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高中化学人教版 (2019)选择性必修1第二节 化学平衡学案设计
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这是一份高中化学人教版 (2019)选择性必修1第二节 化学平衡学案设计，共13页。学案主要包含了能力打底 概念辨析，化学平衡移动的过程，影响化学平衡的因素等内容，欢迎下载使用。
1. 理解浓度、温度、压强、催化剂等对化学平衡影响的一般规律。
2. 了解化学平衡的调控在生活、生产和科学研究中的重要作用。
3. 理解勒夏特列原理。
一、能力打底 概念辨析
判断下列说法的正误(正确的画“√”，错误的画“×”)。
(1) 化学反应速率改变，化学平衡一定发生移动。( × )
(2) N2(g)＋3H2(g)2NH3(g) ΔH<0，降低温度和增大压强都有利于平衡向生成氨的方向移动。( √ )
(3) 恒温下进行的反应2NO2(g)N2O4(g)达平衡时，缩小容器体积再达平衡，气体的颜色比第一次平衡时的深。( √ )
(4) C(s)＋CO2(g)2CO(g) ΔH>0，仅升高温度，CO2的反应速率和平衡转化率均增大。( √ )
(5) CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g) ΔH<0，仅改变压强，平衡不移动，放出的热量不变。( √ )
(6) C(s)＋H2O(g)CO(g)＋H2(g) ΔH>0，其他条件不变时，升高温度，正反应速率增大、逆反应速率减小，平衡正向移动。( × )
二、化学平衡移动的过程
三、化学平衡移动与化学反应速率的关系
1. v′正>v′逆：平衡向 正反应方向 移动。
2. v′正＝v′逆：反应达到平衡状态，平衡 不 移动。
3. v′正＜v′逆：平衡向 逆反应方向 移动。
四、影响化学平衡的因素
1. 若其他条件不变，改变下列条件对化学平衡的影响如下：
2. 化学平衡移动与转化率的关系
其他情况下，一般来说，平衡正向移动，反应物转化率增大。
3. 勒夏特列原理
如果改变影响平衡的一个因素(如温度、压强以及参加反应的物质的浓度)，平衡将向着能够 减弱这种改变 的方向移动。
4. “惰性气体”对化学平衡的影响
(1) 恒温恒容条件
原平衡体系eq \(――――――→,\s\up7(充入惰性气体))体系总压强增大―→体系中各组分的浓度不变―→平衡不移动。
(2) 恒温恒压条件
原平衡体系eq \(―――――――→,\s\up7(充入惰性气体))容器容积增大，各反应气体的分压减小
五、利用化学平衡常数K判断可逆反应的热效应
六、利用浓度商(Q)与K判断化学平衡状态及反应的方向[aA(g)＋bB(g)cC(g)＋dD(g)]
Q＝eq \f(ccC·cdD,caA·cbB)eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(v逆,＝K，反应处于化学平衡状态，v正＝v逆,>K，反应向逆反应方向进行，v正 (2022·南京一中)一定温度下，反应C(s)＋H2O(g)CO(g)＋H2(g)在密闭容器中进行，一段时间后达到平衡，下列措施不能使平衡发生移动的是( A )
①增加C的物质的量 ②保持容器容积不变，充入N2使体系压强增大 ③将容器的容积缩小一半 ④保持压强不变，充入N2使容器容积变大
A.①② B. ②③
C. ①④ D. ③④
[解析] ①C是固体，其浓度被视为常数，改变C的量平衡不移动；②保持容器容积不变，充入N2，由于c(H2O)、c(CO)、c(H2)都不变，所以平衡不移动；③缩小容器容积，压强增大，平衡向左移动；④保持压强不变，充入N2，容器容积变大，平衡向右移动。故选A。
1 000 K时，在密闭容器内发生反应：2NO2(g)2NO(g)＋O2(g) ΔH＞0。下列图像与该反应体系相符的是( C )
图1 图2 图3 图4
A．图1表示温度对反应的影响
B.图2表示压强对NO2平衡百分含量的影响
C．图3表示恒容再充入NO2
D.图4表示体积增大至原来的2倍
[解析] 按照先拐先平数值大，若图1是温度对反应的影响，则T1>T2，反应是吸热反应，温度升高平衡正向移动，NO的物质的量增大，与图像不符，A错误；增大压强平衡逆向移动，NO2的百分含量增大，B错误；图3表示恒容下再充入NO2，NO2的浓度增大，正反应速率增大，此时逆反应速率不变，随着反应的进行，正反应速率逐渐减小，逆反应速率逐渐增大，重新达到平衡，C正确；体积增大到原来的2倍，瞬间浓度都为原来的eq \f(1,2)，NO的浓度应该是原来的一半，D错误。
在1L的恒容密闭容器中发生反应：CH4(g)＋CO2(g)2CO(g)＋2H2(g) ΔH。若起始时充入0.4ml CH4和0.4ml CO2，测得CH4的平衡转化率与温度的关系如右图中曲线a所示。下列说法正确的是( D )
A.ΔH＜0
B. 延长M点的反应时间，可以提高CH4的平衡转化率
C. T1℃下，若起始时向该容器中充入等物质的量的CH4、CO2、CO和H2，则此时反应向正反应方向进行
D. 曲线b可表示向该容器中充入0.5ml CH4和0.5ml CO2，CH4的平衡转化率与温度的关系
[解析] 温度升高，甲烷的转化率增大，所以正反应为吸热反应，ΔH＞0，A错误；M点为平衡状态，条件不变，延长反应时间，平衡不发生移动，甲烷的平衡转化率不变，B错误；体积为1L，T1℃时：
CH4(g)＋CO2(g)2CO(g)＋2H2(g)
起始/(ml/L) 0.4 0.4 0 0
变化/(ml/L) 0.24 0.24 0.48 0.48
平衡/(ml/L) 0.16 0.16 0.48 0.48
K＝eq \f(0.482×0.482,0.16×0.16)＝2.0736。假设起始时充入CH4、CO2、CO和H2的物质的量为xml，体积为1L，T1℃时Q＝eq \f(x2×x2,x×x)＝x2，Q的大小与起始值x有关，反应不一定正向移动，C错误；充入0.5ml CH4和0.5ml CO2与充入0.4ml CH4和0.4ml CO2相比较而言，平衡正向移动，但是起始值增大程度大于转化值增大程度，转化率减小，曲线b符合，D正确。
1. 如图是可逆反应A＋2B2C＋3D的化学反应速率和化学平衡随外界条件改变而变化的情况。下列推断正确的是( A )
A.正反应是放热反应 B. D可能是气体
C.逆反应是放热反应 D. A、B、C、D均为气体
[解析] 由题图可以看出降低温度，平衡向正反应方向移动，则正反应为放热反应，逆反应为吸热反应，A正确、C错误；题图中增大压强，平衡向正反应方向移动，则说明气体反应物的化学计量数之和大于气体生成物的化学计量数之和，若A、B是气体，则D是液体或固体，若D为气体，不符合正反应是气体体积减小的反应这一条件，B错误；若A、B、C、D均为气体，增大压强，平衡向逆反应方向移动，与题图不符，D错误。
2. Deacn法制备Cl2的反应为4HCl(g)＋O2(g)2Cl2(g)＋2H2O(g)。下图为恒容容器中，进料浓度比 c(HCl)∶c(O2)分别等于1∶1、4∶1、7∶1时HCl的平衡转化率随温度变化的关系图。下列说法正确的是( D )
A.反应4HCl(g)＋O2(g)2Cl2(g)＋2H2O(g)的ΔH>0
B.Z曲线对应进料浓度比c(HCl)∶c(O2)＝1∶1
C.400 ℃，进料浓度比c(HCl)∶c(O2)＝4∶1时，O2的平衡转化率为19%
D. 400 ℃，起始时c(HCl)＝c0 ml/L，进料浓度比 c(HCl)∶c(O2)＝1∶1时，平衡常数K＝eq \f(0.422×0.422,1－0.844×1－0.21c0)
[解析] 由图中曲线得出，随着温度升高，HCl的转化率下降，说明平衡向逆反应方向移动，则说明该反应是放热反应，ΔH<0，A错误；在外界条件一定的条件下，增大一种反应物的量，会提高另一种反应物的转化率，故X、Y、Z曲线对应进料浓度比c(HCl)∶c(O2)分别为1∶1、4∶1、7∶1，B错误；由图知400 ℃，进料浓度比c(HCl)∶c(O2)＝4∶1时，O2的平衡转化率为76%，C错误；400 ℃，起始时c(HCl)＝c0 ml/L，进料浓度比c(HCl)∶c(O2)＝1∶1时，HCl的平衡转化率为84%。
4HCl(g) ＋O2(g) 2Cl2(g)＋ 2H2O(g)
起始/(ml/L) c0 c0 0 0
变化/(ml/L) 0.84c0 0.21c0 0.42c0 0.42c0
平衡/(ml/L) (1－0.84)c0 (1－0.21)c0 0.42c0 0.42c0
平衡常数K＝eq \f(c2Cl2·c2H2O,c4HCl·cO2)＝eq \f(0.42c02×0.42c02,1－0.844c\\al(4,0)×1－0.21c0)＝eq \f(0.422×0.422,1－0.844×1－0.21c0)，D正确。
3. 催化剂存在下，在1L的恒容密闭容器中充入0.1ml CO和0.3ml H2，发生反应CO(g)＋3H2(g)CH4(g)＋H2O(g)。反应相同时间，CO的转化率与反应温度的关系如图所示。下列说法一定正确的是( D )
A.升高温度，CO(g)＋3H2(g)CH4(g)＋H2O(g)的化学平衡常数增大
B.图中X点所示条件下，延长反应时间不能提高CO的转化率
C.图中Y点所示条件下，改用性能更好的催化剂能提高CO的转化率
D.T1℃时，CO(g)＋3H2(g)CH4(g)＋H2O(g)的化学平衡常数K＞1
[解析] 从图像可以看出，在相同的反应时间内，随着温度的升高，CO的转化率增大，但无法判断温度升高平衡移动的方向，故无法得出温度升高化学平衡常数增大的结论，A错误；图中X点所示条件下，反应可能没有达到平衡状态，延长反应时间，反应可能正向进行，能提高CO的转化率，B错误；图中Y点所示条件下，改用性能更好的催化剂能增大反应速率，不能提高CO的转化率，C错误；T1℃时CO的转化率为50%，可知K＝eq \f(cCH4·cH2O,cCO·c3H2)＝eq \f(0.05×0.05,0.05×0.153)＞1，D正确。
4. 在Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三个体积相等的恒容密闭容器中分别充入1ml CO和2ml H2，三个容器的反应温度分别为T1、T2、T3 ℃且恒定不变。在一定条件下能发生如下反应：CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)。在其他条件相同的情况下，实验测得反应均进行到tmin时CO的体积分数如右图所示，下列说法正确的是( B )
A.反应CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)的ΔH＞0
B.若三个容器内的反应都达到化学平衡时，温度为T1℃时CO的转化率最大
C.Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三个容器中一定达到化学平衡状态的是Ⅱ和Ⅲ
D.若再向容器Ⅲ中充入0.1ml CO、0.2ml H2和0.4ml CH3OH，则平衡时CH3OH的体积分数小于40%
[解析] 由图可知，T1＜T2＜T3，T2℃时CO的体积分数最小，T3℃时CO的体积分数增大，则T3℃时容器内反应达到平衡状态，T2℃时容器内反应可能达到平衡状态，T1℃时容器内反应一定没有达到平衡状态，正反应是放热反应，A、C错误；该反应正向放热，则反应条件相同时，温度越低，达到平衡时反应物CO的转化率越高，B正确；CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)，1ml CO和2ml H2符合反应的计量关系，则容器Ⅲ中原平衡有20%CO、40%H2、40%CH3OH，若再向容器Ⅲ中充入0.1ml CO、0.2ml H2和0.4ml CH3OH，等效于起始时向容器Ⅲ中充入1.5ml CO和3ml H2，相当于在恒温恒容条件下增大压强，平衡正向移动，CH3OH的体积分数增大，则平衡时CH3OH的体积分数＞40%，D错误。
1. 下列不能用勒夏特列原理解释的是( A )
A.H2、I2(g)、HI组成的平衡体系减压后颜色变浅
B. 红棕色的NO2加压后颜色先变深后变浅
C.黄绿色的氯水光照后颜色变浅
D. 合成氨工业中采取高压以提高氨的产量
[解析] H2、I2、HI组成的平衡体系减小压强后，平衡不移动，但浓度减小，使颜色变浅，不能用勒夏特列原理解释，A错误。
2. 下列事实中，不能用勒夏特列原理解释的是( B )
A.开启啤酒瓶后，瓶中马上泛起大量泡沫
B.工业合成氨反应：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g) ΔH＜0，在较高温度下进行
C.实验室中常用排饱和食盐水的方法收集氯气
D.工业上生产硫酸的过程中，使用适当过量的空气以提高二氧化硫的利用率
3. 已知：COCl2(g)CO(g)＋Cl2(g) ΔH>0。当反应达到平衡时，下列措施：①升温；②恒容通入惰性气体；③增加CO的浓度；④减压；⑤加催化剂；⑥恒压通入惰性气体。能提高COCl2转化率的是( B )
A.①②④ B. ①④⑥
C. ②③⑤ D. ③⑤⑥
[解析] 该反应为气体体积增大的吸热反应，所以升温和减压均可以促使反应正向移动；恒压通入惰性气体，相当于减压；恒容通入惰性气体和加催化剂，平衡均不移动；增加CO的浓度，平衡逆向移动。B正确。
4. (2022·溧阳中学)已有平衡体系：CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g) ΔH<0。为了增大甲醇(CH3OH)的产率，应采取的正确措施是( B )
A.高温、高压 B. 适宜温度、高压、催化剂
C.低温、低压 D. 高温、高压、催化剂
[解析] 此反应的ΔH<0，升高温度平衡逆向移动，甲醇的产率减小；适宜的温度和催化剂，有利于增大反应速率。此反应为气体体积减小的反应，故增大压强可使平衡正向移动；减小压强，平衡逆向移动，不利于甲醇的产出。故选B。
5. 在恒容密闭容器中发生反应2SiHCl3(g)SiH2Cl2(g)＋SiCl4(g)，温度为 323K 和343K时SiHCl3的转化率随时间的变化结果如右图所示。下列说法正确的是( C )
A.a点所在的曲线对应的温度为343K，该反应的正反应为放热反应
B.在323K时，将容器体积缩小一半，正、逆反应速率不改变
C.在343K时，反应的化学平衡常数约为0.02
D.在343K时，向容器内通入Ar或分离出SiCl4，都可提高SiHCl3的转化率
[解析] 由图可知，先拐先平温度高，则a点的反应温度高于b点，温度越高SiHCl3的转化率越大，升高温度平衡正向进行，正反应为吸热反应，A错误；将容器体积缩小一半，压强增大，正、逆反应速率都增大，B错误；由图可知343K时SiHCl3的平衡转化率为22%，设SiHCl3的起始浓度为cml/L，则
2SiHCl3(g)===SiH2Cl2(g)＋SiCl4(g)
起始/(ml/L) c 0 0
变化/(ml/L) 0.22c 0.11c 0.11c
平衡/(ml/L) 0.78c 0.11c 0.11c
平衡常数K＝eq \f(cSiH2Cl2·cSiCl4,c2SiHCl3)＝eq \f(0.11c×0.11c,0.78c2)≈0.02，C正确；在343K时，向容器内通入Ar，反应体系的浓度不变，平衡不移动，不能提高SiHCl3的转化率，D错误。
6.(2022·常州模拟)科学家研究了乙醇催化合成乙酸乙酯2C2H5OH(g)eq \(,\s\up7(催化剂),\s\d5(△))CH3COOC2H5(g)＋2H2(g)的新方法。在常压下反应，冷凝收集，测得常温下液体收集物中主要产物的质量分数如下图所示。下列推测合理的是( C )
A．乙醛是该反应的催化剂
B. 加压有利于提高乙酸乙酯的产率
C. 提高催化剂的活性和选择性，减少乙醚等副产物是工艺的关键
D. 随着温度的升高，乙酸乙酯的质量分数先增大后减小，说明该反应是吸热反应
[解析] 开始阶段乙醛产量大，随着乙酸乙酯的生成量增大，乙醛的量逐渐减小，因此乙醛不是该反应的催化剂，A错误；加压，平衡逆向移动，不利于提高乙酸乙酯的产率，B错误；该反应有副产物生成，因此提高催化剂的活性和选择性，减少乙醚等副产物是工艺的关键，C正确；随着温度的升高，乙酸乙酯的质量分数先增大后减小，有可能是催化剂的催化活性降低或选择性发生变化，因此不能说该反应是吸热反应，D错误。
7. 在密闭容器中发生反应aA(g)＋bB(g)===cC(g)。平衡时测得C的浓度为0.60 ml/L，保持温度不变，将容器的容积缩小到原来的一半，再达到平衡时，测得C的浓度为 1.00 ml/L。下列有关判断正确的是( C )
A.平衡向正反应方向移动 B. a＋b＞c
C.A的转化率降低 D. B的体积分数减小
[解析] 第一次平衡时测得C的浓度为 0.60 ml/L，保持温度不变，将容器的容积缩小到原来的一半，若平衡不移动，C的浓度应为1.20 ml/L，而再达到平衡时，测得C的浓度为1.00 ml/L，可知压强增大，平衡逆向移动，A错误；压强增大，平衡逆向移动，可知a＋b ＜c，B错误；平衡逆向移动，A的转化率降低，B的体积分数增大，C正确、D错误。
8.(2022·无锡模拟)5 mL 0.1 ml/LKI溶液与1 mL 0.1 ml/LFeCl3溶液发生反应：2Fe3＋(aq)＋2I－(aq)2Fe2＋(aq)＋I2(aq)，达到平衡。下列说法错误的是( D )
A．加入苯，振荡，平衡正向移动
B. 经苯2次萃取分离后，在水溶液中加入KSCN，溶液呈血红色，表明该化学反应存在限度
C. 加入FeSO4固体，平衡逆向移动
D. 该反应的平衡常数K＝eq \f(c2Fe2＋,c2Fe3＋·c2I－)
[解析] 加入苯，振荡，苯将I2萃取到苯层，水溶液中c(I2)减小，平衡正向移动，A正确；将5 mL0.1 ml/LKI溶液与1 mL0.1 ml/LFeCl3溶液混合，参与反应的Fe3＋与I－物质的量之比为1∶1，反应后I－一定过量，经苯2次萃取分离后，在水溶液中加入KSCN溶液，溶液呈血红色，说明水溶液中仍含有Fe3＋，即Fe3＋没有完全消耗，表明该化学反应存在限度，B正确；FeSO4固体溶于水，c(Fe2＋)增大，平衡逆向移动，C正确；该反应的平衡常数K＝eq \f(c2Fe2＋·cI2,c2Fe3＋·c2I－)，D错误。
9.(2023·泰兴模拟)工业上用CO和H2在催化剂作用下合成CH3OH的反应为CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g) ΔH。一定条件下向2 L密闭容器中充入一定量的CO和H2发生反应，测得在不同压强下平衡体系中CO的转化率随温度的变化如右图所示。下列说法正确的是( A )
A．ΔH＜0，p1＜p2
B. 在T1、p1条件下，d→a的过程中，平衡向正反应方向移动
C. a、b、c三点对应的平衡常数Kb＞Ka＝Kc
D. b→c的过程中，v正减小，v逆增大
[解析] 据图，反应温度升高，CO的转化率减小，可知ΔH<0，该反应的正反应为气体分子数减小的反应，压强增大，CO的平衡转化率升高，可知p1Kc，C错误；由图可知b→c的过程改变的条件为升高温度，则正、逆反应速率都增大，D错误。
10. CO2的资源化利用能有效减少碳排放，充分利用碳资源。
(1) CO2催化加氢合成二甲醚过程中主要发生下列反应：
反应 Ⅰ.CO2(g)＋H2(g)===CO(g)＋H2O(g)ΔH＝＋41.2kJ/ml
反应 Ⅱ.2CO2(g)＋6H2(g)===CH3OCH3(g)＋3H2O(g)ΔH＝－122.5kJ/ml
①反应Ⅰ中CO2的平衡转化率随温度升高而增大的原因是 反应Ⅰ的正反应为吸热反应，升高温度，平衡向正反应方向移动 。
②在恒压、CO2和H2的起始量一定的条件下，CO2的平衡转化率和平衡时CO的选择性(CO的选择性＝eq \f(CO的物质的量,反应的CO2的物质的量)×100%)随温度的变化如图所示。T ℃时，起始投入2ml CO2和6ml H2，达到平衡时反应Ⅰ理论上消耗H2的物质的量为 0.2ml 。
该催化剂条件下合成二甲醚时较适宜的温度为260 ℃，其原因是 温度过低，反应速率太小；温度过高，CO的选择性过大，二甲醚的选择性减小 。
(2) 研究发现，(1)中的反应Ⅱ分两步完成，即发生反应Ⅲ和Ⅳ。
反应Ⅲ：CO2(g)＋3H2(g)===CH3OH(g)＋H2O(g) ΔH＝－49.0kJ/ml
反应Ⅳ：2CH3OH(g)===CH3OCH3(g)＋H2O(g)
其他条件相同时，若两容器中分别仅发生反应Ⅱ和反应Ⅲ，测得反应Ⅱ中CO2的平衡转化率更高，其原因可能是 反应Ⅱ分反应Ⅲ和Ⅳ两步完成，反应Ⅲ生成的CH3OH被反应Ⅳ消耗掉，使反应Ⅲ的平衡向正反应方向移动，提高了反应Ⅱ中CO2的平衡转化率 。
[解析] (1) ②由图示信息可知，T ℃时CO的选择性为25%，生成CO物质的量为2ml×25%×40%＝0.2ml，则消耗H2的物质的量为0.2ml。
改变的条件(其他条件不变)
化学平衡移动的方向
浓度
增大反应物浓度或减小生成物浓度
向 正反应 方向移动
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(对有气体参加的反应)
反应前后气体体积改变
增大压强
向气体分子总数 减小 的方向移动
减小压强
向气体分子总数 增大 的方向移动
反应前后气体体积不变
改变压强
平衡不移动
温度
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
催化剂
同等程度改变v正、v逆，平衡不移动
可逆反应
改变条件
平衡移动方向
反应物转化率
备注
A＋BC
增大A的浓度
正向移动
α(B)增大，α(A)减小
实际是考虑压强影响
AB＋C
增大A的浓度
正向移动
α(A)减小
2AB＋C
增大A的浓度
正向移动
α(A)不变
3AB＋C
增大A的浓度
正向移动
α(A)增大
K的变化
结论
升高温度
增大
正反应为 吸 热反应
减小
正反应为 放 热反应
降低温度
增大
正反应为 放 热反应
减小
正反应为 吸 热反应
1. 理解浓度、温度、压强、催化剂等对化学平衡影响的一般规律。
2. 了解化学平衡的调控在生活、生产和科学研究中的重要作用。
3. 理解勒夏特列原理。
一、能力打底 概念辨析
判断下列说法的正误(正确的画“√”，错误的画“×”)。
(1) 化学反应速率改变，化学平衡一定发生移动。( × )
(2) N2(g)＋3H2(g)2NH3(g) ΔH<0，降低温度和增大压强都有利于平衡向生成氨的方向移动。( √ )
(3) 恒温下进行的反应2NO2(g)N2O4(g)达平衡时，缩小容器体积再达平衡，气体的颜色比第一次平衡时的深。( √ )
(4) C(s)＋CO2(g)2CO(g) ΔH>0，仅升高温度，CO2的反应速率和平衡转化率均增大。( √ )
(5) CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g) ΔH<0，仅改变压强，平衡不移动，放出的热量不变。( √ )
(6) C(s)＋H2O(g)CO(g)＋H2(g) ΔH>0，其他条件不变时，升高温度，正反应速率增大、逆反应速率减小，平衡正向移动。( × )
二、化学平衡移动的过程
三、化学平衡移动与化学反应速率的关系
1. v′正>v′逆：平衡向 正反应方向 移动。
2. v′正＝v′逆：反应达到平衡状态，平衡 不 移动。
3. v′正＜v′逆：平衡向 逆反应方向 移动。
四、影响化学平衡的因素
1. 若其他条件不变，改变下列条件对化学平衡的影响如下：
2. 化学平衡移动与转化率的关系
其他情况下，一般来说，平衡正向移动，反应物转化率增大。
3. 勒夏特列原理
如果改变影响平衡的一个因素(如温度、压强以及参加反应的物质的浓度)，平衡将向着能够 减弱这种改变 的方向移动。
4. “惰性气体”对化学平衡的影响
(1) 恒温恒容条件
原平衡体系eq \(――――――→,\s\up7(充入惰性气体))体系总压强增大―→体系中各组分的浓度不变―→平衡不移动。
(2) 恒温恒压条件
原平衡体系eq \(―――――――→,\s\up7(充入惰性气体))容器容积增大，各反应气体的分压减小
五、利用化学平衡常数K判断可逆反应的热效应
六、利用浓度商(Q)与K判断化学平衡状态及反应的方向[aA(g)＋bB(g)cC(g)＋dD(g)]
Q＝eq \f(ccC·cdD,caA·cbB)eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(
①增加C的物质的量 ②保持容器容积不变，充入N2使体系压强增大 ③将容器的容积缩小一半 ④保持压强不变，充入N2使容器容积变大
A.①② B. ②③
C. ①④ D. ③④
[解析] ①C是固体，其浓度被视为常数，改变C的量平衡不移动；②保持容器容积不变，充入N2，由于c(H2O)、c(CO)、c(H2)都不变，所以平衡不移动；③缩小容器容积，压强增大，平衡向左移动；④保持压强不变，充入N2，容器容积变大，平衡向右移动。故选A。
1 000 K时，在密闭容器内发生反应：2NO2(g)2NO(g)＋O2(g) ΔH＞0。下列图像与该反应体系相符的是( C )
图1 图2 图3 图4
A．图1表示温度对反应的影响
B.图2表示压强对NO2平衡百分含量的影响
C．图3表示恒容再充入NO2
D.图4表示体积增大至原来的2倍
[解析] 按照先拐先平数值大，若图1是温度对反应的影响，则T1>T2，反应是吸热反应，温度升高平衡正向移动，NO的物质的量增大，与图像不符，A错误；增大压强平衡逆向移动，NO2的百分含量增大，B错误；图3表示恒容下再充入NO2，NO2的浓度增大，正反应速率增大，此时逆反应速率不变，随着反应的进行，正反应速率逐渐减小，逆反应速率逐渐增大，重新达到平衡，C正确；体积增大到原来的2倍，瞬间浓度都为原来的eq \f(1,2)，NO的浓度应该是原来的一半，D错误。
在1L的恒容密闭容器中发生反应：CH4(g)＋CO2(g)2CO(g)＋2H2(g) ΔH。若起始时充入0.4ml CH4和0.4ml CO2，测得CH4的平衡转化率与温度的关系如右图中曲线a所示。下列说法正确的是( D )
A.ΔH＜0
B. 延长M点的反应时间，可以提高CH4的平衡转化率
C. T1℃下，若起始时向该容器中充入等物质的量的CH4、CO2、CO和H2，则此时反应向正反应方向进行
D. 曲线b可表示向该容器中充入0.5ml CH4和0.5ml CO2，CH4的平衡转化率与温度的关系
[解析] 温度升高，甲烷的转化率增大，所以正反应为吸热反应，ΔH＞0，A错误；M点为平衡状态，条件不变，延长反应时间，平衡不发生移动，甲烷的平衡转化率不变，B错误；体积为1L，T1℃时：
CH4(g)＋CO2(g)2CO(g)＋2H2(g)
起始/(ml/L) 0.4 0.4 0 0
变化/(ml/L) 0.24 0.24 0.48 0.48
平衡/(ml/L) 0.16 0.16 0.48 0.48
K＝eq \f(0.482×0.482,0.16×0.16)＝2.0736。假设起始时充入CH4、CO2、CO和H2的物质的量为xml，体积为1L，T1℃时Q＝eq \f(x2×x2,x×x)＝x2，Q的大小与起始值x有关，反应不一定正向移动，C错误；充入0.5ml CH4和0.5ml CO2与充入0.4ml CH4和0.4ml CO2相比较而言，平衡正向移动，但是起始值增大程度大于转化值增大程度，转化率减小，曲线b符合，D正确。
1. 如图是可逆反应A＋2B2C＋3D的化学反应速率和化学平衡随外界条件改变而变化的情况。下列推断正确的是( A )
A.正反应是放热反应 B. D可能是气体
C.逆反应是放热反应 D. A、B、C、D均为气体
[解析] 由题图可以看出降低温度，平衡向正反应方向移动，则正反应为放热反应，逆反应为吸热反应，A正确、C错误；题图中增大压强，平衡向正反应方向移动，则说明气体反应物的化学计量数之和大于气体生成物的化学计量数之和，若A、B是气体，则D是液体或固体，若D为气体，不符合正反应是气体体积减小的反应这一条件，B错误；若A、B、C、D均为气体，增大压强，平衡向逆反应方向移动，与题图不符，D错误。
2. Deacn法制备Cl2的反应为4HCl(g)＋O2(g)2Cl2(g)＋2H2O(g)。下图为恒容容器中，进料浓度比 c(HCl)∶c(O2)分别等于1∶1、4∶1、7∶1时HCl的平衡转化率随温度变化的关系图。下列说法正确的是( D )
A.反应4HCl(g)＋O2(g)2Cl2(g)＋2H2O(g)的ΔH>0
B.Z曲线对应进料浓度比c(HCl)∶c(O2)＝1∶1
C.400 ℃，进料浓度比c(HCl)∶c(O2)＝4∶1时，O2的平衡转化率为19%
D. 400 ℃，起始时c(HCl)＝c0 ml/L，进料浓度比 c(HCl)∶c(O2)＝1∶1时，平衡常数K＝eq \f(0.422×0.422,1－0.844×1－0.21c0)
[解析] 由图中曲线得出，随着温度升高，HCl的转化率下降，说明平衡向逆反应方向移动，则说明该反应是放热反应，ΔH<0，A错误；在外界条件一定的条件下，增大一种反应物的量，会提高另一种反应物的转化率，故X、Y、Z曲线对应进料浓度比c(HCl)∶c(O2)分别为1∶1、4∶1、7∶1，B错误；由图知400 ℃，进料浓度比c(HCl)∶c(O2)＝4∶1时，O2的平衡转化率为76%，C错误；400 ℃，起始时c(HCl)＝c0 ml/L，进料浓度比c(HCl)∶c(O2)＝1∶1时，HCl的平衡转化率为84%。
4HCl(g) ＋O2(g) 2Cl2(g)＋ 2H2O(g)
起始/(ml/L) c0 c0 0 0
变化/(ml/L) 0.84c0 0.21c0 0.42c0 0.42c0
平衡/(ml/L) (1－0.84)c0 (1－0.21)c0 0.42c0 0.42c0
平衡常数K＝eq \f(c2Cl2·c2H2O,c4HCl·cO2)＝eq \f(0.42c02×0.42c02,1－0.844c\\al(4,0)×1－0.21c0)＝eq \f(0.422×0.422,1－0.844×1－0.21c0)，D正确。
3. 催化剂存在下，在1L的恒容密闭容器中充入0.1ml CO和0.3ml H2，发生反应CO(g)＋3H2(g)CH4(g)＋H2O(g)。反应相同时间，CO的转化率与反应温度的关系如图所示。下列说法一定正确的是( D )
A.升高温度，CO(g)＋3H2(g)CH4(g)＋H2O(g)的化学平衡常数增大
B.图中X点所示条件下，延长反应时间不能提高CO的转化率
C.图中Y点所示条件下，改用性能更好的催化剂能提高CO的转化率
D.T1℃时，CO(g)＋3H2(g)CH4(g)＋H2O(g)的化学平衡常数K＞1
[解析] 从图像可以看出，在相同的反应时间内，随着温度的升高，CO的转化率增大，但无法判断温度升高平衡移动的方向，故无法得出温度升高化学平衡常数增大的结论，A错误；图中X点所示条件下，反应可能没有达到平衡状态，延长反应时间，反应可能正向进行，能提高CO的转化率，B错误；图中Y点所示条件下，改用性能更好的催化剂能增大反应速率，不能提高CO的转化率，C错误；T1℃时CO的转化率为50%，可知K＝eq \f(cCH4·cH2O,cCO·c3H2)＝eq \f(0.05×0.05,0.05×0.153)＞1，D正确。
4. 在Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三个体积相等的恒容密闭容器中分别充入1ml CO和2ml H2，三个容器的反应温度分别为T1、T2、T3 ℃且恒定不变。在一定条件下能发生如下反应：CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)。在其他条件相同的情况下，实验测得反应均进行到tmin时CO的体积分数如右图所示，下列说法正确的是( B )
A.反应CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)的ΔH＞0
B.若三个容器内的反应都达到化学平衡时，温度为T1℃时CO的转化率最大
C.Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三个容器中一定达到化学平衡状态的是Ⅱ和Ⅲ
D.若再向容器Ⅲ中充入0.1ml CO、0.2ml H2和0.4ml CH3OH，则平衡时CH3OH的体积分数小于40%
[解析] 由图可知，T1＜T2＜T3，T2℃时CO的体积分数最小，T3℃时CO的体积分数增大，则T3℃时容器内反应达到平衡状态，T2℃时容器内反应可能达到平衡状态，T1℃时容器内反应一定没有达到平衡状态，正反应是放热反应，A、C错误；该反应正向放热，则反应条件相同时，温度越低，达到平衡时反应物CO的转化率越高，B正确；CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)，1ml CO和2ml H2符合反应的计量关系，则容器Ⅲ中原平衡有20%CO、40%H2、40%CH3OH，若再向容器Ⅲ中充入0.1ml CO、0.2ml H2和0.4ml CH3OH，等效于起始时向容器Ⅲ中充入1.5ml CO和3ml H2，相当于在恒温恒容条件下增大压强，平衡正向移动，CH3OH的体积分数增大，则平衡时CH3OH的体积分数＞40%，D错误。
1. 下列不能用勒夏特列原理解释的是( A )
A.H2、I2(g)、HI组成的平衡体系减压后颜色变浅
B. 红棕色的NO2加压后颜色先变深后变浅
C.黄绿色的氯水光照后颜色变浅
D. 合成氨工业中采取高压以提高氨的产量
[解析] H2、I2、HI组成的平衡体系减小压强后，平衡不移动，但浓度减小，使颜色变浅，不能用勒夏特列原理解释，A错误。
2. 下列事实中，不能用勒夏特列原理解释的是( B )
A.开启啤酒瓶后，瓶中马上泛起大量泡沫
B.工业合成氨反应：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g) ΔH＜0，在较高温度下进行
C.实验室中常用排饱和食盐水的方法收集氯气
D.工业上生产硫酸的过程中，使用适当过量的空气以提高二氧化硫的利用率
3. 已知：COCl2(g)CO(g)＋Cl2(g) ΔH>0。当反应达到平衡时，下列措施：①升温；②恒容通入惰性气体；③增加CO的浓度；④减压；⑤加催化剂；⑥恒压通入惰性气体。能提高COCl2转化率的是( B )
A.①②④ B. ①④⑥
C. ②③⑤ D. ③⑤⑥
[解析] 该反应为气体体积增大的吸热反应，所以升温和减压均可以促使反应正向移动；恒压通入惰性气体，相当于减压；恒容通入惰性气体和加催化剂，平衡均不移动；增加CO的浓度，平衡逆向移动。B正确。
4. (2022·溧阳中学)已有平衡体系：CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g) ΔH<0。为了增大甲醇(CH3OH)的产率，应采取的正确措施是( B )
A.高温、高压 B. 适宜温度、高压、催化剂
C.低温、低压 D. 高温、高压、催化剂
[解析] 此反应的ΔH<0，升高温度平衡逆向移动，甲醇的产率减小；适宜的温度和催化剂，有利于增大反应速率。此反应为气体体积减小的反应，故增大压强可使平衡正向移动；减小压强，平衡逆向移动，不利于甲醇的产出。故选B。
5. 在恒容密闭容器中发生反应2SiHCl3(g)SiH2Cl2(g)＋SiCl4(g)，温度为 323K 和343K时SiHCl3的转化率随时间的变化结果如右图所示。下列说法正确的是( C )
A.a点所在的曲线对应的温度为343K，该反应的正反应为放热反应
B.在323K时，将容器体积缩小一半，正、逆反应速率不改变
C.在343K时，反应的化学平衡常数约为0.02
D.在343K时，向容器内通入Ar或分离出SiCl4，都可提高SiHCl3的转化率
[解析] 由图可知，先拐先平温度高，则a点的反应温度高于b点，温度越高SiHCl3的转化率越大，升高温度平衡正向进行，正反应为吸热反应，A错误；将容器体积缩小一半，压强增大，正、逆反应速率都增大，B错误；由图可知343K时SiHCl3的平衡转化率为22%，设SiHCl3的起始浓度为cml/L，则
2SiHCl3(g)===SiH2Cl2(g)＋SiCl4(g)
起始/(ml/L) c 0 0
变化/(ml/L) 0.22c 0.11c 0.11c
平衡/(ml/L) 0.78c 0.11c 0.11c
平衡常数K＝eq \f(cSiH2Cl2·cSiCl4,c2SiHCl3)＝eq \f(0.11c×0.11c,0.78c2)≈0.02，C正确；在343K时，向容器内通入Ar，反应体系的浓度不变，平衡不移动，不能提高SiHCl3的转化率，D错误。
6.(2022·常州模拟)科学家研究了乙醇催化合成乙酸乙酯2C2H5OH(g)eq \(,\s\up7(催化剂),\s\d5(△))CH3COOC2H5(g)＋2H2(g)的新方法。在常压下反应，冷凝收集，测得常温下液体收集物中主要产物的质量分数如下图所示。下列推测合理的是( C )
A．乙醛是该反应的催化剂
B. 加压有利于提高乙酸乙酯的产率
C. 提高催化剂的活性和选择性，减少乙醚等副产物是工艺的关键
D. 随着温度的升高，乙酸乙酯的质量分数先增大后减小，说明该反应是吸热反应
[解析] 开始阶段乙醛产量大，随着乙酸乙酯的生成量增大，乙醛的量逐渐减小，因此乙醛不是该反应的催化剂，A错误；加压，平衡逆向移动，不利于提高乙酸乙酯的产率，B错误；该反应有副产物生成，因此提高催化剂的活性和选择性，减少乙醚等副产物是工艺的关键，C正确；随着温度的升高，乙酸乙酯的质量分数先增大后减小，有可能是催化剂的催化活性降低或选择性发生变化，因此不能说该反应是吸热反应，D错误。
7. 在密闭容器中发生反应aA(g)＋bB(g)===cC(g)。平衡时测得C的浓度为0.60 ml/L，保持温度不变，将容器的容积缩小到原来的一半，再达到平衡时，测得C的浓度为 1.00 ml/L。下列有关判断正确的是( C )
A.平衡向正反应方向移动 B. a＋b＞c
C.A的转化率降低 D. B的体积分数减小
[解析] 第一次平衡时测得C的浓度为 0.60 ml/L，保持温度不变，将容器的容积缩小到原来的一半，若平衡不移动，C的浓度应为1.20 ml/L，而再达到平衡时，测得C的浓度为1.00 ml/L，可知压强增大，平衡逆向移动，A错误；压强增大，平衡逆向移动，可知a＋b ＜c，B错误；平衡逆向移动，A的转化率降低，B的体积分数增大，C正确、D错误。
8.(2022·无锡模拟)5 mL 0.1 ml/LKI溶液与1 mL 0.1 ml/LFeCl3溶液发生反应：2Fe3＋(aq)＋2I－(aq)2Fe2＋(aq)＋I2(aq)，达到平衡。下列说法错误的是( D )
A．加入苯，振荡，平衡正向移动
B. 经苯2次萃取分离后，在水溶液中加入KSCN，溶液呈血红色，表明该化学反应存在限度
C. 加入FeSO4固体，平衡逆向移动
D. 该反应的平衡常数K＝eq \f(c2Fe2＋,c2Fe3＋·c2I－)
[解析] 加入苯，振荡，苯将I2萃取到苯层，水溶液中c(I2)减小，平衡正向移动，A正确；将5 mL0.1 ml/LKI溶液与1 mL0.1 ml/LFeCl3溶液混合，参与反应的Fe3＋与I－物质的量之比为1∶1，反应后I－一定过量，经苯2次萃取分离后，在水溶液中加入KSCN溶液，溶液呈血红色，说明水溶液中仍含有Fe3＋，即Fe3＋没有完全消耗，表明该化学反应存在限度，B正确；FeSO4固体溶于水，c(Fe2＋)增大，平衡逆向移动，C正确；该反应的平衡常数K＝eq \f(c2Fe2＋·cI2,c2Fe3＋·c2I－)，D错误。
9.(2023·泰兴模拟)工业上用CO和H2在催化剂作用下合成CH3OH的反应为CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g) ΔH。一定条件下向2 L密闭容器中充入一定量的CO和H2发生反应，测得在不同压强下平衡体系中CO的转化率随温度的变化如右图所示。下列说法正确的是( A )
A．ΔH＜0，p1＜p2
B. 在T1、p1条件下，d→a的过程中，平衡向正反应方向移动
C. a、b、c三点对应的平衡常数Kb＞Ka＝Kc
D. b→c的过程中，v正减小，v逆增大
[解析] 据图，反应温度升高，CO的转化率减小，可知ΔH<0，该反应的正反应为气体分子数减小的反应，压强增大，CO的平衡转化率升高，可知p1
10. CO2的资源化利用能有效减少碳排放，充分利用碳资源。
(1) CO2催化加氢合成二甲醚过程中主要发生下列反应：
反应 Ⅰ.CO2(g)＋H2(g)===CO(g)＋H2O(g)ΔH＝＋41.2kJ/ml
反应 Ⅱ.2CO2(g)＋6H2(g)===CH3OCH3(g)＋3H2O(g)ΔH＝－122.5kJ/ml
①反应Ⅰ中CO2的平衡转化率随温度升高而增大的原因是 反应Ⅰ的正反应为吸热反应，升高温度，平衡向正反应方向移动 。
②在恒压、CO2和H2的起始量一定的条件下，CO2的平衡转化率和平衡时CO的选择性(CO的选择性＝eq \f(CO的物质的量,反应的CO2的物质的量)×100%)随温度的变化如图所示。T ℃时，起始投入2ml CO2和6ml H2，达到平衡时反应Ⅰ理论上消耗H2的物质的量为 0.2ml 。
该催化剂条件下合成二甲醚时较适宜的温度为260 ℃，其原因是 温度过低，反应速率太小；温度过高，CO的选择性过大，二甲醚的选择性减小 。
(2) 研究发现，(1)中的反应Ⅱ分两步完成，即发生反应Ⅲ和Ⅳ。
反应Ⅲ：CO2(g)＋3H2(g)===CH3OH(g)＋H2O(g) ΔH＝－49.0kJ/ml
反应Ⅳ：2CH3OH(g)===CH3OCH3(g)＋H2O(g)
其他条件相同时，若两容器中分别仅发生反应Ⅱ和反应Ⅲ，测得反应Ⅱ中CO2的平衡转化率更高，其原因可能是 反应Ⅱ分反应Ⅲ和Ⅳ两步完成，反应Ⅲ生成的CH3OH被反应Ⅳ消耗掉，使反应Ⅲ的平衡向正反应方向移动，提高了反应Ⅱ中CO2的平衡转化率 。
[解析] (1) ②由图示信息可知，T ℃时CO的选择性为25%，生成CO物质的量为2ml×25%×40%＝0.2ml，则消耗H2的物质的量为0.2ml。
改变的条件(其他条件不变)
化学平衡移动的方向
浓度
增大反应物浓度或减小生成物浓度
向 正反应 方向移动
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(对有气体参加的反应)
反应前后气体体积改变
增大压强
向气体分子总数 减小 的方向移动
减小压强
向气体分子总数 增大 的方向移动
反应前后气体体积不变
改变压强
平衡不移动
温度
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
催化剂
同等程度改变v正、v逆，平衡不移动
可逆反应
改变条件
平衡移动方向
反应物转化率
备注
A＋BC
增大A的浓度
正向移动
α(B)增大，α(A)减小
实际是考虑压强影响
AB＋C
增大A的浓度
正向移动
α(A)减小
2AB＋C
增大A的浓度
正向移动
α(A)不变
3AB＋C
增大A的浓度
正向移动
α(A)增大
K的变化
结论
升高温度
增大
正反应为 吸 热反应
减小
正反应为 放 热反应
降低温度
增大
正反应为 放 热反应
减小
正反应为 吸 热反应
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