第11章　第48讲　影响化学平衡的因素（含答案） 2025年高考化学大一轮复习全新方案 讲义

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考点一 化学平衡的移动
1．化学平衡移动的根本原因
(1)平衡移动的过程
(2)平衡移动与速率的关系
①v正＞v逆，化学平衡向正反应方向移动；
②v正＜v逆，化学平衡向逆反应方向移动；
③v正＝v逆，化学平衡不发生移动。
2．化学平衡移动的重要实验再现
(1)探究浓度对化学平衡的影响
实验一：Fe3＋＋3SCN－Fe(SCN)3(红色)，加入较浓的FeCl3溶液或KSCN溶液、少量铁粉、KCl固体，通过观察溶液红色的变化，分析平衡移动。
提示 ①加入较浓的FeCl3溶液或KSCN溶液，红色加深，平衡正向移动。②加入少量Fe粉，红色变浅，平衡逆向移动。③加入少量KCl固体，红色几乎不变，平衡不移动。
实验二：Cr2Oeq \\al(2－,7)(橙色)＋H2O2CrOeq \\al(2－,4) (黄色)＋2H＋，滴加NaOH溶液或硫酸溶液，通过观察溶液颜色的变化，分析平衡移动。
提示 ①滴加NaOH溶液，溶液由橙色变为黄色，平衡正向移动。②滴加H2SO4溶液，溶液橙色加深，平衡逆向移动。
(2)探究压强对化学平衡的影响
实验三：2NO2(红棕色)N2O4(无色)
通过压缩体积观察颜色变化，分析平衡移动。
提示 气体的颜色先变深后变浅，最终还是比最初的颜色深。增大压强，平衡向生成N2O4的方向(气体体积减小的方向)移动。
(3)探究温度对化学平衡的影响
实验四：[Cu(H2O)4]2＋(蓝色)＋4Cl－[CuCl4]2－(黄色)＋4H2O ΔH>0。
将分别盛有2 mL 0.5 ml·L－1 CuCl2溶液的两支试管，一支试管先加热，然后置于冷水中，与另一支试管进行对比。
思考 在对CuCl2溶液加热时，为何未看到溶液变为黄色？
答案 因为加热时，平衡正向移动，[Cu(H2O)4]2＋有部分转化为[CuCl4]2－，[Cu(H2O)4]2＋显蓝色，[CuCl4]2－显黄色，而二者的混合色为绿色，故看不到黄色。
3．化学平衡移动原理——勒夏特列原理
如果改变影响平衡的一个因素(如浓度、压强或温度)，平衡就向着能够减弱这种改变的方向移动，这就是勒夏特列原理，也称化学平衡移动原理。
一、外因对正逆反应速率与化学平衡移动的影响
1．外界条件对化学平衡的影响是通过改变正、逆反应速率来实现的，其移动方向取决于改变条件的瞬间v正和v逆的相对大小。试完成下表(说明：表中的压强的变化是指通过改变气体的体积实现的)。
答案 (1)①增大 不变 正向移动 ②减小 不变 逆向移动 ③不变 增大 逆向移动 ④不变 减小 正向移动 (2)①增大 增大 向气体体积减小的方向移动 ②减小 减小 向气体体积增大的方向移动 (3)①增大 增大 向吸热反应方向移动 ②减小 减小 向放热反应方向移动 (4)增大 增大 不移动
2．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．恒温恒压时，充入惰性气体，平衡向左移动，混合气体的颜色变深
答案 C
解析 升高温度，气体颜色加深，则平衡向左移动，该反应为放热反应，A错误；体积减小一半，根据勒夏特列原理，混合气体的颜色比原平衡深，压强小于原平衡的两倍，B错误，C正确；恒温恒压，充入惰性气体，容器体积扩大，平衡向气体分子数增大的方向(即生成NO2的方向)移动，但NO2气体的浓度最终变小，混合气体的颜色变浅，D错误。
惰性气体对化学平衡的影响
二、通过图像理解化学平衡移动
3．一定条件下，在密闭容器中发生如下反应：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g) ΔH＝－198 kJ·ml－1。
(1)若在t0时刻只增大压强(缩小容器的体积)，请在图1中作出v正、v逆的变化图像。
答案
(2)请在图2中作出不同温度下(T2>T1)SO2的转化率随时间变化的示意图。
答案
4．(2021·湖南，11改编)已知：A(g)＋2B(g)3C(g) ΔHp，A、B的转化率都________，体积分数都________；②m＋n＝p，A、B的转化率、体积分数都________；③m＋nv逆，平衡向正反应方向移动，但是因为温度不变，故平衡常数不变，A不正确；催化剂不影响化学平衡状态，因此，加入催化剂不影响平衡时CH3CH2OH(g)的浓度，B不正确；恒容下，充入一定量的H2O(g)，H2O(g)的浓度增大，平衡向正反应方向移动，C正确；恒容下，充入一定量的CH2==CH2(g)，平衡向正反应方向移动，但是CH2==CH2(g)的平衡转化率减小，D不正确。
3．[2023·新课标卷，29(4)]在不同压强下，以两种不同组成进料，反应达平衡时氨的摩尔分数与温度的计算结果如图所示。其中一种进料组成为＝0.75、＝0.25，另一种为＝0.675、＝0.225、xAr＝0.10。(物质i的摩尔分数：xi＝eq \f(ni,n总))
①图中压强由小到大的顺序为________________，判断的依据是________________。
②进料组成中含有惰性气体Ar的图是________________。
③图1中，当p2＝20 MPa、＝0.20时，氮气的转化率α＝________________。该温度时，反应eq \f(1,2)N2(g)＋eq \f(3,2)H2(g)NH3(g)的平衡常数Kp＝________________(MPa)－1(化为最简式)。
答案 ①p1＜p2＜p3 合成氨的反应为气体分子数减少的反应，压强越大平衡时氨的摩尔分数越大 ②图2 ③33.33% eq \f(\r(3),36)
解析 ①合成氨的反应中，压强越大平衡时氨的摩尔分数越大。由图中信息可知，在相同温度下，反应达平衡时氨的摩尔分数：p1＜p2＜p3，因此，图中压强由小到大的顺序为p1＜p2＜p3。②该反应为气体分子数减小的反应，在相同温度和相同压强下，惰性气体Ar不利于合成氨，进料组成中含有惰性气体Ar的图是图2。③图1中，进料组成为＝0.75、＝0.25，两者物质的量之比为3∶1。假设进料中氢气和氮气的物质的量分别为3 ml和1 ml，达到平衡时氮气的变化量为x ml，则有：
N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)
始/ml 1 3 0
变/ml x 3x 2x
平/ml 1－x 3－3x 2x
当p2＝20 MPa、＝0.20时，＝eq \f(2x,4－2x)＝0.20，解得x＝eq \f(1,3)，则氮气的转化率α＝eq \f(1,3)≈33.33%，平衡时N2、H2、NH3的物质的量分别为eq \f(2,3) ml、2 ml、eq \f(2,3) ml，其物质的量分数分别为eq \f(1,5)、eq \f(3,5)、eq \f(1,5)，则该温度下K′p＝eq \f(\f(1,5)p22,\f(1,5)p2×\f(3,5)p23)＝eq \f(1,3×122)(MPa)－2，因此，该温度时反应eq \f(1,2)N2(g)＋eq \f(3,2)H2(g)NH3(g)的平衡常数Kp＝eq \r(K′p)＝eq \f(\r(3),36)(MPa)－1。
课时精练
1．下列不能用勒夏特列原理解释的事实是( )
A．红棕色的NO2加压后颜色先变深后变浅
B．氢气、碘蒸气、碘化氢气体组成的平衡体系加压后颜色变深
C．黄绿色的氯水光照后颜色变浅
D．向含有[Fe(SCN)]2＋的红色溶液中加铁粉，振荡，溶液红色变浅或褪去
答案 B
解析 A项，涉及二氧化氮与四氧化二氮的平衡转化，故可以用勒夏特列原理解释；C项，光照后，次氯酸见光分解，使氯气与水反应的平衡向右移动，故可以用勒夏特列原理解释；D项，在该溶液中存在平衡：Fe3＋＋SCN－[Fe(SCN)]2＋，向溶液中加入铁粉，Fe3＋会和Fe发生反应生成Fe2＋，导致Fe3＋浓度降低，平衡向逆反应方向移动，使[Fe(SCN)]2＋(红色)的浓度降低，故可以用勒夏特列原理解释。
2．反应NH4HS(s)NH3(g)＋H2S(g)在某温度下达到平衡，下列各种情况不会使平衡发生移动的是( )
A．温度、容积不变时，通入SO2气体
B．移走一部分NH4HS固体
C．容器体积不变，充入HCl气体
D．保持压强不变，充入氮气
答案 B
解析 A项，2H2S＋SO2===3S＋2H2O，通入SO2气体使平衡正向移动；C项，NH3(g)＋HCl(g)===NH4Cl(s)，充入HCl气体使平衡正向移动；D项，保持压强不变，充入氮气，平衡向正反应方向移动。
3．(2020·浙江7月选考，20)一定条件下：2NO2(g)N2O4(g) ΔH＜0。在测定NO2的相对分子质量时，下列条件中，测定结果误差最小的是( )
A．温度0 ℃、压强50 kPa
B．温度130 ℃、压强300 kPa
C．温度25 ℃、压强100 kPa
D．温度130 ℃、压强50 kPa
答案 D
解析 测定NO2的相对分子质量时，要使平衡逆向移动，且逆向移动的程度越大，测定结果的误差越小。该反应的正反应是气体分子数减少的放热反应，因此温度越高、压强越小时，平衡逆向移动的程度越大，故选D。
4．在水溶液中，CrOeq \\al(2－,4)呈黄色，Cr2Oeq \\al(2－,7)呈橙色，重铬酸钾(K2Cr2O7)在水溶液中存在以下平衡：Cr2Oeq \\al(2－,7)＋H2O2CrOeq \\al(2－,4)＋2H＋，下列说法正确的是( )
A．向该溶液中加入过量浓NaOH溶液后，溶液呈橙色
B．该反应是氧化还原反应
C．向该溶液中滴加适量的浓硫酸，平衡向逆反应方向移动，再次达到平衡后，氢离子浓度比原溶液大
D．向体系中加入少量水，平衡逆向移动
答案 C
解析 向该溶液中加入过量浓NaOH溶液后，消耗氢离子，氢离子浓度减小，平衡正向移动，溶液呈黄色，A错误；反应前后元素的化合价均不发生变化，该反应不是氧化还原反应，B错误；向该溶液中滴加适量的浓硫酸，氢离子浓度增大，平衡向逆反应方向移动，由于只能是减弱这种改变，所以再次达到平衡后，氢离子浓度比原溶液大，C正确；向体系中加入少量水，相当于稀释，平衡正向移动，D错误。
5．(2023·广州实验中学模拟)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．升高温度，该反应的平衡常数减小
B．该反应达到平衡时，v生成[Ni(CO)4]＝4v生成(CO)
C．第一阶段，在30 ℃和50 ℃两者之间选择反应温度应选30 ℃
D．第二阶段，Ni(CO)4分解率较低
答案 A
解析 反应Ni(s)＋4CO(g)Ni(CO)4(g)正反应是一个熵减的自发反应，故可判断该反应是放热反应，所以升高温度，该反应的平衡常数减小，A正确；该反应达到平衡时，正、逆反应速率相等，4v生成[Ni(CO)4]＝v生成(CO)，B错误；Ni(CO)4的沸点为42.2 ℃，将粗镍与CO反应转化成气态Ni(CO)4，反应温度应选50 ℃，C错误；Ni(s)＋4CO(g)Ni(CO)4(g)的平衡常数K＝eq \f(c[NiCO4],c4CO)＝2×10－5，第二阶段反应为Ni(CO)4(g)Ni(s)＋4CO(g)，平衡常数K＝eq \f(c4CO,c[NiCO4])＝eq \f(1,2×10－5)＝5×104，故Ni(CO)4分解率较高，D错误。
6．对于反应N2O4(g) 2NO2(g) ΔH＝＋57 kJ·ml－1，下列有关说法正确的是( )
A．升高体系温度正反应速率增大，逆反应速率减小
B．若容器体积不变，密度不变时说明该反应达到化学平衡状态
C．其他条件不变，向平衡后的容器中再加入少量N2O4，新平衡后eq \f(c2NO2,cN2O4)的值不变
D．增大体系的压强能提高N2O4的反应速率和平衡转化率
答案 C
解析 升高体系温度，正、逆反应速率都增大，故A错误；该反应气体总质量不变，容器体积不变，根据ρ＝eq \f(m,V)可知该反应的气体密度始终不变，故B错误；平衡常数K＝eq \f(c2NO2,cN2O4)，K只与温度有关，温度不变，K不变，故C正确；增大体系的压强，平衡逆移，N2O4的平衡转化率降低，故D错误。
7．某温度下，反应2A(g)B(g) ΔH>0，在密闭容器中达到平衡，平衡后eq \f(cA,cB)＝a，若改变某一条件，足够时间后反应再次达到平衡状态，此时eq \f(cA,cB)＝b，下列叙述正确的是( )
A．在该温度下，保持容积固定不变，向容器内补充了B气体，则a＜b
B．若a＝b，则该反应中可能使用了催化剂
C．若其他条件不变，升高温度，则a＜b
D．若保持温度、压强不变，充入惰性气体，则a>b
答案 B
解析 A项，充入B气体相当于增大压强，B的体积分数增大，故a>b；B项，使用催化剂，平衡不移动，a＝b；C项，升高温度，平衡正向移动，a>b；D项，相当于扩大容器容积，减小压强，平衡逆向移动，a＜b。
8．在恒温恒压下，某一体积可变的密闭容器中发生反应：A(g)＋B(g)2C(g) ΔH＜0，t1时达到平衡后，在t2时改变某一条件，其反应过程如图所示。下列说法正确的是( )
A．Ⅰ、Ⅱ两过程达到平衡时，A的体积分数：Ⅰ＞Ⅱ
B．t2时改变的条件是向密闭容器中加入物质C
C．0～t2时，v正＞v逆
D．Ⅰ、Ⅱ两过程达到平衡时，平衡常数：K(Ⅰ)＜K(Ⅱ)
答案 B
解析 反应速率与其物质的量浓度成正比，Ⅰ、Ⅱ达到平衡状态时逆反应速率相等，说明Ⅰ、Ⅱ达到平衡状态时各物质的物质的量浓度不变，则A的体积分数：Ⅰ＝Ⅱ，故A错误；向密闭容器中加物质C，逆反应速率瞬间增大，再次建立的平衡和原平衡相同，符合图像，故B正确；由题图可知，0～t1时，逆反应速率增大，说明平衡正向移动，即v正＞v逆，t1～t2时，逆反应速率不变，说明处于平衡状态，即v正＝v逆，故C错误；化学平衡常数只与温度有关，Ⅰ、Ⅱ温度相同，则其平衡常数相同，故D错误。
9．(2023·河北沧州高三联考)T ℃下，在恒压密闭容器中发生反应：S2Cl2(l，浅黄色)＋Cl2(g)2SCl2(l，红棕色) ΔH＜0。已知S2Cl2分子中各原子均满足8电子稳定结构，下列说法正确的是( )
A．当单位时间内断裂n ml S—S，同时有n ml Cl2被还原时，说明反应达到平衡状态
B．平衡后，升高温度，容器体积减小
C．平衡后，压缩容器体积，容器中黄绿色先变深后变浅，最终气体颜色和原来一样
D．平衡后，增加S2Cl2 (l)的物质的量，平衡向正反应方向移动
答案 C
解析 单位时间内断裂n ml S—S和n ml Cl2被还原都在描述正反应速率，不能作为平衡判据，A项错误；因该反应在恒压密闭容器中进行且ΔH＜0，平衡后，升高温度，平衡逆向移动，生成Cl2，容器体积增大，B项错误；平衡常数K＝eq \f(1,cCl2)，温度不变，平衡常数不变，即c(Cl2)不变，增大压强后c(Cl2)先增大后减小，最终与原来一样，C项正确；增加S2Cl2 (l)的物质的量，平衡不移动，D项错误。
10．Deacn催化氧化法将HCl转化为Cl2的反应为4HCl(g)＋O2(g)2Cl2(g)＋2H2O(g) ΔH，研究发现CuCl2(s)催化反应的过程如下：
反应ⅰ：2CuCl2(s)2CuCl(s)＋Cl2(g)
反应ⅱ：2CuCl(s)＋O2(g)2CuO(s)＋Cl2(g)
反应ⅲ：……
下列关于Deacn催化氧化法制Cl2的说法正确的是( )
A．反应ⅰ增大压强，达到新平衡后Cl2浓度减小
B．反应4HCl(g)＋O2(g)2Cl2(g)＋2H2O(g)的ΔH>0
C．由反应过程可知催化剂参与反应，通过改变反应路径提高平衡转化率
D．推断反应ⅲ应为CuO(s)＋2HCl(g)CuCl2(s)＋H2O(g)
答案 D
解析 温度不变，平衡常数不变，K＝c(Cl2)，因此反应ⅰ增大压强，达到新平衡后Cl2浓度不变，A错误；反应4HCl(g)＋O2(g)2Cl2(g)＋2H2O(g)是放热反应，B错误；依据盖斯定律，用[总反应－(反应ⅰ＋反应ⅱ)]×eq \f(1,2)得反应ⅲ：CuO(s)＋2HCl(g)CuCl2(s)＋H2O(g)，D正确；由反应ⅰ、ⅱ、ⅲ知，催化剂CuCl2参加反应，通过改变反应历程，从而提高反应速率，但不影响平衡，改变不了平衡转化率，C错误。
11．如图所示，左室容积为右室的两倍，温度相同，现分别按照如图所示的量充入气体，同时加入少量固体催化剂使两室内气体充分反应达到平衡，打开活塞，继续反应再次达到平衡。下列说法不正确的是( )
A．第一次平衡时，SO2的物质的量左室更多
B．气体未反应前，左室压强和右室一样大
C．第一次平衡时，左室内压强一定小于右室
D．第二次平衡时，SO2的总物质的量比第一次平衡时左室SO2的物质的量的2倍多
答案 D
解析 两室中发生反应2SO2(g)＋O2(g)eq \(,\s\up7(催化剂))2SO3(g)，若右室的容积与左室相等，左室和右室在相同条件下达到的平衡状态相同，含有的SO2物质的量相等，右室在此平衡状态时将体积缩小为原来的eq \f(1,2)，压强增大，平衡向生成SO3的方向移动，SO2物质的量减少，则第一次平衡时，SO2的物质的量左室更多，A项正确；通入气体未反应前，左室气体总物质的量为4 ml，右室气体总物质的量为2 ml，左室容积为右室的两倍，温度相同，则左室压强和右室一样大，B项正确；左室从正反应开始建立平衡，左室平衡时压强小于左室起始压强，右室从逆反应开始建立平衡，右室平衡时压强大于右室起始压强，左室与右室起始压强相等，则第一次平衡时左室内压强一定小于右室，C项正确；若在容积为2倍左室容积的容器中起始充4 ml SO2、2 ml O2，相同条件下达到平衡时SO2的物质的量为左室SO2物质的量的2倍，打开活塞相当于在容积为1.5倍左室容积的容器中起始充入2 ml SO2、1 ml O2、2 ml SO3(g)、1 ml Ar，相当于在容积为1.5倍左室容积的容器中起始充入4 ml SO2、2 ml O2、1 ml Ar，相对于2倍左室容积的容器缩小了体积，压强增大，平衡向正反应方向移动，SO2物质的量减小，即第二次平衡时，SO2的总物质的量比第一次平衡时左室SO2物质的量的2倍要少，D项错误。
12．(2023·安徽蚌埠统考模拟)能源的合理开发和利用、低碳减排是人类正在努力解决的大问题。
(1)在固相催化剂作用下CO2加氢合成甲烷过程中发生以下两个反应：
主反应：CO2(g)＋4H2(g)CH4(g)＋2H2O(g) ΔH1＝－156.9 kJ·ml－1
副反应：CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g) ΔH2＝＋41.1 kJ·ml－1
工业合成甲烷通常控制温度为500 ℃左右，其主要原因为_____________________
________________________________________________________________________。
(2)向密闭容器中充入一定量的CH4(g)和NO(g)，保持总压为100 kPa发生反应：CH4(g)＋4NO(g)2N2(g)＋CO2(g)＋2H2O(g) ΔH”或“ ③45 kPa
解析 (2)①该反应前后气体计量数不变，故气体体积也始终不变，混合气体的平均相对分子质量保持不变，不能证明反应达到平衡，A、B错误；随着反应的进行一氧化氮的量减少，氮气的量增大，则eq \f(nNO,nN2)一直在变化，故eq \f(nNO,nN2)不再变化可以证明反应达到平衡，C正确。②由反应CH4(g)＋4NO(g)2N2(g)＋CO2(g)＋2H2O(g)可知，随着eq \f(nNO,nCH4)增大，即增大NO的投入量，平衡正向移动，CH4的转化率增大而NO的转化率减小，由图示信息可知，曲线Ⅱ表示T3 K时NO的平衡转化率～eq \f(nNO,nCH4)的关系；升高温度平衡逆向移动，则NO的平衡转化率减小，由图中曲线Ⅰ表示eq \f(nNO,nCH4)＝1时NO的平衡转化率～eq \f(1,T)关系，T越大，则eq \f(1,T)越小，NO的平衡转化率越小，故T1＞T2。③由图示信息可知，在eq \f(nNO,nCH4)＝1、T2 K下，NO的平衡转化率为40%，根据三段式分析可知，
CH4(g)＋4NO(g)2N2(g)＋CO2(g)＋2H2O(g)
起始/ml a a 0 0 0
转化/ml 0.1a 0.4a 0.2a 0.1a 0.2a
平衡/ml 0.9a 0.6a 0.2a 0.1a 0.2a
则此时CH4的平衡分压为p(CH4)＝eq \f(0.9a,2a)×100 kPa＝45 kPa。
13．(2024·郑州模拟)(1)丙烷氧化脱氢制备丙烯的反应为C3H8(g)＋eq \f(1,2)O2(g)C3H6(g)＋H2O(g) ΔH”或“0，反应趋势小，反应③ΔGT2>T3。(3)在1 000 K，反应①ΔG>0，不易自发，反应③ΔG