第25講化學平衡狀態(tài)2024年高考化學卓越講義

第25講化學平衡狀態(tài)

考點導航

考點一可逆反應與化學平衡建立

4k重難點辨析

1.可逆反應

⑴定義

在同一條件下既可以向正反應方向進行，同時又可以向逆反應方向進行的化學反應。

(2)特點

①二同：a.相同條件下：b.正、逆反應同時進行。

②一?。悍磻锱c生成物同時存在；任一組分的轉化率都小于(填“大于”或“小于”)100%。

⑶表示

在方程式中用“”表示。

2.化學平衡狀態(tài)

⑴概念

一定條件下的可逆反應中，正反應速率與逆反應速率相等，反應體系中所有參加反應的物質的質量或濃度

保持不變的狀態(tài)。

(2)化學平衡的建立

(3)平衡特點

?k規(guī)律?方法?技巧?點拔

1.規(guī)避“2”個易失分點

(1)化學平衡狀態(tài)判斷“三關注”

①關注反應條件，是恒溫恒容，恒溫恒壓，還是絕熱恒容容器；

②關注反應特點，是等體積反應，還是非等體積反應；

③關注特殊情況，是否有固體參加或生成，或固體的分解反應。

⑵不能作為“標志”的四種情況

①反應組分的物質的量之比等于化學方程式中相應物質的化學計量數(shù)之比。

②恒溫恒容下的體積不變的反應，體系的壓強或總物質的量不再隨時間而變化，如2HI（g）H2（g）+l2（g）o

③全是氣體參加的體積不變的反應，體系的平均相對分子質量不再隨時間而變化，如2Hl（g）H2（g）+h（g）o

④全是氣體參加的反應，恒容條件下體系的密度保持不變。

2.判斷化學平衡狀態(tài)的兩方法和兩標志

⑴兩方法——逆向相等、變量不變。

①“逆向相等”:反應速率必須一個是正反應的速率，一個是逆反應的速率,且經(jīng)過換算后同一種物質的正反應

速率和逆反應速率相等。

②“變量不變”:如果一個量是隨反應進行而改變，當這個量不變時為平衡狀態(tài);一個隨反應的進行保持不變的

量，不能作為平衡狀態(tài)的判斷依據(jù)。

（2）兩標志——本質標志、等價標志。

①本質標志M正尸I，（逆）#0。對于某一可逆反應來說,正反應消耗掉某物質的速率等于逆反應生成該物質的速

率。

②等價標志：

a.對于全部是氣體參加的反應，并且反應后氣體物質的量發(fā)生改變，體系的壓強（恒溫恒容）、平均相對分子質

量不隨時間而變化。例如N2（g）+3H2（g）-2NH3?。

b.體系中各組分的物質的量濃度、體積分數(shù)、物質的量（或質量）分數(shù)保持不變。

c.木同一物質而言,斷裂化學鍵的物質的量與形成化學鍵的物質的量相等。

d.對于有有色物質參加或生成的可逆反應，體系的顏色不再隨時間而變化。例如2NO2?0N2（M2）。

e.體系中某反應物的轉化率或某生成物的產率達到最大值且不再隨時間而變化。

f.絕熱體系的溫度不變。

■X典型例題剖析

考向1“極端轉化”確定各物質的“量”

【典例1】（2023秋?廣東廣州?高三廣州六中?？茧A段練習）工業(yè)制硝酸涉及NH'、NO?和HNO3等物質。

設M為阿伏加德羅常數(shù)的值，下列說法正確的是

A.ImolHNO3中含有的離子鍵數(shù)目為

B.體積為1L的1mol/L氨水中，NH.H2的數(shù)目為M

C.NO?和Nq,的混合物中含ImolN,則混合物中原子總數(shù)為3M

D.ImolN?和3moiII?一定條件下充分反應，生成NII3的分子數(shù)目為2M

【答案】C

【解析】A.硝酸是只含有共價鍵的共價化合物，不含有離子鍵，故A錯誤：

B.筑水是弱堿，在溶液中部分電離出錢根離子和氫氧根離子，則ILlmol/L氨水中一水合氨的數(shù)目小于

Imol/Lx1LxMmoL=N4，故B錯誤；

C.二氧化氮和四氧化二氮的最簡式相同，都為NO2,則含Imol氮原子的二氧化氮和四氧化二氮的混合氣

體中子總數(shù)為lmolx3xMmoL=3Mf,故C正確；

D.合成氨反應是可逆反應，可逆反應不可能完全反應，則Imol氮氣和3moi氫氣一定條件下充分反應，生

成氨氣的分子數(shù)目小于lmolx2xMmoL=2Mi，故D錯誤；

故選C。

【變式練1］（2022秋?遼寧大連?高三大連八中?？计谥校㎞A表示阿伏加德羅常數(shù)的值，下列敘述正確的是

和的混合氣體中所含原子數(shù)小于A

A.69gNO2N2O4

B.100g38%的過氯乙酸的水溶液中氯原子數(shù)目為A

C.等物質的量的NasN和NaN3中含有陰離子數(shù)為NA

D.ImolSO2與0.5molO2在密閉容器中充分反應后的分子數(shù)大于NA

【答案】D

【解析】A.NO?和N2O4的最簡式都是NO2，69g兩者的混合物含有NOz，則含有原子數(shù)，A錯誤；

B.l（）Og38%的過氧乙酸溶液中，除了過氧乙酸，水中也含有氧原子，其含有的氧原子數(shù)目大于A，B錯誤;

C.-個NasN和NaN3中都只含有一個陰離子，等物質的量的NasN和NaN3含有的陰離子數(shù)目相同，但是

并未說明兩者具體的物質的量，無法確定陰離子數(shù)目，C錯誤；

D.2so2+O2U2so3,假設ImolSO?和2完全反應，可生成ImolSCh，但是該反應是可逆反應，二氧化硫不

能與氧氣完全反應，因此充分反應后分子總數(shù)大于NA，D正確；

故答案選Do

【變式練2］（2023秋?廣東廣州?高三廣州六中?？茧A段練習）工業(yè)制硝酸涉及NH；、NO?和HNO3等物質。

設M為阿伏加德羅常數(shù)的值，下列說法正確的是

A.ImolHNO3中含有的離子鍵數(shù)目為M

B.體積為1L的1mol/L氨水中，NH3?H2的數(shù)目為M

C.NO?和NQ,的混合物中含ImolN,則混合物中原子總數(shù)為3N」

D.ImolN?和3moi%一定條件下充分反應，生成NH3的分子數(shù)目為2M

A.達到平衡后，升高溫度，c(SO3)增大

B.使用催化劑能縮短該反應達到平衡的時間

C.ImoINCh?與ImolSCh(g)混合后，充分反應會放出熱量

D.在恒溫、恒容條件下，當反應容器內總壓強不變時，說明該反應已達到平衡

【答案】B

【解析】A.該反應正向為放熱反應，達到平衡后，升高溫度，平衡逆向移動，c(S()3)減小，故A錯誤；

B.催化劑能加快反應速率，所以使用催化劑能縮短該反應達到平衡的時間，故B止確；

C.該反應是可逆反應，故lmolNO?(g)與ImolSOz。)混合后，反應物不能完全反應，所以放出的熱量小于

4L8kJ,故C錯誤;

D.在恒溫、恒容條件下，對于反應前后氣體分子數(shù)相等的可逆反應，總壓強一直不變，所以壓強不變，反

應不一定達到平衡狀態(tài)，故D錯誤；

選B。

【變式練4](2023?浙江?高三統(tǒng)考專題練習)下列說法不正確的是

A.恒溫恒容下，對于反應A(g)+B(g)二C(s)+D(g),壓強不再變化，說明反應已達到平衡狀態(tài)

B.恒溫恒容下,對于反應：CO2(g)+3H2(g)#CH3OH(g)+H2O(g),當3V逆(Fh)=v正(H2O),反應達到平衡

狀態(tài)

C.在恒容容器中，發(fā)生反應H2(g)+l2?=2HI(g).若混合氣冰的顏色不再變化.說明反應達到平衡狀態(tài)

D.絕熱體系中，對于反應4HCl(g)+O2(g)=2CL(g)+2Hq(g),正反應為放熱反應，若反應體系的溫度不

變，說明反應已達到平衡狀態(tài)

【答案】B

【解析】A.恒溫恒容下，對于反應A(g)+B(g)=C(s)+D(g),正反應為體積減小的反應，壓強不再變化，說

明反應已達到平衡狀態(tài)，A正確；

B.恒溫恒容下，對于反應：CO2(g)十3H2(g)=CH30H(g)十H2O(g)，正、逆反應速率用不同物質表示，當反應

速率之比等于化學計量數(shù)之比時，速率相等，當3丫逆(+)=丫正(電0),此時正逆反應速率不相等，說明未達

到平衡狀態(tài)反應達到平衡狀態(tài)，B錯誤：

C.在恒容容器中，發(fā)生反應H2(g)+L(g)=2HI(g),若混合氣體的顏色不再變化，說明h的濃度不再變化，

說明反應達到平衡狀態(tài)，C正確；

D.對于反應4HCI(g)+O2(g)=2CMg)+2H2O(g),正反應為放熱反應，絕熱體系中，體系的溫度為變量，當

體系的溫度保持不變時，表明正逆反應速率相等，該反應達到平衡狀態(tài)，D正確:

故答案選Bo

三年真題?兩年模擬

1.（2023?浙江?統(tǒng)考高考真題）探究鹵族元素單質及其化合物的性質，下列方案設計、現(xiàn)象和結論都正確的

是

實驗方案現(xiàn)象結論

分層，下層由紫紅色變碘在濃KI溶液中的溶解

A往碘的CCL溶液中加入等體枳濃KI溶液，振蕩為淺粉紅色，上層呈棕能力大于在CCL中的溶

黃色解能力

B用玻璃棒懶取次氯酸鈉溶液點在pH試紙上狀紙變白次氯酸鈉溶液呈中性

向2mL0.1molL'AgNO5溶液中先滴加4滴先產生白色沉淀，再產AgCl轉化為Agl,Agl

C

溶解度小于AgCl溶解度

0.1mol.L"KCl溶液，再滴加4滴0.1molL/KI溶液生黃色沉淀

取兩份新制氯水，分別滴加AgNO3溶液和淀粉KI溶前者有白色沉淀，后者氯氣與水的反應存在限

D

液溶液變藍色度

A.AB.BC.CD.D

【答案】A

【解析】A.向碘的四氯化碳溶液中加入等體積濃碘化鉀溶液，振蕩，靜置，溶液分層，下層由紫紅色變?yōu)?/p>

淺粉紅色，上層呈棕黃色說明碘的四氯化碳溶液中的碘與碘化鉀溶液中碘離子反應生成碘三離子使上層溶

液呈棕黃色，證明碘在濃碘化鉀溶液中的溶解能力大于在四氯化碳中的溶解能力，故A正確；

R.次氯酸鈉溶液具有強氧化性,會能使有機色質漂白褪色.無法用pH試紙測定次氯酸鈉溶液的pH.故R

錯誤；

C.由題意可知，向硝酸銀溶液中加入氯化鉀溶液時，硝酸銀溶液過量，再加入碘化鉀溶液時，只存在沉淀

的生成，不存在沉淀的轉化，無法比較氯化銀和碘化銀的溶度積大小，故c錯誤；

D.新制氯水中的氯氣和次氯酸都能與碘化鉀溶液反應生成使淀粉變藍色的碘，則溶液變藍色不能說明溶液

中存在氯氣分子，無法證明氯氣與水的反應存在限度，故D錯誤：

故選Ao

2.(2022?天津?統(tǒng)考高考真題)向恒溫恒容密閉容器中通入2moiSO:和1mol02,反應：

2s0/g)+02(g)U2so3(g)達到平衡后，再通入一定量SO-達到新的平衡時，下列有關判斷不走珍的是

A.SO?的平衡轉化率增大B.SO,的平衡濃度增大

C.反應平衡常數(shù)不變D.正向反應速率增大

【答案】A

【解析】A.平衡后，再通入一定量SO?,平衡正向移動，但是SO?的平衡轉化率減小，A錯誤；

B.平衡后，再通入一定量SO2,平衡正向移動，SOj的平衡濃度增大，B正確；

C.平衡常數(shù)是與溫度有關的常數(shù)，溫度不變，平衡常數(shù)不變，C正確：

D.再通入一定量SO?，反應物濃度增大，正向反應速率增大，D正確；

故選Ao

3.(2023?湖南?統(tǒng)考高考真題)向一恒容密閉容器中加入ImolC%和一定量的H?。，發(fā)生反應：

CH4(g)+H,O(g)CO(g)+3H,(g)oCH,的平衡轉化率按不同投料比黑］隨溫度的變化曲線如

n(H20)J

圖所示。下列說法錯誤的是

A.X1<x2

B.反應速率：Vb正<v,正

C.點a、b、c對應的平衡常數(shù)：Ka<Kb=Kc

D.反應溫度為工，當容器內壓強不變時，反應達到平衡狀態(tài)

【答案】B

【解析】A.一定條件卜，增大水的濃度，能提高CPU的轉化率，即x值越小，CH’的轉化率越大，則，<X2,

故A正確；

B.b點和c點溫度相同，CH4的起始物質的量都為Imol,b點x值小于c點，則b點加水多，反應物濃度

大，則反應速率：vbjn>vciE,故B錯誤；

C.由圖像可知，x—定時，溫度升高CW的平衡轉化率增大，說明正反應為吸熱反應，溫度升高平衡正向

移動，K增大；溫度相同，K不變，則點a、b、c對應的平衡常數(shù)：Ka<K,=K€,故C正確；

D.該反應為氣體分子數(shù)增大的反應，反應進行時壓強發(fā)生改變，所以溫度一定時，當容器內壓強不變時，

反應達到平衡狀態(tài)，故D正確;

答案選B。

4.(2023?江蘇南京?南京市中華中學校聯(lián)考一模)卜列說法正確的是

A.1molNz與4moi混合充分反應，則反應中轉移的電子數(shù)H小于6moi

B.反應2Mg(s)+C02(g)=C(s)+^MgO⑸能自發(fā)進行，則該反應的AHX)

+

C.在稀溶液中：H(aq)+OH(aq)=H2O(l)△H=57.3kJmoL,若將含0.5molH2sO4的濃硫酸與1L1.0

mo卜LT的NaOH溶液混合，放出的熱量小于57.3kJ

D.汽車尾氣中的NO,主要來源于汽油、柴油的燃燒

【答案】A

【解析】A.1molN2與4mol也混合充分反應，因該反應是可逆反應不能實現(xiàn)Imol氮氣的完全轉化，則

反應中轉移的電子數(shù)目小于6moLA正確；

B.反應2Mg(s)+CCh(g)=C(s)+2MgO(s)是燧減的反應，若能自發(fā)進行，則該反應的加1<0,B錯誤；

C.在稀溶液中：H'(aq)+OH(aq尸ILO⑴△H=57.3kJmoL,若將含0.5molH2SO4的濃硫酸與ILl.OmolLT

的NaOH溶液混合，除了酸堿中和反應還伴隨濃硫酸的稀糅放熱，放出的熱量大于57.3kJ,C錯誤；

D.汽車尾氣中的NO,主要來源于氮氣和氧氣在高溫下反應生成的，D錯誤；

故選A。

5.(2014?山東濟南?統(tǒng)考一模)在容積一定的密閉容器中，置入一定量的NO(g)和足量C(s),發(fā)生反應C(s)

+2NO(g)UC()2(g)+N2(g),平衡狀態(tài)時NO(g)的物質的最濃度與溫度T的關系如圖所示。則下列說法正確

的是

A.該反應的AH〉。

B.若該反應在Ti、T2時的平衡常數(shù)分別為Ki、K2，則KHK2

C.在T2時，若反應體系處于狀態(tài)D,則此時一定有v(正)<v(逆)

D.在T3時，若混合氣體的密度不再變化，則可以判斷反應達到平衡狀態(tài)

【答案】D

【解析】A.由圖像可知，「<T2,升高溫度cMNO)增大，平衡左移(吸熱方向)，所以AHV0,且KI>K2，A

錯誤；

B.由圖像可知，T)<T2,升高溫度C,「(NO)增大，平衡左移(吸熱方向)，所以AHO,且KAK2：B錯誤；

C.72時由D—B點需降低c.「(NO),即平衡向右移動，所以D點對應體系中，v(正)>v(逆)，C錯誤；

D.由于反應物C為固體，故容積不變時，反應后氣體質量增大，混合氣體的密度增大，當密度不再變化時,

可以判斷反應達到平衡狀態(tài)，D正確。

故選D。

6.(2023?江蘇南通?校考模擬預測)含氮物質可發(fā)生如下反應：?2NO+O2-2NO2

②NO(g)+NO式g)+2NaOH(aq)=2NaNO2(aq)+H2O(1)

③NaNO2+NH4C1=N2T+NaCI+2H2O

下列說法正確的是

A.常溫下，NO與混合能立即看到紅棕色氣體，說明該反應已達平衡

B.反應②的AS>0

C.反應③消耗ImolNaNO?,理論上會生成標準狀況下約22.4LN?

D.利用反應①、②、③可以同時處理NO?含量較高的廢氣和含NH；的廢水

【答案】C

【解析】A.常溫卜，NO與。2混合能立即看到紅棕色氣體，說明該反應生成J'.?氧化氮氣體，但是不確定

是否平衡，故A錯誤；

B.反應②為氣體分子數(shù)減小的反應，為懶減反應，故B錯誤；

C.由方程式可知，反應③消耗ImolNaNO?,理論上會生成Imol氮氣，在標準狀況下約22.4LN?,故C1E

確；

D.反應中涉及氫氧化鈉和氯化鉞兩種物質，兩者會反應生成氨氣和氯化鈉，故不能利用反應①、②、③可

以同時處理NO?含量較高的廢氣和含NH；的廢水，故D錯誤。

故選C。

考點二化學平衡的移動

■k.重難點辨析

1.化學平衡移動的過程

2.化學平衡移動與化學反應速率的關系

(1)。正〉。逆：平衡向正反應方向移動。

(2)。正=。逆：反應達到平衡狀態(tài)，不發(fā)生平衡移動。

(3)。正<。逆：平衡向逆反應方向移動。

3.影響化學平衡的因素

（1）若其他條件不變，改變下列條件對化學平衡的影響如下:

改變的條件（其他條件不變）化學平衡移動的方向

增大反應物濃度或減小生成物濃度向正反應方向移動

濃度

減小反應物濃度或增大生成物濃度向逆反應方向移動

壓強反應前后氣體體枳改變增大壓強向氣體分子總數(shù)減小的方向移動

（對有減小壓強向氣體分子總數(shù)增大的方向移動

氣體參

加的反反應前后氣體體積不變改變壓強平衡不移動

應）

升高溫度向吸熱反應方向移動

溫度

降低溫度向放熱反應方向移動

催化劑同等程度改變。正、。中平衡不移動

（2）勒夏特列原理

如果改變影響化學平衡的條件之一（如溫度、壓強、以及參加反腐的化學物質的濃度），平衡將向著能夠減弱

這種改變的方向移動。

⑶“惰性氣體”對化學平衡的影響

①恒溫、恒容條件

原平衡體系處置巨處體系總壓強增大一一體系中各組分的濃度不變一一平衡不移動。

②恒溫、恒壓條件

原平衡體系軌情性豈俗容器容積增大，各反應氣體的分壓減小一一

體系中各組分的濃度同倍數(shù)減小

（等效于減壓）

規(guī)律?方法?技巧?點拔

1.解答化學平衡移動類試題的一般思路

①貝正）＞。（逆），平衡向正反應方向移動

I②磯正）=貝逆），平衡不移動

第一步：弄清化學平衡移動的實質—I③。（正）V貝逆），平衡向逆反應方向移動

根據(jù)化學平衡狀態(tài)的判斷方法確定反應

是否達到平衡狀態(tài)，因為只有達到平衡

第二步：確定反應是否達到平衡狀態(tài)-狀態(tài)才能運用勒夏特列原理分析問題

?運用反應速率原理分析外界條件對

第三步；運用反應速率原理分析速率的變化一I式正卜貝逆）的影響

根據(jù)貝正)、貝逆)的相對大小，判斷平

I衡是否移動、平衡移動的方向以及對

第四步：判斷平衡移動的方向-I反應物轉化率的影響

2.平衡轉化率的分析與判斷方法

⑴反應”A(g)+〃B(g)——-cC(g)+"D(g)的轉化率分析

①若反應物起始物質的量之比等于化學計量數(shù)之比，達到平衡后，它們的轉化率相等。

②若只增加A的量，平衡正向移動，B的轉化率提高，A的轉化率降低。

③若按原比例同倍數(shù)地增加(或降低)A、B的濃度，等效于壓縮(或擴大)容器體積，氣體反應物的轉化率與

化學計量數(shù)有關。

/+/>=c+dA、B的轉化率不變

同倍增大。(A)和c(B)”+》>c+aA、B的轉化率增大

Lz+bVc+dA、B的轉化率減小

(2)反應，〃A(g)「八〃B(g)+gC(g)的轉化率分析

在八P不變時，增加A的量，等效于壓縮容器體積，A的轉化率與化學計量數(shù)有關。

夕A的轉化率不變

增大夕A的轉化率增大

/〃V〃+gA的轉化率減小

3.分析化學平衡移動的一般思路

4.化學平衡圖像題的解題思路

一看面，即縱坐標與橫坐標的意義

二看線和線的走向和變化趨勢

看圖像三看點，即起點、折點、交點、終點

四看輔助線，如等溫線、等壓線等

五看變化,如濃度變化、溫度變化等

想規(guī)律聯(lián)想外界條件的改變對化學反應速率和化學平衡的影響規(guī)律

作判斷根據(jù)圖像中呈現(xiàn)的關系與所學規(guī)律相對比，從而得出正確的判斷

典型例題剖析

考向1外界條件對化學平衡的影響

【典例1】(2023秋?河北張家口?高三統(tǒng)考開學考試)在某剛性容器中發(fā)生

CH,=CH2(g)+H2O(g)CH3CH2OI<AH<0,下列說法正確的是

A.恒溫恒容條件下，增大〃仁也"也(叫:壯(H?g)],則CH2=CH?(g)的平衡轉化率增大

B.恒溫恒壓條件下達到平衡狀態(tài)，再通入適量氮氣，平衡逆向移動，平衡常數(shù)減小

C.恒溫恒容條件下達到平衡狀態(tài)，升高溫度，々增大，嗑增大，平衡向逆反應方向移動

D.加入催化劑，能縮短達到平衡時間，并提高CH3cH20H(g)的平衡產率

【答案】C

【解析】A.恒溫恒容條件下，增大n[CH2=CH2(g)]:n[HQ(g)],則CH?=CH?(g)的平衡轉化率減小，

A錯誤；

B.該恒溫恒壓條件下達到平衡狀態(tài)，再通入適量氮氣，平衡逆向移動，平衡常數(shù)不變，B錯誤：

C.該反應為放熱反應，恒溫恒容條件下達到平衡狀態(tài)，升高溫度，V.和V逆均增大，平衡向逆反應方向移

動，C正確；

D.加入催化劑，能縮短達到平衡的時間，但不能提高CH3cH20H(g)的平衡產率，D錯誤；

故選C。

【變式練1](2023秋?四川成都?高三校聯(lián)考開學考試)三氯氫硅(SiHCL,)是制備硅烷、多晶硅的重要原料。

對于在恒容容器中進行的反應2SiHC13(g)USiH2C12(g)+SiQ4(g)M>0,下列操作既能提高反應速率又

能增大SiHCh轉化率的是

A.增加SiHC1的濃度B.升高溫度

C.及時分離出產物D.充入稀有氣體

【答案】B

【解析】A.該反應反應前后氣體分子數(shù)不變，增加SiHCb的濃度，能提高反應速率，由于反應物只有1

種，增加SiHCb的濃度相當于增大壓強，平衡不移動，SiHCb的轉化率不變，A項不符合題意；

B.升高溫度能提高反應速率，該反應的正反應為吸熱反應，升高溫度平衡正向移動，能增大SiHCb的轉化

率，B項符合題意：

C.及時分離出產物會使反應速率降低，C項不符合題意；

D.充入稀有氣體，在恒容容器中對反應速率和SiHCb的轉化率均無影響，D項不符合題意；

故選Bo

【變式練2］（2024秋?河南?高三鄭州中學校聯(lián)考階段練習）在“亙容高壓氫氣氛圍中，CO在蛙基催化劑表

面主要發(fā)生反應為2co（g）+4H2（g）UC2H，OH（g）+Hq（g）,該反應的速率方程為v=kc2（C0）,其中k

為速率常數(shù)，下列說法中錯誤的是

充入的量越多，平衡體系中的濃度越大

A.COC2HQH

B.在該體系中繼續(xù)充入H?可提高反應速率

C.在該體系中加入適量生石灰可提高C2HoH的平衡產率

D.對鋁基催化劑進行修飾可能會進一步提高催化效率

【答案】B

【解析】A.在恒容容器中，充入CO的量越多，生成的C?H50H的量越多，則平衡時C^HQH的濃度越大,

選項A正確；

B.根據(jù)速率方程的表達式可知，該反應的速率與氫氣的濃度無關，因此繼續(xù)充入H2,反應速率基本不變,

選項B錯誤；

C.在該體系中加入適量牛.石灰，可吸收生成的水蒸氣從而提高GHsOH的平衡產率，選項C正確；

D.對鈍基催化劑進行修飾可能會進一步提高催化效率，選項D正確；

答案選B。

考向2化學平衡移動圖像分析

【典例2】（2023?全國?高三專題練習）汽車尾氣中NO產生的反應為只2伍）1。2值）-2NO（g）。一

定條件下，等物質的量N?和02在恒容密閉容器中反應，曲線a表示該反應在溫度7下c（M）隨時間⑺的變

化，曲線b表示該反應在某一起始條件改變時c（N?）隨時間⑺的變化。下列敘述不正確的是

A.溫度T下、040s內v（N2）=篝mol.L'1s-1

B.M點匕E（N?）小于N點也（N?）

C.曲線b對應的條件改變可能是充入氧氣

D.若曲線b對應的條件改變是升高溫度，則AH>0

【答案】B

【解析】A.溫度r下、040s內氮氣的濃度從Comol/L減少到cmol/L,故v（Nj=端mol小，A1E

確;

B.M點還在向正向進行，故正反應速率大于逆反應速率，B錯誤：

C.曲線b能是充入氧氣，反應速率加快，更快到平衡，且平衡時氮氣的濃度比a少，C正確；

D.若曲線b為升溫，則說明升溫平衡正向移動，則正反應為吸熱，D正確：

故選Bo

【變式練3】(2023秋?江蘇鎮(zhèn)江?高三統(tǒng)考開學考試)CO?催化加氫可合成二甲醛，發(fā)生的主要反應有：

,

反應I：2CO2(g)+6H2(g)=CH3OCH3(+3H2C(A//,=-122.5kJ-mor

,

反應n：CO2(g)+H2(g)=co(g)4-H2O(g)A/7,=akJ-mor

在恒壓、〃始(COJ:〃始(也)=1:3時，若僅考慮上述反應，平衡時CHQCH：和CO的選擇性及CO?的轉化率

隨溫度的變化如圖中實線所示。

2〃比唐(CHqCHj

CH.OCH,的選擇性二q仆門、Q100%。下列說法正確的是

A.a<0

B.圖中曲線①表示平衡時CO?轉化率隨溫度的變化

C.平衡時H?轉化率隨溫度的變化可能如圖中虛線所示

D.200?280C,溫度越高，平衡時CH30cH3的物質的量越小

【答案】D

【解析】根據(jù)選擇性的含義，CHQCH3與CO的選擇性之和為1；反應【的正反應為放熱反應，升高溫度,

反應I平衡逆向移動，平衡時CH30cH3的選擇性隨溫度的升高而減小，結合曲線的特點，則曲線②表示平

衡時CH30cH3的選擇性隨溫度的變化、曲線①表示平衡時CO的選擇性隨溫度的變化，曲線③表示CO2的

平衡轉化率隨溫度的變化。

A.根據(jù)分析，曲線①表示平衡時CO的選擇性隨溫度的變化，即平衡時CO的選擇性隨溫度升高而增大，

說明溫度升高反應H1E向移動，反應II的正反應為吸熱反應，即a>0,A項錯誤；

B.根據(jù)分析，曲線①表示平衡時CO的選擇性隨溫度的變化，曲線③表示CO2的平衡轉化率隨溫度的變化,

B項錯誤；

C.〃氯CO?：〃MHzAl:3與反應I的化學計量數(shù)之比相同，若只發(fā)生反應I,CCh與比的平衡轉化率相

等，反應II中CO2與H2的化學計量數(shù)之比為1：1,若只發(fā)生反應II,CO2的平衡轉化率與H2的平衡轉化

率之比等于3：1,兩個反應都發(fā)生，見的平衡轉化率小于CO?的平衡轉化率，但由圖可知，溫度高于280℃,

C02的平衡轉化率隨溫度升高而增大，說明溫度高于280℃,以反應n為主，則H2的平衡轉化率與CO2的

平衡轉化率隨溫度升高相差越來越大，不是越來越接近，平衡時H2的轉化率不可能是圖中虛線，C項錯誤；

D.由圖可知，200?280C,溫度越高，CO?的平衡轉化率和CH30cH3的選擇性都越小，則平衡時CH30cH3

的物質的量越小，D項正確；

答案選D。

【變式練4](2023?重慶?統(tǒng)考高考真題)逆水煤氣變換體系中存在以下兩個反應：

反應I：CO2(g)+H2(g)$CO(g)+H2O(g)

反應II：CO2(g)+4H2(g)^=±CH4(+2H2C(

在恒容條件下，按V(COJ:V(HJ=1:1投料比進行反應，平衡時含碳物質體積分數(shù)隨溫度的變化如圖所示。

下列說法正確的是

A.反應I的小人。，反應n的AII》。

B.M點反應I的平衡常數(shù)K<1

C.N點H?O的壓強是CH』的3倍

D.若按V(C()J:V(HJ=1:2投料，則曲線之間交點位置不變

【答案】C

【解析】A.隨著溫度的升高，甲烷含量減小、一氧化碳含量增大，則說明隨著溫度升高，反應H逆向移動、

反應【正向移動，則反應n為放熱反應焰變小于零、反應I為吸熱反應焰變大于零，A錯誤；

B.M點沒有甲烷產物，旦二氧化碳、一氧化碳含量相等，投料V(COJ:V(HJ=1:1,則此時反應I平衡

時二氧化碳、氫氣、一氧化碳、水的物質的量相等，反應I的平衡常數(shù)K=3黑目黑=1,B錯誤；

C(CO2)C(H2)

C.N點一氧化碳、甲烷物質的量相等，結合反應方程式的系數(shù)可知，生成水得總的物質的量為甲烷的3倍,

結合阿伏伽德羅定律可知，此0的壓強是。14的3倍，C正確；

D.反應I為氣體分子數(shù)不變的反應、反應II為氣體分子數(shù)減小的反應；若按V(CO2)：V(HJ=1:2投料，

相當于增加氫氣的投料，會使得甲烷含量增大，導致甲烷、一氧化碳曲線之間交點位置發(fā)生改變，D錯誤;

故選C。

三年真題?兩年模擬

I.(2023?江蘇?統(tǒng)考高考真題)二氧化碳加氫制甲烷過程中的主要反應為

在密閉容器中，L()lxl()5pa、〃起始(COJ〃起始(%)=1:4時，CO?平衡轉化率、在催化劑作用下反應相同時

間所測得的CO?實際轉化率隨溫度的變化如題圖所示。CH,的選擇性可表示為巴嗎《gxlOQ%。下列說

”以應)

法正確的是

反應的熔變

A.2CO(g)+2H2(g)=CO2(g)+CH4(g)AH=-205.9kJmor'

B.CH,的平衡選擇性隨著溫度的升高而增加

C.用該催化劑催化二氧化碳反應的最佳溫度范圍約為480?5309

D.450C時，提高的值或增大壓強，均能使CO2平衡轉化率達到X點的值

〃起始(CQ)

【答案】D

【解析】由蓋斯定律可知反應的焰變

A.2co(g)+2H2(g)=CO?(g)+CH4(g)

AH=-2x41.2kJ-mor'-164.7kJ-mol-1=-247.IkJ-mol,A錯誤；

B.CO2(g)+4H2(g)=CHKg)+2H2O(g)為放熱反應,升高溫度平衡逆向移動，CH”的含量降低,故CH5勺

平衡選擇性隨著溫度的升高而降低，B錯誤；

C.由圖可知溫度范圍約為350?400C時二氧化碳實際轉化率最高，為最佳溫度范圍，C錯誤；

D45因時，提高胃喘

的值可提高二氧化碳的平衡轉化率，增大壓強反應I平衡正向移動，可提高

二氧化碳的平衡轉化率，均能使CO2平衡轉化率達到X點的值，D正確。

故選D。

2.12023?廣東?統(tǒng)考高考真題)催化劑I和II均能催化反應R(g)UP(g)°反應歷程(下圖)中,M為中間產物。

其它條件相同時，下列說法不正確的是

A.使用I和II,反應歷程都分4步進行B.反應達平衡時，升高溫度，R的濃度增大

C.使用II時，反應體系更快達到平衡D.使用I時，反應過程中M所能達到的最高濃度更大

【答案】C

【解析】A.由圖可知兩種催化丸均出現(xiàn)四個波峰，所以使用【和H,反應歷程都分4步進行，A正確；

B.由圖可知該反應是放熱反應，所以達平衡時，升高溫度平衡向左移動，R的濃度增大，B正確；

c.由圖可知I的最高活化能小于n的最高活化能，所以使用I時反應速率更快，反應體系更，夬達到平衡，

c錯誤；

D.由圖可知在前兩個歷程中使用I活化能較低反應速率較快，后兩個歷程中使用I活化能較高反應速率較

慢，所以使用I時，反應過程中M所能達到的最高濃度更大，D正確；

故選C。

3.（2023?廣東?統(tǒng)考高考真題）下列陳述I與陳述H均正確，且具有因果關系的是

選項陳述I陳述H

A將濃硫酸加入蔗糖中形成多孔炭濃硫酸具有氧化性和脫水性

B裝有NO?的密閉燒瓶冷卻后顏色變淺NO2轉化為N2O*的反應吸熱

C久置空氣中的漂白粉遇鹽酸產生co?漂白粉的有效成分是CaCO]

D1molL'NaCI溶液導電性比同濃度醋酸強NaCl溶液的pH比醋酸的高

A.AB.BC.CD.D

【答案】A

【解析】A.蔗糖在濃硫酸作用下形成多孔炭主要是蔗糖在濃硫酸作用下脫水，得到碳和濃硫酸反應生成二

氧化碳、二氧化硫和水，體現(xiàn)濃硫酸具有氧化性和脫水性，故A符合題意；

B.裝有NO/I勺密閉燒瓶冷卻后顏色變淺，降低溫度，平衡向生成N2O4方向移動，則NO2轉化為NQ,的

反應為放熱，故B不符合題意；

C.久置空氣中的漂白粉遇鹽酸產生CO?是由「次氯酸鈣變質，次氯酸鈣和空氣中二氧化碳、水反應生成碳

酸鈣，碳酸鈣和鹽酸反應生成二氧化碳，故C不符合題意；

D.1molCNaCl溶液導電性比同濃度醋酸強，氯化鈉是強電解質，醋酸是弱電解質，導電性強弱與NaCl溶

液的pH比醋酸的高無關系，故D不符合題意。

綜上所述，答案為A。

4.（2023?浙江?統(tǒng)考高考真題）一定條件下，1-苯基丙煥（Ph-C三C-C%）可與HC1發(fā)生催化加成，反應如下：

反應過程中該塊煌及反應產物的占比隨時間的變化如圖（已知：反應I、in為放熱反應），下列說法不事聊的

是

A.反應焰變：反應【>反應n

B.反應活化能：反應IV反應1【

C.增加HC1濃度可增加平衡對產物II和產物I的比例

D.選擇相對較短的反應時間，及時分離可獲得高產率的產物I

【答案】C

【解析】A.反應I、HI為放熱反應，相同物質的量的反應物，反應I放出的熱量小于反應II放出的熱量，

反應放出的熱量越多，其烙變越小，因此反應焙變：反應1>反應II,故A正確；

B.短時間里反應I得到的產物比反應II得到的產物多，說明反應I的速率比反應II的速率快，速率越快，

其活化能越小，則反應活化能：反應I〈反應H,故B正確；

C.產物I和產物H存在可逆反應，則產物II和產物I的比值即該可逆反應的平衡常數(shù)K,由于平衡常數(shù)只

與溫度有關，所以增加HC1濃度平衡時產物II和產物I的比例不變，故C錯誤；

D.根據(jù)圖中信息，選擇相對較短的反應時間，及時分離可獲得高產率的產物I,故D正確。

綜上所述，答案為C。

5.(2023?湖南?統(tǒng)考高考真題)向一恒容密閉容器中加入ImolCH」和一定量的H?。，發(fā)生反應：

CH4(g)+H2O(g)-CO(g)+3H2(g)oCH4的平衡轉化率按不同投料比x(x=^隨溫度的變化曲線如

n(H2O)J

圖所示。下列說法錯誤的是

A.x1<x2

B.反應速率：Vb正正

C.點a、b、c對應的平衡常數(shù)：Ka<Kb=Kc

D.反應溫度為工，當容器內壓強不變時，反應達到平衡狀態(tài)

【答案】B

【解析】A.一定條件下，增大水的濃度，能提高CH」的轉化率，即x值越小，CH4的轉化率越大，則％<X2,

故A正確；

B.b點和c點溫度相同，CH4的起始物質的量都為Imol,b點x值小于c點，則b點加水多，反應物濃度

大，則反應速率：Vb正,V。正，故B錯誤；

C.由圖像可知，x一定時，溫度升高QL的平衡轉化率增大，說明正反應為吸熱反應，溫度升高平衡正向

移動，K增大；溫度相同，K不變，則點a、b、c對應的平衡常數(shù)：Ka<Kb=K「故C正確;

D.該反應為氣體分子數(shù)增大的反應，反應進行時壓強發(fā)生改變，所以溫度一定時，當容器內壓強不變時，

反應達到平衡狀態(tài)，故D正確；

答案選B。

6.(2022?廣東?高考真題)恒容密閉容器中，BaSO/s)+4&(g)=±BaS(s)+4Hq(g)在不同溫度下達平

衡時，各組分的物質的量(n)如圖所示。下列說法正確的是

A.該反應的△“<0

B.a為〃(也0)隨溫度的變化曲線

C.向平衡體系中充入惰性氣體，平衡不移動

D.向平衡體系中加入BaSO4,Hz的平衡轉化率增大

【答案】C

【解析】A.從圖示可以看出，平衡時升高溫度，氫氣的物質的量減少，則平衡正向移動，說明該反應的正

反應是吸熱反應，即△〃>(),故A錯誤；

B.從圖示可以看出，在恒容密閉容器中，隨著溫度升高氫氣的平衡時的物質的量減少，則平衡隨著溫度升

高正向移動，水蒸氣的物質的量增加，而a曲線表示的是物質的量不隨溫度變化而變化，故B錯誤；

C.容器體積固定，向容器中充入惰性氣體，沒有改變各物質的濃度，平衡不移動，故C正確；

D.BaSO4是固體，向平衡體系中加入BaSOa,不能改變其濃度，因此平衡不移動，氫氣的轉化率不變，故

D錯誤：

故選C。

考點三等效平衡

重難點辨析

1.等效平衡的含義

在一定條件下(恒溫恒容或恒溫恒樂)下，同一可逆反應體系，不管是從正反應開始，還是從逆反應開始，還

是正、逆反應同時投料，達到化學平衡狀態(tài)時，任何相同組分的百分含量(質量分數(shù)、物質的量分數(shù)、體積

分數(shù)等)均相同。

2.等效平衡的判斷方法

(1)恒溫、恒容條件下反應前后體積改變的反應

判斷方法：極值等量即等效。

例如：2so2?+02(g)2sCh(g)

①2mol1mol0

②002mol

③0.5mol0.25mol1.5mol

④amolbmolcmol

上述①@③三種配比，按化學方程式的化學計量關系均轉化為反應物，則SO2均為2m01,02均為1mol,

三者建立的平衡狀態(tài)完全相同。

④中力、c三者的關系滿足：c+a=2,；+b=l,即與上述平衡等效。

(2)恒溫、恒壓條件下反應前后體積改變的反應

判斷方法：極值等比即等效。

例如：2s02(g)+02(g)一=±2sCh(g)

①2mol3mol0

②1mol3.5mol2mol

③amolhmolcmol

按化學方程式的化學計量關系均轉化為反應物，則①②中“岱。2)=2,故互為等效平衡。

〃(。2)3

③中〃、氏。三者關系滿足：°即與①②平衡等效。

°+b3

2

(3)恒溫條件下反應前后體積不變的反應

判斷方法：無論是恒溫、恒容，還是恒溫、恒壓，只要極值等比即等效，因為壓強改變對該類反應的化學

平衡無影響。

例如：H2(g)+I2(g).—-2HI(g)

①1mol1mol0

②2mol2mol1mol

③amolbmolcmol

①②兩種情況下，〃(H2)：〃(b)=l：1，故互為等效平衡。

③中〃、b、c三者關系滿足M：卜山1：1或q：b=l：I,c20,即與①②平衡等效。

3.虛擬“中間態(tài)”法構建等效平衡

(1)構建恒溫恒容平衡思維模式

新平衡狀態(tài)可認為是兩個原平衡狀態(tài)簡單的疊加并壓縮而成，相當于增大壓強。

(2)構建恒溫恒壓平衡思維模式(以氣體物質的量增加的反應為例，見圖示)

新平衡狀態(tài)可以認為是兩個原平衡狀態(tài)簡單的疊加，壓強不變，平衡不移動。

規(guī)律?方法?技巧?點拔

分析等效平衡問題的關系有：

①看清楚條件是恒溫恒容還是恒溫恒壓；

②分析要形成等效平衡，是必須各物質的量與原平衡完全相同還是只要成比例即可；

③分析對于不能構成等效平衡的情況，平衡是向正反應方向移動了，還是向逆反應方向移動了。

在分析中，將生成物(或反應物)按“一邊倒”的原則全部轉化為反應物(或生成物)是非常必要、有效的。

典型例題剖析

考向1恒溫恒容條件下的等效平衡

【典例1】(2020?全國?高三專題練習)在1L的密閉容器中通入2moiN%，在一定溫度下發(fā)生下列反應：

2NH3『^N2+3H2,達到平衡時，容器內N2的百分含量為a%。若維持容器的體積和溫度都不變，分別通入

下列初始物質，達到平衡時，容器內N2的百分含量也為a%的是()

A.3molH2+2molN2B.2molNHj+lmolN2

C.3molN2+lmolH2D.O.lmolNH3+0.95molN2+2.85molH2

【答案】D

【解析】據(jù)等效平衡，按化學計量數(shù)轉化到方程式的左邊，滿足n(NH3)=2moL則達到平衡時，容器內N?

的白分含量為a%：

A.3moiH2+2molN2按化學計量數(shù)轉化到方程式的左邊可得：n(NH3)=2moLn(N2)=lmol,不屬于等效平衡，

故A錯誤；

B.2molNH3+lmolN2與初