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第二十讲 化学平衡 化学平衡移动
1.了解化学反应的可逆性及化学平衡的建立。
2.掌握化学平衡的特征。
3.理解外界条件(浓度、温度、压强、催化剂等)对化学平衡的影响，能用相关理论解释其一般规律。
4．了解化学平衡的调控在生活生产中的重要作用。
一、可逆反应
1.定义
在 条件下既可以向 方向进行，同时又可以向 方向进行的化学反应。
例如：N2＋3H22NH3 2SO2＋O22SO3
2.特点
①二同：a.相同条件下；b.正逆反应同时进行。
②一小：反应物与生成物同时存在，任一组分的转化率都 (填“大于”或“小于”)100%。
3.表示 在方程式中连接符号用“”。
二、化学平衡状态
1．化学平衡研究的对象——
2．化学平衡的建立
以CO(g) ＋ H2O(g)CO2(g) ＋ H2(g) 反应为例。
在一定条件下，将0.1 mol CO和0.1 mol H2O(g)通入1 L密闭容器中，开始反应：
(1)反应刚开始时：反应物的浓度 ，正反应速率 。
生成物的浓度为 ，逆反应速率为 。
(2)反应进行中： 反应物的浓度 ，正反应速率 。 生成物的浓度 ，逆反应速率 。
(3)肯定最终有一时刻，正反应速率与逆反应速率 ，此时，反应物的浓度 ，生成物的浓度也 。
正反应速率和逆反应速率随时间的变化关系如图所示：
3．化学平衡状态的定义
在一定条件下的 里， 相等，反应混合物中 保持不变的状态。
4．化学平衡状态特征
5.平衡标志
（1）一个可逆反应达到平衡状态的最根本标志是υ(正)＝υ(逆)，运用速率标志要注意正逆反应速率相等是指用同一种物质表示的反应速率.若一个可逆反应的正逆反应速率是分别用两种不同物质表示时,则当这两者的速率之比应等于这两种物质的化学计量数之比时才标志着化学平衡了。
（2）υ(正)＝υ(逆)其必然结果是反应混合物各组分的含量保持不变，所以，各组分的浓度或含量不再随时间而改变也一定标志着化学平衡了。
（3）如果一个可逆反应达到平衡状态，则整个反应体系的物理参数，如总压强、总体积、总物质的量以及气体的平均分子量和密度等肯定都要保持定值，不会再随时间而改变，但反过来在一定条件下，这些物理参数若保持不变的可逆反应，不一定就达到了化学平衡，要作具体分析。如：aA(g)+bB(g) Cc(g)+dD(g) ，若a+b＝c+d , 由于反应前后气体分子数始终不发生改变,使反应体系的总压、平均分子量等参量在任何时刻都保持不变,这种情况下这些物理参量不能作为化学平衡态的标志。
三、化学平衡的移动
1.定义：可逆反应达到平衡状态以后，若 发生了变化，平衡混合物中 也会随之改变，从而在一段时间后达到新的平衡状态，这种由原平衡状态向新平衡状态的变化过程，叫做化学平衡的移动.
2.实质：平衡移动的实质因为条件的变化打破了正反应、逆反应速率 的关系。υ(正) ＞υ(逆)，正向移动；υ(正)<υ(逆)，平衡逆向移动.
3.化学平衡移动原理（勒夏特列原理）：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 这种改变的方向移动.
4.化学平衡移动方向与化学反应速率的关系
(1)v正>v逆：平衡向 方向移动。
(2)v正＝v逆：反应达到平衡状态， 发生平衡移动。
(3)v正5.影响因素
(1)浓度①增大反应物浓度或减小生成物浓度，化学平衡向 方向移动
②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改变固体或纯液体的量，对化学平衡
(2)压强①反应前后气体分子数改变，增大压强化学平衡向气体体积 移动，减小压强化学平衡向气体体积 移动；反应前后气体分子数不变，改变压强化学平衡不移动.
②恒温、恒容条件充入惰性气体，原平衡体系总压强增大，体系中各组分的浓度 ，化学平衡 移动.
③恒温、恒压条件充入惰性气体，原平衡体系容器容积增大，各反应气体的分压减小，体系中各组分的浓度同倍数减小，反应前后气体体积不变的反应，化学平衡不移动；反应前后气体体积改变的反应，化学平衡向气体体积增大的方向移动.
(3)温度 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
(4)催化剂 使用催化剂，同等程度改变v正、v逆，化学平衡 移动.
四、常见的几种化学平衡图象
1.速率—时间图象
此类图象定性揭示了v正、v逆随时间(含条件改变对速率的影响)变化的规律，从两点思考：①c、T、p、催化剂对正、逆速率的影响；
②c、T、p、催化剂对平衡的影响，平衡正移，则v(正)>v(逆)，反之，v(正)
2.速率—压强(或温度)图象
曲线的意义是外界条件(如温度、压强等)对正、逆反应速率影响的变化趋势及变化幅度。图中交点是平衡状态，温度增大后逆反应速率增大得快，平衡向逆向移动；压强增大后正反应速率增大得快，平衡向正向移动。
3.含量(或转化率)—时间—温度(或压强)图象


解答这类图象题时采用“先拐先平，数值大”原则，即该类图象的折点表示反应达到平衡的时间，越先出现折点，达到平衡所用的时间越短，说明反应速率越快，进一步可以确定T的高低或压强的大小；根据平衡线的高低可判断出平衡移动的方向，确定出可逆反应的特点(ΔH和ΔVg)。
4.转化率(或浓度)—温度—压强图象
已知不同温度下的转化率—压强图象或不同压强下的转化率—温度图象，推断反应的热效应或反应前后气体物质间化学计量数的关系。[以反应A(g)＋B(g)―→C(g)中反应物的转化率αA为例说明]
解答这类图象题时应注意以下两点：
(1)“定一议二”原则：可通过分析相同温度下不同压强时反应物A的转化率大小来判断平衡移动的
方向，从而确定反应方程式中反应物与产物气体物质间的化学计量数的大小关系。如甲中任取一条温度曲线研究，压强增大，αA增大，平衡正向移动，正反应为气体体积减小的反应，乙中任取横坐标一点作横坐标垂直线，也能得出结论。
(2)通过分析相同压强下不同温度时反应物A的转化率的大小来判断平衡移动的方向，从而确定反应的热效应。如利用上述分析方法，在甲中作垂直线，乙中任取一曲线，即能分析出正反应为放热反应。
5.几种特殊图象
(1)对于化学反应mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)，M点前，表示化学反应从反应物开始，则v(正)>v(逆)；M点为刚达到的平衡点。M点后为平衡受温度的影响情况，即升温，A%增大(C%减小)，平衡左移，ΔH<0。
(2)对于化学反应mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)，L线上所有的点都是平衡点。左上方(E点)，A%大于此压强时平衡体系中的A%，E点必须朝正反应方向移动才能达到平衡状态，所以，E点v(正)>v(逆)；右下方(F点)，则v(正)五、等效平衡
1．含义
在一定条件下(等温等容或等温等压)，对同一可逆反应体系， 时加入物质的物质的量不同，而达到化学平衡时，同种物质的百分含量 。
2．原理
同一可逆反应，当外界条件一定时，反应无论从正反应开始，还是从逆反应开始，最后都能达到平衡状态。其中平衡混合物中各物质的含量 。
由于化学平衡状态与 有关，而与建立平衡的 无关。因而，同一可逆反应，从不同的状态开始，只要达到平衡时条件(温度、浓度、压强等)完全相同，则可形成等效平衡。
3．等效平衡规律
对于可逆反应aA(g)＋bB(g)cC(g)＋dD(g)
反应特点
a＋b≠c＋d
a＋b＝c＋d
条件
等温等容
等温等压
等温等容
等温等压
起始投料
换算为化学方程式同一边物质，其“量”相同
换算为化学方程式同一边物质，其“量”成比例
换算为化学方程式同一边物质，其“量”成比例
平衡特点
物质的量(n)
相同
成比例
成比例
成比例
百分含量(w%)
相同
相同
相同
相同
浓度
相同
相同
成比例
相同
1.可逆反应不等同于可逆过程。可逆过程包括物理变化和化学变化，而可逆反应属于化学变化。
2.化学反应的平衡状态可以从正反应方向建立，也可以从逆反应方向建立，或者同时从正、逆方向建立。
3.化学反应达到化学平衡状态的正逆反应速率相等，是指同一物质的消耗速率和生成速率相等，若用不同物质表示时，反应速率不一定相等。
4.固体或纯液体用量的改变，对平衡没有影响。
5.当反应混合物中不存在气态物质时，压强的变化对平衡没有影响。
6.对于反应前后气体体积无变化的反应，如H2(g)＋I2(g)HI(g)等，压强的变化对其平衡也无影响。但增大(或减小)压强会使各物质浓度增大(或减小)，混合气体的颜色变深(或浅)。
恒容时，同等程度地改变反应混合物中各物质的浓度时，应视为压强的影响，增大(减小)浓度相当于增大(减小)压强。
7.催化剂只影响化学反应速率，不影响化学平衡。
考向一 平衡时各物质的浓度的范围
典例1：在一个密闭容器中发生如下反应：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)，反应过程中某一时刻测得SO2、O2、SO3的浓度分别为：0.2 mol·L－1、0.2 mol·L－1、0.2 mol·L－1，当反应达到平衡时，可能出现的数据是(　　)
A．c(SO3)＝0.4 mol·L－1
B．c(SO2)＝c(SO3)＝0.15 mol·L－1
C．c(SO2)＝0.25 mol·L－1
D．c(SO2)＋c(SO3)＝0.5 mol·L－1
变式训练1.在一密闭容器中充入1 mol CO和1 mol H2O(g)，在一定条件下发生反应CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)，达到平衡时，生成2/3 mol CO2，当充入的H2O(g)改为4 mol时，在上述条件下生成的CO2为(　　)
A．0.60 mol　　　　　　 B．0.93 mol
C．1.0 mol D．2.50 mol
考向二 化学平衡状态的标志
典例2：一定温度下，可逆反应2NO2(g)2NO(g)＋O2(g)在体积固定的密闭容器中反应，达到平衡状态的标志是(　　)
①单位时间内生成n mol O2，同时生成2n mol NO2　②单位时间内生成n mol O2，同时生成2n mol NO　③用NO2、NO、O2的物质的量浓度变化表示的反应速率的比为2∶2∶1　④混合气体的压强不再改变　
⑤混合气体的颜色不再改变　⑥混合气体的平均相对分子质量不再改变
A．①④⑤⑥　　 B．①②③⑤
C．②③④⑥ D．以上全部
变式训练2.将一定量纯净的氨基甲酸铵置于密闭真空恒容容器中(固体试样体积忽略不计)，在恒定温度下使其达到分解平衡：NH2COONH4(s)2NH3(g)＋CO2(g)。判断该分解反应已经达到化学平衡的是(　　)
A．2v(NH3)＝v(CO2)
B．密闭容器中c(NH3)∶c(CO2)＝2∶1
C．密闭容器中混合气体的密度不变
D．密闭容器中氨气的体积分数不变
考向三 勒夏特列原理 化学平衡的移动
典例3：下列事实不能用勒夏特列原理解释的是(　　)
A．黄绿色的氯水光照后颜色变浅
B．红棕色的NO2，加压后颜色先变深后变浅
C．对于反应2HI(g)H2(g)＋I2(g)　ΔH>0，缩小容器的体积可使颜色变深
D．打开冰镇啤酒瓶，把啤酒倒入玻璃杯中，杯中立即泛起大量泡沫
变式训练3.在密闭容器中，一定条件下，进行反应：NO(g)＋CO(g)N2(g)＋CO2(g)　ΔH＝－373.2 kJ·mol－1，达到平衡后，为提高该反应的速率和NO的转化率，采取的正确措施是(　　)
A．加催化剂同时升高温度
B．加催化剂同时增大压强
C．升高温度同时充入N2
D．降低温度同时增大压强
考向四 化学平衡图象的问题
典例4：在一定温度不同压强(p1变式训练4.在一定条件下探究二甲醚的制备反应为2CO(g)＋4H2(g) CH3OCH3(g)＋H2O(g)　ΔH，测定结果如图所示。下列判断错误的是(　　)
A．该反应的ΔH<0
B．该反应伴随有副反应的发生
C．工业选择的较适宜温度为280～290 ℃
D．加入催化剂可以提高CH3OCH3的产率
1.【2018天津卷5.】 室温下，向圆底烧瓶中加入1 molC2H5OH和含1molHBr的氢溴酸，溶液中发生反应；C2H5OH+HBrC2H5Br+H2O，充分反应后达到平衡。已知常压下，C2H5Br和C2H5OH的沸点分别为38.4℃和78.5℃。下列有关叙述错误的是
A. 加入NaOH，可增大乙醇的物质的量
B. 增大HBr浓度，有利于生成C2H5Br
C. 若反应物增大至2 mol，则两种反应物平衡转化率之比不变
D. 若起始温度提高至60℃，可缩短反应达到平衡的时间
2.【2018北京卷】 测定0.1 mol·L-1 Na2SO3溶液先升温再降温过程中的pH，数据如下。
时刻
①
②
③
④
温度/℃
25
30
40
25
pH
9.66
9.52
9.37
9.25
实验过程中，取①④时刻的溶液，加入盐酸酸化的BaCl2溶液做对比实验，④产生白色沉淀多。
下列说法不正确的是
A. Na2SO3溶液中存在水解平衡：+H2O+OH?
B. ④的pH与①不同，是由于浓度减小造成的
C. ①→③的过程中，温度和浓度对水解平衡移动方向的影响一致
D. ①与④的Kw值相等
3.【2018江苏卷15】 一定温度下，在三个容积相同的恒容密闭容器中按不同方式投入反应物，发生反应2SO2(g)+ O2(g)2SO3(g)(正反应放热)，测得反应的相关数据如下：
下列说法正确的是
A. v1< v2，c2< 2c1 B. K1> K3，p2> 2p3
C. v1< v3，α1(SO2 ) >α3(SO2 ) D. c2> 2c3，α2(SO3 )+α3(SO2 )<1
4.【2017海南卷11】已知反应CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) ΔH＜0。在一定温度和压强下于密闭容器中，反应达到平衡。下列叙述正确的是( )
A．升高温度，K减小 B．减小压强，n(CO2)增加
C．更换高效催化剂，α(CO)增大 D．充入一定量的氮气，n(H2)不变
5.【2017天津卷6】常压下羰基化法精炼镍的原理为：Ni(s)+4CO(g)Ni(CO)4(g)。230℃时，　
　　该反应的平衡常数K=2×10?5。已知：Ni(CO)4的沸点为42.2℃，固体杂质不参与反应。
第一阶段：将粗镍与CO反应转化成气态Ni(CO)4；
第二阶段：将第一阶段反应后的气体分离出来，加热至230℃制得高纯镍。
下列判断正确的是(　　）
A．增加c(CO)，平衡向正向移动，反应的平衡常数增大
B．第一阶段，在30℃和50℃两者之间选择反应温度，选50℃
C．第二阶段，Ni(CO)4分解率较低
D．该反应达到平衡时，v生成[Ni(CO)4]=4v生成(CO)
6.【2016上海卷】向新制氯水中加入少量下列物质，能增强溶液漂白能力的是（ ）
A．碳酸钙粉末 B．稀硫酸 C．氯化钙溶液 D．二氧化硫水溶液
7.【2016北京卷】K2Cr2O7溶液中存在平衡：Cr2O72-（橙色）+H2O2CrO42-（黄色）+2H+。用K2Cr2O7溶液进行下列实验：
结合实验，下列说法不正确的是(　　）
A．①中溶液橙色加深，③中溶液变黄
B．②中Cr2O72-被C2H5OH还原
C．对比②和④可知K2Cr2O7酸性溶液氧化性强
D．若向④中加入70%H2SO4溶液至过量，溶液变为橙色
8.【2016四川卷6】一定条件下，CH4与H2O(g)发生反应：CH4(g)+H2O(g) CO(g)+3H2(g)。设起始=Z，在恒压下，平衡时 (CH4)的体积分数与Z和T（温度）的关系如图所示。下列说法正 确的是(　　）　　　　　　　　　
A．该反应的焓变ΔH>0
B．图中Z的大小为a>3>b
C．图中X点对应的平衡混合物中=3
D．温度不变时，图中X点对应的平衡在加压后 (CH4)减小
9.【2016江苏卷15】一定温度下，在3个体积均为1.0 L的恒容密闭容器中反应2H2(g)+CO(g)CH3OH(g) 达到平衡。下列说法正确的是(　　）
A．该反应的正反应放热
B．达到平衡时，容器Ⅰ中反应物转化率比容器Ⅱ中的大
C．达到平衡时，容器Ⅱ中c(H2)大于容器Ⅲ中c(H2)的两倍
D．达到平衡时，容器Ⅲ中的正反应速率比容器Ⅰ中的大
10.【2017新课标Ⅲ卷28】砷（As）是第四周期ⅤA族元素，可以形成As2O3、As2O5、H3AsO3、H3AsO4等化合物，有着广泛的用途。回答下列问题：
（4）298 K时，将20 mL 3x mol·L?1 Na3AsO3、20 mL 3x mol·L?1 I2和20 mL NaOH溶液混合，发生反应：AsO33?(aq)+I2(aq)+2OH? AsO43?(aq)+2I?(aq)+ H2O(l)。溶液中c(AsO43?)与反应时间（t）的关系如图所示。
①下列可判断反应达到平衡的是__________（填标号）。
a.溶液的pH不再变化
b.v(I?)=2v(AsO33?)
c. c (AsO43?)/c (AsO33?)不再变化
d. c(I?)=y mol·L?1
②tm时，v正_____ v逆（填“大于”“小于”或“等于”）。
③tm时v逆_____ tn时v逆（填“大于”“小于”或“等于”），理由是_____________。
第二十讲 化学平衡 化学平衡移动
1.了解化学反应的可逆性及化学平衡的建立。
2.掌握化学平衡的特征。
3.理解外界条件(浓度、温度、压强、催化剂等)对化学平衡的影响，能用相关理论解释其一般规律。
4．了解化学平衡的调控在生活生产中的重要作用。
一、可逆反应
1.定义
在同一条件下既可以向正反应方向进行，同时又可以向逆反应方向进行的化学反应。例如：N2＋3H22NH3 2SO2＋O22SO3
2.特点
①二同：a.相同条件下；b.正逆反应同时进行。
②一小：反应物与生成物同时存在，任一组分的转化率都小于(填“大于”或“小于”)100%。
3.表示 在方程式中连接符号用“”。
二、化学平衡状态
1．化学平衡研究的对象——可逆反应
2．化学平衡的建立
以CO(g) ＋ H2O(g)CO2(g) ＋ H2(g) 反应为例。
在一定条件下，将0.1 mol CO和0.1 mol H2O(g)通入1 L密闭容器中，开始反应：
(1)反应刚开始时：反应物的浓度最大，正反应速率最大。
生成物的浓度为0，逆反应速率为0。
(2)反应进行中： 反应物的浓度逐渐减小，正反应速率逐渐减小。 生成物的浓度逐渐增大，逆反应速率逐渐增大。
(3)肯定最终有一时刻，正反应速率与逆反应速率相等，此时，反应物的浓度不再改变，生成物的浓度也不再改变。
正反应速率和逆反应速率随时间的变化关系如图所示：
3．化学平衡状态的定义
在一定条件下的可逆反应里，正反应速率和逆反应速率相等，反应混合物中各组分的浓度保持不变的状态。
4．化学平衡状态特征
5.平衡标志
（1）一个可逆反应达到平衡状态的最根本标志是υ(正)＝υ(逆)，运用速率标志要注意正逆反应速率相等是指用同一种物质表示的反应速率.若一个可逆反应的正逆反应速率是分别用两种不同物质表示时,则当这两者的速率之比应等于这两种物质的化学计量数之比时才标志着化学平衡了。
（2）υ(正)＝υ(逆)其必然结果是反应混合物各组分的含量保持不变，所以，各组分的浓度或含量不再随时间而改变也一定标志着化学平衡了。
（3）如果一个可逆反应达到平衡状态，则整个反应体系的物理参数，如总压强、总体积、总物质的量以及气体的平均分子量和密度等肯定都要保持定值，不会再随时间而改变，但反过来在一定条件下，这些物理参数若保持不变的可逆反应，不一定就达到了化学平衡，要作具体分析。如：aA(g)+bB(g) Cc(g)+dD(g) ，若a+b＝c+d , 由于反应前后气体分子数始终不发生改变,使反应体系的总压、平均分子量等参量在任何时刻都保持不变,这种情况下这些物理参量不能作为化学平衡态的标志。
三、化学平衡的移动
1.定义：可逆反应达到平衡状态以后，若反应条件(如温度、压强、浓度等)发生了变化，平衡混合物中各组分的浓度也会随之改变，从而在一段时间后达到新的平衡状态，这种由原平衡状态向新平衡状态的变化过程，叫做化学平衡的移动.
2.实质：平衡移动的实质因为条件的变化打破了正反应、逆反应速率相等的关系。υ(正) ＞υ(逆)，正向移动；υ(正)<υ(逆)，平衡逆向移动.
3.化学平衡移动原理（勒夏特列原理）：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.
4.化学平衡移动方向与化学反应速率的关系
(1)v正>v逆：平衡向正反应方向移动。
(2)v正＝v逆：反应达到平衡状态，不发生平衡移动。
(3)v正5.影响因素
(1)浓度①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
②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改变固体或纯液体的量，对化学平衡没影响
(2)压强①反应前后气体分子数改变，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；反应前后气体分子数不变，改变压强化学平衡不移动.
②恒温、恒容条件充入惰性气体，原平衡体系总压强增大，体系中各组分的浓度不变，化学平衡不移动.
③恒温、恒压条件充入惰性气体，原平衡体系容器容积增大，各反应气体的分压减小，体系中各组分的浓度同倍数减小，反应前后气体体积不变的反应，化学平衡不移动；反应前后气体体积改变的反应，化学平衡向气体体积增大的方向移动.
(3)温度 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
(4)催化剂 使用催化剂，同等程度改变v正、v逆，化学平衡不移动.
四、常见的几种化学平衡图象
1.速率—时间图象
此类图象定性揭示了v正、v逆随时间(含条件改变对速率的影响)变化的规律，从两点思考：①c、T、p、催化剂对正、逆速率的影响；
②c、T、p、催化剂对平衡的影响，平衡正移，则v(正)>v(逆)，反之，v(正)
2.速率—压强(或温度)图象
曲线的意义是外界条件(如温度、压强等)对正、逆反应速率影响的变化趋势及变化幅度。图中交点是平衡状态，温度增大后逆反应速率增大得快，平衡向逆向移动；压强增大后正反应速率增大得快，平衡向正向移动。
3.含量(或转化率)—时间—温度(或压强)图象


解答这类图象题时采用“先拐先平，数值大”原则，即该类图象的折点表示反应达到平衡的时间，越先出现折点，达到平衡所用的时间越短，说明反应速率越快，进一步可以确定T的高低或压强的大小；根据平衡线的高低可判断出平衡移动的方向，确定出可逆反应的特点(ΔH和ΔVg)。
4.转化率(或浓度)—温度—压强图象
已知不同温度下的转化率—压强图象或不同压强下的转化率—温度图象，推断反应的热效应或反应前后气体物质间化学计量数的关系。[以反应A(g)＋B(g)―→C(g)中反应物的转化率αA为例说明]
解答这类图象题时应注意以下两点：
(1)“定一议二”原则：可通过分析相同温度下不同压强时反应物A的转化率大小来判断平衡移动的
方向，从而确定反应方程式中反应物与产物气体物质间的化学计量数的大小关系。如甲中任取一条温度曲线研究，压强增大，αA增大，平衡正向移动，正反应为气体体积减小的反应，乙中任取横坐标一点作横坐标垂直线，也能得出结论。
(2)通过分析相同压强下不同温度时反应物A的转化率的大小来判断平衡移动的方向，从而确定反应的热效应。如利用上述分析方法，在甲中作垂直线，乙中任取一曲线，即能分析出正反应为放热反应。
5.几种特殊图象
(1)对于化学反应mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)，M点前，表示化学反应从反应物开始，则v(正)>v(逆)；M点为刚达到的平衡点。M点后为平衡受温度的影响情况，即升温，A%增大(C%减小)，平衡左移，ΔH<0。
(2)对于化学反应mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)，L线上所有的点都是平衡点。左上方(E点)，A%大于此压强时平衡体系中的A%，E点必须朝正反应方向移动才能达到平衡状态，所以，E点v(正)>v(逆)；右下方(F点)，则v(正)五、等效平衡
1．含义
在一定条件下(等温等容或等温等压)，对同一可逆反应体系，起始时加入物质的物质的量不同，而达到化学平衡时，同种物质的百分含量相同。
2．原理
同一可逆反应，当外界条件一定时，反应无论从正反应开始，还是从逆反应开始，最后都能达到平衡状态。其中平衡混合物中各物质的含量相同。
由于化学平衡状态与条件有关，而与建立平衡的途径无关。因而，同一可逆反应，从不同的状态开始，只要达到平衡时条件(温度、浓度、压强等)完全相同，则可形成等效平衡。
3．等效平衡规律
对于可逆反应aA(g)＋bB(g)cC(g)＋dD(g)
反应特点
a＋b≠c＋d
a＋b＝c＋d
条件
等温等容
等温等压
等温等容
等温等压
起始投料
换算为化学方程式同一边物质，其“量”相同
换算为化学方程式同一边物质，其“量”成比例
换算为化学方程式同一边物质，其“量”成比例
平衡特点
物质的量(n)
相同
成比例
成比例
成比例
百分含量(w%)
相同
相同
相同
相同
浓度
相同
相同
成比例
相同
1.可逆反应不等同于可逆过程。可逆过程包括物理变化和化学变化，而可逆反应属于化学变化。
2.化学反应的平衡状态可以从正反应方向建立，也可以从逆反应方向建立，或者同时从正、逆方向建立。
3.化学反应达到化学平衡状态的正逆反应速率相等，是指同一物质的消耗速率和生成速率相等，若用不同物质表示时，反应速率不一定相等。
4.固体或纯液体用量的改变，对平衡没有影响。
5.当反应混合物中不存在气态物质时，压强的变化对平衡没有影响。
6.对于反应前后气体体积无变化的反应，如H2(g)＋I2(g)HI(g)等，压强的变化对其平衡也无影响。但增大(或减小)压强会使各物质浓度增大(或减小)，混合气体的颜色变深(或浅)。
恒容时，同等程度地改变反应混合物中各物质的浓度时，应视为压强的影响，增大(减小)浓度相当于增大(减小)压强。
7.催化剂只影响化学反应速率，不影响化学平衡。
考向一 平衡时各物质的浓度的范围
典例1：在一个密闭容器中发生如下反应：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)，反应过程中某一时刻测得SO2、O2、SO3的浓度分别为：0.2 mol·L－1、0.2 mol·L－1、0.2 mol·L－1，当反应达到平衡时，可能出现的数据是(　　)
A．c(SO3)＝0.4 mol·L－1
B．c(SO2)＝c(SO3)＝0.15 mol·L－1
C．c(SO2)＝0.25 mol·L－1
D．c(SO2)＋c(SO3)＝0.5 mol·L－1
【答案】　C
【解析】
　　 　　2SO2(g)　＋　O2(g)　　2SO3(g)
c(某时刻) 0.2 mol·L－1 0.2 mol·L－1 0.2 mol·L－1
向右进行完全 0 0.1 mol·L－1 0.4 mol·L－1
向左进行完全 0.4 mol·L－1 0.3 mol·L－1 　 0
A项，由于反应为可逆反应，SO3的浓度一定小于0.4 mol·L－1，故A错误；
B项，SO2与SO3浓度不会均为0.15 mol·L－1，只能一种物质的浓度增大，另一种物质的浓度减小，故B错误；
C项，由于反应为可逆反应，SO3的浓度一定小于0.4 mol·L－1，大于0，则可能为0.25 mol·L－1，故C正确；
D项，根据元素守恒，c(SO2)＋c(SO3)＝0.4 mol·L－1，故D错误。
变式训练1.在一密闭容器中充入1 mol CO和1 mol H2O(g)，在一定条件下发生反应CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)，达到平衡时，生成2/3 mol CO2，当充入的H2O(g)改为4 mol时，在上述条件下生成的CO2为(　　)
A．0.60 mol　　　　　　 B．0.93 mol
C．1.0 mol D．2.50 mol
【答案】　B
【解析】
　假设反应向正向进行到底，由于CO仍为1 mol，故生成的CO2最多为1 mol，但由于反应的可逆性，这是不可能的。同时增大c(H2O)提高CO的转化率，所以 mol考向二 化学平衡状态的标志
典例2：一定温度下，可逆反应2NO2(g)2NO(g)＋O2(g)在体积固定的密闭容器中反应，达到平衡状态的标志是(　　)
①单位时间内生成n mol O2，同时生成2n mol NO2　②单位时间内生成n mol O2，同时生成2n mol NO　③用NO2、NO、O2的物质的量浓度变化表示的反应速率的比为2∶2∶1　④混合气体的压强不再改变　
⑤混合气体的颜色不再改变　⑥混合气体的平均相对分子质量不再改变
A．①④⑤⑥　　 B．①②③⑤
C．②③④⑥ D．以上全部
【解析】
①单位时间内生成n mol O2是正反应速率，生成2n mol NO2是逆反应速率，二者比值与方程式化学计量数之比相等，故NO2的v正＝v逆，说明反应达到平衡状态。
②单位时间内生成n mol O2，同时生成2n mol NO，同属于正反应速率，不能说明反应是否达到平衡。
③无论是否达到平衡状态，用NO2、NO、O2的物质的量浓度表示的反应速率都是2∶2∶1。
④该反应是气体分子数增大的反应，当混合气体的压强不再改变时，反应达到平衡状态。
⑤混合气体的颜色与NO2的浓度有关，混合气体的颜色不发生改变，说明NO2浓度不再发生改变，此时反应达到平衡状态。
⑥混合气体的平均相对分子质量＝，在此反应过程中m总不变，但n总逐渐增大，因此当不再发生改变时，说明n总不再发生改变，反应达到平衡状态。
综上所述，能够说明反应达到平衡状态的是①④⑤⑥，选A项。
【答案】A
变式训练2.将一定量纯净的氨基甲酸铵置于密闭真空恒容容器中(固体试样体积忽略不计)，在恒定温度下使其达到分解平衡：NH2COONH4(s)2NH3(g)＋CO2(g)。判断该分解反应已经达到化学平衡的是(　　)
A．2v(NH3)＝v(CO2)
B．密闭容器中c(NH3)∶c(CO2)＝2∶1
C．密闭容器中混合气体的密度不变
D．密闭容器中氨气的体积分数不变
【答案】　C
【解析】
该反应为有固体参与的非等体积反应，且容器体积不变，所以压强、密度均可作标志，该题应特别注意D项，因为该反应为固体的分解反应，所以NH3、CO2的体积分数始终为定值。
考向三 勒夏特列原理 化学平衡的移动
典例3：下列事实不能用勒夏特列原理解释的是(　　)
A．黄绿色的氯水光照后颜色变浅
B．红棕色的NO2，加压后颜色先变深后变浅
C．对于反应2HI(g)H2(g)＋I2(g)　ΔH>0，缩小容器的体积可使颜色变深
D．打开冰镇啤酒瓶，把啤酒倒入玻璃杯中，杯中立即泛起大量泡沫
【解析】
A项氯水中存在平衡Cl2＋H2OHCl＋HClO，光照HClO分解，使平衡右移，溶液颜色变浅，能用勒夏特列原理解释；
B项存在平衡2NO2N2O4，加压体积减小，浓度增大，使颜色变深，平衡向右移动，使气体颜色变浅，能用勒夏特列原理解释；
C项缩小容器体积，对平衡不产生影响，平衡不移动，但浓度增大，容器内颜色变深，不能用勒夏特列原理解释；
D项CO2气体是在加压下溶解在啤酒中的，存在平衡CO2＋H2OH2CO3，打开瓶盖，压强减小，使CO2的溶解平衡逆向移动，产生大量气泡，能用勒夏特列原理解释。
【答案】C
变式训练3.在密闭容器中，一定条件下，进行反应：NO(g)＋CO(g)N2(g)＋CO2(g)　ΔH＝－373.2 kJ·mol－1，达到平衡后，为提高该反应的速率和NO的转化率，采取的正确措施是(　　)
A．加催化剂同时升高温度
B．加催化剂同时增大压强
C．升高温度同时充入N2
D．降低温度同时增大压强
【解析】
A.该反应为放热反应，升高温度，平衡逆向移动，NO的转化率降低，A项不符合题意；
B.加入催化剂能加快反应速率，该反应为气体分子数减小的反应，增大压强平衡向右移动，NO的转化率增大，B项符合题意；
C.升高温度，平衡逆向移动，NO转化率降低，通入N2平衡逆向移动，也使NO转化率降低，C项不符合题意；
D.降低温度，反应速率减慢，D项不符合题意。
【答案】B
考向四 化学平衡图象的问题
典例4：在一定温度不同压强(p1【解析】
A项图象中压强p1到达平衡时间短，故图象中p1>p2，与题意不符，A项错误；
B项图象中压强p2到达平衡时间短，图象中p1C项图象中压强p1到达平衡时间短，故图象中p1>p2，与题意不符，C项错误；
D项图象中压强p2到达平衡时间短，图象中p1【答案】B
变式训练4.在一定条件下探究二甲醚的制备反应为2CO(g)＋4H2(g) CH3OCH3(g)＋H2O(g)　ΔH，测定结果如图所示。下列判断错误的是(　　)
A．该反应的ΔH<0
B．该反应伴随有副反应的发生
C．工业选择的较适宜温度为280～290 ℃
D．加入催化剂可以提高CH3OCH3的产率
【解析】
A.由题图知，随着温度升高，CO的转化率降低，所以升高温度，平衡逆向移动，则该反应是放热反应，ΔH<0，A项说法正确；
B.从图中可知，CO的转化率降低的同时，CH3OCH3的产率在不同温度下差别大，即说明该反应伴随有副反应的发生，B项说法正确；
C.在280～290 ℃间，CH3OCH3的产率很高，工业选择的较适宜温度为280～290 ℃，C项说法正确；
D.加入催化剂可以改变反应达到平衡的时间，但不能提高CH3OCH3的产率，D项说法错误。
【答案】D
1.【2018天津卷5.】 室温下，向圆底烧瓶中加入1 molC2H5OH和含1molHBr的氢溴酸，溶液中发生反应；C2H5OH+HBrC2H5Br+H2O，充分反应后达到平衡。已知常压下，C2H5Br和C2H5OH的沸点分别为38.4℃和78.5℃。下列有关叙述错误的是
A. 加入NaOH，可增大乙醇的物质的量
B. 增大HBr浓度，有利于生成C2H5Br
C. 若反应物增大至2 mol，则两种反应物平衡转化率之比不变
D. 若起始温度提高至60℃，可缩短反应达到平衡的时间
【答案】D
【解析】
A．加入NaOH，中和HBr，平衡逆向移动，可增大乙醇的物质的量。选项A正确。
B．增大HBr浓度，平衡正向移动，有利于生成C2H5Br。选B正确。
C．若反应物增大至2 mol，实际上就是将反应的浓度都增大至原来的2倍，比例不变（两次实验反应
物的比例都是1:1，等于方程式中的系数比），这里有一个可以直接使用的结论：只要反应物的投料比等于系数比，达平衡时反应物的转化率一定是相等的。所以两种反应物的转化率一定是1:1。选项C正确。
D．若起始温度提高至60℃，考虑到HBr是挥发性酸，在此温度下会挥发出去，降低HBr的浓度减慢速率，增加了反应时间。选项D错误。
2.【2018北京卷】 测定0.1 mol·L-1 Na2SO3溶液先升温再降温过程中的pH，数据如下。
时刻
①
②
③
④
温度/℃
25
30
40
25
pH
9.66
9.52
9.37
9.25
实验过程中，取①④时刻的溶液，加入盐酸酸化的BaCl2溶液做对比实验，④产生白色沉淀多。
下列说法不正确的是
A. Na2SO3溶液中存在水解平衡：+H2O+OH?
B. ④的pH与①不同，是由于浓度减小造成的
C. ①→③的过程中，温度和浓度对水解平衡移动方向的影响一致
D. ①与④的Kw值相等
【答案】C
【解析】
A项，Na2SO3属于强碱弱酸盐，SO32-存在水解平衡：+H2O+OH?，正确
B项，取①④时刻的溶液，加入盐酸酸化的BaCl2溶液做对比实验，④产生白色沉淀多，说明实验过程中部分Na2SO3被氧化成Na2SO4，①与④温度相同，④与①对比，SO32-浓度减小，溶液中c（OH-）减小，④的pH小于①，即④的pH与①不同，是由于浓度减小造成的，正确 ；
C项，盐类水解为吸热过程，①→③的过程，升高温度SO32-水解平衡正向移动，c（SO32-）减小，水解平衡逆向移动，温度和浓度对水解平衡移动方向的影响相反，错误；
D项，Kw只与温度有关，①与④的温度相同，Kw值相等，正确。
3.【2018江苏卷15】 一定温度下，在三个容积相同的恒容密闭容器中按不同方式投入反应物，发生反应2SO2(g)+ O2(g)2SO3(g)(正反应放热)，测得反应的相关数据如下：
下列说法正确的是
A. v1< v2，c2< 2c1 B. K1> K3，p2> 2p3
C. v1< v3，α1(SO2 ) >α3(SO2 ) D. c2> 2c3，α2(SO3 )+α3(SO2 )<1
【答案】CD
【解析】
对比容器的特点，将容器1和容器2对比，将容器1和容器3对比。容器2中加入4molSO3等效于在相同条件下反应物投入量为4molSO2和2molO2，容器2中起始反应物物质的量为容器1的两倍，容器2相当于在容器1达平衡后增大压强，将容器的体积缩小为原来的一半，增大压强化学反应速率加快，υ2υ1，增大压强平衡向正反应方向移动，平衡时c22c1，p22p1，α1（SO2）+α2（SO3）1，容器1和容器2温度相同，K1=K2；容器3相当于在容器1达到平衡后升高温度，升高温度化学反应速率加快，υ3υ1，升高温度平衡向逆反应方向移动，平衡时c3c1，p3p1，α3（SO2）α1（SO2），K3K1。根据上述分析，A项，υ2υ1，c22c1，A项错误；B项，K3K1，p22p1，p3p1，则p22p3，B项错误；C项，υ3υ1，α3（SO2）α1（SO2），C项正确；D项，c22c1，c3c1，则c22c3，α1（SO2）+α2（SO3）1，α3（SO2）α1（SO2），则α2（SO3）+α3（SO2）1，D项正确；答案选CD。
4.【2017海南卷11】已知反应CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) ΔH＜0。在一定温度和压强下于密闭容器中，反应达到平衡。下列叙述正确的是( )
A．升高温度，K减小 B．减小压强，n(CO2)增加
C．更换高效催化剂，α(CO)增大 D．充入一定量的氮气，n(H2)不变
【答案】AD
【解析】
A.此反应的正反应是放热反应，升高温度平衡向逆反应方向进行，化学平衡常数只受温度的影响，即升高温度，K值减小，故A正确；
B.反应前后气体系数之和相等，因此减小压强，平衡不移动，即n(CO2)不变，故B错误；
C.．催化剂对化学平衡移动无影响，因此CO的转化率不变，故C错误；
D.恒压下，充入N2，容器的体积增大，组分浓度降低，但化学反应前后气体系数之和不变，因此化学平衡不移动，n(H2)不变，故D正确。
故选AD。
5.【2017天津卷6】常压下羰基化法精炼镍的原理为：Ni(s)+4CO(g)Ni(CO)4(g)。230℃时，　
　　该反应的平衡常数K=2×10?5。已知：Ni(CO)4的沸点为42.2℃，固体杂质不参与反应。
第一阶段：将粗镍与CO反应转化成气态Ni(CO)4；
第二阶段：将第一阶段反应后的气体分离出来，加热至230℃制得高纯镍。
下列判断正确的是(　　）
A．增加c(CO)，平衡向正向移动，反应的平衡常数增大
B．第一阶段，在30℃和50℃两者之间选择反应温度，选50℃
C．第二阶段，Ni(CO)4分解率较低
D．该反应达到平衡时，v生成[Ni(CO)4]=4v生成(CO)
【答案】B
【解析】
A．平衡常数只与温度有关，与浓度无关，故A错误；
B．50时，Ni(CO)4以气态存在，有利于分离，从而促使平衡正向移动，故B正确；
C．根据正逆反应平衡常数的关系，230℃时，Ni(CO)4分解的平衡常数为5×104，可知分解率较高，故C错误；
D．平衡时，4v生成[Ni(CO)4]=?v生成(CO)，故D错误。
故选B。
6.【2016上海卷】向新制氯水中加入少量下列物质，能增强溶液漂白能力的是（ ）
A．碳酸钙粉末 B．稀硫酸 C．氯化钙溶液 D．二氧化硫水溶液
【答案】A
【解析】 在氯水中存在反应： 若反应使溶液中c（HClO）增大，则溶液的漂白性会增强。
由于酸性HCl>H2CO3>HClO, 所以向溶液中加入碳酸钙粉末, 会发生反应2HCl+CaCO3=CaCl2+H2O+CO2↑,使化学平衡正向移动,导致c（HClO）增大,则溶液的漂白性会增强, 正确;
B.若加入稀硫酸,使溶液中c（H+）增大,平衡逆向移动,溶液的漂白性减弱,错误;
C 加入氯化钙溶液,不能发生反应,溶液的水对氯水起稀释作用,使溶液的漂白性减弱,错误;
D.加入二氧化碳的水溶液,电离产生氢离子,使化学平衡逆向移动，溶液的漂白性减弱,错误;
7.【2016北京卷】K2Cr2O7溶液中存在平衡：Cr2O72-（橙色）+H2O2CrO42-（黄色）+2H+。用K2Cr2O7溶液进行下列实验：
结合实验，下列说法不正确的是(　　）
A．①中溶液橙色加深，③中溶液变黄
B．②中Cr2O72-被C2H5OH还原
C．对比②和④可知K2Cr2O7酸性溶液氧化性强
D．若向④中加入70%H2SO4溶液至过量，溶液变为橙色
【答案】D
【解析】明确溶液中的反应特点，并能灵活应用勒夏特列原理判断平衡的移动方向是解答的关键，解答时要注意通过对比实验的分析得出在酸性溶液中重铬酸钾的氧化性强，能把乙醇氧化。易错选项是D，注意④中的实验环境，不要忽视了溶液中还存在乙醇，而不能单纯的考虑平衡的移动方向。
A、在平衡体系中加入酸，平衡逆向移动，重铬酸根离子浓度增大，橙色加深，加入碱，平衡正向移动，溶液变黄，故A正确；
B、②中重铬酸钾氧化乙醇，重铬酸钾被还原，故B正确；
C、②是酸性条件，④是碱性条件，酸性条件下氧化乙醇，而碱性条件不能，说明酸性条件下氧化性
强，故C正确；
D、若向④溶液中加入70%的硫酸到过量，溶液为酸性，可以氧化乙醇，溶液变绿色，故D错误。
8.【2016四川卷6】一定条件下，CH4与H2O(g)发生反应：CH4(g)+H2O(g) CO(g)+3H2(g)。设起始=Z，在恒压下，平衡时 (CH4)的体积分数与Z和T（温度）的关系如图所示。下列说法正 确的是(　　）　　　　　　　　　
A．该反应的焓变ΔH>0
B．图中Z的大小为a>3>b
C．图中X点对应的平衡混合物中=3
D．温度不变时，图中X点对应的平衡在加压后 (CH4)减小
【答案】A
【解析】
A项中，由图像可知，任取一条平衡曲线，温度升高，平衡时CH4的体积分数减小，说明温度升高，平衡正向移动，则正反应是吸热反应，ΔH＞0；
B项由图可知，增大水和甲烷的投料比，会增大甲烷的转化率，从而使平衡时甲烷的体积分数减小，所以b>3>a；
C项中，X点对应的曲线=3，温度升高，平衡正向移动，设平衡后，参与反应的n(H2O)=a mol，则平衡时二者的比值为?必然大于3；
D项中，若温度不变，X点对应的平衡加压后，反应逆向移动，CH4的体积分数会增加。
9.【2016江苏卷15】一定温度下，在3个体积均为1.0 L的恒容密闭容器中反应2H2(g)+CO(g)CH3OH(g) 达到平衡。下列说法正确的是(　　）
A．该反应的正反应放热
B．达到平衡时，容器Ⅰ中反应物转化率比容器Ⅱ中的大
C．达到平衡时，容器Ⅱ中c(H2)大于容器Ⅲ中c(H2)的两倍
D．达到平衡时，容器Ⅲ中的正反应速率比容器Ⅰ中的大
【答案】AD
【解析】
A.从三种情况投料看，Ⅰ和Ⅲ是等效平衡，当平衡时温度高的Ⅲ容器中甲醇的浓度大，说明该反应正向是放热反应，A正确；
B.该反应是气体体积减小的反应，Ⅱ中的量是Ⅰ中的2倍，相当于是将Ⅰ加压，此时平衡向正向移动，Ⅱ中的转化率大，B错误；
C.Ⅱ对Ⅲ相当于的加压，平衡正向移动，因又是相当于降温的反应，平衡同样也向正向移动，故平衡时，容器Ⅱ中c(H2)小于容器Ⅲ中c(H2)的两倍，C错误；
D.投料相同时，容器Ⅲ中的温度高，正反应速率比容器Ⅰ中的大，D正确。
10.【2017新课标Ⅲ卷28】砷（As）是第四周期ⅤA族元素，可以形成As2O3、As2O5、H3AsO3、H3AsO4等化合物，有着广泛的用途。回答下列问题：
（4）298 K时，将20 mL 3x mol·L?1 Na3AsO3、20 mL 3x mol·L?1 I2和20 mL NaOH溶液混合，发生反应：AsO33?(aq)+I2(aq)+2OH? AsO43?(aq)+2I?(aq)+ H2O(l)。溶液中c(AsO43?)与反应时间（t）的关系如图所示。
①下列可判断反应达到平衡的是__________（填标号）。
a.溶液的pH不再变化
b.v(I?)=2v(AsO33?)
c. c (AsO43?)/c (AsO33?)不再变化
d. c(I?)=y mol·L?1
②tm时，v正_____ v逆（填“大于”“小于”或“等于”）。
③tm时v逆_____ tn时v逆（填“大于”“小于”或“等于”），理由是_____________。
【答案】（4）①ac、②大于、③小于、 tm时AsO43-浓度更小，反应速率更慢
【解析】
①a．溶液pH不变时，则c(OH-)也保持不变，反应处于平衡状态；
b．根据速率关系，v（I-）/2=v(AsO33-)，则v(I?)=2v(AsO33?)始终成立，反应不一定处于平衡状态；c．由于提供的Na3AsO3总量一定，所以c(AsO43-)/c(AsO33-)不再变化时，c(AsO43-)与c(AsO33-)也保持
不变，反应处于平衡状态；
d．平衡时c(I?)=2c(AsO33?)=2×y? mol·L?1=2y? mol·L?1时，即c(I-)=y? mol·L?1时反应不是平衡状态。所以答案为ac。
②反应从正反应开始进行，tm时反应继续正向进行，所以答案为v正>v逆。
③tm时比tn时AsO43-浓度小，所以逆反应速率：tm

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