等效平衡及其应用（原卷版）-2025年高考化学一轮复习讲义（新教材新高考）

备战2025年高考化学【一轮•考点精讲精练】复习讲义

考点44等效平衡及其应用

疆本讲•讲义概要

一、等效平衡

知识精讲

二、等效平衡的应用

选择题：20题建议时长：60分钟

课后精练

非选择题：5题实际时长：________分钟

%夯基•知识精讲________________________________________________

一、等效平衡

1.等效平衡的含义

在一定条件下（恒温恒容或恒温恒压）下，同一可逆反应体系，不管是从正反应开始，还是从逆反应开始,

还是正、逆反应同时投料，达到化学平衡状态时，任何相同组分的百分含量（质量分数、物质的量分数、体

积分数等）均相同。

2.等效平衡的判断方法

（1）恒温恒容条件下反应前后体积改变的反应

判断方法：极值等量即等效。

例如：2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)

①2mol1mol0

②002mol

③0.5mol0.25mol1.5mol

④amolbmolcmol

上述①②③三种配比，按化学方程式的化学计量关系均转化为反应物，则SO2均为2mol,O2均为1

mol,三者建立的平衡状态完全相同。

④中a、6、c三者的关系满足c+a=2,g+6=l，即与上述平衡等效。

形成等效平衡的特征是：平衡时各物质的转化率(a)、百分含量(w%)、物质的量(n)、物质的质量(m)、

物质的量浓度(c)、混合气体的平均摩尔质量(必)、混合气体的密度S)、压强(P)等所有物理量完全相同，即

平衡状态完全相同。

(2)恒温恒压条件下反应前后体积改变的反应

判断方法：极值等比即等效。

例如:2sO2(g)+O2(g)12so3(g)

©2mol3mol0

②1mol1.5mol2mol

③amolbmolcmol

n(S02)2

按化学方程式的化学计量数关系均转化为反应物，则①②中“、-=三，故互为等效平衡。

c+a2

③中a、6、c三者关系满足：——=-,即与①②平衡等效。

^+b§

形成等效平衡的特征是：平衡时各物质的转化率(a)、百分含量(w%)、混合气体的平均摩尔质量(瓦)、

物质的量浓度(c)、混合气体的密度(p)、压强(P)相同，但各气体的物质的量(n)、物质的质量(m)、体积(V)不

同但成比例。

(3)恒温条件下反应前后体积不变的反应

判断方法：无论是恒温恒容，还是恒温恒压，只要极值等比即等效，因为压强改变对该类反应的化学

平衡无影响。

例如:-2HI(g)

H2(g)+I2(g)-

①1mol1mol0

②2mol2mol1mol

③amolbmolcmol

①②两种情况下，«(H2)：W(I2)=1：1,故互为等效平衡。

③中a、b、c三者关系满足(g+a)：(g+b)=1：1或以a：6=l：l,c>0,即与①②平衡等效。

形成等效平衡的特征是：平衡时各物质的转化率(a)、百分含量(w%)、混合气体的平均摩尔质量(M)相

同，但各气体的物质的量(n)、物质的质量(m)、物质的量浓度(c)、混合气体的密度(p)、压强(P)、反应达到

平衡时所需的时间(。不同但成比例。

3.虚拟“中间态”法构建等效平衡

(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。由增大压强平衡移动

方向分析物质的转化率、百分含量、物质的量浓度、放出或吸收热量的变化情况。

起始平衡

(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。

4.等效平衡判断“四步曲”

I第一步，看观察可逆反应特点(物质状态、气体分子数)，判断反应是反应前后气体体积不变的可逆反应

还是反应前后气体体积改变的可逆反应；

I第二步，挖挖掘反应条件,是恒温恒容还是恒温恒压，注意密闭容器不等于恒容容器；

第三步，倒采用一边倒法,将起始物质按可逆反应化学计量数之比转化成同一边的物质；

|第四步，联联系等效平衡判断依据,结合题目条件判断是否为等效平衡。

二、等效平衡的应用

1.可逆反应MtA(g)+“B(g)=^pC(g)+qD(g)的转化率分析

(1)若反应物起始物质的量之比等于化学计量数之比，达到平衡后，它们的转化率相等。

(2)若只增加A的量，平衡向右移动，B转化率增大，A转化率降低。即：两种或两种以上的反应物达到

平衡时，增加其中一种反应物浓度，其它反应物的转化率提高，而自身转化率降低。

(3)恒温、恒容时，若按原反应物比例同倍数增大A和B的量，等效于压缩容器容积(或增大压强)，气体

反应物的转化率与化学计量数有关。

①当加+时，A、B的转化率都增大；

②当+时，A、B的转化率都减小；

③当加+"=p+q时，A、B的转化率都不变(此时为人%一定△〃=()时的“量比等效”)；

(4)恒温、恒压时，若按原反应物比例同倍数增大A和B的量，达新平衡时，此时为7、P一定时的“量

比等效”，A、B的转化率都不变。

2.可逆反应wtA(g)==^B(g)+gC(g)的转化率分析

(1)恒温、恒容时，若增加A的量

①当加时，A的转化率增大；

②当〃?g+q时，A的转化率减小；

③当〃z=p+q时，A的转化率不变(此时为7\厂一定A"=0时的“量比等效”)；

(2)恒温、恒压时，若增加A的量，达新平衡时，此时为7、尸一定时的“量比等效”，A、B的转化率都不

变。

哪提能•课后精练

1.在恒容密闭容器中发生反应：4HCl(g)+O2(g)2Cl2(g)+2H2O(g)o下列有关叙述正确的是

容积/L投料200。(3时HC1平衡转化率4000c时HC1平衡转化率

容器I14molHCl(g)>1molO2(g)90%75%

容器II2xmolHCl(g)>2moiC)2(g)(X1S

A.该反应的AH>0

Q1

B.400。€：时，该反应的平衡常数为了

4

C.400。(2时，若x>8,则电>75%

D.400七时,向容器I平衡体系中再加入1molO2®和1molCl2(g),此时1)正<1)逆

2.70(FC时，H2(g)+CC)2(g)=H2O(g)+CO(g)o该温度下，在甲、乙、丙三个恒容密闭容器中，投入H?

和CC)2,起始浓度如下表所示。其中甲经2min达平衡时，v(%。)为0.025mol/(Lnin),下列判断不正确的

是()

起始浓度甲乙丙

C(H2)/mol/L0.10.20.2

C(CO2)/mol/L0.10.10.2

A.平衡时，乙中CO2的转化率大于50%

B.当反应平衡时，丙中c(CC>2)是甲中的2倍

C.温度升至800。。上述反应平衡常数为25/16,则正反应为吸热反应

D.其他条件不变，若起始时向容器乙中充入O.lOmol/L%和0.20mol/LCC)2,到达平衡时c(CO)与乙不

同

3.可逆反应A(g)+3B(g)『-2C(g),△H=-QkJ/mol有甲、乙两个容积相同且不变的密闭容器，向甲容器中

加入1molA和3moiB,在一定条件下达到平衡时放出热量为QikJ；在相同的条件下，向乙容器中加入2mol

C达到平衡后吸收热量为Q2kJ；已知QI=3Q2。下列叙述不正确的是

A.甲中A的转化率为75%

B.QI+Q2=Q

C.达到平衡后，再向乙中加入0.25molA、0.75molB>1.5molC,平衡向正反应方向移动

D.乙中的热化学方程式为2c(g)=A(g)+3B(g)AH=+Q2kJ/mol

4.一定条件下存在反应：CO(g)+H2O(g)^CO2(g)+H2(g),其正反应放热。现有三个相同的2L恒容绝热

(与外界没有热量交换)密闭容器I、II、IIL在I中充入ImolCO和ImolHzO,在II中充入ImolCO2和Imol

H2,在HI中充入2moic0和2moiH2O,700。(2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、m中反应的平衡常数相同

c.容器i中co的物质的量比容器n中的多

D.容器I中co的转化率与容器II中co2的转化率之和等于1

5.一定温度下，在甲、乙、丙、丁四个恒容密闭容器中投入SO2(g)和02(g),其起始物质的量及S02的平

衡转化率如下表所示。

甲乙丙T

密闭容器体积/L2221

n(SO)/mo

20.40.80.80.4

1

起始物质的量

n(O2)/mol0.240.240.480.24

SO2的平衡转化率/%80%以2口3

A.甲中反应的平衡常数小于乙

B.该温度下，甲和乙中反应的平衡常数K均为400

C.SO2的平衡转化率：ai>a2=a3

D.容器中SO3的物质的量浓度：丙>甲=丁

6.一定温度下，在三个体积均为1L的恒容密闭容器中发生如下反应：A(g)+2B2(g)-C(g)

其中容器I中的反应在5min时达平衡。

起始物质的量/mol平衡物质的量/mol

温度

容器编号

/℃B(g

A(g)2C(g)C(g)

)

I5000.51.000.4

II500ab0.250.4

III6000.250.50.250.35

下列说法不正确的是

A.容器I中的反应在前5min的平均反应速率v(A)=0.08mol-L^-min1

B.该反应的正反应为放热反应

C.容器n中起始时a=0.25,b=0.5

D.若起始时向容器I中加入AO.8mol、B21.6mol,达到平衡时A的转化率为80%

7.甲、乙、丙三个容器中起始物质及其物质的量如图所示，三个容器最初的容积、温度相同，反应中甲、

丙的容积不变，乙中的压强不变，在一定温度下反应达到平衡。下列说法正确的是

甲乙丙

A.平衡时各容器内c(NC>2)的大小顺序为乙>甲>丙

B.平衡时N2O4的百分含量：乙>甲=丙

C.平衡时甲中NO2与丙中N2O4的转化率一定相同

D.其它条件不变，向平衡后的丙容器中再加入少量N2O4,新平衡后寰1M的值变大

C(N2O4)

8.在相同温度下，在三个大小完全一样的容器中发生反应(保持容器体积不变)：

1

3H2(g)+N2(g).^2NH3(g>H=-92kJ.moro开始时投料情况如下：A中3m。1凡伍)和

lmolN2(g);B中2moiNH“g)；C中4moiNH3(g),当反应都达到平衡后，下列说法正确的是

A.容器B、C中NH3的转化率关系：a(B)>a(C)

B.容器A放出的热量为92kJ,B容器中吸收热量为92kJ

C.达到平衡后三容器中氨气的体积分数相等

D.容器B中氨气的平衡浓度是容器C中氨气平衡浓度的一半

9.温度为T时，在三个起始体积均为1L的密闭容器中发生反应：2SO2(g)+O2(g)-2SO3(g)

AH=-197kJ-mor1.达到平衡时，下列说法不正确的是

容器编号容器类型起始物质的量/mol平衡时SO3的物质的量/mol

so2o2SO3

I恒温恒容2101.8

II恒温恒压210a

III绝热恒容002b

A.容器I中SO2的转化率小于容器II中S02的转化率

B.容器I中放出的热量为177.3kJ

C.平衡时SO3的物质的量：a>1.8,b>1.8

D.容器n的平衡常数大于容器III中的平衡常数

10.如图所示，关闭K,向A、B中各充入2moiX和ImolY,起始VA=VB=aL,在相同温度和催化剂的条

件下，两容器中各自发生反应：2X(g)+Y(g)—Z(g)+W(g);达到平衡时，VA=0.9aL,则下列说法正确

的是

AB

A.达到平衡时，A中压强比B中压强小

B.达到平衡时，A中丫的转化率为10%

C.达到平衡后，向B中充入Imol惰性气体，则B中平衡向正反应方向移动

D.打开K,一段时间后达到新平衡时，VA=0.8aL(连通管中气体体积不计)

11.某温度下在密闭容器中发生如下反应：2M(g)+N(g)U2E(g),若开始时只充入2molE气体，达到平

衡时，混合气体的压强比起始增大了20%；若开始时只充入了3molM和ImolN的混合气体，达到平衡时

M的转化率为

A.<60%B.=40%C.<40%D.>60%

12.如图所示，隔板I固定不动，活塞II可自由移动，M、N两个容器中均发生反应：A(g)+2B(g)Q

xC(g)J77=-192kJmol1o向M、N中都通入ImolA和2molB的混合气体，初始M、N容积相同，保持温度

不变。下列说法正确的是

MN二

III

A.若x=3,达到平衡后A的体积分数关系为：cp(M)>(p(N)

B.若x>3,达到平衡后B的转化率关系为：a(M)>a(N)

C.若x<3,C的平衡浓度关系为：c(M)>c(N)

D.x不论为何值，起始时向N容器中充入任意值的C,平衡后N容器中A的浓度均相等

13.己知：4co(g)+2NC)2(g)U4co2(g)+N2(g)A//=-1200kJ-molT。在2L恒容密闭容器中，按照下表中甲、

乙两种方式进行投料，经过一段时间后达到平衡状态，测得甲中C0的转化率为50%。下列说法中正确的

是

甲乙

0.2molNO20.1molNO2

0.4molCO0.2molCO

A.放热反应，一定能自发进行

B.该温度下，反应的平衡常数为5

C.达平衡时，NO2的浓度：甲〉乙

D.达平衡时，底的体积分数：甲〈乙

14.在一个固定容积的密闭容器中，保持一定温度进行反应:H2(g)+Br2(g)^=^2HBr(g),已知加入1mol珏

和2moiBn达到平衡后，生成了amolHBro在相同条件下，若起始时加入的H2、Br2>HBr分别为xmol、

ymohzmol(均不为0)且平衡时各组分的体积分数都不变，则以下推断中一定正确的是

①x、y、z应满足的关系为4x+z=2y②达到平衡时HBr的物质的量为［(x+y+z)匀amol③达到平衡时HBr

的物质的量为amol④x、y、z应满足的关系为x+y=z

A.①②B.②③C.③④D.①②③

15.相同温度下，有体积相同的甲、乙两个容器，甲容器中充入lgN2和摩氏，乙容器中充入2gN2和

2gH2,分别进行合成氨反应。下列叙述中错误的是

A.化学反应速率：乙>甲B.平衡后N2的浓度：乙〉甲

C.印的平衡转化率：乙〉甲D.平衡混合气体中H2的体积分数：乙〉甲

16.烟气中的NO经过。3预处理，再用CaSC>3悬浊液吸收去除。预处理时发生反应：NO(g)+O3(g)^NO(g)

=

+c)2(g)。测得：VjEkjfC(NO),C(O3),丫逆=左逆C(NO2>C(C)2)，k正、左逆为速率常数，受温度影响。向容积均

为2L的甲、乙两个密闭容器中充入一定量的NO和。3,测得NO的体积分数随时间的变化如图所示。下列

说法正确的是

8

5

0.4molNO0.4molNO

0.6molO0.6molOg

33o

z

X9

)

/T2)

A.高温有利于提高容器中NO的平衡转化率

0.15

B.「时，反应在tmin内的平均速率以。2)=-—molL-'min-1

C.Ti时，NO(g)+O3(g)UNO2(g)+O2(g)的左下<3左逆

D.时，向2L密闭容器中充入0.6molNO、0.4mol03,到达平衡时c(NC)2)小于乙容器中平衡时c(NO2)

17.如图所示，在两个体积均为2L的密闭容器中分别充入4molN?和4moiH?,其中A容器中活塞尸无摩擦,

可自由滑动，尸停留在1处。在相同温度下，两容器中均发生反应：N2(g)+3H2(g)-2NH,(g)AH<0,

达到平衡后，A中N2的转化率为30%,下列说法不正确的是

-----P-

AB

A.B容器反应达到平衡时，M的转化率小于30%

B.B容器反应达到平衡时，该反应的平衡常数为631?/mof

C.若开始时只将B容器进行绝热处理，则平衡后NH3的体积分数：A>B

D.若开始时将A容器的活塞P固定在2处，则平衡后c(H?)：2A<B

18.一定条件下，向容积均为2L的两个恒温密闭容器中通入一定量的一氧化碳和水蒸气，发生反应：

CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)A^=-41kJ/mol,达平衡后获得数据如下表。下列说法错误的是

起始时各物质的物质的量/mol

容器编号达到平衡的时间/min达到平衡时体系能量的变化

HOCO

CO22H2

①1400A放出32.8kJ热量

②2800,2放出QkJ热量

A.①中反应达平衡时，CO的转化率为80%B.平衡时c（CO）：①二②

C.达到平衡的时间：@>@D.反应②中，。=65.6

19.在体积均为1.0L的恒容密闭容器甲、乙中，起始投料量如表，在不同温度下发生反应：CO2（g）+C（s）U

2CO（g）oCO的平衡浓度随温度的变化如图所示。下列说法正确的是

容器

n(CO2)/moln(C)/moln(CO)/mol

甲0.10.30

乙000.4

▲()><molI.)

0.40

A.曲线I对应的是甲容器

B.a、b两点所处状态的压强大小关系：9pa>14pb

4

C.c点：CO的体积分数>,

D.900K时，若起始向容器乙中加入CO、CO?、C各Imol,贝Uv（正）>v（逆）

20.一定温度下，在3个体积均为L00L的恒容密闭容器中发生反应C（s）+H2O（g）『±H2（g）+CO（g）

AH>0,相关数据如下表(已知：炭粉足量)。

物质的起始浓度/(moir1)

物质的平衡浓度

T/

容器

℃

c(CO)(molL-1)

c(H⑼。(凡)c(CO)

IT.1.00000.85

IIT.01.001.00X

IIIT22.00001.60

下列说法错误的是

A.T2>T,B.达到平衡所需时间：t(I)<t(III)

C.x=0.85D.T2℃,该反应的化学平衡常数K=6.4

21.近年来，我国化工技术获得重大突破，利用合成气(主要成分为CO、CO2和H2)在催化剂的作用下合成

甲醇(CEOH)是其中的一个研究项目。该研究发生的主要反应如下：

I.CO与H2反应合成甲醇：CO(g)+2H2(g)^CH3OH(g)

II.CO2与H?反应合成甲醇：CO2(g)+3H2(g)UCH30H⑷+丛。®

(1)上述反应符合原子经济性的是反应______(I或11)=

(2)在某一时刻采取下列措施，能使反应I的反应速率减小的措施是0

A.恒温恒容下，再充入COB.升高温度

C.恒温恒容下，向其中充入ArD.恒温恒压下，向其中充入Ar

(3”02是大气污染物，同时也是重要的化工原料，可用于制备硫酸。回答下列问题：

$。2在丫2。5作用下的催化氧化是工业上生产硫酸的主要反应，催化反应的机理如下。

1

第一步：S02(g)+V2O5(s)S03(g)+V2O4(s)\H=+akJ-mol

1

第二步：V2O4(s)+O2(g)+2SO2(g)2VOSO4(s)AH=-Z7kJ.mof

1

第三步：4VOSO4(S)+02(g)2V2O5(S)+4SO3(g)A//=-ckJ-mof

①写出so2催化氧化的热化学方程式。

②为研究①中so,催化氧化的反应(AH<0),某同学设计了如图三种已装固体V2O5催化剂的密闭容器。

恒温恒容绝热恒容恒温恒压

可移动

活塞

甲乙丙

在初始体积与温度相同的条件下，甲、乙、丙中均按2moiSO?、lmolC)2投料，达到平衡时，三个容器中S0?

的转化率从大到小的顺序为(用“甲、乙、丙”表示)。

(4)硝化法既能生产硫酸,也能处理SO?,主要反应为NO2(g)+SO2(g)USC)3(g)+NO(g)AH<0。PC时，

向恒容密闭容器中加入等物质的量的NO?和so?,达到平衡时NO和NO2的物质的量浓度之比为3:1。rc

时，该反应的化学平衡常数为0尸C时，向某容器中同时充入NO>SO?、SO3、NO各ImoL则

此时v正v逆(填“〈”或“=”)。

22.硫及其化合物对人类的生产和生活有着重要的作用。

⑴2so2(g)+O2(g)U2s03(g)411=-198口加01-1是制备硫酸的一个重要反应，在容积为VL的密闭容器中分别

充入2moiSO2和ImoQ在不同条件下进行反应，反应体系的总压强随时间的变化如图所示。与实验a相比,

实验b改变的条件是。

(2)二氧化硫在一定条件下还可以发生如下反应：SO2(g)+NO2(g)SO3(g)+NO(g)411=-42150101-1。在1L恒

容密闭容器中充入SO2(g)和NO2(g),所得实验数据如表所示：

实验编号温度起始时物质的量/mol平衡时物质的量/mol

n(SO2)n(NO2)n(NO)

甲Ti0.800.200.18

乙0.200.800.16

T2

丙0.200.30a

T2

①在实验甲中，若2min时测得反应放出的热量是4.2kJ,则0〜2min内，用SC)2(g)表示的平均反应速率

v(SO2)=o

②在实验丙中，达到平衡时，NO2的转化率为0

③由表中数据可推知，「12(填“>”“〈”或“=”)，判断的理由是o

23.甲醇是一种重要的化工原料，具有广阔的开发和应用前景。工业上使用水煤气(CO与H2的混合气体)转

化成甲醇(CH3OH)。

(1)已知一定条件下，发生反应：

CO(g)+H2O(g)C02(g)+H2(g)AH|=-41.2KJ/mol

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

该条件下，水煤气(CO与H2的混合气体)转化成甲醇的热化学方程式是o

(2)工业上使用水煤气转化成甲醇，CO的平衡转化率与温度、压强的关系如图所示：

①要使A点变到B点除增大压强外还可以。

②A、C两点的平衡转化率相等的原因是0

③C点条件下假设压强为P2千帕，往容器内充入ImolCO与2.5molH2发生反应。平衡时H2的体积分数

是、Kp=0

(3)工业上也可以用C02和氏合成甲醇：3H2(g)+C02(g)CH3OH(g)+H2O(g)AH=-48.0kJmor'0

在T°C时，甲、乙、丙三个2L的恒容密闭容器中，按不同方式投入反应物，测得平衡时有关数据如下。

容器甲乙丙

3molH2(g)ImolCH30H(g2molCH3OH(g

起始反应物投入量))

lmolCO2(g

)lmolH2O(g)2molH2O(g)

c(CH3OH)/mol-U'ClC2C3

反应的能量变化/kJXyz

平衡数据

体系压强/PaPlP2P3

反应物转化率

aia2a3

①若x=19.2,贝[]ai=o

②下列说法正确的是(填选项字母)。

A.2c2«3B.z>2y,x=yC.p3<2piD.ai=a2

③若反应CO2(g)+3H②(g)=CH30H(g)+H20(g)在四种不同情况下的反应速率分别为：

1111

A.V(H2)=O.Olmol-L--sB.v(CH3OH)=