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第4课时　温度、催化剂对化学平衡的影响(基础课)
素养 目标 1．从变化的角度认识化学平衡的移动，即可逆反应达到平衡后，温度改变，平衡将会发生移动而建立新的平衡。 2．通过实验论证说明温度、催化剂的改变对化学平衡移动的影响，构建分析判断化学平衡移动方向的思维模型(勒夏特列原理)。
旧知 回顾 1．对于反应2SO2(g)＋O2(g) 2SO3(g)　ΔH<0，改变下列条件化学平衡向正反应方向移动的是①③(填序号)。 ①增大O2的浓度　②增大c(SO3)　③恒温下加压　④恒温恒压下充入Ar气　 ⑤恒温恒容下充入Ar气 2．对于反应N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g)，如图v-t图像中t1改变的条件是增大压强。
知识点一　温度、催化剂对化学平衡的影响
1．温度对化学平衡的影响
(1)实验探究温度对化学平衡的影响
按表中实验步骤要求完成实验，观察实验现象，填写下表：
实验 原理 2NO2(g)(红棕色) N2O4(g)(无色)　ΔH＝－56.9 kJ·mol-1
实验 步骤
实验 现象 热水中混合气体颜色加深；冰水中混合气体颜色变浅
实验 结论 混合气体受热时颜色加深，说明NO2浓度增大，即平衡向逆反应方向移动；混合气体被冷却时颜色变浅，说明NO2浓度减小，即平衡向正反应方向移动
(2)温度对化学平衡的影响规律
①任何化学反应都伴随着能量的变化(放热或吸热)，所以任意可逆反应的化学平衡状态都受温度的影响。
②当其他条件不变时：
温度升高，平衡向吸热反应的方向移动；
温度降低，平衡向放热反应的方向移动。
v-t图像分析温度对化学平衡的影响
2．催化剂对化学平衡的影响
(1)催化剂对化学平衡的影响规律
当其他条件不变时，催化剂不能改变达到化学平衡状态时反应混合物的组成，但是使用催化剂能改变反应达到化学平衡所需的时间和反应速率。
(2)用v-t图像分析催化剂对化学平衡的影响
t1时刻，加入催化剂，v′(正)、v′(逆)同等倍数增大，则v′(正)＝v′(逆)，平衡不移动。
一般说的催化剂都是指的正催化剂，即可以加快反应速率。特殊情况下，也使用负催化剂，减慢反应速率。
1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。
(1)对于吸热反应，升高温度，平衡向正反应方向移动，是因为v正增大、v逆减小。 (　×　)
(2)其他条件不变时，升高温度平衡向逆反应方向移动，说明该反应为放热反应。 (　√　)
(3)升高温度，反应速率加快，但反应物的转化率可能降低。 (　√　)
(4)催化剂不改变化学平衡状态是因为v正、v逆没有改变。 (　×　)
(5)催化剂可以改变反应物的转化率。 (　×　)
2．在固定容积的密闭容器中，发生反应：2X(g)＋Y(s) Z(g)＋W(g)，其化学平衡常数与温度的关系如表：
T/℃ 700 800 900 1 000 1 200
K 0.6 0.9 1.3 1.8 2.7
对该反应而言，下列说法正确的是 (　　)
A．增大压强，平衡向正反应方向移动
B．温度不变，增加X的量，K增大
C．达到平衡后，加入催化剂，反应物转化率增大
D．该反应的正反应为吸热反应
D　[反应2X(g)＋Y(s) Z(g)＋W(g)中，Y为固体，则反应前后气体体积不变，增大压强平衡不移动，A错误；K只受温度的影响，和物质的量的增加没有关系，即温度不变，增加X的用量，K不变，B错误；达到平衡后，加入催化剂，平衡不移动，反应物转化率不变，C错误；根据表格数据知，温度越高，该反应的K越大，说明正反应是吸热反应，D正确。]
3．已知可逆反应：A(g)＋3B(g) 2C(g)　ΔH<0。
已知在t1、t3、t5、t7时反应都达到了平衡，如果t2、t4、t6、t8时都只改变各不相同的一个反应条件，则t2、t4、t6、t8时改变的条件分别为________、_____________________________________________________________________、
________、________。
[答案]　升高温度　减少压强　增大反应物浓度　使用催化剂
知识点二　勒夏特列原理
1．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。这就是勒夏特列原理。
2．适用范围
(1)勒夏特列原理仅适用于已达到平衡的反应体系，不可逆过程或未达到平衡的可逆过程均不能使用该原理。此外，勒夏特列原理对所有的动态平衡(如溶解平衡、电离平衡和水解平衡等)都适用。
(2)勒夏特列原理只适用于判断“改变影响平衡的一个因素”时平衡移动的方向。若同时改变影响平衡移动的多个因素，则不能简单地根据勒夏特列原理来判断平衡移动的方向，只有在改变的因素对平衡移动的方向影响一致时，才能根据勒夏特列原理进行判断。
(3)平衡移动的结果是“减弱”外界条件的影响，而不是“消除”外界条件的影响，更不是“扭转”外界条件的影响。如由T ℃升温为T ℃＋10 ℃，达到新平衡时，温度的范围为T_℃～T_℃＋10_℃。
不涉及平衡移动的都不能用勒夏特列原理解释，常见的有：
(1)使用催化剂不能使化学平衡发生移动。
(2)反应前后气体体积不变的可逆反应，改变压强可以改变化学反应速率，但不能使化学平衡发生移动。
(3)发生的化学反应本身不是可逆反应。
(4)外界条件的改变对平衡移动的影响与生产要求不完全一致的反应。
1．下列事实中，不能用勒夏特列原理解释的是________(填序号)。
①溴水中存在如下平衡：Br2＋H2O HBr＋HBrO，当加入NaOH溶液后颜色变浅。
②对2H2O2 2H2O＋O2↑的反应，使用MnO2可增大制O2的反应速率。
③反应：CO(g)＋NO2(g) CO2(g)＋NO(g)　ΔH<0，升高温度，平衡向逆反应方向移动。
④合成氨反应：N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g)　ΔH<0，为使氨的产率提高，理论上应采取低温高压的措施。
⑤H2(g)＋I2(g) 2HI(g)，缩小容积加压颜色加深。
⑥使用催化剂可增大SO2转化为SO3的速率。
[答案]　②⑤⑥
2．在一密闭容器中发生反应：CO(g)＋Cl2(g) COCl2(g)　ΔH＜0，在某一时刻达到平衡，测得c(Cl2)＝，容器内压强为p，温度为T，根据勒夏特列原理判断有关量的变化范围。
(1)再向容器中通入Cl2，使其浓度变为2 mol·L-1，并保持容积不变，再次达到平衡时c(Cl2)的范围是________________________________________________。
(2)缩小容积至平衡时的一半，并保持温度不变，再次达到平衡时压强p′的范围是__________________________________________________________________。
(3)迅速升温至T1，并保持容积不变，且不与外界进行热交换，再次达到平衡时，温度T′的范围是______________________________________________。
[答案]　　(2)p1．对于反应：CO2(g)＋3H2(g) CH3OH(g)＋H2O(g)　ΔH＜0，有利于提高平衡时CO2转化率的措施是(　　)
A．使用催化剂
B．加压
C．增大CO2和H2的初始投料比
D．升高温度
B　[使用催化剂，平衡不移动，CO2的平衡转化率不变，故A错误；加压平衡向气体体积减小的方向移动，即平衡正向移动，CO2的平衡转化率增大，故B正确；增大一种反应物的浓度，可以提高另一种反应物的转化率，而自身转化率是降低的，则增大CO2和H2的初始投料比，相当于H2浓度不变，增大CO2的浓度，故CO2的平衡转化率减小，故C错误；升高温度平衡向吸热反应方向移动，即平衡逆向移动，CO2的平衡转化率减小，故D错误。]
2．如图所示，三个大小相同的烧瓶中均充满NO2气体并分别放置在盛有下列物质的烧杯(烧杯内有等量的水)中：在烧杯(1)中加入适量CaO，烧杯(2)中不加其他物质，在烧杯(3)中加入适量NH4Cl晶体，发现烧瓶①中红棕色加深，烧瓶③中红棕色变浅。[已知反应2NO2(红棕色) N2O4(无色)]
下列叙述正确的是(　　)
A．2NO2 N2O4正向是放热反应
B．氯化铵晶体溶于水时放出热量
C．烧瓶①中平衡时混合气体的平均相对分子质量增大
D．烧瓶③中平衡时混合气体的压强增大
A　[三个烧瓶内均存在平衡：2NO2 N2O4。氧化钙与水反应放出热量，加入适量氧化钙的烧杯(1)中溶液温度升高，烧瓶①中红棕色加深，说明升高温度，平衡向逆反应方向移动，则2NO2 N2O4正向是放热反应，A正确；由于烧瓶③中红棕色变浅，说明平衡向正反应方向移动，反应温度降低，则氯化铵晶体溶于水时吸收热量，B错误；由于烧瓶①中红棕色加深，平衡向逆反应方向移动，气体的总物质的量增大、总质量不变，则平衡时混合气体的平均相对分子质量减小，C错误；烧瓶③中红棕色变浅，说明平衡向正反应方向移动，气体的总物质的量减小，且温度降低，则平衡时混合气体的压强减小，D错误。]
3．下列事实不能用勒夏特列原理解释的是(　　)
A．向Fe(SCN)3溶液中加入固体KSCN后溶液颜色变深
B．工业合成氨中，将氨气液化分离以提高氨气的产率
C．对H2(g)、I2(g)及HI(g)组成的平衡体系加压后颜色变深
D．工业生产硫酸的过程中使用过量的空气可提高SO2的利用率
C　[H2(g)＋I2(g) 2HI(g)为等体积反应，加压平衡不移动，不能用勒夏特列原理解释，C符合题意。]
4．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的质量分数减小，则：
(1)该反应的逆反应为________(填“吸热”或“放热”)反应，且m＋n________(填“＞”“＝”或“＜”)p。
(2)减压使容器容积增大时，A的质量分数__________(填“增大”“减小”或“不变”，下同)。
(3)若容积不变加入B，则A的转化率________________________，B的转化率________。
(4)相同条件下，若升高温度，则平衡时B、C的浓度之比将________。
(5)若加入催化剂，平衡时气体混合物的总物质的量________。
[答案]　(1)放热　＞　(2)增大　(3)增大　减小　(4)减小　(5)不变
[解析]　反应mA(g)＋nB(g) pC(g)达到平衡后，升高温度时，B的转化率变大，说明平衡向正反应方向移动，正反应为吸热反应；减小压强时，混合体系中C的质量分数减小，说明平衡向逆反应方向移动，即m＋n>p，A的质量分数增大；若容积不变加入B，平衡向正反应方向移动，A的转化率增大；升高温度，平衡向正反应方向移动，c(C)增大，c(B)减小，即减小；加入催化剂，平衡不移动，混合物的总物质的量不变。
数智分层作业(十)　温度、催化剂对化学平衡的影响
(选择题只有一个选项符合题目要求，选择题每小题3分，本试卷共40分)
1．下列操作或事实不能用勒夏特列原理解释的是(　　)
A．H2O2溶液中加入少量MnO2粉末后产生气泡速率变快
B．2NO2(g) N2O4(g)　ΔH<0，把NO2球浸泡在冰水中，气体颜色变浅
C．向含有Fe(SCN)3的红色溶液中加入铁粉，振荡，溶液颜色变浅
D．用饱和食盐水除去Cl2中的HCl，可减少Cl2的损失
A　[MnO2作为催化剂，H2O2溶液中加入少量MnO2粉末后产生气泡速率变快，不影响反应的限度，不能用勒夏特列原理解释，A符合题意；B项反应正向放热，降温后平衡正向移动，气体颜色变浅，能用勒夏特列原理解释，B不符合题意；铁粉与铁离子反应，使逆向移动，溶液颜色变浅，能用勒夏特列原理解释，C不符合题意；饱和食盐水中氯离子使反应Cl2＋H2O HClO＋H＋＋Cl－逆向移动，减少氯气的损失，能用勒夏特列原理解释，D不符合题意。]
2．对于平衡：A(g)＋B(g) 2C(g)＋D(s)　ΔH<0，下列措施会使该反应的平衡正向移动的是(　　)
A．升高温度
B．分离出C
C．加入合适的催化剂
D．恒压时充入不参与反应的稀有气体
B　[正反应为放热反应，升高温度，平衡逆向移动，A错误；分离出C(g)，减小生成物浓度，平衡正向移动，B正确；加入合适的催化剂，将同等程度地增大正、逆反应速率，平衡不发生移动，C错误；恒压时充入不参与反应的稀有气体，容器的容积增大，原混合气体的浓度减小，由于反应前后气体的分子数相等，则平衡不发生移动，D错误。]
3．一定条件下的密闭容器中：4NH3(g)＋5O2(g) 4NO(g)＋6H2O(g)　ΔH＝－905.9 kJ·mol-1，下列叙述不正确的是(　　)
A．通入适当过量的氧气，有利于提高NH3的转化率
B．使用催化剂能缩短该反应到达平衡的时间
C．平衡后减小压强，混合气体平均摩尔质量增大
D．平衡后升高温度，混合气体中NO含量降低
C　[在恒容密闭容器中，通入适当过量的氧气即增大反应物浓度，化学平衡正向移动，故有利于提高NH3的转化率，A正确；使用催化剂能够增大反应速率，故能缩短该反应到达平衡的时间，B正确；已知减小压强平衡将向着气体体积增大的方向移动即向着气体总物质的量增大的方向移动，上述平衡过程中气体的总质量不变，故平衡后减小压强，混合气体平均摩尔质量＝减小，C错误；已知正反应是一个放热反应，故平衡后升高温度，化学平衡逆向移动，故混合气体中NO含量降低，D正确。]
4．地康法制氯气的反应为4HCl(g)＋O2(g) 2Cl2(g)＋2H2O(g)　ΔH<0。下列措施中既能增大反应速率又能增大HCl平衡转化率的是(　　)
A．升高温度 B．增大氧气的浓度
C．使用合适的催化剂 D．移出H2O
B　[升高温度，反应速率增大，平衡逆向移动，HCl转化率减小，故A错误；增大氧气的浓度，反应速率增大，平衡正向移动，HCl转化率增大，故B正确；使用催化剂，反应速率增大，但平衡不移动，不能增大物质的转化率，故C错误；移出H2O，反应速率减小，故D错误。]
5．在下列可逆反应中，增大压强或降低温度，均可使平衡向正反应方向移动的是(　　)
A．2SO2(g)＋O2(g) 2SO3(g)　ΔH<0
B．4NH3(g)＋5O2(g) 4NO(g)＋6H2O(g)　ΔH<0
C．2NH3(g) N2(g)＋3H2(g)　ΔH>0
D．SO2(g)＋NO2(g) SO3(g)＋NO(g)　ΔH<0
A　[A项，增大压强，平衡向正反应方向移动；降低温度，平衡也向正反应方向移动。B项，增大压强，平衡向逆反应方向移动；降低温度，平衡向正反应方向移动。C项，增大压强，平衡向逆反应方向移动；降低温度，平衡向逆反应方向移动。D项，增大压强，平衡不移动；降低温度，平衡向正反应方向移动。]
6．(9分)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，若改变下列条件，则指定物质的浓度及平衡如何变化。
(1)增加C(s)，则平衡________(填“逆向移动”“正向移动”或“不移动”)，c(CO2)________(填“增大”“减小”或“不变”)。(2分)
(2)保持温度不变，增大反应容器的容积，则平衡________(填“逆向移动”“正向移动”或“不移动”)，c(CO)________(填“增大”“减小”或“不变”下同)，n(CO)________。(3分)
(3)保持反应容器的容积和温度不变，通入He，则平衡________(填“逆向移动”“正向移动”或“不移动”)，c(CO2)________(填“增大”“减小”或“不变”)。(2分)
(4)保持反应容器的容积不变，升高温度，则平衡________(填“逆向移动”“正向移动”或“不移动”)，c(CO)________(填“增大”“减小”或“不变”)。(2分)
[答案]　(1)不移动　不变　(2)正向移动　减小　增大　(3)不移动　不变　(4)正向移动　增大
[解析]　(1)C为固体，增加C的量，各物质的浓度不变，平衡不移动，c(CO2)不变。(2)增大反应容器的容积，即减小压强，平衡向气体体积增大的方向移动，c(CO)减小，但n(CO)增大。(3)容积和温度不变，通入He，平衡不移动，c(CO2)不变。(4)容积不变，升高温度，平衡向吸热反应方向移动，即正向移动，c(CO)增大。
7．为探究外界条件对反应aA(g)＋bB(g) cC(g)　ΔH的影响，以A和B的起始物质的量之比为a∶b反应，通过实验得到不同条件下反应达到平衡时A的物质的量分数随温度、压强的变化如图所示。下列判断不正确的是(　　)
A．a＋bB．平衡后增大容器容积，反应放出热量
C．升高温度，正、逆反应速率都增大，平衡常数也增大
D．平衡后再充入a mol A，平衡正向移动，再次达到平衡后，A的物质的量分数增大
B　[由题图可知，同一温度下，增大压强，A的物质的量分数增大，平衡逆向移动，说明a＋b8．在不同温度下，向2 L密闭容器中加入1 mol NO和1 mol活性炭，发生反应：2NO(g)＋C(s) N2(g)＋CO2(g)　ΔH＝，达到平衡时的数据如表所示：
温度/℃ n(活性炭)/mol n(CO2)/mol
T1 0.70 ________
T2 ________ 0.25
下列说法不正确的是(　　)
A．由上述信息可推知：T1＜T2
B．T1 ℃时，该反应的平衡常数K＝
C．T1 ℃时，若开始时反应物的用量均减小一半，平衡后NO的转化率减小
D．T2℃时，平衡后，再充入1.5 mol NO、0.75 mol N2、0.75 mol CO2和足量的碳，平衡不移动
C　[温度为T1 ℃时，活性炭的平衡物质的量为0.70 mol，则消耗的n(活性炭)＝1 mol－0.7 mol＝0.3 mol，故消耗的n(NO)＝0.6 mol，平衡时n(NO)＝1 mol－0.6 mol＝0.4 mol，生成的n(N2)＝0.3 mol，生成的n(CO2)＝0.3 mol，温度为T2 ℃时，生成的n(CO2)＝0.25 mol，反应2NO(g)＋C(s) N2(g)＋CO2(g)　ΔH＝－213.5 kJ·mol-1，正反应为放热反应，升温平衡逆向移动，所以T1＜T2，A正确； 温度为T1 ℃，平衡时n(NO)＝0.4 mol，n(N2)＝0.3 mol，n(CO2)＝0.3 mol，平衡常数K＝＝＝，B正确；反应2NO(g)＋C(s) N2(g)＋CO2(g)是一个反应前后气体体积不变的反应，开始时反应物的用量均减小一半，压强减小，但平衡不移动，平衡后NO的转化率不变，C错误； 由题干表中数据可知，T2℃达到平衡时，CO2为0.25 mol，N2为0.25 mol，NO为0.5 mol，则该温度下的平衡常数为K＝＝＝，平衡后，再充入1.5 mol NO、0.75 mol N2、0.75 mol CO2和足量的碳，此时Q＝＝＝＝K，故平衡不移动，D正确。]
9．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)，平衡常数增大
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　[该反应是一个气体分子数减小的反应，增大压强，平衡向正反应方向移动，v(正)>v(逆)，但是因为温度不变，故平衡常数不变，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)，H2O(g)的浓度增大，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。]
10．(7分)25 ℃时，在容积为2 L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_________________________________________________________________________________；
平衡常数表达式为________。(2分)
(2)计算5～7 min的平均反应速率v(C)＝________________________________。
(1分)
(3)在5～7 min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ΔH________0(填“<”或“>”)。(2分)
(4)已知达平衡后，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________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________。(2分)
[答案]　(1)A(g)＋2B(g) 2C(g)　K＝　
(2)0.05 mol·L·min-1　(3)增大压强　<　(4)t3、t5　t2～t3
[解析]　(1)由图1可知，A、B为反应物，C为生成物，且最后A、B的物质的量不为0，为可逆反应，3 min时Δn(A)∶Δn(B)∶Δn(C)＝(1－0.7)mol∶(1－0.4)mol∶0.6 mol＝1∶2∶2，物质的量变化量之比等于化学计量数之比，所以反应的化学方程式为A(g)＋2B(g) 2C(g)；平衡常数K＝；(2)5～7 min的平均反应速率v(C)＝＝0.05 mol·L-1·min-1；
(3)K不变，温度不变，由图1可知，5 min时各组分的物质的量不变，且平衡向正反应方向移动，只能改变压强，且反应为前后气体体积减小的反应，故应是增大压强；由图1知，A、B的物质的量减小，C的物质的量增加，故K增大，平衡正向移动，温度降低，说明该反应的ΔH<0。
阶段进阶训练(三)
(范围：第二节　化学平衡。本试卷共30分)
一、选择题(本题共6小题，每小题3分，共18分。每小题只有一个选项符合题目要求)
1．(2026·济南高二检测)在恒温恒容密闭容器中投入足量CaC2O4，发生反应：CaC2O4(s) CaO(s)＋CO(g)＋CO2(g)。下列说法正确的是(　　)
A．平衡常数表达式为K＝
B．若CO的体积分数不再改变，则达到平衡
C．平衡后充入更多的CO和CO2，达到新平衡时其浓度均增大
D．可用单位时间内CaO质量变化来表示反应快慢
D　[CaC2O4、CaO呈固态，则平衡常数表达式为K＝c(CO)·c(CO2)，A项错误；分析此反应，产物中只有CO、CO2为气体，化学计量数固定，CO体积分数始终为50%，B项错误；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；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。]
2．(2026·大庆高二检测)下列事实中，不能用勒夏特列原理解释的是(　　)
A．夏天，打开啤酒瓶时会从瓶口逸出气体
B．浓氨水中加入氢氧化钠固体时产生较多的刺激性气味的气体
C．工业合成氨中，将氨气液化分离
D．由H2、I2(g)、HI组成的平衡体系，加压后颜色加深
D　[啤酒瓶内存在平衡：CO2(g)＋H2O(l) H2CO3(aq)，当开启瓶盖时，体系压强降低，为了减弱这种改变，平衡逆向移动，产生大量气泡，可用勒夏特列原理解释，A不符合题意；浓氨水中存在平衡：＋OH－，加入氢氧化钠固体时，氢氧根离子浓度增大且温度升高，平衡会逆向移动，会产生较多的刺激性气味的气体，能用勒夏特列原理解释，B不符合题意；工业合成氨中，将氨气液化分离，氨气浓度减小，使得平衡向生成氨气的方向移动，能用勒夏特列原理解释，C不符合题意；氢气与碘蒸气反应的平衡中，前后气体化学计量数和是相等的，压强对平衡无影响，压缩气体，碘单质的浓度增大，颜色加深，不能用勒夏特列原理解释，D符合题意。]
3．(2025·甘肃卷)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
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不符合题意；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不符合题意；增大H2浓度，反应物浓度增大，平衡向正反应方向移动，C符合题意；恒容下充入惰性气体，各物质浓度不变，平衡不移动，D不符合题意。]
4．一定温度下，将2 mol A和2 mol B两种气体混合充入容积为2 L的密闭刚性容器中，发生反应：3A(g)＋B(g) xC(g)＋2D(g)，2 min 末反应达到平衡，生成0.8 mol D，并测得C的物质的量浓度为0.4 mol·L-1。下列说法正确的是(　　)
A．此温度下该反应的平衡常数K＝2
B．A的平衡转化率为60%
C．x＝1
D．A和B的平衡转化率相等
B　[根据题意可列“三段式”：
3A(g)＋B(g) xC(g)＋2D(g)
起始浓度/(mol·L-1)　　1　　 1　　 0　 　0
转化浓度/(mol·L-1) 0.6 0.2 0.2x 0.4
平衡浓度/(mol·L-1) 0.4 0.8 0.2x 0.4
根据题意可知，0.2x＝0.4，解得x＝2，C错误；K＝＝＝0.5，A错误；A的平衡转化率为×100%＝60%，B的平衡转化率为×100%＝20%，B正确，D错误。]
5．(2026·长春高二检测)下列说法正确的是(　　)
A．2NO2(g) N2O4(g)　ΔH＜0，升高温度，混合气体颜色变浅
B．[Cu(H2O)4]2+(蓝色)＋4Cl－ [CuCl4]2-(黄色)＋4H2O　ΔH＞0，CuCl2稀溶液受热颜色变黄
C．FeCl3＋3KSCN Fe(SCN)3＋3KCl，加入少量KCl固体，溶液红色变浅
(橙色(黄色)＋2H＋，向K2Cr2O7溶液中滴加几滴浓硫酸，溶液变为黄色
B　[反应焓变小于0，为放热反应，升高温度时平衡逆向移动，生成更多红棕色的NO2，混合气体颜色应加深而非变浅，A错误；反应的正反应吸热，加热促进反应正向进行，黄色[CuCl4]2-增多，稀溶液受热颜色变黄，B正确；离子反应为Fe3+＋3SCN－ Fe(SCN)3，KCl为可溶性强电解质，其Cl－不参与平衡，加入KCl固体不会改变平衡，溶液红色不变浅，C错误；浓硫酸增加H＋浓度，平衡逆向移动，橙色增多，溶液应更橙而非变为黄色，D错误。]
6．(2026·广州高二检测)在一定温度下，将气体X和气体Y各0.16 mol充入10 L恒容密闭容器中，发生反应：X(g)＋Y(g) 2Z(g)　ΔH<0。一段时间后达到平衡，反应过程中测定的数据如下表：
t/min 2 4 7 9
nY/mol 0.12 0.11 0.10 0.10
下列说法正确的是(　　)
A．反应前2 min的平均速率v(Z)＝2.0×10-3 mol·L-1·min-1
B．其他条件不变，降低温度，反应达到新平衡前v(逆)>v(正)
C．保持其他条件不变，起始时向容器中充入0.32 mol气体X和0.32 mol 气体Y，到达平衡时，n(Z)<0.24 mol
D．其他条件不变，向平衡体系中再充入0.16 mol气体X，与原平衡相比，达到新平衡时，气体Y的转化率增大，X的体积分数增大
D　[反应前2 min的平均速率v(Y)＝[(0.16－0.12) mol÷10 L]÷2 min＝2×10-3 mol·L-1·min-1，由于v(Y)∶v(Z)＝1∶2，所以v(Z)＝4.0×10-3 mol·L-1·min-1，A错误；由于该反应的正反应是放热反应，所以其他条件不变，降低温度，平衡会向正反应方向移动，反应达到新平衡前v(正)>v(逆)，B错误；保持其他条件不变，起始时向容器中充入0.32 mol气体X和0.32 mol 气体Y，即增大了反应物的浓度，同时又增大了体系的压强，由于该反应是反应前后气体体积相等的反应，所以增大压强，平衡不发生移动，由于第一个反应达到平衡时产生的Z的物质的量是0.12 mol，所以当物质的量是原来的2倍，到达平衡时，n(Z)＝0.24 mol，C错误；其他条件不变，向平衡体系中再充入0.16 mol气体X，与原平衡相比，达到新平衡时，气体X的转化率降低，但是气体Y的转化率增大，故X的体积分数增大，D正确。]
二、非选择题(本题共1小题，共12分)
7．(12分)(2025·安徽卷，节选)Ⅰ．通过甲酸分解可获得超高纯度的CO。甲酸有两种可能的分解反应：
①HCOOH(g)===CO(g)＋H2O(g)　ΔH1＝＋26.3 kJ·mol-1
②HCOOH(g)===CO2(g)＋H2(g)　ΔH2＝－14.9 kJ·mol-1
(1)一定温度下，向恒容密闭容器中通入一定量的HCOOH(g)，发生上述两个分解反应，下列说法中能表明反应达到平衡状态的是________(填标号)。(2分)
a．气体密度不变
b．气体总压强不变
c．H2O(g)的浓度不变
d．CO和CO2的物质的量相等
(2)一定温度下，使用某催化剂时反应历程如图，反应①的选择性接近100%，原因是______________________________________________________________
_____________________________________________________________________；
升高温度，反应历程不变，反应①的选择性下降，可能的原因是_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________。(4分)
Ⅱ．甲烷和二氧化碳重整是制取合成气(CO和H2)的重要方法，主要反应有：
③CH4(g)＋CO2(g) 2CO(g)＋2H2(g)
④CO2(g)＋H2(g) CO(g)＋H2O(g)
⑤CH4(g)＋H2O(g) CO(g)＋3H2(g)
(3)恒温恒容条件下，可提高CH4平衡转化率的措施有________(填标号)。(2分)
a．增加原料中CH4的量
b．增加原料中CO2的量
c．通入Ar气
(4)恒温恒压密闭容器中，投入不同物质的量之比的CH4/CO2/Ar混合气，投料组成与CH4和CO2的平衡转化率之间的关系如下图。
ⅰ．投料组成中Ar含量下降，平衡体系中n(CO)∶n(H2)的值将________(填“增大”“减小”或“不变”)。(1分)
ⅱ．若平衡时Ar的分压为p kPa，根据a、b两点计算反应⑤的平衡常数Kp＝________(kPa)2(用含p的代数式表示，Kp是用分压代替浓度计算的平衡常数，分压＝总压×物质的量分数)。(3分)
[答案]　(1)bc　(2)反应①活化能远小于反应②　升高温度，反应②的反应速率提升程度更大　(3)b　(4)ⅰ．增大　ⅱ．p2
[解析]　(1)该反应中反应物、生成物均为气体，气体总质量不变，容器恒容，则气体密度始终不变，故a不符合题意；反应①和②反应前后气体分子数均不相等，气体总压强为变量，则气体总压强不变可以说明反应达到平衡状态，故b符合题意；H2O(g)的浓度不变，则反应体系中各物质的浓度均不变，可以说明反应达到平衡状态，故c符合题意；CO和CO2的物质的量相等，不能说明各物质的浓度不变，不能说明反应达到平衡状态，故d不符合题意。(2)由题图可知，使用该催化剂时反应①的活化能远小于反应②的，故此时反应①的选择性可接近100%；活化能越高的反应的速率对温度越敏感，反应②的活化能更高，升温温度对其化学反应速率的增加更明显，故升高温度，反应①的选择性下降。(3)增加原料中CH4的量，反应③和反应⑤平衡正向移动，但CH4的平衡转化率降低，故a错误；增加原料中CO2的量，反应③平衡正向移动，CH4的平衡转化率增大，故b正确；恒容条件下通入Ar气，体系压强增大，但各反应物的浓度不变，平衡不移动，CH4的平衡转化率不变，故c错误。(4)ⅰ．由题图知，随着投料组成中Ar含量下降，CO2的平衡转化率大于CH4的平衡转化率，说明反应④正向进行程度大于反应⑤正向进行程度，故平衡体系中n(CO)∶n(H2)的值将增大。ⅱ．根据a、b两点起始时CH4/CO2/Ar的物质的量之比为40/40/20，平衡时CO2转化率为30%，CH4转化率为20%，设起始时CH4、CO2、Ar的物质的量分别为2 mol、2 mol、1 mol，反应③中CH4转化a mol，则反应⑤中CH4转化(2×20%－a)mol，反应④中CO2转化(2×30%－a)mol，列关系式如下：
　　　　　 ③CH4(g)＋CO2(g) 2CO(g)＋2H2(g)
转化量/mol: a a 2a 2a
　　　 ④CO2(g)＋H2(g) CO(g)＋ H2O(g)
转化量/mol：0.6－a　　0.6－a　 0.6－a　0.6－a
　　 　⑤CH4(g)＋H2O(g) CO(g)＋3H2(g)
转化量/mol：0.4－a　 0.4－a　 0.4－a　3(0.4－a)
平衡时n(CH4)＝1.6 mol，n(CO2)＝1.4 mol，n(CO)＝2a mol＋(0.6－a)mol ＋(0.4－a)mol＝1 mol，n(H2)＝2a mol＋3(0.4－a)mol－(0.6－a)mol＝0.6 mol，n(H2O)＝(0.6－a)mol－(0.4－a)mol＝0.2 mol。
恒压密闭容器中，气体的分压之比等于物质的量之比，平衡时Ar的分压为p kPa，则p(CH4)＝1.6p kPa，p(H2O)＝0.2p kPa，p(CO)＝p kPa，p(H2)＝0.6p kPa，故Kp＝＝＝(kPa)2。第4课时　温度、催化剂对化学平衡的影响(基础课)
素养 目标 1．从变化的角度认识化学平衡的移动，即可逆反应达到平衡后，温度改变，平衡将会发生移动而建立新的平衡。 2．通过实验论证说明温度、催化剂的改变对化学平衡移动的影响，构建分析判断化学平衡移动方向的思维模型(勒夏特列原理)。
旧知 回顾 1．对于反应2SO2(g)＋O2(g) 2SO3(g)　ΔH<0，改变下列条件化学平衡向正反应方向移动的是________(填序号)。 ①增大O2的浓度　②增大c(SO3)　③恒温下加压　④恒温恒压下充入Ar气　⑤恒温恒容下充入Ar气 2．对于反应N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g)，如图v t图像中t1改变的条件是________。
知识点一　温度、催化剂对化学平衡的影响
1．温度对化学平衡的影响
(1)实验探究温度对化学平衡的影响
按表中实验步骤要求完成实验，观察实验现象，填写下表：
实验 原理 2NO2(g)(红棕色) N2O4(g)(无色)　ΔH＝－56.9 kJ·mol-1
实验 步骤
实验 现象 热水中混合气体颜色______；冰水中混合气体颜色______
实验 结论 混合气体受热时颜色______，说明NO2浓度______，即平衡向________方向移动；混合气体被冷却时颜色______，说明NO2浓度______，即平衡向________方向移动
(2)温度对化学平衡的影响规律
①任何化学反应都伴随着能量的变化(放热或吸热)，所以任意可逆反应的化学平衡状态都受温度的影响。
②当其他条件不变时：
温度升高，平衡向________的方向移动；
温度降低，平衡向________的方向移动。
v t图像分析温度对化学平衡的影响
2．催化剂对化学平衡的影响
(1)催化剂对化学平衡的影响规律
当其他条件不变时，催化剂________改变达到化学平衡状态时反应混合物的组成，但是使用催化剂________改变反应达到化学平衡所需的时间和反应速率。
(2)用v t图像分析催化剂对化学平衡的影响
t1时刻，加入催化剂，v′(正)、v′(逆)同等倍数增大，则v′(正)＝v′(逆)，平衡________移动。
一般说的催化剂都是指的正催化剂，即可以加快反应速率。特殊情况下，也使用负催化剂，减慢反应速率。
1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。
(1)对于吸热反应，升高温度，平衡向正反应方向移动，是因为v正增大、v逆减小。 (　　)
(2)其他条件不变时，升高温度平衡向逆反应方向移动，说明该反应为放热反应。
(　　)
(3)升高温度，反应速率加快，但反应物的转化率可能降低。 (　　)
(4)催化剂不改变化学平衡状态是因为v正、v逆没有改变。 (　　)
(5)催化剂可以改变反应物的转化率。 (　　)
2．在固定容积的密闭容器中，发生反应：2X(g)＋Y(s) Z(g)＋W(g)，其化学平衡常数与温度的关系如表：
T/℃ 700 800 900 1 000 1 200
K 0.6 0.9 1.3 1.8 2.7
对该反应而言，下列说法正确的是 (　　)
A．增大压强，平衡向正反应方向移动
B．温度不变，增加X的量，K增大
C．达到平衡后，加入催化剂，反应物转化率增大
D．该反应的正反应为吸热反应
3．已知可逆反应：A(g)＋3B(g) 2C(g)　ΔH<0。
已知在t1、t3、t5、t7时反应都达到了平衡，如果t2、t4、t6、t8时都只改变各不相同的一个反应条件，则t2、t4、t6、t8时改变的条件分别为________、________、________、________。
知识点二　勒夏特列原理
1．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________这种改变的方向移动。这就是勒夏特列原理。
2．适用范围
(1)勒夏特列原理仅适用于已达到平衡的反应体系，不可逆过程或未达到平衡的可逆过程均不能使用该原理。此外，勒夏特列原理对所有的动态平衡(如溶解平衡、电离平衡和水解平衡等)都适用。
(2)勒夏特列原理只适用于判断“改变影响平衡的一个因素”时平衡移动的方向。若同时改变影响平衡移动的多个因素，则不能简单地根据勒夏特列原理来判断平衡移动的方向，只有在改变的因素对平衡移动的方向影响一致时，才能根据勒夏特列原理进行判断。
(3)平衡移动的结果是“减弱”外界条件的影响，而不是“消除”外界条件的影响，更不是“扭转”外界条件的影响。如由T ℃升温为T ℃＋10 ℃，达到新平衡时，温度的范围为____________________________。
不涉及平衡移动的都不能用勒夏特列原理解释，常见的有：
(1)使用催化剂不能使化学平衡发生移动。
(2)反应前后气体体积不变的可逆反应，改变压强可以改变化学反应速率，但不能使化学平衡发生移动。
(3)发生的化学反应本身不是可逆反应。
(4)外界条件的改变对平衡移动的影响与生产要求不完全一致的反应。
1．下列事实中，不能用勒夏特列原理解释的是______(填序号)。
①溴水中存在如下平衡：Br2＋H2O HBr＋HBrO，当加入NaOH溶液后颜色变浅。
②对2H2O2 2H2O＋O2↑的反应，使用MnO2可增大制O2的反应速率。
③反应：CO(g)＋NO2(g) CO2(g)＋NO(g)　ΔH<0，升高温度，平衡向逆反应方向移动。
④合成氨反应：N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g)　ΔH<0，为使氨的产率提高，理论上应采取低温高压的措施。
⑤H2(g)＋I2(g) 2HI(g)，缩小容积加压颜色加深。
⑥使用催化剂可增大SO2转化为SO3的速率。
2．在一密闭容器中发生反应：CO(g)＋Cl2(g) COCl2(g)　ΔH＜0，在某一时刻达到平衡，测得c(Cl2)＝，容器内压强为p，温度为T，根据勒夏特列原理判断有关量的变化范围。
(1)再向容器中通入Cl2，使其浓度变为2 mol·L-1，并保持容积不变，再次达到平衡时c(Cl2)的范围是_________________________________________________。
(2)缩小容积至平衡时的一半，并保持温度不变，再次达到平衡时压强p′的范围是___________________________________________________________________。
(3)迅速升温至T1，并保持容积不变，且不与外界进行热交换，再次达到平衡时，温度T′的范围是______________________________________。
1．对于反应：CO2(g)＋3H2(g) CH3OH(g)＋H2O(g)　ΔH＜0，有利于提高平衡时CO2转化率的措施是(　　)
A．使用催化剂
B．加压
C．增大CO2和H2的初始投料比
D．升高温度
2．如图所示，三个大小相同的烧瓶中均充满NO2气体并分别放置在盛有下列物质的烧杯(烧杯内有等量的水)中：在烧杯(1)中加入适量CaO，烧杯(2)中不加其他物质，在烧杯(3)中加入适量NH4Cl晶体，发现烧瓶①中红棕色加深，烧瓶③中红棕色变浅。[已知反应2NO2(红棕色) N2O4(无色)]
下列叙述正确的是(　　)
A．2NO2 N2O4正向是放热反应
B．氯化铵晶体溶于水时放出热量
C．烧瓶①中平衡时混合气体的平均相对分子质量增大
D．烧瓶③中平衡时混合气体的压强增大
3．下列事实不能用勒夏特列原理解释的是(　　)
A．向Fe(SCN)3溶液中加入固体KSCN后溶液颜色变深
B．工业合成氨中，将氨气液化分离以提高氨气的产率
C．对H2(g)、I2(g)及HI(g)组成的平衡体系加压后颜色变深
D．工业生产硫酸的过程中使用过量的空气可提高SO2的利用率
4．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的质量分数减小，则：
(1)该反应的逆反应为________(填“吸热”或“放热”)反应，且m＋n________(填“＞”“＝”或“＜”)p。
(2)减压使容器容积增大时，A的质量分数____________(填“增大”“减小”或“不变”，下同)。
(3)若容积不变加入B，则A的转化率_________________________________，
B的转化率________。
(4)相同条件下，若升高温度，则平衡时B、C的浓度之比将________。
(5)若加入催化剂，平衡时气体混合物的总物质的量________。
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