化学平衡移动高三化学一轮总复习名师伴学

学必求其心得，业必贵于专精学必求其心得，业必贵于专精学必求其心得，业必贵于专精专题8.3化学平衡的移动1．理解浓度、温度、压强、催化剂等对化学平衡影响的一般规律。2．理解化学平衡常数的含义,能用化学平衡常数进行简单计算。1．【2017年高考·天津】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=4v生成（CO）【答案】B2.【2016年高考·四川】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φ(CH4）与Z和T(温度）的关系如图所示,下列说法错误的是（)A．该反应的焓变△H＞0B．图中Z的大小为b＞3＞aC．图中X点对应的平衡混合物中=3D．温度不变时，图中X点对应的平衡在加压后φ（CH4）增大【答案】C【解析】A．温度越高CH4的体积分数越小，说明平衡正向移动，所以正反应是吸热，所以该反应的焓变△H＞0，故A正确;B．水蒸气的量越多，CH4的转化率越大，平衡时CH4的体积分数越小,所以Z的大小为b＞3＞a，故B正确;C．X点对应起始的量之比，而不是平衡时,故C错误；D．增大压强，平衡逆向移动，所以平衡在加压后φ（CH4）增大，故D正确;故选C。3．【2015年高考·上海】对于合成氨反应，达到平衡后，以下分析正确的是（）A．升高温度，对正反应的反应速率影响更大B．增大压强，对正反应的反应速率影响更大C．减小反应物浓度,对逆反应的反应速率影响更大D．加入催化剂,对逆反应的反应速率影响更大【答案】B4．【2017年高考·新课标I】近期发现，H2S是继NO、CO之后第三个生命体系气体信号分子,它具有参与调节神经信号传递、舒张血管减轻高血压的功能.回答下列问题：(1）下列事实中,不能比较氢硫酸与亚硫酸的酸性强弱的是_________（填标号）。A．氢硫酸不能与碳酸氢钠溶液反应，而亚硫酸可以B．氢硫酸的导电能力低于相同浓度的亚硫酸C．0。10mol·L−1的氢硫酸和亚硫酸的pH分别为4.5和2.1D．氢硫酸的还原性强于亚硫酸(2)下图是通过热化学循环在较低温度下由水或硫化氢分解制备氢气的反应系统原理。通过计算，可知系统（Ⅰ）和系统(Ⅱ)制氢的热化学方程式分别为________________、______________，制得等量H2所需能量较少的是_____________。（3)H2S与CO2在高温下发生反应：H2S(g)+CO2(g）COS（g)+H2O（g）.在610k时,将0。10molCO2与0。40molH2S充入2.5L的空钢瓶中，反应平衡后水的物质的量分数为0。02。①H2S的平衡转化率α1=_______%，反应平衡常数K=________.②在620K重复试验，平衡后水的物质的量分数为0.03，H2S的转化率α2_____α1,该反应的△H_____0。（填“〉”“〈”或“=”）③向反应器中再分别充入下列气体，能使H2S转化率增大的是________（填标号）A．H2SB．CO2C．COSD．N2【答案】（1)D（2）H2O（l）=H2(g）+12O2（g)ΔH=+286kJ/mol H2S（g)=H2（g)+S（s)ΔH（3)①2.5 2.8×10—3 ②〉〉 ③B【解析】（1）A．根据复分解反应的规律:强酸+弱酸盐=强酸盐+弱酸,可知酸性H2SO3>H2CO3〉H2S，A错误;B．亚硫酸、氢卤酸都是二元弱酸，由于溶液中离子浓度越大，溶液的导电性就越强,所以等浓度的亚硫酸的导电性比氢硫酸的强，可以证明酸性:H2SO3〉H2S，B错误；C．等浓度的二元弱酸，酸电离产生的c（H+）越大，溶液的酸性越强，则其pH就越小。所以亚硫酸溶液的pH比等浓度的氢硫酸的小，可以证明酸性:H2SO3〉H2S，C错误；D．物质的还原性大小与微粒中元素的化合价及微粒结构有关，与其电离产生氢离子的浓度大小无关，因此不能证明二者的酸性强弱，D正确.答案选D。(2）①H2SO4(aq)=SO2（g)+H2O（l）+12O2(g）△H1②SO2（g)+I2(s）+2H2O（l）=2HI(aq)+H2SO4（aq）△H2=－151kJ/mol③2HI（aq）=H2（g)+I2(s）△H3=＋110kJ/mol④H2S（g)+H2SO4（aq）=S（s)+SO2(g）+2H2O（l）△H4=＋61kJ/mol①+②+③，整理可得系统(I）的热化学方程式H2O（l）=H2（g）+12O2②+③+④，整理可得系统（II）的热化学方程式H2S（g)+=H2(g)+S（s)△H=+20kJ/mol.根据系统I、系统II的热化学方程式可知:每反应产生1mol氢气，后者吸收的热量比前者少，所以制②根据题目提供的数据可知温度由610K升高到620K时，化学反应达到平衡，水的物质的量分数由0。02变为0.03，所以H2S的转化率增大.a2>a1;根据题意可知：升高温度，化学平衡向正反应方向移动，根据平衡移动原理：升高温度，化学平衡向吸热反应方向移动,所以该反应的正反应为吸热反应，故△H>0;③A．增大H2S的浓度，平衡正向移动，但加入量远远大于平衡移动转化消耗量，所以H2S转化率降低，A错误；B．增大CO2的浓度,平衡正向移动,使更多的H2S反应，所以H2S转化率增大,B正确；C．COS是生成物，增大生成物的浓度，平衡逆向移动,H2S转化率降低,C错误；D．N2是与反应体系无关的气体，充入N2，不能使化学平衡发生移动,所以对H2S转化率无影响，D错误.答案选B。【名师点评】本题是化学反应原理的综合考查，易错点是压强对平衡状态的影响，尤其是惰性气体的影响，“惰性气体”对化学平衡的影响：①恒温、恒容条件：原平衡体系体系总压强增大→体系中各组分的浓度不变平衡不移动。②恒温、恒压条件：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（等效于减压），平衡向气体体积增大的方向移动.5．【2017年高考·天津】H2S和SO2会对环境和人体健康带来极大的危害，工业上采取多种方法减少这些有害气体的排放，回答下列各方法中的问题.Ⅰ．H2S的除去方法1：生物脱H2S的原理为:H2S+Fe2(SO4）3=S↓+2FeSO4+H2SO44FeSO4+O2+2H2SO42Fe2(SO4）3+2H2O（1）硫杆菌存在时，FeSO4被氧化的速率是无菌时的5×105倍,该菌的作用是______________.(2）由图3和图4判断使用硫杆菌的最佳条件为______________。若反应温度过高，反应速率下降，其原因是______________.方法2:在一定条件下，用H2O2氧化H2S（3）随着参加反应的n(H2O2）/n(H2S)变化,氧化产物不同。当n(H2O2)/n（H2S）=4时，氧化产物的分子式为__________。Ⅱ．SO2的除去方法1(双碱法)：用NaOH吸收SO2，并用CaO使NaOH再生NaOH溶液Na2SO3（4）写出过程①的离子方程式：____________________________；CaO在水中存在如下转化：CaO(s）+H2O（l)Ca（OH）2(s)Ca2+(aq）+2OH−（aq)从平衡移动的角度，简述过程②NaOH再生的原理____________________________________。方法2:用氨水除去SO2（5）已知25℃，NH3·H2O的Kb=1。8×10−5，H2SO3的Ka1=1。3×10−2，Ka2=6.2×10−8.若氨水的浓度为2.0mol·L-1，溶液中的c（OH−)=_________________mol·L−1.将SO2通入该氨水中，当c(OH−）降至1。0×10−7mol·L−1时，溶液中的c（SO32—）/c(HSO3—）=___________________.【答案】(14分）（1）降低反应活化能（或作催化剂)（2）30℃、pH=2。0蛋白质变性（或硫杆菌失去活性）（3）H2SO4（4)2OH—+SO2SO32—+H2OSO32—与Ca2+生成CaSO3沉淀，平衡向正向移动，有NaOH生成(5）6.0×10—30。62(4）过程①是NaOH与SO2的反应，反应的离子方程式为2OH—+SO2SO32-+H2O；根据CaO在水中的转化：CaO(s）+H2O（l）Ca（OH)2(s)Ca2+(aq)+2OH−（aq),过程②中Na2SO3加入CaO后，SO32-与Ca2+生成CaSO3沉淀，平衡向正向移动，有NaOH生成。(5）根据NH3·H2O的Kb=1.8×10−5可知，EQ\F（c（NH4+)c(OH−）,c(NH3·H2O)）=1。8×10−5，当氨水的浓度为2.0mol·L—1时，溶液中的c（OH−)=c(NH4+）=EQ\R（，1.8×10−5×2。0mol·L-1)=6。0×10—3mol·L—1.根据H2SO3的Ka2=6.2×10−8可知,EQ\F(c（H+)c（SO32—）,c(HSO3−））=6。2×10−8，，当c(OH−）降至1。0×10−7mol·L−1，溶液中的c（SO32—)/c（HSO3—）=0。62。【名师点评】本题以真实化学问题为载体,考查应用实践能力。从化学科学特点出发，牢牢把握化学的应用性,广泛联系实际创设化学应用情境，引领考生正确认识化学对社会发展和人类进步的巨大贡献，认识化学学科的价值.要求考生将基础化学、基本化学原理和方法运用到实际生产生活中，解释生活中相关的现象，解决工业生产的问题。题目中化学反应速率的影响因素，条件的选择,各种平衡常数的计算等为高频考点，掌握平衡的定量定性分析为解题的关键，注意平衡常数的应用。一、借助速率—时间图像，判断化学平衡移动1．概念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．过程3．化学平衡移动与化学反应速率的关系（1)v正〉v逆：平衡向移动。（2）v正＝v逆:反应达到平衡状态，平衡移动。(3）v正<v逆：平衡向向移动。4。借助图像，分析影响化学平衡的因素(1)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：因素任何反应可逆反应平衡移动方向浓度增大c（反应物），v加快;减少c(反应物），v减慢.说明：(1)是c(反应物)而不是c（生成物）；(2）纯固体、纯液体的浓度视为定值增大c(反应物），v正立即增大，随后减小，v逆瞬时不变,随后增大，直至v正＝v逆.说明:对可逆反应，其他条件相同的情况下，v正取决于反应物浓度，v逆取决于生成物浓度,因为生成物即为逆反应的反应物。例：2SO2(g)＋O2(g）2SO3（g)，v正＝kc2（SO2)·c（O2），v逆＝k′c2（SO3)(k，k′为常数,与催化剂等其他因素相关）压强对有气体参与的反应，缩小容器体积，压强增大，v加快;扩大容器体积，压强减小，v减慢。说明：(1)压强对v的影响，本质是对c(反应物)的影响，即p变化⇒c（反应物)变化⇒v变化。（2）无气体参与的反应,压强变化对它们的浓度几乎无影响，可以认为v不变对于有气体参加的可逆反应,增大压强，v正、v逆均增大；减小压强，v正、v逆均减小。说明:(1）压缩体积,压强增大，所有气体浓度均增大，v正、v逆均增大，一般气体系数和大的一方增大得快；同理，扩大体积，压强减小，v正、v逆均减小，气体系数和大的一方减小得快。zx/x*k（2）对于气体反应体系，有以下几种情况。①恒温时：增大压强eq\o（→，\s\up7（引起))体积缩小引起浓度增大eq\o（→，\s\up7(引起)）反应速率加快。②恒温恒容时：a.充入气体反应物eq\o(→，\s\up7（引起))浓度增大eq\o(→，\s\up7（引起）)速率加快；b.充入惰性气体eq\o（→,\s\up7(引起））总压增大,但各气体分压不变，即各物质的浓度不变，反应速率不变。③恒温恒压时：充入惰性气体eq\o(→,\s\up7(引起))体积增大eq\o(→,\s\up7（引起))各反应物浓度减小eq\o(→,\s\up7（引起))反应速率减慢.其中,把与化学反应体系中各成分均不起反应的气体统称为惰性气体mA(g)＋nB(g）pC（g)＋qD（g)温度升高温度，v加快，降低温度，v减慢。说明：温度升高10℃，速率加快2~4倍升高温度，v正、v逆均增大，吸热方向变化大；降低温度,v正、v逆均减小,吸热方向变化大催化剂正催化剂加快反应速率；负催化剂减缓反应速率催化剂同等程度地改变可逆反应的正逆反应速率(2）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），平衡将向着能够的方向移动。【深度思考】1．正误判断,正确的划“√”,错误的划“×”（1）化学平衡发生移动，化学反应速率一定改变；化学反应速率改变，化学平衡也一定发生移动（）（2）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（）2．对于一定条件下的可逆反应甲：A（g）＋B(g）C(g）ΔH＜0乙:A（s)＋B（g)C（g）ΔH＜0丙：A(g)＋B（g）2C(g）ΔH＞0达到化学平衡后，改变条件,按要求回答下列问题：(1)升温，平衡移动方向分别为(填“向左”、“向右"或“不移动")甲________；乙________；丙________。此时反应体系的温度均比原来____(填“高”或“低”）.混合气体的平均相对分子质量变化分别为(填“增大”、“减小”或“不变”）甲________；乙________;丙________.（2)加压，使体系体积缩小为原来的eq\f(1，2)①平衡移动方向（填“向左"、“向右"或“不移动”)甲________；乙________;丙________。②设压缩之前压强分别为p甲、p乙、p丙，压缩后压强分别为peq\o\al(′,甲)、peq\o\al(′,乙)、peq\o\al(′,丙)，则p甲与peq\o\al(′，甲)，p乙与peq\o\al（′,乙），p丙与peq\o\al(′,丙）的关系分别为甲________；乙________;丙________。③混合气体的平均相对分子质量变化分别为(填“增大”、“减小”或“不变”)甲________；乙________；丙________。3．已知一定条件下合成氨反应：N2（g）＋3H2(g)2NH3(g)ΔH＝－92。4kJ·mol－1，在反应过程中,反应速率的变化如图所示，请根据速率的变化回答采取的措施。t1____________；t2______________；t3______________；t4____________.【答案】3．(1)正反应方向（2）不发生（3)逆反应方向（2)减弱这种改变【深度思考】1．（1)×（2)×2．（1）向左向左向右高减小减小不变（2）①向右不移动不移动②p甲＜peq\o\al（′，甲）＜2p甲peq\o\al（′，乙)＝2p乙peq\o\al(′，丙）＝2p丙③增大不变不变3．增大c（N2)或c（H2）加入催化剂降低温度增大压强二、平衡常数1．概念在一定温度下,当一个可逆反应达到化学平衡时，生成物与反应物的比值是一个常数，用符号表示。2．表达式对于反应mA(g）＋nB（g)pC(g）＋qD（g)，K＝(固体和纯液体的浓度视为常数，通常不计入平衡常数表达式中).3．意义(1)K值越大,反应物的转化率，正反应进行的程度。（2)K只受影响，与反应物或生成物的浓度变化无关。(3）化学平衡常数是指的平衡常数。【深度思考】1．正误判断，正确的划“√”,错误的划“×"(1)平衡常数表达式中,可以是物质的任一浓度()（2)催化剂能改变化学反应速率，也能改变平衡常数（）（3）平衡常数发生变化，化学平衡不一定发生移动（)（4）化学平衡发生移动,平衡常数不一定发生变化（)2．对于N2（g)＋3H2(g)2NH3（g）K12NH3(g)N2(g）＋3H2(g）K2试分别写出平衡常数表达式，并判断其关系______________________________________________________________________________________________________________。3．化学平衡常数只受温度的影响，温度升高，化学平衡常数是增大还是减小?4．对于一个可逆反应，化学计量数扩大或缩小，化学平衡常数表达式是否改变？是什么关系?转化率是否相同？试举例说明.5．书写下列化学平衡的平衡常数表达式。（1）Cl2＋H2OHCl＋HClO（2）C（s)＋H2O(g)CO(g)＋H2(g)（3)CH3COOH＋C2H5OHCH3COOC2H5＋H2O(4）COeq\o\al(2－，3)＋H2OHCOeq\o\al（－,3）＋OH－（5)CaCO3(s）CaO（s）＋CO2（g）【答案】1．浓度幂之积浓度幂之积K2．eq\f(cp（C）·cq（D),cm（A）·cn(B))3．(1）越大越大(2)温度(3）某一具体反应【深度思考】例如：①aA（g)＋bB（g）cC（g)K1＝eq\f(cc(C）,ca(A）·cb(B))②naA(g)＋nbB(g)ncC(g)K2＝eq\f(cnc(C)，cna(A）·cnb(B））＝Keq\o\al（n,1)或K1＝eq\r(n,K2）无论①还是②，A或B的转化率是相同的.5．(1)K＝eq\f(c（HCl)·c(HClO）,c(Cl2)）(2)K＝eq\f(c（CO)·c（H2),c（H2O))(3）K＝eq\f(c(CH3COOC2H5)·c（H2O），c（CH3COOH)·c(C2H5OH）)(4）K＝eq\f（c(OH－）·c(HCO\o\al(－，3））,c（CO\o\al（2－,3）)）（5）K＝c（CO2）三、等效平衡1．含义在一定条件下（恒温恒容或恒温恒压)，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．规律等效类型①②③条件恒温、恒容恒温、恒容恒温、恒压反应的特点任何可逆反应反应前后气体分子数相等任何可逆反应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”符合同一比例换算为化学方程式同一边物质，其“量”符合同一比例平衡特点质量分数（w%）相同相同相同浓度(c）相同成比例相同（气体)物质的量（n)相同成比例成比例【深度思考】1．在恒温恒容条件下，可逆反应:2A(g）＋B（g）3C（g)＋D（g)ΔH＝－Q1kJ·mol－1（Q1〉0),起始物质的量如下表所示：序号ABCD①2mol1mol00②4mol2mol00③1mol0.5mol1。5mol0。5mol④01mol3mol1mol⑤003mol1mol(1)上述反应达到平衡时，互为等效平衡的是哪几组？达到平衡后，哪些量相同？(2)达到平衡后，①放出的热量为Q2kJ，⑤吸收的热量为Q3kJ，则Q1、Q2、Q3的定量关系为________________。2．在恒温恒容条件下，可逆反应：2A(g)＋B(g）3C（g）＋D(s)起始物质的量如下表所示：序号ABCD①2mol1mol00②4mol2mol00③1mol0。5mol1.5mol0.5mol④01mol3mol1mol⑤003mol1mol上述反应达到平衡时，互为等效平衡的是哪几组?达到平衡后，哪些量相同？3．在恒温恒压条件下,可逆反应2A（g)＋B(g)3C（g)＋D(g)起始物质的量如下表所示:序号ABCD①2mol1mol00②4mol2mol00③1mol0。5mol1.5mol0。5mol④01mol3mol1mol⑤003mol1mol(1）上述反应达到平衡后，互为等效平衡的是哪几组？达到平衡后，哪些量相同?（2)达到平衡后，①放出的热量为Q1kJ，②放出的热量为Q2kJ，则Q1和Q2的定量关系为________。【答案】1．起始相同2．相同条件途径【深度思考】1．（1)①③⑤互为等效平衡。表现在达到平衡后物质的量、质量、体积、物质的量浓度、各组分百分含量（物质的量分数、质量分数、体积分数）相同。（2)Q2＋Q3＝Q12．①②③⑤互为等效平衡。表现在达到平衡后各组分百分含量（物质的量分数、质量分数、体积分数）相同。3．（1）①②③⑤互为等效平衡.表现在达到平衡后物质的量浓度、各组分百分含量（物质的量分数、质量分数、体积分数）相同。（2）Q2＝2Q1典例1：【山东省师大附中2016届高三第三次模拟考试】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．①④⑥C．②③⑤ D．③⑤⑥【答案】B【归纳总结】1．解析化学平衡移动题目的一般思路2．压强的影响实质是浓度的影响，所以只有当这些“改变"造成浓度改变时，平衡才有可能移动。3．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.新平衡时此物理量更靠近于改变的方向。如①增大反应物A的浓度，平衡右移，A的浓度在增大的基础上减小,但达到新平衡时，A的浓度一定比原平衡大；②若将体系温度从50℃升高到80℃，则化学平衡向吸热反应方向移动，达到新的平衡状态时50℃〈T〈80℃；③若对体系N2(g)＋3H2(g）2NH3（g）加压,例如从30MPa加压到60MPa，化学平衡向气体分子数减小的方向移动，达到新的平衡时30MPa〈p〈60MPa。4．我们在分析化学平衡移动对颜色、压强、浓度等变化时，有时我们可以给自己建立一个平台，“假设平衡不移动"，然后在此平台的基础上进行分析、比较，就容易得到正确答案。5．判断转化率的变化时,不要把平衡正向移动与反应物转化率提高等同起来，要视具体情况而定。判断平衡转化率变化的两个类型反应类型条件的改变反应物转化率的变化有多种反应物的可逆反应mA(g）＋nB（g）pC(g)＋qD（g）Zx+x-k恒容时只增加反应物A的用量反应物A的转化率减小,反应物B的转化率增大同等倍数地增大反应物A、B的量恒温恒压条件下反应物转化率不变恒温恒容条件下m＋n>p＋q反应物A和B的转化率均增大m＋n〈p＋q反应物A和B的转化率均减小m＋n＝p＋q反应物A和B的转化率均不变只有一种反应物的可逆反应mA（g)nB（g）＋pC(g)增加反应物A的用量恒温恒压条件下反应物转化率不变恒温恒容条件下m>n＋p反应物A的转化率增大m〈n＋p反应物A的转化率减小m＝n＋p反应物A的转化率不变【变式训练1】【2016·南通高三模拟】（双选）在一体积可变的密闭容器中，加入一定量的X、Y，发生反应mX（g）nY(g)ΔH＝QkJ·mol－1。反应达到平衡时,Y的物质的量浓度与温度、气体体积的关系如下表所示：c（Y)/mol·L－1温度/℃气体体积/L1241001。000.750。532001.200。900.633001。301.000.70下列说法正确的是(）A．m<nB．Q<0C．温度不变，压强增大，Y的质量分数减少D．体积不变，温度升高，平衡向逆反应方向移动【答案】AC典例2：【2017·辽宁大连一模】甲醇是重要的化学工业基础原料和清洁液体燃料。工业上可利用CO或CO2来生产燃料甲醇.已知制备甲醇的有关化学反应以及在不同温度下的化学反应平衡常数如下表所示：化学反应平衡常数温度/℃5008002。50。15①2H2(g）＋CO(g)CH3OH（g)K11.02。50②H2(g)＋CO2(g)H2O（g）＋CO（g）K2③3H2(g）＋CO2(g)CH3OH(g）＋H2O（g）K3（1)据反应①与②可推导出K1、K2与K3之间的关系,则K3＝________（用K1、K2表示).（2）反应③的ΔH________0（填“>”或“〈"）。（3)500℃时测得反应③在某时刻H2（g）、CO2(g）、CH3OH（g)、H2O(g）的浓度（mol·L－1)分别为0.8、0.1、0。3、0。15,则此时v正________v逆(填“>”、“＝”或“<”）.【答案】(1)K1·K2(2）<（3)〉(2)根据K3＝K1·K2,500℃、800℃时，反应③的平衡常数分别为2。5，0。375；升温,K减小,平衡左移，正反应为放热反应，所以ΔH<0。Q＝eq\f（0.15×0。3,0.83×0。1)〈2。5.所以v正>v逆。【归纳整理】借助平衡常数可以判断一个化学反应是否达到化学平衡状态对于可逆反应aA(g）＋bB（g)cC(g)＋dD(g),在一定温度下的任意时刻，反应物与生成物浓度有如下关系：eq\f(ccC·cdD，caA·cbB)＝Q，称为浓度商.Qeq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1（〈K反应向正反应方向进行，v正>v逆，＝K反应处于化学平衡状态，v正＝v逆,〉K反应向逆反应方向进行，v正<v逆)）【变式训练2】【2016秋·安徽望城联考】在一个体积为2L的真空密闭容器中加入0。5molCaCO3，发生反应CaCO3(s）CaO(s)＋CO2（g),测得二氧化碳的物质的量浓度随温度的变化关系如下图所示,图中A表示CO2的平衡浓度与温度的关系曲线，B表示不同温度下反应经过相同时间时CO2的物质的量浓度的变化曲线。请按要求回答下列问题：(1）该反应正反应为______热反应(填“吸”或“放”），温度为T5℃时，该反应耗时40s达到平衡，则T5℃时，该反应的平衡常数数值为________。（2）如果该反应的平衡常数K值变大,该反应________（选填编号）.a．一定向逆反应方向移动b．在平衡移动时正反应速率先增大后减小c．一定向正反应方向移动d．在平衡移动时逆反应速率先减小后增大（3）请说明随温度的升高,曲线B向曲线A逼近的原因：________________________________________________________________________。(4）保持温度，体积不变，充入CO2气体，则CaCO3的质量________,CaO的质量________，CO2的浓度________（填“增大”,“减小"或“不变”).(5）在T5℃下,维持温度和容器体积不变，向上述平衡体系中再充入0。5molN2，则最后平衡时容器中的CaCO3的质量为________g.【答案】(1)吸0.2（2)bc(3）随着温度升高，反应速率加快，达到平衡所需要的时间变短(4)增大减小不变（5）10典例3：【2017·山东青岛一模】在温度、容积相同的3个密闭容器中，按不同方式投入反应物，保持恒温、恒容，测得反应达到平衡时的有关数据如下：容器甲乙丙反应物投入量1molN2、3molH22molNH34molNH3NH3的浓度（mol·L－1）c1c2c3反应的能量变化放出akJ吸收bkJ吸收ckJ体系压强(Pa)p1p2p3反应物转化率α1α2α3下列说法正确的是(）A．2c1〉c3 B．a＋b＝92。4C．2p2〈p3 D．α1＋α3>1【答案】B【解析】采用“一边倒”的方法知甲、乙是两个相同的装置，且甲中生成的NH3与乙中分解的NH3的和为2mol，则B项正确；此时α1＋α2＝1。而丙中加入的NH3是乙中的两倍,开始时c3＝2c2，但丙中压强亦是乙中的两倍，增大压强，平衡正向移动，则平衡时2c1<c3,2p2>p3，A、C错误；增大压强，不利于NH3的分解，则α2>α3，故α1＋α3<1，D错误.【反思归纳】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。【变式训练3】【2016·镇江调研期末联考】有甲、乙两容器，甲容器容积固定，乙容器容积可变.一定温度下，在甲中加入2molN2、3molH2，反应N2(g）＋3H2(g)2NH3(g)达到平衡时生成NH3的物质的量为mmol。（1）相同温度下,在乙中加入4molN2、6molH2,若乙的压强始终与甲的压强相等，乙中反应达到平衡时，生成NH3的物质的量为________mol(从下列各项中选择,只填字母，下同）；若乙的容积与甲的容积始终相等，乙中反应达到平衡时，生成NH3的物质的量为________mol.A．小于m B．等于mC．在m～2m之间 D．等于2mE．大于2m（2）相同温度下，保持乙的容积为甲的一半，并加入1molNH3,要使乙中反应达到平衡时，各物质的体积分数与上述甲容器中达到平衡时相同，则起始时应加入______molN2和________molH2.【答案】(1）DE（2)0。501．【2017•哈尔滨一模】一定条件下存在反应：H2（g）+I2（g）⇌2HI(g)△H＜0，现有三个相同的1L恒容绝热（与外界没有热量交换）密闭容器Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ，在Ⅰ中充入1molH2和1molI2（g）,在Ⅱ中充入2molHI(g），在Ⅲ中充入2molH2和2molI2（g），700℃条件下开始反应．达到平衡时，下列说法正确的是（）A．容器Ⅰ、Ⅱ中正反应速率相同B．容器Ⅰ、Ⅲ中反应的平衡常数相同C．容器Ⅰ中的气体颜色比容器Ⅱ中的气体颜色深D．容器Ⅰ中H2的转化率与容器Ⅱ中HI的转化率之和等于1【答案】C【解析】A．容器Ⅰ中从正反应开始到达平衡,容器Ⅱ中从逆反应开始到达，平衡建立的途径不相同,无法比较反应速率，故A错误；B．容器Ⅲ中相当于在容器Ⅰ中平衡的基础上再加入1molH2和1molI2（g），反应向正反应进行，故容器Ⅲ中到达平衡时温度更高，该反应正反应是放热反应，温度越高平衡常数越小，故B错误；C．容器Ⅱ中所到达的平衡状态，相当于在容器Ⅰ中平衡的基础上降低温度,平衡向正反应移动，故容器Ⅰ中的气体颜色比容器Ⅱ中的气体颜色深，故C正确；D．温度相同时,容器I中H2的转化率与容器Ⅱ中HI的转化率之和等于1,容器Ⅱ中所到达的平衡状态,相当于在容器Ⅰ中平衡的基础上降低温度，平衡向正反应移动，HI的转化率比两容器相同温度时容器Ⅱ中HI的转化率低,故容器Ⅰ中H2的转化率与容器Ⅱ中HI的转化率之和小于1，故D错误；故选C.2．【2017•安徽模拟】对于密闭容器中可逆反应A2（g)+3B2(g)⇌2AB3(g），探究单一条件改变情况下，可能引起平衡状态的改变，得到如图所示的曲线（图中T表示温度，n表示物质的量）下列判断正确的是()A．加入催化剂可以使状态d变为状态bB．若T1＞T2,则逆反应一定是放热反应C．达到平衡时A2的转化率大小为：b＞a＞cD．在T2和n（A2）不变时达到平衡，AB3的物质的量大小为：c＞b＞a【答案】D＞a,故C错误；D．由图可知，横坐标为B2的物质的量，增大一种反应物的量必然会促进另一种反应物的转化，则B2越大达到平衡时A2的转化率越大，生成物的物质的量越大，则平衡时AB3的物质的量大小为:c＞b＞a，故D正确；故选D。3．【2017•青山区模拟】某温度下，在体积不变的容器中进行反应:CO(g）+2H2（g）⇌CH3OH（g）△H1=﹣90.7kJ•mol﹣1．已知反应的起始浓度分别为：c(CO）=1mol/L，c（H2)=2。4mol/L；5min后反应达平衡，此时CO的转化率为50%．则下列说法正确的是(）A．该反应属于熵增放热反应，一定能自发进行B．5min内H2的平均反应速率为0.1mol/（L•min）C．其它条件不变的情况下，加入催化剂可提高CO的转化率D．若该温度下,反应物的起始浓度c(CO）=4mol/L，c（H2）=amol/L，达到平衡后,c（CH3OH）=2mol/L，则a=5。4【答案】D物的起始浓度分别为：c(CO)=4mol/L,c（H2)=amol/L，达到平衡后，c(CH3OH）=2mol/L,则平衡时c′（CO）=4mol/L﹣2mol/L=2mol/L，令平衡时氢气的浓度为ymol/L,所以=，解得y=1。4,故a=2mol/L×2+1.4mol/L=5.4mol/L,故D正确；故选D。4．【2017•北京一模】K2FeO4在水中不稳定，发生反应：4FeO42﹣+10H2O⇌4Fe（OH）3（胶体）+8OH﹣+3O2，其稳定性与温度（T）和溶液pH的关系分别如图所示．下列说法不正确的是：（）A．由图Ⅰ可知K2FeO4的稳定性随温度的升高而减弱B．由图Ⅰ可知温度：T1＞T2＞T3C．由图Ⅰ可知上述反应△H＜0D．由图Ⅱ可知图中a＜c【答案】C【解析】A．由图1数据可知，温度越高，相同时间内FeO42﹣浓度变化越快，高铁酸钾溶液平衡时FeO42﹣浓度越小,温度越高FeO42﹣浓度越小，所以K2FeO4的稳定性随着温度的升高而减弱，故A正确；B．由图1数据可知,温度越高，相同时间内FeO42﹣浓度变化越快，所以温度：T1＞T2＞T3，故B正确；C．温度越高FeO42﹣浓度越小，正向反应是吸热反应,所以反应△H＞0，故C错误;D．pH越小，氢离子浓度越大,由4FeO42﹣+10H2O=4Fe（OH）3(胶体）+8OH﹣+3O2↑可知：氢离子浓度增大，平衡向正反应方向移动，高铁酸钾溶液平衡时FeO42﹣浓度越小，pH越小,所以a＜c，故D正确；故选C.5．【2016•樟树市模拟】Fe2O3+3CO2Fe+3CO2是炼铁高炉中发生的一个可逆反应．早在19世纪的欧洲,炼铁工程师就发现在其他条件不变时，增加高炉的高度，高炉尾气中CO的比例竟然没有改变．关于这一事实，下列说法不合理的是()A．一定条件下，任何可逆反应的进程都有一定的限度，所以CO不可能完全转化B．尾气中CO的比例不变，说明反应达到了这一条件下的化学平衡状态C．尾气中CO的比例不变,是因为CO的消耗速率与CO生成速率相等D．CO是气体，铁矿石（主要成分Fe2O3)是固体,CO与铁矿石接触不充分【答案】D6．【2016•上栗县二模】硫酸是一种重要的化工产品,2SO2+O2⇌2SO3是生产过程中的重要反应．下列对于该反应的说法中正确的是（)A．只要选择适宜的条件，SO2和O2就能全部转化为SO3B．该反应达到平衡后，反应就完全停止了，即正逆反应速率均为零C．如果反应前充入由18O原子组成的O2，反应达到平衡状态时，18O只存在于O2和SO3中D．在工业合成SO3时，要同时考虑反应速率和反应能达到的限度两方面的问题【答案】D【解析】A．可逆反应正逆反应速率相等时，反应达到最大限度,即化学平衡状态，所以反应物不能全部转化为生成物,故A错误;B．可逆反应达到平衡后,正逆反应速率相等且不等于0，可逆反应达到一个动态平衡状态不是反应停止，故B错误；C．由于反应为可逆反应，在达到平衡的体系中,充入由18O原子组成的O2后，SO2、O2、SO3中18O都出现，故C错误；D．在工业合成SO3时,既要考虑反应时间又要考虑转化率，即要同时考虑反应速率和反应能达到的限度两方面的问题,故D正确；故选D.7．【2016•樟树市一模】在某温度下，将H2和I2各1mol的气态混合物充入1L的密闭容器中，发生反应：H2(g）+I2（g）⇌2HI(g)△H＜0;5min后达到平衡状态,测得c（H2）=0。9mol•L﹣1,则下列结论中，不能成立的是（）A．平衡时H2、I2的转化率相等B．从反应开始至平衡的过程中，v（HI）=0。04mol•L﹣1•min﹣1C．其他条件不变再向容器中充入少量H2,I2的转化率提高D．若将容器温度提高，其平衡常数K一定增大【答案】D8．【2017•长宁区一模】不能用勒夏特列原理解释的是（)A．使用铁触媒，加快合成氨反应速率B．过量空气有利于SO2转化为SO3C．打开汽水瓶盖，即有大量气泡逸出D．配置FeCl3溶液时，加入少量盐酸【答案】A【解析】A．使用催化剂平衡不移动，所以不能用勒夏特列原理解释，故A选;B．增加氧气的浓度平衡正向移动，能用勒夏特列原理解释，故B不选；C．因溶液中存在二氧化碳的溶解平衡，打开汽水瓶后，压强减小，二氧化碳逸出，能用勒夏特列原理解释，故C不选；D．配置FeCl3溶液时中铁离子的水解呈酸性，加入少量盐酸，抑制水解使平衡逆向移动，故D不选；故选A。9．【2017•北京一模】下列事实不能用化学平衡移动原理解释的是(）A．收集氯气用排饱和食盐水的方法B．加压条件下有利于SO2和O2反应生成SO3C．将NO2球浸泡在热水中颜色加深D．加催化剂，使N2和H2在一定的条件下转化为NH3【答案】D【解析】A．氯气和水反应生成氯化氢和次氯酸是化学平衡,饱和食盐水中氯离子浓度大，减小氯气的溶解度，收集氯气用排饱和食盐水的方法，能用化学平衡移动原理解释，故A不符合;B．二氧化硫和氧气反应生成三氧化硫是气体体积减小的反应,增大压强平衡正向进行，能用化学平衡移动原理解释的，故B不符合;C．二氧化氮转化为四氧化二氮是放热反应,所以温度升高平衡移动，能用化学平衡移动原理解释的，故C不符合；D．催化剂改变反应速率，不改变化学平衡，加催化剂，使N2和H2在一定的条件下转化为NH3，不能用化学平衡移动原理解释,故D符合；故选D。10．【2017•台州模拟】在恒容密闭容器中发生反应H2(g)+I2（g）⇌2HI（g），△H=﹣9.4KJ/mol，下列说法能说明该反应一定达到平衡的是（）A．混合气体的总分子数不再发生变化B．混合气体的颜色不再发生变化C．反应放出的热量为9。4KJD．n(H2）：n(I2）：n（HI）=1：1：2【答案】B11．【2017•房山区二模】已知:用Pt﹣Rh合金催化氧化NH3制NO,其反应的微观模型及含氮生成物产率随反应温度的变化曲线分别如图①、图②所示：下列说法中,不正确的是(）A．400℃时，生成的产物有N2、NO、H2OB．800℃时，反应的化学方程式是：4NH3+5O24NO+6H2OC．400℃﹣800℃间，Pt﹣Rh合金对N2的吸附力逐渐减弱D．800℃以上，发生了反应：2NO（g）⇌O2(g)+N2（g）△H＞0【答案】C12．【2017•江岸区校级模拟】下列三个化学反应的平衡常数（K1、K2、K3）与温度的关系分别如表所示：则下列说法正确的是（）化学反应平衡常数温度973K1173K①Fe（s）+CO2（g）⇌FeO(s）+CO（g）△H1K11.472.15②Fe（s）+H2O（g）⇌FeO（s）+H2（g)△H2K22。381。67③CO（g）+H2O（g）⇌CO2（g）+H2（g)△H3K3？？A．△H1＜0，△H2＞0B．反应①②③的反应热满足关系：△H2﹣△H1=△H3C．反应①②③的平衡常数满足关系：K1•K2=K3D．要使反应③在一定条件下建立的平衡向正反应方向移动，可采取升温措施【答案】B【解析】A．由表格数据可知，升高温度时K1增大、K2减小,则△H1＞0，△H2＜0，故A错误；B．由盖斯定律可知，②﹣①得到③,则焓变为△H2﹣△H1=△H3,故B正确；C．K为指数关系，结合②﹣①得到③可知，=K3,故C错误；D．由随温度升高而减小可知，反应③为放热反应,则向正反应方向移动，可采取降温措施，故D错误；故选B.13．【2017•上海模拟】升高温度，下列数据不一定增大的是（）A．化学反应速率v B．弱电解质的电离度αC．化学平衡常数K D．水的离子积常数Kw【答案】C【解析】A．升高温度,活化分子百分数增大，则化学反应速率加快,故A不选；B．弱电解质的电离吸热，则升高温度,电离度增大,故B不选；C．化学反应可能为吸热反应或放热反应，则升高温度，可增大或减小，故C选；D．水的电离吸热，则升高温度,水的离子积常数Kw增大，故D不选；故选C。14．【2017•嘉定区二模】某温度下，一反应平衡常数K=．恒容时到达平衡后，升高温度,H2浓度减小．下列说法正确的是（)A．升温，逆反应速率减小 B．加压，H2浓度减小C．增加H2，K减小 D．该反应的正反应是吸热反应【答案】D15．【2016•遂川县模拟】将固体NH4I置于密闭容器中，在一定温度下发生下列反应:①NH4I（s）⇌NH3（g)+HI（g）②2HI（g）⇌H2（g)+I2（g）．达到平衡时，c（H2）=1mol•L﹣1，c（HI）=4mol•L﹣1,则此温度下反应①的平衡常数为（）A．22 B．24 C．20 D．25【答案】B【解析】平衡时c（HI）=4mol•L﹣1，HI分解生成的H2的浓度为1mol•L﹣1，NH4I分解生成的HI的浓度为4mol•L﹣1+2×1mol•L﹣1=6mol•L﹣1，所以NH4I分解生成的NH3的浓度为6mol•L﹣1,所以反应①的平衡常数k=c(NH3)•c（HI）=6mol•L﹣1×4mol•L﹣1=24mol2•L﹣2；故选B。16．【2016•沧州模拟】在一定条件下，反应X(g）+3Y（g)⇌2Z（g)△H=﹣92。4kJ•mol﹣1，X的平衡转化率(α）与体系总压强（P）的关系如图所示．下列说法正确的是（）A．图中A、B两点，达到相同的平衡体系B．上述反应在达到平衡后增大压强，X的转化率提高C．升高温度，平衡向逆反应方向移动，说明逆反应速率增大，正反应速率减小D．将1.0molX，3。0molY，置于1L密闭容器中发生反应，放出的热量为92。4kJ【答案】B17．【2017•海淀区模拟】某温度下，将6molCO2和8molH2充入2L密闭容器中发生反应CO2（g)+3H2（g)⇌CH3OH（g）+H2O（g)△H＜0，容器中H2的物质的量随时间的变化关系如右图中的实线所示．图中虚线表示仅改变某一反应条件时,H2的物质的量随时间的变化关系．下列说法正确的是（）A．曲线Ⅰ对应的条件改变可能降低温度B．曲线Ⅱ对应的条件改变可能是充入氦气C．该温度下，此反应的化学平衡常数的数值为0。5D．从反应开始至a点,ν（CO2)=0.6mol•L﹣1•min﹣1【答案】C【解析】A．由图可知，曲线Ⅰ到达平衡的时间缩短，反应速率加快，平衡时氢气的物质的量增大，平衡向逆反应移动,正反应放热反应，说明是升高温度，故A错误；B．条件改变如果是充入氦气，体积一定各组成份的浓度不变，平衡不移动，反应速率不变,而曲线Ⅱ速率加快,氢气的量变少，平衡移动，故B错误;C．由图可知，T℃时平衡时氢气的物质的量为2mol，参加反应的氢气的物质的量为8mol﹣2mol=6mol，氢的氢气的物质的量为8mol﹣4。4mol=3.6mol，氢气的浓度变化量为=1.8mol/L，故v(H2）==0。9mol•L﹣1•min﹣1,速率之比等于化学计量数之比,故v（CO2)=v(H2）=0。3mol•L﹣1•min﹣1，故D错误;故选C。18．【2017•孝义市模拟】在体积为2L的恒容密闭容器中发生反应xA（g)+yB(g）⇌zC（g），图I表示200℃时容器中A、B、C物质的量随时间的变化，图Ⅱ表示不同温度下平衡时C的体积分数随起始n(A）n（B）的变化关系．则下列结论正确的是()A．200℃时,反应从开始到平衡的平均速率v（B）=0。04mol•L﹣1•min﹣1B．图Ⅱ所知反应xA（g）+yB(g）⇌zC（g)的△H＜0,且a=2C．若在图Ⅰ所示的平衡状态下，再向体系中充入He,重新达到平衡前v（正）＞v(逆）D．200℃时，向容器中充入2molA和1molB，达到平衡时,A的体积分数小于50％【答案】D【解析】A．由图Ⅰ可知,200℃时5min达到平衡，平衡时B的物质的量变化量为0.4mol﹣0。2mol=0。2mol，故v（B）==0。02mol•L﹣1•min﹣1，故A错误；B．由图Ⅱ可知,n（A）：n(B）一定时,温度越高数之比，故x:y；z=0.4mol：0。2mol:0。2mol=2：1：1，平衡时A的体积分数为=0.5，200℃时，向容器中充入2molA和1molB达到平衡等效为原平衡增大压强,平衡向正反应移动，A的增大，故达到平衡时,A的体积分数小于0.5，故D正确；故选D.19．【2017•东城区二模】CO2经催化加氢可合成乙烯：2CO2(g）+6H2(g）⇌C2H4（g）+4H2O（g）．0.1MPa时，按n（CO2）：n（H2）=l：3投料，测得不同温度下平衡时体系中各物质浓度的关系如图．下列叙述不正确的是（）A．该反应的△H＜OB．曲线b代表H2OC．N点和M点所处状态的c（H2）不一样D．其它条件不变,T1℃、0。2MPa下反应达平衡时c（H2）比M点大【答案】C【解析】A．由曲线变化可知随着温度升高,氢气的物质的量逐渐增多，说明升高温度平衡逆向移动，则正反应放热，故△H＜O，故A正确；B．随着温度升高,氢气的物质的量逐渐增多，因氢气为反应物，则另一条逐渐增多的曲线为CO2，由计量数关系可知b为水，c为C2H4的变化曲线,故B正确；C．M点和N点都处于平衡状态，n（N2）不变,M点和N点n（N2）相等,故C错误；D．已知该反应正方向为放热反应,其他条件不变,T1℃、0.2MPa，由于压强增大平衡向逆方向移动，则n(H2）增大,所以n(H2)比上图中M点的值大，故D正确,故选C。20．【2017•台州模拟】可利用如下反应将二氧化碳转化为甲烷：CO2（g）+2H2O（g)⇌CH4(g）+2O2（g）△H=+802KJ/mol，右图为在恒温、光照、不同初始浓度和不同催化剂（Ⅰ、Ⅱ)作用下，体积为2L的莫比容器中n（CH4)随光照时间的变化曲线．下列说法正确的是（）A．0﹣15h内，催化剂Ⅱ的催化效果比催化剂Ⅰ效果好B．反应开始后的30h内，第Ⅰ种催化剂的作用下,反应吸收的热量多C．a点时，CO2的转化率相等D．0﹣16h内,v（O2)=1.5mol/（L•h）【答案】B21．【2017•宁波模拟】己知反应：2Al（l）B（l）△H=﹣QkJ/mol，取等量A分别在0℃和20℃下反应，测得其转化率Y随时间t变化的关系曲线（Y﹣t)如图所示．下列说法正确的是()A．a代表20℃下A的Y﹣t曲线B．反应到66min时，0℃和20℃下反应放出的热量相等C．0℃和20℃下达到平衡时，反应都放出QkJ热量D．反应都达到平衡后，正反应速率a＞b【答案】B【解析】由图可知b曲线先捌所以b曲线对应的温度高，A．a代表0℃下A的Y﹣t曲线，而不是20℃下A的Y﹣t曲线，故A错误;B．反应到66min时，A的变化量相等,所以反应放出的热量相等，故B正确；C．0℃和20℃下达到平衡时，A的变化量不同，所以反应放出的热量不等，故C错误；D．温度越高反应速率越快，所以反应都达到平衡后，正反应速率a＜b，故D错误;故选B。22．【2017•和平区校级二模】温度容积相同的3个密闭容器中，按不同方式投入反应物并保持恒温恒容，测得反应达到平衡时的有关数据如下（已知:N2(g）+3H2(g)⇌2NH3（g）△H=﹣92.4kJ•mol﹣1）容器甲乙丙反应物投入量1molN2、3molH2