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2020版化学新增分大一轮苏教（江苏）讲义：专题7 化学反应速率与化学平衡第22讲
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第22讲 化学平衡的移动
考纲要求 理解浓度、温度、压强、催化剂等对化学平衡影响的一般规律。
考点一 化学平衡移动
1.化学平衡移动的过程
2.化学平衡移动与化学反应速率的关系
(1)v正>v逆：平衡向正反应方向移动。
(2)v正＝v逆：反应达到平衡状态，不发生平衡移动。
(3)v正＜v逆：平衡向逆反应方向移动。
3.影响化学平衡的因素
(1)若其他条件不变，改变下列条件对化学平衡的影响如下：
改变的条件(其他条件不变)
化学平衡移动的方向
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)
反应前后气体体积改变
增大压强
向气体分子总数减小的方向移动
减小压强
向气体分子总数增大的方向移动
反应前后气体体积不变
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
同等程度改变v正、v逆，平衡不移动
(2)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物质的浓度)，平衡将向着能够减弱这种改变的方向移动。
(3)“惰性气体”对化学平衡的影响
①恒温恒容条件
原平衡体系体系总压强增大―→体系中各组分的浓度不变―→平衡不移动。
②恒温恒压条件
原平衡体系容器容积增大，各反应气体的分压减小―→
(1)化学平衡发生移动，化学反应速率一定改变；化学反应速率改变，化学平衡也一定发生移动(×)
(2)升高温度，平衡向吸热反应方向移动，此时v放减小，v吸增大(×)
(3)C(s)＋CO2(g)2CO(g) ΔH＞0，其他条件不变时，升高温度，反应速率v(CO2)和CO2的平衡转化率均增大(√)
(4)化学平衡正向移动，反应物的转化率不一定增大(√)
(5)向平衡体系FeCl3＋3KSCNFe(SCN)3＋3KCl中加入适量KCl固体，平衡逆向移动，溶液的颜色变浅(×)
(6)对于2NO2(g)N2O4(g)的平衡体系，压缩体积，增大压强，平衡正向移动，混合气体的颜色变浅(×)
在一个密闭容器中充入a mol A和b mol B，发生反应aA(g)＋bB(g)cC(g)＋dD(g) ΔH＞0，一段时间后达到平衡，测得各物质的浓度。
(1)若体积不变，仅增加c(A)，A的转化率将减小(填“增大”“减小”或“不变”，下同)，B的转化率将增大，达到新平衡时，c(A)将增大，c(B)将减小，c(C)将增大，c(D)将增大。
(2)体积不变，再充入a mol A和b mol B，则平衡正向移动，达到新平衡时，c(A)将增大，c(B)将增大，c(C)将增大，c(D)将增大。
①若a＋b＝c＋d，则A的转化率将不变；
②若a＋b＞c＋d，则A的转化率将增大；
③若a＋b＜c＋d，则A的转化率将减小。
(3)升高温度，平衡正向移动，达到新平衡时，c(A)将减小，c(B)将减小，c(C)将增大，c(D)将增大，A的转化率将增大。
题组一 选取措施使化学平衡定向移动
1.(2019·桂林高三质检)COCl2(g)CO(g)＋Cl2(g) ΔH>0，当反应达到平衡时，下列措施：①升温 ②恒容通入惰性气体 ③增加CO浓度 ④减压 ⑤加催化剂⑥恒压通入惰性气体，能提高COCl2转化率的是( )
A.①②④ B.①④⑥ C.②③⑤ D.③⑤⑥
答案 B
解析 该反应为气体体积增大的吸热反应，所以升温和减压均可以促使反应正向移动。恒压通入惰性气体，相当于减压。恒容通入惰性气体与加催化剂均对平衡无影响。增加CO的浓度，将导致平衡逆向移动。
2.工业上利用Ga与NH3高温条件下合成半导体材料氮化稼(GaN)固体同时有氢气生成。反应中，每生成3 mol H2时放出30.8 kJ的热量。恒温恒容密闭体系内进行上述反应，下列有关表达正确的是( )
A.Ⅰ图像中如果纵坐标为正反应速率，则t时刻改变的条件可以为升温或加压
B.Ⅱ图像中纵坐标可以为镓的转化率
C.Ⅲ图像中纵坐标可以为化学反应速率
D.Ⅳ图像中纵坐标可以为体系内混合气体平均相对分子质量
答案 A
解析 A项，Ⅰ图像中如果纵坐标为正反应速率，升高温度或增大压强，反应速率增大，图像符合题意，正确；B项，Ga是固体，没有浓度可言，不能计算其转化率，错误；C项，Ga是固体，其质量不影响反应速率，错误；D项，反应方程式为2Ga(s)＋2NH3(g)2GaN(s)＋3H2(g) ΔH＜0，相同压强下，升高温度，平衡逆向移动，平均相对分子质量增大；相同温度下，增大压强，平衡逆向移动，平均相对分子质量增大，错误。
3.在压强为0.1 MPa、温度为300 ℃条件下，a mol CO与3a mol H2的混合气体在催化剂作用下发生反应生成甲醇：CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g) ΔH＜0。
(1)平衡后将容器的容积压缩到原来的一半，其他条件不变，对平衡体系产生的影响是____(填字母)。
A.c(H2)减小
B.正反应速率加快，逆反应速率减慢
C.反应物转化率增大
D.重新平衡减小
(2)若容器容积不变，下列措施可增大甲醇产率的是________(填字母)。
A.升高温度
B.将CH3OH从体系中分离
C.充入He，使体系总压强增大
答案 (1)CD (2)B
解析 (1)该反应为正向气体分子数减小的可逆反应，缩小体积，平衡正向移动，c(H2)增大，正、逆反应速率均增大，因而A、B均不正确。(2)由于该反应正向是放热反应，升高温度平衡逆向移动，CH3OH的产率降低，体积不变，充入He，平衡不移动。
题组二 新旧平衡的比较
4.在一密闭容器中，反应aA(g)＋bB(s)cC(g)＋dD(g)达到平衡后，保持温度不变，将容器缩小为原来的一半，当达到新的平衡时，A的浓度是原来的1.6倍，则下列说法正确的是( )
A.平衡向逆反应方向移动 B.a＜c＋d
C.物质A的转化率增大 D.物质D的浓度减小
答案 C
解析 容器缩小为原来的一半，若平衡不移动，则A的浓度应变为原来的2倍，说明平衡正向移动，A的转化率增大。
5.将等物质的量的N2、H2充入某密闭容器中，在一定条件下，发生如下反应并达到平衡：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g) ΔH＜0。当改变某个条件并维持新条件直至达到新的平衡时，下表中关于新平衡与原平衡的比较正确的是( )
选项
改变条件
新平衡与原平衡比较
A
增大压强
N2的浓度一定减小
B
升高温度
N2的转化率减小
C
充入一定量H2
H2的转化率减小，N2的转化率增大
D
使用适当催化剂
NH3的体积分数增大
答案 BC
解析 A项，正反应是气体体积减小的反应，依据勒夏特列原理可知增大压强平衡向正反应方向移动，但氮气的浓度仍然比原平衡大，不正确；B项，正反应是放热反应，则升高温度平衡向逆反应方向移动，氮气的转化率减小，正确；C项，充入一定量的氢气，平衡向正反应方向移动，氮气的转化率增大，而氢气的转化率减小，正确；D项，催化剂只能改变反应速率而不能改变平衡状态，不正确。
6.一定温度下，密闭容器中进行反应：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g) ΔH＜0。测得v正(SO2)随反应时间(t)的变化如图所示。下列有关说法正确的是( )
A.t2时改变的条件：只加入一定量的SO2
B.在t1时平衡常数K1大于t3时平衡常数K3
C.t1时平衡混合气的大于t3时平衡混合气的
D.t1时平衡混合气中SO3的体积分数等于t3时平衡混合气中SO3的体积分数
答案 D
解析 t2时，v正(SO2)突然增大，且达到平衡后速率恢复至原来的速率，如果只加入一定量的SO2，达到新的平衡后，速率大于原来的速率，A错误；平衡常数只与温度有关，一定温度下，K值不变，B错误；平衡状态相同，各物质的百分含量相同，平均摩尔质量相同，故C错误、D正确。
7.用O2将HCl转化为Cl2，可提高效益，减少污染。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曲线如下图：
则总反应的ΔH________(填“＞”“＝”或“＜”)0。
(2)在上述实验中若压缩体积使压强增大，请在上图画出相应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______(填字母)。
A.增大n(HCl) B.增大n(O2) C.使用更好的催化剂 D.移去H2O
答案 (1)＜ (2)见下图
温度相同的条件下，增大压强，平衡右移，αHCl增大，因此曲线应在原曲线上方 (3)BD
解析 (1)结合题中αHCl～T图像可知，随着温度升高，αHCl降低，说明升高温度平衡逆向移动，得出正反应方向为放热反应，即ΔH＜0。(2)结合可逆反应2HCl(g)＋O2(g)H2O(g)＋Cl2(g)的特点，增大压强平衡向右移动，αHCl增大，则相同温度下，HCl的平衡转化率比增压前的大，曲线如答案中图示所示。(3)有利于提高αHCl，则采取措施应使平衡2HCl(g)＋O2(g) H2O(g)＋Cl2(g)正向移动。A项，增大n(HCl)，则c(HCl)增大，虽平衡正向移动，但αHCl减小，错误；B项，增大n(O2)即增大反应物的浓度，D项，移去H2O即减小生成物的浓度，均能使平衡正向移动，两项都正确；C项，使用更好的催化剂，只能加快反应速率，不能使平衡移动，错误。
1.分析化学平衡移动问题的注意事项
(1)平衡移动的结果只是减弱了外界条件的变化，而不能消除外界条件的变化。
(2)不要把v正增大与平衡向正反应方向移动等同起来，只有v正＞v逆时，才使平衡向正反应方向移动。
(3)同等程度地改变反应混合物中各物质的浓度时，应视为压强的影响。
(4)对于缩小体积增大压强，不管是否移动，各成分的浓度均增大，但增大的倍数可能不同也可能相同。
2.解答化学平衡移动类判断题的思维过程
关注特点—
―→分析条件(浓度、温度、压强等)
―→想原理(平衡移动原理)―→综合判断得结论。
考点二 应用“等效平衡”判断平衡移动的结果
1.等效平衡的含义
在一定条件下(恒温恒容或恒温恒压)下，同一可逆反应体系，不管是从正反应开始，还是从逆反应开始，还是正、逆反应同时投料，达到化学平衡状态时，任何相同组分的百分含量(质量分数、物质的量分数、体积分数等)均相同。
2.等效平衡的判断方法
(1)恒温恒容条件下反应前后体积改变的反应
判断方法：极值等量即等效。
例如：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)
① 2 mol 1 mol 0
② 0 0 2 mol
③ 0.5 mol 0.25 mol 1.5 mol
④ a mol b mol c mol
上述①②③三种配比，按化学方程式的化学计量关系均转化为反应物，则SO2均为2 mol，O2均为1 mol，三者建立的平衡状态完全相同。
④中a、b、c三者的关系满足：c＋a＝2，＋b＝1，即与上述平衡等效。
(2)恒温恒压条件下反应前后体积改变的反应
判断方法：极值等比即等效。
例如：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)
① 2 mol 3 mol 0
② 1 mol 3.5 mol 2 mol
③ a mol b mol c mol
按化学方程式的化学计量关系均转化为反应物，则①②中＝，故互为等效平衡。
③中a、b、c三者关系满足：＝，即与①②平衡等效。
(3)恒温条件下反应前后体积不变的反应
判断方法：无论是恒温恒容，还是恒温恒压，只要极值等比即等效，因为压强改变对该类反应的化学平衡无影响。
例如：H2(g)＋I2(g)2HI(g)
① 1 mol 1 mol 0
② 2 mol 2 mol 1 mol
③ a mol b mol c mol
①②两种情况下，n(H2)∶n(I2)＝1∶1，故互为等效平衡。
③中a、b、c三者关系满足∶＝1∶1或a∶b＝1∶1，c≥0，即与①②平衡等效。
3.虚拟“中间态”法构建等效平衡
(1)构建恒温恒容平衡思维模式
新平衡状态可认为是两个原平衡状态简单的叠加并压缩而成，相当于增大压强。
(2)构建恒温恒压平衡思维模式(以气体物质的量增加的反应为例，见图示)
新平衡状态可以认为是两个原平衡状态简单的叠加，压强不变，平衡不移动。
对于以下三个反应，从反应开始进行到达到平衡后，保持温度、体积不变，按要求回答下列问题。
(1)PCl5(g)PCl3(g)＋Cl2(g)
再充入PCl5(g)，平衡向_______方向移动，达到平衡后，PCl5(g)的转化率________，PCl5(g)的百分含量______。
答案 正反应 减小 增大
(2)2HI(g)I2(g)＋H2(g)
再充入HI(g)，平衡向_________方向移动，达到平衡后，HI的分解率_________，HI的百分含量________。
答案 正反应 不变 不变
(3)2NO2(g)N2O4(g)
再充入NO2(g)，平衡向________方向移动，达到平衡后，NO2(g)的转化率________，NO2(g)的百分含量________。
答案 正反应 增大 减小
1.向一固定体积的密闭容器中通入a mol N2O4气体，在密闭容器内发生反应：N2O4(g) 2NO2(g)，达到平衡时再通入a mol N2O4气体，再次达到平衡时，与第一次达平衡时相比，N2O4的转化率( )
A.不变 B.增大 C.减小 D.无法判断
答案 C
解析 恒温恒容条件下，投料等比增加同增压，判断平衡(指的是新建立的与原平衡等效的过渡态平衡，而不是原平衡)，增大压强平衡向左移，转化率降低。
2.已知H2(g)＋I2(g)2HI(g) ΔH＜0，有相同容积的定容密闭容器甲和乙，甲中加入H2和I2各0.1 mol，乙中加入HI 0.2 mol，在相同温度下分别达到平衡。现欲使甲中HI平衡时的百分含量大于乙中HI平衡时的百分含量，则应采取的措施是( )
A.甲、乙提高相同温度
B.甲中加入0.1 mol He，乙中不变
C.甲降低温度，乙增大压强
D.甲增加0.1 mol H2，乙增加0.1 mol I2
答案 C
解析 相同容积的定容密闭容器甲和乙，甲中加入H2和I2各0.1 mol，乙中加入HI 0.2 mol，此时甲和乙建立的平衡是等效的。A项，甲、乙提高相同温度，平衡均逆向移动，HI的平衡浓度均减小，错误；B项，甲中加入0.1 mol He，在定容密闭容器中，平衡不会移动，错误；C项，甲降低温度，平衡正向移动，甲中HI的平衡浓度增大，乙增大压强平衡不移动，HI平衡时的百分含量不变，正确；D项，甲中增加0.1 mol H2，乙增加0.1 mol I2，结果还是等效的，错误。
3.(2019·常州田家炳高级中学高三月考)在温度T1和T2时，分别将0.50 mol CH4和1.20 mol NO2充入体积为1 L的密闭容器中，发生如下反应：CH4(g)＋2NO2(g)N2(g)＋CO2(g)＋2H2O(g)，测得n(CH4)随时间变化数据如下表：
时间/min
0
10
20
40
50
T1
n(CH4)/mol
0.50
0.35
0.25
0.10
0.10
T2
n(CH4)/mol
0.50
0.30
0.18
…
0.15
下列说法正确的是( )
A.T1时0～10 min NO2的平均反应速率为0.15 mol·L－1·min－1
B.T2时CH4的平衡转化率为70.0%
C.保持其他条件不变，T1时向平衡体系中再充入0.30 mol CH4和0.80 mol H2O(g)，平衡向正反应方向移动
D.保持其他条件不变，T1时向平衡体系中再充入0.50 mol CH4和1.20 mol NO2，与原平衡相比，达新平衡时N2的浓度增大
答案 BD
解析 T1时0～10 min CH4的平均反应速率为＝0.015 mol·L－1·min－1，由速率之比等于化学计量数之比可知，T1时0～10 min NO2的平均反应速率为0.03 mol·L－1·min－1，故A错误；由表格数据可知，T2时CH4的平衡物质的量为0.15 mol，则转化的甲烷为0.50 mol－0.15 mol＝0.35 mol，则T2时CH4的平衡转化率为×100%＝70.0%，故B正确；T1时，体积为1 L，由表格中数据可知，
CH4(g)＋2NO2(g)N2(g)＋CO2(g)＋2H2O(g)
开始/mol 0.50 1.20 0 0 0
转化/mol 0.40 0.80 0.40 0.40 0.80
平衡/mol 0.10 0.40 0.40 0.40 0.80
K＝＝6.4，T1时向平衡体系中再充入0.30 mol CH4和0.80 mol H2O(g)，Q＝＝6.4＝K，故C错误；体积不变，物质的量变为原来的2倍，若平衡不移动，则平衡浓度变为原平衡的2倍，但压强增大平衡逆向移动，则达新平衡时N2的浓度增大，大于原平衡浓度小于原平衡浓度的2倍，故D正确。
1．(2018·江苏，15)一定温度下，在三个容积相同的恒容密闭容器中按不同方式投入反应物，发生反应2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)(正反应放热)，测得反应的相关数据如下：
容器1
容器2
容器3
反应温度T/K
700
700
800
反应物投入量
2 mol SO2、1 mol O2
4 mol SO3
2 mol SO2、
1 mol O2
平衡v正(SO2)/mol·L－1·s－1
v1
v2
v3
平衡c(SO3)/mol·L－1
c1
c2
c3
平衡体系总压强p/Pa
p1
p2
p3
物质的平衡转化率α
α1(SO2)
α2(SO3)
α3(SO2)
平衡常数K
K1
K2
K3
下列说法正确的是( )
A．v1＜v2，c2＜2c1
B．K1＞K3，p2＞2p3
C．v1＜v3，α1(SO2)＞α3(SO2)
D．c2＞2c3，α2(SO3)＋α3(SO2)＜1
答案 CD
解析 由题中表格信息可知，容器2建立的平衡相当于容器1建立平衡后再将容器的容积缩小为原来的1/2(相当于压强增大为原来的2倍)后平衡移动的结果。由于加压，化学反应速率加快，则v1＜v2；题给平衡右移，则α1(SO2)＜α2(SO2)，根据勒夏特列原理可得c2＞2c1，p1＜p2＜2p1。容器3中建立的平衡相当于容器1建立的平衡升温后平衡移动的结果。升高温度，化学反应速率加快，则v1＜v3；题给平衡左移，则α1(SO2)＞α3(SO2)，c1＞c3。由于温度升高，气体物质的量增加，故p3＞p1。对于特定反应，平衡常数仅与温度有关，温度升高，题给平衡左移，平衡常数减小，则K1＝K2＞K3。C对：由以上分析可得结论v1＜v3，α1(SO2)＞α3(SO2)。D对：因为c2＞2c1，c1＞c3，则c2＞2c3。若容器2的容积是容器1的2倍，则两者建立的平衡完全相同，根据平衡特点，此时应存在α1(SO2)＋α2(SO3)＝1，由于容器2的平衡相当于容器1的平衡加压，故α2(SO3)将减小，则α1(SO2)＋α2(SO3)＜1，结合α1(SO2)＞α3(SO2)，则α2(SO3)＋α3(SO2)＜1。A错：由以上分析可知c2＞2c1。B错：由以上分析可知p1＜p2＜2p1，p1＜p3，则p2＜2p3。
2.(2016·江苏，15)一定温度下，在3个体积均为1.0 L的恒容密闭容器中反应2H2(g)＋CO(g)CH3OH(g)达到平衡，下列说法正确的是( )
容器
温度/K
物质的起始浓度/mol·L－1
物质的平衡浓度/mol·L－1
c(H2)
c(CO)
c(CH3OH)
c(CH3OH)
Ⅰ
400
0.20
0.10
0
0.080
Ⅱ
400
0.40
0.20
0
Ⅲ
500
0
0
0.10
0.025
A.该反应的正反应放热
B.达到平衡时，容器Ⅰ中反应物转化率比容器Ⅱ中的大
C.达到平衡时，容器Ⅱ中c(H2)大于容器Ⅲ中c(H2)的两倍
D.达到平衡时，容器Ⅲ中的正反应速率比容器Ⅰ中的大
答案 AD
解析 对比容器Ⅰ和Ⅲ可知两者投料量相当，若温度相同，最终建立等效平衡，但Ⅲ温度高，平衡时c(CH3OH)小，说明平衡向逆反应方向移动，即逆反应为吸热反应，正反应为放热反应，A正确；Ⅱ相对于Ⅰ投料量成比例增加，相当于加压，平衡正向移动，转化率提高，所以Ⅱ中转化率高，B错误；不考虑温度，Ⅱ中投料量是Ⅲ的两倍，相当于加压，平衡正向移动，所以Ⅱ中c(H2)小于Ⅲ中c(H2)的两倍，且Ⅲ的温度比Ⅱ高，相对于Ⅱ，平衡向逆反应方向移动，c(H2)增大，C错误；对比Ⅰ和Ⅲ，若温度相同，两者建立等效平衡，两容器中速率相等，但Ⅲ温度高，速率更快，D正确。
3.(2015·江苏，15)在体积均为1.0 L的两恒容密闭容器中加入足量的相同的碳粉，再分别加入0.1 mol CO2和0.2 mol CO2，在不同温度下反应CO2(g)＋C(s)2CO(g)达到平衡，平衡时CO2的物质的量浓度c(CO2)随温度的变化如图所示(图中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ点均处于曲线上)。下列说法正确的是( )
A.反应CO2(g)＋C(s)2CO(g)的ΔS＞0、ΔH<0
B.体系的总压强p总：p总(状态Ⅱ)＞2p总(状态Ⅰ)
C.体系中c(CO)：c(CO，状态Ⅱ)<2c(CO，状态Ⅲ)
D.逆反应速率v逆：v逆(状态Ⅰ)＞v逆(状态Ⅲ)
答案 BC
解析 A项，C和CO2反应是吸热反应，ΔH>0，错误；B项，状态Ⅰ是通入0.1 mol CO2，状态Ⅱ是通入0.2 mol CO2，状态Ⅱ可以看作先通0.1 mol CO2，此时的压强相等，再通入0.1 mol CO2，假如平衡不移动，此时的压强等于2倍p总(状态Ⅰ)，但要满足CO2的浓度相等，应对此体系加热使反应向正反应方向移动，气体物质的量增加，因此p总(状态Ⅱ)>2p总(状态Ⅰ)，正确；C项，状态Ⅱ可以看作状态Ⅲ体积缩小一半后的状态，如果体积缩小一半，平衡不移动，则c(CO，状态Ⅱ)＝2c(CO，状态Ⅲ)，但体积压缩过程中，平衡向左移动，因此c(CO，状态Ⅱ)<2c(CO，状态Ⅲ)，正确；D项，温度越高，反应速率越快，v逆(状态Ⅰ)
t/s
0
50
150
250
350
n(PCl3)/mol
0
0.16
0.19
0.20
0.20
下列说法正确的是( )
A.反应在前50 s的平均速率v(PCl3)＝0.003 2 mol·L－1·s－1
B.保持其他条件不变，升高温度，平衡时c(PCl3)＝0.11 mol·L－1，则反应的ΔH<0
C.相同温度下，起始时向容器中充入1.0 mol PCl5、0.20 mol PCl3和0.20 mol Cl2，反应达到平衡前v(正)>v(逆)
D.相同温度下，起始时向容器中充入2.0 mol PCl3和2.0 mol Cl2，达到平衡时，PCl3的转化率小于80%
答案 C
解析 A项，v(PCl3)＝＝0.001 6 mol·L－1·s－1，错误；B项，在温度为T时，平衡时c(PCl3)＝＝0.10 mol·L－1，升高温度，平衡时c(PCl3)＝0.11 mol·L－1，说明升高温度，平衡右移，则该反应为吸热反应，ΔH>0，错误；C项，在温度T时，由初始加入1.0 mol PCl5可得：
PCl5(g)PCl3(g)＋Cl2(g)
初始物质的量： 1.0 mol 0 0
转化物质的量： 0.20 mol 0.20 mol 0.20 mol
平衡时物质的量： 0.80 mol 0.20 mol 0.20 mol
其平衡常数K＝＝＝2.5×10－2，当充入1.0 mol PCl5、0.20 mol PCl3和0.20 mol Cl2时，
Q＝＝＝2.0×10－2，
Qv(逆)，正确；D项，因温度为T时，充入1.0 mol PCl5等于充入1.0 mol PCl3和1.0 mol Cl2，设平衡时转化的PCl3物质的量为a，则：
PCl5(g)PCl3(g)＋Cl2(g)
初始物质的量： 0 1.0 mol 1.0 mol
转化物质的量： a a a
平衡时物质的量： 0.80 mol 0.20 mol 0.20 mol
a＝0.80 mol，PCl3的转化率为×100%＝80%。
现在相同温度下充入2.0 mol PCl3和2.0 mol Cl2，物质的量较原平衡加倍了，也相当于将原平衡体系的体积缩小到原来的一半，会使该平衡向生成PCl5的方向移动，故PCl3的转化率要升高，转化率大于80%，错误。
一、单项选择题
1．(2017·徐州调研)在一定条件下，可逆反应N2(g)＋3H2(g)2NH3(g) ΔH＝－92.4 kJ·mol－1，达到化学平衡状态时，下列说法正确的是( )
A．降低温度，可提高反应速率
B．加入合适的催化剂，可提高N2的转化率
C．N2的正反应速率等于NH3的逆反应速率
D．反应物和生成物的浓度都不再发生变化
答案 D
解析 降低温度，反应速率减慢，A项错误；加入合适的催化剂，反应速率加快，但平衡不移动，N2的转化率不变，B项错误；反应达到平衡时，N2的正反应速率等于NH3的逆反应速率的1/2，C项错误；反应达到平衡时，反应物和生成物的浓度不变，D项正确。
2.用铜、铬的氧化物作催化剂时，HCl制Cl2的原理为4HCl(g)＋O2(g)2Cl2(g)＋2H2O(g) ΔH＝－115.6 kJ·mol－1，下列说法正确的是( )
A.平衡时，将生成的水蒸气除去，有利于提高HCl的转化率
B.在恒容绝热容器中进行时，随着反应的进行，气体的压强一定不断减小
C.恒压容器中，反应达到平衡后通入惰性气体，平衡不移动
D.平衡时，其他条件不变，增大催化剂用量，反应的平衡常数将变大
答案 A
解析 平衡时除去水蒸气，平衡向正反应方向移动，有利于提高HCl的转化率，A项正确；该反应为放热反应，随着反应的进行，温度将不断升高，虽然该反应是气体体积减小的反应，但很难确定压强是否减小，B项错误；恒压容器中，反应达到平衡后通入惰性气体，相当于减小反应体系气体的压强，平衡向逆反应方向移动，C项错误；催化剂对平衡常数没有影响，D项错误。
3.一定条件下，通过下列反应可实现燃煤烟气中硫的回收：SO2(g)＋2CO(g)2CO2(g)＋S(l) ΔH<0。若反应在恒容的密闭容器中进行，下列有关说法正确的是( )
A.平衡前，随着反应的进行，容器内压强始终不变
B.平衡时，其他条件不变，分离出硫，正反应速率加快
C.平衡时，其他条件不变，升高温度可提高SO2的转化率
D.其他条件不变，使用不同催化剂，该反应的平衡常数不变
答案 D
解析 S为液体，正反应是气体分子数目减小的反应，随着反应进行，气体物质的量减小，压强减小，A项错误；硫是纯液态生成物，分离出硫后正反应速率不变，B项错误；此反应是放热反应，升高温度平衡向逆反应方向移动，SO2的转化率降低，C项错误；化学平衡常数只受温度的影响，温度不变，化学平衡常数不变，D项正确。
4.(2018·徐州市高三高考考前模拟冲刺)在3种不同条件下，分别向容积为2 L的恒容密闭容器中充入2 mol A和1 mol B，发生反应：2A(g)＋B(g)2D(g) ΔH＝Q kJ·mol－1。相关条件和数据见下表：
实验编号
实验Ⅰ
实验Ⅱ
实验Ⅲ
反应温度/℃
700
700
750
达平衡时间/min
40
5
30
n(D)平衡/mol
1.5
1.5
1
化学平衡常数
K1
K2
K3
下列说法正确的是( )
A.K3＞K2＝K1
B.实验Ⅱ可能使用了催化剂
C.实验Ⅲ达平衡后容器内的压强是实验Ⅰ的倍
D.实验Ⅲ达平衡后，恒温下再向容器中通入1 mol A和1 mol D，平衡向正反应方向移动
答案 B
解析 根据表格数据，升高温度到750 ℃，n(D)减小，平衡逆向移动，K3
起始/mol·L－1 1 0.5 0
转化/mol·L－1 0.5 0.25 0.5
平衡/mol·L－1 0.5 0.25 0.5
K＝＝4，
恒温下再向容器中通入1 mol A和1 mol D，A的浓度变为1 mol·L－1，D的浓度变为1 mol·L－1，Q＝＝4，Q＝K，所以平衡不移动，故D错误。
5.一定条件下，在三个容积均为2 L的恒容密闭容器中发生反应：H2(g)＋CO2(g) HCOOH(g)。下列说法正确的是( )
容器编号
温度/℃
起始量/mol
平衡量/mol
达到平衡所需时间/min
H2
CO2
HCOOH
Ⅰ
150
0.4
0.4
0.2
2
Ⅱ
150
0.8
0.8
t1
Ⅲ
0.4
0.4
0.16
t2
A.反应达到平衡时，容器Ⅰ中的平均反应速率v(H2)＝0.1 mol·L－1·min－1
B.反应达到平衡时，容器Ⅱ所需时间t1<2 min
C.若只改变一个反应条件，容器Ⅲ可能是加入了合适的催化剂
D.起始时，向容器Ⅱ中充入0.45 mol H2、0.20 mol CO2和0.18 mol HCOOH，则反应向逆反应方向进行
答案 B
解析 A项，反应达到平衡时，容器Ⅰ中的平均反应速率v(H2)＝v(HCOOH)＝＝0.05 mol·L－1·min－1，错误；B项，容器Ⅱ中反应物的浓度比容器Ⅰ反应物的浓度大，反应速率快，达到平衡的时间短，故反应达到平衡时，容器Ⅱ所需时间t<2 min，正确；C项，若只改变一个反应条件，容器Ⅲ和容器Ⅰ相比，平衡逆向移动，而使用催化剂平衡不移动，错误；D项，利用Q和K的关系，起始时，向容器Ⅱ中充入0.45 mol H2、0.20 mol CO2和0.18 mol HCOOH，Q
A.上述反应的ΔH<0
B.N点时的反应速率一定比M点的快
C.降低温度，H2的转化率可达到100%
D.工业上用此法制取甲烷应采用更高的压强
答案 A
解析 根据图像，随着温度的升高，H2的转化率降低，说明平衡向逆反应方向移动，根据勒夏特列原理，正反应为放热反应，ΔH<0，A项正确；N点压强大于M点的，M点温度高于N点的，因此无法确定两点的反应速率快慢，B项错误；此反应是可逆反应，不能完全进行到底，C项错误；控制合适的温度和压强，既能保证反应速率较快，也能保证H2有较高的转化率，采用更高的压强对设备的要求更高，增加经济成本，D项错误。
二、不定项选择题
7.(2019·海安高级中学高三月考)一定条件下，CH4与H2O(g)发生反应：CH4(g)＋H2O(g) CO(g)＋3H2(g) ΔH。起始时只充入CH4与H2O(g)，设＝Z，保持反应压强不变，平衡时CH4的体积分数w(CH4)与Z和T(温度)的关系如图所示，下列说法正确的是( )
A.a>3>b
B.保持温度不变，平衡体系加压后w(CH4)增大
C.温度为T1，Z＝3时，Y点所对应的反应向逆反应方向进行
D.X点时，H2的体积分数为30%
答案 BD
解析 A项，由图可知，以＝3时作比较，增大水蒸气的物质的量，平衡正向移动，则的比值越大，甲烷的体积分数越小，故a<3
起始(mol) 1 3 0 0
变化(mol) a a a 3a
平衡(mol) 1－a 3－a a 3a
由图可知，X点时，CH4的体积分数为10%，
所以×100%＝10%，解得a＝0.5，
所以H2的体积分数为×100%＝×100%＝30%，故D正确。
8.(2019·溧水高级中学高三调研)700 ℃时，向容积为2 L的恒容密闭容器中充入一定量的CO和H2，发生如下反应：
CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)，反应过程中测定的部分数据见下表：
反应时间/min
n(CO)/mol
n(H2)/mol
0
0.60
1.20
20
0.20
30
0.40
下列说法正确的是( )
A.反应在20 min内的平均速率为v(H2)＝0.04 mol·L－1·min－1
B.保持其他条件不变，升高温度，平衡时c(CH3OH)＝0.15 mol·L－1，则反应的ΔH<0
C.保持其他条件不变，再向平衡体系中同时通入0.20 mol CO、0.20 mol H2、0.20 mol CH3OH，达到新平衡前v正>v逆
D.相同温度下，若起始时向容器中充入1.0 mol CH3OH，达到平衡时CH3OH转化率大于
答案 BC
解析 由反应可知，30 min时转化的氢气为0.80 mol，则转化的CO为0.40 mol，则剩余的CO为0.60 mol－0.40 mol＝0.20 mol，可知20 min时达到平衡，则
CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)
开始/mol 0.60 1.20 0
转化/mol 0.40 0.80 0.40
平衡/mol 0.20 0.40 0.40
A项，反应在20 min内的平均速率为v(H2)＝＝0.02 mol·L－1·min－1，错误；B项，平衡时c(CH3OH)＝0.2 mol·L－1，升高温度，平衡时c(CH3OH)＝0.15 mol·L－1，可知升高温度平衡逆向移动，则反应的ΔH<0，正确；C项，K＝＝50，再向平衡体系中同时通入0.20 mol CO、0.20 mol H2、0.20 mol CH3OH，Q＝≈16.67
开始/mol 1.0 0 0
转化/mol x x 2x
平衡/mol 1.0－x x 2x
＝0.02，x＝时，＞0.02，则x<时满足题意，则达到平衡时CH3OH转化率小于，错误。
9.(2018·南京市、盐城市高三二模)一定温度下，在三个容积均为2.0 L的恒容密闭容器中发生反应：2NO(g)＋2CO(g)N2(g)＋2CO2(g)。各容器中起始物质的量浓度与反应温度如下表所示，反应过程中甲、丙容器中CO2的物质的量随时间变化关系如下图所示。
容器
温度/℃
起始物质的量浓度/mol·L－1
NO(g)
CO(g)
N2(g)
CO2(g)
甲
T1
0.10
0.10
0
0
乙
T2
0
0
0.10
0.20
丙
T2
0.10
0.10
0
0
下列说法正确的是( )
A.该反应的正反应为吸热反应
B.乙容器中反应达到平衡时，N2的转化率小于40%
C.达到平衡时，乙容器中的压强一定大于甲容器的2倍
D.丙容器中反应达到平衡后，再充入0.10 mol NO和0.10 mol CO2，此时v正
三、非选择题
10.按要求回答下列问题。
(1)(2018·常熟中学高三5月第二次调研)工业常用硫铁矿煅烧生产硫酸，而硫铁矿烧渣(主要含Fe2O3)可用来炼铁。
Ⅰ.Fe2O3用CO还原焙烧的过程中，反应物、生成物和温度之间的关系如图所示。
(图中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ四条曲线是四个化学反应平衡时的气相组成对温度作图得到的；A、B、C、D四个区域分别是Fe2O3、Fe3O4、FeO、Fe稳定存在的区域)
已知：3Fe2O3(s)＋CO(g)===2Fe3O4(s)＋CO2(g) ΔH1＝a kJ·mol－1
Fe3O4(s)＋CO(g)===3FeO(s)＋CO2(g) ΔH2＝b kJ·mol－1
FeO(s)＋CO(g)===Fe(s)＋CO2(g) ΔH3＝c kJ·mol－1
①反应Fe2O3(s)＋3CO(g)===2Fe(s)＋3CO2(g)的ΔH＝_____kJ·mol－1(用含a、b、c表示)。
②800 ℃时，混合气体中CO2体积分数为40%时，Fe2O3用CO还原焙烧反应的化学方程式为__________________________________________________________________________。
③据图分析，下列说法正确的是________(填字母)。
a.温度低于570 ℃时，Fe2O3还原焙烧的产物中不含FeO
b.温度越高，Fe2O3还原焙烧得到的固体物质组成中Fe元素的质量分数越高
c.Fe2O3还原焙烧过程中及时除去CO2有利于提高Fe的产率
Ⅱ.一定条件下，用Fe2O3、NiO或Cr2O3作催化剂可对燃煤烟气回收硫。反应为2CO(g)＋SO2(g)2CO2(g)＋S(l) ΔH＝－270 kJ·mol－1
其他条件相同、催化剂不同时，SO2的转化率随反应温度的变化如图所示，Fe2O3和NiO作催化剂均能使SO2的转化率达到最高，不考虑催化剂价格因素，选择Fe2O3的主要优点是__________________________________________________________________________。
答案 Ⅰ.① ②Fe2O3＋CO2FeO＋CO2 ③ac
Ⅱ.Fe2O3作催化剂能在相对较低温度下获得较高的SO2转化率，从而节约能源
解析 Ⅰ.①已知：ⅰ.3Fe2O3(s)＋CO(g)===2Fe3O4(s)＋CO2(g) ΔH1＝a kJ·mol－1
ⅱ.Fe3O4(s)＋CO(g)===3FeO(s)＋CO2(g) ΔH2＝b kJ·mol－1
ⅲ.FeO(s)＋CO(g)===Fe(s)＋CO2(g) ΔH3＝c kJ·mol－1
依据盖斯定律计算(ⅰ＋2×ⅱ＋6×ⅲ)×得到目标反应的热化学方程式Fe2O3(s)＋3CO(g) ===2Fe(s)＋3CO2(g)的ΔH＝ kJ·mol－1；
②由图可知，800 ℃、CO2体积分数为40%时，在C区，此时为FeO的稳定区域，故产物为FeO，Fe2O3用CO还原得到氧化亚铁和二氧化碳，反应的化学方程式为Fe2O3＋CO2FeO＋CO2；
③a项，由图可知，FeO在C区稳定，对应的温度高于570 ℃，正确；b项，Fe%含量由高到低为Fe＞FeO＞Fe3O4＞Fe2O3，由图可知，Fe%含量不仅与T有关，还与CO气体的比例有关，错误；c项，分离CO2可使四个反应的平衡均正向移动，有利于Fe含量的增加，正确。
Ⅱ.根据图示，对比260 ℃时不同催化剂作用下SO2的转化率，可以看出Cr2O3作催化剂时，反应速率最快，Fe2O3和NiO作催化剂均能使SO2的转化率达到最高，但是Fe2O3作催化剂时，在相对较低温度下可获得较高SO2的转化率，从而节约大量能源。
(2)(2018·盐城中学高三2月联考)碘及其化合物在生活中应用广泛。含有碘离子的溶液需回收处理。“硫碘循环”法是分解水制备氢气的研究热点，涉及下列两个反应：
反应Ⅰ：SO2(g)＋I2(aq)＋2H2O(l)===2HI(aq)＋H2SO4(aq) ΔH1
反应Ⅱ：HI(aq)===H2(g)＋I2(aq) ΔH2
①反应：SO2(g)＋2H2O(l)===H2SO4(aq)＋H2(g)的ΔH＝________(用ΔH1、ΔH2表示)。
②反应Ⅰ发生时，溶液中存在如下平衡：I2(aq)＋I－(aq)I(aq)，其反应速率极快且平衡常数大。现将1 mol SO2缓缓通入含1 mol I2的水溶液中至恰好完全反应。溶液中I的物质的量n(I)随反应时间t的变化曲线如图所示。开始阶段，n(I)逐渐增大的原因是_________。
答案 ①ΔH1＋2ΔH2
②开始阶段，SO2和I2反应生成的I－的浓度不断增大，I2(aq)＋I－(aq)I(aq)的反应平衡正向移动，n(I)不断增加
解析 本题为化学反应原理综合题，涉及反应热的计算、盖斯定律，图像分析等，结合相关基本知识进行作答。
①已知：反应Ⅰ：SO2(g)＋I2(aq)＋2H2O(l)===2HI(aq)＋H2SO4(aq) ΔH1；
反应Ⅱ：HI(aq)===H2(g)＋I2(aq) ΔH2，
根据盖斯定律：Ⅰ＋Ⅱ×2得反应：SO2(g)＋2H2O(l)===H2SO4(aq)＋H2(g) ΔH＝ΔH1＋2ΔH2。
②n(I)逐渐增大的原因是开始阶段SO2和I2反应生成的I－的浓度不断增大，I2(aq)＋I－(aq)I(aq)的反应平衡正向移动，n(I)不断增加。
(3)(2019·泰州中学高三调研)Ⅰ.利用脱氮菌可净化低浓度NO废气。当废气在塔内停留时间均为90 s的情况下，测得不同条件下NO的脱氮率如图1、2所示。
①由图1知，当废气中的NO含量增加时，宜选用________法提高脱氮效率。
②图2中，循环吸收液加入Fe2＋、Mn2＋提高了脱氮的效率，其可能的原因为_________。
Ⅱ.研究表明：NaClO2/H2O2酸性复合吸收剂可同时有效脱硫、脱硝。图3所示为复合吸收剂组成一定时，温度对脱硫脱硝的影响。
①温度高于60 ℃后，NO去除率随温度升高而下降的原因为______________________。
②写出废气中的SO2与NaClO2反应的离子方程式：_____________________________。
答案 Ⅰ.①好氧硝化 ②Fe2＋、Mn2＋对该反应有催化作用
Ⅱ.①温度升高，H2O2分解速率加快 ②2H2O＋ClO＋2SO2===Cl－＋2SO＋4H＋
解析 Ⅰ.①由图1知，当废气中的NO含量增加时，好氧硝化法脱氮效率高；②图2中，循环吸收液加入Fe2＋、Mn2＋提高了脱氮的效率，可能是Fe2＋、Mn2＋对该反应有催化作用。
Ⅱ.①温度高于60 ℃后，H2O2分解速率加快，NO去除率下降；②废气中的SO2与NaClO2发生氧化还原反应生成硫酸和盐酸，反应的离子方程式为2H2O＋ClO＋2SO2===Cl－＋2SO＋4H＋。
11.(2018·南通调研)T ℃下，向一容积不变的密闭容器中，通入一定量的NO和CO，用气体传感器测得不同时间NO和CO浓度如下表：
时间/s
0
1
2
3
4
5
c(NO)/×10－4 mol·L－1
10.0
4.50
c1
1.50
1.00
1.00
c(CO)/×10－3 mol·L－1
3.60
3.05
c2
2.75
2.70
2.70
(1)则c2合理的数值为________(填字母)。
A.4.20 B.4.00 C.2.95 D.2.80
(2)将不同物质的量的H2O(g)和CO(g)分别通入体积为2 L的恒容密闭容器中，进行反应：H2O(g)＋CO(g)CO2(g)＋H2(g)，得到如下三组数据：
实验组
温度/℃
起始量/mol
平衡量/mol
达到平衡所需时间/min
H2O
CO
CO
H2
Ⅰ
650
2
4
2.4
1.6
5
Ⅱ
900
1
2
1.6
0.4
3
Ⅲ
900
a
b
c
d
t
若a＝2，b＝1，则c＝________，达到平衡时实验组Ⅱ中H2O(g)和实验组Ⅲ中CO的转化率的关系为αⅡ(H2O)________(填“<”“＞”或“＝”)αⅢ(CO)。
(3)二甲醚是清洁能源，用CO在催化剂存在下制备二甲醚的反应原理为2CO(g)＋4H2(g)CH3OCH3(g)＋H2O(g)，已知一定条件下，该反应中CO的平衡转化率随温度、投料比的变化曲线如图所示。
①a、b、c按从大到小的顺序排序为__________________________________________。
②根据图像可以判断该反应为放热反应，理由是_______________________________。
答案 (1)D (2)0.6 ＝ (3)①a＞b＞c ②投料比相同，温度越高，α(CO)越小，平衡左移，该反应为放热反应
解析 (1)由于CO为反应物，逐渐被消耗，故c2应介于2.75～3.05之间，又浓度越大，反应速率越快，即3.05－c2＞c2－2.75，故应选D。
(2)由H2O(g)＋CO(g)CO2(g)＋H2(g)可知Ⅱ中平衡时n(H2O)＝0.6 mol，Ⅱ可看作向容器中加入1 mol CO、1 mol H2O建立平衡后又加1 mol CO重新建立的平衡，Ⅲ可看作向容器中加入1 mol CO、1 mol H2O，建立平衡后又加1 mol H2O重新建立的平衡，故对平衡右移的促进作用完全相同。故c＝0.6 mol，αⅡ(H2O)＝αⅢ(CO)。
(3)①α(CO)越大，越大，故a＞b＞c，②由图像知温度越高，α(CO)越小，平衡左移，故正反应为放热反应。
考纲要求 理解浓度、温度、压强、催化剂等对化学平衡影响的一般规律。
考点一 化学平衡移动
1.化学平衡移动的过程
2.化学平衡移动与化学反应速率的关系
(1)v正>v逆：平衡向正反应方向移动。
(2)v正＝v逆：反应达到平衡状态，不发生平衡移动。
(3)v正＜v逆：平衡向逆反应方向移动。
3.影响化学平衡的因素
(1)若其他条件不变，改变下列条件对化学平衡的影响如下：
改变的条件(其他条件不变)
化学平衡移动的方向
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)
反应前后气体体积改变
增大压强
向气体分子总数减小的方向移动
减小压强
向气体分子总数增大的方向移动
反应前后气体体积不变
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
同等程度改变v正、v逆，平衡不移动
(2)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物质的浓度)，平衡将向着能够减弱这种改变的方向移动。
(3)“惰性气体”对化学平衡的影响
①恒温恒容条件
原平衡体系体系总压强增大―→体系中各组分的浓度不变―→平衡不移动。
②恒温恒压条件
原平衡体系容器容积增大，各反应气体的分压减小―→
(1)化学平衡发生移动，化学反应速率一定改变；化学反应速率改变，化学平衡也一定发生移动(×)
(2)升高温度，平衡向吸热反应方向移动，此时v放减小，v吸增大(×)
(3)C(s)＋CO2(g)2CO(g) ΔH＞0，其他条件不变时，升高温度，反应速率v(CO2)和CO2的平衡转化率均增大(√)
(4)化学平衡正向移动，反应物的转化率不一定增大(√)
(5)向平衡体系FeCl3＋3KSCNFe(SCN)3＋3KCl中加入适量KCl固体，平衡逆向移动，溶液的颜色变浅(×)
(6)对于2NO2(g)N2O4(g)的平衡体系，压缩体积，增大压强，平衡正向移动，混合气体的颜色变浅(×)
在一个密闭容器中充入a mol A和b mol B，发生反应aA(g)＋bB(g)cC(g)＋dD(g) ΔH＞0，一段时间后达到平衡，测得各物质的浓度。
(1)若体积不变，仅增加c(A)，A的转化率将减小(填“增大”“减小”或“不变”，下同)，B的转化率将增大，达到新平衡时，c(A)将增大，c(B)将减小，c(C)将增大，c(D)将增大。
(2)体积不变，再充入a mol A和b mol B，则平衡正向移动，达到新平衡时，c(A)将增大，c(B)将增大，c(C)将增大，c(D)将增大。
①若a＋b＝c＋d，则A的转化率将不变；
②若a＋b＞c＋d，则A的转化率将增大；
③若a＋b＜c＋d，则A的转化率将减小。
(3)升高温度，平衡正向移动，达到新平衡时，c(A)将减小，c(B)将减小，c(C)将增大，c(D)将增大，A的转化率将增大。
题组一 选取措施使化学平衡定向移动
1.(2019·桂林高三质检)COCl2(g)CO(g)＋Cl2(g) ΔH>0，当反应达到平衡时，下列措施：①升温 ②恒容通入惰性气体 ③增加CO浓度 ④减压 ⑤加催化剂⑥恒压通入惰性气体，能提高COCl2转化率的是( )
A.①②④ B.①④⑥ C.②③⑤ D.③⑤⑥
答案 B
解析 该反应为气体体积增大的吸热反应，所以升温和减压均可以促使反应正向移动。恒压通入惰性气体，相当于减压。恒容通入惰性气体与加催化剂均对平衡无影响。增加CO的浓度，将导致平衡逆向移动。
2.工业上利用Ga与NH3高温条件下合成半导体材料氮化稼(GaN)固体同时有氢气生成。反应中，每生成3 mol H2时放出30.8 kJ的热量。恒温恒容密闭体系内进行上述反应，下列有关表达正确的是( )
A.Ⅰ图像中如果纵坐标为正反应速率，则t时刻改变的条件可以为升温或加压
B.Ⅱ图像中纵坐标可以为镓的转化率
C.Ⅲ图像中纵坐标可以为化学反应速率
D.Ⅳ图像中纵坐标可以为体系内混合气体平均相对分子质量
答案 A
解析 A项，Ⅰ图像中如果纵坐标为正反应速率，升高温度或增大压强，反应速率增大，图像符合题意，正确；B项，Ga是固体，没有浓度可言，不能计算其转化率，错误；C项，Ga是固体，其质量不影响反应速率，错误；D项，反应方程式为2Ga(s)＋2NH3(g)2GaN(s)＋3H2(g) ΔH＜0，相同压强下，升高温度，平衡逆向移动，平均相对分子质量增大；相同温度下，增大压强，平衡逆向移动，平均相对分子质量增大，错误。
3.在压强为0.1 MPa、温度为300 ℃条件下，a mol CO与3a mol H2的混合气体在催化剂作用下发生反应生成甲醇：CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g) ΔH＜0。
(1)平衡后将容器的容积压缩到原来的一半，其他条件不变，对平衡体系产生的影响是____(填字母)。
A.c(H2)减小
B.正反应速率加快，逆反应速率减慢
C.反应物转化率增大
D.重新平衡减小
(2)若容器容积不变，下列措施可增大甲醇产率的是________(填字母)。
A.升高温度
B.将CH3OH从体系中分离
C.充入He，使体系总压强增大
答案 (1)CD (2)B
解析 (1)该反应为正向气体分子数减小的可逆反应，缩小体积，平衡正向移动，c(H2)增大，正、逆反应速率均增大，因而A、B均不正确。(2)由于该反应正向是放热反应，升高温度平衡逆向移动，CH3OH的产率降低，体积不变，充入He，平衡不移动。
题组二 新旧平衡的比较
4.在一密闭容器中，反应aA(g)＋bB(s)cC(g)＋dD(g)达到平衡后，保持温度不变，将容器缩小为原来的一半，当达到新的平衡时，A的浓度是原来的1.6倍，则下列说法正确的是( )
A.平衡向逆反应方向移动 B.a＜c＋d
C.物质A的转化率增大 D.物质D的浓度减小
答案 C
解析 容器缩小为原来的一半，若平衡不移动，则A的浓度应变为原来的2倍，说明平衡正向移动，A的转化率增大。
5.将等物质的量的N2、H2充入某密闭容器中，在一定条件下，发生如下反应并达到平衡：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g) ΔH＜0。当改变某个条件并维持新条件直至达到新的平衡时，下表中关于新平衡与原平衡的比较正确的是( )
选项
改变条件
新平衡与原平衡比较
A
增大压强
N2的浓度一定减小
B
升高温度
N2的转化率减小
C
充入一定量H2
H2的转化率减小，N2的转化率增大
D
使用适当催化剂
NH3的体积分数增大
答案 BC
解析 A项，正反应是气体体积减小的反应，依据勒夏特列原理可知增大压强平衡向正反应方向移动，但氮气的浓度仍然比原平衡大，不正确；B项，正反应是放热反应，则升高温度平衡向逆反应方向移动，氮气的转化率减小，正确；C项，充入一定量的氢气，平衡向正反应方向移动，氮气的转化率增大，而氢气的转化率减小，正确；D项，催化剂只能改变反应速率而不能改变平衡状态，不正确。
6.一定温度下，密闭容器中进行反应：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g) ΔH＜0。测得v正(SO2)随反应时间(t)的变化如图所示。下列有关说法正确的是( )
A.t2时改变的条件：只加入一定量的SO2
B.在t1时平衡常数K1大于t3时平衡常数K3
C.t1时平衡混合气的大于t3时平衡混合气的
D.t1时平衡混合气中SO3的体积分数等于t3时平衡混合气中SO3的体积分数
答案 D
解析 t2时，v正(SO2)突然增大，且达到平衡后速率恢复至原来的速率，如果只加入一定量的SO2，达到新的平衡后，速率大于原来的速率，A错误；平衡常数只与温度有关，一定温度下，K值不变，B错误；平衡状态相同，各物质的百分含量相同，平均摩尔质量相同，故C错误、D正确。
7.用O2将HCl转化为Cl2，可提高效益，减少污染。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曲线如下图：
则总反应的ΔH________(填“＞”“＝”或“＜”)0。
(2)在上述实验中若压缩体积使压强增大，请在上图画出相应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______(填字母)。
A.增大n(HCl) B.增大n(O2) C.使用更好的催化剂 D.移去H2O
答案 (1)＜ (2)见下图
温度相同的条件下，增大压强，平衡右移，αHCl增大，因此曲线应在原曲线上方 (3)BD
解析 (1)结合题中αHCl～T图像可知，随着温度升高，αHCl降低，说明升高温度平衡逆向移动，得出正反应方向为放热反应，即ΔH＜0。(2)结合可逆反应2HCl(g)＋O2(g)H2O(g)＋Cl2(g)的特点，增大压强平衡向右移动，αHCl增大，则相同温度下，HCl的平衡转化率比增压前的大，曲线如答案中图示所示。(3)有利于提高αHCl，则采取措施应使平衡2HCl(g)＋O2(g) H2O(g)＋Cl2(g)正向移动。A项，增大n(HCl)，则c(HCl)增大，虽平衡正向移动，但αHCl减小，错误；B项，增大n(O2)即增大反应物的浓度，D项，移去H2O即减小生成物的浓度，均能使平衡正向移动，两项都正确；C项，使用更好的催化剂，只能加快反应速率，不能使平衡移动，错误。
1.分析化学平衡移动问题的注意事项
(1)平衡移动的结果只是减弱了外界条件的变化，而不能消除外界条件的变化。
(2)不要把v正增大与平衡向正反应方向移动等同起来，只有v正＞v逆时，才使平衡向正反应方向移动。
(3)同等程度地改变反应混合物中各物质的浓度时，应视为压强的影响。
(4)对于缩小体积增大压强，不管是否移动，各成分的浓度均增大，但增大的倍数可能不同也可能相同。
2.解答化学平衡移动类判断题的思维过程
关注特点—
―→分析条件(浓度、温度、压强等)
―→想原理(平衡移动原理)―→综合判断得结论。
考点二 应用“等效平衡”判断平衡移动的结果
1.等效平衡的含义
在一定条件下(恒温恒容或恒温恒压)下，同一可逆反应体系，不管是从正反应开始，还是从逆反应开始，还是正、逆反应同时投料，达到化学平衡状态时，任何相同组分的百分含量(质量分数、物质的量分数、体积分数等)均相同。
2.等效平衡的判断方法
(1)恒温恒容条件下反应前后体积改变的反应
判断方法：极值等量即等效。
例如：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)
① 2 mol 1 mol 0
② 0 0 2 mol
③ 0.5 mol 0.25 mol 1.5 mol
④ a mol b mol c mol
上述①②③三种配比，按化学方程式的化学计量关系均转化为反应物，则SO2均为2 mol，O2均为1 mol，三者建立的平衡状态完全相同。
④中a、b、c三者的关系满足：c＋a＝2，＋b＝1，即与上述平衡等效。
(2)恒温恒压条件下反应前后体积改变的反应
判断方法：极值等比即等效。
例如：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)
① 2 mol 3 mol 0
② 1 mol 3.5 mol 2 mol
③ a mol b mol c mol
按化学方程式的化学计量关系均转化为反应物，则①②中＝，故互为等效平衡。
③中a、b、c三者关系满足：＝，即与①②平衡等效。
(3)恒温条件下反应前后体积不变的反应
判断方法：无论是恒温恒容，还是恒温恒压，只要极值等比即等效，因为压强改变对该类反应的化学平衡无影响。
例如：H2(g)＋I2(g)2HI(g)
① 1 mol 1 mol 0
② 2 mol 2 mol 1 mol
③ a mol b mol c mol
①②两种情况下，n(H2)∶n(I2)＝1∶1，故互为等效平衡。
③中a、b、c三者关系满足∶＝1∶1或a∶b＝1∶1，c≥0，即与①②平衡等效。
3.虚拟“中间态”法构建等效平衡
(1)构建恒温恒容平衡思维模式
新平衡状态可认为是两个原平衡状态简单的叠加并压缩而成，相当于增大压强。
(2)构建恒温恒压平衡思维模式(以气体物质的量增加的反应为例，见图示)
新平衡状态可以认为是两个原平衡状态简单的叠加，压强不变，平衡不移动。
对于以下三个反应，从反应开始进行到达到平衡后，保持温度、体积不变，按要求回答下列问题。
(1)PCl5(g)PCl3(g)＋Cl2(g)
再充入PCl5(g)，平衡向_______方向移动，达到平衡后，PCl5(g)的转化率________，PCl5(g)的百分含量______。
答案 正反应 减小 增大
(2)2HI(g)I2(g)＋H2(g)
再充入HI(g)，平衡向_________方向移动，达到平衡后，HI的分解率_________，HI的百分含量________。
答案 正反应 不变 不变
(3)2NO2(g)N2O4(g)
再充入NO2(g)，平衡向________方向移动，达到平衡后，NO2(g)的转化率________，NO2(g)的百分含量________。
答案 正反应 增大 减小
1.向一固定体积的密闭容器中通入a mol N2O4气体，在密闭容器内发生反应：N2O4(g) 2NO2(g)，达到平衡时再通入a mol N2O4气体，再次达到平衡时，与第一次达平衡时相比，N2O4的转化率( )
A.不变 B.增大 C.减小 D.无法判断
答案 C
解析 恒温恒容条件下，投料等比增加同增压，判断平衡(指的是新建立的与原平衡等效的过渡态平衡，而不是原平衡)，增大压强平衡向左移，转化率降低。
2.已知H2(g)＋I2(g)2HI(g) ΔH＜0，有相同容积的定容密闭容器甲和乙，甲中加入H2和I2各0.1 mol，乙中加入HI 0.2 mol，在相同温度下分别达到平衡。现欲使甲中HI平衡时的百分含量大于乙中HI平衡时的百分含量，则应采取的措施是( )
A.甲、乙提高相同温度
B.甲中加入0.1 mol He，乙中不变
C.甲降低温度，乙增大压强
D.甲增加0.1 mol H2，乙增加0.1 mol I2
答案 C
解析 相同容积的定容密闭容器甲和乙，甲中加入H2和I2各0.1 mol，乙中加入HI 0.2 mol，此时甲和乙建立的平衡是等效的。A项，甲、乙提高相同温度，平衡均逆向移动，HI的平衡浓度均减小，错误；B项，甲中加入0.1 mol He，在定容密闭容器中，平衡不会移动，错误；C项，甲降低温度，平衡正向移动，甲中HI的平衡浓度增大，乙增大压强平衡不移动，HI平衡时的百分含量不变，正确；D项，甲中增加0.1 mol H2，乙增加0.1 mol I2，结果还是等效的，错误。
3.(2019·常州田家炳高级中学高三月考)在温度T1和T2时，分别将0.50 mol CH4和1.20 mol NO2充入体积为1 L的密闭容器中，发生如下反应：CH4(g)＋2NO2(g)N2(g)＋CO2(g)＋2H2O(g)，测得n(CH4)随时间变化数据如下表：
时间/min
0
10
20
40
50
T1
n(CH4)/mol
0.50
0.35
0.25
0.10
0.10
T2
n(CH4)/mol
0.50
0.30
0.18
…
0.15
下列说法正确的是( )
A.T1时0～10 min NO2的平均反应速率为0.15 mol·L－1·min－1
B.T2时CH4的平衡转化率为70.0%
C.保持其他条件不变，T1时向平衡体系中再充入0.30 mol CH4和0.80 mol H2O(g)，平衡向正反应方向移动
D.保持其他条件不变，T1时向平衡体系中再充入0.50 mol CH4和1.20 mol NO2，与原平衡相比，达新平衡时N2的浓度增大
答案 BD
解析 T1时0～10 min CH4的平均反应速率为＝0.015 mol·L－1·min－1，由速率之比等于化学计量数之比可知，T1时0～10 min NO2的平均反应速率为0.03 mol·L－1·min－1，故A错误；由表格数据可知，T2时CH4的平衡物质的量为0.15 mol，则转化的甲烷为0.50 mol－0.15 mol＝0.35 mol，则T2时CH4的平衡转化率为×100%＝70.0%，故B正确；T1时，体积为1 L，由表格中数据可知，
CH4(g)＋2NO2(g)N2(g)＋CO2(g)＋2H2O(g)
开始/mol 0.50 1.20 0 0 0
转化/mol 0.40 0.80 0.40 0.40 0.80
平衡/mol 0.10 0.40 0.40 0.40 0.80
K＝＝6.4，T1时向平衡体系中再充入0.30 mol CH4和0.80 mol H2O(g)，Q＝＝6.4＝K，故C错误；体积不变，物质的量变为原来的2倍，若平衡不移动，则平衡浓度变为原平衡的2倍，但压强增大平衡逆向移动，则达新平衡时N2的浓度增大，大于原平衡浓度小于原平衡浓度的2倍，故D正确。
1．(2018·江苏，15)一定温度下，在三个容积相同的恒容密闭容器中按不同方式投入反应物，发生反应2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)(正反应放热)，测得反应的相关数据如下：
容器1
容器2
容器3
反应温度T/K
700
700
800
反应物投入量
2 mol SO2、1 mol O2
4 mol SO3
2 mol SO2、
1 mol O2
平衡v正(SO2)/mol·L－1·s－1
v1
v2
v3
平衡c(SO3)/mol·L－1
c1
c2
c3
平衡体系总压强p/Pa
p1
p2
p3
物质的平衡转化率α
α1(SO2)
α2(SO3)
α3(SO2)
平衡常数K
K1
K2
K3
下列说法正确的是( )
A．v1＜v2，c2＜2c1
B．K1＞K3，p2＞2p3
C．v1＜v3，α1(SO2)＞α3(SO2)
D．c2＞2c3，α2(SO3)＋α3(SO2)＜1
答案 CD
解析 由题中表格信息可知，容器2建立的平衡相当于容器1建立平衡后再将容器的容积缩小为原来的1/2(相当于压强增大为原来的2倍)后平衡移动的结果。由于加压，化学反应速率加快，则v1＜v2；题给平衡右移，则α1(SO2)＜α2(SO2)，根据勒夏特列原理可得c2＞2c1，p1＜p2＜2p1。容器3中建立的平衡相当于容器1建立的平衡升温后平衡移动的结果。升高温度，化学反应速率加快，则v1＜v3；题给平衡左移，则α1(SO2)＞α3(SO2)，c1＞c3。由于温度升高，气体物质的量增加，故p3＞p1。对于特定反应，平衡常数仅与温度有关，温度升高，题给平衡左移，平衡常数减小，则K1＝K2＞K3。C对：由以上分析可得结论v1＜v3，α1(SO2)＞α3(SO2)。D对：因为c2＞2c1，c1＞c3，则c2＞2c3。若容器2的容积是容器1的2倍，则两者建立的平衡完全相同，根据平衡特点，此时应存在α1(SO2)＋α2(SO3)＝1，由于容器2的平衡相当于容器1的平衡加压，故α2(SO3)将减小，则α1(SO2)＋α2(SO3)＜1，结合α1(SO2)＞α3(SO2)，则α2(SO3)＋α3(SO2)＜1。A错：由以上分析可知c2＞2c1。B错：由以上分析可知p1＜p2＜2p1，p1＜p3，则p2＜2p3。
2.(2016·江苏，15)一定温度下，在3个体积均为1.0 L的恒容密闭容器中反应2H2(g)＋CO(g)CH3OH(g)达到平衡，下列说法正确的是( )
容器
温度/K
物质的起始浓度/mol·L－1
物质的平衡浓度/mol·L－1
c(H2)
c(CO)
c(CH3OH)
c(CH3OH)
Ⅰ
400
0.20
0.10
0
0.080
Ⅱ
400
0.40
0.20
0
Ⅲ
500
0
0
0.10
0.025
A.该反应的正反应放热
B.达到平衡时，容器Ⅰ中反应物转化率比容器Ⅱ中的大
C.达到平衡时，容器Ⅱ中c(H2)大于容器Ⅲ中c(H2)的两倍
D.达到平衡时，容器Ⅲ中的正反应速率比容器Ⅰ中的大
答案 AD
解析 对比容器Ⅰ和Ⅲ可知两者投料量相当，若温度相同，最终建立等效平衡，但Ⅲ温度高，平衡时c(CH3OH)小，说明平衡向逆反应方向移动，即逆反应为吸热反应，正反应为放热反应，A正确；Ⅱ相对于Ⅰ投料量成比例增加，相当于加压，平衡正向移动，转化率提高，所以Ⅱ中转化率高，B错误；不考虑温度，Ⅱ中投料量是Ⅲ的两倍，相当于加压，平衡正向移动，所以Ⅱ中c(H2)小于Ⅲ中c(H2)的两倍，且Ⅲ的温度比Ⅱ高，相对于Ⅱ，平衡向逆反应方向移动，c(H2)增大，C错误；对比Ⅰ和Ⅲ，若温度相同，两者建立等效平衡，两容器中速率相等，但Ⅲ温度高，速率更快，D正确。
3.(2015·江苏，15)在体积均为1.0 L的两恒容密闭容器中加入足量的相同的碳粉，再分别加入0.1 mol CO2和0.2 mol CO2，在不同温度下反应CO2(g)＋C(s)2CO(g)达到平衡，平衡时CO2的物质的量浓度c(CO2)随温度的变化如图所示(图中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ点均处于曲线上)。下列说法正确的是( )
A.反应CO2(g)＋C(s)2CO(g)的ΔS＞0、ΔH<0
B.体系的总压强p总：p总(状态Ⅱ)＞2p总(状态Ⅰ)
C.体系中c(CO)：c(CO，状态Ⅱ)<2c(CO，状态Ⅲ)
D.逆反应速率v逆：v逆(状态Ⅰ)＞v逆(状态Ⅲ)
答案 BC
解析 A项，C和CO2反应是吸热反应，ΔH>0，错误；B项，状态Ⅰ是通入0.1 mol CO2，状态Ⅱ是通入0.2 mol CO2，状态Ⅱ可以看作先通0.1 mol CO2，此时的压强相等，再通入0.1 mol CO2，假如平衡不移动，此时的压强等于2倍p总(状态Ⅰ)，但要满足CO2的浓度相等，应对此体系加热使反应向正反应方向移动，气体物质的量增加，因此p总(状态Ⅱ)>2p总(状态Ⅰ)，正确；C项，状态Ⅱ可以看作状态Ⅲ体积缩小一半后的状态，如果体积缩小一半，平衡不移动，则c(CO，状态Ⅱ)＝2c(CO，状态Ⅲ)，但体积压缩过程中，平衡向左移动，因此c(CO，状态Ⅱ)<2c(CO，状态Ⅲ)，正确；D项，温度越高，反应速率越快，v逆(状态Ⅰ)
t/s
0
50
150
250
350
n(PCl3)/mol
0
0.16
0.19
0.20
0.20
下列说法正确的是( )
A.反应在前50 s的平均速率v(PCl3)＝0.003 2 mol·L－1·s－1
B.保持其他条件不变，升高温度，平衡时c(PCl3)＝0.11 mol·L－1，则反应的ΔH<0
C.相同温度下，起始时向容器中充入1.0 mol PCl5、0.20 mol PCl3和0.20 mol Cl2，反应达到平衡前v(正)>v(逆)
D.相同温度下，起始时向容器中充入2.0 mol PCl3和2.0 mol Cl2，达到平衡时，PCl3的转化率小于80%
答案 C
解析 A项，v(PCl3)＝＝0.001 6 mol·L－1·s－1，错误；B项，在温度为T时，平衡时c(PCl3)＝＝0.10 mol·L－1，升高温度，平衡时c(PCl3)＝0.11 mol·L－1，说明升高温度，平衡右移，则该反应为吸热反应，ΔH>0，错误；C项，在温度T时，由初始加入1.0 mol PCl5可得：
PCl5(g)PCl3(g)＋Cl2(g)
初始物质的量： 1.0 mol 0 0
转化物质的量： 0.20 mol 0.20 mol 0.20 mol
平衡时物质的量： 0.80 mol 0.20 mol 0.20 mol
其平衡常数K＝＝＝2.5×10－2，当充入1.0 mol PCl5、0.20 mol PCl3和0.20 mol Cl2时，
Q＝＝＝2.0×10－2，
Q
PCl5(g)PCl3(g)＋Cl2(g)
初始物质的量： 0 1.0 mol 1.0 mol
转化物质的量： a a a
平衡时物质的量： 0.80 mol 0.20 mol 0.20 mol
a＝0.80 mol，PCl3的转化率为×100%＝80%。
现在相同温度下充入2.0 mol PCl3和2.0 mol Cl2，物质的量较原平衡加倍了，也相当于将原平衡体系的体积缩小到原来的一半，会使该平衡向生成PCl5的方向移动，故PCl3的转化率要升高，转化率大于80%，错误。
一、单项选择题
1．(2017·徐州调研)在一定条件下，可逆反应N2(g)＋3H2(g)2NH3(g) ΔH＝－92.4 kJ·mol－1，达到化学平衡状态时，下列说法正确的是( )
A．降低温度，可提高反应速率
B．加入合适的催化剂，可提高N2的转化率
C．N2的正反应速率等于NH3的逆反应速率
D．反应物和生成物的浓度都不再发生变化
答案 D
解析 降低温度，反应速率减慢，A项错误；加入合适的催化剂，反应速率加快，但平衡不移动，N2的转化率不变，B项错误；反应达到平衡时，N2的正反应速率等于NH3的逆反应速率的1/2，C项错误；反应达到平衡时，反应物和生成物的浓度不变，D项正确。
2.用铜、铬的氧化物作催化剂时，HCl制Cl2的原理为4HCl(g)＋O2(g)2Cl2(g)＋2H2O(g) ΔH＝－115.6 kJ·mol－1，下列说法正确的是( )
A.平衡时，将生成的水蒸气除去，有利于提高HCl的转化率
B.在恒容绝热容器中进行时，随着反应的进行，气体的压强一定不断减小
C.恒压容器中，反应达到平衡后通入惰性气体，平衡不移动
D.平衡时，其他条件不变，增大催化剂用量，反应的平衡常数将变大
答案 A
解析 平衡时除去水蒸气，平衡向正反应方向移动，有利于提高HCl的转化率，A项正确；该反应为放热反应，随着反应的进行，温度将不断升高，虽然该反应是气体体积减小的反应，但很难确定压强是否减小，B项错误；恒压容器中，反应达到平衡后通入惰性气体，相当于减小反应体系气体的压强，平衡向逆反应方向移动，C项错误；催化剂对平衡常数没有影响，D项错误。
3.一定条件下，通过下列反应可实现燃煤烟气中硫的回收：SO2(g)＋2CO(g)2CO2(g)＋S(l) ΔH<0。若反应在恒容的密闭容器中进行，下列有关说法正确的是( )
A.平衡前，随着反应的进行，容器内压强始终不变
B.平衡时，其他条件不变，分离出硫，正反应速率加快
C.平衡时，其他条件不变，升高温度可提高SO2的转化率
D.其他条件不变，使用不同催化剂，该反应的平衡常数不变
答案 D
解析 S为液体，正反应是气体分子数目减小的反应，随着反应进行，气体物质的量减小，压强减小，A项错误；硫是纯液态生成物，分离出硫后正反应速率不变，B项错误；此反应是放热反应，升高温度平衡向逆反应方向移动，SO2的转化率降低，C项错误；化学平衡常数只受温度的影响，温度不变，化学平衡常数不变，D项正确。
4.(2018·徐州市高三高考考前模拟冲刺)在3种不同条件下，分别向容积为2 L的恒容密闭容器中充入2 mol A和1 mol B，发生反应：2A(g)＋B(g)2D(g) ΔH＝Q kJ·mol－1。相关条件和数据见下表：
实验编号
实验Ⅰ
实验Ⅱ
实验Ⅲ
反应温度/℃
700
700
750
达平衡时间/min
40
5
30
n(D)平衡/mol
1.5
1.5
1
化学平衡常数
K1
K2
K3
下列说法正确的是( )
A.K3＞K2＝K1
B.实验Ⅱ可能使用了催化剂
C.实验Ⅲ达平衡后容器内的压强是实验Ⅰ的倍
D.实验Ⅲ达平衡后，恒温下再向容器中通入1 mol A和1 mol D，平衡向正反应方向移动
答案 B
解析 根据表格数据，升高温度到750 ℃，n(D)减小，平衡逆向移动，K3
起始/mol·L－1 1 0.5 0
转化/mol·L－1 0.5 0.25 0.5
平衡/mol·L－1 0.5 0.25 0.5
K＝＝4，
恒温下再向容器中通入1 mol A和1 mol D，A的浓度变为1 mol·L－1，D的浓度变为1 mol·L－1，Q＝＝4，Q＝K，所以平衡不移动，故D错误。
5.一定条件下，在三个容积均为2 L的恒容密闭容器中发生反应：H2(g)＋CO2(g) HCOOH(g)。下列说法正确的是( )
容器编号
温度/℃
起始量/mol
平衡量/mol
达到平衡所需时间/min
H2
CO2
HCOOH
Ⅰ
150
0.4
0.4
0.2
2
Ⅱ
150
0.8
0.8
t1
Ⅲ
0.4
0.4
0.16
t2
A.反应达到平衡时，容器Ⅰ中的平均反应速率v(H2)＝0.1 mol·L－1·min－1
B.反应达到平衡时，容器Ⅱ所需时间t1<2 min
C.若只改变一个反应条件，容器Ⅲ可能是加入了合适的催化剂
D.起始时，向容器Ⅱ中充入0.45 mol H2、0.20 mol CO2和0.18 mol HCOOH，则反应向逆反应方向进行
答案 B
解析 A项，反应达到平衡时，容器Ⅰ中的平均反应速率v(H2)＝v(HCOOH)＝＝0.05 mol·L－1·min－1，错误；B项，容器Ⅱ中反应物的浓度比容器Ⅰ反应物的浓度大，反应速率快，达到平衡的时间短，故反应达到平衡时，容器Ⅱ所需时间t<2 min，正确；C项，若只改变一个反应条件，容器Ⅲ和容器Ⅰ相比，平衡逆向移动，而使用催化剂平衡不移动，错误；D项，利用Q和K的关系，起始时，向容器Ⅱ中充入0.45 mol H2、0.20 mol CO2和0.18 mol HCOOH，Q
A.上述反应的ΔH<0
B.N点时的反应速率一定比M点的快
C.降低温度，H2的转化率可达到100%
D.工业上用此法制取甲烷应采用更高的压强
答案 A
解析 根据图像，随着温度的升高，H2的转化率降低，说明平衡向逆反应方向移动，根据勒夏特列原理，正反应为放热反应，ΔH<0，A项正确；N点压强大于M点的，M点温度高于N点的，因此无法确定两点的反应速率快慢，B项错误；此反应是可逆反应，不能完全进行到底，C项错误；控制合适的温度和压强，既能保证反应速率较快，也能保证H2有较高的转化率，采用更高的压强对设备的要求更高，增加经济成本，D项错误。
二、不定项选择题
7.(2019·海安高级中学高三月考)一定条件下，CH4与H2O(g)发生反应：CH4(g)＋H2O(g) CO(g)＋3H2(g) ΔH。起始时只充入CH4与H2O(g)，设＝Z，保持反应压强不变，平衡时CH4的体积分数w(CH4)与Z和T(温度)的关系如图所示，下列说法正确的是( )
A.a>3>b
B.保持温度不变，平衡体系加压后w(CH4)增大
C.温度为T1，Z＝3时，Y点所对应的反应向逆反应方向进行
D.X点时，H2的体积分数为30%
答案 BD
解析 A项，由图可知，以＝3时作比较，增大水蒸气的物质的量，平衡正向移动，则的比值越大，甲烷的体积分数越小，故a<3
起始(mol) 1 3 0 0
变化(mol) a a a 3a
平衡(mol) 1－a 3－a a 3a
由图可知，X点时，CH4的体积分数为10%，
所以×100%＝10%，解得a＝0.5，
所以H2的体积分数为×100%＝×100%＝30%，故D正确。
8.(2019·溧水高级中学高三调研)700 ℃时，向容积为2 L的恒容密闭容器中充入一定量的CO和H2，发生如下反应：
CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)，反应过程中测定的部分数据见下表：
反应时间/min
n(CO)/mol
n(H2)/mol
0
0.60
1.20
20
0.20
30
0.40
下列说法正确的是( )
A.反应在20 min内的平均速率为v(H2)＝0.04 mol·L－1·min－1
B.保持其他条件不变，升高温度，平衡时c(CH3OH)＝0.15 mol·L－1，则反应的ΔH<0
C.保持其他条件不变，再向平衡体系中同时通入0.20 mol CO、0.20 mol H2、0.20 mol CH3OH，达到新平衡前v正>v逆
D.相同温度下，若起始时向容器中充入1.0 mol CH3OH，达到平衡时CH3OH转化率大于
答案 BC
解析 由反应可知，30 min时转化的氢气为0.80 mol，则转化的CO为0.40 mol，则剩余的CO为0.60 mol－0.40 mol＝0.20 mol，可知20 min时达到平衡，则
CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)
开始/mol 0.60 1.20 0
转化/mol 0.40 0.80 0.40
平衡/mol 0.20 0.40 0.40
A项，反应在20 min内的平均速率为v(H2)＝＝0.02 mol·L－1·min－1，错误；B项，平衡时c(CH3OH)＝0.2 mol·L－1，升高温度，平衡时c(CH3OH)＝0.15 mol·L－1，可知升高温度平衡逆向移动，则反应的ΔH<0，正确；C项，K＝＝50，再向平衡体系中同时通入0.20 mol CO、0.20 mol H2、0.20 mol CH3OH，Q＝≈16.67
开始/mol 1.0 0 0
转化/mol x x 2x
平衡/mol 1.0－x x 2x
＝0.02，x＝时，＞0.02，则x<时满足题意，则达到平衡时CH3OH转化率小于，错误。
9.(2018·南京市、盐城市高三二模)一定温度下，在三个容积均为2.0 L的恒容密闭容器中发生反应：2NO(g)＋2CO(g)N2(g)＋2CO2(g)。各容器中起始物质的量浓度与反应温度如下表所示，反应过程中甲、丙容器中CO2的物质的量随时间变化关系如下图所示。
容器
温度/℃
起始物质的量浓度/mol·L－1
NO(g)
CO(g)
N2(g)
CO2(g)
甲
T1
0.10
0.10
0
0
乙
T2
0
0
0.10
0.20
丙
T2
0.10
0.10
0
0
下列说法正确的是( )
A.该反应的正反应为吸热反应
B.乙容器中反应达到平衡时，N2的转化率小于40%
C.达到平衡时，乙容器中的压强一定大于甲容器的2倍
D.丙容器中反应达到平衡后，再充入0.10 mol NO和0.10 mol CO2，此时v正
三、非选择题
10.按要求回答下列问题。
(1)(2018·常熟中学高三5月第二次调研)工业常用硫铁矿煅烧生产硫酸，而硫铁矿烧渣(主要含Fe2O3)可用来炼铁。
Ⅰ.Fe2O3用CO还原焙烧的过程中，反应物、生成物和温度之间的关系如图所示。
(图中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ四条曲线是四个化学反应平衡时的气相组成对温度作图得到的；A、B、C、D四个区域分别是Fe2O3、Fe3O4、FeO、Fe稳定存在的区域)
已知：3Fe2O3(s)＋CO(g)===2Fe3O4(s)＋CO2(g) ΔH1＝a kJ·mol－1
Fe3O4(s)＋CO(g)===3FeO(s)＋CO2(g) ΔH2＝b kJ·mol－1
FeO(s)＋CO(g)===Fe(s)＋CO2(g) ΔH3＝c kJ·mol－1
①反应Fe2O3(s)＋3CO(g)===2Fe(s)＋3CO2(g)的ΔH＝_____kJ·mol－1(用含a、b、c表示)。
②800 ℃时，混合气体中CO2体积分数为40%时，Fe2O3用CO还原焙烧反应的化学方程式为__________________________________________________________________________。
③据图分析，下列说法正确的是________(填字母)。
a.温度低于570 ℃时，Fe2O3还原焙烧的产物中不含FeO
b.温度越高，Fe2O3还原焙烧得到的固体物质组成中Fe元素的质量分数越高
c.Fe2O3还原焙烧过程中及时除去CO2有利于提高Fe的产率
Ⅱ.一定条件下，用Fe2O3、NiO或Cr2O3作催化剂可对燃煤烟气回收硫。反应为2CO(g)＋SO2(g)2CO2(g)＋S(l) ΔH＝－270 kJ·mol－1
其他条件相同、催化剂不同时，SO2的转化率随反应温度的变化如图所示，Fe2O3和NiO作催化剂均能使SO2的转化率达到最高，不考虑催化剂价格因素，选择Fe2O3的主要优点是__________________________________________________________________________。
答案 Ⅰ.① ②Fe2O3＋CO2FeO＋CO2 ③ac
Ⅱ.Fe2O3作催化剂能在相对较低温度下获得较高的SO2转化率，从而节约能源
解析 Ⅰ.①已知：ⅰ.3Fe2O3(s)＋CO(g)===2Fe3O4(s)＋CO2(g) ΔH1＝a kJ·mol－1
ⅱ.Fe3O4(s)＋CO(g)===3FeO(s)＋CO2(g) ΔH2＝b kJ·mol－1
ⅲ.FeO(s)＋CO(g)===Fe(s)＋CO2(g) ΔH3＝c kJ·mol－1
依据盖斯定律计算(ⅰ＋2×ⅱ＋6×ⅲ)×得到目标反应的热化学方程式Fe2O3(s)＋3CO(g) ===2Fe(s)＋3CO2(g)的ΔH＝ kJ·mol－1；
②由图可知，800 ℃、CO2体积分数为40%时，在C区，此时为FeO的稳定区域，故产物为FeO，Fe2O3用CO还原得到氧化亚铁和二氧化碳，反应的化学方程式为Fe2O3＋CO2FeO＋CO2；
③a项，由图可知，FeO在C区稳定，对应的温度高于570 ℃，正确；b项，Fe%含量由高到低为Fe＞FeO＞Fe3O4＞Fe2O3，由图可知，Fe%含量不仅与T有关，还与CO气体的比例有关，错误；c项，分离CO2可使四个反应的平衡均正向移动，有利于Fe含量的增加，正确。
Ⅱ.根据图示，对比260 ℃时不同催化剂作用下SO2的转化率，可以看出Cr2O3作催化剂时，反应速率最快，Fe2O3和NiO作催化剂均能使SO2的转化率达到最高，但是Fe2O3作催化剂时，在相对较低温度下可获得较高SO2的转化率，从而节约大量能源。
(2)(2018·盐城中学高三2月联考)碘及其化合物在生活中应用广泛。含有碘离子的溶液需回收处理。“硫碘循环”法是分解水制备氢气的研究热点，涉及下列两个反应：
反应Ⅰ：SO2(g)＋I2(aq)＋2H2O(l)===2HI(aq)＋H2SO4(aq) ΔH1
反应Ⅱ：HI(aq)===H2(g)＋I2(aq) ΔH2
①反应：SO2(g)＋2H2O(l)===H2SO4(aq)＋H2(g)的ΔH＝________(用ΔH1、ΔH2表示)。
②反应Ⅰ发生时，溶液中存在如下平衡：I2(aq)＋I－(aq)I(aq)，其反应速率极快且平衡常数大。现将1 mol SO2缓缓通入含1 mol I2的水溶液中至恰好完全反应。溶液中I的物质的量n(I)随反应时间t的变化曲线如图所示。开始阶段，n(I)逐渐增大的原因是_________。
答案 ①ΔH1＋2ΔH2
②开始阶段，SO2和I2反应生成的I－的浓度不断增大，I2(aq)＋I－(aq)I(aq)的反应平衡正向移动，n(I)不断增加
解析 本题为化学反应原理综合题，涉及反应热的计算、盖斯定律，图像分析等，结合相关基本知识进行作答。
①已知：反应Ⅰ：SO2(g)＋I2(aq)＋2H2O(l)===2HI(aq)＋H2SO4(aq) ΔH1；
反应Ⅱ：HI(aq)===H2(g)＋I2(aq) ΔH2，
根据盖斯定律：Ⅰ＋Ⅱ×2得反应：SO2(g)＋2H2O(l)===H2SO4(aq)＋H2(g) ΔH＝ΔH1＋2ΔH2。
②n(I)逐渐增大的原因是开始阶段SO2和I2反应生成的I－的浓度不断增大，I2(aq)＋I－(aq)I(aq)的反应平衡正向移动，n(I)不断增加。
(3)(2019·泰州中学高三调研)Ⅰ.利用脱氮菌可净化低浓度NO废气。当废气在塔内停留时间均为90 s的情况下，测得不同条件下NO的脱氮率如图1、2所示。
①由图1知，当废气中的NO含量增加时，宜选用________法提高脱氮效率。
②图2中，循环吸收液加入Fe2＋、Mn2＋提高了脱氮的效率，其可能的原因为_________。
Ⅱ.研究表明：NaClO2/H2O2酸性复合吸收剂可同时有效脱硫、脱硝。图3所示为复合吸收剂组成一定时，温度对脱硫脱硝的影响。
①温度高于60 ℃后，NO去除率随温度升高而下降的原因为______________________。
②写出废气中的SO2与NaClO2反应的离子方程式：_____________________________。
答案 Ⅰ.①好氧硝化 ②Fe2＋、Mn2＋对该反应有催化作用
Ⅱ.①温度升高，H2O2分解速率加快 ②2H2O＋ClO＋2SO2===Cl－＋2SO＋4H＋
解析 Ⅰ.①由图1知，当废气中的NO含量增加时，好氧硝化法脱氮效率高；②图2中，循环吸收液加入Fe2＋、Mn2＋提高了脱氮的效率，可能是Fe2＋、Mn2＋对该反应有催化作用。
Ⅱ.①温度高于60 ℃后，H2O2分解速率加快，NO去除率下降；②废气中的SO2与NaClO2发生氧化还原反应生成硫酸和盐酸，反应的离子方程式为2H2O＋ClO＋2SO2===Cl－＋2SO＋4H＋。
11.(2018·南通调研)T ℃下，向一容积不变的密闭容器中，通入一定量的NO和CO，用气体传感器测得不同时间NO和CO浓度如下表：
时间/s
0
1
2
3
4
5
c(NO)/×10－4 mol·L－1
10.0
4.50
c1
1.50
1.00
1.00
c(CO)/×10－3 mol·L－1
3.60
3.05
c2
2.75
2.70
2.70
(1)则c2合理的数值为________(填字母)。
A.4.20 B.4.00 C.2.95 D.2.80
(2)将不同物质的量的H2O(g)和CO(g)分别通入体积为2 L的恒容密闭容器中，进行反应：H2O(g)＋CO(g)CO2(g)＋H2(g)，得到如下三组数据：
实验组
温度/℃
起始量/mol
平衡量/mol
达到平衡所需时间/min
H2O
CO
CO
H2
Ⅰ
650
2
4
2.4
1.6
5
Ⅱ
900
1
2
1.6
0.4
3
Ⅲ
900
a
b
c
d
t
若a＝2，b＝1，则c＝________，达到平衡时实验组Ⅱ中H2O(g)和实验组Ⅲ中CO的转化率的关系为αⅡ(H2O)________(填“<”“＞”或“＝”)αⅢ(CO)。
(3)二甲醚是清洁能源，用CO在催化剂存在下制备二甲醚的反应原理为2CO(g)＋4H2(g)CH3OCH3(g)＋H2O(g)，已知一定条件下，该反应中CO的平衡转化率随温度、投料比的变化曲线如图所示。
①a、b、c按从大到小的顺序排序为__________________________________________。
②根据图像可以判断该反应为放热反应，理由是_______________________________。
答案 (1)D (2)0.6 ＝ (3)①a＞b＞c ②投料比相同，温度越高，α(CO)越小，平衡左移，该反应为放热反应
解析 (1)由于CO为反应物，逐渐被消耗，故c2应介于2.75～3.05之间，又浓度越大，反应速率越快，即3.05－c2＞c2－2.75，故应选D。
(2)由H2O(g)＋CO(g)CO2(g)＋H2(g)可知Ⅱ中平衡时n(H2O)＝0.6 mol，Ⅱ可看作向容器中加入1 mol CO、1 mol H2O建立平衡后又加1 mol CO重新建立的平衡，Ⅲ可看作向容器中加入1 mol CO、1 mol H2O，建立平衡后又加1 mol H2O重新建立的平衡，故对平衡右移的促进作用完全相同。故c＝0.6 mol，αⅡ(H2O)＝αⅢ(CO)。
(3)①α(CO)越大，越大，故a＞b＞c，②由图像知温度越高，α(CO)越小，平衡左移，故正反应为放热反应。
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