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第42讲　化学平衡状态　化学平衡移动
1．了解可逆反应的含义，掌握化学平衡状态的特征及判断方法。
2．了解浓度、压强、温度对化学平衡状态的影响。
3．能运用浓度、压强、温度对化学平衡的影响，推测平衡移动方向及浓度、转化率等的变化。
[课标标准]
1．化学平衡研究的对象——可逆反应
考点一
可逆反应与化学平衡状态的建立
正反应
逆反应
同时
小于

2．化学平衡状态
(1)概念
一定条件下的可逆反应中，当正、逆反应速率______时，反应物和生成物的浓度均保持不变，即体系的组成不随时间而改变的状态。
(2)建立过程
相等
最大
逐渐减小
逐渐增大
＝
保持不变
(3)特征
可逆
＝
浓度(或百分含量)
3．判断化学平衡状态的两种标志
(1)动态标志：v(正)＝v(逆)≠0
①同种物质：同一物质的生成速率______消耗速率。
②不同物质：必须标明是“异向”的反应速率关系。例如，aA(g)＋bB(g) cC(g)＋dD(g)，若v正(A)∶v逆(B)＝_______时，该反应达到平衡状态。
等于
a∶b
(2)静态标志：各种“物理量”不变
①各物质的质量、物质的量或浓度不变。
②各物质的百分含量(物质的量分数、质量分数等)不变。
③温度、压强(反应化学方程式两边气体体积不相等)或颜色(某组分有颜色)不变。
总之，若物理量由变量变成不变量，则表明该可逆反应达到平衡状态；若物理量为“不变量”，则不能作为平衡标志。
正确的打“√”，错误的打“×”。
(1)少量氯气通入大量水中，所得溶液呈浅黄绿色，且具有酸性和漂白性，故氯气与水的反应为可逆反应(　　)
(2)可逆反应到达平衡时，各组分的浓度相等(　　)
(3)可逆反应平衡时，生成物不再变化，反应停止(　　)
(4)反应N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g)达到平衡时，c(N2)∶c(H2)∶c(NH3)＝1∶3∶2(　　)
(5)N2O4(g) 2NO2(g)达到平衡时，v正(N2O4)一定等于v逆(NO2)(　　)
√
×
×
×
×
1．在某恒容密闭容器中进行反应：2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g)。已知：反应开始时，c(SO2)=0.4 mol·L-1，c(O2)=0.1 mol·L-1，c(SO3)=0.3 mol·L-1。在一定条件下，当反应达到平衡时，下列各物质的浓度关系可能存在的是
(　　)
A．c(SO3)＝0.5 mol·L-1
B．c(O2)＝0.25 mol·L-1
C．c(SO2)＋c(SO3)＝0.6 mol·L-1
D．c(SO2)＋c(SO3)＋c(O2)＝0.75 mol·L-1
D
解析：D　当c(SO3)＝0.5 mol·L-1时，c(O2)＝0 mol·L-1，而该反应为可逆反应，O2不能完全反应，A不符合题意；当c(O2)＝0.25 mol·L-1时，c(SO3)＝0 mol·L-1，而该反应为可逆反应，SO3不能完全反应，B不符合题意；由硫元素守恒可知，c(SO2)＋c(SO3)＝0.7 mol·L-1，C不符合题意；依据三段式法可知：
2SO2(g)＋O2(g) 2SO3(g)
起始/(mol·L-1) 0.4 0.1 0.3
转化/(mol·L-1) 0.1 0.05 0.1
某时刻/(mol·L-1) 0.3 0.05 0.4
则c(SO2)＋c(SO3)＋c(O2)＝0.75 mol·L-1，D符合题意。
2．(2026·天津高三检测)一定温度下，在容积恒定的密闭容器中进行可逆反应：A(s)＋2B(g) C(g)＋D(g)，下列叙述能表明该反应已达到平衡状态的是(　　)
①混合气体的密度不再变化时　②容器内气体的压强不再变化时　③混合气体的总物质的量不再变化时　④B的物质的量浓度不再变化时　⑤混合气体的平均相对分子质量不再改变的状态　⑥v正(B)＝2v逆(C)
A．①④⑤⑥　　　　 B．②③⑥
C．②④⑤⑥ D．只有④
A
解析：A　物质A呈固态，反应正向进行时气体质量增大，逆向进行时气体质量减小，容器容积恒定，混合气体密度不变时达到平衡状态，故①正确；该反应前后气体体积不变，所以压强不变时不一定达到平衡状态，故②错误；该反应前后气体物质的量不变，故③错误；B的物质的量浓度不变，说明达到平衡状态，故④正确；混合气体的平均相对分子质量不再改变，说明气体的质量不变，反应达到平衡状态，故⑤正确；v正(B)＝2v逆(C)时，正、逆反应速率相等，反应达到平衡状态，故⑥正确。
3．在一定温度下的恒容容器中，当下列物理量不再发生变化时：①混合气体的压强，②混合气体的密度，③混合气体的总物质的量，④混合气体的平均相对分子质量，⑤混合气体的颜色，⑥各反应物或生成物的浓度之比等于化学计量数之比，⑦某种气体的百分含量。
(1)能说明2SO2(g)＋O2(g) 2SO3(g)达到平衡状态的是________(填序号，下同)。
(2)能说明I2(g)＋H2(g) 2HI(g)达到平衡状态的是________。
(3)能说明NH2COONH4(s) 2NH3(g)＋CO2(g)达到平衡状态的是________。
答案：(1)①③④⑦　(2)⑤⑦　(3)①②③
不能作为判断化学平衡状态“标志”的四种情况
(1)反应组分的物质的量之比等于化学方程式中相应物质的化学计量数之比。
(2)恒温恒容下的体积不变的反应，体系的压强或总物质的量不再随时间而变化，如2HI(g) H2(g)＋I2(g)。
(3)全是气体参加的体积不变的反应，体系的平均相对分子质量不再随时间而变化，如2HI(g) H2(g)＋I2(g)。
(4)全是气体参加的反应，恒容条件下体系的密度保持不变。
1．化学平衡的移动
(1)过程
考点二
化学平衡的移动
(2)图示
(3)化学平衡移动与化学反应速率的关系
①v正>v逆：平衡向_______________移动。
②v正＝v逆：反应达到平衡状态，_________平衡移动。
③v正正反应方向
不发生
逆反应方向
2．影响化学平衡的因素
若其他条件不变，改变下列条件对化学平衡的影响如下：
改变的条件(其他条件不变) 化学平衡移动的方向
浓度 增大反应物浓度或减小生成物浓度
减小反应物浓度或增大生成物浓度
正反应
逆反应
改变的条件(其他条件不变) 化学平衡移动的方向 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
减小 压强
反应前后气体体积不变 改变 压强
温度 升高温度 降低温度 催化剂 同等程度改变v正、v逆，平衡不移动 减小
增大
不
吸热
放热
3.几种特殊情况说明
(1)改变固体或纯液体的量对化学平衡没影响。
(2)“惰性气体”对化学平衡的影响
①恒温、恒容条件
②恒温、恒压条件
(3)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。
4．勒夏特列原理
(1)含义：如果改变影响化学平衡的条件之一(如温度、压强以及参加反应的化学物质的浓度)，平衡将向着能够减弱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。
正确的打“√”，错误的打“×”。
(1)当改变条件使v正增大时，平衡一定向正反应方向移动(　　)
(2)化学平衡发生移动，速率一定改变；速率改变，化学平衡一定发生移动(　　)
(3)化学平衡正向移动，反应物的转化率不一定增大(　　)
(4)恒容条件下，增加气体反应物的量，平衡正向移动，反应物的转化率一定增大(　　)
(5)NO2与N2O4的平衡体系：2NO2 N2O4，加压后颜色变浅(　　)
×
×
√
×
×
1．(2026·湖南三新高三期中)下列事实不能用勒夏特列原理来解释的是
(　　)
A．夏天打开啤酒瓶盖产生大量泡沫
B．实验室中可用浓氨水和NaOH固体快速制氨气
C．合成氨时，原料气必须经过净化
D．压缩装有NO2的注射器，气体颜色先变深后变浅
C
解析：C　啤酒中CO2溶于水是气体分子数减小的过程，打开瓶盖，减小压强，平衡向生成CO2的方向移动，产生气泡，能用勒夏特列原理解释，A不符合题意；氨水中存在平衡：NH3＋＋OH－，加入氢氧化钠固体，氢氧化钠固体溶解放出大量的热，并使溶液中氢氧根离子浓度增大，上述平衡逆向移动，溶解放出的热量有利于氨气逸出，从而达到快速制氨气的目的，用浓氨水和氢氧化钠固体快速制氨气可用勒夏特列原理来解释，B不符合题意；合成氨时，原料气中的杂质会使催化剂中毒，因此原料气必须经过净化，而催化剂不影响平衡移动，不能用勒夏特列原理解释，C符合题意；压缩装有NO2的注射器，NO2浓度先变大，平衡再向生成N2O4的方向移动，气体颜色先变深后变浅，能用勒夏特列原理解释，D不符合题意。
2．(1)Fe3+＋3SCN－ Fe(SCN)3(红色)，加入较浓的FeCl3溶液，溶液红色________，平衡________移动；加入少量KCl固体，溶液红色________，平衡________移动。
(橙色)＋(黄色)＋2H＋，滴加NaOH溶液，溶液颜色________，平衡________移动；滴加硫酸溶液，溶液颜色________，平衡________移动。
答案：(1)加深　正向　不变　不　(2)由橙色变为黄色　正向　橙色加深　逆向
3．(2026·山东日照高三月考)对于以下三个反应，从反应开始进行至达到平衡后，保持温度、容积不变，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________。
答案：(1)正反应　减小　增大　(2)正反应　不变　不变　(3)正反应　增大　减小
平衡转化率的分析与判断
反应aA(g)＋bB(g) cC(g)＋dD(g)的转化率分析
①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若只增加A的量，平衡正向移动，B的转化率增大，A的转化率减小。
③若按原比例同倍数地增加(或降低)A、B的浓度，等效于压缩(或扩大)容器体积，气体反应物的转化率与化学计量数有关。具体如下：
1．(2025·甘肃卷，4)CO2加氢转化成甲烷，是综合利用CO2实现“碳中和”和“碳达峰”的重要方式。525 ℃，101 kPa下，CO2(g)＋4H2(g)===CH4(g)＋2H2O(g)　ΔH＝－185 kJ·mol-1。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H2浓度 D．恒容下充入惰性气体
真题
体验
C
解析：C　该反应为气体分子数减小的反应，减小体系压强，平衡向气体分子数增大的方向移动，即平衡向逆反应方向移动，A错误；该反应为放热反应，升高温度，平衡向吸热反应方向移动，即平衡向逆反应方向移动，B错误；增大H2浓度，反应物浓度增大，平衡向正反应方向移动，C正确；恒容下充入惰性气体，各物质浓度不变，平衡不移动，D错误。
2．(2024·江西卷，9)温度T下，向1 L真空刚性容器中加入1 mol(CH3)2CHOH，反应达到平衡时，c(Y)＝0.4 mol·L-1，下列说法正确的是(　　)
(CH3)2CHOH(g) (CH3)2CO(g)＋H2(g)
　　　　X　　　　　　　Y　　　　Z
A．再充入1 mol X和1 mol Y，此时v正B．再充入1 mol X，平衡时c(Y)＝0.8 mol·L-1
C．再充入1 mol N2，平衡向右移动
D．若温度升高，X的转化率增加，则上述反应ΔH<0
A
解析：A　反应达到平衡时，c(Y)＝0.4 mol·L-1，则c(X)＝0.6 mol·L-1，c(Z)＝0.4 mol·L-1。该温度下，反应的平衡常数K＝。再充入1 mol X和1 mol Y，Q＝>，平衡逆向移动，A正确；该反应的正反应是气体分子数增大的反应，再充入1 mol X，相当于原平衡体系中的各物质的物质的量增大至2倍后再次达到平衡，由于压强增大，平衡逆向移动，则平衡时c(Y)小于0.8 mol·L-1，B错误；再充入1 mol N2，X、Y、Z的浓度没有发生变化，平衡不移动，C错误；升高温度，X的转化率增加，说明平衡正向移动，则该反应为吸热反应，ΔH>0，D错误。
3．(2025·江西卷，12)一定压强下，乙烯水合反应为：C2H4(g)＋H2O(g) C2H5OH(g)
已知：ΔH(J·mol-1)＝－34 585－26.4T
ΔG(J·mol-1)＝－34 585＋26.4T·lnT＋45.19T
气体均视为理想气体，下列说法正确的是(　　)
A．反应的活化能：E正>E逆
B．恒温恒容充入N2，平衡向左移动
C．ΔS随温度升高而降低
D．平衡后，升高温度，Δv正>Δv逆
C
解析：C　ΔH ＝ E正－E逆，题目中ΔH＝－345 85－26.4T，为负值且随温度升高，ΔH变小，为放热反应，说明E正 < E逆，A错误；恒温恒容充入N2，总压增大但各反应物分压不变，平衡不移动，B错误；由ΔG＝ΔH－TΔS代入数据得，ΔS＝－71.59－26.4 lnT，温度T升高时lnT增大，ΔS减小，即ΔS随温度升高而降低，C正确；该反应的ΔH<0，为放热反应，升温使放热反应的逆反应速率增加更多，Δv逆 > Δv正，D错误。
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(建议用时：45分钟　满分：50分)
一、选择题：本题共10小题，每小题3分，共30分。每小题只有一个选项符合题目要求。
1．在已经处于化学平衡的体系中，如果下列物理量发生变化，其中一定能表明平衡发生了移动的是(　　)
A．反应混合物的浓度
B．反应物的平衡转化率
C．正、逆反应速率
D．反应混合物的压强
限时规范
训练42
B
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解析：B　反应物的平衡转化率发生改变是化学平衡发生移动的标志，而浓度、反应速率、压强的改变不一定能引起平衡移动，如增大反应H2(g)＋I2(g) 2HI(g)的压强，虽然其浓度、压强和反应速率都随之增大，但平衡不会发生移动。
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2．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
B
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解析：B　正反应是气体体积减小的反应，增大压强平衡向正反应方向移动，但N2的浓度仍然比原平衡大，A不正确；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，B正确；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，C不正确；催化剂只能改变反应速率而不能改变平衡状态，D不正确。
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3．(2026·北京丰台高三联考)一定温度下，反应N2O4(g) 2NO2(g)的焓变为ΔH。现将1 mol N2O4充入一恒压密闭容器中，下列示意图正确且能说明反应达到平衡状态的是(　　)
A．①②　　　　　　 B．②④
C．③④ D．①④
D
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解析：D　对于确定的反应，ΔH是恒量，不能作为判断平衡状态的标志，②不正确；该反应是充入1 mol N2O4，正反应速率应是逐渐减小直至不变，③不正确。
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4．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
C
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解析：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；体积减小一半，混合气体的颜色比原平衡深，根据勒夏特列原理，平衡正向移动，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。
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5．COCl2(g) CO(g)＋Cl2(g)　ΔH>0，当反应达到平衡时，下列措施：①升温，②恒容通入惰性气体，③增加CO浓度，④减压，⑤加催化剂，⑥恒压通入惰性气体。能提高COCl2转化率的是(　　)
A．①②④ B．①④⑥
C．②③⑤ D．③⑤⑥
解析：B　该反应为气体体积增大的吸热反应，①升温、④减压均可以促使平衡正向移动；⑥恒压通入惰性气体，相当于减压；②恒容通入惰性气体与⑤加催化剂对平衡没有影响；③增加CO的浓度，平衡逆向移动，不能提高COCl2转化率，故符合条件的为①④⑥。
B
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6．(2026·山东曲阜一中高三月考)一定温度下，在容积不变的密闭容器中进行如下可逆反应：SiF4(g)＋2H2O(g) SiO2(s)＋4HF(g)，下列能表明该反应已达到化学平衡状态的是(　　)
①v正(H2O)＝4v逆(HF)　②SiF4的体积分数不再变化　③容器内气体压强不再变化　 ④4 mol H—O断裂的同时，有2 mol H—F断裂　⑤混合气体的体积不再变化
A．①②③ B．②③
C．②④⑤ D．③④⑤
B
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解析：B　①v正(H2O)＝4v逆(HF)，正、逆反应速率不相等，反应未达到平衡状态，错误；②SiF4的体积分数不再变化，正、逆反应速率相等，反应达到平衡状态，正确；③容器内气体压强不再变化，则混合气体的总物质的量不变，正、逆反应速率相等，反应达到平衡状态，正确；④4 mol H—O断裂的同时，有2 mol H—F断裂，正、逆反应速率不相等，反应未达到平衡状态，错误；⑤容器容积不变，混合气体的体积为定值，故混合气体的体积不再变化，无法判断正、逆反应速率是否相等，无法判断反应是否达到平衡状态，错误。
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7．(2026·湖北黄冈高三段考)某温度下，反应CH2===CH2(g)＋H2O(g) CH3CH2OH(g)在密闭容器中达到平衡，下列说法正确的是
(　　)
A．增大压强，v正>v逆，CH2===CH2浓度减小
B．加入催化剂，平衡时CH3CH2OH(g)的浓度增大
C．恒容下，充入一定量的H2O(g)，平衡向正反应方向移动
D．恒容下，充入一定量的CH2===CH2(g)，CH2===CH2(g)的平衡转化率增大
C
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解析：C　该反应是一个气体分子数减少的反应，增大压强，平衡向正反应方向移动，v正>v逆，由于在密闭容器中增大压强，CH2===CH2浓度增大，A不正确；催化剂不影响化学平衡状态，因此，加入催化剂不影响平衡时CH3CH2OH(g)的浓度，B不正确；恒容下，充入一定量的H2O(g)，反应物浓度增大，平衡向正反应方向移动，C正确；恒容下，充入一定量的CH2===CH2(g)，平衡向正反应方向移动，但是CH2===CH2(g)的平衡转化率减小，D不正确。
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8．(2026·福建福州高三段考)在一定温度下的密闭容器中发生反应：xA(g)＋yB(g) zC(g)，平衡时测得A的浓度为0.50 mol·L-1。保持温度不变，将容器的容积扩大到原来的两倍，再达平衡时，测得A的浓度为0.30 mol·L-1。下列有关判断正确的是(　　)
A．x＋yB．平衡向正反应方向移动
C.B的转化率增大
D．C的体积分数减小
D
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解析：D　容积扩大2倍，若平衡不移动时c(A)＝0.25 mol·L-1，但到达平衡时c(A)＝0.30 mol·L-1>0.25 mol·L-1，说明减小压强，平衡向逆反应方向移动，故x＋y>z，B转化率减小，C的体积分数减小，D项正确。
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9．(2026·吉林长春高三段考)对于平衡体系mA(g)＋nB(g) pC(g)＋qD(g)　ΔH<0，下列结论不正确的是(　　)
A．若温度不变，将容器的容积缩小到原来的一半，达到新平衡时A的浓度为原来的1.5倍，则m＋n>p＋q
B．若平衡时，A、B的转化率相等，则说明反应开始时，A、B的物质的量之比为m∶n
C．若m＋n>p＋q，则往含有a mol气体的平衡体系中再加入a mol B，达到新平衡时气体的总物质的量小于2a mol
D．若温度不变时，压强增大到原来的2倍，则达到新平衡时，总体积一定比原来的要小
D
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解析：D　将容器容积缩小到原来一半(即加压)的瞬间，A的浓度为原来的2倍，达到新平衡时A的浓度为原来的1.5倍，即平衡右移，根据平衡移动原理可推知m＋n>p＋q，A正确；设起始时A、B的物质的量分别为x、y，平衡时A、B的转化率分别为α、β，xα∶yβ＝m∶n，当α＝β时，x∶y＝m∶n，B正确；若m＋n>p＋q，反应中气体分子总数减小，则往含有a mol气体的平衡体系中再加入a mol B，平衡正向移动，达到新平衡时气体的总物质的量小于2a mol，C正确；若温度不变，m＋n＝p＋q，缩小容器容积使压强增大到原来的2倍，则平衡不移动，总体积等于原来的，D错误。
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10．(2025·辽宁辽东南协作校联考)反应2NO2(g) N2O4(g)　ΔH＝－57 kJ·mol-1，在温度为T1、T2时，平衡体系中NO2的体积分数随压强变化曲线如图所示。下列说法错误的是(　　)
A．温度：T1B．X、Y两点的反应速率：X>Y
C．X、Z两点气体的颜色：X浅、Z深
D．X、Z两点气体的平均相对分子质量：X>Z
D
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解析：D　该反应的ΔH<0，升高温度，平衡逆向移动，NO2的体积分数增大，由于图中X点NO2的体积分数大于Y点，则温度：T1Y，B正确；X、Z两点温度相同，压强不同，NO2为红棕色气体，增大压强，气体浓度增大，平衡正向移动，但根据勒夏特列原理，平衡移动只能减弱改变而不能消除改变，再达到平衡时气体浓度仍比原平衡时大，则X、Z两点气体的颜色：X浅、Z深，C正确；X、Z两点温度相等，Z点的压强大，增大压强，化学平衡正向移动，
Z点时气体的总物质的量小，气体总质量不变，
则平均相对分子质量大，即平均相对分子质
量：X11
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二、非选择题：本题共2小题。
11．(6分)用CO2制备CH3OH可实现CO2的能源化利用，反应如下：CO2(g)＋3H2(g) CH3OH(g)＋H2O(g)。
工业上用CO2制备CH3OH的过程中存在以下副反应：CO2(g)＋H2(g) CO(g)＋H2O(g)　ΔH＝＋41.2 kJ·mol-1。将反应物混合气按进料比n(CO2)∶n(H2)＝1∶3通入反应装置，选择合适的催化剂，发生反应。
(1)不同温度和压强下，CH3OH平衡产率和CO2平衡转化率分别如图1、图2。
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ⅰ.图1中，压强p1________(填“>”“＝”或“<”)p2。
ⅱ.图2中，压强为p2，温度高于503 K后，CO2平衡转化率随温度升高而增大的原因是_____________________________ __________________________________________________________________________________________________________________________________________。
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(2)实际生产中，测得压强为p3时，相同时间内不同温度下的CH3OH产率如图3。
图3中523 K时的CH3OH产率最大，可能的原因是________(填字母)。
a．此条件下主反应限度最大
b．此条件下主反应速率最快
c．523 K时催化剂的活性最强
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解析：(1)ⅰ.反应CO2(g)＋3H2(g) CH3OH(g)＋H2O(g)为气体分子总数减小的反应，压强增大，平衡向正反应方向移动，有利于甲醇的生成；由图1可知p1时的甲醇平衡产率高于p2时的，因此，p1>p2；ⅱ.图2中，压强为p2，CO2平衡转化率为正反应和副反应的CO2平衡转化率之和，副反应为吸热反应，随温度升高CO2平衡转化率升高，主反应为放热反应，温度高于503 K后，CO2平衡转化率降低，因温度较高时，CO2平衡转化率主要取决于副反应，所以CO2平衡转化率随温度升高而增大。
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(2)图3中523 K时的CH3OH产率最大，主反应为放热反应，升高温度，平衡向吸热方向移动，a错误；温度越高，速率越快，所以此条件下主反应速率最快，造成产率增大，b正确；催化剂能成千上万倍的增大反应速率，说明523 K时催化剂的活性最强，c正确。
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答案：(1)ⅰ.>　ⅱ.CO2平衡转化率为正反应和副反应的CO2平衡转化率之和，副反应为吸热反应，随温度升高CO2平衡转化率升高，主反应为放热反应，随温度升高CO2平衡转化率降低，温度较高时，CO2平衡转化率主要取决于副反应　(2)bc
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12．(14分)氨是一种重要的化工原料，在工农业生产中有广泛的应用。
(1)在一定温度下，在固定容积的密闭容器中进行可逆反应：N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g)。该可逆反应达到平衡的标志是________(填字母)。
A．3v正(H2)＝2v逆(NH3)
B．单位时间生成m mol N2的同时生成3m mol H2
C．容器内的总压强不再随时间而变化
D．混合气体的密度不再随时间变化
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(2)工业上可用天然气为原料来制取合成氨的原料气氢气。某研究性学习小组的同学模拟工业制取氢气的原理，在一定温度下，体积为2 L的恒容密闭容器中测得如下表所示数据。请回答下列问题：
时间/min CH4/mol H2O/mol CO/mol H2/mol
0 0.40 1.00 0 0
5 a 0.80 c 0.60
7 0.20 b 0.20 d
10 0.21 0.81 0.19 0.64
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①分析表中数据，判断5 min时反应是否处于平衡状态？________(填“是”或“否”)，前5 min反应的平均反应速率v(CH4)＝______________。
②反应在7～10 min内，CO的物质的量减少的原因可能是________(填字母)。
A．减少CH4的物质的量
B．降低温度
C．升高温度
D．充入H2
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(3)氨的催化氧化：4NH3(g)＋5O2(g) 4NO(g)＋6H2O(g)是工业制硝酸的重要反应。在1 L密闭容器中充入4 mol NH3(g)和5 mol O2(g)，保持其他条件不变，测得c(NO)与温度的关系如图所示。该反应的ΔH________(填“>”“<”或“＝”)0；T0 ℃下，NH3的转化率为________。
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解析：(1)当3v逆(NH3)＝2v正(H2)时反应达到平衡，A项错误；生成m mol N2，必生成3m mol H2，但反应不一定达到平衡，B项错误；此反应为反应前后气体分子数不相等的反应，压强不变可以说明反应达到平衡状态，C项正确；混合气体总质量不变，容器容积不变，所以混合气体的密度始终不变，故混合气体的密度不变不能说明反应达到平衡状态，D项错误。(2)①根据反应CH4(g)＋H2O(g) CO(g)＋3H2(g)，结合表中数据5 min时H2为0.60 mol，可知CO为0.20 mol，即c＝0.20，则a＝0.20，7 min时，各物质的物质的量与5 min时相同，所以5 min 时反应达到平衡；v(CH4)＝＝0.02 mol·L-1·min-1。②10 min时，只有CO的物质的量减少，其他物质的物质的量都增加，所以原因只能是充入氢气，使平衡逆向移动，选D。
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(3)由图像可知，NO的浓度达到最大值后，随温度升高，NO的浓度又逐渐减小，所以该反应的ΔH<0；T0 ℃时，c(NO)＝3 mol·L-1，则反应消耗的n(NH3)＝3 mol，NH3的转化率为×100%＝75%。
答案：(1)C　(2)①是　0.02 mol·L-1·min-1　②D　(3)<　75%

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