还剩20页未读，
继续阅读
所属成套资源：2019高考苏教专用化学一轮精选教师用书（）
成套系列资料，整套一键下载
2019版高考化学一轮精选教师用书苏教专用：专题73第三单元 化学平衡的移动
展开
第三单元 化学平衡的移动
1．理解外界条件(浓度、温度、压强、催化剂等)对化学平衡的影响，能用相关理论解释其一般规律。
2．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。
化学平衡的移动
[知识梳理]
1．化学平衡移动的原因与方向
(1)原因
反应条件改变，引起v正≠v逆。
(2)方向
①v正>v逆时，平衡向正反应方向移动；
②v正＜v逆时，平衡向逆反应方向移动。
2．化学平衡移动的过程
3．影响化学平衡移动的因素
(1)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。
(2)影响化学平衡移动的因素
若其他条件不变，改变下列条件对化学平衡的影响如下：
条件的改变(其他条件不变)
化学平衡的移动
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
分子数改变
增大压强
向气体体积减小的方向移动
减小压强
向气体体积增大的方向移动
反应前后气体
分子数不变
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
使用催化剂
平衡不移动
[自我检测]
1．对于一定条件下的可逆反应，
甲：A(g)＋B(g)C(g) ΔH＜0
乙：A(s)＋B(g)C(g) ΔH＜0
丙：A(g)＋B(g)2C(g) ΔH＞0
达到化学平衡后，改变条件，按要求回答下列问题：
(1)升温，平衡移动方向分别为(填“向左”“向右”或“不移动”，下同)
甲________，乙________，丙________；
混合气体的平均相对分子质量变化分别为(填“增大”“减小”或“不变”，下同)
甲________，乙________，丙________。
(2)加压，平衡移动方向分别为
甲________，乙________，丙________；
混合气体的平均相对分子质量变化分别为
甲________，乙________，丙________。
答案：(1)向左 向左 向右 减小 减小 不变
(2)向右 不移动 不移动 增大 不变 不变
2．已知一定条件下合成氨反应：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g) ΔH＝－92.4 kJ·mol－1，在反应过程中，反应速率的变化如图所示，请根据反应速率的变化回答采取的措施。
t1____________；t2____________；t3____________；
t4____________。
答案：增大c(N2)或c(H2) 加入催化剂 降低温度
增大压强
(1)化学平衡发生移动的实质是正、逆反应速率不相等。正、逆反应速率发生变化，平衡不一定移动。例如：使用催化剂，正、逆反应速率均增加，但是增加后的速率仍然相等，所以平衡不发生移动。
(2)v(正)增大，平衡不一定向正反应方向移动。只有v(正)>v(逆)时，才使平衡向正反应方向移动。
(3)外界条件改变时，化学平衡发生移动，最终结果只能“减弱”条件的改变，但不能“消除”条件的改变。
对可逆反应：2A(s)＋3B(g)C(g)＋2D(g) ΔH<0，在一定条件下达到平衡。下列有关叙述正确的是( )
①增加A的量，平衡向正反应方向移动
②升高温度，平衡向逆反应方向移动，v(正)减小
③压强增大一倍，平衡不移动，v(正)、v(逆)不变
④增大B的浓度，v(正)>v(逆)
⑤加入催化剂，B的转化率提高
A．①② B．④
C．③ D．④⑤
[解析] A是固体，其量的变化对平衡无影响；而增大B的浓度，正反应速率增大，平衡向正反应方向移动，v(正)>v(逆)；升高温度，v(正)、v(逆)均增大，但v(逆)增大的程度大，平衡向逆反应方向移动；增大压强，平衡不移动，但v(正)、v(逆)都增大；催化剂不能使化学平衡发生移动，B的转化率不变。
[答案] B
对于某可逆反应：2A(g)＋B(g)C(g)＋3D(？)，平衡时B物质的浓度为0.2 mol/L，保持温度不变，将容器扩大到原体积的2倍，重新达到平衡时B物质的浓度为0.14 mol/L，则物质D是气态还是非气态？
答案：扩容至原来的2倍，各物质浓度均减半，重新达到平衡时B物质的浓度为0.14 mol/L，说明B的浓度比扩容时增大，则表示平衡向逆方向移动；压强减小，平衡将向气体体积增大的方向移动，说明化学方程式中气体体积左边大于右边，则D物质为非气态。
判断化学平衡移动方向的思维模型
化学平衡移动方向的判断
1．反应X(g)＋Y(g)2Z(g) ΔH＜0，达到平衡时，下列说法正确的是( )
A．减小容器体积，平衡向右移动
B．加入催化剂，Z的产率增大
C．增大c(X)，X的转化率增大
D．降低温度，Y的转化率增大
解析：选D。A.该反应为反应前后气体物质的量不变的反应，平衡不受压强影响，减小容器体积，平衡不移动。B.催化剂不能使平衡移动，不改变产物的产率。C.增大c(X)，平衡正向移动，Y的转化率增大，X本身的转化率反而减小。D.该反应的正反应是放热反应，降低温度，平衡正向移动，Y 的转化率增大。
2．某温度下，在密闭容器中SO2、O2、SO3三种气态物质建立化学平衡后，改变条件对反应2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g) ΔH<0的正、逆反应速率的影响如图所示：
(1)加催化剂对反应速率产生影响的图像是________(填序号，下同)，平衡________移动。
(2)升高温度对反应速率产生影响的图像是________，平衡向________方向移动。
(3)增大反应容器体积对反应速率产生影响的图像是________，平衡向________方向移动。
(4)增大O2的浓度对反应速率产生影响的图像是______，平衡向________方向移动。
解析：(1)加入催化剂，正、逆反应速率均增大，图像上应该出现“断点”，且应在原平衡的反应速率之上。催化剂使正、逆反应速率增大的倍数相同，则平衡不移动，改变条件后的速率线应该平行于横坐标轴，图像为C。
(2)升高温度，正、逆反应速率均增大，图像上应该出现“断点”，且应在原平衡的反应速率之上。因题给反应的正反应放热，升温平衡逆向移动，所以v′正
答案：(1)C 不 (2)A 逆反应 (3)D 逆反应
(4)B 正反应
化学平衡移动问题的分析步骤
3.(2018·锦州高三质检)一定条件下的密闭容器中：4NH3(g)＋5O2(g)4NO(g)＋6H2O(g)
ΔH＝－905.9 kJ·mol－1, 下列叙述正确的是( )
A．4 mol NH3和5 mol O2反应，达到平衡时放出热量为905.9 kJ
B．平衡时v正(O2)＝v逆(NO)
C．平衡后减小压强， 混合气体平均摩尔质量增大
D．平衡后升高温度， 混合气体中NO含量降低
解析：选D。A项，由于可逆反应不能进行到底，所以放出热量小于905.9 kJ，错误；B项，达到平衡时v正(O2)∶v逆(NO)＝5∶4，错误；C项，减小压强，平衡向正反应方向移动，气体的物质的量增大，而气体的总质量不变，所以混合气体的平均摩尔质量减小，错误；D项，升高温度，平衡逆向移动，NO含量降低，正确。
勒夏特列原理及其应用
4．下列有关合成氨工业的叙述，可用勒夏特列原理来解释的是( )
A．使用铁作催化剂，可提高合成氨反应的速率
B．高压比常压条件更有利于合成氨的反应
C．500 ℃左右比室温更有利于合成氨的反应
D．合成氨时采用循环操作，可提高原料的利用率
解析：选B。催化剂只能改变反应途径，不能影响平衡的移动，A不符合题意；高压有利于合成氨反应的平衡右移，B符合题意；采用高温会使合成氨反应的平衡左移，但500 ℃下催化剂的活性较高，C不符合题意；循环操作与平衡移动没有直接关系，D不符合题意。
5．下列实验事实不能用平衡移动原理解释的是( )
A.
B.
t/℃
25
50
100
Kw/10－14
1.01
5.47
55.0
C.
D.
c(氨水)/(mol·L－1)
0.1
0.01
pH
11.1
10.6
解析：选C。A.二氧化氮气体中存在平衡：2NO2N2O4，体系的温度变化会使平衡发生移动。B.不同温度下水的电离平衡常数不同，温度升高促进水的电离，电离平衡常数增大。C.向过氧化氢溶液中加入二氧化锰，加速了过氧化氢的分解，这是二氧化锰的催化作用，不能用平衡移动原理解释。D.氨水的浓度减小为原来的十分之一，但其pH的变化小于1，说明氨水在稀释的过程中平衡：NH3·H2ONH＋OH－发生了移动。
(1)判断转化率的变化时，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。
(2)压强的影响实质是浓度的影响，所以只有当压强的改变造成浓度改变时，平衡才有可能移动。
(3)化学平衡移动的目的是“减弱”外界条件的改变，而不是“消灭”外界条件的改变，改变是不可逆转的。达到新平衡时此物理量更靠近于改变的方向。
例如：①对于反应A(g)＋B(g)C(g)，增大反应物A的浓度，平衡右移，A的浓度在增大的基础上减小，但达到新平衡时，A的浓度一定比原平衡大；②若将体系温度从50 ℃升高到80 ℃，则化学平衡向吸热反应方向移动，达到新的平衡状态时50 ℃
化学平衡的图像
[知识梳理]
一、速率—压强(或温度)图像
特点：曲线的意义是外界条件(温度、压强)对正、逆反应速率影响的变化趋势及变化幅度。图中交点是平衡状态，压强增大(或温度升高)后正反应速率增大得快，平衡正向移动。
二、转化率—时间—温度(或压强)图像
已知不同温度或压强下，反应物的转化率α(或百分含量)与时间的关系曲线，推断温度的高低及反应的热效应或压强的大小及气体物质间的化学计量数的关系。[以反应aA(g)＋bB(g)cC(g)中反应物的转化率αA为例说明]
解答这类图像题时应注意以下两点：
1．“先拐先平，数值大”原则
分析反应由开始(起始物质的量相同时)达到平衡所用时间的长短可推知反应条件的变化。
(1)若为温度变化引起，温度较高时，反应达平衡所需时间短，如甲中T2>T1。
(2)若为压强变化引起，压强较大时，反应达平衡所需时间短，如乙中p1>p2。
(3)若为是否使用催化剂引起，使用适宜催化剂时，反应达平衡所需时间短，如丙中a使用催化剂。
2．正确掌握图像中反应规律的判断方法
(1)图甲中，T2>T1，升高温度，αA降低，平衡逆移，则正反应为放热反应。
(2)图乙中，p1>p2，增大压强，αA升高，平衡正移，则正反应为气体体积减小的反应。
(3)若纵坐标表示A的百分含量，则甲中正反应为吸热反应，乙中正反应为气体体积增大的反应。
三、恒温线(或恒压线)图像
已知不同温度下的转化率—压强图像或不同压强下的转化率—温度图像，推断反应的热效应或反应前后气体物质间化学计量数的关系。[以反应aA(g)＋bB(g)cC(g)中反应物的转化率αA为例说明]
解答这类图像题时遵循的原则——“定一议二”原则：
1．可通过分析相同温度下不同压强时反应物A的转化率变化来判断平衡移动的方向，从而确定反应方程式中反应物与产物气体物质间的化学计量数的大小关系。如甲中任取一条温度曲线研究，压强增大，αA增大，平衡正移，正反应为气体体积减小的反应；乙中任取横坐标一点作横坐标垂直线，也能得出结论。
2．可通过分析相同压强下不同温度时反应物A的转化率变化来判断平衡移动的方向，从而确定反应的热效应。如利用上述分析方法，在甲中作垂直线，乙中任取一曲线，即能分析出正反应为放热反应。
四、几种特殊图像
1．如图，对于化学反应：mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)，M点前，表示化学反应从反应物开始，则v正>v逆；M点为刚达到的平衡点；M点后为平衡受温度的影响情况，即升温，A%增大(C%减小)，平衡左移，ΔH<0。
2．如图，对于化学反应：mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)，曲线L上所有的点都是平衡点。
曲线左上方(E点)，A%大于此压强时平衡体系中的A%，E点必须朝正反应方向移动才能达到平衡状态，所以，E点v正>v逆；则曲线右下方(F点)v正
1．对于可逆反应：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g) ΔH<0，下列研究目的和示意图相符的是( )
解析：选C。(1)根据达到平衡时间长短判断反应速率大小。(2)根据转化率大小以及正、逆反应速率关系判断平衡移动方向。
2．下列各图是温度(或压强)对2A(s)＋2B(g)2C(g)＋D(g) ΔH>0的正、逆反应速率的影响，曲线交点表示建立平衡时的温度或压强，其中正确的是( )
解析：选A。曲线交点表示建立平衡时的温度或压强，升高温度，增大压强，v正、v逆均增大，B中v逆和D中v正、v逆均减小，则B、D项均错误；可逆反应：2A(s)＋2B(g)2C(g)＋D(g) ΔH>0的正反应是一个气体体积增大的吸热反应，则升高温度，平衡向正反应方向移动，故v正>v逆，A项正确；增大压强，平衡向逆反应方向移动，故v逆>v正，C项错误。
(1)在图像题中一定要注意看清横、纵坐标表示的意义及图像中曲线的变化趋势。
(2)不要忽视图像中的比例关系，比例关系一般涉及计算问题。
(3)有些图像中曲线的斜率可以反映出变化的程度，不要忽视。
[2015·高考全国卷Ⅱ，27(3)]甲醇既是重要的化工原料，又可作为燃料，利用合成气(主要成分为CO、CO2和H2)在催化剂作用下合成甲醇。发生的主要反应如下：
①CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g) ΔH1<0
②CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g) ΔH2<0
③CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g) ΔH3>0
合成气组成n(H2)/n(CO＋CO2)＝2.60时，体系中的CO平衡转化率(α)与温度和压强的关系如图所示。α(CO)值随温度升高而________(填“增大”或“减小”)，其原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________；
图中的压强由大到小为________，其判断理由是________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
[解析] 由图可知，压强一定时，CO的平衡转化率随温度的升高而减小，其原因是反应①为放热反应，温度升高，平衡逆向移动，减少CO的消耗，反应③为吸热反应，温度升高，平衡正向移动，又使产生CO的量增大，而总结果是随温度升高，CO的转化率减小。反应①的正反应为气体总分子数减小的反应，温度一定时，增大压强，平衡正向移动，CO的平衡转化率增大，而反应③为气体总分子数不变的反应，产生CO的量不受压强的影响，因此增大压强时，CO的转化率提高，故压强p1、p2、p3的关系为p1＜p2＜p3。
[答案] 减小 升高温度时，反应①为放热反应，平衡逆向移动，使得体系中CO的量增大；反应③为吸热反应，平衡正向移动，又使产生CO的量增大；总结果，随温度升高，使CO的转化率降低 p3＞p2＞p1 相同温度下，由于反应①为气体分子数减小的反应，加压有利于提高CO的转化率；而反应③为气体分子数不变的反应，产生CO的量不受压强影响。故增大压强时，CO的转化率提高
已知：4NH3(g)＋5O2(g)4NO(g)＋6H2O(g) ΔH＝－1 025 kJ/mol。若反应物的起始物质的量相同，下列关于该反应的示意图不正确的是( )
解析：选C。正反应为放热反应，升高温度，反应速率增大，先达到平衡，但平衡左移，NO含量降低，A项正确，C项错误；正反应是气体体积增大的反应，增大压强，反应速率增大，先达到平衡，但平衡左移，NO含量降低，B项正确；加入催化剂可加快反应速率，缩短到达平衡的时间，但不影响平衡的移动，即NO含量不变，D项正确。
解化学反应速率与化学平衡图像题的思路
——“一看、二想、三判断”
(1)一看——看图像。①看轴：弄清纵、横坐标的含义；②看线：弄清线的走向、变化趋势及线的斜率；③看点：弄清曲线上起点、拐点、交点、最高点与最低点的含义；④看量的变化：弄清是浓度变化、温度变化、压强变化还是转化率变化；⑤看是否需要作辅助线，如等温线、等压线等。
(2)二想——想规律。联想外界条件对化学反应速率和化学平衡的影响规律。
(3)三判断——通过将图像分析和理论分析相结合，作出正确判断。
物质的量(浓度)、速率—时间图像
1．在一定条件下，N2O分解的部分实验数据如下：
反应时间/min
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
c(N2O)/(mol·L－1)
0.100
0.090
0.080
0.070
0.060
0.050
0.040
0.030
0.020
0.010
0.000
如图能正确表示该反应有关物理量变化规律的是( )
(注：图中半衰期指任一浓度N2O消耗一半时所需的相应时间，c1、c2均表示N2O初始浓度且c1＜c2)
解析：选A。分析实验数据可看出，相同时间间隔内，N2O物质的量浓度变化值相同，可得出结论：N2O的分解速率与其物质的量浓度无关，故A项正确，B项错误。分析数据可知：
0．100 mol·L－1→0.050 mol·L－1时间为50 min，
0．080 mol·L－1→0.040 mol·L－1时间为40 min，
0．060 mol·L－1→0.030 mol·L－1时间为30 min，
0．040 mol·L－1→0.020 mol·L－1时间为20 min，
0．020 mol·L－1→0.010 mol·L－1时间为10 min，
所以随着N2O物质的量浓度的增大，半衰期增大，故C项错误。转化率相等的情况下，浓度越大，所需时间越长，故D项错误。
2．25 ℃时，在体积为2 L的密闭容器中，气态物质A、B、C的物质的量n(mol)随时间t的变化如图所示，已知达到平衡后，降低温度，A的转化率增大。
(1)根据上图中数据，写出该反应的化学方程式：__________________________。此反应的平衡常数表达式K＝________，从反应开始到第一次平衡时的平均速率v(A)为____________。
(2)在5～7 min内，若K值不变，则此处曲线变化的原因是________________________。
(3)下图表示此反应的反应速率v和时间t的关系图：
各阶段的平衡常数如下表所示：
t2～t3
t4～t5
t5～t6
t7～t8
K1
K2
K3
K4
K1、K2、K3、K4之间的关系为______________________________________________
(用“>”“<”或“＝”连接)。A的转化率最大的一段时间是________。
解析：(1)由图中曲线变化情况可知：A和B是反应物，C是生成物，再由物质的量的变化值可得化学计量数之比，由此可写出反应的化学方程式及其平衡常数表达式，v(A)＝＝0.05 mol·L－1·min－1。(2)根据已知，反应达到平衡后，降低温度，A的转化率增大，可知正反应是放热反应。在5～7 min内，K值不变，说明平衡移动不是由温度引起的，因此改变的条件只能是增大压强。(3)根据速率－时间图分析，t3处改变的条件是升温，t5处改变的条件是使用催化剂，t6处改变的条件是减压，因此有K1>K2＝K3＝K4。由于整个过程条件的改变均造成转化率减小，所以转化率最大的一段时间为开始建立平衡的t2～t3段。
答案：(1)A＋2B2C 0.05 mol·L－1·min－1 (2)增大压强 (3)K1>K2＝K3＝K4 t2～t3
百分含量(物质的量)—时间—温度(压强)图像
3．可逆反应：aA(s)＋bB(g)cC(g)＋dD(g) ΔH＝Q kJ·mol－1，反应过程中，当其他条件不变时，某物质在混合物中的百分含量与温度(T)、压强(p)的关系如图所示，据图分析，以下说法正确的是( )
A．T1>T2，ΔH>0
B．T10
C．p1>p2，a＋b＝c＋d
D．p1
4．(2018·福州高三适应性考试)在密闭容器中通入NO和CO各2 mol发生反应：2NO(g)＋2CO(g)2CO2(g)＋N2(g)，容器内CO2的物质的量随温度(T)、压强(p)和时间(t)的变化曲线如图所示。以下说法合理的是( )
A．温度T2＞T1
B．压强p2＞p1
C．曲线Ⅱ表示NO平衡转化率为25%
D．该反应的焓变ΔH＜0
解析：选D。由Ⅰ和Ⅲ，温度相同，“先拐先平”，所以p1>p2，B项错误；由Ⅱ和Ⅲ，压强相同，T1>T2，A项错误；Ⅱ→Ⅲ，温度升高，n(CO2)减小，平衡向逆反应方向移动，说明逆反应吸热，正反应放热，D项正确；曲线Ⅱ表示NO的平衡转化率为75%，C项错误。
恒温(恒压)线图像分析
5．用CO合成甲醇(CH3OH)的化学方程式为CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g) ΔH<0，按照相同的物质的量投料，测得CO在不同温度下的平衡转化率与压强的关系如图所示。下列说法正确的是( )
A．温度：T1＞T2＞T3
B．正反应速率：v(b)＞v(d) v(a)＞v(c)
C．平衡常数：K(a)＞K(c) K(b)＝K(d)
D．平均摩尔质量：M(b)＞M(d) M(a)＜M(c)
解析：选C。正反应放热，相同压强下，温度越高，CO的平衡转化率越小，反应速率越大，故T1v(d)，A、B项错误；正反应放热，温度升高，平衡逆向移动，平衡常数减小，温度不变，平衡常数不变，故有K(a)>K(c)，K(b)＝K(d)，C项正确；CO的平衡转化率越大，正向进行程度越大，气体的物质的量越少，平均摩尔质量越大，M(a)>M(c)，D项错误。
6．(2018·湛江高三检测)研究和开发CO2和CO的创新利用是环境保护和资源利用双赢的课题。
CO可用于合成甲醇。在压强为0.1 MPa条件下，在体积为b L的密闭容器中充入a mol CO和2a mol H2，在催化剂作用下合成甲醇：CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)。
平衡时CO的转化率与温度、压强的关系如图：
(1)该反应属于________反应(填“吸热”或“放热”)。
(2)100 ℃时，该反应的平衡常数：K＝________(用含a、b的代数式表示)。若一个可逆反应的平衡常数K值很大，对此反应的说法正确的是________(填序号)。
a．该反应使用催化剂意义不大
b．该反应发生将在很短时间内完成
c．该反应达到平衡时至少有一种反应物百分含量很小
d．该反应一定是放热反应
(3)在温度和容积不变的情况下，再向平衡体系中充入a mol CO、2a mol H2，达到平衡时CO转化率__________(填“增大”“不变”或“减小”，下同)，平衡常数________。
(4)在某温度下，向一容积不变的密闭容器中充入2.5 mol CO、7.5 mol H2，反应生成CH3OH(g)，达到平衡时，CO转化率为90%，此时容器内压强为开始时压强的________倍。
解析：(1)同一压强下，CO的转化率随温度的升高而减小，所以正反应为放热反应。
(2)100 ℃时CO的转化率为0.5，列式求算：
CO(g) ＋ 2H2(g)CH3OH(g)
起始 a mol 2a mol 0
转化 0.5a mol a mol 0.5a mol
平衡 0.5a mol a mol 0.5a mol
K等于平衡时生成物浓度幂之积除以反应物浓度幂之积，求得K＝b2/a2；反应的K值大只能说明反应进行的程度大，不能确定其反应速率的大小，也不能确定反应是吸热还是放热。
(3)由于该反应为气体体积减小的反应，再通入a mol CO、2a mol H2相当于增大压强，平衡向正反应方向移动，所以CO转化率增大，平衡常数只与温度有关，与浓度无关，所以不会改变。
(4) CO(g) ＋ 2H2(g)CH3OH(g)
起始 2.5 mol 7.5 mol 0
转化 2.25 mol 4.5 mol 2.25 mol
平衡 0.25 mol 3 mol 2.25 mol
由于恒温、恒容下，压强之比等于物质的量之比，平衡时的总物质的量为5.5 mol，起始时为10 mol，所以平衡时压强为起始时的0.55倍。
答案：(1)放热 (2)b2/a2 c (3)增大 不变 (4)0.55
有关化学反应速率和化学平衡图像题的分析方法
(1)认清坐标系：弄清纵、横坐标所代表的意义，并与勒夏特列原理结合进行分析。
(2)紧扣可逆反应的特征：弄清正反应是吸热还是放热，体积是增大、减小还是不变，有无固体、纯液体参与或生成等。
(3)看清变化：看清反应速率的变化及变化量的大小，在条件与变化之间搭桥。看清起点、拐点、终点，看清曲线的变化趋势。
(4)先拐先平：例如，在转化率—时间图像上，先出现拐点的曲线先达到平衡，此时逆向推理可得该变化是由温度高还是压强大引起的。
(5)定一议二：当图像中有三个量时，先固定一个量不变，再讨论另外两个量的关系。
[课后达标检测]
一、选择题
1．CO和NO都是汽车尾气中的有害物质，它们之间能缓慢地发生如下反应：2NO(g)＋2CO(g)N2(g)＋2CO2(g) ΔH<0，现利用此反应，拟设计一种环保装置，用来消除汽车尾气对大气的污染，下列设计方案可以提高尾气处理效果的是( )
①选用适当的催化剂 ②提高装置温度 ③降低装置的压强 ④装置中放入碱石灰
A．①③ B．②④
C．①④ D．②③
解析：选C。①选用适当催化剂虽不能提高反应物的转化率，但能加快反应速率，正确；②因为该反应的正反应为放热反应，所以升高温度，平衡向逆反应方向移动，错误；③该反应的正反应为气体体积减小的反应，因此降低压强，平衡向逆反应方向移动，错误；④装置中放入碱石灰能吸收CO2，使CO2的浓度降低，平衡向正反应方向移动，正确。
2．下列各项与化学平衡移动原理无关的是( )
A．收集氯气用排饱和食盐水的方法
B．加催化剂，使N2和H2在一定的条件下转化为NH3
C．可用浓氨水和氢氧化钠固体快速制取氨气
D．加压条件下有利于SO2和O2反应生成SO3
解析：选B。使用催化剂对化学平衡移动无影响，与化学平衡移动原理无关，故选B。
3．为了探究外界条件对反应：aX(g)＋bY(g)cZ(g)的影响，以X和Y物质的量比为a∶b开始反应，通过实验得到不同条件下达到平衡时Z的物质的量分数，实验结果如图所示。以下判断正确的是( )
A．ΔH>0，a＋b>c B．ΔH>0，a＋b
4．(2015·高考上海卷)对于合成氨反应，达到平衡后，以下分析正确的是( )
A．升高温度，对正反应的反应速率影响更大
B．增大压强，对正反应的反应速率影响更大
C．减小反应物浓度，对逆反应的反应速率影响更大
D．加入催化剂，对逆反应的反应速率影响更大
解析：选B。A.合成氨反应的正反应是放热反应，升高温度，正、逆反应的反应速率都增大，但是温度对吸热反应的反应速率影响更大，所以对该反应来说，对逆反应的反应速率影响更大，错误。B.合成氨的正反应是气体体积减小的反应，增大压强，对正反应的反应速率影响更大，正确。C.减小反应物浓度，使正反应的反应速率瞬间减小，由于生成物的浓度没有变化，所以逆反应的反应速率瞬间不变，然后逐渐减小，故减小反应物浓度，对正反应的反应速率影响更大，错误。D.加入催化剂，对正、逆反应的反应速率的影响相同，错误。
5．可逆反应：mA(g)nB(g)＋pC(s) ΔH＝Q，温度和压强的变化对正、逆反应速率的影响分别符合图中的两个图像，以下叙述正确的是( )
A．m>n，Q >0 B．m>n＋p，Q >0
C．m>n，Q <0 D．m
6．(2017·高考海南卷改编)已知反应CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g) ΔH＜0。在一定温度和压强下于密闭容器中，反应达到平衡。下列叙述正确的是( )
A．升高温度，K增大
B．减小压强，n(CO2)增加
C．更换高效催化剂，α(CO)增大
D．充入一定量的氮气，n(H2)不变
解析：选D。A.此反应的正反应是放热反应，升高温度平衡向逆反应方向移动，化学平衡常数只受温度的影响，即升高温度，K减小，故A说法错误；B.反应前后气体系数之和相等，因此减小压强，平衡不移动，即n(CO2)不变，故B说法错误；C.催化剂对化学平衡移动无影响，因此CO的转化率不变，故C说法错误；D.恒压下，充入N2，容器的体积增大，组分浓度降低，但化学反应前后气体系数之和不变，因此化学平衡不移动，n(H2)不变，故D说法正确。
7．处于平衡状态的反应：2H2S(g)2H2(g)＋S2(g) ΔH>0，不改变其他条件的情况下合理的说法是( )
A．加入催化剂，反应路径将发生改变，ΔH也将随之改变
B．升高温度，正、逆反应速率都增大，H2S分解率也增大
C．增大压强，平衡向逆反应方向移动，将引起体系温度降低
D．若体系恒容，注入一些H2后达新平衡，H2浓度将减小
解析：选B。催化剂能改变化学反应速率也能改变反应路径，但焓变与反应路径无关，A项错误；温度升高，正、逆反应速率均增大，因ΔH>0，故平衡正向移动，H2S分解率增大，B项正确；该反应是气体体积增大的反应，增大压强平衡逆向移动，逆向反应是放热反应，会使体系温度升高，C项错误；恒容体系中注入H2，平衡将向H2浓度降低的方向移动，但最终H2的浓度仍比原来的大，D项错误。
8．(2018·黄冈高三质检)T ℃时在2 L密闭容器中使X(g)与Y(g)发生反应生成Z(g)。反应过程中X、Y、Z的物质的量变化如图1所示；若保持其他条件不变，温度分别为T1和T2，Y的体积百分含量与时间的关系如图2所示。下列分析正确的是( )
A．容器中发生的反应可表示为3X(g)＋Y(g)4Z(g)
B．0～3 min内，v(X)＝0.2 mol·L－1·min－1
C．若改变条件，使反应进程如图3所示，则改变的条件可能是增大压强
D．其他条件不变时升高温度，v(正)、v(逆)都增大，且重新达到平衡前v(正)>v(逆)
解析：选D。A项，由图中X、Y、Z的物质的量变化可知反应为3X(g)＋Y(g)2Z(g)，错误；B项，0～3 min内，v(X)＝＝0.1 mol·L－1·min－1，错误；C项，图3与图1相比，限度没有变，只是缩短了到达平衡的时间，若增大压强，平衡向正反应方向移动，错误；D项，由图2可知T2>T1，升高温度，Y的百分含量减小，平衡向正反应方向移动，v(正)>v(逆)，正确。
9．(2015·高考天津卷)某温度下，在2 L的密闭容器中，加入1 mol X(g)和 2 mol Y(g)发生反应：
X(g)＋mY(g)3Z(g)
平衡时，X、Y、Z的体积分数分别为30%、60%、10%。在此平衡体系中加入1 mol Z(g)，再次达到平衡后，X、Y、Z的体积分数不变。下列叙述不正确的是( )
A．m＝2
B．两次平衡的平衡常数相同
C．X与Y的平衡转化率之比为1∶1
D．第二次平衡时，Z的浓度为0.4 mol·L－1
解析：选D。A.根据再次加入1 mol Z(g)，平衡后，X、Y、Z的体积分数不变，可知该反应是一个反应前后气体分子数相等的反应，因此m＝2。B.由于温度没有变化，故两次平衡的平衡常数不变。C.因为是按照化学方程式中化学计量数之比充入的反应物，因此二者的平衡转化率相等。D.该反应前后气体分子数不变，因此反应后气体的物质的量与反应前一样，都为4 mol，而平衡后Z的体积分数为10%，故平衡时Z的物质的量为4 mol×10%＝0.4 mol，容器体积为2 L，则Z的浓度为0.2 mol·L－1。
10．在三个容积均为1 L的密闭容器中以不同的氢碳比[n(H2)/n(CO2)]充入H2和CO2，在一定条件下发生反应：2CO2(g)＋6H2(g)C2H4(g)＋4H2O(g) ΔH。CO2的平衡转化率与温度的关系如图所示：
下列说法正确的是( )
A．该反应的ΔH>0
B．氢碳比：①＜②
C．在氢碳比为2.0时，Q点v(正)＜v(逆)
D．若起始时，CO2、H2浓度分别为0.5 mol·L－1和1.0 mol·L－1，则可得P点对应温度的平衡常数的值为512
解析：选D。A项，由图像可知，随温度的升高，CO2平衡转化率降低，说明平衡向逆反应方向移动，逆反应是吸热反应，正反应是放热反应，错误；B项，相同温度时，①中CO2的平衡转化率高，说明氢碳比高(提高H2的比例，平衡正向移动，CO2的转化率高)，错误；C项，相同温度下，氢碳比为2.0时，平衡点是P点，Q点到P点，CO2平衡转化率增大，平衡正向移动，v(正)>v(逆)，错误；D项，
2CO2(g)＋6H2(g)C2H4(g)＋4H2O(g)
0.5 1.0 0 0
0.25 0.75 0.125 0.5
0.25 0.25 0.125 0.5
K＝＝＝512，正确。
二、非选择题
11．高炉炼铁过程中发生的主要反应为Fe2O3(s)＋CO(g)Fe(s)＋CO2(g)。
已知该反应在不同温度下的平衡常数如下：
温度/℃
1 000
1 150
1 300
平衡常数
4.0
3.7
3.5
请回答下列问题：
(1)该反应的平衡常数表达式K＝________，ΔH______0(填“>”“<”或“＝”)。
(2)在一个容积为10 L的密闭容器中，1 000 ℃时加入Fe、Fe2O3、CO、CO2各1.0 mol，反应经过10 min后达到平衡。求该时间范围内反应的平均反应速率v(CO2)＝______________，CO的平衡转化率＝________。
(3)欲提高(2)中CO的平衡转化率，可采取的措施是_______________________________。
A．减少Fe的量
B．增加Fe2O3的量
C．移出部分CO2
D．升高反应温度
E．减小容器的容积
F．加入合适的催化剂
解析：(1)根据表中平衡常数与温度的关系，温度越高，平衡常数越小，说明该反应是放热反应，ΔH<0；Fe2O3、Fe都是固体，不出现在平衡常数表达式中，则K＝。
(2)设平衡后转化的CO浓度为x mol·L－1，
Fe2O3(s)＋CO(g)Fe(s)＋CO2(g)
起始/mol·L－1 0.1 0.1
转化/mol·L－1 x x
平衡/mol·L－1 0.1－x 0.1＋x
1 000 ℃时，K＝＝4.0，x＝0.06。则v(CO2)＝＝＝0.006 mol·L－1·min－1。
CO的平衡转化率为×100%＝60%。
(3)对于题中反应，由于Fe、Fe2O3是固体，改变其用量不影响平衡；由于此反应是一个反应前后气体体积不变的反应，减小容器容积，对平衡无影响；催化剂不影响平衡；移出部分CO2，平衡右移，CO平衡转化率增大；升高反应温度，平衡左移，CO平衡转化率减小。
答案：(1) <
(2)0.006 mol·L－1·min－1 60%
(3)C
12．(2015·高考广东卷)用O2将HCl转化为Cl2，可提高效益，减少污染。 传统上该转化通过如图所示的催化循环实现，总反应是2HCl(g)＋O2(g)H2O(g)＋Cl2(g) ΔH。新型RuO2催化剂对上述HCl转化为Cl2的总反应具有更好的催化活性。
(1)实验测得在一定压强下，总反应的HCl平衡转化率随温度变化的αHCl～T曲线如图，则总反应的ΔH________0(填“＞”“＝”或“＜”)；A、B两点的平衡常数K(A)与K(B)中较大的是________。
(2)在上述实验中若压缩体积使压强增大，画出相应αHCl～T曲线的示意图，并简要说明理由：________________________________________________________________。
(3)下列措施中，有利于提高αHCl的有________。
A．增大n(HCl)
B．增大n(O2)
C．使用更好的催化剂
D．移去H2O
解析：(1)根据图像可知，升高温度，HCl平衡转化率降低，即升高温度，平衡逆向移动，所以正反应是放热反应，即ΔH＜0；B点表示的HCl转化率比A点的低，所以K(A)大于K(B)。(2)温度相同时，增大压强，平衡正向移动，HCl平衡转化率增大，因此曲线应在原曲线上方。(3)A选项中增大HCl的物质的量，平衡正向移动，但HCl转化率减小，所以错误；B选项中增大O2的物质的量，平衡正向移动，HCl转化率增大，所以正确；C选项中催化剂不能改变平衡状态，所以错误；D选项中移去水，平衡正向移动，HCl转化率增大，所以正确。
答案：(1)＜ K(A) (2)温度相同的条件下，增大压强平衡正向移动，平衡时HCl的转化率增大，因此曲线应在原曲线上方
(3)BD
13．(2015·高考山东卷)合金贮氢材料具有优异的吸放氢性能，在配合氢能的开发中起着重要作用。
(1)一定温度下，某贮氢合金(M)的贮氢过程如下所示，纵轴为平衡时氢气的压强(p)，横轴表示固相中氢原子与金属原子的个数比(H/M)。
在OA段，氢溶解于M中形成固溶体MHx，随着氢气压强的增大，H/M逐渐增大；在AB段，MHx与氢气发生氢化反应生成氢化物MHy，氢化反应方程式为zMHx(s)＋H2(g)zMHy(s) ΔH1()；在B点，氢化反应结束，进一步增大氢气压强，H/M几乎不变。反应()中z＝________(用含x和y的代数式表示)。温度为T1时，2 g 某合金4 min 内吸收氢气240 mL，吸氢速率v＝________mL·g－1·min－1。反应(Ⅰ)的焓变ΔH1________0(填“＞”“＝”或“＜”)。
(2)η表示单位质量贮氢合金在氢化反应阶段的最大吸氢量占其总吸氢量的比例，则温度为T1、T2时，η(T1)________η(T2)(填“＞”“＝”或“＜”)。当反应(Ⅰ)处于图中a点时，保持温度不变，向恒容体系中通入少量氢气，达平衡后反应(Ⅰ)可能处于图中的________点(填“b”“c”或“d”)，该贮氢合金可通过__________或__________的方式释放氢气。
(3)贮氢合金ThNi5可催化由CO、H2合成CH4的反应。温度为T时，该反应的热化学方程式为________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
已知温度为T时：CH4(g)＋2H2O(g)===CO2(g)＋4H2(g) ΔH＝165 kJ·mol－1
CO(g)＋H2O(g)===CO2(g)＋H2(g) ΔH＝－41 kJ·mol－1
解析：(1)在反应(Ⅰ)中，zMHx(s)＋H2(g)zMHy(s)，由方程式两边氢原子个数守恒得zx＋2＝zy，z＝；温度为T1时，2 g某合金4 min内吸收氢气240 mL，吸氢速率v＝＝30 mL·g－1·min－1。因为T1＜T2，温度升高，H2的压强增大，由平衡移动原理知，平衡向吸热方向移动，反应(Ⅰ)的逆反应为吸热反应，则正反应为放热反应，所以ΔH1＜0。
(2)结合图像分析知，随着温度升高，反应(Ⅰ)向左移动，H2压强增大，故η随着温度升高而降低，所以η(T1)＞η(T2)；当反应处于图中a点时，保持温度不变，向恒容体系中通入少量H2，H2压强增大，H/M逐渐增大，由图像可知，气体压强在B点以前是不改变的，故反应(Ⅰ)可能处于图中的c点；该贮氢合金要释放氢气，应该使反应(Ⅰ)左移，根据平衡移动原理，可以通过升高温度或减小压强的方式使反应向左移动。
(3)由题意知：CH4(g)＋2H2O(g)===CO2(g)＋4H2(g) ΔH＝165 kJ·mol－1①
CO(g)＋H2O(g)===CO2(g)＋H2(g) ΔH＝－41 kJ·mol－1②
应用盖斯定律，由②－①可得CO、H2合成CH4的反应：
CO(g)＋3H2(g)===CH4(g)＋H2O(g) ΔH＝－206 kJ·mol－1。
答案：(1) 30 < (2)> c 加热 减压
(3)CO(g)＋3H2(g)===CH4(g)＋H2O(g) ΔH＝－206 kJ·mol－1
1．理解外界条件(浓度、温度、压强、催化剂等)对化学平衡的影响，能用相关理论解释其一般规律。
2．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。
化学平衡的移动
[知识梳理]
1．化学平衡移动的原因与方向
(1)原因
反应条件改变，引起v正≠v逆。
(2)方向
①v正>v逆时，平衡向正反应方向移动；
②v正＜v逆时，平衡向逆反应方向移动。
2．化学平衡移动的过程
3．影响化学平衡移动的因素
(1)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。
(2)影响化学平衡移动的因素
若其他条件不变，改变下列条件对化学平衡的影响如下：
条件的改变(其他条件不变)
化学平衡的移动
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
分子数改变
增大压强
向气体体积减小的方向移动
减小压强
向气体体积增大的方向移动
反应前后气体
分子数不变
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
使用催化剂
平衡不移动
[自我检测]
1．对于一定条件下的可逆反应，
甲：A(g)＋B(g)C(g) ΔH＜0
乙：A(s)＋B(g)C(g) ΔH＜0
丙：A(g)＋B(g)2C(g) ΔH＞0
达到化学平衡后，改变条件，按要求回答下列问题：
(1)升温，平衡移动方向分别为(填“向左”“向右”或“不移动”，下同)
甲________，乙________，丙________；
混合气体的平均相对分子质量变化分别为(填“增大”“减小”或“不变”，下同)
甲________，乙________，丙________。
(2)加压，平衡移动方向分别为
甲________，乙________，丙________；
混合气体的平均相对分子质量变化分别为
甲________，乙________，丙________。
答案：(1)向左 向左 向右 减小 减小 不变
(2)向右 不移动 不移动 增大 不变 不变
2．已知一定条件下合成氨反应：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g) ΔH＝－92.4 kJ·mol－1，在反应过程中，反应速率的变化如图所示，请根据反应速率的变化回答采取的措施。
t1____________；t2____________；t3____________；
t4____________。
答案：增大c(N2)或c(H2) 加入催化剂 降低温度
增大压强
(1)化学平衡发生移动的实质是正、逆反应速率不相等。正、逆反应速率发生变化，平衡不一定移动。例如：使用催化剂，正、逆反应速率均增加，但是增加后的速率仍然相等，所以平衡不发生移动。
(2)v(正)增大，平衡不一定向正反应方向移动。只有v(正)>v(逆)时，才使平衡向正反应方向移动。
(3)外界条件改变时，化学平衡发生移动，最终结果只能“减弱”条件的改变，但不能“消除”条件的改变。
对可逆反应：2A(s)＋3B(g)C(g)＋2D(g) ΔH<0，在一定条件下达到平衡。下列有关叙述正确的是( )
①增加A的量，平衡向正反应方向移动
②升高温度，平衡向逆反应方向移动，v(正)减小
③压强增大一倍，平衡不移动，v(正)、v(逆)不变
④增大B的浓度，v(正)>v(逆)
⑤加入催化剂，B的转化率提高
A．①② B．④
C．③ D．④⑤
[解析] A是固体，其量的变化对平衡无影响；而增大B的浓度，正反应速率增大，平衡向正反应方向移动，v(正)>v(逆)；升高温度，v(正)、v(逆)均增大，但v(逆)增大的程度大，平衡向逆反应方向移动；增大压强，平衡不移动，但v(正)、v(逆)都增大；催化剂不能使化学平衡发生移动，B的转化率不变。
[答案] B
对于某可逆反应：2A(g)＋B(g)C(g)＋3D(？)，平衡时B物质的浓度为0.2 mol/L，保持温度不变，将容器扩大到原体积的2倍，重新达到平衡时B物质的浓度为0.14 mol/L，则物质D是气态还是非气态？
答案：扩容至原来的2倍，各物质浓度均减半，重新达到平衡时B物质的浓度为0.14 mol/L，说明B的浓度比扩容时增大，则表示平衡向逆方向移动；压强减小，平衡将向气体体积增大的方向移动，说明化学方程式中气体体积左边大于右边，则D物质为非气态。
判断化学平衡移动方向的思维模型
化学平衡移动方向的判断
1．反应X(g)＋Y(g)2Z(g) ΔH＜0，达到平衡时，下列说法正确的是( )
A．减小容器体积，平衡向右移动
B．加入催化剂，Z的产率增大
C．增大c(X)，X的转化率增大
D．降低温度，Y的转化率增大
解析：选D。A.该反应为反应前后气体物质的量不变的反应，平衡不受压强影响，减小容器体积，平衡不移动。B.催化剂不能使平衡移动，不改变产物的产率。C.增大c(X)，平衡正向移动，Y的转化率增大，X本身的转化率反而减小。D.该反应的正反应是放热反应，降低温度，平衡正向移动，Y 的转化率增大。
2．某温度下，在密闭容器中SO2、O2、SO3三种气态物质建立化学平衡后，改变条件对反应2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g) ΔH<0的正、逆反应速率的影响如图所示：
(1)加催化剂对反应速率产生影响的图像是________(填序号，下同)，平衡________移动。
(2)升高温度对反应速率产生影响的图像是________，平衡向________方向移动。
(3)增大反应容器体积对反应速率产生影响的图像是________，平衡向________方向移动。
(4)增大O2的浓度对反应速率产生影响的图像是______，平衡向________方向移动。
解析：(1)加入催化剂，正、逆反应速率均增大，图像上应该出现“断点”，且应在原平衡的反应速率之上。催化剂使正、逆反应速率增大的倍数相同，则平衡不移动，改变条件后的速率线应该平行于横坐标轴，图像为C。
(2)升高温度，正、逆反应速率均增大，图像上应该出现“断点”，且应在原平衡的反应速率之上。因题给反应的正反应放热，升温平衡逆向移动，所以v′正
答案：(1)C 不 (2)A 逆反应 (3)D 逆反应
(4)B 正反应
化学平衡移动问题的分析步骤
3.(2018·锦州高三质检)一定条件下的密闭容器中：4NH3(g)＋5O2(g)4NO(g)＋6H2O(g)
ΔH＝－905.9 kJ·mol－1, 下列叙述正确的是( )
A．4 mol NH3和5 mol O2反应，达到平衡时放出热量为905.9 kJ
B．平衡时v正(O2)＝v逆(NO)
C．平衡后减小压强， 混合气体平均摩尔质量增大
D．平衡后升高温度， 混合气体中NO含量降低
解析：选D。A项，由于可逆反应不能进行到底，所以放出热量小于905.9 kJ，错误；B项，达到平衡时v正(O2)∶v逆(NO)＝5∶4，错误；C项，减小压强，平衡向正反应方向移动，气体的物质的量增大，而气体的总质量不变，所以混合气体的平均摩尔质量减小，错误；D项，升高温度，平衡逆向移动，NO含量降低，正确。
勒夏特列原理及其应用
4．下列有关合成氨工业的叙述，可用勒夏特列原理来解释的是( )
A．使用铁作催化剂，可提高合成氨反应的速率
B．高压比常压条件更有利于合成氨的反应
C．500 ℃左右比室温更有利于合成氨的反应
D．合成氨时采用循环操作，可提高原料的利用率
解析：选B。催化剂只能改变反应途径，不能影响平衡的移动，A不符合题意；高压有利于合成氨反应的平衡右移，B符合题意；采用高温会使合成氨反应的平衡左移，但500 ℃下催化剂的活性较高，C不符合题意；循环操作与平衡移动没有直接关系，D不符合题意。
5．下列实验事实不能用平衡移动原理解释的是( )
A.
B.
t/℃
25
50
100
Kw/10－14
1.01
5.47
55.0
C.
D.
c(氨水)/(mol·L－1)
0.1
0.01
pH
11.1
10.6
解析：选C。A.二氧化氮气体中存在平衡：2NO2N2O4，体系的温度变化会使平衡发生移动。B.不同温度下水的电离平衡常数不同，温度升高促进水的电离，电离平衡常数增大。C.向过氧化氢溶液中加入二氧化锰，加速了过氧化氢的分解，这是二氧化锰的催化作用，不能用平衡移动原理解释。D.氨水的浓度减小为原来的十分之一，但其pH的变化小于1，说明氨水在稀释的过程中平衡：NH3·H2ONH＋OH－发生了移动。
(1)判断转化率的变化时，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。
(2)压强的影响实质是浓度的影响，所以只有当压强的改变造成浓度改变时，平衡才有可能移动。
(3)化学平衡移动的目的是“减弱”外界条件的改变，而不是“消灭”外界条件的改变，改变是不可逆转的。达到新平衡时此物理量更靠近于改变的方向。
例如：①对于反应A(g)＋B(g)C(g)，增大反应物A的浓度，平衡右移，A的浓度在增大的基础上减小，但达到新平衡时，A的浓度一定比原平衡大；②若将体系温度从50 ℃升高到80 ℃，则化学平衡向吸热反应方向移动，达到新的平衡状态时50 ℃
化学平衡的图像
[知识梳理]
一、速率—压强(或温度)图像
特点：曲线的意义是外界条件(温度、压强)对正、逆反应速率影响的变化趋势及变化幅度。图中交点是平衡状态，压强增大(或温度升高)后正反应速率增大得快，平衡正向移动。
二、转化率—时间—温度(或压强)图像
已知不同温度或压强下，反应物的转化率α(或百分含量)与时间的关系曲线，推断温度的高低及反应的热效应或压强的大小及气体物质间的化学计量数的关系。[以反应aA(g)＋bB(g)cC(g)中反应物的转化率αA为例说明]
解答这类图像题时应注意以下两点：
1．“先拐先平，数值大”原则
分析反应由开始(起始物质的量相同时)达到平衡所用时间的长短可推知反应条件的变化。
(1)若为温度变化引起，温度较高时，反应达平衡所需时间短，如甲中T2>T1。
(2)若为压强变化引起，压强较大时，反应达平衡所需时间短，如乙中p1>p2。
(3)若为是否使用催化剂引起，使用适宜催化剂时，反应达平衡所需时间短，如丙中a使用催化剂。
2．正确掌握图像中反应规律的判断方法
(1)图甲中，T2>T1，升高温度，αA降低，平衡逆移，则正反应为放热反应。
(2)图乙中，p1>p2，增大压强，αA升高，平衡正移，则正反应为气体体积减小的反应。
(3)若纵坐标表示A的百分含量，则甲中正反应为吸热反应，乙中正反应为气体体积增大的反应。
三、恒温线(或恒压线)图像
已知不同温度下的转化率—压强图像或不同压强下的转化率—温度图像，推断反应的热效应或反应前后气体物质间化学计量数的关系。[以反应aA(g)＋bB(g)cC(g)中反应物的转化率αA为例说明]
解答这类图像题时遵循的原则——“定一议二”原则：
1．可通过分析相同温度下不同压强时反应物A的转化率变化来判断平衡移动的方向，从而确定反应方程式中反应物与产物气体物质间的化学计量数的大小关系。如甲中任取一条温度曲线研究，压强增大，αA增大，平衡正移，正反应为气体体积减小的反应；乙中任取横坐标一点作横坐标垂直线，也能得出结论。
2．可通过分析相同压强下不同温度时反应物A的转化率变化来判断平衡移动的方向，从而确定反应的热效应。如利用上述分析方法，在甲中作垂直线，乙中任取一曲线，即能分析出正反应为放热反应。
四、几种特殊图像
1．如图，对于化学反应：mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)，M点前，表示化学反应从反应物开始，则v正>v逆；M点为刚达到的平衡点；M点后为平衡受温度的影响情况，即升温，A%增大(C%减小)，平衡左移，ΔH<0。
2．如图，对于化学反应：mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)，曲线L上所有的点都是平衡点。
曲线左上方(E点)，A%大于此压强时平衡体系中的A%，E点必须朝正反应方向移动才能达到平衡状态，所以，E点v正>v逆；则曲线右下方(F点)v正
1．对于可逆反应：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g) ΔH<0，下列研究目的和示意图相符的是( )
解析：选C。(1)根据达到平衡时间长短判断反应速率大小。(2)根据转化率大小以及正、逆反应速率关系判断平衡移动方向。
2．下列各图是温度(或压强)对2A(s)＋2B(g)2C(g)＋D(g) ΔH>0的正、逆反应速率的影响，曲线交点表示建立平衡时的温度或压强，其中正确的是( )
解析：选A。曲线交点表示建立平衡时的温度或压强，升高温度，增大压强，v正、v逆均增大，B中v逆和D中v正、v逆均减小，则B、D项均错误；可逆反应：2A(s)＋2B(g)2C(g)＋D(g) ΔH>0的正反应是一个气体体积增大的吸热反应，则升高温度，平衡向正反应方向移动，故v正>v逆，A项正确；增大压强，平衡向逆反应方向移动，故v逆>v正，C项错误。
(1)在图像题中一定要注意看清横、纵坐标表示的意义及图像中曲线的变化趋势。
(2)不要忽视图像中的比例关系，比例关系一般涉及计算问题。
(3)有些图像中曲线的斜率可以反映出变化的程度，不要忽视。
[2015·高考全国卷Ⅱ，27(3)]甲醇既是重要的化工原料，又可作为燃料，利用合成气(主要成分为CO、CO2和H2)在催化剂作用下合成甲醇。发生的主要反应如下：
①CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g) ΔH1<0
②CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g) ΔH2<0
③CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g) ΔH3>0
合成气组成n(H2)/n(CO＋CO2)＝2.60时，体系中的CO平衡转化率(α)与温度和压强的关系如图所示。α(CO)值随温度升高而________(填“增大”或“减小”)，其原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________；
图中的压强由大到小为________，其判断理由是________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
[解析] 由图可知，压强一定时，CO的平衡转化率随温度的升高而减小，其原因是反应①为放热反应，温度升高，平衡逆向移动，减少CO的消耗，反应③为吸热反应，温度升高，平衡正向移动，又使产生CO的量增大，而总结果是随温度升高，CO的转化率减小。反应①的正反应为气体总分子数减小的反应，温度一定时，增大压强，平衡正向移动，CO的平衡转化率增大，而反应③为气体总分子数不变的反应，产生CO的量不受压强的影响，因此增大压强时，CO的转化率提高，故压强p1、p2、p3的关系为p1＜p2＜p3。
[答案] 减小 升高温度时，反应①为放热反应，平衡逆向移动，使得体系中CO的量增大；反应③为吸热反应，平衡正向移动，又使产生CO的量增大；总结果，随温度升高，使CO的转化率降低 p3＞p2＞p1 相同温度下，由于反应①为气体分子数减小的反应，加压有利于提高CO的转化率；而反应③为气体分子数不变的反应，产生CO的量不受压强影响。故增大压强时，CO的转化率提高
已知：4NH3(g)＋5O2(g)4NO(g)＋6H2O(g) ΔH＝－1 025 kJ/mol。若反应物的起始物质的量相同，下列关于该反应的示意图不正确的是( )
解析：选C。正反应为放热反应，升高温度，反应速率增大，先达到平衡，但平衡左移，NO含量降低，A项正确，C项错误；正反应是气体体积增大的反应，增大压强，反应速率增大，先达到平衡，但平衡左移，NO含量降低，B项正确；加入催化剂可加快反应速率，缩短到达平衡的时间，但不影响平衡的移动，即NO含量不变，D项正确。
解化学反应速率与化学平衡图像题的思路
——“一看、二想、三判断”
(1)一看——看图像。①看轴：弄清纵、横坐标的含义；②看线：弄清线的走向、变化趋势及线的斜率；③看点：弄清曲线上起点、拐点、交点、最高点与最低点的含义；④看量的变化：弄清是浓度变化、温度变化、压强变化还是转化率变化；⑤看是否需要作辅助线，如等温线、等压线等。
(2)二想——想规律。联想外界条件对化学反应速率和化学平衡的影响规律。
(3)三判断——通过将图像分析和理论分析相结合，作出正确判断。
物质的量(浓度)、速率—时间图像
1．在一定条件下，N2O分解的部分实验数据如下：
反应时间/min
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
c(N2O)/(mol·L－1)
0.100
0.090
0.080
0.070
0.060
0.050
0.040
0.030
0.020
0.010
0.000
如图能正确表示该反应有关物理量变化规律的是( )
(注：图中半衰期指任一浓度N2O消耗一半时所需的相应时间，c1、c2均表示N2O初始浓度且c1＜c2)
解析：选A。分析实验数据可看出，相同时间间隔内，N2O物质的量浓度变化值相同，可得出结论：N2O的分解速率与其物质的量浓度无关，故A项正确，B项错误。分析数据可知：
0．100 mol·L－1→0.050 mol·L－1时间为50 min，
0．080 mol·L－1→0.040 mol·L－1时间为40 min，
0．060 mol·L－1→0.030 mol·L－1时间为30 min，
0．040 mol·L－1→0.020 mol·L－1时间为20 min，
0．020 mol·L－1→0.010 mol·L－1时间为10 min，
所以随着N2O物质的量浓度的增大，半衰期增大，故C项错误。转化率相等的情况下，浓度越大，所需时间越长，故D项错误。
2．25 ℃时，在体积为2 L的密闭容器中，气态物质A、B、C的物质的量n(mol)随时间t的变化如图所示，已知达到平衡后，降低温度，A的转化率增大。
(1)根据上图中数据，写出该反应的化学方程式：__________________________。此反应的平衡常数表达式K＝________，从反应开始到第一次平衡时的平均速率v(A)为____________。
(2)在5～7 min内，若K值不变，则此处曲线变化的原因是________________________。
(3)下图表示此反应的反应速率v和时间t的关系图：
各阶段的平衡常数如下表所示：
t2～t3
t4～t5
t5～t6
t7～t8
K1
K2
K3
K4
K1、K2、K3、K4之间的关系为______________________________________________
(用“>”“<”或“＝”连接)。A的转化率最大的一段时间是________。
解析：(1)由图中曲线变化情况可知：A和B是反应物，C是生成物，再由物质的量的变化值可得化学计量数之比，由此可写出反应的化学方程式及其平衡常数表达式，v(A)＝＝0.05 mol·L－1·min－1。(2)根据已知，反应达到平衡后，降低温度，A的转化率增大，可知正反应是放热反应。在5～7 min内，K值不变，说明平衡移动不是由温度引起的，因此改变的条件只能是增大压强。(3)根据速率－时间图分析，t3处改变的条件是升温，t5处改变的条件是使用催化剂，t6处改变的条件是减压，因此有K1>K2＝K3＝K4。由于整个过程条件的改变均造成转化率减小，所以转化率最大的一段时间为开始建立平衡的t2～t3段。
答案：(1)A＋2B2C 0.05 mol·L－1·min－1 (2)增大压强 (3)K1>K2＝K3＝K4 t2～t3
百分含量(物质的量)—时间—温度(压强)图像
3．可逆反应：aA(s)＋bB(g)cC(g)＋dD(g) ΔH＝Q kJ·mol－1，反应过程中，当其他条件不变时，某物质在混合物中的百分含量与温度(T)、压强(p)的关系如图所示，据图分析，以下说法正确的是( )
A．T1>T2，ΔH>0
B．T1
C．p1>p2，a＋b＝c＋d
D．p1
4．(2018·福州高三适应性考试)在密闭容器中通入NO和CO各2 mol发生反应：2NO(g)＋2CO(g)2CO2(g)＋N2(g)，容器内CO2的物质的量随温度(T)、压强(p)和时间(t)的变化曲线如图所示。以下说法合理的是( )
A．温度T2＞T1
B．压强p2＞p1
C．曲线Ⅱ表示NO平衡转化率为25%
D．该反应的焓变ΔH＜0
解析：选D。由Ⅰ和Ⅲ，温度相同，“先拐先平”，所以p1>p2，B项错误；由Ⅱ和Ⅲ，压强相同，T1>T2，A项错误；Ⅱ→Ⅲ，温度升高，n(CO2)减小，平衡向逆反应方向移动，说明逆反应吸热，正反应放热，D项正确；曲线Ⅱ表示NO的平衡转化率为75%，C项错误。
恒温(恒压)线图像分析
5．用CO合成甲醇(CH3OH)的化学方程式为CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g) ΔH<0，按照相同的物质的量投料，测得CO在不同温度下的平衡转化率与压强的关系如图所示。下列说法正确的是( )
A．温度：T1＞T2＞T3
B．正反应速率：v(b)＞v(d) v(a)＞v(c)
C．平衡常数：K(a)＞K(c) K(b)＝K(d)
D．平均摩尔质量：M(b)＞M(d) M(a)＜M(c)
解析：选C。正反应放热，相同压强下，温度越高，CO的平衡转化率越小，反应速率越大，故T1
6．(2018·湛江高三检测)研究和开发CO2和CO的创新利用是环境保护和资源利用双赢的课题。
CO可用于合成甲醇。在压强为0.1 MPa条件下，在体积为b L的密闭容器中充入a mol CO和2a mol H2，在催化剂作用下合成甲醇：CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)。
平衡时CO的转化率与温度、压强的关系如图：
(1)该反应属于________反应(填“吸热”或“放热”)。
(2)100 ℃时，该反应的平衡常数：K＝________(用含a、b的代数式表示)。若一个可逆反应的平衡常数K值很大，对此反应的说法正确的是________(填序号)。
a．该反应使用催化剂意义不大
b．该反应发生将在很短时间内完成
c．该反应达到平衡时至少有一种反应物百分含量很小
d．该反应一定是放热反应
(3)在温度和容积不变的情况下，再向平衡体系中充入a mol CO、2a mol H2，达到平衡时CO转化率__________(填“增大”“不变”或“减小”，下同)，平衡常数________。
(4)在某温度下，向一容积不变的密闭容器中充入2.5 mol CO、7.5 mol H2，反应生成CH3OH(g)，达到平衡时，CO转化率为90%，此时容器内压强为开始时压强的________倍。
解析：(1)同一压强下，CO的转化率随温度的升高而减小，所以正反应为放热反应。
(2)100 ℃时CO的转化率为0.5，列式求算：
CO(g) ＋ 2H2(g)CH3OH(g)
起始 a mol 2a mol 0
转化 0.5a mol a mol 0.5a mol
平衡 0.5a mol a mol 0.5a mol
K等于平衡时生成物浓度幂之积除以反应物浓度幂之积，求得K＝b2/a2；反应的K值大只能说明反应进行的程度大，不能确定其反应速率的大小，也不能确定反应是吸热还是放热。
(3)由于该反应为气体体积减小的反应，再通入a mol CO、2a mol H2相当于增大压强，平衡向正反应方向移动，所以CO转化率增大，平衡常数只与温度有关，与浓度无关，所以不会改变。
(4) CO(g) ＋ 2H2(g)CH3OH(g)
起始 2.5 mol 7.5 mol 0
转化 2.25 mol 4.5 mol 2.25 mol
平衡 0.25 mol 3 mol 2.25 mol
由于恒温、恒容下，压强之比等于物质的量之比，平衡时的总物质的量为5.5 mol，起始时为10 mol，所以平衡时压强为起始时的0.55倍。
答案：(1)放热 (2)b2/a2 c (3)增大 不变 (4)0.55
有关化学反应速率和化学平衡图像题的分析方法
(1)认清坐标系：弄清纵、横坐标所代表的意义，并与勒夏特列原理结合进行分析。
(2)紧扣可逆反应的特征：弄清正反应是吸热还是放热，体积是增大、减小还是不变，有无固体、纯液体参与或生成等。
(3)看清变化：看清反应速率的变化及变化量的大小，在条件与变化之间搭桥。看清起点、拐点、终点，看清曲线的变化趋势。
(4)先拐先平：例如，在转化率—时间图像上，先出现拐点的曲线先达到平衡，此时逆向推理可得该变化是由温度高还是压强大引起的。
(5)定一议二：当图像中有三个量时，先固定一个量不变，再讨论另外两个量的关系。
[课后达标检测]
一、选择题
1．CO和NO都是汽车尾气中的有害物质，它们之间能缓慢地发生如下反应：2NO(g)＋2CO(g)N2(g)＋2CO2(g) ΔH<0，现利用此反应，拟设计一种环保装置，用来消除汽车尾气对大气的污染，下列设计方案可以提高尾气处理效果的是( )
①选用适当的催化剂 ②提高装置温度 ③降低装置的压强 ④装置中放入碱石灰
A．①③ B．②④
C．①④ D．②③
解析：选C。①选用适当催化剂虽不能提高反应物的转化率，但能加快反应速率，正确；②因为该反应的正反应为放热反应，所以升高温度，平衡向逆反应方向移动，错误；③该反应的正反应为气体体积减小的反应，因此降低压强，平衡向逆反应方向移动，错误；④装置中放入碱石灰能吸收CO2，使CO2的浓度降低，平衡向正反应方向移动，正确。
2．下列各项与化学平衡移动原理无关的是( )
A．收集氯气用排饱和食盐水的方法
B．加催化剂，使N2和H2在一定的条件下转化为NH3
C．可用浓氨水和氢氧化钠固体快速制取氨气
D．加压条件下有利于SO2和O2反应生成SO3
解析：选B。使用催化剂对化学平衡移动无影响，与化学平衡移动原理无关，故选B。
3．为了探究外界条件对反应：aX(g)＋bY(g)cZ(g)的影响，以X和Y物质的量比为a∶b开始反应，通过实验得到不同条件下达到平衡时Z的物质的量分数，实验结果如图所示。以下判断正确的是( )
A．ΔH>0，a＋b>c B．ΔH>0，a＋b
4．(2015·高考上海卷)对于合成氨反应，达到平衡后，以下分析正确的是( )
A．升高温度，对正反应的反应速率影响更大
B．增大压强，对正反应的反应速率影响更大
C．减小反应物浓度，对逆反应的反应速率影响更大
D．加入催化剂，对逆反应的反应速率影响更大
解析：选B。A.合成氨反应的正反应是放热反应，升高温度，正、逆反应的反应速率都增大，但是温度对吸热反应的反应速率影响更大，所以对该反应来说，对逆反应的反应速率影响更大，错误。B.合成氨的正反应是气体体积减小的反应，增大压强，对正反应的反应速率影响更大，正确。C.减小反应物浓度，使正反应的反应速率瞬间减小，由于生成物的浓度没有变化，所以逆反应的反应速率瞬间不变，然后逐渐减小，故减小反应物浓度，对正反应的反应速率影响更大，错误。D.加入催化剂，对正、逆反应的反应速率的影响相同，错误。
5．可逆反应：mA(g)nB(g)＋pC(s) ΔH＝Q，温度和压强的变化对正、逆反应速率的影响分别符合图中的两个图像，以下叙述正确的是( )
A．m>n，Q >0 B．m>n＋p，Q >0
C．m>n，Q <0 D．m
6．(2017·高考海南卷改编)已知反应CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g) ΔH＜0。在一定温度和压强下于密闭容器中，反应达到平衡。下列叙述正确的是( )
A．升高温度，K增大
B．减小压强，n(CO2)增加
C．更换高效催化剂，α(CO)增大
D．充入一定量的氮气，n(H2)不变
解析：选D。A.此反应的正反应是放热反应，升高温度平衡向逆反应方向移动，化学平衡常数只受温度的影响，即升高温度，K减小，故A说法错误；B.反应前后气体系数之和相等，因此减小压强，平衡不移动，即n(CO2)不变，故B说法错误；C.催化剂对化学平衡移动无影响，因此CO的转化率不变，故C说法错误；D.恒压下，充入N2，容器的体积增大，组分浓度降低，但化学反应前后气体系数之和不变，因此化学平衡不移动，n(H2)不变，故D说法正确。
7．处于平衡状态的反应：2H2S(g)2H2(g)＋S2(g) ΔH>0，不改变其他条件的情况下合理的说法是( )
A．加入催化剂，反应路径将发生改变，ΔH也将随之改变
B．升高温度，正、逆反应速率都增大，H2S分解率也增大
C．增大压强，平衡向逆反应方向移动，将引起体系温度降低
D．若体系恒容，注入一些H2后达新平衡，H2浓度将减小
解析：选B。催化剂能改变化学反应速率也能改变反应路径，但焓变与反应路径无关，A项错误；温度升高，正、逆反应速率均增大，因ΔH>0，故平衡正向移动，H2S分解率增大，B项正确；该反应是气体体积增大的反应，增大压强平衡逆向移动，逆向反应是放热反应，会使体系温度升高，C项错误；恒容体系中注入H2，平衡将向H2浓度降低的方向移动，但最终H2的浓度仍比原来的大，D项错误。
8．(2018·黄冈高三质检)T ℃时在2 L密闭容器中使X(g)与Y(g)发生反应生成Z(g)。反应过程中X、Y、Z的物质的量变化如图1所示；若保持其他条件不变，温度分别为T1和T2，Y的体积百分含量与时间的关系如图2所示。下列分析正确的是( )
A．容器中发生的反应可表示为3X(g)＋Y(g)4Z(g)
B．0～3 min内，v(X)＝0.2 mol·L－1·min－1
C．若改变条件，使反应进程如图3所示，则改变的条件可能是增大压强
D．其他条件不变时升高温度，v(正)、v(逆)都增大，且重新达到平衡前v(正)>v(逆)
解析：选D。A项，由图中X、Y、Z的物质的量变化可知反应为3X(g)＋Y(g)2Z(g)，错误；B项，0～3 min内，v(X)＝＝0.1 mol·L－1·min－1，错误；C项，图3与图1相比，限度没有变，只是缩短了到达平衡的时间，若增大压强，平衡向正反应方向移动，错误；D项，由图2可知T2>T1，升高温度，Y的百分含量减小，平衡向正反应方向移动，v(正)>v(逆)，正确。
9．(2015·高考天津卷)某温度下，在2 L的密闭容器中，加入1 mol X(g)和 2 mol Y(g)发生反应：
X(g)＋mY(g)3Z(g)
平衡时，X、Y、Z的体积分数分别为30%、60%、10%。在此平衡体系中加入1 mol Z(g)，再次达到平衡后，X、Y、Z的体积分数不变。下列叙述不正确的是( )
A．m＝2
B．两次平衡的平衡常数相同
C．X与Y的平衡转化率之比为1∶1
D．第二次平衡时，Z的浓度为0.4 mol·L－1
解析：选D。A.根据再次加入1 mol Z(g)，平衡后，X、Y、Z的体积分数不变，可知该反应是一个反应前后气体分子数相等的反应，因此m＝2。B.由于温度没有变化，故两次平衡的平衡常数不变。C.因为是按照化学方程式中化学计量数之比充入的反应物，因此二者的平衡转化率相等。D.该反应前后气体分子数不变，因此反应后气体的物质的量与反应前一样，都为4 mol，而平衡后Z的体积分数为10%，故平衡时Z的物质的量为4 mol×10%＝0.4 mol，容器体积为2 L，则Z的浓度为0.2 mol·L－1。
10．在三个容积均为1 L的密闭容器中以不同的氢碳比[n(H2)/n(CO2)]充入H2和CO2，在一定条件下发生反应：2CO2(g)＋6H2(g)C2H4(g)＋4H2O(g) ΔH。CO2的平衡转化率与温度的关系如图所示：
下列说法正确的是( )
A．该反应的ΔH>0
B．氢碳比：①＜②
C．在氢碳比为2.0时，Q点v(正)＜v(逆)
D．若起始时，CO2、H2浓度分别为0.5 mol·L－1和1.0 mol·L－1，则可得P点对应温度的平衡常数的值为512
解析：选D。A项，由图像可知，随温度的升高，CO2平衡转化率降低，说明平衡向逆反应方向移动，逆反应是吸热反应，正反应是放热反应，错误；B项，相同温度时，①中CO2的平衡转化率高，说明氢碳比高(提高H2的比例，平衡正向移动，CO2的转化率高)，错误；C项，相同温度下，氢碳比为2.0时，平衡点是P点，Q点到P点，CO2平衡转化率增大，平衡正向移动，v(正)>v(逆)，错误；D项，
2CO2(g)＋6H2(g)C2H4(g)＋4H2O(g)
0.5 1.0 0 0
0.25 0.75 0.125 0.5
0.25 0.25 0.125 0.5
K＝＝＝512，正确。
二、非选择题
11．高炉炼铁过程中发生的主要反应为Fe2O3(s)＋CO(g)Fe(s)＋CO2(g)。
已知该反应在不同温度下的平衡常数如下：
温度/℃
1 000
1 150
1 300
平衡常数
4.0
3.7
3.5
请回答下列问题：
(1)该反应的平衡常数表达式K＝________，ΔH______0(填“>”“<”或“＝”)。
(2)在一个容积为10 L的密闭容器中，1 000 ℃时加入Fe、Fe2O3、CO、CO2各1.0 mol，反应经过10 min后达到平衡。求该时间范围内反应的平均反应速率v(CO2)＝______________，CO的平衡转化率＝________。
(3)欲提高(2)中CO的平衡转化率，可采取的措施是_______________________________。
A．减少Fe的量
B．增加Fe2O3的量
C．移出部分CO2
D．升高反应温度
E．减小容器的容积
F．加入合适的催化剂
解析：(1)根据表中平衡常数与温度的关系，温度越高，平衡常数越小，说明该反应是放热反应，ΔH<0；Fe2O3、Fe都是固体，不出现在平衡常数表达式中，则K＝。
(2)设平衡后转化的CO浓度为x mol·L－1，
Fe2O3(s)＋CO(g)Fe(s)＋CO2(g)
起始/mol·L－1 0.1 0.1
转化/mol·L－1 x x
平衡/mol·L－1 0.1－x 0.1＋x
1 000 ℃时，K＝＝4.0，x＝0.06。则v(CO2)＝＝＝0.006 mol·L－1·min－1。
CO的平衡转化率为×100%＝60%。
(3)对于题中反应，由于Fe、Fe2O3是固体，改变其用量不影响平衡；由于此反应是一个反应前后气体体积不变的反应，减小容器容积，对平衡无影响；催化剂不影响平衡；移出部分CO2，平衡右移，CO平衡转化率增大；升高反应温度，平衡左移，CO平衡转化率减小。
答案：(1) <
(2)0.006 mol·L－1·min－1 60%
(3)C
12．(2015·高考广东卷)用O2将HCl转化为Cl2，可提高效益，减少污染。 传统上该转化通过如图所示的催化循环实现，总反应是2HCl(g)＋O2(g)H2O(g)＋Cl2(g) ΔH。新型RuO2催化剂对上述HCl转化为Cl2的总反应具有更好的催化活性。
(1)实验测得在一定压强下，总反应的HCl平衡转化率随温度变化的αHCl～T曲线如图，则总反应的ΔH________0(填“＞”“＝”或“＜”)；A、B两点的平衡常数K(A)与K(B)中较大的是________。
(2)在上述实验中若压缩体积使压强增大，画出相应αHCl～T曲线的示意图，并简要说明理由：________________________________________________________________。
(3)下列措施中，有利于提高αHCl的有________。
A．增大n(HCl)
B．增大n(O2)
C．使用更好的催化剂
D．移去H2O
解析：(1)根据图像可知，升高温度，HCl平衡转化率降低，即升高温度，平衡逆向移动，所以正反应是放热反应，即ΔH＜0；B点表示的HCl转化率比A点的低，所以K(A)大于K(B)。(2)温度相同时，增大压强，平衡正向移动，HCl平衡转化率增大，因此曲线应在原曲线上方。(3)A选项中增大HCl的物质的量，平衡正向移动，但HCl转化率减小，所以错误；B选项中增大O2的物质的量，平衡正向移动，HCl转化率增大，所以正确；C选项中催化剂不能改变平衡状态，所以错误；D选项中移去水，平衡正向移动，HCl转化率增大，所以正确。
答案：(1)＜ K(A) (2)温度相同的条件下，增大压强平衡正向移动，平衡时HCl的转化率增大，因此曲线应在原曲线上方
(3)BD
13．(2015·高考山东卷)合金贮氢材料具有优异的吸放氢性能，在配合氢能的开发中起着重要作用。
(1)一定温度下，某贮氢合金(M)的贮氢过程如下所示，纵轴为平衡时氢气的压强(p)，横轴表示固相中氢原子与金属原子的个数比(H/M)。
在OA段，氢溶解于M中形成固溶体MHx，随着氢气压强的增大，H/M逐渐增大；在AB段，MHx与氢气发生氢化反应生成氢化物MHy，氢化反应方程式为zMHx(s)＋H2(g)zMHy(s) ΔH1()；在B点，氢化反应结束，进一步增大氢气压强，H/M几乎不变。反应()中z＝________(用含x和y的代数式表示)。温度为T1时，2 g 某合金4 min 内吸收氢气240 mL，吸氢速率v＝________mL·g－1·min－1。反应(Ⅰ)的焓变ΔH1________0(填“＞”“＝”或“＜”)。
(2)η表示单位质量贮氢合金在氢化反应阶段的最大吸氢量占其总吸氢量的比例，则温度为T1、T2时，η(T1)________η(T2)(填“＞”“＝”或“＜”)。当反应(Ⅰ)处于图中a点时，保持温度不变，向恒容体系中通入少量氢气，达平衡后反应(Ⅰ)可能处于图中的________点(填“b”“c”或“d”)，该贮氢合金可通过__________或__________的方式释放氢气。
(3)贮氢合金ThNi5可催化由CO、H2合成CH4的反应。温度为T时，该反应的热化学方程式为________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
已知温度为T时：CH4(g)＋2H2O(g)===CO2(g)＋4H2(g) ΔH＝165 kJ·mol－1
CO(g)＋H2O(g)===CO2(g)＋H2(g) ΔH＝－41 kJ·mol－1
解析：(1)在反应(Ⅰ)中，zMHx(s)＋H2(g)zMHy(s)，由方程式两边氢原子个数守恒得zx＋2＝zy，z＝；温度为T1时，2 g某合金4 min内吸收氢气240 mL，吸氢速率v＝＝30 mL·g－1·min－1。因为T1＜T2，温度升高，H2的压强增大，由平衡移动原理知，平衡向吸热方向移动，反应(Ⅰ)的逆反应为吸热反应，则正反应为放热反应，所以ΔH1＜0。
(2)结合图像分析知，随着温度升高，反应(Ⅰ)向左移动，H2压强增大，故η随着温度升高而降低，所以η(T1)＞η(T2)；当反应处于图中a点时，保持温度不变，向恒容体系中通入少量H2，H2压强增大，H/M逐渐增大，由图像可知，气体压强在B点以前是不改变的，故反应(Ⅰ)可能处于图中的c点；该贮氢合金要释放氢气，应该使反应(Ⅰ)左移，根据平衡移动原理，可以通过升高温度或减小压强的方式使反应向左移动。
(3)由题意知：CH4(g)＋2H2O(g)===CO2(g)＋4H2(g) ΔH＝165 kJ·mol－1①
CO(g)＋H2O(g)===CO2(g)＋H2(g) ΔH＝－41 kJ·mol－1②
应用盖斯定律，由②－①可得CO、H2合成CH4的反应：
CO(g)＋3H2(g)===CH4(g)＋H2O(g) ΔH＝－206 kJ·mol－1。
答案：(1) 30 < (2)> c 加热 减压
(3)CO(g)＋3H2(g)===CH4(g)＋H2O(g) ΔH＝－206 kJ·mol－1
相关资料
更多
