高考总复习 化学 （人教版）第七章 第2讲化学平衡状态及其移动

第2耕化学平衡状忠及其移动

【2020•备考】

最新考纲：1.了解化学反应的可逆性。2.了解化学平衡建立的过程，掌握化学平衡

的概念。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，认识

并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、生产和科学研

究领域中的重要作用。

核心素养：1.变化观念与平衡思想：知道化学变化需要一定的条件，并遵循一定

规律：认识化学变化有一定限度，是可以调控的。能多角度、动态地分析化学反

应，运用化学反应原理解决实际问题。2.证据推理与模型认知：建立观点、结论

和证据之间的逻辑关系：知道可以通过分析、推理等方法认识化学平衡的特征及

其影响因素，建立模型。通过运用模型解释化学现象，揭示现象的本质和规律。

考点一可逆反应与化学平衡状态

（频数：难度：★★☆）

I各用裸翼要点梳理夯基固本

>>名师课堂导语本考点主要考查：（1）化学平衡状态的特点；（2）化学平衡状态的

判断，特别是一些创新性的判断依据是考查重点，复习时加以关注。

1.可逆反应

（1）定义

在同二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。

⑵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王100%。

（3）表示

在化学方程式中用表示。

I名师课堂实录I

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.化学平衡状态

⑴概念

一定条件下的可逆反应，当反应进行到一定程度时，正反应速率和逆反应速率相

笠，反应物的浓度和生成物的浓度丕变，我们称为“化学平衡状态”，简称化学

平衡。

（2）建立过程

在一定条件下，把某一可逆反应的反应物加入固定容积的密闭容器中。反应过程

如下：

反应:反应物浓度最大,”（正）熨&生成物浓度

开始前~\为0，N逆）为零

：反应物浓度逐渐减小一，X正）逐黛也

反应—■生成物浓度由零逐渐增大一筋成零

I进行时J:逐渐增大

稔可LJ二近二i语夜麻谷初不湎豆而承庾…

平衡时一［保持不变

以上过程可用下图表示:

心（正）=r（逆）

^化学平衡

Ot

I名师课堂实录I

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。

（3）平衡特点

毕一化学平衡研究的对象是亚逆反应

⑥一化学平衡是一种动态平衡，（正a-（逆）*（）

—〃（正A&（逆）

自一反应物和生成物的浓度或百分含量保持不变

条件改变，平衡状态可能改变，新条件下建立

心厂新的平衡状态

3.判断化学平衡状态的两种方法

（1）动态标志：0正=0泗W0

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：必须标明是“异向”的反应速率关系。如

椀、泮时，反应达到平衡状态。

⑵静态标志：各种“量”不变

①各物质的质量、物质的量或浓度不变。

②各物质的百分含量（物质的量分数、质量分数等）不变。

③温度、压强（化学反应方程式两边气体体积不相等）或颜色（某组分有颜色）不变。

I名师课堂实录I

这些判据不要死记硬背，在判定时要灵活运用“变量不变原则”：若物理量由变

量变成了不变量，则表明该可逆反应达到平衡状态；若物理量为“不变量”，则

不能作为平衡标志。

［速查速测］

1.（易混点排查）正确的打“，错误的打“X”

电解

⑴2H2。点燃2H2T+02f为可逆反应（X）

（2）二次电池的充、放电为可逆反应（X）

（3）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（V）

（4）化学反应达到化学平衡状态时，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（J）

（5）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限度（J）

2.（教材改编题）（RJ选修4P325改编）一定温度下，对可逆反应A（g）+2B（g）

3c（g）的下列叙述中，能说明反应已达到平衡的是（）

A.单位时间内消耗amolA,同时生成3amolC

B.容器内B的浓度不再变化

C.混合气体的物质的量不再变化

D.A的消耗速率等于C的生成速率的3倍

答案B

3.（思维探究题）通过图像判断反应是否达到平衡是高考命题新方向：

判断：一定温度下，反应N2O4（g）<'2NO2（g）的焰变为△从现将ImolNzd

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①④

题组诊断扣点专练通法悟道

[A组基础知识巩固]

1.（2019•广东广州模拟）可逆反应：2NO2、、2NO+O2在固定体积的密闭容器

中反应，达到平衡状态的标志是（）

①单位时间内生成nmolO2的同时生成2〃molNO2；

②单位时间内生成nmolO2的同时生成2〃molNO；

③用NCh、NO、O2的物质的量浓度变化表示的反应速率之比为2：2：1的状态;

④混合气体的颜色不再改变的状态；

⑤混合气体的密度不再改变的状态；

⑥混合气体的平均相对分子质量不再改变的状态

A.①④⑥B.②③⑤

C.①③④D.①②③④⑤⑥

解析此题列出了判断可逆反应是否达到平衡状态的多种情况，应从平衡状态的

两个重要特征上判断：（1）0（正）=0（逆），（2）混合物中各组成成分的百分含量不变。

①符合特征（1）;②表示的都是正反应方向；③说明了反应中各物质的转化量的关

系；④NO2是红棕色气体，颜色不变时说明NO2的浓度保持不变，符合特征（2）；

⑤中是恒容条件，"始终不变；⑥中说明符合特征（2）。故①④⑥能说明是否达到

平衡状态。

答案A

2.一定条件下，对于可逆反应X(g)+3Y(g)^^^^2Z(g),若X、Y、Z的起始浓

度分别为a、C2、C3(均不为零)，达到平衡时，X、Y、Z的浓度分别为

0.1mol-L1>0.3mol-L1>0.08mol-L1,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©的取值范围为0<a<0.14mol.L-i

解析平衡浓度之比为1:3,转化浓度亦为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。«(Y)：v生成(Z)

应为3：2,B不正确；由可逆反应的特点可知0<ci<0.14mol.L-i。

答案D

3.(2018•湖北宜昌模拟)苯乙烯是现代石油化工产品中最重要的单体之一。在工业

上，苯乙烯可由乙苯和CO2催化脱氢制得：

CH2cH3CH=CIL

(g)+CO2(g)(g)+CC)(g)

+H,O(g)AH>0o

在温度为Ti时，此反应的平衡常数K=0.5。在2L密闭容器中加入乙苯(g)与CO2,

反应到某时刻测得混合物中各组分的物质的量均为1.0mol,请回答下列问题：

(1)该时刻的化学反应________(填“已达到”或“未达到")平衡状态。

⑵下列能说明乙苯与CO2在该条件下反应已达到平衡状态的是(填字

母)。

a.v正(CO2)=o逆(CO2)

b.c(CO2)=c(CO)=0.5mol/L

c.混合气体的密度不变

d.CO2的体积分数保持不变

(3)若将反应改为恒压绝热条件下进行，达到平衡状态时，则乙苯的物质的量浓度

(填字母)。

a.大于0.5mol/LB.小于0.5mol/L

c.等于0.5mol/LD.无法确定

1.0mol0.5X0.5X0.5-

解析(1)各组分的浓度均为=0.5mol/L,Q=0.5X0.5—=85=K，川

2L

该时刻反应达到平衡状态。(2)a项，对同一物质来说，正、逆反应速率相等，说

明反应已达到平衡状态；b项，c(C02)与c(CO)的浓度是否相等，与反应的起始量

和转化率有关，所以当c(C02)=c(C0)时不能说明已达平衡状态；c项，在恒容容

器中，混合气体的总质量在反应过程中始终没有变化，即密度始终没有变化，与

是否达到平衡状态无关；d项，随着反应进行，CO2的体积分数逐渐减小，当CO2

的体积分数保持不变时，即达到平衡状态。(3)该反应为正向吸热、气体分子数增

大的反应，若维持恒压绝热，相当于在原平衡的基础上降温，同时增大容器的容

积，二者对乙苯浓度的影响无法确定。

答案⑴已达到(2)ad(3)d

【归纳反思】

1.化学平衡状态判断“三关注”

(1)关注反应条件，是恒温恒容，恒温恒压，还是绝热恒容容器；(2)关注反应特点，

是等体积反应，还是非等体积反应；(3)关注特殊情况，是否有固体参加或生成，

或固体的分解反应。

2.不能作为“标志”的四种情况

(1)反应组分的物质的量之比等于化学方程式中相应物质的化学计量数之比。

(2)恒温恒容下的体积不变的反应，体系的压强或总物质的量不再随时间而变化，

如2HI(g)、、H2(g)+l2(g)。

⑶全是气体参加的体积不变的反应，体系的平均相对分子质量不再随时间而变

化，2HI(g)v^H2(g)+l2(g)o

(4)全是气体参加的反应，恒容条件下体系的密度保持不变。

[B组考试能力过关]

4.(2017・浙江卷)已知：X(g)+2Y(g)S、3Z(g)△"=一。kJ-mori(a>0)。下列

说法不正确的是()

A.0.1molX和0.2molY充分反应生成Z的物质的量一定小于0.3mol

B.达到化学平衡状态时，X、Y、Z的浓度不再发生变化

C.达到化学平衡状态时，反应放出的总热量可达akJ

D.升高反应温度，逆反应速率增大，正反应速率减小

解析选项对化学平衡的逆、等、定、动、变五个特征中四个特征进行了考查。

可逆反应具有不彻底性，故A正确；可逆反应达到平衡后，正反应与逆反应速率

相等，各个物质的量浓度不再发生改变，故B正确；C易错选，C中反应放出的

热量与实际参加反应的量有关，只要实际参与反应的A为1mol就可以放出热量

akJ,所以C正确；温度升高，无论是放热反应还是吸热反应，正、逆速率都增

大，故D错误。

答案D

5.(海南高考)可逆反应A(g)+B(g)7--------"C(g)+D(g)o下列依据能判断该反应已

达到平衡的是o

(1)压强不随时间改变

(2)气体的密度不随时间改变

(3)c(A)不随时间改变

(4)单位时间内生成C和D的物质的量相等

答案⑶

6.(2017・全国卷111)碑。5)是第四周期丫人族元素,可以形成人52$365205、出人503、

H3ASO4等化合物，有着广泛的用途。回答下列问题：

298K时，将20mL3xmolL-Na3AsO3、20mL3xmol-L-120mLNaOH溶液

混合，发生反应：AsOl(aq)+l2(aq)+2OH(叫)、三反O?(aq)+21(aq)+

c(AsCT)

H2O(1)O溶液中与反应时间⑺的关系如图所示。

(

-

-J

・

C

L

U

)

/

(

」

O

S

£

J、

(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.o(「)=2o(AsO歹)

c.c(AsO厂)/c(AsOl)不再变化

d.c(I)=ymol-L1

(2)fm时，。正_______V逆(填”大于”“小于”或“等于”)。

⑶时。逆tn时。逆(填“大于”“小于”或“等于")，理由是

_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________O

(4)若平衡时溶液的pH=14,则该反应的平衡常数K为o

解析(l)a项，随着反应进行，溶液的pH不断降低，当pH不再变化时，说明反

应达到了平衡；b项，速率之比等于化学计量数之比，该结论在任何时刻都成立，

故无法判断是否达到平衡；c项，随反应进行，c(AsCT)不断增大，c(AsO歹)不断

减小，当二者比值不变时，说明二者浓度不再改变，则反应达到平衡；d项，由

图像并结合方程式可知，平衡时c(r)=2)，mol/L,故当c(I)=ymol/L时，反应未

达到平衡；

⑵由图像可知h时刻后c(AsO厂)仍在不断增加，说明反应还在正向进行，故此时

V正大于V速；

(3)曲到友时刻，反应一直正向进行，生成物的浓度逐渐增大，所以逆反应速率不

断增大，故An时。速小于tn时。送；

(4)混合后c(AsO〉)=xmol/L,c(h)=xmol/L,由图像可知平衡时生成的c(AsO厂)

=ymol/L,溶液的pH=14,则c(OfT)=1mol/L,列出三段式为

AsO』(aq)+l2(aq)+2OH(aq)v—AsOl(aq)+2I(aq)+H2O(l)

-

AsOj(a(|)+I2(aq)+2OH(aq)--As()^(aq)+21(aq)+H20(1)

反应前

JCJC00

(molL)

变化量

yy2yy2y

(molL)

反应后

x-yx-y1y2y

(molL)

则平衡常数K=错误!=错误!。

答案（l）ac（2）大于（3）小于h时生成物浓度较低

4y3

考点二化学平衡移动

（频数：★★★难度：★★☆）

I名师课堂要点梳理夯基固本

>>名师课堂导语化学平衡移动是高考重点，主要有以下考查方向：（1）外界条件

对平衡的影响判断；⑵化学平衡移动有关图像分析；（3）勒夏特列原理的拓展应用;

特别是平衡图像是高考重点，复习时要加以关注。

1.化学平衡的移动

平衡移动就是由一个“平衡状态-不平衡状态一新平衡状态”的过程。一定条件

下的平衡体系，条件改变后，平衡可能发生移动，如下所示:

r~l化学反应速率不变（如恒容时充入悟性气体rI~~平

衡

不

一

pl使用催化剂（-移

改-

改变程度相同动

变

化

一

条

学气体体积不

»正=〃逆凄0

件

反L变的反应改,

-

应变压强

速

率T浓度变化1

改变程度不相同

T温度变化1

昵圭u逆

T压强变化1

2.化学平衡移动与化学反应速率的关系

0正>0逆，平衡向正反应方向移动;

。正=。逆，反应达到平衡状态，不发生平衡移动;

V,E<V逆，平衡向逆反应方向移动。

3.外界因素对化学平衡移动的影响

(1)一般影响因素分析

_「增大反应物浓度或减小生成物浓度,平衡向

(浓1度)—正反应方向移动:减小反应物浓度或增大生

-成物浓度，平衡向逆反应方向移动

「对于反应前后气体分子数不等的反应,增大压

P-L.强，平衡向气体分子数蚯的方向移动:减小

蹲町一压强，平衡向气体分子数增大的方向移动。若

-反应前后气体分子数相等，改变压强平衡丕四

信高•升高温度,平衡向典反应方向移动:降低温

32|—|~1-度.平衡向磔反应方向移动

岬匕］—加入催化剂,不能使平衡发生移动

剂—

(2)“惰性气体”对化学平衡的影响

①恒温、恒容条件

原平衡体系充入慢由气体体系总压强增大一体系中各组分的浓度不变一平衡

不移动。

②恒温、恒压条件

原平衡体系充入慢生气体容器容积增大，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

气体体积不变的反应

(等效平衡不移动

于减压)气体体积可变的反应

平衡向气体体积增大的方向移动

I名师课堂实录I

(1)改变固体或纯液体的量，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。

4.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。

I名师课堂实录I

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。

［速查速测］

1.(易混点排查)正确的打“，错误的打“X”

⑴对于反应N2(g)+3H2(g):^==^2NH3(g),若断裂2molH—H键，同时形成1mol

N三N键，则平衡正向移动(X)

(2)对于反应Qg)+H2(g)、、2HI(g),若使体系颜色变浅，则平衡一定正向移

动(X)

(3)对于反应2A(g)+B(g)T----^2C(g),当。正(A)=/逆(B)时，平衡不移动(X)

⑷合成氨反应需使用催化剂，说明催化剂可以促进该平衡向生成氨的方向移动

(X)

(5)平衡时，其他条件不变，分离出固体生成物，。正加快(X)

2.［教材实验探究与考题印证］

(RJ选修4尸26实验2—5)已知在K2G2O7的溶液中存在着如下平衡：

Cr2Or+H2O、、2CrO-+21r

KzCnCh为橙色，KzCrCU为黄色。

取两支试管各加入5mL0.1mol/LK2CnO7溶液，观察并记录溶液颜色的变化。

(1)一只试管加入浓H2so4溶液呈________色，另一支试管加入NaOH溶液呈

________色，说明___________________________________________________________

(2)［2016•全国卷I,27⑵］CrOF和CnO厂在溶液中可相互转化。室温下，初始浓

1

度为1.0mol-L的Na2CrO4溶液中c(Cr2O7)随以k)的变化如图所示。

1.()2.03.()4.05.06.0

“")/(1(尸mol-L-')

①用离子方程式表示Na2CrO4溶液中的转化反应：

②由图可知，溶液酸性增大，CrOK的平衡转化率(填''增大”“减小”

或“不变”)。根据A点数据，计算出该转化反应的平衡常数为0

③升高温度，溶液中CrO仁的平衡转化率减小，则该反应的0(填"大

于”“小于”或“等于”)。

解析(2)①由图可知，随着溶液酸性增大，溶液中c(Cr2O歹)逐渐增大，说明CrO4

逐渐转化为Cr2Or,则CrO仁的平衡转化率逐渐增大，其反应的离子方程式为

+

2CrOF+2HvYr2Or+H2O；②由图中A点数据，可知：c(Cr2OD=0.25

mol-L1>c(H+)=1.0X107mol-L1,则进一步可知c(CrO?)=1.0mol-L1—

2X0.25mol-L-^0.5mol-L-1,根据平衡常数的定义可计算出该转化反应的平衡

常数为1.0X10%③升高温度，溶液中CrOl的平衡转化率减小，说明化学平衡

逆向移动，则正反应为放热反应，即该反应的△，小于0。

答案(1)橙黄增大生成物浓度平衡左移，减少生成物的浓度平衡右移

⑵①2CrOM+2EF、、Cr20歹+H2O②增大1.0X1014③小于

题组诊断扣点专练通法悟道

[A组基础知识巩固]

1.(2018•山东师大附中期末)某温度下，在一容积可变的密闭容器里，反应

2A(g)、、B(g)+2C(g)达到平衡时,A、B和C的物质的量分别为4mol、2mol、

4molo在保持温度和压强不变的条件下，下列说法正确的是()

A.充入1mol稀有气体氢(He),平衡将不发生移动

B.充入A、B、C各Imol,平衡将向正反应方向移动

C.将A、B、C各物质的物质的量都减半，C的百分含量不变

D.加入正催化剂，正、逆反应速率均加快，平衡向逆反应方向移动

解析保持温度和压强不变的条件下，充入1mol稀有气体氮(He),容器的容积

变大，平衡正向移动，A错误。充入A、B、C各Imol,相当于先充入A、B、C

分别为1mol、0.5mol、1mol,根据等效平衡，此时平衡不移动，后又充入0.5mol

B,平衡逆向移动，B错误。将A、B、C各物质的物质的量都减半，根据等效平

衡，平衡不移动，C的百分含量不变，C正确。加入正催化剂，正、逆反应速率

均加快，但平衡不发生移动，D错误。

答案C

2.(2018•安徽亳州第二次联考)在"C时，向"L密闭容器中加入1.6molHI(g),发

生反应2HI(g)、、H2(g)+b(g)AH>0,H2的物质的量随时间的变化如图所示,

下列有关说法中正确的是()

A.平衡时，12蒸气的体积分数为25%

B.若在1.5min时降低温度，则反应将向左进行

C.平衡后若升高温度，。正增大，。逆减小

D.平衡后向容器中加入一定量的H2后，平衡向左移动，H2的体积分数减小

解析该反应反应前后气体体积不变，由图可知，平衡时〃(H2)=0.4mol,则有

«(12)=0.4mol,故I2蒸气的体积分数为密黑X100%=25%,A正确；1.5min

JL•\J1JI1vzJL

时反应未达到平衡状态，降低温度，平衡向吸热的正反应方向移动，反应速率减

慢，但。正仍大于。逆，直至平衡，B错误；平衡后若升高温度，。正、。段均增大，

但。正增大的程度大于。逆，平衡向右移动，C错误；平衡后加入H2,平衡向左移

动，根据勒夏特列原理可知，达到新平衡后，C(H2)仍比原来大，则新平衡后H2

的体积分数增大，D错误。

答案A

3.用02将HC1转化为Cb,可提高效益，减少污染。新型RuCh催化剂对上述HC1

转化为Ch的总反应具有更好的催化活性。

实验测得在一定压强下，总反应的HC1平衡转化率随温度变化的am〜T曲线如

下图：

(1)则总反应的bH0(填“>”、"=”或“<”)；A、B两点的平衡常

数K(A)与K(B)中较大的是o

(2)在上述实验中若压缩体积使压强增大，请在上图画出相应OHCLT曲线的示意

图，并简要说明理由：________________________________________________

(3)F列措施中，有利于提rWjaHCi的有o

A.增大/i(HCl)B.增大〃(。2)

C.使用更好的催化剂D.移去H2O

答案K(A)

⑵见下图

温度相同的条件下，增大压强，平衡右移,aHCi增大，因此曲线应在原曲线上方

(3)BD

【思维建模】

解答化学平衡移动类试题的一般思路

第弄清化学平衡①＞收，平衡向正反应方向移动

移动的实质②”正工收,平衡不移动

③也＜小,平衡向逆反应方向移动

-◊

第根据化学平衡状态的判断方法确定

二确定反应是否

步达到平衡状态反应是否达到平衡状态，因为只有达

一到平衡状态才能运用勒夏特列原理

运用原理分析运用勒瓦特列原理分析外界条件对

速率的变化“工、小的影响

一

第根据心、〜的相对大小，判断平衡

判断平衡移动

四是否移动、平衡移动的方向或对转

步的方向

化率的影响

」

[B组考试能力过关]

4.(2018•天津理综，5)室温下,向圆底烧瓶中加入1molC2H50H和含1molHBr

的氢澳酸，溶液中发生反应：C2H50H+HBr、、C2HsBr+HzO,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.若反应物均增大至2mol,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

解析加入NaOH,c(HBr)减小，平衡向逆反应方向移动，乙醇的物质的量增大，

A项正确；增大HBr浓度，平衡向正反应方向移动，有利于生成C2H5Br,B项正

确；若反应物按照化学计量数之比加入溶液中，则各物质的平衡转化率相等，故

反应物均增大至2mol,两种反应物平衡转化率之比不变，C项正确；若起始温度

提高至60C,生成物C2H5Br为气态，能够从反应体系中逸出，导致反应不断向

正反应方向进行，因此不能缩短反应达到平衡的时间，D项错误。

答案D

5.(2017•全国课标II)丁烯是一种重要的化工原料，可由丁烷催化脱氢制备。回答

下列问题：

(1)正丁烷(C4HI0)脱氢制1-丁烯(C4H8)的热化学方程式如下：

①C4Hio(g)=C4H8(g)+H2(g)bH\

已知：②C4Hio(g)+302(g)=C4H8(g)+H2O(g)A/72=-119kJmorl

③H2（g）+1c）2（g）=H2O（g）盛顿AH3=-242kJ-mol-

反应①的AHi为kJmol1

图（a）是反应①平衡转化率与反应温度及压强的关系图，x0.1（填“大于”

或“小于”）；欲使丁烯的平衡产率提高，应采取的措施是（填标号）。

A.升高温度B.降低温度

C.增大压强D.降低压强

45

40

%35

/%30

K25

20

盘15

』150

123456

n（氢气）/n（丁烷）

图（b）

⑵丁烷和氢气的混合气体以一定流速通过填充有催化剂的反应器（氢气的作用是

活化催化剂），出口气中含有丁烯、丁烷、氢气等。图（b）为丁烯产率与进料气中

〃（氢气）/〃（丁烷）的关系。图中曲线呈现先升高后降低的变化趋势，其降低的原因

是__________________________________________________________________

（3）图⑹为反应产率和反应温度的关系曲线，副产物主要是高温裂解生成的短碳链

煌类化合物。丁烯产率在590℃之前随温度升高而增大的原因可能是

590℃之后，丁烯产率快速降低的主要原因可能是

解析（1）由盖斯定律可知，①式=②式一③式，即AHi=AH?—Aft=-119

kJ/mol-（-242kJ/mol）=123kJ/moL由a图可以看出，温度相同时，由0.1MPa

变化到xMPa,丁烷的转化率增大，即平衡正向移动，所以尤的压强更小，x<0.1。

由于反应①为吸热反应，所以温度升高时，平衡正向移动，丁烯的平衡产率增大，

因此A正确、B错误。反应①正向进行时体积增大，加压时平衡逆向移动，丁烯

的平衡产率减小，因此C错误，D正确。（2）反应初期，H2可以活化催化剂，进

料气中〃（氢气）/双丁烷）较小，丁烷浓度大，反应向正反应方向进行的程度大，丁

烯转化率升高；然后进料气中〃（氢气）/〃（丁烷）增大，原料中过量的H2会使反应①

平衡逆向移动，所以丁烯产率下降。（3）590C之前，温度升高时反应速率加快，

生成的丁烯会更多，同时由于反应①是吸热反应，升高温度平衡正向移动，平衡

体系中会含有更多的丁烯。而温度超过590°C时，由于丁烷高温会裂解生成短链

泾类，所以参加反应①的丁烷也就相应减少。

答案（1）123小于AD

（2）原料中过量H2会使反应①平衡逆向移动，所以丁烯产率下降

（3）590°C前升高温度，反应①平衡正向移动升高温度时，反应速率加快，单位

时间产生丁烯更多温度高于590℃时有更多的C4H10裂解导致产率降低

6.（2018•课标全国I,28改编）F.Daniels等曾利用测压法在刚性反应器中研究了

25℃时N2O5（g）分解反应：

2N2O5（g）--4NO2（g）+O2（g）

2N2()4(g)

其中N02二聚为N2O4的反应可以迅速达到平衡。体系的总压强p随时间t的变化

如表所示"=8时，N2O5（g）完全分解）：

t/min040801602601300170000

p/kPa35.840.342.545.949.261.262.363.1

⑴已知：2N2O5（g）=2N2O4（g）+02（g）AWi=-4.4kJ-mol-1

1

2NO2（g）=N2O4（g）AW2=-55.3kJmoL

N2O5（g）=2NO2（g）+1o2（g）的△”=+53.1kJ-morL

若提高反应温度至35℃,则N2O5（g）完全分解后体系压强p-（35℃）63.1

kPa（填“大于”“等于"或''小于"），原因是

（2）对于反应2N2O5（g）-4NCh（g）+02（g）,R.A.Ogg提出如下反应历程：

第一步N2O5、'NO2+NO3快速平衡

第二步NO2+NO3—•"NO+NO2+O2慢反应

第三步N0+N03—>2NO2快反应

其中可近似认为第二步反应不影响第一步的平衡。下列表述正确的是（填

标号）。

A.o（第一步的逆反应）>"（第二步反应）

B.反应的中间产物只有N03

C.第二步中N02与N03的碰撞仅部分有效

D.第三步反应活化能较高

解析（1）刚性反应容器的体积不变，25℃N2O5（g）完全分解时体系的总压强为

63.1kPa,升高温度，从两个方面分析：一方面是体积不变，升高温度，体系总压

强增大；另一方面，2NO2・=^N2O4的逆反应是吸热反应，升温，平衡向生成

N02的方向移动，气体物质的量增大，故体系总压强增大。

（2）快速平衡，说明第一步反应的正、逆反应速率都较大，则第一步反应的逆反应

速率大于第二步反应的速率，A项正确；反应的中间产物除N03外还有NO,B

项错误；有效碰撞才能发生反应，第二步反应慢，说明部分碰撞有效，C项正确;

第三步反应快，说明反应活化能较低，D项错误。

答案(1)大于温度提高，体积不变，总压强增大；N02二聚为放热反应，温度

提高，平衡左移，体系物质的量增加，总压强增大

(2)AC

I分层课时作业I日即时巩固

[A级全员必做题]

1.下列事实能用勒夏特列原理来解释的是()

A.SCh氧化为S03,往往需要使用催化剂2s02(g)+02(g)、、2SO3(g)

B.500℃左右的温度比室温更有利于合成氨反应N2(g)+3H2(g)<一、2NH3(g)

△H<0

C.H2、b、HI平衡混合气体加压后颜色加深+

!

D.实验室采用排饱和食盐水的方法收集氯气C12+H2O^=^H+cr+Hcio

解析加入催化剂有利于加快反应速率，但不会引起平衡移动，不能用勒夏特列

原理解释，A项错误；合成氨的正反应是放热反应，升高温度平衡逆向移动，500℃

左右的温度比室温更有利于合成氨反应，是从反应速率不能太低和催化剂的活性

两方面考虑，不能用平衡移动原理解释，B项错误；在H2(g)+L(g)、、2HI(g)

平衡中，增大压强，浓度增加，颜色加深，平衡不移动，不能用勒夏特列原理解

释，C项错误；氯气和水的反应是可逆反应，饱和氯化钠溶液中氯离子浓度大，

化学平衡逆向进行，减小氯气溶解度，实验室可用排饱和食盐水的方法收集氯气,

能用勒夏特列原理解释，D项正确。

答案D

2.(2018•广东模拟)在1L定容的密闭容器中，可以证明可逆反应N2(g)+

3H2(g)、,2NH3(g)已达到平衡状态的是()

A.C(N2)：C(H2)：c(NH3)=l：3：2

B.一个N三N键断裂的同时，有3个H—H键生成

C.其他条件不变时，混合气体的密度不再改变

D.20MN2)=3o逆(NH3)

解析A项，C(N2):c(H2)：c(NH3)=l：3：2不能说明各物质的浓度不变，因而

不能说明反应达到平衡，错误；B项，一个N三N键断裂的同时，有3个H—H

键生成，能说明正、逆反应速率相等，正确；C项，混合气体的密度不再改变，

不能说明达到反应平衡，错误；D项，20正(N2)=。虱NH3)时，正、逆反应速率才

相等，才达到平衡，错误。

答案B

3.下列可逆反应达到平衡后，增大压强同时升高温度，平衡一定向右移动的是

()

A.2AB(g)、、A2(g)+B2(g)A/7>0

B.A2(g)+3B2(g)、、2AB3(g)AW<0

C.A(s)+B(g)v^C(g)+D(g)AH>0

D.2A(g)+B(g)v^3C(g)+D(s)AH<0

解析A项，增大压强平衡不移动，升高温度平衡向右移动，故正确；B项，增

大压强平衡向右移动，升高温度平衡向左移动，最后结果不确定；C项，增大压

强平衡向左移动，升高温度平衡向右移动，结果也不确定；D项，增大压强平衡

不移动，升高温度平衡向左移动，故不正确。

答案A

4.下列措施会使平衡向左移动的是()

A.恒温时，增大平衡体系N2+3H2^^^^2NH3的压强

B.恒压下，降低平衡体系H2(g)+L(g)=^2HI(g)△”<()的温度

C.向FeCh+3KSCNv^Fe(SCN)3+3KCl中加入少量固体KC1

D.恒温恒压下向平衡体系N2+3H2^^^^2NH3中充入氢气

解析由勒夏特列原理知A项、B项中平衡均向正反应方向移动；C项从离子反

应角度看，KC1与平衡状态无关；恒压下充入稀有气体相当于对体系减压，平衡

向左移动，D正确。

答案D

5.一定量混合气体在一体积可变的密闭容器中发生反应：xA(g)+yB(g)^=^

zC(g)。该反应达到平衡后，测得A气体的浓度为0.5mol-L)在恒温下将密闭

容器的体积扩大到原来的2倍，再次达到平衡后，测得A的浓度为0.3mol.LL

则下列叙述正确的是()

A.平衡向正反应方向移动

B.x+y<z

C.C的体积分数降低

D.B的转化率升高

解析假设容器的容积扩大到原来的2倍时，平衡不移动，则A的浓度为0.25

mol-L^1,但平衡时A的浓度为0.3mol-L-i,说明平衡向生成A的方向移动，即

压强减小，平衡逆向移动，则x+y>z,C的体积分数降低，B的转化率降低。

答案C

6.(2019・湖南长沙一模)一定条件下，在体积为2L的密闭容器中，3molX和3mol

Y发生反应:3X(g)+Y(g)，、2Z(g)△”〉(),经60s达到平衡，生成0.4molZ。

下列说法正确的是()

A.60s内平均反应速率u(X)=0.05mol/(L-s)

B.其他条件不变，升高温度，正反应速率增大，逆反应速率减小

C.其他条件不变，若初始投入2molX和2molY,则物质Y的转化率减小

D.其他条件不变，将容器体积变为4L,Z的平衡浓度变为原来的一半

解析60s内在2L的容器中消耗0.6molX,故o(X)=0.005mol/(L.s),A错误；

升高温度，正反应速率增大，逆反应速率也增大，B错误；其他条件不变，若初

始投入2molX和2moiY,相当于减压，平衡逆向移动，则物质Y的转化率减小，

C正确；其他条件不变，将容器体积变为4L,平衡逆向移动，Z的平衡浓度小于

原来的一半，D错误。

答案C

7.容器中各充入2molNO2气体，发生反应:2NO2(g)=^=^N2O4(g)△"=-56.9

kJ-moP1,达到平衡后，I、II两个容器中NCh的转化率分别为cu和a2。下列推

断正确的是()

in

恒温容器绝热容器

A.转化率大小：ai<a2

B.H中混合气体颜色较浅

C.I中混合气体密度较大

D.II中混合气体平均相对分子质量较小

解析开始时只充入N02气体，N02显红棕色，N2O4呈无色，该反应的正反应是

放热反应。在容器n中，随着反应进行，容器内温度升高，相当于容器I达到平

衡之后加热，平衡向左移动，故容器I中N02的转化率较大，A项错误；容器n

中NO2的浓度较大，颜色较深，B项错误；两个容器的体积相同，气体总质量相

等，故密度相等，C项错误；混合气体中，N02的体积分数越大，混合气体的平

均相对分子质量越小，相对于容器I,容器n中N02体积分数较大，故H中混合

气体的平均相对分子质量较小，D项正确。

答案D

8.工业上，利用CO和H2合成二甲醛：3co(g)+3H2(g)、、CH30cH3(g)+

CO2(g),为了寻找合适的温度，研究者进行了一系列实验，每次实验保持原料气

组成(3molCO、3m0IH2)、容器体积(10L)、反应时间等因素不变，实验结果如

图所示。

2(X)2202402602803()()f/X：

下列说法正确的是()

A.X、Y点对应的CO正反应速率相等

B.合成二甲醛的正反应△”〉()

C.反应温度应控制在240℃~260℃

D.选择合适催化剂，可以提高CO的转化率

解析A项，X、Y点CO的转化率均为70%,但温度不同，CO的正反应速率不

相同，错误。B项，从开始到图像最高点之前属于未平衡，反应向正方向进行，

升高温度，反应加快，CO的转化率增大；达到最高点及该点之后，属于平衡状

态，升高温度，CO的转化率降低，说明正反应是放热反应，错误。C项，从图

像看，在反应温度控制在240c〜260c之间时，CO的转化率较大，正确。D项,

催化剂不能使平衡移动，不能提高CO的转化率，错误。

答案c

9.在一定温度下，将H2和N2两种气体按不同比例通入相同的恒容密闭容器中，

发生反应：3H2(g)+N2(g)局&调压2NH3(g)。起始时H2和N2的物质的量之和相

等，平衡后分别测出H2、N2的转化率。能正确表示H2、N2的转化率与起始时

会层关系的图像是()

解析反应物按化学计量数之比投料时，达到平衡时转化率相等，增加一种反应

物的物质的量，该反应物的转化率减小，其他反应物的转化率增大。

答案A

10.(1)在一体积为2L的密闭容器中，加入2molN2和一定量的水，发生反应2N2(g)

+6H2O(1)^4NH3(g)+302(g),经过20min达到平衡，此过程有9.6mol电

子转移，则0(02)=，N2的转化率为o

(2)对于反应：2N2(g)+6H2O⑴'、4NH3(g)+302(g)AH>0,下列做法不能提

高N2的转化率的是0

A.升高温度B.增加H20的量C.移走部分NH3D.使用催化剂E.增大压强

⑶能够说明反应2N2(g)+6H2O⑴、、4NH3(g)+3O2(g)达到平衡状态的是

A.压强不再变化

B.N2的浓度不再变化

C.NH3和02的物质的量之比为4：3

D.反应停止速率为0

E.消耗N2物质的量和生成。2物质的量为2：3

解析(1)根据方程式知2molN2完全反应转移12mole，则转移9.6mol电子时，

反应的N2为1.6mol,则O(N2)=3;mol/(L-min),根据速率比等于

系数比,V(02)=0.06moV(L-min),N2的转化率为与器义100%=80%。(2)要提

高N2的转化率，则平衡应正向移动，水为液体，增加水的量对平衡无影响，平衡

不移动；使用催化剂不能使平衡移动；增大压强，平衡逆向移动。(3)NH3和02

的物质的量之比为4：3,反应不一定达到平衡，C