高考化學(xué)大一輪復(fù)習(xí)魯科版學(xué)案講義 第7章化學(xué)反應(yīng)的方向限度與速率第2講 化學(xué)平衡狀態(tài)及其移動

第2講化學(xué)平衡狀態(tài)及其移動

【2019?備考】

最新考綱性。2.了解化學(xué)平衡建立的過程，掌握化學(xué)平衡的概念。3.理解外界條

件（濃度、溫度、壓強(qiáng)、催化劑等）對化學(xué)平衡的影響，認(rèn)識并能用相關(guān)理論解釋

其一般規(guī)律。4.了解化學(xué)平衡的調(diào)控在生活、生產(chǎn)和科學(xué)研究領(lǐng)域中的重要作用。

考點一可逆反應(yīng)與化學(xué)平衡狀態(tài)

（頻數(shù)：難度：★★☆）

知n梳理I夯基固本屋“

1.可逆反應(yīng)

⑴定義

在國二條件下既可以向正反應(yīng)方向進(jìn)行，同時又可以向逆反應(yīng)方向進(jìn)行的化學(xué)反

應(yīng)。

⑵特點

①二同：a?相同條件下；b?正、逆反應(yīng)同時進(jìn)行。

②一?。悍磻?yīng)物與生成物同時存在；任一組分的轉(zhuǎn)化率都小王（填“大于”或“小

于”）100%。

（3）表示

在化學(xué)方程式中用”表示。

2.化學(xué)平衡狀態(tài)

⑴概念

一定條件下的可逆反應(yīng)，當(dāng)反應(yīng)進(jìn)行到一定程度時，正反應(yīng)速率和逆反應(yīng)速率根

笠，反應(yīng)物的濃度和生成物的濃度不變,我們稱為“化學(xué)平衡狀態(tài)”，簡稱化學(xué)

平衡。

（2）建立過程

在一定條件下，把某一可逆反應(yīng)的反應(yīng)物加入固定容積的密閉容器中。反應(yīng)過程

如下：

反應(yīng):反應(yīng)物濃度最大m正）最大,生成物濃度

開始Ay為。網(wǎng)逆）為零

「反應(yīng)樂'派詼襁示-二遂簸丕一

居應(yīng)，」生成物濃度由零逐漸增大一二≡5X（零

?i∏逐漸增大

I''?????θw^/

??U-r（?）=L（?）"S????ψ????J??'

平衡時一：用■寺不變

以上過程可用下圖表示：

7^正）”（正）=，（逆）

溫）化學(xué)平衡

Ot

（3）平衡特點

圖）一化學(xué)平衡研究的對象是酶反應(yīng)

@—化學(xué)平衡是一種動態(tài)平衡,（正）=M逆）≠0

（?）—M正AN逆）

反應(yīng)物和生成物的濃度或百分含量保持不變

/is條件改變,平衡狀態(tài)可能改變.新條件下建立

烤廠新的平衡狀態(tài)

?'

教材占高考

1.教材基礎(chǔ)判斷

電解

（1）2H2O點燃2H2↑+O2t為可逆反應(yīng)（）

⑵可逆反應(yīng)不等同于可逆過程?？赡孢^程包括物理變化和化學(xué)變化，而可逆反

應(yīng)屬于化學(xué)變化（）

⑶化學(xué)反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)時，正、逆反應(yīng)速率相等，是指同一物質(zhì)的消耗

速率和生成速率相等，若用不同物質(zhì)表示時，反應(yīng)速率不一定相等（）

⑷一個可逆反應(yīng)達(dá)到的平衡狀態(tài)就是這個反應(yīng)在該條件下所能達(dá)到的限度

（）

答案（1）×（2）√（3）√（4）√

2.（LK選修4?P41“聯(lián)想?質(zhì)疑”改編）向含有2mol的SO2的容器中通入過量氧氣

催化劑

發(fā)生2SO2+O2'川熱2SO3,充分反應(yīng)后生成SO3的物質(zhì)的量________2

mol(填“<”、">”或“="，下同)，SO2的物質(zhì)的量________Omol,轉(zhuǎn)化率

________100%o

答案<><

3.(溯源題)(海南高考)可逆反應(yīng)A(g)+B(g)-'c(g)+D(g)o下列依據(jù)能判斷

該反應(yīng)已達(dá)到平衡的是0

(1)壓強(qiáng)不隨時間改變

(2)氣體的密度不隨時間改變

(3)[A]不隨時間改變

(4)單位時間內(nèi)生成C和D的物質(zhì)的量相等

答案(3)

探源：本考題源于教材LK選修4P44“化學(xué)平衡”，對化學(xué)平衡狀態(tài)的特征及其

判斷依據(jù)進(jìn)行了考查。

題組憐斷通法悟道

題組一可逆反應(yīng)進(jìn)行程度的理解

l.(2017?濟(jì)寧模擬)硫酸是一種重要的化工產(chǎn)品，硫酸的消耗量常被視為一個國家

工業(yè)發(fā)展水平的一種標(biāo)志。目前的重要生產(chǎn)方法是“接觸法”，有關(guān)接觸氧化反

催化劑、

應(yīng)2SCh+θ2500℃2SO3的說法不正確的是()

A.該反應(yīng)為可逆反應(yīng)，故在一定條件下二氧化硫和氧氣不可能全部轉(zhuǎn)化為三氧化

硫

B.達(dá)到平衡后，反應(yīng)就停止了，故此時正、逆反應(yīng)速率相等且均為零

C.一定條件下，向某密閉容器中加入2molSO2和1molO2,則從反應(yīng)開始到達(dá)

到平衡的過程中，正反應(yīng)速率不斷減小，逆反應(yīng)速率不斷增大，某一時刻，正、

逆反應(yīng)速率相等

D.在利用上述反應(yīng)生產(chǎn)三氧化硫時，要同時考慮反應(yīng)所能達(dá)到的限度和化學(xué)反應(yīng)

速率兩方面的問題

解析A項，可逆反應(yīng)則反應(yīng)物不可能完全轉(zhuǎn)化為生成物;B項,達(dá)平衡時,。(正)、

。(逆)相等但不為零；C項，從正向開始的反應(yīng)，正反應(yīng)速率隨反應(yīng)物濃度降低而

減小，逆反應(yīng)速率隨生成物濃度升高而增大，達(dá)平衡時，0(正)=0(逆)；D項，

工業(yè)生產(chǎn)上既要提高原料的轉(zhuǎn)化率，又要提高生產(chǎn)效率，應(yīng)同時考慮反應(yīng)的限度

和化學(xué)反應(yīng)速率兩方面的問題。

答案B

2.在密閉容器中進(jìn)行反應(yīng)：X2(g)+Y2(g)κ^2Z(g),已知X2、Y2、Z的起始濃

度分別為0.1mol?L∕I0.3mol?Ll>0.2mol?L在一定條件下，當(dāng)反應(yīng)達(dá)到平

衡時，各物質(zhì)的濃度可能是()

A.Z為0.3mol?LIB.Y2為0.4moLL1

C.X2為0.2mol?L-∣D.Z為0.4mol?LT

解析若X2完全轉(zhuǎn)化為Z,則X2、Y2、Z的濃度分別是OmolL-I、0.2mol?L^Λ

-1j

0.4mol?L;若Z完全轉(zhuǎn)化為X2、Y2,則X2、Y2、Z的濃度分別是0.2mol?L^、

0.4mol?L'?Omol-L'；反應(yīng)為可逆反應(yīng)，反應(yīng)物不能完全轉(zhuǎn)化，所以，O<[X2]

lll

<0.2mol?L^,0.2mol?L^<[Y2]<0.4mol?L"',0<[Z]<0.4mol?L-o

答案A

【練后歸納】

極端假設(shè)法確定各物質(zhì)濃度范圍

上述題目2可根據(jù)極端假設(shè)法判斷，假設(shè)反應(yīng)正向或逆向進(jìn)行到底，求出各物質(zhì)

濃度的最大值和最小值，從而確定它們的濃度范圍。

假設(shè)反應(yīng)正向進(jìn)行到底：X2(g)+Y2(g)=^2Z(g)

起始濃度(mol?L'

改變濃度(mol?L∕i

終態(tài)濃度(mo卜Lr

假設(shè)反應(yīng)逆向進(jìn)行到底：X2(g)+Y2(g)i2Z(g)

起始濃度(molL」

改變濃度(mol?L-∣

終態(tài)濃度(mol?I∕i)0.20.40

平衡體系中各物質(zhì)的濃度范圍為X2∈(O,0.2),Y2∈(0.2,0.4),Z∈(0,0.4)o

題組二平衡狀態(tài)的判斷

3.在一定溫度下的恒容密閉容器中，投入一定量CUO(S)和CO(g)發(fā)生可逆反應(yīng)

2CuO(s)+CO(g)Cu2O(s)+CO2(g),下列情況能說明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的

是()

A.生成CO的物質(zhì)的量等于生成CO2的物質(zhì)的量

B.容器內(nèi)混合氣體密度保持不變

C.容器內(nèi)混合氣體總壓強(qiáng)保持不變

D.容器內(nèi)的CuO濃度保持不變

解析生成CO的物質(zhì)的量等于生成C02的物質(zhì)的量，但是時間不一定相等，故

Co正、逆反應(yīng)速率不一定相等，A項錯誤；氣體總質(zhì)量由小到大，當(dāng)保持不變

時達(dá)到平衡，B項正確；氣體總物質(zhì)的量始終不變，故氣體壓強(qiáng)始終不變，C項

錯誤；氧化銅為固態(tài)，其濃度始終不變，D項錯誤。

答案B

4.(2018?湖北宜昌模擬棒乙烯是現(xiàn)代石油化工產(chǎn)品中最重要的單體之一。在工業(yè)

上，苯乙烯可由乙苯和CCh催化脫氫制得：

CHXHsCH=CH2

f(g)+CO2(g)(g)+CO(g)+H2O(g)

ΔH>0o

在溫度為T1時,此反應(yīng)的平衡常數(shù)K=O.5。在2L密閉容器中加入乙苯(g)與CO2,

反應(yīng)到某時刻測得混合物中各組分的物質(zhì)的量均為LOmol,請回答下列問題：

⑴該時刻的化學(xué)反應(yīng)_______(填“已達(dá)到”或“未達(dá)到")平衡狀態(tài)。

⑵下列能說明乙苯與CO2在該條件下反應(yīng)已達(dá)到平衡狀態(tài)的是(填字

母)。

a.v,E(CO2)=Ua(CO2)

b.[CO2]=[CO]=0.5mol/L

c?混合氣體的密度不變

d.CO2的體積分?jǐn)?shù)保持不變

⑶若將反應(yīng)改為恒壓絕熱條件下進(jìn)行，達(dá)到平衡狀態(tài)時，則乙苯的物質(zhì)的量濃

度（填字母）。

a.大于0.5mol/LB.小于0.5mol/L

c.等于0.5mol/LD.無法確定

解析（1）各組分的濃度均為L?普=0.5mol/L,Q==0.5=K,則該時刻反應(yīng)達(dá)

到平衡狀態(tài)。（2）a項，對同一物質(zhì)來說，正、逆反應(yīng)速率相等，說明反應(yīng)已達(dá)到

平衡狀態(tài)；b項，［COH與［CO］的濃度是否相等，與反應(yīng)的起始量和轉(zhuǎn)化率有關(guān),

所以當(dāng)［CO2］=［CO］時不能說明已達(dá)平衡狀態(tài)；C項，在恒容容器中，混合氣體

的總質(zhì)量在反應(yīng)過程中始終沒有變化，即密度始終沒有變化，與是否達(dá)到平衡狀

態(tài)無關(guān)；d項，隨著反應(yīng)進(jìn)行，Co2的體積分?jǐn)?shù)逐漸減小，當(dāng)CCh的體積分?jǐn)?shù)保

持不變時，即達(dá)到平衡狀態(tài)。（3）該反應(yīng)為正向吸熱、氣體分子數(shù)增大的反應(yīng)，

若維持恒壓絕熱，相當(dāng)于在原平衡的基礎(chǔ)上降溫，同時增大容器的容積，二者對

乙苯濃度的影響無法確定。

答案（1）已達(dá)到⑵ad（3）d

【方法總結(jié)】

判斷化學(xué)平衡狀態(tài)的兩方法和兩標(biāo)志

L兩方法——逆向相等、變量不變

（1）“逆向相等”：反應(yīng)速率必須一個是正反應(yīng)的速率，一個是逆反應(yīng)的速率，

且經(jīng)過換算后同一種物質(zhì)的減少速率和生成速率相等。

（2）“變量不變”：如果一個量是隨反應(yīng)進(jìn)行而改變的，當(dāng)不變時為平衡狀態(tài)；

一個隨反應(yīng)的進(jìn)行保持不變的量，不能作為是否是平衡狀態(tài)的判斷依據(jù)。

2.兩標(biāo)志---本質(zhì)標(biāo)志'等價標(biāo)志

⑴本質(zhì)標(biāo)志：W正）=。（逆）≠0°對于某一可逆反應(yīng)來說，正反應(yīng)消耗掉某反應(yīng)物

的速率等于逆反應(yīng)生成該反應(yīng)物的速率。

（2）等價標(biāo)志

①全部是氣體參加的非等體積反應(yīng)，體系的壓強(qiáng)、平均相對分子質(zhì)量不再隨時間

而變化。例如,N2（g）+3H2（g）2NH3(g)o

②體系中各組分的物質(zhì)的量濃度、體積分?jǐn)?shù)、物質(zhì)的量(或質(zhì)量)分?jǐn)?shù)保持不變。

③對同一物質(zhì)而言，斷裂的化學(xué)鍵的物質(zhì)的量與形成的化學(xué)鍵的物質(zhì)的量相等。

④對于有色物質(zhì)參加或生成的可逆反應(yīng)，體系的顏色不再隨時間而變化。例如,

2NO2(g)N2θ4(g)()

⑤體系中某反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率或某生成物的產(chǎn)率達(dá)到最大值且不再隨時間而變化。

⑥絕熱體系的溫度不變，說明反應(yīng)處于平衡狀態(tài)。

考點二化學(xué)平衡移動與等效平衡

(頻數(shù)：★★★難度：★★☆)

知識梳理夯基固本

1.化學(xué)平衡的移動

平衡移動就是由一個“平衡狀態(tài)一不平衡狀態(tài)一新平衡狀態(tài)”的過程。一定條件

下的平衡體系，條件改變后，平衡可能發(fā)生移動，如下所示:

一

T化學(xué)反應(yīng)速率不變(如恒容時充入惰性氣而^~I—平

衡

不

一

-「I使用催化劑1移

動

改

化

氣體體積不一

學(xué)

件

反L變的反應(yīng)改—

一

應(yīng)變壓強(qiáng)

速

一

率

T濃度變化I—平

改

衡

變

一一溫度變化移

_II--動

一

T壓強(qiáng)變化I—

2.化學(xué)平衡移動與化學(xué)反應(yīng)速率的關(guān)系

V,E>V逆，平衡向正反應(yīng)方向移動；

。正=0逆，反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，不發(fā)生平衡移動;

VΛ-<V逆，平衡向逆反應(yīng)方向移動。

3.外界因素對化學(xué)平衡移動的影響

「增大反應(yīng)物濃度或減小生成物濃度,平衡向

[i??J—正反應(yīng)方向移動:減小反應(yīng)物濃度或增大生

-成物濃度,平衡向逆反應(yīng)方向移動

「對于反應(yīng)前后氣體分子數(shù)不等的反應(yīng).增大壓

強(qiáng),平衡向氣體分子數(shù)減小的方向移動:減小

Ii

?J壓強(qiáng).平衡向氣體分子數(shù)填乂的方向移動若

-反應(yīng)前后氣體分子數(shù)相等,改變壓強(qiáng)平衡丕幽

矗[■升高溫度.平衡向吸熱反應(yīng)方向移動;降低溫

ljl2η

∣b^L度,平衡向放熱反應(yīng)方向移動

陰匕——加入催化劑,不能使平衡發(fā)生移動

5QI-----

4.勒夏特列原理

如果改變影響化學(xué)平衡的條件之一(如溫度、壓強(qiáng)、以及參加反應(yīng)的化學(xué)物質(zhì)的

濃度)，平衡將向著能夠減弱這種改變的方向移動。

?名師助學(xué)

化學(xué)平衡移動的目的是“減弱”外界條件的改變，而不是“抵消”外界條件的改

變，改變是不可逆轉(zhuǎn)的。新平衡時此物理量更靠近于改變的方向。

5.等效平衡

定義：在一定條件下(恒溫恒容或恒溫恒壓)下，同一可逆反應(yīng)體系，不管是從正

反應(yīng)開始，還是從逆反應(yīng)開始，還是正、逆反應(yīng)同時投料，達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)時,

任何相同組分的百分含量(質(zhì)量分?jǐn)?shù)、物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)、體積分?jǐn)?shù)等)均相同。

?名師助學(xué)

等效平衡分類及規(guī)律

等效類型①②③

條件恒溫、恒容恒溫、恒容恒溫、恒壓

反應(yīng)前后氣體分子

反應(yīng)的特點任何可逆反應(yīng)任何可逆反應(yīng)

數(shù)相等

換算為化學(xué)方換算為化學(xué)方程式換算為化學(xué)方程式

程式同一邊物一邊物質(zhì)，其同一邊物質(zhì)，其

起始投料

質(zhì)，其“量”相“量”符合同一比“量”符合同一比

同例例

質(zhì)量分?jǐn)?shù)

相同相同相同

平衡(w%)

特點濃度(C)相同成比例相同(氣體)

物質(zhì)的量(〃)相同成比例成比例

教材工高考

1.教材基礎(chǔ)知識判斷

(1)化學(xué)平衡發(fā)生移動，化學(xué)反應(yīng)速率一定改變；化學(xué)反應(yīng)速率改變，化學(xué)平衡

也一定發(fā)生移動()

(2)升高溫度，平衡向吸熱反應(yīng)方向移動，此時。放減小，o畋增大()

⑶合成氨反應(yīng)需要使用催化劑，說明催化劑可以促進(jìn)該平衡向生成氨的方向移

動，所以也可以用勒夏特列原理解釋使用催化劑的原因()

⑷平衡時，其他條件不變，分離出固體生成物，。正減慢()

(5)C(s)+CO2(g)=^2C0(g)Δ∕7>0,其他條件不變時，升高溫度，反應(yīng)速率

O(CO2)和CO2的平衡轉(zhuǎn)化率均增大()

答案(1)×(2)×(3)×(4)×(5)√

2.教材實驗探究與考題印證

(RJ選修4?P26實驗2—5)已知在K2Cr2O7的溶液中存在著如下平衡：

+

Cr2O?+H2O2Crθi+2H

K2Cr2O7為橙色，LCrCU為黃色。

取兩支試管各加入5mL0.1mol/LK2Cr2O7溶液，觀察并記錄溶液顏色的變化。

(1)一只試管加入濃H2SO4溶液呈________色，另一支試管加入NaOH溶液呈

________色，說明____________________________________________

⑵[2016?全國卷I,27⑵]CrO，和CnO廠在溶液中可相互轉(zhuǎn)化。室溫下，初始

濃度為1.0molL-1的Na2CrO4溶液中C(Cr2θΓ)隨c(H')的變化如圖所示。

1.02.03.()4.05.()6.()

C(H*)/(1(Lmol?Ll)

①用離子方程式表示Na2CrO4溶液中的轉(zhuǎn)化反應(yīng)：

②由圖可知，溶液酸性增大，Crcr的平衡轉(zhuǎn)化率(填“增大”“減小”

或“不變”)。根據(jù)A點數(shù)據(jù)，計算出該轉(zhuǎn)化反應(yīng)的平衡常數(shù)為o

③升高溫度，溶液中CrOr的平衡轉(zhuǎn)化率減小，則該反應(yīng)的0(填"大

于”“小于”或“等于”)。

答案(1)橙黃增大生成物濃度平衡左移，減少生成物的濃度平衡右移

(2)φ2CrθΓ+2H""^^Cr2θΓ+H2O②X10小③小于

題組診斷通法悟道

題組一外界條件對化學(xué)平衡的影響

1.將NO2裝入帶有活塞的密閉容器中，當(dāng)反應(yīng)2NCh(g)N2O4(g)達(dá)到平衡

后，改變下列一個條件，下列敘述正確的是()

A.升高溫度，氣體顏色加深，則此反應(yīng)為吸熱反應(yīng)

B.慢慢壓縮氣體體積，平衡向正反應(yīng)方向移動，混合氣體的顏色變淺

C.慢慢壓縮氣體體積，若體積減小一半，壓強(qiáng)增大，但小于原來的兩倍

D.恒溫恒容時，充入稀有氣體，壓強(qiáng)增大，平衡向正反應(yīng)方向移動，混合氣體的

顏色變淺

解析升高溫度，氣體顏色加深，則平衡向逆反應(yīng)方向移動，故正反應(yīng)為放熱反

應(yīng)，A錯誤；首先假設(shè)平衡不移動，增大壓強(qiáng)，氣體顏色加深，但平衡向正反應(yīng)

方向移動，使混合氣體的顏色在加深后的基礎(chǔ)上變淺，但一定比原平衡的顏色深,

B錯誤；同理C項，首先假設(shè)平衡不移動，若體積減小一半，則壓強(qiáng)變?yōu)樵瓉淼?/p>

兩倍，但平衡向正反應(yīng)方向移動，使壓強(qiáng)在原平衡兩倍的基礎(chǔ)上減小，正確；體

積不變，反應(yīng)物及生成物濃度不變，正、逆反應(yīng)速率均不變，平衡不移動，顏色

不變化，D錯誤。

答案C

2.將等物質(zhì)的量的X、Y氣體充入某密閉容器中，一定條件下，發(fā)生如下反應(yīng)并

達(dá)到平衡：X(g)+3Y(g)2Z(g)ΔH<0o改變某個條件并維持新條件直至

達(dá)到新的平衡，下表中關(guān)于新平衡與原平衡的比較正確的是()

選項改變的條件新平衡與原平衡比較

A升高溫度X的轉(zhuǎn)化率變小

B增大壓強(qiáng)X的濃度變小

C充入一定量YY的轉(zhuǎn)化率增大

D使用適當(dāng)催化劑X的體積分?jǐn)?shù)變小

解析升溫，平衡向吸熱反應(yīng)的方向移動，即逆向移動，X的轉(zhuǎn)化率變小，A項

正確；增大壓強(qiáng)，平衡向氣體分子數(shù)減小的方向移動，即正向移動，X的物質(zhì)的

量減小，但由于容器體積減小，各組分的濃度均比原平衡的大，故B項錯誤；

增大一種反應(yīng)物的濃度，能夠提高另一種反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率，而其本身的轉(zhuǎn)化率降

低，故C項錯誤；催化劑只能改變反應(yīng)速率，不影響平衡狀態(tài)，故各物質(zhì)的體

積分?jǐn)?shù)不變，D項錯誤。

答案A

3.用02將HCl轉(zhuǎn)化為Cl2,可提高效益，減少污染。新型RUO2催化劑對上述HCl

轉(zhuǎn)化為Cl2的總反應(yīng)具有更好的催化活性。

實驗測得在一定壓強(qiáng)下，總反應(yīng)的HCl平衡轉(zhuǎn)化率隨溫度變化的αHα?T曲線如

下圖：

(1)則總反應(yīng)的0(填“>”、"=”或“<”)；A、B兩點的平衡常

數(shù)K(A)與K(B)中較大的是□

(2)在上述實驗中若壓縮體積使壓強(qiáng)增大，請在上圖畫出相應(yīng)OHCLT曲線的示意

圖，并簡要說明理由：___________________________________________

(3)下列措施中，有利于提∣?OtHCl的有O

A.增大〃(HCl)B.增大∏(O2)

C.使用更好的催化劑D.移去H2O

答案(I)VK(A)

(2)見下圖

溫度相同的條件下，增大壓強(qiáng)，平衡右移,QHQ增大，因此曲線應(yīng)在原曲線上方

(3)BD

【方法總結(jié)】

解答化學(xué)平衡移動類試題的一般思路

①2,工＞Vity平衡向正反應(yīng)方向移動

②”L收，平衡不移動

③〃工V%,平衡向逆反應(yīng)方向移動

根據(jù)化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷方法確定

反應(yīng)是否達(dá)到平衡狀態(tài)，因為只有達(dá)

到平衡狀態(tài)才能運(yùn)用勒夏特列原理

運(yùn)用勒瓦特列原理分析外界條件對

憶、VW的影響

根據(jù)心、氣的相對大小，判斷平衡

是否移動、平衡移動的方向或?qū)D(zhuǎn)

化率的影響

題組二應(yīng)用“等效平衡”判斷平衡移動

4.在相同溫度和壓強(qiáng)下，對反應(yīng)CO2(g)+H2(g),'Co(g)+H2O(g)進(jìn)行甲、乙、

丙、丁四組實驗，實驗起始時放入容器內(nèi)各組分的物質(zhì)的量見下表

\物

(,O2H2COH2O

實

∣l'amolamolOrnolOmol

乙2amolamolOmolOmol

丙OmolOnio?arnolarnol

TamolOmolarnolarnol

上述四種情況達(dá)到平衡后，”(CO)的大小順序是()

A.乙=?。炯?丙B.甲＞乙＞丙＞丁

C.乙=甲＞丁=丙D.T＞丙＞乙＞甲

解析四種情況的反應(yīng)物起始量可折合成下表情況

物H?物

COHCOHO

實百??222

甲arnolamolOmo?Omol

乙2arnolamolOmolOmol

丙amolamolOmolOrnol

T2amolamolOmolOmol

所以乙和丁相當(dāng)于提高了反應(yīng)物(Co2)的初始量，平衡向正反應(yīng)方向移動，〃(Co)

相對于甲和丙提高，故有乙=?。炯?丙。

答案A

l

5.已知N2(g)+3Eh(g)'2NH3(g)ΔH=-92.3kJ?moΓ,在一定溫度和催化

劑的條件下，向一密閉容器中，通入ImOlN2和3molH2,達(dá)到平衡狀態(tài)I；相

同條件下，向另一體積相同的密閉容器中通入0.9molN2、2.7molH2和0.2mol

NH3,達(dá)到平衡狀態(tài)∏,則下列說法正確的是()

A.兩個平衡狀態(tài)的平衡常數(shù)的關(guān)系：Ki<Kn

B.H2的百分含量相同

C.N2的轉(zhuǎn)化率：平衡IV平衡π

D?反應(yīng)放出的熱量：ρ∣=ρll<92.3kJ

解析兩平衡的溫度相同，故平衡常數(shù)Kl=KU,兩容器中的反應(yīng)物都可以轉(zhuǎn)化

為ImolN2和3molH2,故兩個平衡是等效平衡，且兩平衡中Hz的百分含量相

同，但反應(yīng)是可逆反應(yīng)不能進(jìn)行徹底，平衡∏中已經(jīng)有一部分NH3,反應(yīng)放出的

熱量：β∣>2∣ι,且都小于92.3kJ,N2的轉(zhuǎn)化率：平衡1>平衡∏°

答案B

【歸納總結(jié)】

等效平衡判斷“四步曲”

第一步，看|：觀察可逆反應(yīng)特點(物質(zhì)狀態(tài)、氣體分子數(shù))，判斷反應(yīng)是反應(yīng)前

后氣體體積不變的可逆反應(yīng)還是反應(yīng)前后氣體體積改變的可逆反應(yīng)；

第二步，挖|：挖掘反應(yīng)條件，是恒溫恒容還是恒溫恒壓，注意密閉容器不等于

恒容容器；

第三步，倒|：采用一邊倒法，將起始物質(zhì)按可逆反應(yīng)系數(shù)之比轉(zhuǎn)化成同一邊的

物質(zhì)；

第四步，聯(lián)|：聯(lián)系等效平衡判斷依據(jù)，結(jié)合題目條件判斷是否達(dá)到等效平衡。

題組三化學(xué)平衡移動原理對工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的理論指導(dǎo)

6.化學(xué)反應(yīng)原理在科研和生產(chǎn)中有廣泛應(yīng)用。

⑴利用“化學(xué)蒸氣轉(zhuǎn)移法”制備TaS2晶體，發(fā)生如下反應(yīng)：

TaS2(S)+2I2(g)Tal4(g)+S2(g)ΔH>O(I)

如圖所示，反應(yīng)(I)在石英真空管中進(jìn)行，先在溫度為T2的一端放入未提純的

TaS2粉末和少量I2(g),一段時間后，在溫度為Tl的一端得到了純凈TaS2晶體，

則溫度TlTX填或"=”)。上述反應(yīng)體系中循環(huán)使用的物質(zhì)是

溫度3端溫度八端

Il.

U,%差LMg)

TaS2晶體加熱爐TaS2粉末

(2)Co可用于合成甲醇，反應(yīng)方程式為CO(g)+2H2(g)3θH(g)°CO在

不同溫度下的平衡轉(zhuǎn)化率與壓強(qiáng)的關(guān)系如圖所示。該反應(yīng)ΔH0(填

“>”或?qū)嶋H生產(chǎn)條件控制在250CXIO,kPa左右，選擇此壓強(qiáng)的理

由是O

1

()()

%8()

∕60

44)

?fτ-20

攆

S

Or

U

O0.51.01.5

p/i?kPa

解析(1)由題意可知，未提純的TaS2粉末變成純凈TaS2晶體，要經(jīng)過兩步轉(zhuǎn)化:

①TaSz+如=Tah+S2,②Tab+Sz=TaSz+2L,即反應(yīng)(I)先在溫度72端正

向進(jìn)行，后在溫度A端逆向進(jìn)行，反應(yīng)(I)的△〃大于0,因此溫度TI小于72,

該過程中循環(huán)使用的物質(zhì)是L。(2)從圖像來看，隨著溫度的升高，CO的轉(zhuǎn)化率

變小，故△”<(),綜合溫度、壓強(qiáng)對CO轉(zhuǎn)化率的影響來看，在題給壓強(qiáng)下，

CO的轉(zhuǎn)化率已經(jīng)很大，不必再增大壓強(qiáng)。

答案(1)<I2

XlO,kPa下，CO的轉(zhuǎn)化率已較高，再增大壓強(qiáng)Co轉(zhuǎn)化率提高不大，同時生產(chǎn)

成本增加，得不償失

熱點模型9“圖像、表格類”的審讀

【審讀說明】

題目類型：

類型一：從表格信息總結(jié)規(guī)律

類型二：從圖中信息總結(jié)規(guī)律

類型三：從題中信息總結(jié)規(guī)律并作圖

類型四：從題中信息總結(jié)規(guī)律并分析原因

分析方法：

1.提取什么？

審清題，明確目標(biāo)，并做好標(biāo)注。

2.怎么提?。?/p>

分析變化趨勢和斜率變化。

3.答題模板：其他條件不變，隨著自變量(橫坐標(biāo))變化(增大或減少)，XX因變量

(縱坐標(biāo))逐漸(增大/減少)?；蛘呔蜋M坐標(biāo)、自變量分區(qū)作答(非單調(diào)曲線)。

寫規(guī)律時的原則：先整體后局部。

分析原因型分析方法：

答題模板：什么因素的改變使什么平衡向什么方向移動，結(jié)果是什么。

作圖策略：

分析圖表信息，確定橫豎坐標(biāo)，做好“三點一變化”：起點、終點、轉(zhuǎn)折點和變

化趨勢。

［模型解題］

【案例11用CaSo4代替。2與燃料CO反應(yīng)，既可提高燃燒效率，又能得到

高純C02,是一種高效、清潔、經(jīng)濟(jì)的新型燃燒技術(shù)，反應(yīng)①為主反應(yīng)，反應(yīng)②

和③為副反應(yīng)。

①l∕4CaSO4(s)+CO(g)l∕4CaS(s)+CO2(g)

ΔH∣=-47.3kJ?moΓ'

1

②CaSo4(s)+C0(g)'CaO(S)+CO2(g)+SO2(g)

1

ΔH2=+210.5kJ?moΓ

③CO(g)1/2C⑸+1/2Co2(g)

△“3=-86.2kJmol1

反應(yīng)①?③的平衡常數(shù)的對數(shù)IgK隨反應(yīng)溫度T的變化曲線見下圖，結(jié)合各反應(yīng)

的歸納IgK?T曲線變化規(guī)律：

a);

b)o

審讀指導(dǎo)

1.審題(圖)時目標(biāo)是什么？

2.K的含義？IgK的含義？哪些量與K變化趨勢一致？(以反應(yīng)①為例)

3.該反應(yīng)的自變量？因變量？

4.變化趨勢和斜率變化如何？受什么因素影響？

答案a)放熱反應(yīng)的IgK隨溫度升高而下降

b)放出或吸收熱量越大的反應(yīng)，其IgK受溫度影響越大

【案例2】研究表明：在使用等質(zhì)量催化劑時，增大催化劑比表面積可提高化

學(xué)反應(yīng)速率。

⑴為了分別驗證溫度、催化劑比表面積對化學(xué)反應(yīng)速率的影響規(guī)律，某同學(xué)根

催化劑

據(jù)反應(yīng)8NH3(g)+6NO2(g)7N2(g)+12H2O(g)AHVO設(shè)計了如下

表所示三組實驗，請完善表格中的數(shù)據(jù)。

[NH3]ej始[NO2]w?催化劑的比表面

實驗編號溫度/℃

/(mol?L1)/(mol?L^1)積/(r∏2.g-i)

I350X1(Γ3XW3120

H80

III15080

(2)請在給出的坐標(biāo)圖中，畫出上表H、In實驗中NO2濃度隨時間變化的趨勢曲

線圖，并標(biāo)明實驗編號。

l

[NO2]/(mol-L)

審讀指導(dǎo)

(1)探究溫度、催化劑比表面積對化學(xué)反應(yīng)速率的影響時，根據(jù)控制單一變量原

則，三組實驗中NH3、No2的初始濃度應(yīng)相同，結(jié)合I、ΠI中溫度不同，I、∏

中催化劑比表面積不同，則I、∏應(yīng)溫度相同。

(2)∏中的催化劑比表面積比I中的小，達(dá)到平衡的時間比I長，II、In中的催

化劑比表面積相同，IU的反應(yīng)溫度較低，則達(dá)到平衡用時最長，又由題意知，該

反應(yīng)為放熱反應(yīng)，降低溫度會使平衡正向移動，故平衡時III中的［N02］要比I、

II中的［NCh］小。

答案⑴①

[NH][NO2Qj?催化劑的比表面

實驗編號溫度/℃3ate

/(mol?L')/(mol?L^1)積/(r∏2?gl)

I

π350×IO、×10^^3

IIIXI。、XIO-3

高考研究考能提升

［試題分析］

(2016?全國卷∏,27)丙烯瞰CH2=CHCN)是一種重要的化工原料，工業(yè)上可用

“丙烯氨氧化法”生產(chǎn)，主要副產(chǎn)物有丙烯醛(CH2==CHCHO)和乙晴(CH3CN)

等。回答下列問題：

⑴以丙烯、氨、氧氣為原料，在催化劑存在下生成丙烯月青(C3H3N)和副產(chǎn)物丙烯

醛(C3H4O)的熱化學(xué)方程式如下：

_3

①C3H6(g)+NH3(g)+Eθ2(g)=C3H3N(g)+3H2O(g)ΔH=-515kJ?moΓ1

②C3H6(g)+θ2(g)=C3H4O(g)+H2O(g)?H=-353kJ?mol^1

兩個反應(yīng)在熱力學(xué)上趨勢均很大，其原因是

有利于提高丙烯睛平衡產(chǎn)率的反應(yīng)條件是

________________________________________________?

提高丙烯庸反應(yīng)選擇性的關(guān)鍵因素是

(2)圖(a)為丙烯庸產(chǎn)率與反應(yīng)溫度的關(guān)系曲線，最高產(chǎn)率對應(yīng)的溫度為460℃,

低于460°C時，丙烯懵的產(chǎn)率(填“是”或“不是”)對應(yīng)溫度下的平衡

產(chǎn)率，判斷理由是；

高于460C時，丙烯睛產(chǎn)率降低的可能原因是(雙選，填標(biāo)號)。

A.催化劑活性降低B.平衡常數(shù)變大

C.副反應(yīng)增多D.反應(yīng)活化能增大

圖(a)圖(b)

(3)丙烯睛和丙烯醛的產(chǎn)率與〃(氨)/”(丙烯)的關(guān)系如圖(b)所示。由圖可知，最佳

〃(氨)/〃(丙烯)約為，理由是,

進(jìn)料氣氨、空氣、丙烯的理論體積比約為O

解題思路：................................................................

我的答案：........

考查意圖：本題以“丙烯氮氧化法”生產(chǎn)一種重要的有機(jī)化工原料——丙烯月青為

背景，綜合考查了化學(xué)反應(yīng)方向的判斷、反應(yīng)條件的控制、影響化學(xué)平衡的因素、

平衡常數(shù)K與溫度T的關(guān)系、活化能與溫度的關(guān)系、簡單物質(zhì)的量的計算等知

識點。題目應(yīng)用物質(zhì)的性質(zhì)、反應(yīng)原理和規(guī)律，從“物質(zhì)變化是有條件的”角度

來分析化學(xué)反應(yīng)條件的控制以及物質(zhì)之間的轉(zhuǎn)化；通過對圖像的觀察，從''模

型”、“分類與比較”、“定性與定量”、“化學(xué)與社會和諧發(fā)展”的角度考查

考生結(jié)合已有知識進(jìn)行圖文轉(zhuǎn)換、加工信息和正確表達(dá)思維歷程及結(jié)論的能力。

試題以實際生產(chǎn)為背景，體現(xiàn)了新課程標(biāo)準(zhǔn)化學(xué)與生產(chǎn)、生活密切聯(lián)系的要求，

體現(xiàn)了

化學(xué)的學(xué)科價值和社會價值，考查了“綠色應(yīng)用”的化學(xué)核心素養(yǎng)。試題以多種

方式呈現(xiàn)信息，有利于不同思維習(xí)慣的考生快速攝取關(guān)鍵信息；試題設(shè)問靈活，

有利于考生多元化思維的發(fā)揮。題目要求考生具有思維的深刻性、敏捷性、批判

性和獨創(chuàng)性，具有接受、吸收和整合化學(xué)信息的能力以及分析和解答(解決)化學(xué)

問題的能力。本題抽樣統(tǒng)計難度為0.34。

解題思路：化學(xué)反應(yīng)的方向的判斷也就是化學(xué)反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行的問題，可以通

過焰判據(jù)做出判斷。因為兩個反應(yīng)均為放熱量大的反應(yīng)，故兩個反應(yīng)在熱力學(xué)上

趨勢均很大。因為該反應(yīng)為氣體體積增大的放熱反應(yīng)，所以降低溫度、降低壓強(qiáng)

有利于提高丙烯膈的平衡產(chǎn)率，由圖(a)可知，提高丙烯聘反應(yīng)選擇性的關(guān)鍵因

素是催化劑；由于反應(yīng)①的AHVO,升高溫度，K減小，而圖(a)中的產(chǎn)率增大,

因此圖(a)中低于460C的產(chǎn)率，不是對應(yīng)溫度下的平衡產(chǎn)率；溫度升高，K減少，

活化能不變，故高于460℃時，丙烯晴的產(chǎn)率降低可能是催化劑的活性降低和副

反應(yīng)增多造成的；根據(jù)圖像(b)可知，當(dāng)〃(氨)/〃(丙烯)約為1時，該比例下丙烯庸

產(chǎn)率最高，而副產(chǎn)物丙烯醛產(chǎn)率最低；根據(jù)化學(xué)反應(yīng)C3H6(g)+NH3(g)+

3∕2θ2(g)=C3H3N(g)+3H2O(g),氨氣、氧氣、丙烯按1：：1的體積比加入反應(yīng)

達(dá)到最佳狀態(tài)，而空氣中氧氣約占20%,所以進(jìn)料氨、空氣、丙烯的理論體積約

為1：：1。教學(xué)中一定建構(gòu)解題模型，積累解題方法，用化工生產(chǎn)的實際問題

設(shè)計問題線索，進(jìn)而組織教學(xué)。學(xué)生對“熱力學(xué)”這一概念未必都能理解。

正確答案：(1)兩個反應(yīng)均為放熱量大的反應(yīng)降低溫度、降低壓強(qiáng)催化劑

(2)不是該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，平衡產(chǎn)率應(yīng)隨溫度升高而降低AC

(3)1該比例下丙烯庸產(chǎn)率最高，而副產(chǎn)物丙烯醛產(chǎn)率最低1：：1

［真題演練］

L(2013?大綱全國卷，7)反應(yīng)X(g)+Y(g)`2Z(g)Δ∕7<0,達(dá)到平衡時，下

列說法正確的是()

A.減小容器體積，平衡向右移動

B.加入催化劑，Z的產(chǎn)率增大

C.增大[X],X的轉(zhuǎn)化率增大

D.降低溫度，Y的轉(zhuǎn)化率增大

解析根據(jù)該反應(yīng)的特點結(jié)合平衡移動原理逐項分析。A項該反應(yīng)為反應(yīng)前后氣

體物質(zhì)的量不變的反應(yīng)，平衡不受壓強(qiáng)影響，減小容器體積，平衡不移動；B項

催化劑不能使平衡移動，不改變產(chǎn)物的產(chǎn)率；C項增大[X],平衡正向移動，Y

的轉(zhuǎn)化率增大，X本身的轉(zhuǎn)化率反而減??；D項該反應(yīng)的正反應(yīng)是放熱反應(yīng)，降

低溫度，平衡正向移動，Y的轉(zhuǎn)化率增大。

答案D

2.[2016?天津理綜，10(3)改編]在恒溫恒容的密閉容器中，某儲氫反應(yīng)：MHv(S)

+>'H2(g)MHΛ,2y(S)Δ∕7<0達(dá)到化學(xué)平衡。下列有關(guān)敘述正確的是()

A.容器內(nèi)氣體壓強(qiáng)增大

B.吸收ymolH2只需1molMHv

C.若降溫，該反應(yīng)的平衡常數(shù)增大

D.若向容器內(nèi)通入少量氫氣，則譏放氫)>"(吸氫)

解析MHv(S)+.yH2(g)MHrt23(S)△”<(),該反應(yīng)屬于氣體的物質(zhì)的量減

小的反應(yīng)。A項，平衡時氣體的物質(zhì)的量不變，壓強(qiáng)不變，錯誤；B項，該反應(yīng)

為可逆反應(yīng)，吸收ymolH2需要大于ImoIMHX,錯誤；C項，因為該反應(yīng)正反

應(yīng)方向為放熱反應(yīng)，降溫時該反應(yīng)將向正反應(yīng)方向移動，反應(yīng)的平衡常數(shù)將增大，

正確；D項，向容器內(nèi)通入少量氫氣，相當(dāng)于增大壓強(qiáng)，平衡正向移動，板放氫)

<0(吸氫)，錯誤。

答案C

3.(2017?課標(biāo)全國II,27)丁烯是一種重要的化工原料，可由丁烷催化脫氫制備。

回答下列問題：

⑴正丁烷(C4H⑹脫氫制I-丁烯(C4H8)的熱化學(xué)方程式如下：

①C4H10(g)=C4H8(g)+H2(g)ΔW∣

l

已知：(2)C4H10(g)+^O2(g)=C4H8(g)+H2O(g)ΔH2=-119kJ?moΓ

l

③H2(g)+∣O2(g)=H2O(g)ΔH3=-242kJ?moΓ

圖(a)是反應(yīng)①平衡轉(zhuǎn)化率與反應(yīng)溫度及壓強(qiáng)的關(guān)系圖，X0.1(填“大于”

或“小于”)；欲使丁烯的平衡產(chǎn)率提高，應(yīng)采取的措施是(填標(biāo)號)。

A.升高溫度B.降低溫度

C.增大壓強(qiáng)D.降低壓強(qiáng)

/%

W

2

H蝮

n(氫氣)/"(丁烷)

圖(b)

反應(yīng)溫度Ct

圖(C)

(2)丁烷和氫氣的混合氣體以一定流速通過填充有催化劑的反應(yīng)器(氫氣的作用是

活化催化劑)，出口氣中含有丁烯、丁烷、氫氣等。圖(b)為丁烯產(chǎn)率與進(jìn)料氣中

〃(氫氣)/〃(丁烷)的關(guān)系。圖中曲線呈現(xiàn)先升高后降低的變化趨勢，其降低的原因

是____________________________________________

(3)圖(C)為反應(yīng)產(chǎn)率和反應(yīng)溫度的關(guān)系曲線，副產(chǎn)物主要是高溫裂解生成的短碳

鏈妙類化合物。丁烯產(chǎn)率在590℃之前隨溫度升高而增大的原因可能是

590℃之后，丁烯產(chǎn)率快速降低的主要原因可能是

解析（1）由a圖可以看出，溫度相同時，由0.1MPa變化到XMPa,丁烷的轉(zhuǎn)化

率增大，即平衡正向移動，所以X的壓強(qiáng)更小，x<0.1o由于反應(yīng)①為吸熱反應(yīng),

所以溫度升高時，平衡正向移動，丁烯的平衡產(chǎn)率增大，因此A正確、B錯誤。

反應(yīng)①正向進(jìn)行時體積增大，加壓時平衡逆向移動，丁烯的平衡產(chǎn)率減小，因此

C錯誤，D正確。（2）反應(yīng)初期，H2可以活化催化劑，進(jìn)料氣中〃（氫氣）歷（丁烷）

較小，丁烷濃度大，反應(yīng)向正反應(yīng)方向進(jìn)行的程度大，丁烯轉(zhuǎn)化率升高；然后進(jìn)

料氣中〃（氫氣）/〃（丁烷）增大，原料中過量的H2會使反應(yīng)①平衡逆向移動，所以

丁烯產(chǎn)率下降。（3）590°C之前，溫度升高時反應(yīng)速率加快，生成的丁烯會更多，

同時由于反應(yīng)①是吸熱反應(yīng)，升高溫度平衡正向移動，平衡體系中會含有更多的

丁烯。而溫度超過590C時，由于丁烷高溫會裂解生成短鏈煌類，所以參加反應(yīng)

①的丁烷也就相應(yīng)減少。

答案⑴小于AD

（2）原料中過量H2會使反應(yīng)①平衡逆向移動，所以丁烯產(chǎn)率下降

（3）590C前升高溫度，反應(yīng)①平衡正向移動升高溫度時，反應(yīng)速率加快，單位

時間產(chǎn)生丁烯更多溫度高于590°C時有更多的C4H∣0裂解導(dǎo)致產(chǎn)率降低

課時檢測即時鞏固

一'選擇題

1.（2018?陜西模擬）在密閉容器中，一定條件下進(jìn)行反應(yīng)：NO（g）+

1

CO（g）l∕2N2（g）+CO2（g）Δ∕7=-373.2kJ?moΓ,達(dá)到平衡后，為提高

No的轉(zhuǎn)化率和反應(yīng)速率，可采取的措施是（）

A.加催化劑同時升高溫度

B.加催化劑同時增大壓強(qiáng)

C.升高溫度同時充入N2

D.降低溫度同時增大壓強(qiáng)

解析催化劑不能改變平衡狀態(tài)，正反應(yīng)放熱，升高溫度平衡向逆反應(yīng)方向移動,

No轉(zhuǎn)化率降低，A項錯誤；催化劑不能改變平衡狀態(tài)，增大壓強(qiáng)平衡向正反應(yīng)

方向移動，No轉(zhuǎn)化率增大，B項正確；正反應(yīng)放熱，升高溫度同時充入N2,平

衡向逆反應(yīng)方向移動，No轉(zhuǎn)化率降低，C項錯誤；降低溫度同時增大壓強(qiáng)平衡

向正反應(yīng)方向移動，但反應(yīng)速率不一定增大，D項錯誤。

答案B

2.下列可逆反應(yīng)達(dá)到平衡后，增大壓強(qiáng)同時升高溫度，平衡一定向右移動的是

()

A.2AB(g)A2(g)+B2(g)ΔH>O

B.A2(g)+3B2(g)2AB3(g)ΔH<O

C.A(s)+B(g)C(