化学平衡移动原理及应用-2022-2023学年高二化学上学期期中期末考点大串讲（人教版2019选择性必修1）（解析版）

专题05化学平衡移动原理及应用

【知识梳理】

【归纳总结】

一、化学平衡的移动

1.概念

在一定条件下，当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.化学平衡移动的过程

3.化学平衡移动与化学反应速率的关系

(l)vi>v»：平衡向正反应方向移动。

(2)丫正=丫逆：反应达到平衡状态，平衡不发生移动。

(3)vi<vi£：平衡向逆反应方向移动。

4.影响化学平衡的外界因素

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

增大反应物浓度或减小生成物浓度向正反应方向移动

浓度

减小反应物浓度或增大生成物浓度向逆反应方向移动

压强(对于有增大压强向气体分子总数减小的方向移动

反应前后气体体积改变

气体参加的可减小压强向气体分子总数增大的方向移动

逆反应)反应前后气体体积不变改变压强平衡丕移动

升高温度向吸热反应方向移动

温度

降低温度向放热反应方向移动

催化剂同等程度地改变V正、V逆，平衡不移动

5.化学平衡中的特殊情况

(1)当反应混合物中存在与其他物质不相混溶的固体或液体物质时，由于其“浓度”是恒定的，不随其量的增

减而变化，故改变这些固体或液体的量，对化学平衡没影响。

(2)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。

（3）充入惰性气体与平衡移动的关系

①恒温、恒容条件

原平衡体系-"人情性'可＞体系总压强增大―＞体系中各组分的浓度不变一＞平衡不移动

②恒温、恒压条件

原平衡体系充入恪性气体,容器容积增大,各反应气体的分压减小一＞体系中各组分的浓度同倍数减小（等效

于减压）

气体体积不变的反应,平衡不移动

•-气体体积变化的反应平衡向气体体积增大的方向

移动

二、勒夏特列原理及应用

而|如果改变影响平衡的一个因素（如温度、压

:一强以及参加反应的物质的浓度），平衡就向

早着能够减弱这种改变的方向移动_________

」|可以更加科学、有效地调控和利用化学反

常一应，尽可能的止化学反应按照人们的需要

0|进行______________

平衡移动过程中的量变分析

向一密闭容器中通入1molNz、3m0IH2，发生反应N2（g）+3H2（g）2NH3（g）A//＜0,一段时间后达到平

衡，当其他条件不变时，改变下列条件后，请填写下列内容：

①若增大N2的浓度，平衡移动的方向是向右移动;达新平衡前，氮气浓度的变化趋势是减小，但新平衡时

的浓度大壬原平衡时的浓度。

②若升高温度，平衡移动的方向是向左移动;达新平衡前，体系温度的变化趋势是隆低，但新平衡时的温

度高于原平衡时的温度。

③若增大压强，平衡移动的方向是向右移动;达新平衡前，压强的变化趋势是减小,但新平衡时的压强大

王原平衡时的压强。

（2）原理归纳：如果改变影响平衡的条件之一（如浓度、压强或温度），平衡将向着能够减弱这种改变的方向移

动。

（3）注意事项

①适用范围：适用于任何动态平衡体系（如在第三章将学到的溶解平衡、电离平衡等），非平衡状态不能用此

来分析。

②平衡移动的结果只能是"减弱”外界条件的改变，但不能完全"消除”这种改变。可概括为“外变大于内变

【点拨】

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。

三、化学反应的调控

1.工业合成氨的适宜条件

⑴压强

①原理分析：压强越大越好。

②选用条件：目前，我国合成氨厂一般采用的压强为10〜30MPa。

③合成氨时不采用更高压强的理由：压强越大，对材料的强度和设备的制造要求也越高，需要的动力也越

大，这将会大大增加生产投资，并可能降低综合经济效益。

(2)温度

①原理分析：低温有利于提高原料的平衡转化率。

②选用条件：目前，在实际生产中一般采用的温度为400〜500

③不采用低温的理由：温度降低会使化学反应速率减小，达到平衡所需时间变长，这在工业生产中是很不

经济的。

合成氨反应一般选择400-500℃进行的乂一重要原因为铁触媒在500C左右时的活性最大。

(3)催化剂

①原理分析：在高温、高压下，N?和H?的反应速率仍然很慢。

②选用条件：通常采用加入以铁为主体的多成分催化剂,又称铁触媒。

③选择催化剂的理由：改变反应历程，降低反应的活化能，使反应物在较低温度时能较快地进行反应。

另外，为了防止混有的杂质使催化剂“中毒”，原料气必须经过净化。

(4)浓度

①原理分析：在500°C和30MPa时，平衡混合物中NH3的体积分数及平衡时N2和H2的转化率仍较低。

②采取的措施：采取迅速冷却的方法,使气态氨变成液氨后及时从平衡混合物中分离出去；应将N%分离

后的原料气循环使用,并及时补充N2和H2,使反应物保持一定的浓度。

③采取该措施的理由：分离出NM以促使平衡向生成N%的方向移动,此外原料气的循环使用并及时补充

原料气，既提高了原料的利用率,又提高了反应速率,有利于合成氨反应。

(5)工业合成氨的适宜条件

外部条件工业合成氨的适宜条件

压强10〜30MPa

温度400―500℃

催化剂使用铁触媒作催化剂

浓度氢及时从混合气中分离出去，剩余气体循环使用;及时补充N2和H2

(6)合成氨的工艺流程

液态NH,NHl+N2+H2

点拨：选择工业合成适宜条件的原则

(1)考虑参加反应的物质组成、结构和性质等本身因素。

(2)考虑影响化学反应速率和平衡的温度、压强、浓度、催化剂等反应条件。

(3)选择适宜的生产条件还要考虑设备条件、安全操作、经济成本等情况。

(4)选择适宜的生产条件还要考虑环境保护及社会效益等方面的规定和要求。

根据工业生产的实际情况、经济效益及环保要求等最终确定适宜的条件。

2._工业生产生适宜生产条件的选择思路

影响有利于加快反应

有利于平衡移动条件的控制综合分析结果

因素速率的控制

浓度增大反应物浓度增大反应物浓度、减小生成物浓度不断补充反应物、及时分离出生成物

AV<0高压设备条件允许的前提下,尽量采取高压

压强高压(有气体参加)

AV>0低压兼顾速率和平衡、选取适宜的压强

兼顾速率和平衡、考虑催化剂的适宜温

AH<0低温

度

温度高温

在设备条件允许的前提下，尽量采取高

AH>0高温

温并选取合适催化剂

加合适的催化剂，

催化剂加合适的催化剂无影响

考虑催化剂活性与温度关系

【方法探究】

构建模型

(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。

起始平衡

新平衡

0“叼叠力口

041b

(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。

警台尊新平衡

0^[ZlHLL

【专题过关】

1.反应NH4Hs(s)UNH3(g)+H2s(g)在某温度下达到平衡，下列各种情况不会使平衡发生移动的是()

A.温度、容积不变时，通入SO2气体

B.移走一部分NH4Hs固体

C.容器体积不变，充入HC1气体

D.保持压强不变，充入氮气

【答案】B

【解析】A项，2H2S+SO2=3S+2H2。，通入SO?气体使反应正向移动；B项，增减固体的量不影响平衡；

C项，NHMg)+HCl(g)==NH4CKs),充入HC1气体使反应正向移动；D项，保持压强不变，充入氮气，平

衡向正反应方向移动。

c(CO).c(H,O)

2.高温下，某反应达到平衡，平衡常数恒容时，温度升高，比浓度减小。下列说法

C(CO2).C(H2)

正确的是

A.该反应的化学方程式为CO+H2OUCO2+H2

B.恒温恒容下，增大H2浓度平衡常数K减小

C.平衡移动时，K值一定变化

D.该反应的正反应是吸热反应

【答案】D

c(CO).c(H,O)

【解析】A.根据该反应的平衡常数表达式可知该反应的化学方程式为CO2+H2匚C0+

C(CO2).C(H2)

H2O(g),A错误；

B.平衡常数仅仅是温度的函数，温度不变，平衡常数不变，B错误；

C.平衡常数仅仅是温度的函数，温度不变，平衡常数不变，故只有改变温度引起的平衡移动，K值一定变

化，其余条件引起的平衡移动，K值不变，C错误；

D.由题干信息可知，恒容时，温度升高，H?浓度减小，即CO2+H2.•CO+H2O(g)平衡正向移动，故该反

应的正反应是吸热反应，D正确:

故答案为：D。

3.（2022•河北武强中学高二期中）2NO（g）+O2（g）U2NO2（g）体系中能使该反应的反应速率增大，且平衡向正

反应方向移动的是

A.及时分离出NO2气体B.扩大容器体积

C.增大02的浓度D.选择高效催化剂

【答案】C

【解析】A.及时分离出NO2气体，平衡向生成二氧化氮的方向移动，正向移动；但是反应物浓度减小，反

应速率减小，A错误；

B.反应为气体分子数减小的反应，扩大容器体积，平衡逆向移动，且物质的浓度均减小，反应速率减慢,

B错误；

C.增大02的浓度，平衡正向移动，反应物浓度变大，反应速率变大，c正确；

D.选择高效催化剂可加快反应速率，但不改变平衡移动，D错误；

故选C«

4.反应2so2（g）+O2（g）=2SO3（g）AHV0已达平衡，如果其他条件不变时，分别改变下列条件，对化学反

应速率和化学平衡产生影响，下列条件与图像不相符的是（。〜小口正=成逆；”时改变条件，B时重新建立平

衡）（）

【答案】C

【解析】增加02的浓度，八增大，v逆瞬间不变，A正确；增大压强，心:、v.瞬间都增大,

V”增大的倍数大于口逆，B正确；升高温度，I，而、丫道瞬间都增大，C错误；加入催化剂，

丫止、v&同时同倍数增大，D正确。

5.一定条件下，向两个容积相同的密闭容器中分别充入一定量的N02（g）和NH3（g）,分别达到平衡2NO2峰

N2O4,2N%峰珍N2+3H2,均为气态后，NCh和NH3的转化率均为a%,保持温度、容积不变，向两个容器

中分别再充入ImolNzCU和ImolNHj,再次达到平衡时NO?和NH3的转化率分别为b%和c%«则下列关系

中正确的是

A.b>a>cB.c>a>bC.a>b>cD.a=b=c

【答案】A

【解析】在两个恒容容器中有平衡体系：①2NCh=N2O4,②2NH3UN2+3H2,平衡时NCh和NH.3的转化率均

为a%,

若向容器中①再充入ImolNzOa,①向正反应方向移动，促进反应物的转化，则再次达到平衡时NCh为b%

>a%；

②中再充入ImolNHs,②向逆反应方向移动，转化率减小，则再次达到平衡时N%的转化率为c%<a%,

故选：A。

6.据报道，在300℃、70MPa下由二氧化碳和氢气合成乙醇已成为现实，其反应的化学方程式为

2CO2(g)+6H2(g)-CH3cH20H(g)+3H2O(g)。下列叙述正确的是

A.相同条件下，2moi氢原子所具有的能量大于Imol氢分子所具有的能量

B.当v(CO2)=2v(CH3cH20H)时，反应一定达到平衡状态

C.移去水蒸气，可增大正反应速率

D.恒压，充入惰性气体，化学反应速率增大

【答案】A

【解析】A.氢原子结合生成氢气分子，氢原子之间形成化学键释放能量，则2moi氢原子所具有的能量高

于1mol氢分子所具有的能量，A正确；

B.未指出反应速率的正、逆，因此不能判断反应是否处于平衡状态，B错误；

C.移去水蒸气的瞬间，正反应速率不变，逆反应速率减小，由于正反应速率大于逆反应速率，化学平衡正

向移动，反应物浓度减小，正反应速率减小，C错误；

D.恒压，充入惰性气体，则容器体积增大，反应体系中各气体物质的浓度减小，反应速率减慢，D错误;

答案选A。

7.下列操作或事实不能用勒夏特列原理解释的是

A.2NO2(g).N2O4(g)A//<0,把NOz球浸泡在冰水中，气体颜色变浅

B.用饱和食盐水除去CL中的HC1,可减少Ch的损失

C.对H式g)、I?(g)和HI(g)组成的平衡体系加压后颜色变深

D.向含有Fe(SCN%的红色溶液中加入铁粉，振荡，溶液颜色变浅或褪去

【答案】C

【解析】A.2NO式g)N2O4(g)AH<0,放在冰水中，温度降低，平衡向生成无色气体的方向移动，所

以颜色变浅：

B.C4与反应存在化学平衡：a2+H2OuH++C/-+〃C/。，使用饱和食盐水时，山于"C7在水中溶解度

很大，可以除去杂质HCI,同时由于溶液中的c(a)增大，化学平衡逆向移动，导致a?的溶解量、反应量

减小，因此可减少eg的损失；

c.体系颜色加深是因为压缩体积，L的浓度增大，而加压平衡并未移动;

D.铁粉消耗溶液中的反3+,使庄3+离子浓度降低，使平衡Fe(SCN)31Pe3++3SCN-正向移动，溶液颜色

变浅或褪去，可以用勒夏特列原理解释;

故选Co

8.在容积一定的密闭容器中发生可逆反应A(g)+B(g)=C(g)A//>0,平衡移动关系如图所示。下列说法

正确的是()

选项压强纵坐标

AP1(P2c的物质的量浓度

BP\>P2B的转化率

CPl<P2混合气体的平均摩尔质量

DP\>P2A的质量分数

【答案】B

【解析】Pl<P2,压强增大，平衡正向移动，C的物质的量浓度增大，故A选项错误；PI>P2,随压强的增

大，平衡正向移动，B的转化率增大，故B选项正确；Pl<p2,压强增大，平衡正向移动，混合气体平均摩

尔质量增大，故C选项错误；PI>P2,随压强的增大，平衡正向移动，A的质量分数减小，故D选项错误。

9.合成氨反应达到平衡时，NH3的体积分数与温度、压强的关系如图所示。根据此图分析合成氨工业最有

前途的研究方向是()

瞬

W

送

检

S

-

H

N

。

温度/七

A.提高分离技术

B.研制耐高压的合成塔

C.研制低温催化剂

D.探索不用N2和H2合成氨的新途径

【答案】C

【解析】由题图可知，NH3的体积分数随着温度的升高而显著下降，故要提高NH3的体积分数，必须降低

温度，但目前所用催化剂铁触媒的活性最高时的温度为500℃,故最有前途的研究方向为研制低温催化剂。

10.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)AH!<0

②M(g)+N(g)=R(g)+Q(g)A//2>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

【答案】B

【解析】Z为固体，加入适量Z不影响反应①的平衡移动，而反应②与Z无关，故加入Z也不影响反应②

的平衡移动，A正确：通入稀有气体Ar,由于容器体积不变，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正向进行，反应②逆向进行，但两个反应中反应物的起始浓度未知，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。

11.已知反应A(g)+B(g)y(g)+D(g)的平衡常数K值与温度的关系如表所示。830℃时，向一个2L的密

闭容器中充入0.20molA和0.20molB,10s末达平衡。下列说法不氐碰的是

温度/℃7008301200

K值1.71.00.4

A.达到平衡后，B的转化率为50%

B.该反应为吸热反应，升高温度，平衡正向移动

C.反应初始至平衡，A的平均反应速率v(A)=0.005mol-L'-s-1

D.容器体积减小为原来的一半，平衡不移动，正、逆反应速率均增大

【答案】B

A(g)+B(g)C(g)+D(g)

,人开始(mol)0.200.2000

【解析】A.设平衡时参加反应的B的物质的量为xmol,亦小,则

变化(mol)XXXX

平衡(mol)0.20-x0.20-x?XX

=1,解得：x=0.1

(0.2-x)?(0.2-x)

所以平衡时B的转化率为：誓EX100%=50%,A正确；

0.2mol

B.由题干表中数据可知，升高温度，平衡常数减小，说明升高温度平衡逆向移动，说明该反应为放热反应，

升高温度，平衡逆向移动，B错误；

0.1mol/

C.反应初始至平衡，A的平均反应速率v(A)=/2L=0.()05moLL-、s」,C正确：

10s

D.该反应前后气体的物质的量之和不变，故容器体积减小为原来的一半，平衡不移动，反应物、生成物的

浓度增大，即正、逆反应速率均增大，D正确；

故答案为：Bo

12.已知某密闭容器中发生反应：X(g)+Y(g)UmZ(g)A//<0o反应过程中，X、Y、Z的物质的量随时间

的变化如图所示，则8时刻改变的条件可能是()

A.升高温度B.加入更高效的催化剂

C.增大压强D.加入一定量的Z

【答案】A

【解析】正反应是放热反应，升高温度，平衡向逆反应方向移动，Z的物质的量减少，X或Y的物质的量

增大，符合图像，A正确；使用催化剂不影响化学平衡的移动，不符合图像，B错误；由题图知，反应达到

平衡时，A〃(X或Y)=amol,An(Z)=2amol,即〃z=2,反应前后气体物质的化学计量数之和相等，增大压

强，化学平衡不移动，不符合图像，C错误；加入一定量的Z,九时，Z的物质的量应增大，不符合图像，

D错误。

13.(2020.海南)NO与CO是燃油汽车尾气中的两种有害气体，常温常压下它们之间的反应：CO(g)+NO(g)

^CO2(g)+1N2(g)△//=-374.3kJ-mofiK=2.5xl()60,反应速率较小。有关该反应的说法正确的是()

A.K很大，NO与CO在排入大气之前就已反应完全

B.增大压强，平衡将向右移动，K>2.5x1()6。

C.升高温度，既增大反应速率又增大K

D.选用适宜催化剂可达到尾气排放标准

【答案】D

【解析】平衡常数很大，表示该反应所能进行的程度大，由于NO与CO反应速率较小，在排入大气之前没

有反应完全，故A错误；平衡常数只与温度有关，增大压强，K不变，故B错误；正反应放热，升高温度，

速率加快，平衡逆向移动，K减小，故C错误；选用适宜催化剂可加快反应速率，使尾气的排放值达到尾

气排放标准，故D正确。

14.在恒容密闭容器中，由CO合成甲醇：CO(g)+2H2(g)=CH30H(g),在其他条件不变的情况下研究温度

对反应的影响，实验结果如图所示，下列说法正确的是()

A.平衡常数2避量

B.该反应在4时的平衡常数比T2时的小

c.CO合成甲醇的反应为吸热反应

D.处于A点的反应体系从，变到不，达到平衡时&霁而增大

CVrl3kJrl

【答案】D

【解析】A项，因该反应中氢气前的系数为2,则该反应的平衡常数K=黑端，错误：B项，由图像可

知，反应从心到不时，甲醇的物质的量增大，根据平衡常数的计算式可知力时的平衡常数比72时的大，

错误；C项，由图像可知在心温度下反应先达到平衡，反应速率较力快，则有乃>/，温度降低，平衡向

正反应方向移动，则正反应为放热反应，错误；D项，处于A点的反应体系从71变到“的过程中，平衡向

逆反应方向移动，则c(H»增大，而c(CH-QH)减小，达到平衡时就%j应该增大，正确。

cCrlsOrl

15.在一定温度下，将2molA和2molB两种气体相混合于体积为2L的某密闭容器中(容积不变)，发生如下

反应：3A(g)+B(g)=xC(g)+2D(g),AH<0,2min末反应达到平衡状态(温度不变)，生成了0.8molD,并测得C

的浓度为0.4mol-LT,请填写下列空白：

(l)x的值等于O

(2)该反应的化学平衡常数K=,升高温度时K值将(选填"增大”、"减小”或"不变”).

(3)A物质的转化率为。

(4)若维持温度不变，在原平衡混合物的容器中再充入4moic和4moiD,欲使达到新的平衡时，各物质的物

质的量分数与原平衡相同，则至少应再充入B的物质的量为mol。达到新平衡时A的物质的量为

n(A)=mol

【答案】21减小60%32.6

2

【解析】(1)C的浓度为0.4molL”,因为容器体积是2L因此C为0.8mol,与D产量相同,故反应中的计

量数相同，X是2。

(2)列式求算:

3A(g)+B(g).-2c(g)+2D(g)

c初(mol/L)1100

Ac(mol/L)0.60.20.40.4

c末(mol/L)0.40.80.40.4

由平衡常数计算公式K=：(?©£)=。因为该反应AH<0,是放热反应，故升高温度反应逆

c(A)-c(B)0.4X0.82

向进行，K值减小。

Ac(A),0.6mol/L,

⑶A物质的转化率=­T：x100%=.n./Tx100%=60%。

c初Aj1rnoi/L/

(4)与原平衡等效，则A与B的物质的量之比为1：1,将3molC和3molD完全转化为A和B,得至U4.5molA

和1.5molB,加上原来的物质的量之后，A为6.5mol,B为3.5mol,要使A、B的物质的量相等，还需要加

入3moiB,达到新平衡后，A的物质的量分数与原来相同，为20%,新平衡时A的物质的量为

13molx20%=2.6mol。

16.燃煤会产生CO?、CO、SO2等大气污染物。燃煤脱硫的相关反应的热化学方程式如下：

1

I.CaSO4(s)+CO(g)^CaO(s)+SO2(g)+CO2(g)A//,=+281.4kJ-moP