂活性增强也可加快反应速率，提高乙炔转化率；而温度由220 ℃升高至260 ℃时，催化剂活性降低，故乙炔转化率减小；由图中产物选择性曲线可知，在120～240 ℃范围内，乙烯的选择性高于乙烷的选择性，故反应1的转化速率大，即v1＞v2。
3.（1）c　（2）　（3）0.2　反应Ⅱ平衡逆向移动的程度大于反应Ⅲ平衡正向移动的程度
解析：（1）360 ℃以下，曲线b、c对应的数值之和约为1，则其代表选择性曲线，反应Ⅰ为吸热反应，升高温度，平衡正向移动，MgCO3的平衡转化率增大，则曲线a为MgCO3的平衡转化率曲线。反应Ⅱ为放热反应，升高温度，平衡逆向移动，CH4的选择性降低，且反应Ⅲ在360 ℃以下不考虑，则曲线c为CH4的选择性曲线。（2）点M温度下，MgCO3的平衡转化率为49.0％、CH4的选择性为50％（反应Ⅲ在360 ℃以下不考虑），则MgCO3转化0.49 mol，反应Ⅰ生成0.49 mol CO2，故可看作反应Ⅱ中起始时CO2为0.49 mol、H2为1 mol，达平衡时CH4为0.245 mol，列三段式：
CO2（g） ＋ 4H2（g）CH4（g） ＋ 2H2O（g）
起始量/mol 0.49 1 0 0
转化量/mol 0.245 0.98 0.245 0.49
平衡量/mol 0.245 0.02 0.245 0.49
平衡时气体的总物质的量为0.245 mol＋0.02 mol＋0.245 mol＋0.49 mol＝1 mol，平衡时气体的总压强为100 kPa。故反应Ⅱ的Kp＝＝（kPa）－2。（3）由题图可知，在550 ℃下达到平衡时，MgCO3的平衡转化率为100％，CH4的选择性为10％，CO2的选择性为70％，则根据C原子守恒和选择性的定义，CO的选择性为20％，故CO的物质的量为1 mol×20％＝0.2 mol。500～600 ℃，反应Ⅰ已反应完全，随温度升高，H2平衡转化率下降的原因可能是升高温度，反应Ⅱ平衡逆向移动的程度大于反应Ⅲ平衡正向移动的程度。
4.（1）能　（2）C　（3）＞
解析：（1）ΔG＝ΔH－TΔS＜0时反应能自发进行，1 000 K时反应ⅰ的ΔG＝74.6 kJ·mol－1－1 000 K×80.84×10－3 kJ·mol－1·K－1＝－6.24 kJ·mol－1＜0，故1 000 K时反应ⅰ能自发进行。（2）反应NaBH4（s）＋2H2O（l）NaBO2（aq）＋4H2（g）　ΔH＜0，ΔS＞0 ，由ΔG＝ΔH－TΔS可知，任意温度下ΔG都小于0，该反应均能自发进行。（3）反应ⅰ的ΔG＝124－127T（未带单位）＜0，T＞，同理可得反应ⅱ：T＞，故反应ⅰ的最低温度比反应ⅱ的最低温度大。
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