考点12 化学平衡——备战2022年浙江新高考一轮复习化学考点一遍过 试卷

考点12 化学平衡

一、化学反应进行的方向
1．自发过程
（1）含义：在一定条件下，不需要借助外力就可以自动进行的过程。
（2）特点
①体系趋向于从高能状态转变为低能状态(体系对外部做功或释放热量)；
②在密闭条件下，体系有从有序自发地转变为无序的倾向(无序体系更加稳定)。
2．化学反应方向的判据
（1）焓判据
放热反应过程中体系能量降低，ΔH<0，具有自发进行的倾向。
但有些吸热反应也可以自发进行，故只用焓变判断反应进行的方向有一定的局限性。
（2）熵判据
①熵：衡量体系混乱程度的物理量，符号为S，单位为J·mol−1·K−1。
②熵的大小：同种物质，三种聚集状态下，熵值由大到小的顺序为S(g)>S(l)>S(s)。
③熵判据：体系的混乱度增加，ΔS>0，反应有自发进行的倾向。但有些熵减的过程也能自发进行，故只用熵变来判断反应进行的方向也不全面。
（3）复合判据——自由能变化判据
在温度、压强一定的条件下，化学反应进行的方向是反应的焓变和熵变共同影响的结果，因此，把焓变和熵变判据结合起来组成的复合判据即自由能变化ΔG，更适合于所有过程的判断。ΔG=ΔH−TΔS（T为开尔文温度），ΔG的正、负决定着反应的自发与否。

①ΔH－TΔS<0，反应能自发进行。
②ΔH－TΔS＝0，反应达到平衡状态。
③ΔH－TΔS>0，反应不能自发进行。
二、化学平衡研究的对象——可逆反应
（1）在相同条件下，既能向正反应方向进行，同时又能向逆反应方向进行的化学反应，称为可逆反应。在可逆反应中使用“”。
可逆反应必须是同一条件下既能向正反应方向进行又能向逆反应方向进行的反应，对于在不同反应条件下进行的反应物、生成物正好相反的反应则不能认为是可逆反应。
（2）特点：三同一小
①三同：a．相同条件下；b．正、逆反应同时进行；c．反应物与生成物同时存在。
②一小：任一组分的转化率都小于100%。
三、化学平衡状态
1．化学平衡状态的概念
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等，反应物的浓度和生成物的浓度不再改变，我们称之为“化学平衡状态”，简称化学平衡。
（1）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：

以上过程可用如图表示：

2．化学平衡状态的特征

3．化学平衡状态的判断
（1）动态标志：v正= v逆≠0
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aA+bBcC+dD，=时，反应达到平衡状态。
（2）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、体积分数）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。
（3）综合分析
举例
mA(g)+nB(g)pC(g) +qD(g)
状态
混合物体系中各成分的含量
各物质的物质的量或各物质的物质的量分数一定
平衡
各物质的质量或各物质的质量分数一定
平衡
各气体的体积或体积分数一定
平衡
总压强、总体积、总物质的量一定
不一定平衡
正、逆反应速率的关系
在单位时间内消耗了m mol A，同时生成 m mol A，即v正=v逆
平衡
在单位时间内消耗了n mol B，同时生成
p mol C
不一定平衡
vA∶vB∶vC∶vD=m∶n∶p∶q，v正不一定等于v逆
不一定平衡
在单位时间内生成了n mol B，同时消耗了q mol D
不一定平衡
压强
m+n≠p+q时，总压强一定（其他条件一定）
平衡
m+n=p+q时，总压强一定（其他条件一定）
不一定平衡
混合气体的平均相对分子质量（）
一定，当m+n≠p+q时
平衡
一定，当m+n=p+q时
不一定平衡
温度
任何化学反应都伴随着能量的变化，在其他条件不变的情况下，体系温度一定
平衡
密度
密度一定
不一定平衡
颜色
含有有色物质的体系颜色不再变化
平衡
四、化学平衡的移动
1．化学平衡的移动
（1）定义
达到平衡状态的反应体系，条件改变，引起平衡状态被破坏的过程。
（2）化学平衡移动的过程

2．影响化学平衡移动的因素
（1）温度：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。
（2）浓度：在其他条件不变的情况下，增大反应物浓度或减小生成物浓度，化学平衡向正反应方向移动；减小反应物浓度或增大生成物浓度，化学平衡向逆反应方向移动。
（3）压强：对于反应前后总体积发生变化的化学反应，在其他条件不变的情况下，增大压强，化学平衡向气体体积减小的方向移动；减小压强，化学平衡向气体体积增大的方向移动。
（4）催化剂：由于催化剂能同时同等程度地增大或减小正反应速率和逆反应速率，故其对化学平衡的移动无影响。
3．勒夏特列原理
在密闭体系中，如果改变影响化学平衡的一个条件(如温度、压强或浓度等)，平衡就向能够减弱这种改变的方向移动。
五、外界条件对化学平衡移动的影响
1．外界条件的变化对速率的影响和平衡移动方向的判断
在一定条件下，浓度、压强、温度、催化剂等外界因素会影响可逆反应的速率，但平衡不一定发生移动，只有当v正≠v逆时，平衡才会发生移动。对于反应mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)，分析如下：
条件改变的时刻
v正的变化
v逆的变化
v正与v逆的比较
平衡移动方向
浓度
增大反应物的浓度
增大
不变
v正>v逆
向正反应方向移动
减小反应物的浓度
减小
不变
v正＜v逆
向逆反应方向移动
增大生成物的浓度
不变
增大
v正＜v逆
向逆反应方向移动
减小生成物的浓度
不变
减小
v正>v逆
向正反应方向移动
压强（通过改变体积使压强变化）
m+n>p+q
增大压强
增大
增大
v正>v逆
向正反应方向移动
减小压强
减小
减小
v正＜v逆
向逆反应方向移动
m+n 增大压强
增大
增大
v正＜v逆
向逆反应方向移动
减小压强
减小
减小
v正>v逆
向正反应方向移动
m+n=p+q
增大压强
增大
增大
v正=v逆
平衡不移动
减小压强
减小
减小
v正=v逆
平衡不移动
容积不变充入He
不变
不变
v正=v逆
平衡不移动
压强不变充入He
m+n＞p+q
减小
减小
v正＜v逆
向逆反应方向移动
m+n=p+q
减小
减小
v正=v逆
平衡不移动
m+n＜p+q
减小
减小
v正＞v逆
向正反应方向移动
温度
ΔH＜0
升高温度
增大
增大
v正＜v逆
向逆反应方向移动
降低温度
减小
减小
v正>v逆
向正反应方向移动
ΔH>0

升高温度
增大
增大
v正>v逆
向正反应方向移动
降低温度
减小
减小
v正＜v逆
向逆反应方向移动
催化剂
使用正催化剂
增大
增大
v正=v逆
平衡不移动
使用负催化剂
减小
减小
v正=v逆
平衡不移动
2．浓度、压强和温度对平衡移动影响的几种特殊情况
（1）改变固体或纯液体的量，对平衡无影响。
（2）当反应混合物中不存在气态物质时，压强的改变对平衡无影响。
（3）对于反应前后气体体积无变化的反应，如H2(g)+I2(g)2HI(g)，压强的改变对平衡无影响。但增大（或减小）压强会使各物质的浓度增大（或减小），混合气体的颜色变深（或浅）。
（4）恒容时，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，增大（减小）浓度相当于增大（减小）压强。
（5）在恒容容器中，当改变其中一种气态物质的浓度时，必然会引起压强的改变，在判断平衡移动的方向和物质的转化率、体积分数变化时，应灵活分析浓度和压强对化学平衡的影响。若用α表示物质的转化率，φ表示气体的体积分数，则：
①对于A(g)+B(g)C(g)类反应，达到平衡后，保持温度、容积不变，加入一定量的A，则平衡向正反应方向移动，α(B)增大而α(A)减小，φ(B)减小而φ(A)增大。
②对于aA(g)bB(g)或aA(g)bB(g)+cC(g)类反应，达到平衡后，保持温度、容积不变，加入一定量的A，平衡移动的方向、A的转化率变化，可分以下三种情况进行分析：

特点
示例
改变
分析
移动方向
移动结果
Ⅰ
Δn>0
PCl5(g)PCl3(g)+Cl2(g)
充入PCl5
c(PCl5)增大，v正>v逆，但压强增大不利于PCl5的分解
正反应方向
α(PCl5)减小，φ(PCl5)增大
Ⅱ
Δn=0
2HI(g)H2(g)+I2(g)
充入HI
c(HI)增大，v正>v逆，压强增大，对v正、v逆的影响相同
α(HI)、φ（HI）不变
Ⅲ
Δn<0
2NO2(g)N2O4(g)
充入NO2
c(NO2)增大，v正>v逆，同时压强增大更有利于NO2的转化
α(NO2)增大，φ(NO2)减小
六、化学平衡图象题的解题方法
化学平衡图象类试题是高考的热点题型，该类试题经常涉及到的图象类型有物质的量(浓度)、速率—时间图象，含量—时间—温度(压强)图象，恒温、恒压曲线等，图象中蕴含着丰富的信息量，具有简明、直观、形象的特点，命题形式灵活，难度不大，解题的关键是根据反应特点，明确反应条件，认真分析图象充分挖掘蕴含的信息，紧扣化学原理，找准切入点解决问题。该类题型在选择题和简答题中都有涉及，能够很好地考查学生分析问题和解决问题的能力，在复习备考中应引起足够的重视。
1．常见的化学平衡图象
以可逆反应aA(g)＋bB(g)cC(g) ΔH＝Q kJ·mol−1
（1）含量—时间—温度(或压强)图：

(曲线a用催化剂，b不用催化剂或化学计量数a＋b＝c时曲线a的压强大于b的压强)

(T2>T1，ΔH>0) (T1
(p1>p2，a＋b>c) (p1>p2，a＋b （2）恒压(温)线(如图所示)：该类图象的纵坐标为物质的平衡浓度(c)或反应物的转化率(α)，横坐标为温度(T)或压强(p)，常见类型如下所示：

(若a＋b>c，则p1> p2>p3，ΔH<0) (若T1>T2，则ΔH>0，a＋b>c)
（3）速率−时间图象
根据v−t图象，可以很快地判断出反应进行的方向，根据v正、v逆的变化情况，可以推断出外界条件的改变情况。
以合成氨反应为例：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g) ΔH<0。
条件
c(N2)增大
c(H2)减小
c(NH3)增大
v−t图象



平衡移动方向
正反应方向移动
逆反应方向移动
逆反应方向移动
条件
c(NH3)减小
增大压强
减小压强
v−t图象



平衡移动方向
正反应方向移动
正反应方向移动
逆反应方向移动
条件
升高温度
降低温度
使用催化剂
v−t图象



平衡移动方向
逆反应方向移动
正反应方向移动
不移动
（4）其他
如下图所示曲线，是其他条件不变时，某反应物的最大转化率(α)与温度(T)的关系曲线，图中标出的1、2、3、4四个点，v(正)>v(逆)的点是3，v(正)
2．化学平衡图象解答原则
（1）解题思路

（2）解题步骤

以可逆反应aA(g)＋bB(g) cC(g)为例：
（1）“定一议二”原则
在化学平衡图象中，包括纵坐标、横坐标和曲线所表示的意义三个量，确定横坐标所表示的量后，讨论纵坐标与曲线的关系或确定纵坐标所表示的量，讨论横坐标与曲线的关系。如图：

这类图象的分析方法是“定一议二”，当有多条曲线及两个以上条件时，要固定其中一个条件，分析其他条件之间的关系，必要时，作一辅助线分析。
（2）“先拐先平，数值大”原则
在化学平衡图象中，先出现拐点的反应先达到平衡，先出现拐点的曲线表示的温度较高(如图A)或表示的压强较大(如图B)。

图A 图B
图A表示T2>T1，正反应是放热反应。
图B表示p1c。
七、等效平衡
1．含义
（1）化学平衡状态与建立平衡的条件有关，与建立平衡的途径无关。
（2）对于同一可逆反应，在一定条件(恒温恒容或恒温恒压)下，无论是从正反应(反应物)、逆反应(生成物)或从中间状态(既有反应物、也有生成物)开始，只要建立平衡后，平衡混合物中各组分的比例相同，或各组分在混合物中的百分含量相等，这样的化学平衡互称为等效平衡。
（3）注意只是组分的百分含量相同，包括体积百分含量、物质的量百分含量或质量百分含量，而各组分的浓度不一定相等。
2．审题方法
（1）注意反应特点：反应前后气体的物质的量是否发生变化。
（2）分清平衡建立的条件：是恒温恒压还是恒温恒容。
3．理解等效平衡的意义
（1）对于反应前后气体物质的量有变化的反应，如2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)等温等压、等温等容下建立平衡如下图：

容易得出A与C等效，A与D不等效。因为C→D是对反应前后气体体积有变化的反应加压，平衡发生了移动。
结论：对于反应前后气体物质的量有变化的反应，恒温恒压时只要起始加入的物质按方程式化学计量数转化到方程式一侧，比例相同就可建立等效平衡；而恒温恒容时，则需起始加入的物质按方程式化学计量数转化到方程式一侧，完全相同才能建立等效平衡，因为反应物物质的量的变化会引起平衡的移动。
（2）对于反应前后气体物质的量没有变化的反应，如：H2(g)+I2(g)2HI(g)等温等压、等温等容下建立平衡如下图：

容易得出A与C等效，A与D等效。因为C→D平衡不发生移动。对反应前后气体体积不变的反应加压，平衡不移动。
结论：对于反应前后气体物质的量不变的反应，无论是恒温恒压还是恒温恒容，只要加入的物质按方程式化学计量数转化到方程式一侧，比例相同就可建立等效平衡。
八、化学平衡常数和转化率
1．化学平衡常数
（1）定义
在一定温度下，当一个可逆反应达到化学平衡时，生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比值是一个常数，这个常数就是该反应的化学平衡常数（简称平衡常数），用K表示。
（2）表达式
对于一般的可逆反应：mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)，K=。
（3）应用
①判断反应进行的限度
K值大，说明反应进行的程度大，反应物的转化率高。K值小，说明反应进行的程度小，反应物的转化率低。
K
<10−5
10−5~105
>105
反应程度
很难进行
反应可逆
反应可接近完全
②判断反应是否达到平衡状态
化学反应aA(g)+bB(g)cC(g)+dD(g)在任意状态时，浓度商均为Qc=。
Qc>K时，反应向逆反应方向进行；
Qc=K时，反应处于平衡状态；
Qc ③利用平衡常数判断反应的热效应
若升高温度，K值增大，则正反应为吸热反应；若升高温度，K值减小，则正反应为放热反应。
2．转化率
对于一般的化学反应：aA＋bBcC＋dD，达到平衡时反应物A的转化率为
α(A)＝×100%＝×100%
［c0(A)为起始时A的浓度，c(A)为平衡时A的浓度］
反应物平衡转化率的变化判断
判断反应物转化率的变化时，不要把平衡正向移动与反应物转化率提高等同起来，要视具体情况而定。常见有以下几种情形：
反应类型
条件的改变
反应物转化率的变化
有多种反应物的可逆反应
mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)
恒容时只增加反应物A的用量
反应物A的转化率减小，反应物B的转化率增大
同等倍数地增大（或减小）反应物A、B的量
恒温恒压条件下
反应物转化率不变
恒温恒容条件下
m+n>p+q
反应物A和B的转化率均增大
m+n 反应物A和B的转化率均减小
m+n=p+q
反应物A和B的转化率均不变
只有一种反应物的可逆反应
mA(g)nB(g)+pC(g)
增加反应物A的用量
恒温恒压条件下
反应物转化率不变
恒温恒容条件下
m>n+p
反应物A的转化率增大
m 反应物A的转化率减小
m=n+p
反应物A和B的转化率不变

考向一 化学反应方向的判定

典例1 下列有关化学反应方向及其判据的说法中正确的是
A．非自发反应就是不可能发生的反应，自发反应就是能较快进行的反应
B．高温高压下可以使石墨转化为金刚石是自发的化学反应
C．由焓判据和熵判据组合而成的复合判据，将更适合于所有的过程
D．反应NH3(g)＋HCl(g)===NH4Cl(s)在低温下能自发进行，说明该反应的ΔH>0
【解析】A项，反应的自发反应与反应的可能发生不是一致的；B项，自发的化学反应是指不受外力作用能发生的反应，石墨转化为金刚石需在高温高压条件下进行，该反应不是自发的反应；D项，低温时能自发的反应为ΔH<0。
【答案】C

1．已知反应2CO(g)2C(s)+O2(g)的ΔH为正值，ΔS为负值，设ΔH和ΔS不随温度的改变而改变。则下列说法中，正确的是
A．低温下是自发变化
B．高温下是自发变化
C．低温下是非自发变化，高温下是自发变化
D．任何温度下是非自发变化
【答案】D
【解析】题中反应的ΔH为正值，ΔS为负值，则ΔG=ΔH−TΔS>0恒成立，所以任何温度下反应都不能自发进行。

焓变、熵变和温度对化学反应方向的影响
ΔH
ΔS
ΔH−TΔS
反应情况
−
+
始终是负值
在任何温度下反应均自发进行
+
−
始终是正值
在任何温度下反应均非自发进行
+
+
低温为正高温为负
低温时非自发，高温时自发
−
−
低温为负高温为正
低温时自发，高温时非自发

考向二 化学平衡状态的确定

典例1一定温度下，反应N2O4(g)2NO2(g)的焓变为ΔH。现将1 mol N2O4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

A．①② B．②④ C．③④ D．①④
【答案】D
【解析】因反应容器保持恒压，所以容器体积随反应进行而不断变化，结合ρ气=可知，气体密度不再变化，说明容器体积不再变化，即气体的物质的量不再变化，反应达到平衡状态，①符合题意；无论是否达平衡状态，反应的ΔH都不变，②不符合题意；反应开始时，加入1 mol N2O4，随着反应的进行，N2O4的浓度逐渐变小，故v正(N2O4)逐渐变小，直至达到平衡，③不符合题意；N2O4的转化率不再变化，说明N2O4的浓度不再变化，反应达到平衡状态，④符合题意。


2．在一定温度下，向2 L固定容积的密闭容器中通入1 mol CO2、3 mol H2，发生反应CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)　ΔH<0。能说明该反应已达到平衡状态的是
A．混合气体的平均相对分子质量不变
B．体系中＝，且保持不变
C．混合气体的密度不随时间变化
D．单位时间内有n mol H—H键断裂，同时有n mol O—H键生成
【解析】A项，是变量，当不变，可以说明反应已达平衡；B项，是不变量，不能说明反应是否达平衡；C项，ρ是不变量，不能说明反应是否达平衡；D项，二者均表示v正，不能说明反应是否达平衡。
【答案】A


判断化学平衡状态的方法——“逆向相等，变量不变”


考向三 外界条件对化学平衡的影响

典例1 将NO2装入带活塞的密闭容器中，当反应2NO2(g)N2O4(g)达到平衡后，改变下列一个条件，其中叙述正确的是
A．升高温度，气体颜色加深，则此反应为吸热反应
B．慢慢压缩气体体积，平衡向右移动，混合气体颜色变浅
C．慢慢压缩气体体积，若体积减小一半，压强增大，但小于原来的两倍
D．恒温恒容时，充入惰性气体，压强增大，平衡向右移动，混合气体的颜色变浅
【解析】A项，颜色加深说明平衡向左移动，所以正反应为放热反应，错误；B项，首先假设压缩气体平衡不移动，加压颜色加深，但平衡向右移动，使混合气体颜色在加深后的基础上变浅，但一定比原平衡的颜色深，错误；同理C项，首先假设平衡不移动，若体积减小一半，压强为原来的两倍，但平衡向右移动，使压强在原平衡两倍的基础上减小，正确；D项，体积不变，反应物及生成物浓度不变，所以正、逆反应速率均不变，平衡不移动，颜色无变化，错误。
【答案】C

3．在密闭容器中通入A、B两种气体，在一定条件下反应：2A(g)+B(g)2C(g)　ΔH<0。达到平衡后，改变一个条件(X)，下列量(Y)的变化一定符合图中曲线的是


X
Y
A
再加入A
B的转化率
B
再加入C
A的转化率
C
增大压强
A的质量分数
D
升高温度
混合气体平均摩尔质量

解答化学平衡移动题目的思维模型

考向四 化学平衡移动结果的分析与判断

典例1 在容积不变的密闭容器中，一定条件下发生反应：2A(?)B(g)+C(s)，达到化学平衡后，升高温度，容器内气体的密度增大，则下列叙述正确的是
A．若正反应是吸热反应，则A为非气态
B．若正反应是放热反应，则A为非气态
C．在平衡体系中加入少量C，该平衡向逆反应方向移动
D．改变压强对该平衡的移动一定无影响
【解析】若正反应是吸热反应，升高温度平衡向正反应方向移动，容器内气体的密度增大，说明气体的质量增大，则A应为非气态才能符合，A正确；若正反应是放热反应，升高温度平衡向逆反应方向移动，容器内气体的密度增大，说明气体的质量增大，则A应为气态才能符合，B错误；对于可逆反应，固体的量的多少对反应速率没有影响，C错误；如A为气态，增大压强平衡向正反应方向移动，如A为非气态，增大压强平衡向逆反应方向移动，D错误。
【答案】A

4．在容积固定的密闭容器中充入一定量的X、Y两种气体，一定条件下发生可逆反应3X(g)+Y(g)2Z(g)，并达到平衡。已知正反应是放热反应，测得X的转化率为37.5%，Y的转化率为25%。下列有关叙述正确的是
A．若X的反应速率为0.2 mol·L−1·s−1，则Z的反应速率为0.3 mol·L−1·s−1
B．若向容器中充入氦气，压强增大，Y的转化率提高
C．升高温度，正反应速率减小，平衡向逆反应方向移动
D．开始充入容器中的X、Y物质的量之比为2∶1
【答案】D
【解析】化学反应速率之比等于化学方程式化学计量数之比，若X的反应速率为0.2 mol·L−1·s−1，则Z的反应速率为 mol·L−1·s−1，A错误；若向容器中充入氦气，恒容容器充入惰性气体，总压增大，分压不变，平衡不移动，Y的转化率不变，B错误；升高温度，正、逆反应速率均增大，平衡向逆反应方向移动，C错误；设开始充入容器中的X、Y分别为 x mol 和y mol，Y的变化量为a mol，由转化率可知∶=37.5%∶25%，所以开始充入容器中的X、Y物质的量之比为2∶1，D正确。

构建“虚拟的第三平衡”法解决平衡间的联系
在解题时若遇到比较条件改变后的新、旧平衡间某量的关系有困难时，可以考虑构建一个与旧平衡等效的“虚拟的第三平衡”，然后通过压缩或扩大体积等手段，再与新平衡沟通，以形成有利于问题解决的新模式，促使条件向结论转化，例如：
（1）构建等温等容平衡思维模式：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。

（2）构建等温等压平衡思维模式(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。


考向五 借助图象判断化学平衡的移动

典例1 已知：X(g)＋3Y(g)2Z(g)，一定条件下，0.3 mol X(g)与0.3 mol Y(g)在体积为1 L的密闭容器中发生反应。下列图示合理的是

【解析】A．该反应是气体体积减小的反应，随反应进行X的体积分数不变化，恒为50%，随反应进行，Z的体积分数不断增大，然后体积分数不变化，与图像符合，A项正确；B．X减小0.1 mol，消耗Y 0.3 mol，生成Z 0.2 mol，当达到平衡时X与Z的物质的量可以相同，但反应是可逆反应不能进行彻底，图像不符合反应达到平衡状态，B项错误；C．Y消耗0.1 mol，生成Z物质的量为0.2 mol，图像中反应的定量关系不符合反应比，C项错误；D．反应速率之比等于化学方程式计量数之比，2v(X)正＝v(Z)逆，此时反应达到平衡状态，v(X)正＝v(Z)逆，不能说明反应达到平衡状态，D项错误；答案选A。
【答案】A

5．向绝热恒容密闭容器中通入SO2和NO2，一定条件下使反应SO2(g)+NO2(g) SO3(g)+NO(g)达到平衡，正反应速率随时间变化的示意图如图所示。由图可得出的正确结论是

A．反应在c点达到平衡状态
B．反应物浓度：a点小于b点
C．升高温度该平衡正向移动
D．Δt1=Δt2时，SO2的转化率：a～b段小于b～c段
【答案】D
【解析】只有正反应速率等于逆反应速率且为定值时，可逆反应才达到平衡状态，图中曲线在c点处没有出现水平线，A错误；随着正反应的进行，未达到平衡状态时反应物的浓度随时间的延长而减小，因此反应物浓度：a点大于b点，B错误；分析曲线a～c段，从浓度方面考虑v正应减小，而v正是增大的，说明该反应是放热的，升高温度该平衡逆向移动，C错误；若Δt1=Δt2，分析图中曲线可知：a～b段的正反应速率的平均值小于b～c段，所以b～c段转化的SO2的量比a～b段转化的SO2的量多，而a点浓度比b点大，所以SO2的转化率：b～c段大于a～b段，D正确。
考向六 化学平衡图象的综合分析

典例1 运用化学反应原理研究化学反应有重要意义。

（1）硫酸生产中，SO2催化氧化生成SO3：2SO2(g)＋O2(g) 2SO3(g)，混合体系中SO3的百分含量和温度的关系如图1所示(曲线上任何一点都表示平衡状态)。
①若在恒温、恒压条件下向上述平衡体系中通入氦气，平衡________(填“向左”“向右”或“不”)移动。
②若反应进行到状态D时，v正________(填“>”“<”或“＝”)v逆。
（2）课本里介绍的合成氨技术叫哈伯法：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)　ΔH<0，应用此法反应达到平衡时反应物的转化率不高。
①能使该反应的反应速率增大，且平衡向正反应方向移动的措施是________(填编号)。
A．使用更高效的催化剂
B．升高温度
C．及时分离出氨气
D．充入氮气，增大氮气的浓度(保持容器体积不变)
②若在某温度下，2 L的密闭容器中发生合成氨的反应，图2表示N2的物质的量随时间的变化曲线。用H2表示0～10 min内该反应的平均速率v(H2)＝________。从第11 min起，压缩容器的体积为1 L，则n(N2)的变化曲线为________(填编号)。
【解析】（1）①恒压条件下向题述平衡体系中通入氦气，则反应器的体积会增大，各物质的浓度会减小，平衡会向气体分子数增大的方向(向左)移动。②反应进行到状态D时没有达到平衡，需要反应向右进行，所以v正>v逆。
（2）①该反应是一个气体分子数减小的放热反应，升高温度，平衡逆向移动；使用更高效的催化剂，反应速率增大，但平衡不移动；分离出氨气，平衡虽然正向移动，但反应速率减小；充入氮气，平衡正向移动且反应速率增大。②0～10 min时，N2从0.6 mol减少到0.2 mol，变化量为0.4 mol，则H2的变化量为1.2 mol，v(H2)＝1.2 mol÷2 L÷10 min＝0.06 mol·L－1·min－1。平衡时压缩容器的体积，气体的压强增大，平衡正向移动，N2的物质的量在原有基础上减小，曲线d符合题意。
【答案】（1）①向左　②>
（2）①D　②0.06 mol·L－1·min－1　d

6．已知反应：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)　ΔH<0。某温度下，将2 mol SO2和1 mol O2置于10 L密闭容器中，反应达平衡后，SO2的平衡转化率(α)与体系总压强(p)的关系如图甲所示。则下列说法正确的是

甲　　　　　　　乙　　　　　　　丙
A．由图甲推断，B点SO2的平衡浓度为0.3 mol·L－1
B．由图甲推断，A点对应温度下的平衡常数为80
C．达平衡后，缩小容器容积，则反应速率变化图像可以用图乙表示
D．压强为0.50 MPa时不同温度下SO2转化率与温度关系如丙图，则T2>T1
【答案】C
【解析】根据题意和化学图像可知，B点SO2的平衡浓度为0.03 mol/L，A项错误；根据题意和化学图像可知，A点SO2的平衡浓度为0.04 mol/L，O2的平衡浓度为0.02 mol/L，SO3的平衡浓度为0.16 mol/L，A点对应温度下的平衡常数K＝＝＝800，B项错误；达到平衡后，缩小容器体积，体系压强增大，化学反应速率加快，平衡正向移动，C项正确；温度越高，反应速率越快，达到平衡所需时间越短，所以T1>T2，D项错误。
综合例题
例题．甲烷水蒸气重整制取合成气的反应如下：CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g) ΔH=+206kJ∙mol-1。
请回答下列问题：
(1)上述反应能自发进行的理由是___，条件是___(填“低温”、“高温”或“任何条件”)。
(2)向体积为2L的密闭容器中，按n(H2O)∶n(CH4)=1投料：
a．保持温度为T1时，测得CH4(g)的浓度随时间变化曲线如图1所示。
b．其他条件相同时，在不同催化剂(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ)作用下，反应相同时间后，CH4的转化率随反应温度的变化如图2所示。

①结合图1，写出反应达平衡的过程中的能量变化：吸收__kJ(用含有x、y的代数式表示)。
②在图1中画出：起始条件相同，保持温度为T2(T2＞T1)时，c(CH4)随时间的变化曲线__。
③根据图2判断：
ⅰ．a点所处的状态不是化学平衡状态，理由是__。
ⅱ．CH4的转化率：c＞b，原因是___。
(3)①设起始=Z，在恒压(P0)下，平衡时φ(CH4)与Z和T(温度)的关系如图3所示：(其中φ(CH4)为CH4的体积分数)

比较图3中a、b与3的大小关系____(请按从大到小的顺序书写)。
②对于气相反应，用某组分B的平衡压强p(B)代替物质的量浓度c(B)也可表示平衡常数，记作Kp，如p(B)=px(B)，p为平衡总压强，x(B)为平衡系统中B的物质的量分数。则图3中X点时，Kp=___。
【答案】ΔS＞0 高温 412(x-y) 催化剂不能改变物质的平衡转化率；750℃时，反应相同时间，a点对应的CH4的转化率低于使用Ⅰ时CH4的转化率 温度升高，反应速率增大 b＞3＞a 0.054P02
【详解】
(1)CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g) ΔH=+206kJ∙mol-1，该反应的ΔH＞0，ΔS＞0，ΔG=ΔH-TΔS，要使反应自发进行，高温时ΔG＜0，故反应高温下自发进行；
(2)①结合图1，转化为甲烷为(x-y)mol/L×2L=2(x-y)mol，且物质的量与热量成正比，由CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g) ΔH=+206kJ∙mol-1可知，1mol甲烷完全反应吸收206kJ的热量，平衡时转化的甲烷为2(x-y)mol，共吸收412(x-y)kJ的热量；
②起始条件相同，保持温度为T2(T2＞T1)时，温度越高，达到平衡的时间越短，CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g) ΔH=+206kJ∙mol-1，温度越高，平衡正向移动，甲烷的转化率会增大，故c(CH4)随时间的变化曲线；
③ⅰ．催化剂不能改变物质的平衡转化率；750℃时，反应相同时间，a点对应的CH4的转化率低于使用Ⅰ时CH4的转化率，a点所处的状态不是化学平衡状态；
ⅱ．相同催化剂时，升高温度平衡正行移动，转化率增大，温度c＞b，CH4的转化率：c＞b；
(3)起始=Z=3，Z越小，说明甲烷相对越多，达到平衡时甲烷的含量越多，则b＞3＞a；
②X点时，Z=3，设甲烷的的起始物质的量为a，水蒸气为3a，甲烷的消耗量为x，结合三段式可以得到：

X点时，甲烷的体积分数为10%，=10%，解得a=2x，平衡时混合气体的总物质的量=4a+2x=10x，平衡时甲烷的物质的量分数等于=0.1，水蒸气的物质的量分数等于=0.5，一氧化碳的物质的量分数等于=0.1，氢气的物质的分数为=0.3，Kp=。




一、单选题
1．金属锡的冶炼常用焦炭作还原剂：SnO2(s)+2C(s)═Sn(s)+2CO(g)↑，反应过程中能量的变化如图所示．下列有关该反应的△H、△S的说法中正确的是(　　)

A．△H＜0，△S＜0 B．△H＞0，△S＜0 C．△H＜0，△S＞0 D．△H＞0，△S＞0
2．在某密闭容器中，可逆反应：A(g)+B(g)x C(g)符合图像( I )所示关系。由此推断，对图像(I )和(II )说法不正确的是

A．x=1
B．正反应为放热反应
C．p3＞p4，y轴表示B的质量分数
D．p3＞p4 ，y轴表示混合气体的平均相对分子质量

3．向某密闭容器中加入 0.3 mol A、0.1 mol C 和一定量的 B 三种气体， 一定条件下发生如下反应： 3A(g) B(g)＋2C(g)，各物质的浓度随时间变化如图所示[t0～t1 阶段的 c(B)变化未画出]。下列说法中正确的是( )

A．若 t1＝15 s，则用 A 的浓度变化表示 t0～t1阶段的平均反应速率为 0.004 mol·L－1·s－1
B．t1时该反应达到平衡，A的转化率为 60%
C．该容器的容积为2 L，B的起始的物质的量为 0.02 mol
D．t0～t1 阶段，此过程中容器与外界的热交换总量为 a kJ，该反应的热化学方程式为 3A(g)B(g)＋2C(g) ΔH＝－50a kJ·mol－1
4．利用CO和H2在催化剂的作用下合成甲醇，发生的反应如下：CO(g）+2H2(g）CH3OH(g)。在体积一定的密闭容器中按物质的量之比1：2充入CO2和H2，测得平衡混合物中CH3OH的体积分数在不同压强下随温度的变化如图所示下列说法正确的是（ ）

A．该反应的△H＜0，且p1＜p2
B．反应速率：v逆（状态A）＞v逆（状态B）
C．在C点时，CO转化率为75%
D．在恒温恒压条件下向密闭容器中充入不同量的CH3OH，达到平衡时CH3OH的体积分数不同
5．在一定条件下的恒容密闭容器中发生反应：CO2（g）＋3H2（g）CH3OH（g）＋H2O（g），图1表示反应过程中能量的变化，图2表示反应过程中物质浓度的变化。下列有关说法正确的是（ ）

A．该反应的焓变和熵变：ΔH＞0，ΔS＜0
B．温度降低，该反应的平衡常数K增大
C．升高温度，n（CH3OH）/n（CO2）增大
D．从反应开始到平衡，用氢气表示的平均反应速率为2.25 mol/（L·min）
6．在两个恒容密闭容器中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恒温时，气体压强不再改变　③各气体组分浓度相等　④断裂氢氧键的速率为断裂氢氢键速率的2倍　⑤混合气体的密度不变　⑥单位时间内，消耗水蒸气的质量与生成氢气的质量比为9∶1　⑦同一时间内，水蒸气消耗的物质的量等于氢气消耗的物质的量。其中能表明（甲）、（乙）容器中反应都达到平衡状态的是（　　）
A．①②⑤ B．③④⑥
C．①⑥⑦ D．④⑦
7．在一支试管中加入少量氯化钴晶体，再逐滴加入浓盐酸至晶体完全溶解，然后滴加水至溶液呈紫色为止。溶液中存在如下平衡：(aq)(粉红色)+4Cl-(aq)(aq)(蓝色)+6H2O(l) ∆H下列说法不正确的是
A．向溶液中加入适量的稀硫酸，平衡不移动，溶液仍为紫色
B．将试管放入冰水中，溶液变成粉红色，则：∆H＞0
C．当溶液中v正[()]=v逆()时，说明反应达到平衡状态
D．该反应的平衡常数K=
8．对于反应N2O42NO2在温度一定时，平衡体系中NO2的体积分数V(NO2)%随压强的变化情况如图所示。下列说法正确的是

A．A、C两点的正反应速率的关系
B．A、B、C、D、E各状态，的是状态E
C．维持不变，所需时间为x，维持不变，所需时间为y，则
D．使E状态从水平方向到达C状态，从理论上来讲，可选用的条件是从突然加压至
9．将一定量的氨基甲酸铵置于2L恒容真空密闭容器中，在一定温度下达到分解平衡：NH2COONH4(s)⇌2NH3(g)+CO2(g)。不同温度下的平衡数据如下表：
温度(℃)
15
20
25
30
35
平衡时气体总浓度(×10-3mol·L－1)
2.40
3.40
4.80
6.80
9.40
下列说法正确的是（ ）
A．该反应在低温条件下自发
B．氨气的体积分数不变，可以判断反应达到了平衡状态
C．其他条件不变时将容器体积变为1L，NH3平衡浓度不变
D．若25℃时达到平衡所需时间为2min，则0～2min用CO2表示的平均反应速率为4×10－4mol·L-1·min-1
10．在3个容积均为10L的密闭容器中分别放入0.2mol PCl3和0.2 molCl2，在不同条件下发生反应PCl3(g)+Cl2(g)PCl5(g)。各容器内气体总压强随时间的变化如图所示。

下列说法错误的是
A．实验a从反应开始至达到平衡时的平均速率v(Cl2)=mol·L-1·min-1
B．与实验a相比，实验b使用了催化剂，实验c是在较高温度下进行的
C．实验c中反应的平衡常数为L·mol-1
D．三组实验中反应的平衡转化率：a=b＞c

11．NH3分解的热化学方程式为.在Co-Al催化剂体系中，压强P0下，氨气以一定流速通过反应器，得到不同催化剂下氨气的转化率随温度的变化曲线如图所示。

下列说法错误的是
A．活化能最小的催化剂是 90 Co-A1
B．如果增大气体流速，则b点对应的点可能为e
C．温度为T时，向体积为1L的恒容容器中加入0.8 molNH3和0.1molH2，达到平衡时，NH3的转化率为75%，则平衡常数为K=7.5
D．在两个体积均为VL的绝热密闭容器中分别投入①2 mol NH3,②3 mol H2和1mol N2,达到平衡时，NH3的体积分数相同

12．硝酸生产中，500℃时，NH3和O2可能发生如下反应：
①4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g)+9072kJ K=1.1×1026
②4NH3(g)+4O2(g)2N2O(g)+6H2O(g)+1105kJ K=4.4×1028
③4NH3(g)+3O2(g)2N2(g)+6H2O(g)+1269kJ K=7.1×1034
其中，②、③是副反应。若要减少副反应，提高NO的产率，最合理的措施是（ ）
A．减小压强 B．降低温度
C．增大O2浓度 D．使用合适的催化剂
13．已知(NH4)2CO3(s)=NH4HCO3(s)+NH3(g)△H=+74.9kJ/mol，下列说法中正确的是（ ）
A．该反应中熵变小于0，焓变大于0
B．该反应是吸热反应，因此一定不能自发进行
C．碳酸盐分解反应中熵增加，因此任何条件下所有碳酸盐分解都能自发进行
D．判断反应能否自发进行需要根据△H与△S综合考虑
14．下列实验事实不能用勒夏特列原理解释的是
A．实验室用排饱和食盐水的方法收集氯气
B．打开汽水瓶时，瓶中立即泛起大量泡沫
C．将NO2球浸泡在冷水和热水中
D．
15．在一个绝热的固定容积的密闭容器中，发生可逆反应mA(g)＋nB(g) pC(g)＋qD(g)，当m、n、p、q为任意整数时，反应达到平衡的标志是 ( )(注：绝热体系指不与外界进行热量交换的体系)
①体系的压强不再改变
②体系的温度不再改变
③各组分的浓度不再改变
④各组分质量分数不再改变
⑤反应速率v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)＝m∶n∶p∶q
⑥单位时间内消耗m mol A，同时消耗p mol C
⑦体系的密度不再变化
A．③④⑤⑥ B．②③④⑥ C．①③④⑤ D．③④⑥⑦
16．下列有关化学反应速率和化学平衡影响的图像，其中图像和实验结论表达正确的是
A．a是其他条件一定时，反应速率随温度变化的图像，正反应
B．b是在有无催化剂存在下建立的平衡过程图像，Ⅰ是使用催化剂时的曲线
C．c是一定条件下，向含有一定量A的容器中逐渐加入B时的图像纵坐标为C的物质的量分数，压强
D．d是在平衡体系的溶液中加入少量FeCl3固体的化学反应速率随时间变化的图像
二、填空题
17．乙苯是一种用途广泛的有机原料，可制备多种化工产品。
(一）制备苯乙烯（原理如反应I所示）：
Ⅰ． △H=+124kJ·mol-1
（1）部分化学键的键能如下表所示：
化学键
C-H
C-C
C=C
H-H
键能/ KJ/mol
412
348
X
436


根据反应I的能量变化，计算X=_________。
（2）工业上，在恒压设备中进行反应I时，常在乙苯蒸气中通入一定量的水蒸气。请用化学平衡理论解释通入水蒸气的原因：_________。
（3）已知吉布斯自由能△G=△H-T△S ,当△G < 0时反应可自发进行。由此判断反应I在_________（填“高温”或“低温”）更易自发进行。
(二）制备α-氯乙基苯（原理如反应Ⅱ所示）：
Ⅱ． △H2＞0
（4）T°C时，向10 L恒容密闭容器中充入2mol乙苯(g)和2 mol Cl2(g)发生反应Ⅱ,乙苯（或Cl2)、 α-氯乙基苯（或HCl)的物质的量浓度（c）随时间（t）变化的曲线如图所示：

①0—2 min内，以HCl表示的该反应速率v(HCI)=_________。
②6 min时，改变的外界条件为_________，该条件下的平衡常数K的数值=_________。
③10 min时，保持其他条件不变，再向容器中充入1 mol乙苯、1 mol Cl2、1 molα-氯乙基苯和1mol HCl,则此时该反应v正_________v逆(填“＞”、“＜”或“=” );若12 min时反应再次达到平衡，则在0-12 min内，Cl2的转化率α=_________。(计算结果保留三位有效数字）
18．氮的化合物应用广泛，但其对环境造成污染进行治理已成为环境科学的重要课题。请回答下列问题：
（1）在汽车的排气管上加装催化转化装置可减少NOx的排放。研究表明，NOx的脱除率除与还原剂、催化剂相关外，还取决于催化剂表面氧缺位的密集程度。以(A、B均为过渡元素）为催化剂，用H2还原NO的机理如下：
第一阶段：(不稳定)+H2→低价态的金属离子(还原前后催化剂中金属原子的个数不变）
第二阶段：


……
注：□表示催化剂表面的氧缺位，g表示气态，a表示吸附态
第一阶段用氢气还原B4+得到低价态的金属离子越多，第二阶段反应的速率越快，原因是_________________。第二阶段中各反应关系在该温度下，NO脱除反应的平衡常数_________________ (用的表达式表示）。
（2）为研究汽车尾气转化为无毒无害的物质有关反应，在密闭容器中充入10molCO和8molNO,发生反应，如图为平衡时的体积分数与温度、压强的关系。

①该反应达到平衡后，为在提高反应速率同时提高NO的转化率，可采取的措施有_________________(填字母序号)
a.改用高效催化剂b.缩小容器的体积c.升高温度d.增加CO的浓度
②压强为10MPa、温度为T1下，若反应进行到20min达到平衡状态，容器的体积为4L，用CO2的浓度变化表示的平均反应速率_________________，该温度下平衡常数Kp=_________________(用平衡分压代替平衡浓度计算，分压=总压×物质的量分数;保留两位有效数字）。
（3）近年来，地下水中的氮污染已成为一个世界性的环境问题。在金属Pt、Cu和铱(Ir)的催化作用下，密闭容器中的H2可高效转化酸性溶液中的硝态氮()，其工作原理如图所示

①Ir表面发生反应的方程式为_________________;若导电基体上的Pt颗粒增多，造成的后果是_________________。
19．二烯烃与溴反应制备多卤代物，反应的区域选择性在有机合成中具有重要意义。1，3–丁二烯(g) (CH2=CH—CH=CH2)和Br2(g)反应原理如下：
①CH2=CH-CH=CH2(g)+Br2(g)→(g) △H1=akJ·mol-1
②CH2=CH-CH=CH2(g)+Br2(g)→ (g) △H2=bkJ·mol-1
③ (g)⇌ (g) △H3
回答下列问题：
(1)△H3=_____________。
(2)1，3-丁二烯和Br2反应的能量随反应过程的变化关系如图所示：

1，3-丁二烯和Br2反应会生成两种产物，一种称为动力学产物，由速率更快的反应生成；一种称为热力学产物，由产物更加稳定的反应生成。则动力学产物结构简式为_________
(3)T℃时在2L刚性密闭容器中充入1，3-丁二烯(g)(CH2=CH-CH=CH2)和Br2(g)各2mol，发生反应。1，3-丁二烯及产物的物质的量分数随时间的变化如下表：
时间(min)
0
10
20
30
40
1，3-丁二烯
100%
72%
0%
0%
0%
1，2加成产物
0%
26%
10%
4%
4%
1，4加成产物
0%
2%
90%
96%
96%


在0 ~20min内，反应体系中1，4-加成产物的平均反应速率v（1，4加成产物）=_______。
(4)对于反应③，若要提高1，4-加成产物 ()平衡体系中的物质量分数，可以采取的措施有_____
A．适当升高温度 B．使用合适的催化剂
C．增大体系的压强 D．将1，4加成产物及时从体系分离
(5)反应 1，3-丁二烯二聚体的解聚为可逆反应：
(g)2(g) △H>0
在一定条件下，C4H6和C8H12的消耗速率与各自分压有如下关系：v(C8H12)=k1·p(C8H12)，v(C4H6)=k2·p2(C4H6)。相应的速率与其分压关系如图所示，一定温度下k1、k2与平衡常数Kp(压力平衡常数，用平衡分压代替平衡浓度计算)间的关系是k1=_____；在图中标出点(A、B、C、D)中，能表示反应达到平衡状态的点是______ ，理由是________。

20．催化氧化二氧化硫是 工业制硫酸的主要反应。
Ⅰ： K1(浓度平衡常数)
为研究该反应，某同学设计了以下三种已装固体催化剂的密闭容器装置。

(1)在初始体积与温度相同的条件下，甲、乙、丙中均按2 molSO2、1 molO2投料，达平衡时，三个容器中的转化率从大到小的顺序为________________(用“甲、乙、丙”表示)。
(2)在容器丙中，0.1 MPa下，在不同温度或不同投料方式下研究上述反应得到数据如下表。
实验序号
A组
B组
C组
反应温度



反应物投入量
、

、
含硫化合物的转化率

b
c
反应的能量变化
放出a kJ
吸收79.08 kJ
放出d kJ
压强平衡常数()



①表中：a=____________；b=____________。
②已知用平衡分压(分压＝总压×物质的量分数)代替平衡浓度计算，得到的平衡常数即为压强平衡常数，则____________；____________(填“”、“”或“”)。
③451℃下，若按、、进行投料，则反应开始时____________(填“”、“”或“”)。
(3)将上述固体催化剂换成气体，同样可以起到催化作用，此催化过程如下：
Ⅱ： (浓度平衡常数)
Ⅲ： (浓度平衡常数)
则=____________，____________(用含有、的表达式表示)。


浙江真题题组
1. (2020年1月浙江选考)21．一定温度下，在2 L的恒容密闭容器中发生反应。反应过程中的部分数据如下表所示：
n/mol
t/min



0
2.0
2.4
0
5


0.9
10
1.6


15

1.6

下列说法正确的是（ ）
A．0~5 min用A表示的平均反应速率为
B．该反应在10 min后才达到平衡
C．平衡状态时，
D．物质B的平衡转化率为20%
2．[2021浙江4月选考]下列说法正确的是
A．H(g)＋I2(g) ⇌ 2HI(g)，其他条件不变，缩小反应容器体积，正逆反应速率不变
B．C(s)＋H2O(g) ⇌ H2(g)＋CO(g)，碳的质量不再改变说明反应已达平衡
C．若压强不再随时间变化能说明反应2A(?)＋B(g) ⇌ 2C(?)已达平衡，则A、C不能同时是气体
D．1 mol N2和3 mol H2反应达到平衡时H2转化率为10%，放出的热量为Q1；在相同温度和压强下，当2 mol NH3分解为N2和H2的转化率为10%时，吸收的热量为Q2，Q2不等于Q1
3．[2018年11月浙江选考]已知X(g)＋3Y (g)2W(g) ＋M (g) △H＝－a kJ·mol－1（a>0）。一定温度下，在体积恒定的密闭容器中，加入1 mol X(g) 与1 mol Y (g)，下列说法正确的是
A．充分反应后，放出热量为a kJ
B．当反应达到平衡状态时，X与W的物质的量浓度之比一定为1∶2
C．当X的物质的量分数不再改变，表明该反应已达平衡
D．若增大Y的浓度，正反应速率增大，逆反应速率减小
4．[2018年11月浙江选考]已知：2SO2 (g)+ O2 (g)2SO3 (g) △H =-197.8 kJ•mol—1。起始反应物为SO2 和 O2（物质的量之比为2∶1，且总物质的量不变）。SO2 的平衡转化率（%）随温度和压强的变化如下表，下列说法不正确的是
温度/K
压强/（105Pa）
1.01
5.07
10.1
25.3
50.7
673
99.2
99.6
99.7
99.8
99.9
723
97.5
98.9
99.2
99.5
99.6
773
93.5
96.9
97.8
98.6
99.0
A．一定压强下降低温度，SO2 的转化率增大
B．在不同温度、压强下，转化相同物质的量的SO2 所需要的时间相等
C．使用催化剂可以缩短反应达到平衡所需的时间
D．工业生产通常不采取加压措施是因为常压下SO2 的转化率已相当高
5．[2018浙江4月选考]反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g) △H<0，若在恒压绝热的容器中发生，下列选项表明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
6．[2018浙江4月选考]某工业流程中，进入反应塔的混合气体中NO和O2的物质的量分数分别为0.10和0.06，发生化学反应2NO(g)+O2(g)=2NO2(g)，在其他条件相同时，测得实验数据如下表：
压强/(×105Pa)
温度/℃
NO达到所列转化率需要时间/s
50%
90%
98%
1.0
30
12
250
2830
90
25
510
5760
8.0
30
0.2
3.9
36
90
0.6
7.9
74
根据表中数据，下列说法正确的是
A．升高温度，反应速率加快
B．增大压强，反应速率变慢
C．在1.0×105Pa、90℃条件下，当转化率为98%时的反应已达到平衡
D．若进入反应塔的混合气体为amol，反应速率以v=△n/△t表示，则在8.0×105Pa、30℃条件下转化率从50%增至90%时段NO的反应速率为4a/370mol/s
7．[2021年11月浙江选考]已知：N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH=-92.4 kJ/mol起始反应物为N2和H2物质的量之比为1∶3，且总物质的量不变，在不同压强和温度下，反应达到平衡时体系中NH3的物质的量分数如下表：
温度
物质的量分数
压强
400℃
450℃
500℃
600℃
20MPa
0.387
0.274
0.189
0.088
30MPa
0.478
0.359
0.260
0.129
下列说法正确的是
A．体系中NH3的物质的量分数越大，则正反应速率越大
B．反应达到平衡时，N2和H2的转化率之比均为1
C．反应达到平衡时，放出的热量均为92.4 kJ
D．600℃，30MPa下反应达到平衡时，生成NH3的物质的量最多
8．[2021年11月浙江选考]在催化剂作用下，用乙醇制乙烯，乙醇转化率和乙烯选择性(生成乙烯的物质的量与乙醇转化的物质的量的比值)随温度、乙醇进料量(单位：mL·min－1)的关系如图所示(保持其他条件相同)。

在410～440℃温度范围内，下列说法不正确的是
A．当乙醇进料量一定，随乙醇转化率增大，乙烯选择性升高
B．当乙醇进料量一定，随温度的升高，乙烯选择性不一定增大
C．当温度一定，随乙醇进料量增大，乙醇转化率减小
D．当温度一定，随乙醇进料量增大，乙烯选择性增大
9．[2021年4月浙江选考]已知：X(g)+2Y(g)3Z(g) △H=-a kJ·mol-1(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a kJ
D．升高反应温度，逆反应速率增大，正反应速率减小
10．[2021年10月浙江选考]在一定条件下，可逆反应X(g)＋2Y(g)2Z(g)　ΔH＝－a kJ·mol－1，达到化学平衡时，下列说法一定正确的是
A．反应放出a kJ热量
B．X和Y的物质的量之比为1∶2
C．反应物和生成物的浓度都不再发生变化
D．X的正反应速率等于Z的逆反应速率
11．[2021年4月浙江选考]可逆反应在一定条件下达到化学平衡时，下列说法不正确的是
A．正反应速率等于逆反应速率 B．反应物和生成物浓度不再发生变化
C．反应体系中混合物的组成保持不变 D．正、逆反应速率都为零
12（2020年1月浙江选考）．研究NOx之间的转化具有重要意义。
(1)已知：N2O4(g) 2NO2(g)　ΔH＞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T1。
①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．v正(N2O4)＝2v逆(NO2) C．K不变 D．容器内气体的密度不变 E．容器内颜色不变
②t1时刻反应达到平衡，混合气体平衡总压强为p，N2O4气体的平衡转化率为75%，则反应N2O4(g) 2NO2(g)的平衡常数Kp＝________(对于气相反应，用某组分B的平衡压强p(B)代替物质的量浓度c(B)也可表示平衡常数，记作Kp，如p(B)＝p·x(B)，p为平衡总压强，x(B)为平衡系统中B的物质的量分数)。
③反应温度T1时，c(N2O4)随t(时间)变化曲线如图，画出0～t2时段，c(NO2)随t变化曲线。保持其它条件不变，改变反应温度为T2(T2＞T1)，再次画出0～t2时段，c(NO2)随t变化趋势的曲线________。

(2) NO氧化反应：2NO(g)＋O2(g)=2NO2(g)分两步进行，其反应过程能量变化示意图如图。

Ⅰ 2NO(g)=N2O2(g) ΔH1
Ⅱ N2O2(g)＋O2(g)→2NO2(g) ΔH2
①决定NO氧化反应速率的步骤是________(填“Ⅰ”或“Ⅱ”)。
②在恒容的密闭容器中充入一定量的NO和O2气体，保持其它条件不变，控制反应温度分别为T3和T4(T4＞T3)，测得c(NO)随t(时间)的变化曲线如图。转化相同量的NO，在温度_____(填“T3”或“T4”)下消耗的时间较长，试结合反应过程能量图分析其原因____。

13．[2021年11月浙江选考] (一)十氢萘是具有高储氢密度的氢能载体，经历“十氢萘（C10H18）→四氢萘（C10H12）→萘（C10H8）”的脱氢过程释放氢气。已知：
C10H18(l)C10H12(l)＋3H2(g) △H1
C10H12(l)C10H8(l)＋2H2(g) △H2
△H1＞△H2＞0；C10H18→C10H12的活化能为Ea1，C10H12→C10H8的活化能为Ea2，十氢萘的常压沸点为192℃；在192℃，液态十氢萘的脱氢反应的平衡转化率约为9%。请回答：
（1）有利于提高上述反应平衡转化率的条件是_______________。
A．高温高压 B．低温低压 C．高温低压 D．低温高压
（2）研究表明，将适量十氢萘置于恒容密闭反应器中，升高温度带来高压，该条件下也可显著释氢，理由是_____________________________________。
（3）温度335℃，在恒容密闭反应器中进行高压液态十氢萘（1.00 mol）催化脱氢实验，测得C10H12和C10H8的产率x1和x2（以物质的量分数计）随时间变化关系，如图1所示。

①在8 h时，反应体系内氢气的量为___________________mol（忽略其他副反应）。
②x1显著低于x2的原因是____________________________。
③在图2中绘制“C10H18→C10H12→C10H8”的“能量～反应过程”示意图____。
(二) 科学家发现，以H2O和N2为原料，熔融NaOH－KOH为电解质，纳米Fe2O3作催化剂，在250℃和常压下可实现电化学合成氨。
阴极区发生的变化可视为按两步进行，请补充完整。
电极反应式：______________________________和2Fe＋3H2O＋N2＝2NH3＋Fe2O3。

全国真题题组
1. (2020年北京卷)．一定温度下，反应I2(g)+H2(g)⇌2Hl(g)在密闭容器中达到平衡时，测得c(I2)=0.11mmol•L-1，c(HI)=0.78mmol•L-1。相同度温下，按下列4组初始浓度进行实验，反应逆向进行的是(注：1mmol•L-1=10-3mol•L-1)

A
B
C
D
c(I2)/mmol•L-1
1.00
0.22
0.44
0.11
c(H2)/mmol•L-1
1.00
0.22
0.44
0.44
c(HI)/mmol•L-1
1.00
1.56
4.00
1.56
A．A B．B C．C D．D
2. (2020年江苏高考)．CH4与CO2重整生成H2和CO的过程中主要发生下列反应


在恒压、反应物起始物质的量比条件下，CH4和CO2的平衡转化率随温度变化的曲线如图所示。下列有关说法正确的是


A．升高温度、增大压强均有利于提高CH4的平衡转化率
B．曲线B表示CH4的平衡转化率随温度的变化
C．相同条件下，改用高效催化剂能使曲线A和曲线B相重叠
D．恒压、800K、n(CH4)：n(CO2)=1:1条件下，反应至CH4转化率达到X点的值，改变除温度外的特定条件继续反应，CH4转化率能达到Y点的值
3．[2021江苏] [双选]在恒压、NO和O2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

A．反应2NO(g)+O2(g)2NO2(g)的ΔH>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O2的浓度不能提高NO转化率
D．380℃下，c起始(O2)=5.0×10−4 mol·L−1，NO平衡转化率为50%，则平衡常数K>2000
4．[2018天津]室温下，向圆底烧瓶中加入1 molC2H5OH和含1molHBr的氢溴酸，溶液中发生反应；C2H5OH+HBr⇌C2H5Br+H2O，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．若反应物增大至2 mol，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

5．[2018江苏][双选]一定温度下，在三个容积相同的恒容密闭容器中按不同方式投入反应物，发生反应2SO2(g)+ O2(g)2SO3(g)(正反应放热)，测得反应的相关数据如下：

下列说法正确的是
A．v1< v2，c2< 2c1 B．K1> K3，p2> 2p3
C．v1< v3，α1(SO2 ) >α3(SO2 ) D．c2> 2c3，α2(SO3 )+α3(SO2 )<1
6．[2021天津]常压下羰基化法精炼镍的原理为：Ni(s)+4CO(g)Ni(CO)4(g)。230℃时，该反应的平衡常数K=2×10−5。已知：Ni(CO)4的沸点为42.2℃，固体杂质不参与反应。
第一阶段：将粗镍与CO反应转化成气态Ni(CO)4；
第二阶段：将第一阶段反应后的气体分离出来，加热至230℃制得高纯镍。
下列判断正确的是
A．增加c(CO)，平衡向正向移动，反应的平衡常数增大
B．第一阶段，在30℃和50℃两者之间选择反应温度，选50℃
C．第二阶段，Ni(CO)4分解率较低
D．该反应达到平衡时，v生成[Ni(CO)4]=4v生成(CO)
7．[2021江苏][双选]温度为T1时，在三个容积均为1 L的恒容密闭容器中仅发生反应：2NO2(g) 2NO(g)+O2 (g) (正反应吸热)。实验测得：v正= v(NO2)消耗=k正c2(NO2)，v逆=v(NO)消耗=2v(O2)消耗=k逆c2(NO)·c(O2)，k正、k逆为速率常数，受温度影响。下列说法正确的是

A．达平衡时，容器Ⅰ与容器Ⅱ中的总压强之比为4∶5
B．达平衡时，容器Ⅱ中比容器Ⅰ中的大
C．达平衡时，容器Ⅲ中NO的体积分数小于50%
D．当温度改变为T2时，若k正=k逆，则 T2> T1

8．[2021江苏][双选]一定温度下，在3 个体积均为1.0 L 的恒容密闭容器中反应2H2(g)+CO(g) CH3OH(g)达到平衡。下列说法正确的是
容器
温度/K
物质的起始浓度/mol·L−1
物质的平衡浓度/mol·L−1
c(H2)
c(CO)
c(CH3OH)
c(CH3OH)
Ⅰ
400
0.20
0.10
0
0.080
Ⅱ
400
0.40
0.20
0

Ⅲ
500
0
0
0.10
0.025
A．该反应的正反应放热
B．达到平衡时，容器Ⅰ中反应物转化率比容器Ⅱ中的大
C．达到平衡时，容器Ⅱ中c(H2)大于容器Ⅲ中c(H2)的两倍
D．达到平衡时，容器Ⅲ中的正反应速率比容器Ⅰ中的大
9．[2021四川]一定条件下，CH4与H2O(g)发生反应：CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)，设起始=Z，在恒压下，平衡时(CH4)的体积分数与Z和T(温度)的关系如图所示。下列说法正确的是

A．该反应的焓变ΔH>0
B．图中Z的大小为a>3>b
C．图中X点对应的平衡混合物中=3
D．温度不变时，图中X点对应的平衡在加压后(CH4)减小
10. (2020年全国2卷)．．天然气的主要成分为CH4，一般还含有C2H6等烃类，是重要的燃料和化工原料。
(1)乙烷在一定条件可发生如下反应：C2H6(g)= C2H4(g)+H2(g) ΔH，相关物质的燃烧热数据如下表所示：
物质
C2H6(g)
C2H4(g)
H2(g)
燃烧热ΔH/( kJ·mol−1)
-1560
-1411
-286
①ΔH=_________kJ·mol−1。
②提高该反应平衡转化率的方法有_________、_________。
③容器中通入等物质的量的乙烷和氢气，在等压下(p)发生上述反应，乙烷的平衡转化率为α。反应的平衡常数Kp=_________(用平衡分压代替平衡浓度计算，分压=总压×物质的量分数)。
(2)高温下，甲烷生成乙烷的反应如下：2CH4C2H6+H2。反应在初期阶段的速率方程为：r=k×，其中k为反应速率常数。
①设反应开始时的反应速率为r1，甲烷的转化率为α时的反应速率为r2，则r2=_____ r1。
②对于处于初期阶段的该反应，下列说法正确的是_________。
A．增加甲烷浓度，r增大 B．增加H2浓度，r增大
C．乙烷的生成速率逐渐增大 D．降低反应温度，k减小
(3)CH4和CO2都是比较稳定的分子，科学家利用电化学装置实现两种分子的耦合转化，其原理如下图所示：

①阴极上的反应式为_________。
②若生成的乙烯和乙烷的体积比为2∶1，则消耗的CH4和CO2体积比为_________。
11.(2020年山东高考)．探究CH3OH合成反应化学平衡的影响因素，有利于提高CH3OH的产率。以CO2、H2为原料合成CH3OH涉及的主要反应如下：
Ⅰ.
Ⅱ.
Ⅲ.
回答下列问题：
(1)_________。
(2)一定条件下，向体积为VL的恒容密闭容器中通入1 mol CO2和3 mol H2发生上述反应，达到平衡时，容器中CH3OH(g)为ɑ mol，CO为b mol，此时H2O(g)的浓度为__________mol﹒L-1(用含a、b、V的代数式表示，下同)，反应Ⅲ的平衡常数为___________。
(3)不同压强下，按照n(CO2)：n(H2)=1：3投料，实验测定CO2的平衡转化率和CH3OH的平衡产率随温度的变化关系如下图所示。

已知：CO2的平衡转化率=
CH3OH的平衡产率=
其中纵坐标表示CO2平衡转化率的是图___________(填“甲”或“乙”)；压强p1、p2、p3由大到小的顺序为___________；图乙中T1温度时，三条曲线几乎交于一点的原因是___________。
(4)为同时提高CO2的平衡转化率和CH3OH的平衡产率，应选择的反应条件为_________(填标号)。
A.低温、高压 B.高温、低压 C.低温、低压 D.高温、高压
12.(2020年全国3卷)．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。回答下列问题：
(1)CO2催化加氢生成乙烯和水的反应中，产物的物质的量之比n(C2H4)∶n(H2O)=__________。当反应达到平衡时，若增大压强，则n(C2H4)___________(填“变大”“变小”或“不变”)。
(2)理论计算表明，原料初始组成n(CO2)∶n(H2)=1∶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T的变化如图所示。

图中，表示C2H4、CO2变化的曲线分别是______、______。CO2催化加氢合成C2H4反应的ΔH______0(填“大于”或“小于”)。
(3)根据图中点A(440K，0.39)，计算该温度时反应的平衡常数Kp=_________(MPa)−3(列出计算式。以分压表示，分压=总压×物质的量分数)。
(4)二氧化碳催化加氢合成乙烯反应往往伴随副反应，生成C3H6、C3H8、C4H8等低碳烃。一定温度和压强条件下，为了提高反应速率和乙烯选择性，应当___________________。
13．[2018新课标Ⅰ卷] 采用N2O5为硝化剂是一种新型的绿色硝化技术，在含能材料、医药等工业中得到广泛应用。回答下列问题：
（1）1840年 Devil用干燥的氯气通过干燥的硝酸银，得到N2O5，该反应的氧化产物是一种气体，其分子式为___________。
（2）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：

其中NO2二聚为N2O4的反应可以迅速达到平衡。体系的总压强p随时间t的变化如下表所示（t=∞时，N2O5（g）完全分解）：
t/min
0
40
80
160
260
1300
1700
∞
p/kPa
35.8
40.3
42.5
45.9
49.2
61.2
62.3
63.1
①已知：2N2O5（g）2N2O4（g）+O2（g） ΔH1=−4.4 kJ·mol−1
2NO2（g） N2O4（g） ΔH 2=−55.3 kJ·mol−1
则反应N2O5（g）=2NO2（g）+O2（g）的ΔH =_______ kJ·mol−1。
②研究表明，N2O5（g）分解的反应速率v=2×10−3×（kPa·min−1）。t=62 min时，测得体系中 =2.9 kPa，则此时的=________ kPa，v=_______ kPa·min−1。
③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________。
④25℃时N2O4（g）2NO2（g）反应的平衡常数Kp=_______kPa（Kp为以分压表示的平衡常数，计算结果保留1位小数）。
（3）对于反应2N2O5（g）→4NO2（g）+O2（g），R.A．Ogg提出如下反应历程：
第一步 N2O5NO3+NO2 快速平衡
第二步 NO2+NO3→NO+NO2+O2 慢反应
第三步 NO+NO3→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．v（第一步的逆反应）>v（第二步反应）
B．反应的中间产物只有NO3
C．第二步中NO2与NO3的碰撞仅部分有效
D．第三步反应活化能较高