备战2025年高考化学精品教案第七章化学反应速率和化学平衡第2讲化学平衡（Word版附解析）

这是一份备战2025年高考化学精品教案第七章化学反应速率和化学平衡第2讲化学平衡（Word版附解析），共20页。

1.学科观点与视角
（1）速率与限度相结合视角
结合化学反应速率（瞬时速率）认识化学反应的限度（化学平衡状态）及限度的改变（平衡移动）。
（2）理论与实际相结合视角
①单变量与多变量。通常以控制变量（单个变量）的方式进行理论分析，而实际情况往往是多种因素（多个变量）共同影响，因此需要在对单个变量分析的基础上进行综合分析。
②动力学与热力学。动力学和热力学在理论上是分开分析的，但在实际生产中，需要综合考虑外界因素对速率和转化率等方面的影响。
（3）变化观
化学变化不仅有物质变化和能量变化，同时还存在快慢和限度，且反应的快慢和限度是可以调控的，因此对化学变化应多角度、动态地进行分析。
2.认识思路
化学平衡移动的模型建构
考点1 化学平衡状态
1.可逆反应
定义：在相同条件下，既能向[1] 正反应 方向进行，同时又能向[2] 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“⇌”，如2SO2＋O2催化剂 △ 2SO3。
注意 （1）平衡时，反应物与生成物同时存在，任一组分的转化率都[3] 小于 100％。
（2）能量转化可逆：若正反应是吸（放）热反应，则逆反应是[4] 放（吸） 热反应。
2.化学平衡状态
（1）定义
一定条件下的[5] 可逆 反应体系中，当正、逆反应速率[6] 相等 时，反应物和生成物的浓度均保持不变，即体系的组成不随时间而改变，这表明该反应中物质的转化达到了“限度”，这时的状态我们称之为化学平衡状态，简称化学平衡。
（2）化学平衡状态的特征
（3）判断化学平衡状态的标志
1.易错辨析。
（1）二次电池的充、放电过程为可逆反应。（ ✕ ）
（2）对于反应A（g）＋B（g）⇌C（g）＋D（g），压强不随时间的变化而变化，说明反应已达平衡状态。（ ✕ ）
（3）恒温恒容下进行的可逆反应：2SO2（g）＋O2（g）⇌2SO3（g），当SO3的生成速率与SO2的消耗速率相等时，反应达到平衡状态。（ ✕ ）
（4）800 ℃时在2 L密闭容器内发生反应2NO（g）＋O2（g）⇌2NO2（g），该容器内气体颜色保持不变能说明反应已达到平衡状态。（ √ ）
2.已知500 ℃、20 MPa下，N2（g）＋3H2（g）⇌2NH3（g） ΔH＝－Q kJ·ml－1（Q＞0）。
（1）向2 L密闭容器中充入2 ml NH3（g），充分反应达到平衡时，吸收的热量 A Q kJ（填标号）。
A.小于B.大于C.等于
（2）向2 L密闭容器中充入3 ml H2、1 ml N2，下列叙述能表示该反应达到化学平衡的是 ①②③⑤⑧ （填序号）。
①c（H2）保持不变
②N2的体积分数保持不变
③平均摩尔质量（M）保持不变
④密度保持不变
⑤压强保持不变
⑥v正（H2）∶v正（N2）＝3∶1
⑦单位时间内断裂0.3 ml H—H键，同时生成0.6 ml N—H键
⑧Qc＝Kc
（3）2 min时（2）中反应达到平衡，测得NH3的体积分数为20.0％。则平衡时：
①H2的体积分数为 60％ ；
②c（NH3）＝ 0.33 ml·L－1；
③Kc＝ ×13 （写计算式）；
④v（NH3）＝ 0.17 ml·L－1·min－1；
⑤p总＝ 16.67 MPa；
⑥H2的分压p（H2）＝ 10 MPa。
命题点 化学平衡状态的判断
1.[全国Ⅲ高考]298 K时，将 20 mL 3x ml·L－1 Na3AsO3、20 mL 3x ml·L－1 I2和20 mL NaOH溶液混合，发生反应：AsO33－（aq）＋I2（aq）＋2OH－（aq）⇌AsO43－（aq）＋2I－（aq）＋H2O（l）。溶液中c（AsO43－）与反应时间（t）的关系如图所示。
（1）下列可判断反应达到平衡的是 ac （填标号）。
a.溶液的pH不再变化
b.v（I－）＝2v（AsO33－）
c.c（AsO43－）/c（AsO33－）不再变化
d.c（I－）＝y ml·L－1
（2）tm时 ，v正 大于 v逆（填“大于”“小于”或“等于”）。
（3）tm时v逆 小于 tn时v逆（填“大于”“小于”或“等于”），理由是 tm时生成物浓度较低 。
解析 （1）溶液的pH不再变化，即OH－的浓度不再变化，所以平衡体系中各组分的浓度均不再变化，说明反应达到平衡状态，a项正确；当v正（I－）＝2v逆（AsO33－）或v逆（I－）＝2v正（AsO33－）时反应达到平衡状态，选项中的速率未指明是正反应速率还是逆反应速率，b项错误；反应达到平衡之前，c（AsO33－）逐渐减小而c（AsO43－）逐渐增大，故c（AsO43－）/c（AsO33－）逐渐增大，当c（AsO43－）/c（AsO33－）不变时反应达到平衡状态，c项正确；根据离子方程式可知反应体系中恒有c（I－）＝2c（AsO43－），观察题图可知反应达到平衡时c（AsO43－）＝y ml·L－1，此时c（I－）＝2y ml·L－1，d项错误。（2）tm时反应未达到平衡状态，反应向正反应方向进行，所以v正大于v逆。（3）从tm到tn，反应逐渐趋于平衡状态，反应物浓度逐渐减小，而生成物浓度逐渐增大，所以正反应速率逐渐减小，逆反应速率逐渐增大，故tm时v逆小于tn时v逆。
2.一定温度下，反应N2O4（g）⇌2NO2（g）的焓变为ΔH。现将1 ml 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（ D ）
A.①②B.②④
C.③④D.①④
解析 因为反应容器保持恒压，正反应为气体分子数增大的反应，所以容器容积随反应进行而不断增大，气体总质量不变，气体密度不断减小，气体密度不再变化时，说明容器容积不再变化，反应达到平衡状态，①符合题意；ΔH是恒量，不能作为判断平衡状态的标志，②不符合题意；反应开始时充入1 ml N2O4，随着反应的进行，N2O4的反应速率逐渐减小直至不变，③不符合题意；反应开始时充入1 ml N2O4，N2O4的转化率随反应的进行不断增大，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。故D项正确。
3.[2023湖南]向一恒容密闭容器中加入 1 ml CH4和一定量的H2O，发生反应：CH4（g）＋H2O（g）⇌CO（g）＋3H2（g）。CH4的平衡转化率按不同投料比x[x＝n（CH4）n（H2O）]随温度的变化曲线如图所示。下列说法错误的是（ B ）
A.x1＜x2
B.反应速率：vb正＜vc正
C.点a、b、c对应的平衡常数：Ka＜Kb＝Kc
D.反应温度为T1，当容器内压强不变时，反应达到平衡状态
解析
结合图像分析可知，A项正确，B项错误；该反应为吸热反应，温度升高，平衡常数增大，结合图像可知平衡常数Ka＜Kb＝Kc，C项正确；该反应反应前后气体分子数不相等，恒温恒容时，容器内压强不再发生变化，说明反应达到平衡状态，D项正确。
技巧点拨
化学平衡状态的判断
以反应mA（g）＋nB（g）⇌pC（g）＋qD（g）为例进行说明：
考点2 化学平衡常数及化学平衡移动
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[1] 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），用符号K表示。
（2）表达式
以化学反应aA（g）＋bB（g）⇌dD（g）＋eE（g）为例
注意 1.平衡常数受温度影响。
2.固体物质和纯液体物质的浓度视为常数，通常不计入平衡常数表达式中。
3.代入平衡常数表达式中的浓度是物质的平衡浓度。
4.化学平衡常数与化学方程式的书写形式有关。
5.在利用多个化学方程式归纳平衡常数（K）之间的关系时，化学方程式相加减，其平衡常数相乘除；化学方程式乘以某个系数x，平衡常数变为原来的x次方。
（3）意义及影响因素
2.化学平衡的移动及影响因素
（1）化学平衡的移动的定义
在一定条件下，当可逆反应达到平衡状态后，如果改变反应条件，平衡状态被破坏，平衡体系的物质组成也会随着改变，直至达到新的平衡状态。这种由原有的平衡状态达到[9] 新的平衡状态 的过程叫作化学平衡的移动。
（2）影响化学平衡的外界因素
在一定条件下，2SO2（g）＋O2（g）⇌2SO3（g） ΔH＝－196.6 kJ·ml－1达到平衡后，若其他条件不变，改变下列条件对平衡的影响如表所示：
注意 （1）压强改变时，只有Qc改变才会对化学平衡产生影响。
（2）恒温恒容条件下，充入稀有气体，体系压强增大，但Qc不变，对化学平衡无影响。
（3）勒夏特列原理
在密闭体系中，如果改变影响平衡的一个因素（如温度、压强及参加反应的物质的浓度），平衡就向着能够减弱这种改变的方向移动。
3.平衡转化率
对于一般的化学反应：aA（g）＋bB（g）⇌cC（g）＋dD（g），达到平衡时反应物A的平衡转化率为α（A）＝A的起始浓度－A的平衡浓度A的起始浓度×100％。
1.易错辨析。
（1）平衡时，其他条件不变，分离出固体生成物，v正增大。（ ✕ ）
（2）合成氨反应需使用催化剂，说明催化剂可以促进该平衡向生成氨的方向移动。（ ✕ ）
（3）对某一可逆反应，升高温度则化学平衡常数一定增大。（ ✕ ）
（4）改变条件使反应物的平衡转化率都增大，该可逆反应的平衡常数一定增大。（ ✕ ）
（5）反应A（g）＋3B（g）⇌2C（g）达平衡后，温度不变，增大压强，平衡正向移动，平衡常数增大。（ ✕ ）
2.向含有2 ml SO2的容器中通入过量O2发生反应2SO2（g）＋O2（g）催化剂 △ 2SO3（g） ΔH＝－Q kJ·ml－1（Q＞0），充分反应后生成SO3的物质的量 ＜ （填“＜”“＞”或“＝”，下同）2 ml，SO2的物质的量 ＞ 0，转化率 ＜ 100％，反应放出的热量 ＜ Q kJ。
3.已知2SO2（g）＋O2（g）⇌2SO3（g） ΔH＝－196.6 kJ·ml－1，在550 ℃、0.1 MPa下，向恒压密闭容器中充入2 ml SO2、1 ml O2，达到平衡时，测得SO2的转化率为85.0％。
回答下列问题：
（1）达到平衡时，p（SO3）＝ 0.08 MPa，分压平衡常数Kp＝ 4 602.59 MPa－1，设pθ＝100 kPa，标准平衡常数Kθ＝ 460.26 （均保留小数点后两位）。
（2）若向平衡体系中再充入0.3 ml SO2、0.1 ml O2，Qc ＜（或小于） Kc，化学平衡向 正 反应方向移动，SO2的平衡转化率 减小 。
（3）若只升高平衡体系的温度，化学平衡向 逆 反应方向移动，Kc 减小 。
（4）若把平衡体系压强增大至0.5 MPa，化学平衡向 正 反应方向移动，Kc 不变 。
（5）若把平衡体系中的SO3分离出来，化学平衡向 正 反应方向移动，SO3的产率 增大 。
（6）若把平衡体系中的催化剂改为更高效的催化剂，化学平衡 不 移动。
（7）已知在不同温度与压强下SO2的平衡转化率如表所示：
工业上通常采用450 ℃、0.1 MPa条件生产SO3，为什么不采用更高压强制备SO3？
450 ℃、0.1 MPa下SO2的平衡转化率已达97.0％，采用更高压强，SO2的平衡转化率提高不明显，且增大生产成本。
命题点1 影响化学平衡的因素
1.[压强、浓度对化学平衡的影响][2022海南]某温度下，反应CH2 CH2（g）＋H2O（g）⇌CH3CH2OH（g）在密闭容器中达到平衡。下列说法正确的是（ C ）
A.增大压强，v正＞v逆，平衡常数增大
B.加入催化剂，平衡时CH3CH2OH（g）的浓度增大
C.恒容下，充入一定量的H2O（g），平衡向正反应方向移动
D.恒容下，充入一定量的CH2 CH2（g），CH2 CH2（g）的平衡转化率增大
解析 增大压强，该反应平衡正向移动，v正＞v逆，但平衡常数只与温度有关，因此平衡常数不变，A项错误；加入催化剂，平衡不移动，平衡时CH3CH2OH（g）的浓度不变，B项错误；恒容下，充入一定量的H2O（g），反应物浓度增大，平衡向正反应方向移动，C项正确；恒容下，充入一定量的CH2 CH2 （g），平衡向正反应方向移动，H2O（g）的平衡转化率增大，但CH2 CH2 （g）的平衡转化率减小，D项错误。
2.[压强、温度对化学平衡的影响][全国Ⅰ高考]接触法制硫酸生产中的关键工序是SO2的催化氧化：SO2（g）＋12O2（g）钒催化剂SO3（g） ΔH＝－98 kJ·ml－1。当SO2（g）、O2（g）和N2（g）起始的物质的量分数分别为7.5％、10.5％和82％时，在0.5 MPa、2.5 MPa和5.0 MPa压强下，SO2平衡转化率α随温度的变化如图所示。反应在5.0 MPa、550 ℃时的α＝ 0.975 ，判断的依据是 该反应气体分子数减少，增大压强，α提高。5.0 MPa＞2.5 MPa＝p2，所以p1＝5.0 MPa 。影响α的因素有 温度、压强和反应物的起始浓度（组成） 。
解析
命题点2 化学平衡移动图像分析
3.[江苏高考改编]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）。下列说法不正确的是（ C ）
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 ml·L－1，NO平衡转化率为50％，则平衡常数K＞
2 000
解析 A项，实线表示不同温度下相同时间内NO的转化率，虚线表示相同条件下NO的平衡转化率，由题图知，随着温度升高，NO的平衡转化率减小，即温度升高，反应2NO（g）＋O2（g）⇌ 2NO2（g） 的平衡逆向移动，说明该反应为放热反应，ΔH＜0，正确；B项，X点对应NO的转化率低于该温度下NO的平衡转化率，所以反应没有达到平衡状态，延长反应时间，可以提高NO的转化率，正确；C项，Y点时反应已达平衡状态，增加O2的浓度，平衡正向移动，NO的转化率会提高，错误；D项，设起始时c（NO）＝a ml·L－1，则：
2NO（g）＋O2（g） ⇌ 2NO2（g）
起始浓度/（ml·L－1） a 5.0×10－4 0
转化浓度/（ml·L－1） 0.5a 0.25a 0.5a
平衡浓度/（ml·L－1） 0.5a 5.0×10－4－0.25a 0.5a
K＝（0.5a）2（0.5a）2×（5.0×10－4－0.25a）＝15.0×10－4－0.25a，当0.25a＝0时，K＝2 000，但0.25a＞0，所以K＞2 000，正确。
1.[2020浙江]在干燥的HCl气流中加热MgCl2·6H2O，能得到无水MgCl2。下列说法不正确的是（ D ）
A.MgCl2·nH2O（s） MgCl2·（n－1）H2O（s）＋H2O（g） ΔH＞0
B.MgCl2·2H2O（s）⇌Mg（OH）2（s）＋2HCl（g），HCl气流可抑制反应进行
C.MgCl2·H2O（s）⇌Mg（OH）Cl（s）＋HCl（g），升高温度，反应更易发生
D.MgCl2·4H2O（s）⇌MgCl2·2H2O（s）＋2H2O（g），HCl气流可抑制反应进行
解析 氯化镁晶体失去结晶水的反应是吸热反应，即ΔH＞0，A正确；增大氯化氢的浓度，平衡向左移动，可抑制题给反应进行，B正确；题给反应为水解反应，水解反应为吸热反应，升高温度，反应更易发生，C正确；该反应中没有HCl参与，所以改变HCl浓度不影响平衡移动，D错误。
2.[结合化学实验分析平衡移动][2020天津] 已知[C（H2O）6]2＋呈粉红色，[CCl4]2－呈蓝色，[ZnCl4]2－为无色。现将CCl2溶于水，加入浓盐酸后，溶液由粉红色变为蓝色，存在以下平衡：
[C（H2O）6]2＋＋4Cl－⇌[CCl4]2－＋6H2O ΔH
用该溶液做实验，溶液的颜色变化如下：
以下结论和解释正确的是（ D ）
A.等物质的量的[C（H2O）6]2＋和[CCl4]2－中σ键数之比为3∶2
B.由实验①可推知ΔH＜0
C.实验②是由于c（H2O）增大，导致平衡逆向移动
D.由实验③可知配离子的稳定性：[ZnCl4]2－＞[CCl4]2－
解析 1个[C（H2O）6]2＋和1个[CCl4]2－中配位键数分别是6、4，1个[C（H2O）6]2＋中还含有12个H—O键，故等物质的量的[C（H2O）6]2＋和[CCl4]2－中σ键数之比为9∶2，A项错误；由实验①可推知该反应是吸热反应，ΔH＞0，B项错误；溶液中水的浓度是常数，不会使平衡移动，C项错误；由实验③可知平衡逆向移动，说明Zn2＋络合Cl－的能力更强，即配离子[ZnCl4]2－的稳定性更强，D项正确。
3.[2021天津]CS2是一种重要的化工原料。工业上可以利用硫（S8）与CH4为原料制备CS2，S8受热分解成气态S2，发生反应2S2（g）＋CH4（g）⇌CS2（g）＋2H2S（g）。某温度下，若S8完全分解成气态S2。在恒温密闭容器中，S2与CH4物质的量比为2∶1时开始反应。当以下数值不变时，能说明该反应达到平衡的是 d （填序号）。
a.气体密度b.气体总压
c.CH4与S2体积比d.CS2的体积分数
解析 反应2S2（g）＋ CH4（g）⇌CS2（g）＋2H2S（g）中全为气体，气体总质量不变，容器的体积不变，故反应过程中气体密度一直不变，a项错误；该反应为气体体积不变的反应，反应过程中气体总压一直不变，b项错误；起始时按化学计量数之比投料，则反应过程中CH4与S2的体积比始终等于化学计量数之比，c项错误；CS2的体积分数不变时，该反应一定达到平衡，d项正确。
4.[2022湖南]2021年我国制氢量位居世界第一，煤的气化是一种重要的制氢途径。
在一定温度下，向体积固定的密闭容器中加入足量的C（s）和1 ml H2O（g），起始压强为0.2 MPa时，发生下列反应生成水煤气：
Ⅰ.C（s）＋H2O（g）⇌CO（g）＋H2（g） ΔH1＝＋131.4 kJ·ml－1
Ⅱ.CO（g）＋H2O（g）⇌CO2（g）＋H2（g） ΔH2＝－41.1 kJ·ml－1
下列说法正确的是 BD 。
A.平衡时向容器中充入惰性气体，反应Ⅰ的平衡逆向移动
B.混合气体的密度保持不变时，说明反应体系已达到平衡
C.平衡时H2的体积分数可能大于23
D.将炭块粉碎，可加快反应速率
解析 平衡时向容器中充入惰性气体，各物质浓度不变，反应Ⅰ的平衡不移动，A错误；C（s）在反应过程中转化成气体，气体质量增大，使气体密度增大，直至反应达到平衡，B正确；由Ⅰ＋Ⅱ得C（s）＋2H2O（g）⇌CO2（g）＋2H2（g），当该反应进行到底时，H2的体积分数为23，但可逆反应不可能进行到底，C错误；将炭块粉碎，增大了炭与水蒸气的接触面积，可加快反应速率，D正确。
5.[2020浙江] 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 AE 。
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＝ 367p [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反应温度为T1时，c（N2O4）随t（时间）变化曲线如图1，画出0～t2时段，c（NO2）随t变化曲线。
保持其他条件不变，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。
图1
（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2。
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 Ⅱ （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，
保持其他条件不变，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3。
转化相同量的NO，在温度 T4 （填“T3”或“T4”）下消耗的时间较长，试结合反应过程能量图（图2）分析其原因 ΔH1＜0，温度升高，反应Ⅰ平衡逆向移动，c（N2O2）减小；c（N2O2）减小对反应Ⅱ速率的影响大于温度升高的影响 。
解析 （1）①2v正（N2O4）＝v逆（NO2）才能作为判断反应达到平衡的依据，B项错误；反应温度不变，K不变，故恒温下K不变不能作为判断反应达到平衡的依据，C项错误；反应前后全是气体，气体总质量不变，容器体积不变，故容器内气体的密度始终保持不变，气体的密度不变不能作为判断反应达到平衡的依据，D项错误。故选AE。②设初始N2O4的物质的量为 1 ml，N2O4的平衡转化率为75％，则平衡体系中n（N2O4）＝0.25 ml，n（NO2）＝1.5 ml，故x（N2O4）＝17，x（NO2）＝67，则Kp＝p2（NO2）p（N2O4）＝367p。③由于NO2是生成物，根据热化学方程式中的化学计量数、N2O4的初始浓度和达到平衡时的浓度可以计算出平衡时NO2的浓度，据此作图；当温度升高至T2，反应速率加快，达到平衡的时间缩短，且由于反应为吸热反应，故温度升高，平衡正向移动，NO2的平衡浓度增大，但反应不可能进行到底，平衡时c（NO2）小于0.08 ml·L－1，据此作图。（2）①根据反应过程能量变化示意图可知，反应Ⅰ的活化能较低，速率较快；反应Ⅱ的活化能较高，速率较慢。故决定NO氧化反应速率的步骤是反应Ⅱ。②由题图3可知，当消耗相同量的NO时，温度为T4时消耗的时间更长。由题图2可知，反应Ⅰ和Ⅱ均为放热反应，但反应Ⅰ的活化能较低，外界条件变化后能迅速达到平衡，温度升高，反应Ⅰ平衡逆向移动，c（N2O2）减小；而反应Ⅱ活化能较高，反应速率慢，c（N2O2）减小对反应Ⅱ速率的影响大于温度升高的影响。

1.[压强对化学平衡的影响][2024山东日照模拟]对已达到化学平衡的反应：2X（g）＋Y（g）⇌2Z（g），减小压强对反应产生的影响是（ C ）
A.逆反应速率增大，正反应速率减小，平衡向逆反应方向移动
B.逆反应速率减小，正反应速率增大，平衡向正反应方向移动
C.正、逆反应速率都减小，平衡向逆反应方向移动
D.正、逆反应速率都增大，平衡向正反应方向移动
解析 该反应为气体分子数减小的反应，减小压强，正、逆反应速率均减小，且平衡向气体分子数增大的方向移动，即平衡向逆反应方向移动，C正确。
2.[2023上海改编]某温度下，在体积为5 L的密闭容器内发生如下反应：CH4（g）＋H2O（g）⇌CO（g）＋3H2（g）。下列选项中的物理量不变时，一定可以判断反应达到平衡的是（ D ）
A.容器内氢元素的质量分数
B.容器内气体的密度
C.反应的平衡常数
D.容器内气体的平均相对分子质量
解析 反应过程中原子守恒，所以容器内氢元素的质量分数为定值，A错误；气体的总质量不变，体积不变，气体的密度一直不变，B错误；温度不变，反应的平衡常数不变，C错误；气体总质量不变，随着反应的正向进行，总物质的量增大，则平均相对分子质量减小，当气体的平均相对分子质量不变时，反应达到平衡状态，D正确。
3.[反应物浓度对化学平衡的影响][2022天津]向恒温恒容密闭容器中通入2 ml SO2和1 ml O2，反应2SO2（g）＋O2（g）⇌2SO3（g）达到平衡后，再通入一定量O2，达到新的平衡时，下列有关判断错误的是（ B ）
A.SO3的平衡浓度增大
B.反应平衡常数增大
C.正向反应速率增大
D.SO2的转化总量增大
解析 达平衡后再通入一定量O2，平衡正向移动，SO3的平衡浓度增大，SO2的转化总量增大，A、D项正确；平衡常数只与温度有关，温度不变，平衡常数不变，B项错误；通入一定量O2，反应物浓度增大，正向反应速率增大，C项正确。
4.[实验探究浓度对化学平衡的影响][2024河北唐山一中开学考改编]将5 mL 0.005 ml·L－1 FeCl3溶液和5 mL 0.015 ml·L－1 KSCN溶液混合，达到平衡后溶液呈红色，再将混合液平均分为5份，分别进行如下实验：
下列说法不正确的是（ B ）
A.对比实验①和②，为了证明增大反应物浓度，平衡正向移动
B.对比实验①和③，为了证明增大生成物浓度，平衡逆向移动
C.对比实验①和④，为了证明增大反应物浓度，平衡正向移动
D.对比实验①和⑤，为了证明减小反应物浓度，平衡逆向移动
解析 实验②与实验①相比，增加了反应物浓度，即c（Fe3＋）增大，平衡正向移动，A项正确；实验③与实验①相比，增加了c（K＋）、c（Cl－），这两种离子与可逆反应Fe3＋＋3SCN－⇌Fe（SCN）3无关，B项错误；实验④与实验①相比，增加了反应物浓度，即c（SCN－）增大，平衡正向移动，C项正确；实验⑤加入的NaOH与Fe3＋反应，减小反应物浓度，即c（Fe3＋）减小，平衡逆向移动，D项正确。
5.[2024四川南充高级中学月考]密闭容器中，一定量的混合气体发生反应：aA（g）＋bB（g）⇌cC（g），平衡时测得A的浓度为0.8 ml·L－1。保持温度不变，将容器的容积扩大为原来的两倍，再次达到平衡时，测得A的浓度降低为0.5 ml·L－1。下列有关判断正确的是（ D ）
A.a＋b＜cB.该反应的ΔS＞0
C.B的转化率增大D.C的体积分数下降
解析 第一次平衡时测得A的浓度为0.8 ml·L－1，保持温度不变，将容器的容积扩大为原来的两倍，若平衡不移动，则A的浓度为0.4 ml·L－1，而再次达到平衡时，测得A的浓度为0.5 ml·L－1，说明容器容积增大（压强减小），化学平衡逆向移动，则该反应为气体分子数减小的反应，A、B项错误；平衡逆向移动，B的转化率减小，C的体积分数减小，C项错误，D项正确。
6.[2022广东]恒容密闭容器中，BaSO4（s）＋4H2（g）⇌BaS（s）＋4H2O（g）在不同温度下达平衡时，各组分的物质的量（n）如图所示。下列说法正确的是（ C ）
A.该反应的ΔH＜0
B. a为n（H2O）随温度的变化曲线
C.向平衡体系中充入惰性气体，平衡不移动
D.向平衡体系中加入BaSO4，H2的平衡转化率增大
解析 温度越高，达到平衡时，H2的物质的量越少，说明升高温度，平衡正向移动，则该反应的ΔH＞0，A项错误；结合热化学方程式中各物质的状态，由图像曲线变化趋势可知a上面的曲线为n（H2O）随温度的变化曲线，B项错误；化学方程式中反应前后气体分子数相等，故向平衡体系中充入惰性气体，平衡不移动，C项正确；BaSO4为固态，向平衡体系中加入BaSO4，H2的平衡转化率不变，D项错误。
7.[2024湘豫名校联考]在恒温恒容反应器中充入 1 ml CO2和1 ml H2，发生反应CO2（g）＋4H2（g）⇌CH4（g）＋2H2O（g），下列叙述错误的是（ D ）
A.加入高效催化剂，能提高单位时间内CH4的产率
B.混合气体的压强不随时间变化时达到平衡状态
C.反应体系中甲烷的体积分数小于16.7％
D.体系中CO2体积分数不变时一定达到平衡状态
解析 加入高效催化剂，化学反应速率加快，所以能提高单位时间内甲烷的产率，A项正确；该反应是气体分子数减小的反应，随着反应正向进行，容器中气体的压强逐渐减小，则混合气体的压强不随时间变化说明正、逆反应速率相等，反应已达到平衡，B项正确；由反应方程式可知，若氢气完全反应，得到的混合气体中二氧化碳、甲烷、水蒸气的物质的量分别为1 ml－14×1 ml＝0.75 ml、14×1 ml＝0.25 ml、12×1 ml＝0.5 ml，则混合气体中甲烷的体积分数为×100％≈16.7％，该反应为可逆反应，可逆反应不可能反应完全，所以反应体系中甲烷的体积分数小于16.7％，C项正确；起始时二氧化碳的体积分数为1ml2ml×100％＝50％，设反应消耗a ml二氧化碳，则有：
CO2（g）＋4H2（g）⇌CH4（g）＋2H2O（g）
起始量/ml 1 1 0 0
转化量/ml a 4a a 2a
某时刻量/ml 1－a 1－4a a 2a
则二氧化碳的体积分数为（1－a）ml（2－2a）ml×100％＝50％，所以二氧化碳的体积分数不变不能说明反应达到平衡状态，D项错误。
8.向恒容的密闭容器中充入a ml CO和b ml H2S，发生反应：CO（g）＋H2S（g）⇌COS（g）＋H2（g），H2S的平衡转化率随温度的变化如图所示。下列说法正确的是（ A ）
A.150 ℃时，若该反应的平衡常数K＝13，则a∶b＝6∶5
B.该反应为吸热反应
C.若一段时间后，c（COS）c（H2）保持不变，则该反应达到平衡状态
D.平衡后，向容器中再通入a ml CO，v正逐渐增大
解析 由题图知，150 ℃时，H2S的平衡转化率为40％，列出“三段式”：
CO（g）＋H2S（g）⇌COS（g）＋H2（g）
起始量/ml a b 0 0
转化量/ml 0.4b 0.4b 0.4b 0.4b
平衡量/ml a－0.4b 0.6b 0.4b 0.4b
设容器体积为V L，则平衡时K＝c（COS）·c（H2）c（CO）·c（H2S）＝（0.4b/V）2/[（0.6b/V）×（a－0.4b）/V]＝1/3，解得a＝1.2b，即a∶b＝6∶5，A项正确；由图像可知，随温度的升高，H2S的平衡转化率减小，说明升高温度，平衡逆向移动，则该反应为放热反应，B项错误；COS和H2都是生成物，二者浓度比值始终不变，C项错误；平衡后，通入a ml CO，CO浓度瞬时增大，正反应速率瞬间增大，建立新平衡过程中，正反应速率逐渐减小，D项错误。
9.[2023洛阳一检]向容积为1.00 L的容器中通入一定量N2O4，发生反应N2O4（g）⇌2NO2（g），随温度升高，混合气体的颜色变深。100 ℃时，体系中各物质浓度随时间变化如图所示，达平衡后，改变反应温度为T，c（N2O4）以0.002 0 ml·L－1 ·s－1的平均速率降低，经10 s又达到平衡。下列说法错误的是（ B ）
A.在0～60 s时段，反应速率v（N2O4）为0.001 ml·L－1·s－1
B.100 ℃时，反应的平衡常数K1为1.28 ml· L－1
C.温度T大于100 ℃
D.温度T下N2O4的平衡转化率为80％
解析 随温度升高，混合气体的颜色变深，说明N2O4（g）⇌2NO2（g）平衡向正反应方向移动，则该反应是吸热反应。由图可知，0～60 s时段内v（N2O4）＝（0.100－0.040）ml·L－160 s＝0.001 ml·L－1·s－1，A正确；据图可知，100 ℃时，平衡时N2O4、NO2的浓度分别是0.040 ml·L－1、0.120 ml·L－1，则反应的平衡常数K1＝c2（NO2）c（N2O4） ＝ ml·L－1＝0.36 ml·L－1，B错误；改变温度，c（N2O4）以0.002 0 ml·L－1·s－1的平均速率降低，说明平衡正向移动，由于该反应吸热，所以T大于100 ℃，C正确；由题意知，改变温度为T时，平衡时c（N2O4）＝0.040 ml·L－1－0.002 0 ml·L－1·s－1×10 s＝0.020 ml·L－1，则N2O4的平衡转化率为（0.100－0.020）ml·L－10.100ml·L－1×100％＝80％，D正确。
10.[2024北京大学附属中学月考]中国提出力争于2030年前实现碳达峰、2060年前实现碳中和目标。COx选择性甲烷化是实现“双碳目标”的重要措施。富氢气氛下，CO、CO2均可与H2发生甲烷化反应：
Ⅰ.CO（g）＋3H2（g）⇌CH4（g）＋H2O（g） ΔH＜0
Ⅱ.CO2（g）＋4H2（g）⇌CH4（g）＋2H2O（g） ΔH＜0
回答下列问题：
（1）请从平衡移动的角度，提出三种可行的操作提高反应Ⅰ中CO的转化率： 降低温度 、 加入氢气 、 增大压强（顺序可调） 。
（2）400 ℃时，选用镍基催化剂，向1 L密闭容器中通入10 ml CO、10 ml CO2和40 ml H2进行反应，平衡后测得n（H2）＝9 ml，n（CH4）＝10 ml。
①CO2的平衡转化率为 10％ 。
②400 ℃时，反应Ⅱ的平衡常数K为 D （填标号）。
A.20B.2
C.0.2
（3）其他条件相同，反应Ⅱ使用两种不同催化剂，反应相同的时间，测得CO2的转化率随温度变化的影响如图所示。
①请解释使用Ni－CeO2催化剂时，随着温度的升高，CO2转化率先升高后降低的原因 反应达平衡之前，随温度升高，反应速率逐渐加快，CO2转化率增大；当反应达到平衡后，升高温度，平衡逆向移动，CO2转化率减小 。
②根据图像分析，下列说法错误的是 BC （填标号）。
A.在200～360 ℃范围内，Ni－CeO2的催化效果比Ni好
B.可以通过改变催化剂种类的方式调控CO2平衡转化率
C.可以通过延长A点的反应时间来提高CO2的平衡转化率
解析 （1）反应Ⅰ为放热反应，降低温度可使平衡正向移动，CO的转化率提高；加入氢气，可使平衡正向移动，CO的转化率提高；该反应为气体分子数减小的反应，加压可使平衡正向移动。
（2）假设反应Ⅰ中CO消耗x ml，反应Ⅱ中CO2消耗y ml，列三段式：
CO（g）＋3H2（g）⇌CH4（g）＋H2O（g）
起始量/ml 10
转化量/ml x 3x x x
平衡量/ml 10－x x x
CO2（g）＋4H2（g）⇌CH4（g）＋2H2O（g）
起始量/ml 10
转化量/ml y 4y y 2y
平衡量/ml 10－y y 2y
则40－3x－4y＝9，x＋y＝10，联立解得：x＝9，y＝1；CO2的平衡转化率：1ml10ml×100％＝10％；反应Ⅱ平衡常数K＝c（CH4）·c2（H2O）c（CO2）·c4（H2）＝10×1129×94≈0.02。
（3）①反应达到平衡之前，随温度升高，反应速率逐渐加快，CO2转化率增大；当反应达到平衡后，升高温度，平衡逆向移动，CO2转化率减小。②根据图像可知，在200～360 ℃范围内，Ni－CeO2的催化效果比Ni好，故A正确；催化剂只能影响反应速率，不能使平衡发生移动，故B错误；A点时反应已达平衡，延长时间，CO2平衡转化率不变，故C错误。课标要求
核心考点
五年考情
核心素养对接
1.了解可逆反应的含义，知道可逆反应在一定条件下能达到化学平衡。
2.认识化学平衡常数是表征反应限度的物理量，知道化学平衡常数的含义。
3.了解浓度商和化学平衡常数的相对大小与反应方向间的联系。
4.通过实验探究，了解浓度、压强、温度对化学平衡状态的影响。
5.学生必做实验：探究影响化学平衡移动的因素
化学平衡状态
2023湖南，T13；2023上海，T23；2022湖南，T16；2021天津，T16；2020 北京，T10；2020年1月浙江，T21；2020上海，T20；2019年4月浙江，T17
变化观念与平衡思想：
能记住浓度商、平衡常数等重要概念的表达式；能基于平衡常数解释平衡移动的规律；能基于K与Qc的关系判断化学反应是否达到平衡及平衡移动的方向
化学平衡常数及化学平衡移动
2023上海，T24；2023年1月浙江，T19；2022全国甲，T28；2022广东，T13；2022年6月浙江，T19；2021北京，T10；2021海南，T8；2021辽宁，T11；2020天津，T12；2020江苏，T15
命题分析预测
1.利用平衡常数K与Qc的关系判断反应是否达到平衡及平衡移动的方向，是分析等温条件下平衡移动问题的基本思路，越来越受到重视。
2.预计2025年高考会考查化学反应速率和化学平衡移动在生产、生活、科学等领域的应用，考生应予以重视
角度
标志
正、逆反应速率
①用同一种物质表示的反应速率v正[10] ＝ v逆时，反应达到平衡。
②反应方程式[如aA（g）＋bB（g）⇌cC（g）＋dD（g）]中用不同物质表示的反应速率v正（A）v逆（D）＝ad时，反应达到平衡
浓度
（含量）
①反应方程式中任意一种物质的浓度[11] 保持不变 时，反应达到平衡。
②反应方程式中各物质的质量分数（或气体体积分数、物质的量分数等）保持不变时，反应达到平衡
平衡常数
物质的浓度商（Qc）[12] 等于 化学平衡常数（Kc）时，反应达到平衡
可能的情况举例
是否达到平衡
混合气体的平均相对分子质量（Mr）
当m＋n≠p＋q时，Mr一定
是
当m＋n＝p＋q时，Mr一定
不一定
温度
绝热体系内温度不变
是
气体
密度（ρ）
反应物与生成物均为气体的反应
恒容体系，ρ一定
不一定
恒压体系，当m＋n＝p＋q时，ρ一定
不一定
恒压体系，当m＋n≠p＋q时，ρ一定
是
其他
如体系（反应前后物质的颜色有改变）颜色不再变化
是
类型
表达式
浓度平衡常数（Kc）
Kc＝[2] cd（D）·ce（E）ca（A）·cb（B）
分压平衡常数（Kp）
Kp＝pd（D）·pe（E）pa（A）·pb（B）（p分＝p总×物质的量分数）
标准平衡常数（Kθ）
Kθ＝[p（D）pθ]d·[p（E）pθ]e[p（A）pθ]a·[p（B）pθ]b，其中pθ＝100 kPa
意义
K值越大
正反应进行的程度[3] 越大
反应物的平衡转化率[4] 越大
影响
因素
内因
反应物本身的性质
外因：只受温度影响
温度升高
ΔH＜0，K值[5] 减小 ；ΔH＞0，K值[6] 增大
温度降低
ΔH＜0，K值[7] 增大 ；ΔH＞0，K值[8] 减小
改变的条件（其他条件不变）
对平衡的影响
浓度
增大反应物的浓度（Qc＜Kc）或
减小生成物的浓度（Qc＜Kc）
向[10] 正 反应方向移动（填“正”“逆”或“不移动”，下同）
减小反应物的浓度（Qc＞Kc）或
增大生成物的浓度（Qc＞Kc）
向[11] 逆 反应方向移动
压强
增大压强（Qc＜Kc）
向[12] 正 反应方向移动
减小压强（Qc＞Kc）
向[13] 逆 反应方向移动
温度
升高温度
向[14] 逆 反应方向移动
降低温度
向[15] 正 反应方向移动
催化剂
使用催化剂（Qc＝Kc）
[16] 不移动
温度/℃
SO2的平衡转化率/％
0.1 MPa
0.5 MPa
1 MPa
450
97.0
99.0
99.2
550
85.0
93.0
95.0
实验①：滴加4滴蒸馏水，振荡
实验②：滴加4滴饱和 FeCl3溶液，振荡
实验③：滴加4滴1 ml·L－1 KCl溶液，振荡
实验④：滴加4滴1 ml·L－1 KSCN溶液，振荡
实验⑤：滴加4滴1 ml·L－1 NaOH溶液，振荡