2025年高考化学全国一轮复习：化学平衡的移动

第23讲化学平衡的移动

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1.能运用浓度、压强、温度对化学平衡的影响规律，推测平衡移

复习目标动方向及浓度、转化率等相关物理量的变化。

2.了解化学反应条件的选择和优化。

浓度

压强-------------T勒夏特列原理〕

熟记网络影响化学平衡______

移动的因素温度

------------」无影响|

—催化剂

问题1在7VC时，向容积为2L的一个刚性容器中加入一定量的

C⑸和amolH2O(g),只发生下列反应：C(s)+H2O(g)CO(g)+

H2(g)、CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g),达平衡时测得"(H2)=

Z)mol,«(CO)=cmol,则平衡时，〃(CC>2)=_______mol(用含a、b、

c的代数式表示)。

【答案】〈

课前思考

问题2化工实际生产中是如何运用化学反应速率和化学平衡理论

来选择合成氨的适宜条件的？

【答案】合成氨反应特点：可逆反应，正反应为放热、气体分子

数减小的反应，则从化学反应速率和化学平衡两个角度分析，合成

氨的适宜条件：500°C、lOMPa〜30MPa条件下，使用催化剂(铁触

媒)，并将氨气及时液化分离、循环使用。

谍前8min

1.(2023•江门一模)一定量的CO2与足量的碳在容积可变的恒压密闭容器中反

应：C(s)+CO2(g)2CO(g),平衡时，体系中气体体积分数与温度的关系如图

所示：

已知：气体分压①分)=气体总压g总)x体积分数。下列说法错误的是①)

A.该反应AH>0

B.550℃时，充入惰性气体将使，正〉/逆

C.650℃时，反应达平衡后C02的转化率为25.0%

D.925℃时，用平衡分压代替平衡浓度表示的化学平衡常数&=24.0夕总

【解析】随着温度的升高，CO2的体积分数降低，即升温该平衡正向移动，

所以该反应为吸热反应，AH>0,A正确；恒压充入惰性气体，容器容积变大，相

当于减压，平衡向气体增大的方向移动，即平衡正向移动，，正〉，逆，B正确；设

初始CO2为Imol,该条件下转化率为x,根据已知信息建立三段式：

C(s)+CO2(g)2C0(g)

起始/mol10

变化/molX2x

平衡/mol1—X2x

650℃时CO2和CO的体积分数分别为60%和40%,即匕襄号，得到x=

2x40%

0.25,则转化率为25%,C正确；925℃时，CO的体积分数为96%,故=

e(CO2)

_(96%*?总)2_

——23.。42总，D黜1天0

4%)<夕总

2.(2023・佛山二检)在催化剂作用下，向容积为1L的容器中加入ImolX和

3molY,发生反应:X(g)+2Y(s)2Z(s),平衡时和反应lOmin时X的转化率a(X)

随温度的变化分别如曲线I、II所示。下列说法错误的是(C)

100

A.该反应AH>0

B.200℃时，前lOmin的平均反应速率KX)=0.02mol/(L-min)

C.400C时，反应的平衡常数K=2

D.be段变化可能是催化剂在温度高于400C时活性降低导致

【解析】曲线I为平衡时x的平衡转化率，曲线n是不同温度下x反应

lOmin时X的转化率。升高温度，平衡转化率增大，平衡正反应方向移动，则正

向是吸热反应，即该反应AH>0,A正确；200℃时，前10minX的转化率为20%,

前lOmin的平均反应速率k(X)=lmolX20%=o.O2mol/(L-min),B正确；400℃

1LXlOmin

1

时，X平衡转化率为60%,反应的平衡常数犬=1mo仪C错误；ab阶

1L

段随温度升高，转化率增大，be阶段随温度升高，转化率减小，该变化可能是催

化剂在温度高于400℃时，催化剂活性降低导致，D正确。

3.(2023•深圳一调)恒容密闭容器中，mnolCCh与3〃molH2在不同温度下发生

反应：2co2(g)+6H2(g)C2H4(g)+4H2O(g),达到平衡时，各组分物质的量浓

度(c)随温度(7)变化如图所示。

下列说法正确的是(C)

A.该反应的平衡常数随温度升高而增大

B.曲线Y表示c(C2H4)随温度的变化关系

C.提高投料比[〃(C02)：〃(H2)],可提高H2的平衡转化率

D.其他条件不变，2〃molCO2与6〃molH2在Ti℃下反应，达到平衡时

c(H2)<cimol/L

【解析】由图可知，温度升高，H2的平衡浓度增大，说明平衡逆向移动，

则该反应为放热反应，平衡常数随温度升高而减小，A错误；结合化学方程式

2CO2(g)+6H2(g)C2H4(g)+4H2O(g)可知，c(C2H4)的变化量为。32。)变化量的

则曲线Y表示c(H20)随温度的变化关系，B错误；提高投料比[〃(C02)：«(H2)],

相当于增大CO2浓度，平衡正向移动，压的平衡转化率增大，C正确；其他条件

不变，2〃molCO2与6〃molH2在下反应，等效于增大压强，该反应是气体体

积减小的反应，增大压强，平衡正向移动，氏的浓度有所减小，但仍然大于原平

衡浓度ci,D错误。

4.(2023•深圳外国语学校)某温度时两个恒容密闭容器中仅发生反应

2NO2(g)2NO(g)+O2(g)AH>0o实验测得：，正=左正一(NCh),，逆=左

2

ffi-c(NO)-c(O2),k正、左逆为速率常数，只受温度影响。

起始浓度/(mol/L)平衡浓度/(mol/L)

容器编号

C(NO2)c(NO)。(。2)。(。2)

I0.6000.2

II0.60.10

下列说法正确的是(D)

A.升高温度，该反应的化学平衡常数减小

B.I中的NO2平衡转化率约为33.3%

C.II中达到平衡状态时，c(O2)>0.2mol/L

D.该反应的化学平衡常数可表示为K="

k逆

【解析】该反应是的吸热反应，升高温度，平衡正向移动，该反应的化学平

衡常数增大,A错误；I中平衡时氧气浓度为0.2mol/L,则NO2浓度减小0.4mol/L,

则NO2平衡转化率100%Q66.7%,B错误；II在I平衡时的基础上

0.6mol/L

充入一氧化氮01mol/L,平衡逆向移动，因此n中达到平衡状态时，C(O2)<0.2

mol/L,C错误；达到平衡时，正=左正七2网02)=，逆=左逆-C2(NO).C(O2),则K=

c2(NO>c(O2)=左正

2D正确。

C(NO2)—左逆'

弯点研析

考点1影响化学平衡移动的因素

知识梳理

知识11化学平衡移动的概念

一个可逆反应，达到化学平衡状态以后，若改变反应条件（如温度、压强、浓

度等），使正、逆反应的速率不相等.化学平衡发生移动。最终在新的条件下,

会建立新的化学平衡，

这个过程叫作化学平衡的移动。

知识❷影响化学平衡移动的条件

1.浓度对化学平衡的影响

在其他条件不变时，增大反应物浓废或减小生成物浓唐都可使化学

平衡向正反应方向移动:反之化学平衡向逆反应方向移动。

2.压强对化学平衡的影响

（1）对于反应前后气体分子数发生变化的可逆反应，在其他条件不变时，增

大压强，化学平衡向气体分子数减小的方向移动;反之，化学平衡向气体分

子数增大的方向移动。

（2）若反应前后气体分子数无变化，改变压强，能同等程度地改变正、逆反

应速率，即K正）=耳逆），则平衡不移动。

3.温度对化学平衡的影响

在其他条件不变的情况下，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。

［注意］

①升高温度，不管是吸热方向还是放热方向，反应速率均增大，但吸热方向

速率增大的倍数大于放热方向速率增大的倍数，耳吸热）＞火放热），故平衡向吸热

方向移动。

②一般只要是升高温度，新平衡状态的速率大于原平衡状态的速率；反之则

小。

知识回崔化剂对化学平衡的影响

催化剂对化学平衡移动无影响,它的使用能同等程博地改变正、逆

反应速率(即反应速率改变但仍然相等)，可以缩短化学反应达到平衡所需要

的时间。

知识目勒夏特列原理(化学平衡移动原理)

若改变影响平衡的一个条件(浓度、压强、温度等)，平衡就向能够减弱这

种改变的方向移动。

解疑释惑41

化学平衡移动与转化率的关系

(恒温恒容，A、B、C均为气体)

可逆反应改变条件平衡移动方向反应物转化率

A+BC增大A的浓度正向移动a(A)减小,a(B)增大

AB+C增大A的浓度正向移动a(A)减小

2AB+C增大A的浓度正向移动a(A)不变

3AB+C增大A的浓度正向移动a(A)增大

［及时巩固］

颤11(2022•广东卷)恒容密闭容器中，BaSCU⑸+4H2(g)BaS⑸+4珏0@

在不同温度下达平衡时，各组分的物质的量(〃)如图所示。下列说法正确的是(C)

3■

-起始组成：4molH2

g21molBaSO4

200400600800

T/℃

A.该反应的MV0

B.a为〃(H2O)随温度的变化曲线

C.向平衡体系中充入惰性气体，平衡不移动

D.向平衡体系中加入BaSCU,H2的平衡转化率增大

【解析】达到平衡后升高温度，氢气的物质的量减少，则平衡正向移动，说

明该反应的正反应是吸热反应，即A错误；平衡随着温度升高正向移动,

水蒸气的物质的量增加，而a曲线表示的是物质的量基本不随温度变化而变化，

B错误；在恒容密闭容器中，容器容积固定，向容器中充入惰性气体，没有改变

各物质的浓度，平衡不移动，C正确；BaSCU是固体，向平衡体系中加入BaSCU,

平衡不移动，所以氢气的平衡转化率不变，D错误。

圉豳(2023•安徽皖南八校大联考)向一个1L的绝热刚性容器中通入

ImolSCh和ImolNCh,在一定条件下发生反应：SO2(g)+NO2(g)SO3(g)+

NO(g),正反应速率随时间变化如图所示。下列结论正确的是(C)

A.升高温度，该反应的平衡常数将增大

B.从反应开始到达到平衡，逆反应速率先增大后减小

C.体系压强不再变化，说明反应达到平衡

D.从容器中分离出少量SO3后，/正增加，/逆减小，平衡正向移动

【解析】该容器为绝热刚性容器，因此和外界没有热交换，随着反应进行,

容器的温度会发生改变。从图像可以看出，随反应进行，反应物浓度减小，但是

正反应速率增大，说明反应刚开始时温度升高对正反应速率的影响大于浓度减小

对正反应速率的影响，该反应为放热反应，升高温度，平衡常数减小，A错误；

在达到平衡之前，逆反应速率始终增大，B错误；该反应是气体分子数不变的反

应，反应过程中气体总物质的量不变，根据理想气体状态方程产「=〃氏7,压强与

温度成正比，只要反应还在向右进行，容器的温度就会持续升高，压强就会一直

增大，故压强不变可以说明达到了平衡状态，C正确；从容器中分离出少量SO3(g)

后，平衡正向移动，，正、，逆都减小，D错误。

隰驷二氧化碳催化加氢合成乙烯是综合利用CCh的热点研究领域。已知反

应：6H2(g)+282(g)催化剂CH2=CH2(g)+4H2O(g),温度对CO2的平衡转化

率和催化剂催化效率的影响如图所示。下列说法不正确的是(C)

A.正反应为放热反应

B.化学平衡常数：KM>KN

C.当温度高于250℃时，催化剂的催化效率降低是因为平衡逆向移动引起的

D.若初始投料比"(H2)：〃(CO2)=3：1,则图中M点的乙烯体积分数约为

7.7%

【解析】由图可知，随着温度升高，CO2的平衡转化率减小，平衡逆向移动,

则该反应为放热反应，A正确；该反应为放热反应，升高温度，平衡逆向移动，

K值减小，由图可知M点温度低于N点温度，则KM>KN,B正确；催化剂与化

学平衡的移动没有关系，所以催化剂的催化效率降低不是因为平衡逆向移动引起

的，C错误；设起始〃(H2)=3amol,«(CO2)=amol,反应达到平衡时CO2的平衡

转化率为50%,A/?(CO2)=0.5amol,列三段式(单位：mol)：

催化剂

6H2(g)+2CO2(g)由J"CH2=CH2(g)+4H2O(g)

起3aa00

转1.5a0.5。0.25。a

平1.5ci0.5。0.25。a

心

图中M点的乙烯体积分数为-----70.25amolX100%7.7%,D

（1.5。十0.5。十0.25。十Q）mol

正确。

囱曲已知关热化学方程式为N2CU(g)2NO2(g)M=+57kJ/mol。下列

有关该反应的说法正确的是(A)

A.升高体系温度，正反应速率增大，逆反应速率也增大

B.若容器容积不变，气体密度不变时说明该反应已经达到化学平衡状态

C.温度不变，向平衡后的容器中再加入少量N2O4,平衡常数K值变大

D.增大体系的压强，平衡右移，同时提高N2O4的反应速率和转化率

【解析】升高温度，正、逆反应速率均增大，且正反应速率大于逆反应速率,

平衡正向移动，A正确；若容器容积不变，气体的质量不变，气体密度始终不变,

不能判定平衡状态，B错误；K仅与温度有关，温度不变，向平衡后的容器中再

加入少量N2O4,平衡常数K值不变，C错误；N2O4（g）2NO2（g）为气体分子数

增大的反应，增大压强，平衡逆向移动，则N2O4的转化率减小，D错误。

考点2化学平衡图像分析

知识梳理

知识U转化率-时间图

知识❷转化率一温度一压强图

图像（1）：九点时，c的含量的增加量为状态I大于状态n；条件改变时，平

衡不发生移动。条件I有两种可能：①使用催化剂；②增大压强，且满足加+〃

=x+q。

图像（2）：乃为平衡点；为点以前，K正）>K逆），没有达到化学平衡状态，乃

点以后，随着温度的升高，c的含量减小，表示化学平衡向逆反应方向移动，正

反应为放热反应，AH<Oo

图像（3）：pi为平衡点；pi点以前，“正）〉K逆），反应没有达到化学平衡状态;

P1点以后，随着压强的增大，C的含量减小，表示化学平衡向逆反应方向移动,

逆反应为气体分子数减小的反应，即机+〃<x+q。

解疑释惑42

化学平衡与图像

1.浓度对化学平衡的影响

内逆）"（正尸"（逆）

otxt2

减小反应物浓度

2.压强对化学平衡的影响

对于反应加A(g)+〃B(g)2C(g)+qD(g),若掰+心p+q,则图像对应图1、

图2；若〃z+〃=p+q,则图像对应图3、图4。

vV

“(正)=v(逆)

"（正）=矶逆）

龙）孤正）一（逆）V(正)=0(逆)

0^---------------------

^~t—t2

增大压强减小压强增大压强减小压强

图1图2图3图4

说明：

①改变压强，相当于改变体积，也就相当于改变浓度。

②若反应前后气体分子数无变化，改变压强，能同等程度改变正、逆反应速

率，改正）=”逆），平衡不移动。如H2（g）+L（g）2HI（g）o

③压强变化是指平衡混合物体积变化而引起的总压变化。若平衡混合物的体

积不变，而加入“惰性气体”，虽然总压强变化了，但平衡混合物的浓度仍不变,

反应速率不变，平衡不移动；若保持总压强不变加入“惰性气体”，此时增大了

体系容积，这就相当于降低了平衡体系的压强，平衡向气体分子数增大的方向移

动。

3.温度对化学平衡的影响

在其他条件不变的情况下，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，/一/图像以N2（g）+3H2（g）2NH3（g）AH

V0为例，对应图5、图6。

说明：

①升高温度，不管是吸热还是放热方向，反应速率均增大，但吸热方向速率

增大的倍数大于放热方向速率增大的倍数，使K吸热户”放热），故平衡向吸热方

向移动。

②只要是升高温度，新平衡状态的速率值一定大于原平衡状态的速率值；反

之则小。

"<正）=z/（逆）

隧O。（正）=M逆）

降低温度

4.催化剂对化学平衡的影响

催化剂对化学平衡移动无影响，/图像以N2（g）+3H2（g）2NH3（g）AH

<0为例对应图7、图8o

［及时巩固］

圜雕在恒压、NO和02的起始浓度一定的条件下，催化反应相同时间，测

得不同温度下NO转化为NO2的转化率如图中实线所示（图中虚线表示相同条件

下NO的平衡转化率随温度的变化）。下列说法正确的是（B）

01——'——'——'——'-----1-------1

100200300400500600

温度/℃

A.2NO(g)+O2(g)2NO2(g)的AH>0

B.图中X点所示条件下，延长反应时间能提高NO转化率

C.图中Y点所示条件下，增加02的浓度不能提高NO转化率

D.380℃下，c起始(O2)=5.0Xl()-4moi/L,NO平衡转化率为50%,则平衡常

数K=2000

【解析】温度越高，NO平衡转化率越低，说明温度升高，平衡向逆反应方

向移动，AH<0,A错误；X点的转化率尚未达到平衡所能达到的转化率，故延

长反应时间能使NO转化率提高，B正确；Y点处于平衡状态，增加02浓度，平

衡正向移动，NO转化率提高，C错误；380℃下，设起始时c(NO)=amol/L,可

列三段式：

2NO+O22NO2

起始/,(mol/L))a5X10-40

反应反mol/L))0.5a0.25。0.5a

平衡/,(mol/L))0.5a(5X10-4—025°)0.5a

平衡常数K=/；m)=(05心晨;0,5『版1=2000,D错

误。

圉豳在密闭容器中进行反应：X(g)+2Y(g)2Z(g)AH>0o下图能正确

表示该反应有关物理量变化规律的是(C)

X平

7

转.01X10P:

衡

化有催化剂

常

率

数

K

1.01X105Pa2无催化剂

。温度°时间

CD

【解析】正反应吸热，升高温度，平衡向正反应方向移动，正反应速率应大

于逆反应速率，Z的含量应升高，A、B错误；升高温度或增大压强，平衡均向正

反应方向移动，X的转化率升高，C正确；温度不变，平衡常数不变，D错误。

圜毗(2023•马鞍山一模)氮氧化物(NOQ是大气污染物的主要成分，对人体

健康和环境危害极大。利用H2催化消除NO,生成N2及副产物N20的热化学方

程式如下：

I：2NO(g)+4H2(g)+O2(g)N2(g)+4H2O(g)AHi=-574kJ/mol

II：2NO(g)+3H2(g)+O2(g)N2O(g)+3H2O(g)AH2=-412kJ/mol

回答下列问题：

⑴写出H2与NzO反应生成两种无毒物质的热化学方程式：

(2)催化剂a(Pt/TiO2)和催化剂b(Pt/TiO2—M)在不同温度下催化效果如图所

示，选用催化剂(填“a”或"b”)的效果更好，理由是

10o-

-

%8o-

/

榔-

76o-

)-

理-

O4o

N-

2O-

0

50100150200250300350

温度7TC

(3)在7L恒容密闭容器中充入ImolNO、2molH2xlmolO2,此时起始压强为

P。,反应达到平衡时，测得容器内N2O、H2O的物质的量分别为O.lmol、1.5mol(N2

由、牛痒岫_转化为N2的NO的物质的量

tU庭住I壬一,,rrT..r;,_..X100%)o则NO的平衡转化率=

转化的NO的物质的量

;N2的选择性=;反应II的平衡常数&=。

【答案】(l)N2O(g)+H2(g)=N2(g)+H2O(g)AH=-162kJ/mol(2)bb

在相对较低的温度下，催化效果较好；且在一定温度范围内，可达到较高的催化

效率，便于控制温度(3)80%75%—

【解析】(1)根据盖斯定律I一II得热化学方程式：N2O(g)+H2(g)=N2(g)

+H2O(g)\H=(-574+412)kJ/mol=-162kJ/molo(3)在%L恒容密闭容器中

充入ImolNO、2moiH2、ImolCh,此时起始压强为po,反应达到平衡时，测得

容器内N2O\H2O的物质的量分别为O.lmol、1.5mol,列三段式：

I:2NO(g)+4H2(g)+O2(g)N2(g)+4H2O(g)

开始,/mol)12100

转化,/mol)0.61.20.30.31.2

平衡,/mol)0.20.50.60.31.5

II：2NO(g)+3H2(g)+O2(g)N2O(g)+3H2O(g)

开始,/mol)12100

转化,/mol)0.20.30.10.10.3

平衡,/mol)0.20.50.60.11.5

则NO的平衡转化率为"0121±100%=80%,

1mol

N2的选择性=0-3mol><2*i00%=75%,

0.2mol+0.6mol

反应后容器中含有0.2molNO、0.5molH2\0.6molO2\O.lmolNzO、1.5molH2。、

0.3molN2,则反应后体系的总压强为学?0=0.8夕0,反应H的平衡常数Kp=

*X。.对x%xo对年

管、。对义偿X0.对3义偿X0.8司一伙0

颤国(2023•常德一中)乙烯是制造塑料、橡胶和纤维的基本原料，可利用

CO?和H2合成：2CO2(g)+6H2(g)CH2=CH2(g)+4H2O(g)AH。回答下列问

题：

〃32)_

(1)在恒容密闭容器中，起始压强相同，反应温度、投料比［〃(CO2)」对©。2

平衡转化率的影响如图甲所示。贝卜

»

3

理

遂

T

t

d

。

100200300400温度/4

图甲

(

M

.

O

U

I

M

S

'

U

运

图乙

①AH0(填“>””或“<"，下同)。

②a3O

③M、N两点化学平衡常数：KMKN。

(2)上述反应的Arrhenius经验公式实验数据如图乙中曲线a所示，已知

Arrhenius经验公式Rin2一章+C(Ea为活化能，左为速率常数，R和C为常数)。

反应的活化能Ea=kJ/molo

【答案】⑴①<②>③〉⑵30

【解析】(1)①结合图像，随着温度升高，CO2平衡转化率降低，说明温度

升高，平衡逆向移动，则AH<0。②根据2co2(g)+6H2(g)=CH2(g)+4H2O(g),

的数值越大，CO2平衡转化越大，则A3。③该反应的MV0,温度越

〃(CC)2)

高，平衡常数越小，N点温度高于M,则M、N两点的化学平衡常数：KM>KN。

(2)把(3.2,9.0)和(3.4,3.0)代入公式Rin仁一号+C,可得9.0=—3.2瓦+。、3.0=-

3.4Ea+C,解得Ea=30kJ/mol。

颤回(2023•合肥5月模拟)甲烷催化裂解是工业上制备乙焕的方法之一。回

答下列问题：

(1)已知：CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)AHi=-885kJ/mol

2C2H2(g)+5O2(g)=4CO2(g)+2H2O(1)AH2=-2600kJ/mol

2H2(g)+O2(g)=2H2(3(l)AZ/3=-572kJ/mol

则2cH4(g)=C2H2(g)+3H2(g)AH=kJ/mol

(2)①若用〜兀、O•二•<0、co和分别表示CH4、C2H2、H2和固体催化

剂，在固体催化剂表面CH4的裂解过程如图1所示，从吸附到解吸的过程中，能

量状态最高的是(填字母)。

ABC

图1

②在恒容密闭容器中充入«mol甲烷,测得单位时间内在固体催化剂表面CH4

的转化率［a(CH4)］与温度”℃)的关系如图2所示。

包℃后CH4的转化率突减的原因可能是

(3)甲烷除裂解反应外还能发生水蒸气重整反应，涉及以下反应：

I.CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g)AH,=+206kJ/mol

II.CO(g)+H2O(g)==CO2(g)+H2(g)AH2=-41kJ/mol

在一容积可变的密闭容器中，加入一定量的CH4和H20(g)发生水蒸气重整反

应。

①压强为pokPa时，分别在加CaO和不加CaO时，平衡体系H2的物质的量

随温度变化如图3所示。温度低于700℃时，加入CaO可明显提高混合气中H2

的量，原因是__________________________________________________________

P。压强/kPa

图4

②500℃时，反应相同时间后测得CH4的转化率随压强的变化如图4所示。

则图中E点和G点CH4的浓度大小关系为c(G)(填“>”“V"或“=")c(E)o

【答案】(1)+388(2)①B②温度过高，催化剂活性降低⑶①加入CaO

的体系中，CaO二氧化碳反应，使反应I、II的化学平衡正向移动，氢气含量增

大②〉

_1a

【解析】⑴根据盖斯定律，①X2一②X；—③X；得反应2cH4(g)=C2H2(g)

i3

+3H2(g)AH=(-885kJ/mol)X2-(-2600kJ/mol)x1-(-572kJ/mol)x|=+

388kJ/moL(2)①因为A-B吸收能量，B-C放出能量，所以B的能量最高。

②加七后CH4的转化率突减的原因可能是温度过高，催化剂活性降低。⑶①CaO

为碱性氧化物，加入CaO的体系中，CaO与二氧化碳反应，使反应II的化学平衡

正向移动，CO浓度降低，反应I的平衡也正向移动，使氢气含量增大。②500℃

时，E点压强低于G点压强，G点甲烷浓度大。

(2022・广东卷)铭及其化合物在催化、金属防腐等方面具有重要应用。

(1)催化剂可由(NH4)2Cr2O7加热分解制备，反应同时生成无污染气体。

①完成化学方程式：(NH4)2Cr2O7===Cr2O3++。

②CnCh催化丙烷脱氢过程中，部分反应历程如图1所示，X(g)-Y(g)过程的

燃变为(列式表示)。

③CnCh可用于NH3的催化氧化。设计从NH3出发经过3步反应制备HNO3

的路线：(用“一”表示含氮物质间的转化)；

其中一个有颜色变化的反应的化学方程式为。

(2)RCnCh溶液中存在多个平衡。本题条件下仅需考虑如下平衡：

2

(i)Cr2Or(aq)+H2O(l)2HCrO；(aq)^i=3.0X10-(25℃)

(ii)HCrOi(aq)CrOF(aq)+H+(aq)氏=3.3X10^7(25℃)

①下列有关KzCnCh溶液的说法正确的有(填字母)。

A,加入少量硫酸，溶液的pH不变

B,加入少量水稀释，溶液中离子总数增加

C.加入少量NaOH溶液，反应(i)的平衡逆向移动

D.加入少量KzCrzCh固体，平衡时c2(HCrO[)与0(50乃的比值保持不变

②25℃时，0.10mol/LK2Cr2O7溶液中1g随pH的变化关系如图2。

当pH=9.00时,设50歹、HCrO]与CrO。的平衡浓度分别为x、八zmol/L,

则X、y、2之间的关系式为;

计算溶液中HCrOi的平衡浓度(写出计算过程，结果保留两位有效数字)：

图2图3

③在稀溶液中，一种物质对光的吸收程度(⑷与其所吸收光的波长Q)有关；在

一定波长范围内，最大/对应的波长Umax)取决于物质的结构特征；浓度越高，A

越大。混合溶液在某一波长的A是各组分吸收程度之和。为研究pH对反应(i)

和(ii)平衡的影响，配制浓度相同'pH不同的K2Cr2O7稀溶液，测得其N随入的

变化曲线如图3。波长九1、九2和M中，与CrOF的九max最接近的是；溶液

pH从。变到b的过程中，空j2H3的值(填“增大”“减小”或“不

c(Cr2OD---------

变”)。

【答案】⑴①N2t4H2O②©—及+AH+及一3

③NH3O2,NO—Q-NO2H2O,HNO32NO+O2=2NO2(答案合理即可)(2)①BD

②x+g+七当溶液pH=9时，)>[04,因此可忽略溶液中50厂，即

22c(Cr207)

c(HCrO；)+c(CrOF)=0.20mol/L,反应(ii)的平衡常数K2=以:；寓；)

10-9Xc(CrOM)

=3,3X10-7,联立两个方程可得c(HCrO1)Q6.0Xl(T4moi/L③九3

c(HCrO；)

增大

【解析】(2)①向溶液中加入少量硫酸，溶液中c(H+)增大，(ii)平衡逆向移

动，根据勒夏特列原理可知，平衡后溶液中c(H+)依然增大，因此溶液的pH将减

小，A错误；加水稀释过程中，根据“越稀越水解”“越稀越电离”可知，(i)

和(ii)的平衡都正向移动，溶液中离子总数将增大，B正确；加入少量NaOH溶

液，(ii)正向移动，溶液中c(HCrOI)将减小，(i)将正向移动，C错误；平衡(i)

的平衡常数K==(HCrO4)平衡常数只与温度有关，因此加入少量冷。2。7固体,

c(Cr2O?)

°2(HCrO4)不变口正确。②O.lOmol/LLCnO?溶液中含铭微粒的总浓度为0.20

c(Cr2O?)

mol/L,当溶液pH=9.00时，溶液中含铭微粒浓度有2c(CnO歹)+c(HCrO[)+

c(CrOF)=0.20mol/L,Ct2OFvHCrOI与CrO彳一的平衡浓度分别为xmol/L、ymol/L、

zmol/L,因此x+5，+$=0.10。③根据反应(i)、(ii)是离子浓度增大的平衡可知,

溶液pH越大，溶液中c(Cr2O歹)+c(HCrO[)+c(CrCT)越大，混合溶液在某一波

长的A越大，溶液的pH越大，溶液中c(CrOF)越大，因此与CrO“的九max最接

近的是左；反应(i)的平衡常数吧?反应(ii)的平衡常数&=

c(Cr2cH)

c(H+>c(CrOf)工，,2(H+).c2(CrCT)°230~0了)_..

,(K2)K1,l^lIt匕

2

c(HCrOi)c(HCrO；)c(Cr2ODc(Cr2OD

+2

c(H)-c(CrOi)=即溶液pH从。变到b的过程中，溶液中c(H+)减小，

c(Cr2O？)c(H)

.c(H+)/(CrOZ-)A话、力向〜

故箕一八十——2的111值将增大。

c(Cr2Or)

深度指津

平衡转化率与温度图像

(1)如果是放热反应，平衡转化率随着温度的升高而下降。

(2)如果是吸热反应，平衡转化率随着温度的升高而升高。

(3)如果是多重平衡，平衡转化率随着温度的升高受主要反应决定：

例如：二氧化碳加氢制甲烷过程中的主要反应为

①CO2(g)+4H2(g)==CH4(g)+2H2O(g)AH=-164.7kJ/mol

②CO2(g)+H2(g)=CO(g)+H2O(g)AH=+41.2kJ/mol

密闭容器中，1.01X105Pax〃起始(CO2):〃起始旧2)=1：4时，C02平衡转化率、

在催化剂作用下反应相同时间所测得的C02实际转化率随温度的变化如图所示。

100

'、、、co?平衡

*

/

7>cK实际xT-

y转化率、

群

203O56

00400000

用该催化剂催化二氧化碳反应的最佳温度为400℃；平衡转化率随温度升高

开始一直下降，说明反应主要由反应①决定。当温度继续升高，反应由反应②决

定。

课堂评价

1.(2023•广州二模)汽车尾气中NO产生的反应为N2(g)+O2(g)2NO(g)

AHo一定条件下，等物质的量N2和02在恒容密闭容器中反应，曲线a表示该反

应在温度T下c(N2)随时间⑺的变化，曲线b表示该反应在某一起始条件改变时

。网2)随时间⑺的变化。下列叙述不正确的是(B)

040t/s

£2£1

A,温度T下、0〜40s内KN2)=^mol/(L-s)

B.M点，正网2)小于N点/逆网2)

C.曲线b对应的条件改变可能是充入氧气

D.若曲线b对应的条件改变是升高温度，贝必〃>0

【解析】温度T下、0〜40s内氮气的浓度从comol/L减少到cimol/L,故

«N2)=北广-ol/(L-s),A正确；M点反应正向进行,故正反应速率大于逆反应

速率，B错误；曲线b若是充入氧气，反应速率加快，更快到平衡，且平衡时氮

气的浓度比a少，C正确；若曲线b为升温，则说明升温平衡正向移动，则正反

应为吸热反应，AH>0,D正确。

2.(2023•广州一模)恒容密闭容器中，以硫⑸)与CH4为原料制备CS2,S8受

热分解成气态S2,发生反应2s2(g)+CH4(g)CS2(g)+2H2S(g)CH4的平

衡转化率、S2的体积分数随温度的变化曲线如图所示。下列说法正确的是(B)

A.AH>0

B.温度升高，S8分解率增大，S2体积分数增大

C.向平衡体系中充入惰性气体，平衡向右移动

D.其他条件相同，S2体积分数越大，CH4平衡转化率越小

【解析】温度升高，CH4的平衡转化率降低，S2的体积分数升高，说明升温

时，平衡2s2(g)+CH4(g)CS2(g)+2H2s(g)向左移动，所以正反应方向是放热

的，即AH<0,A错误；因为S8分解成S2需要吸收热量，S8(g)4s2(g)AH>0,

所以升温时，平衡右移，S8分解率增大，S2体积分数增大，B正确；向恒温恒容

的平衡体系中，通入惰性气体，由于与反应有关的气体物质的物质的量浓度均未

变化，平衡不移动，C错误；其他条件不变时，S2体积分数增大，即C(S2)越大，

则平衡向右进行的程度越大，CH4的平衡转化率越大，D错误。

3.(2023•安徽合肥一模)一定条件下，CO2和H2可发生如下可逆反应：

CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)AH2=-49.5kJ/mol

(1)为了提高CH30H的产率，理论上应采用的措施是(填字母)。

A.低温低压B.高温低压

「*:曰*H

1.向/unnsjJJLD.低温高压

（2）保持温度533K、压强3MPa,按投料比这必）=:向密闭容器中充入CO2

”（H2）3

和H2,反应相同时间测得不同催化剂下C02转化率和CH30H选择性的相关实验

数据如下表所示（已知CH30H选择性：转化的C02中生成CH30H的百分比）。

催化剂CO2转化率CH30H选择性

cat.l21.9%67.3%

cat.236.1%100.0%

上述条件下，使用cat.2作催化剂，下列说法能判断反应达到平衡状态的是

（填字母）。

A.气体压强不再变化

B.气体平均相对分子质量不再变化

C.CH30H和H20物质的量之比为1：1

D.C02和H2的物质的量之比不再变化

⑶一定条件下，向0.5L恒容密闭容器中充入ImolCCh和3molH2,上述反应

达平衡时，比的转化率为80%,则该温度下的平衡常数犬=（保留两位

小数）。

【答案】（1）D（2）B（3）3.70

【解析】（1）制备甲醇的反应为放热、气体分子数减小的反应，则低温高压

利于平衡正向移动，提高甲醇产率，选D。（2）上述反应在恒压体系中进行，所以

气体压强始终保持不变，则气体压强不再变化，不能说明反应达到平衡，A不符

合题意；物质的总质量不变，反应的气体分子数减小，则气体平均相对分子质量

不再变化，说明反应达到平衡，B符合题意；CH30H和H2O是生成物且CH30H

选择性为100%,则CH3OH和H2O的物质的量之比始终为1：1,不能说明反应

达到平衡，C不符合题意；CO?和H2的投料比等于反应的系数比，故物质的量之

比为定值，不说明反应达到平衡，D不符合题意。（3）一定条件下，向0.5L恒容密

闭容器中充入ImolCCh和3m0旧2,上述反应达平衡时，Hz的转化率为80%,则

反应氢气2.4mol,生成甲醇、水均为0.8mol,平衡时二氧化碳、氢气分别为0.2mol、

—0.8x^0—.8

_0,50.5

0.6mol,则该温度下的平衡常数犬=106]心3.70。

—X[OJJ3

-及时课后小结，学清吃透-

:in日n盲蓼

提示请老师布置同学们及时完成《配套精练》中的练习。

第23讲化学