高中化学2023年大一轮第七章化学反应速率与化学平衡：第2讲化学平衡状态化学平衡移动

第2耕化学平街状态化学平衡移动

课程标准知识建构

1.了解可逆反应的含义，知道可逆反应在一定条件下能

达到化学平衡状态及能描述化学平衡状态，判断化学

反应是否达到平衡。

2.通过实验探究，了解浓度、压强、温度对化学平衡

「『逆反应1„［原因］

状态的影响，并能运用浓度、压强、温度对化学平衡I特点H平街状态卜(4看)T-褥产动H结果1

I判断方法I］|判断方法|

的影响规律，推测平衡移动方向及浓度、转化率等相I等效平-I

关物理量的变化，能讨论化学反应条件的选择和优化。

3.针对典型案例，能从限度、速率等角度对化学反应

和化工生产条件进行综合分析。

双基过关夯实必备知识

一'可逆反应与化学平衡状态

1.可逆反应

(1)概念：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。

(2)特点：三同一小

①相同条件下；

②同时进行；

③反应物与生成物同时存在；

④任一组分的转化率都小于100%。

(3)表示：在方程式中用“”表示。

2.化学平衡状态

(1)概念：在一定条件下的可逆反应中，当反应进行到一定程度时，正反应

速率和逆反应速率相等,反应物的浓度和生成物的浓度保持丕变的状态。

(2)建立：对于只加入反应物从正向建立的平衡：

［反应Li反应物浓度圾大,M正)圾大.生成物浓度为().

I开如由口,，(逆)为零

0-----------------------------

［鸟应口反应物浓度逐渐减小一酚(正)逐渐减小生成：

［进彳而「物浓度由零逐渐增大一,，(逆)从零逐渐增大.

0二二二二二二二二二二二

［达到LJ(面,左而昆合诙中金血夯讪旋鹿保花

［平面时一•不变

以上过程可以用速率一时间图像表示如下

(3)化学平衡的特点

3)—可逆反应

应)一化学平衡是一种动态平衡

正反应速率=逆反应速率

检)_反应物和生成物的质量或浓度

Y保持不变

点”条件改变.平衡状态可能改变，

J新条件下建立新的化学平衡

【诊断1】判断下列说法是否正确，正确的打J,错误的打X。

(1)铅蓄电池的充放电反应为可逆反应()

(2)在化学平衡的建立过程中，。正一定大于。逆()

(3)对于N2(g)+3H2(g)2NH3(g)反应，当v,I；(N2)=U逆(NH3)时反应达到平

衡状态()

(4)一个可逆反应达到的平衡状态就是这个反应在该条件下所能达到的最大

限度()

(5)恒温恒容条件下反应C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g),当密度不变时，反

应达到平衡状态()

答案(1)X(2)X(3)X(4)V(5)V

二'化学平衡的移动

1.化学平衡移动的过程

2.化学平衡移动方向与化学反应速率的关系

⑴。正〉。逆：平衡向正反应方向移动。

(2)。正=。逆：反应达到平衡状态，平衡不发生移动。

(3)。正＜0逆：平衡向逆反应方向移动。

3.影响化学平衡的因素

(1)改变下列条件对化学平衡的影响

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

向正反应方向移动

成物浓度

浓度

减小反应物浓度或增大生

向逆反应方向移动

成物浓度

增大向气体分子总数减小

反应前后气压强的方向移动

压强(对有气体参加的反体体积改变减小向气体分子总数增大

应)压强的方向移动

反应前后气改变

平衡丕移动

体体积不变压强

升高温度向吸热反应方向移动

降低温度向放热反应方向移动

温度

同等程度改变。正、。逆，

催化剂

平衡不移动

(2)温度不变时浓度因素的“决定性作用”——分析“惰性气体(不参加反应

的气体)”对化学平衡的影响。

①恒温恒容条件

原平衡体系更少1^匕体系总压强埴之一体系中

各组分的浓度丕变一►平衡不移动

②恒温恒压条件

充入情性气体

原平衡体系m】土入怦a容器容积增大一

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斗

——^平衡丕移动

一气体体积可变的反应

------------------＞平衡向气体体积增大的方向移动

4.勒夏特列原理

对于一个已经达到平衡的体系，如果改变影响化学平衡的一个条件(如迭

度、温度、压强)，平衡将向着能够减弱这种改变的方向移动。

【诊断2】判断下列说法是否正确，正确的打J,错误的打X。

(1)化学平衡正向移动，说明正反应速率一定增大()

(2)增大反应物的量平衡一定会正向移动()

(3)增大某一反应物A的浓度，平衡正向移动时，反应物的浓度一定小于原

来的浓度，生成物的浓度一定大于原来的浓度()

(4)增大压强平衡正向移动，反应物的浓度会减小，生成物的浓度会增大

()

(5)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()

(6)升高温度，化学平衡一定发生移动()

答案⑴X(2)X(3)X(4)X(5)X(6)V

重难突破培育关键能力

考点一可逆反应特点和化学平衡状态的判断

【典例1](2021•河北安平中学月考)在两个绝热恒容的密闭容器中分别进

行下列两个可逆反应：

甲：C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)；

乙：CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)

现有下列状态：

①混合气体平均相对分子质量不再改变②气体的总物质的量不再改变

③各气体组成浓度相等④反应体系中温度保持不变⑤断裂氢氧键速率是断

裂氢氢键速率的2倍⑥混合气体密度不变

其中能表明甲、乙容器中反应都达到平衡状态的是()

A.①③B.④⑤

C.③④D.②⑥

答案B

解析①乙反应的两边气体的体积相同且都是气体，混合气体平均相对分子

质量始终不变，所以无法判断乙反应是否达到平衡状态，故①错误；②乙反应的

两边气体的体积相同且都是气体，气体的总物质的量始终不变，所以气体的总物

质的量不变无法判断乙是否达到平衡状态，故②错误；③各气体组成浓度相等，

无法证明达到了平衡状态，故③错误；④因为是绝热容器，反应体系中温度保持

不变，说明正逆反应速率相等，达到了平衡状态，故④正确；⑤断裂氢氧键速率

是断裂氢氢键速率的2倍，说明正逆反应速率相等，达到了平衡状态，故⑤正确；

⑥乙反应的两边气体的体积相同且都是气体，容器的容积不变，所以密度始终不

变，无法判断乙是否达到平衡状态，故⑥错误；以上分析故选B。

------------------名师点拨------------------>

判断化学平衡状态的两种方法

(1)动态标志：0正

①同种物质：同一物质的生成速率等于消耗速率。

②不同物质：不同方向上的速率比等于化学计量数比，如aA+bBcC+

dD,时,反应达到平衡状态。

(2)静态标志：“变量”不变

在未达到平衡时不断变化、在达到平衡时不再发生变化的各种物理量(如各

物质的质量、物质的量或浓度、百分含量、压强、密度或颜色等)，如果不再发

生变化，即达到平衡状态。

可简单总结为“正逆相等，变量不变”。

【对点练11(“极端转化”法确定各物质的量)一定条件下，对于可逆反应

X(g)+3Y(g)2Z(g),若X、Y、Z的起始浓度分别为ci、C2、C3(均不为零),

达到平衡时，X、Y、Z的浓度分别为0.1mol-LI0.3molL-1>0.08mol-L-1,

则下列判断正确的是()

A.ci:C2=3：1

B.平衡时，Y和Z的生成速率之比为2：3

C.X、Y的转化率不相等

D.ci的取值范围为OVciVO.l4moi1।

答案D

解析平衡浓度之比为1:3,转化浓度之比亦为1：3,故ci：C2=l:3,A、

C不正确；平衡时Y生成表示逆反应速率，Z生成表示正反应速率且v生成(Y)：v

生成(Z)应为3：2,B不正确；由可逆反应的特点可知0VciV0.14mol-L-i。

【对点练2](化学平衡状态的判断X2020.衡阳高三调研)反应N2(g)+

3H2(g)2NH3(g)A/7<0,若在恒压绝热容器中发生，下列选项表明反应一定

已达平衡状态的是()

A.容器内的温度不再变化

B.容器内的压强不再变化

C.相同时间内，断开H—H键的数目和生成N—H键的数目相等

D.容器内气体的浓度C(N2)：C(H2)：C(NH3)=1：3：2

答案A

解析已知反应为放热反应，当绝热容器内的温度不变时，达到平衡状态，

A项符合题意；反应在恒压条件下进行，反应前后压强均不变，不能判断是否达

到平衡状态，B项不符合题意；断开H—H键和生成N—H键均指正反应方向，

不能判断是否达到平衡状态，C项不符合题意；当C(N2)：C(H2)：C(NH3)为

1：3：2时，无法证明正逆反应速率相等，D项不符合题意。

【对点练3】(图像法判断平衡状态)一定温度下，反应N2O4(g)2NO2(g)

的焰变为A"。现将1molN2O4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()

答案AD

解析△”是恒量，不能作为判断平衡状态的标志；该反应是充入Imol

N2O4,正反应速率应是逐渐减小直至不变，C项的曲线趋势不正确。

考点二外界条件对化学平衡影响的判断

【典例2]已知某密闭容器中发生反应：X(g)+Y(g)mZ(g)AH<Oo

反应过程中，X、Y、Z的物质的量随时间的变化如图所示，则九时刻改变的条

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,A«（Z）=2«mol,参与反应的各物质的物质的量变化之比等于化学计量数

之比，即m=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。

/------------------名师点拨

判断化学平衡移动方向的思维流程

【对点练4］（平衡移动方向的判断）（2020.江西名师联盟第一次模拟测试）

关于一定条件下的化学平衡H2（g）+l2（g）2HI（g）△”＜（）,下列说法正确的是

（）

A.恒温恒容，充入H2,0（正）增大，平衡右移

B.恒温恒容，充入He,0（正）不变，平衡不移动

C.加压，o（正），0（逆）不变，平衡不移动

D.升温，。（正）减小，。（逆）增大，平衡左移

答案AB

解析恒温恒容，充入H2,H2浓度增大，。（正）增大，平衡右移，故A正确；

恒温恒容，充入He,各反应物浓度都不变，0（正）不变，平衡不移动，故B正确；

加压，容积缩小，各物质浓度均增大，正）、。（逆）都增大，平衡不移动，故C

错误；升温，。（正）增大，。（逆）增大，由于正反应放热，所以平衡左移，故D错

误。

【对点练5】（选取措施使化学平衡定向移动）（2020.湖南常德市高三协作考）

12

局炉炼铁过程中发生的主要反应为：^Fe2O3（s）4-CO（g）^Fe（s）+CO2（g）

<0,欲提高上述反应CO的平衡转化率，可采取的措施是（）

A.移出部分CO2B.提高反应温度

C.加入合适的催化剂D.减小容器的容积

答案A

解析移出部分CO2,平衡正向移动，故A正确；此反应为放热反应，提

高反应温度，平衡逆向移动，故B错误；加入合适的催化剂，对平衡没有影响，

故C错误；反应前后气体体积不变的反应，减小容器的容积，平衡不移动，故D

错误。

【对点练6］（新旧平衡的比较）将等物质的量的N2、比充入某密闭容器中，

在一定条件下，发生如下反应并达到平衡：N2（g）+3H2（g）2NH3（g）△"VO。

当改变某个条件并维持新条件直至达到新的平衡时，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的浓度一定减小

B升高温度N2的转化率减小

H2的转化率不变，N2的转化率增

C充入一定量H2

大

使用适当催化

DNH3的体积分数增大

剂

答案B

解析A项，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，但氮气的浓度仍然比原平衡大，不正确；B项，正反应是放热反应，则升高

温度平衡向逆反应方向移动，氮气的转化率减小，正确；C项，充入一定量的氢

气，平衡向正反应方向移动，氮气的转化率增大，而氢气的转化率减小，不正确;

D项，催化剂只能改变反应速率而不能改变平衡状态，不正确。

/------------------易错警示------------------

分析化学平衡移动问题的注意事项

(1)不要把0正增大与平衡向正反应方向移动等同起来，只有0正＞0逆时，才

使平衡向正反应方向移动。

(2)同等程度地改变气体反应混合物中各物质的浓度时，应视为压强的影响。

(3)对于缩小体积增大压强，不管是否移动，各成分的浓度均增大，但增大

的倍数可能不同也可能相同。

考点三化学平衡移动原理在化工生产中的应用

【典例3］经过科学家的大量研究，工业上氮气和氢气在一定条件下直接

化合制得氨。图1是工业合成氨生产的示意图。

(1)图1中分离出物质X的化学式为。

(2)图1中选定500℃、20〜50Mpa条件的主要原因是(填字母)。

A.温度、压强对化学平衡的影响

B.铁触媒在该温度时活性大

C.工业生产受动力、材料、设备等条件的限制

(3)改变反应条件，会使平衡发生移动。图2表示随条件改变，氨气百分含

量的变化趋势。

当横坐标为压强时，变化趋势正确的是(选填a、b、c)o

当横坐标为温度时，变化趋势正确的是(选填a、b、c)。

原料气

温度

5(X)tI

铁触媒

强

2(卜5()MPa

I

方却设备

」和分离器

X•

图1工业合成氨

答案(1)NH3(2)BC(3)Ca

解析(1)合成氨工业有下列流程：原料气制备、原料气净化和压缩、氨的

合成、氨的分离，从图1生产流程知，原料气N2和H2,经过铁触媒得到N2、

H2、NH3混合气体，再经冷却、分离出NH3,所以X为NH3,Y为N2和H2的

混合气，再循环利用；(2)A项，升高温度，能使反应速率加快，但该反应正反

应为放热反应，升高温度，平衡向逆反应方向移动，不利于氨的合成；增大压强,

能使反应速率加快，平衡也向正反应方向移动，错误；B项，实际生产中采用

400~500°C的高温,催化剂的催化活性最高，可以增加反应速率，缩短达到平

衡的时间，正确；C项，工业合成氨的反应原理是：N2+3H25辞150$蠹2NH3

△HV0,从化学平衡的角度看，温度越低，压强越大，越有利于合成氨，工业生

产以经济利益最大化为目的，所以工业生产受动力、材料、设备等条件的限制，

目前的生产条件为：催化剂为铁触媒，温度为400〜500C,压强20〜50MPa,

正确；(3)正反应为气体体积缩小的反应，所以压强越大，越有利于合成氨，增

大压强时平衡向右移动，氨气的百分含量增大，结合图像可知，c符合要求。又

因为合成氨反应是一个放热反应，随温度的升高，平衡向氨气含量减少的方向移

动，结合图像可知，a符合要求。

/----------------名师点拨---------------->

工业合成氨适宜条件的选择

(1)反应原理

1

N2(g)+3H2(g)2NH3(g)A//=-92.4kJ-moP

(2)反应特点：①反应为可逆反应；②正反应为放热反应；③反应物、生成

物均为气体，且正反应为气体物质的量减小的反应。

（3）反应条件的选择

反应对化学反应对平衡混合物中合成氨条

条件速率的影响氨含量的影响件的选择

压强增大，有利于氨

平衡正向移动，提高的合成，但需要动力

增大增大反

平衡混合物中氨的大，对材料、设备的

压强应速率

含量要求高。故采用10~

30MPa的高压

温度要适宜，既要保

证反应有较快的速

率，又要使反应物的

平衡逆向移动，降低

升高增大反转化率不能太低。故

平衡混合物中氨的

温度应速率采用400~500℃左

含量

右的温度，并且在该

温度下催化剂的活

性最大

使用增大反工业上一般选用铁

没有影响

催化剂应速率触媒作催化剂

（4）原料气的充分利用

合成氨反应的转化率较低，从原料充分利用的角度分析，工业生产中可采用

循环操作的方法以提高原料的利用率。

【对点练7]（平衡移动原理用于工业合成氨）如图为工业合成氨的流程图。

图中为提高原料转化率采取的措施是（）

一J④

净

液

化

②加压③催化反应化

干

(2x1()：Pa)（500七催化剂）分

燥

离

了

[⑤N?和H,再循可

A.①②③B.①③⑤

C.②④⑤D.②③④

答案c

解析工业合成氨反应的化学方程式为N2+3H2高［化露压2NH3,反应是

可逆反应，正反应气体体积减小，正反应是放热反应；依据合成氨的流程图，其

中为提高原料转化率而采取的措施为：增大压强，液化分离出氨气，氮气和氢气

的循环使用。

【对点练8】(平衡移动原理用于化工生产)CO可用于合成甲醇，反应方程

式为CO(g)+2H2(g)CH30H(g)。CO在不同温度下的平衡转化率与压强的关

系如图所示。该反应0(填“>”或“V”)。实际生产条件控制在

250℃、1.3X104kPa左右，选择此压强的理由是o

求

原

3

辨

S

O

U

答案V在1.3X104kPa下，CO的转化率已较高，再增大压强，CO转

化率提高不大，同时生产成本增加

解析从图像来看，随着温度的升高，CO的转化率变小，故△“<(),综合

温度、压强对CO转化率的影响，在1.3义1。4kPa下，CO的转化率已经很大，

不必再增大压强。

/------------------归纳总结------------------->

1.化工生产适宜条件选择的一般原则

条件原则

从化学反应速率分析既不能过快，又不能太慢

既要注意外界条件对速率和平衡影响的一致性，又要注

从化学平衡移动分析

意二者影响的矛盾性

增加易得廉价原料，提高难得高价原料的利用率，从而

从原料的利用率分析

降低生产成本

从实际生产能力分析如设备承受高温、高压能力等

从催化剂的使用活性分注意催化剂的活性对温度的限制

析

2.平衡类问题需考虑的几个方面

(1)原料的来源、除杂，尤其考虑杂质对平衡的影响。

(2)原料的循环利用。

(3)产物的污染处理。

(4)产物的酸碱性对反应的影响。

(5)气体产物的压强对平衡造成的影响。

(6)改变外界条件对多平衡体系的影响。

微专题26化学平衡图像

类型一、百分含量、转化率'时间、温度、压强等多维图像分析

1.常见图像形式

2.解题步骤

一看面(纵、横坐标的意义)

二看线(线的走向和变化趋势)

三看点(起点、拐点、终点)

四看是否作轴助线(如等温线、等压线、平衡线)

五看量的变化(如浓度变化、温度变化)

联想平衡移动原理，分析条件对反应速率、

想规律

化学平衡移动的影响

利用原理，结合图像,分析图像中所代表反

作判断

应速率变化或化学平衡的线，作出判断

3.解题技巧

(1)先拐先平

在含量(转化率)一时间曲线中，先出现拐点的先达到平衡，说明该曲线反应

速率大，表示温度较高、有催化剂、压强较大等。

(2)定一议二

当图像中有三个量时，先确定一个量不变，再讨论另外两个量的关系，有时

还需要作辅助线。

(3)三步分析法

一看反应速率是增大还是减小；

二看。正、0逆的相对大小；

三看化学平衡移动的方向。

【典例1】在恒容密闭容器中通入X并发生反应：2X(g)Y(g),在温度

八、八下，X的物质的量浓度c(X)随时间/变化的曲线如图所示，下列叙述正确

的是()

A.该反应进行到M点放出的热量大于进行到W点放出的热量

d—b

B.T2温度下，在。〜力时间内，0(Y)="九mol-L'-min1

C.M点的正反应速率。正大于N点的逆反应速率。逆

D.M点时再加入一定量X,平衡后X的转化率减小

答案C

解析由图可知，温度为Ti先到达平衡，所以TI>T2,温度越高，平衡时X

的物质的量浓度越大，说明升高温度平衡向逆反应方向移动，升高温度平衡向吸

热反应方向移动，故逆反应为吸热反应，正反应为放热反应。进行到M点X的

转化率较低，由于正向是放热反应，所以反应进行到M点放出的热量少，故A

错误；A温度下，在。〜九时间内，X的浓度变化为：c(X)=(a-b)mol.L-1,则

Ici—bci—b

Y的浓度变化为c(Y)=2C(X)=-mol-L1,所以u(Y)=mol-L'min

故B错误；根据图像可知，温度为Ti时反应首先达到平衡状态；温度高反应速

率快，到达平衡的时间少，则温度是TI〉T2；M点温度高于N点温度，且N点

反应没有达到平衡状态，此时反应向正反应方向进行，即N点的逆反应速率小

于N点的正反应速率，因此M点的正反应速率大于N点的逆反应速率，故C正

确；M点时再加入一定量X,达到的新平衡与原平衡比较，压强增大，增大压

强平衡正移，则X的转化率增大，所以M点时再加入一定量X,平衡后X的转

化率增大，故D错误。

类型二'新型图像的探究应用

【典例2】(2019.全国卷I)水煤气变换[CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g)]

是重要的化工过程，主要用于合成氨、制氢以及合成气加工等工业领域中。回答

下列问题：

(l)Shibata曾做过下列实验：①使纯H2缓慢地通过处于721c下的过量氧化

钻CoO(s),氧化钻部分被还原为金属钻Co(s),平衡后气体中H2的物质的量分

数为0.0250o

②在同一温度下用CO还原CoO(s),平衡后气体中CO的物质的量分数为

0.0192o

根据上述实验结果判断，还原CoO(s)为Co(s)的倾向是COH2(填

“大于”或“小于”)。

(2)721℃时，在密闭容器中将等物质的量的CO(g)和H2O(g)混合，采用适当

的催化剂进行反应，则平衡时体系中出的物质的量分数为(填标号)。

A.<0.25B.0.25

C.0.25~0.50D.0.50

E.>0.50

(3)Shoichi研究了467°C、489℃时水煤气变换(△“<())中CO和a分压随

时间变化关系(如图所示)，催化剂为氧化铁，实验初始时体系中的pH2O和pc。

相等、pCCh和"H2相等。

计算曲线a的反应在30~90min内的平均速率v(a)=kPa-min'()

467C时pH2和pco随时间变化关系的曲线分别是、。489℃

时pH2和pco随时间变化关系的曲线分别是、o

答案⑴大于(2)C(3)0.0047bead

解析(1)由题给信息①可知，H2(g)+CoO(s)Co(s)+H2O(g)(i)K\=

^(H^=1002?00=39,由题给信息②可知，CO(g)+CoO(s)Co(s)+

CO2(g)(ii)*=喘?=与盖学"51.08。相同温度下，平衡常数越大，反

应倾向越大，故CO还原氧化钻的倾向大于H2。(2)第(1)问和第(2)问的温度相同，

利用盖斯定律，由(ii)一(i)得CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)长=£=与新

-1.31。设起始时CO(g)、H2O(g)的物质的量都为1mol,容器容积为1L,在721℃

下，反应达平衡时H2的物质的量为xmol。

CO(g)+H2O(g)H2(g)+CO2(g)

起始(mol)1100

转化(mol)XXXX

平衡(mol)(1—x)(1一%)XX

x

K=5Z乔=L31,x=0.534,则平衡时H2的物质的量分数为2=0.267,故

、»丁人(4.08-3.80)kPa.

选C。⑶由题图可知，30〜90min内v(a)=―—：7—―=0.0047kPa-min

90min—30min0

水煤气变换中CO是反应物，H2是产物，又该反应是放热反应，升高温度，平

衡向左移动，重新达到平衡时，出的压强减小，CO的压强增大。故a曲线代表

489℃时，“H2随时间变化关系的曲线，d曲线代表489c时pco随时间变化关系

的曲线，b曲线代表467c时“Eh随时间变化关系的曲线，c曲线代表467c时

“co随时间变化关系的曲线。

专题精练

1.CO和H2在一定条件下合成甲醇的反应为：CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)

AHo现在容积均为1L的a、b、c、d、e五个密闭容器中分别充入1molCO和

2mol氏的混合气体，控温，进行实验，测得相关数据如下图1和图2。下列叙

述不正确的是()

300t：、K)

.8

.6

<5OOVJK7

01040f/min

°TET.T,T577七

图1:温度分别为3。0七、图2:温度分别为的密闭

500七的密闭容器中,容器中，反应均进行到

甲醉的物质的量5min时甲醇的体积分教

A.该反应的△“<()

B.在500℃条件下达平衡时CO的转化率为60%

C.平衡常数Ki(300℃)VK2(500℃)

D.图2中达化学平衡的点为c、d、e

答案C

解析A.根据图1,300℃时，甲醇物质的量为0.8mol,500C时甲醇物

质的量为0.6mol,升高温度，平衡向逆反应方向移动，根据勒夏特列原理，该

反应为放热反应，即△〃<(),故A说法正确；B.500°C时甲醇的物质的量为0.6

mol,则消耗CO的物质的量为0.6mol,即CO的转化率为竿需X100%=60%,

故B说法正确；C.化学平衡常数只受温度的影响，该反应为放热反应，升高温度,

化学平衡常数减小，即K(300℃)>任(500℃),故C说法错误；D”到c反

应向正反应方向进行，还没有达到平衡，当达到平衡时，甲醇的物质的量最大，

即c、d、e为化学平衡点，故D说法正确。

2.(2020.课标全国I,28节选)硫酸是一种重要的基本化工产品。接触法制

硫酸生产中的关键工序是SO2的催化氧化：S02(g)+102(g)钥J催化剂SCh(g)AH

1

=-98kJ-moro

l.(X)

当S02(g)、02(g)和N2(g)起始的物质的量分数分别为7.5%、10.5%和82%时，

在0.5MPa、2.5MPa和5.0MPa压强下，SCh平衡转化率a随温度的变化如图所

示。反应在5.0MPa、550c时的a=,判断的依据是。

影响a的因素有。

答案0.975该反应气体分子数减少，增大压强，a提高。5.0MPa>2.5MPa

=P2,所以pi=5.0MPa温度、压强和反应物的起始浓度

解析由题给反应式知，该反应为气体分子数减少的反应，其他条件一定时，

增大压强，SO2平衡转化率增大，故pi=5.0MPa。结合题图知5.0MPa、550℃

时对应的SO2平衡转化率为0.975。影响平衡转化率的因素有：温度、压强、反

应物的起始浓度等。

3.(2020.课标全国HI,28节选)二氧化碳催化加氢合成乙烯是综合利用CO2

的热点研究领域。理论计算表明，原料初始组成“(CO”：n(H2)=l：3,在体系

压强为0.1MPa,反应达到平衡时，四种组分的物质的量分数x随温度7的变化

如图所示。

图中，表示C2H4、CO2变化的曲线分别是、oCO2催化加

氢合成C2H4反应的0(填"大于”或“小于”)。

答案dc小于

解析反应的化学方程式为2co2+6H2CH2=CH24-4H2O,其中CO2

和田的系数之比为1：3,开始时加入的“(CO2)：〃32)=1：3,则平衡时

n(CO2):〃(H2)也应为1：3,〃(C2H4)：MH2O)应为1：4,由题图可知，曲线a为

H2,b为H20,C为C02,d为C2H4,随温度升高，平衡时C2H4和H2O的物质

的量分数逐渐减小，H2和C02的物质的量分数逐渐增加，说明升高温度平衡逆

向移动，根据升高温度平衡向吸热的方向移动，知正反应方向为放热反应，

小于Oo

4.(2020.山东学业水平等级考试，18节选)探究CH30H合成反应化学平衡

的影响因素，有利于提高CH3OH的产率。以CO2、山为原料合成CH30H涉及

的主要反应如下：

I.CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)=一49.5kJmo「

,

II.CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)A/72=-90.4kJmor

III.CO2(g)4-H2(g)CO(g)+H2O(g)△43=40.9kJ-mol1

回答下列问题：

不同压强下，按照〃(CO2):〃32)=1:3投料，实验测定CO2的平衡转化率

和CH30H的平衡产率随温度的变化关系如图所示。

已知：82的平衡转化率为=遛素考应X1。。％

”(CH3OH)平衡

CH30H的平衡产率=X100%

〃(CO2)初始

其中纵坐标表示CO2平衡转化率的是图(填“甲”或“乙”)；压强

pi、小、P3由大到小的顺序为；图乙中A温度时，三条曲线几乎交于一

点的原因是O

答案乙0、P2、P3，时以反应III为主，反应III前后气体分子数相等，

压强改变对平衡没有影响

解析反应I为放热反应，故低温阶段，温度越高，CO2的平衡转化率越低,

而反应III为吸热反应，温度较高时，主要发生反应III,则温度越高，CO2的平衡

转化率越高，即图乙的纵坐标表示的是CO2的平衡转化率。反应I为气体分子

数减少的反应，反应HI为气体分子数不变的反应，因此压强越大，CO2的平衡转

化率越高，故压强由大到小的顺序是0、P2、P3。反应HI为吸热反应，温度较高

时，主要发生反应HI,且反应ni前后气体分子数相等，故co2的平衡转化率几

乎不再受压强影响。

5.(2020.天津学业水平等级考试，16节选)用H2还原CO2可以在一定条件

下合成CH30H(不考虑副反应)

CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)△“<()

恒压下，CO2和H2的起始物质的量比为1：3时，该反应在无分子筛膜时甲

醇的平衡产率和有分子筛膜时甲醇的产率随温度的变化如图所示，其中分子筛膜

能选择性分离出H20O

△有分子筛膜

*45F•无分子筛膜

、

翱25

a

震

T

=-

20022()240

温度/七

①甲醇平衡产率随温度升高而降低的原因为O

②P点甲醇产率高于T点的原因为o

③根据图示，在此条件下采用该分子筛膜时的最佳反应温度为

答案①该反应为放热反应，温度升高，平衡逆向移动(或平衡常数减小)

②分子筛膜从反应体系中不断分离出H2O,有利于反应正向进行，甲醇产率升高

③210

解析①该反应是放热反应，温度升高有利于平衡逆向移动，甲醇的平衡产

率随温度升高而降低。②P点对应反应有分子筛膜，分子筛膜能选择性分离出水,

有利于反应正向进行，故P点甲醇产率高于T点甲醇产率。③由图知，当温度

为210℃时，甲醇的产率最高，因此最佳反应温度为210℃。

真题链接把握高考命脉

1.(2020•浙江1月选考改编)已知：N2O4(g)2NO2(g)A/f>0,将一定量,

N2O4气体充入恒容的密闭容器中，控制反应温度为力。下列可以作为反应达到

平衡的判据是()

A.气体的压强不变B.。正(N2O4)=2。逆(NO2)

C.K不变D.容器内颜色不变

答案AD

解析A.反应前后气体物质的量不等，说明气体的压强会发生变化，气体

的压强不变可以说明反应达到平衡，A正确；B.反应达到平衡时，。正=。建，应

满足2。正色2。4)=。式N02),B错误；C.K只随温度的改变而改变，C错误；D.

容器内颜色不变说明c(N02)不变，可以说明达到化学平衡，D正确。

2.(2020-7月浙江选考，20)一定条件下：2NO2(g)N2O4(g)△"<0。在

测定NO2的相对分子质量时，下列条件中，测定结果误差最小的是()

A.温度0℃、压强50kPa

B.温度130C、压强300kPa

C.温度25℃、压强100kPa

D.温度130°C、压强50kPa

答案D

解析测定NO2的相对分子质量时，N2O4越少越好，即使平衡逆向移动。

正反应是气体分子数减小的放热反应，要使平衡逆向移动，需减小压强、升高温

度，则选D项。

3.(2019・海南卷)反应C2H6(g)C2H4(g)+H2(g)△”〉()，在一定条件下于

密闭容器中达到平衡。下列各