2-3 第三单元 化学平衡的移动
知能定位
1.了解化学平衡移动的概念和影响平衡移动的因素。
2.理解温度、浓度、压强的改变对化学平衡移动的影响。
3.应用化学平衡移动原理和化学反应速率相关知识选择合成氨的条件。
情景切入
怎样依据化学平衡移动的知识选择工业合成氨的合适条件？
自主研习
一、化学平衡的移动
1.含义
在一定条件下，可逆反应达到化学平衡状态，如果改变影响平衡的条件（如浓度、温度、压强等），化学平衡状态被破坏（正、逆反应速率不再相等），直到正、逆反应速率再次相等，在新的条件下达到新的化学平衡状态。这种现象称作平衡状态的移动，简称平衡移动。
2.图示表示
v正=v逆 v正≠v逆 v′正= v′逆
(原平衡状态) （平衡被破坏）
3.平衡移动方向的判断
（1）根据速率判断
①若v（正）>v (逆)，则平衡向正反应方向移动。
②若v (正) =v（逆），则平衡不移动。
③若v（正）v放，平衡向着吸热方向移动。反之，降低温度使v吸、v放都减小，但v吸n
B.Q<0
C.温度不变，压强增大，Y的质量分数减少
D.体积不变，温度升高，平衡向逆反应方向移动
答案：C
解析：
分析表中数据知，温度相同时增大体积， c (Y)变化的趋势知，增大体积平衡向气体体积增大的方向移动，故m0，B和D都是错误的。解答本题的关键是数据分析与平衡移动原理结合。
变式探究3
某温度下，反应：N2O42NO2（正反应为吸热反应）在密闭容器中达到平衡，下列说法中，不正确的是( )
A.容器的容积减小，将使反应速率增大
B.容器的容积不变时加入少许NO2，将使正反应速率减小
C.容器的容积不变时加入少许N2O4，再次平衡时体系颜色变深
D.容器的容积不变时升高温度，再次平衡时体系颜色变深
答案：B
解析：A、B两项是结合化学反应速率变化判断而设置的选项，C、D两项是结合化学平衡移动的判断而设置的选项，速率变化与平衡移动是测试中的两个不同的侧面，在分析时加以区分。
A项，容器的容积减小，使反应物浓度及生成物浓度都增大，所以无论正反应速率还是逆反应速率都增大；B项，容器的容积不变时，增加NO2的瞬间，反应物的浓度不变，生成物的浓度增大，正反应速率不变，逆反应速率增大；C项，容器的容积不变时，加入少许N2O4，平衡向右移动，再次平衡，各物质的浓度均增大，体系颜色一定加深；D项，容器的容积不变，升高温度，平衡向吸热（正反应）反应方向移动，体系颜色一定加深。
知识点2 化学平衡图像题的分析方法及思路
1.解答步骤
（1）看图像
一看面（即纵坐标与横坐标的意义），二看线（即线的走向和变化趋势），三看点（即起点、折点、交点、终点），四看辅助线（如等温线、等压线、平衡线），五看量的变化（如浓度变化、温度变化）。
（2）想规律
联想外界条件的改变对化学反应速率和化学平衡的影响规律。
（3）作判断
根据图像中表现的关系与所学规律相对比，作出符合题目要求的判断。
2.解答原则
以可逆反应aA(g)+ bB(g) cC(g)为例说明。
（1）“定一议二”原则
在化学平衡图像中，包括纵坐标、横坐标和曲线所表示的意义三个量，在解题时往往先固定一个量，讨论另两个量的关系。
（2）“先拐先平，数值大”原则
在化学平衡图像中，先出现拐点的反应温度较高（如图A）或压强较大（如图B），先达到平衡状态。
图A表示T2>T1,由T2→T1,C%增大，平衡右移。
图B表示P10, m+n>x
B. Q>0, m+nx
解析：本题考查外界条件对化学平衡的影响以及图像信息的分析处理能力。解题时首先明确不同条件对化学平衡的影响结果以及图像题的解题思路。由左图可知，压强为P1时达到平衡所用的时间比较短，即P1>P2，选择两压强下的平衡状态，由P2→P1，A的转化率增大，即增大压强，平衡正向移动，故m+n>x；由右图可知，升高温度，A的转化率下降，即升高温度，平衡向左移动，正反应放热Q<0，故选D。
答案：D
考例5 （2011·肇庆模拟）经过一段时间后，可逆反应aA+bBcC中物质的含量A%和C%随温度的变化曲线如图所示。下列说法正确的是( )
A.该反应在T1、T3温度时达到化学平衡
B.该反应在T2温度时达到化学平衡
C.该反应的逆反应是放热反应
D.升高温度，平衡会向正反应方向移动
解析：由图可知，起始时C%=0，即反应物为A、B，生成物为C，由于达到平衡时生成物含量最大，反应物含量最小，故T2时刻达到平衡状态。由图像中曲线变化可知在T2时刻之后的平衡状态中，升高温度，A%增大，C%减小，即升高温度，平衡逆向移动，正反应放热，故选B。
答案：B
变式探究4
反应2X(g)+Y(g) 2Z(g)在不同温度下（T1和T2）产物Z的物质的量n (Z)与反应时间t的关系如图所示。下列判断正确的是( )
A. T1T2，正反应为吸热反应
C. T1>T2，逆反应为吸热反应
D. T1T2，产物Z的物质的量在高温T1时比低温T2时小，说明降低温度平衡向正反应方向移动，即正反应为放热反应，则逆反应为吸热反应。
变式探究5 已知：4NH3（g）+5O2（g）=4NO(g)+6H2O(g) ΔH=-1 025 kJ/mol，该反应是一个可逆反应。若反应物起始物质的量相同，下列关于该反应的示意图不正确的是( )
答案：C
解析：本题考查了化学反应的图像问题，由于该反应为一个气体体积增大的放热的可逆反应；故温度越高，压强越大越不利于反应正向进行，但高温总比低温先达平衡，高压总比低压先达平衡，故A、B正确，C错误，使用催化剂只能缩短达到平衡的时间，对平衡无影响，故D正确。
课后强化作业
基础夯实
1.已建立化学平衡的可逆反应，当改变条件使化学反应向正反应方向移动时，下列有关叙述中，正确的是( )
①生成物的质量分数一定增加
②生成物的产量一定增加
③反应物的转化率一定增大
④反应物的浓度一定降低
⑤正反应速率一定大于逆反应速率
⑥使用了合适的催化剂
A.①② B.②⑤
C.③⑤ D.④⑥
答案：B
解析：使用催化剂是不会使化学平衡移动的，所以⑥错误，即D错误。如果是减小生成物的浓度，反应会向着正反应方向进行，使生成物的质量分数减小（根据勒夏特列原理，只能减弱这种改变而不能全部抵消这种改变）；只要是平衡向正反应方向移动，则其产量一定会增加，①错误，②正确。如果是增大一种反应物的浓度，其他反应物的转化率一定增大，而其自身的转化率却随之减小，③、④错误。
2.下列事实不能用勒夏特列原理解释的是( )
A.光照新制的氯水时，溶液的pH逐渐减小
B.加催化剂，使N2和H2在一定条件下转化为NH3
C.可用浓氨水和氢氧化钠固体混合来快速制氨
D.增大压强，有利于SO2与O2反应生成SO3
答案：B
解析：Cl2+H2OH++Cl-+HClO，2HClO光2HCl+O2↑，光照，相当于减小HClO浓度，化学平衡向生成HClO的方向移动，NH3+H2ONH3·H2ONH+4+OH-，向浓氨水中加固体NaOH， c (OH-)增大，上述平衡均向左移动。2SO2+O22SO3，增大压强，平衡向气体体积减小方向移动。上述解释均符合勒夏特列原理。加催化剂，使N2和H2在一定条件下转化为NH3，只是加快NH3的生成速率，并不影响化学平衡，故不能用勒夏特列原理解释。
3.（2011·重庆卷，10）一定条件下，下列反应中水蒸气含量随反应时间的变化趋势符合下图的是( )
A.CO2（g）＋2NH3（g）CO（NH2）2（s）+H2O（g） ΔH<0
B.CO2（g）+H2（g）CO（g）+H2O（g）ΔH>0
C. CH3CH2OH（g）CH2==CH2（g）+H2O（g） ΔH>0
D.2C6H5CH2CH3（g）+O2（g）2C6H5CH==CH2（g）+2H2O（g）ΔH<0
答案：A
解析：本题主要考查了外界条件对平衡的影响，考查了学生识图的能力。
选项A中的反应是一个体积减少的、又是一个放热反应，因此温度越高、压强越小水蒸气的含量越小，A符合图中曲线；B、C选项中的反应都是吸热反应，温度越高，水蒸气的含量越大，不符合该曲线；D选项中的反应是一个体积增大的反应，压强越大水蒸气的含量越小，不符合该曲线。
4.有平衡体系：CO(g)+2H2(g) CH3OH(g) ΔH<0，为了增加甲醇的产量，应采取的压强措施是( )
A.高温、高压
B.适宜温度、高压、催化剂
C.低温、低压
D.高温、高压、催化剂
答案：B
解析：此题考查化学平衡的移动，对于反应：CO(g)+2H2(g) CH3OH（g）ΔH<0，正反应为放热且气体体积减小的反应，欲使化学平衡向正反应方向移动，需降温、增压，但温度太低，反应速率太慢，因此应适宜温度。
5.在密闭容器中进行反应：H2(g)+Br2(g) 2HBr(g)（正反应为放热反应），达到平衡后，欲使颜色加深，应采取的措施是( )
A.升温 B.降温
C.增压 D.减压
答案：AC
解析：要使容器内气体的颜色加深，就需要加大Br2的浓度，加大Br2浓度的方法结合选项有两种：①利用平衡移动原理，升高温度，反应向吸热方向移动，Br2的浓度增大，导致颜色加深；②减小容器的容积即增大容器内的压强，本反应由于反应前后系数相等，压强变化不会引起平衡的移动，但压强增大，Br2的浓度增大，导致颜色加深。故正确答案为AC。
6.对反应2NO2(g) N2O4(g)，在一定条件下达到平衡。在温度不变时，欲使
的比值增大，应采取的措施是( )
A.体积不变，增加NO2的物质的量
B.体积不变，增加N2O4的物质的量
C.使体积增大到原来的2倍
D.保持压强不变，充入N2
答案：CD
解析：从化学平衡移动后各个量的变化入手，逐个分析。欲使的比值增大，满足平衡向逆向移动即可。A可以理解为在温度不变时，向两个等体积的密闭容器中分别加入等量的NO2，达到平衡后，这两个容器中体系的平衡状态必相同，此时将两个容器中的气体并入同一个容器，相当于增大了平衡体系的压强，原平衡向正向移动；B也可以按上述方法理解，两个合并时平衡同样向正向移动；C、D体积都增大，相当于减小压强，平衡均向逆向移动。
7.某温度下，在固定容积的密闭容器中，可逆反应
A(g)+3B(g) 2C(g)达到平衡时，各物质的物质的量之比为n (A): n (B): n (C)=2:2:1。保持温度不变，以2:2:1的物质的量之比再充入A、B、C，下列叙述正确的是( )
A.平衡不移动
B.再次平衡时，n (A): n (B): n (C)=2:2:1
C.再次平衡时，C的体积分数增大
D.再次平衡时，正反应速率增大，逆反应速率减小
答案：C
解析：温度不变时，充入与原平衡物质的量之比相同的反应混合物，相当于增大压强使各物质的浓度同时增大。所以，化学平衡向正反应方向移动，再次达到平衡后，各物质的物质的量之比必然发生变化，C的体积分数一定增大。因为反应物、生成物的浓度都增大，正逆反应速率都增大。
8.在密闭容器中进行如下反应：CO2(g)+C(s)高温
2CO(g)ΔH>0，达到平衡后，若改变下列条件，则指定物质的浓度及平衡如何变化。
（1）增加C，平衡 ， c (CO2) 。
（2）缩小反应容器的容积，保持温度不变，则平衡 ， c (CO2) 。
（3）保持反应容器的容积和温度不变，通入N2，则平衡 ， c (CO2) 。
（4）保持反应容器的容积不变，升高温度，则平衡 ， c (CO) 。
答案：（1）不移动 不变
（2）向左移动 增大
（3）不移动 不变
（4）向右移动 增大
能力提升
1.对于xA(g)+ yB(g) zC(g)+ wD(g)的平衡体系，当升高温度时，体系的平均相对分子质量从26变成29，则下列说法中正确的是( )
A.x+y>z+w，正反应是放热反应
B. x+y>z+w，正反应是吸热反应
C. x+yz+w，逆反应是吸热反应
答案：B
解析： M=， m为定值， M增大， n减小。若x+y>z+w，升高温度，平衡向吸热反应方向移动，正反应为吸热反应；若x+yP1）
温度对反应的影响
平衡体系增加N2对反应的影响
催化剂对反应的影响
图示
t
答案：C
解析：因压强越大，化学反应速率越快，因此A项中对应压强为P2时达到平衡所需的时间应短一些，故A项错误；随温度的升高平衡将逆向移动，反应物氮气的转化率应减小，故B项错误；使用催化剂后化学反应速率应加快，因此有催化剂时达到平衡所需要的时间应短一些，D项错误。
3.在一密闭容器中，反应mA(g) nB(g)+ nC(g)达到平衡时，保持温度不变，将容器容积压缩到原来的一半，当达到新的平衡时，B和C的浓度都是原来的1.8倍，下列说法正确的是( )
A.平衡向逆反应方向移动
B.物质A的转化率增大
C.物质C的体积分数增大
D. m<2n
答案：AD
解析：将容器容积压缩到原来一半的瞬间，各物质的浓度均为原来的2倍，平衡后，B、C的浓度为原来的1.8倍，说明化学平衡向逆反应方向移动。所以，A的转化率、C的体积分数都减小。减小气体体积，即增大压强，化学平衡向气体体积缩小方向移动，故m<2n。
4.对于某一可逆反应来说，使用催化剂的作用是( )
A.提高反应物的转化率
B.以同样程度改变正逆反应速率
C.增大正反应速率，减小逆反应速率
D.改变平衡混合物的组成
答案：B
解析：对于可逆反应，使用催化剂能同等程度地改变正逆反应速率，缩短达到平衡的时间。但催化剂并不能改变可逆反应进行的程度。
5.恒温下，反应aX(g) bY(g)+ cZ(g)达到平衡状态，把容器体积压缩到原来的1/2，且达到新的平衡状态时，X的物质的量浓度从0.1 mol·L-1增大到0.19 mol·L-1，下列判断正确的是( )
A.a>b+c
B.aT2
B.正反应是吸热反应
C. T2>T1
D逆反应是吸热反应
答案：AD
解析：解答图像题目的方法思路是：
（1）看懂图像：一看面（横坐标与纵坐标）；二看线（线的走向、变化的趋势）；三看点（线的起点、交点及拐点）；四看要不要作辅助线（如等温线、等压线）；五看定量图像中有关量的多少。
（2）联想规律：即联想外界条件对化学反应速率和化学平衡的影响规律。
（3）作出判断：依据题意仔细分析，作出正确判断。
由曲线Ⅰ、曲线Ⅱ知，达到平衡所用时间t1T2（曲线Ⅰ对应的反应速率快），由曲线Ⅰ平衡时对应的B的百分含量高，据化学平衡移动原理知，正反应为放热反应，逆反应为吸热反应，故判断正确的为选项A、D。
7.用来表示可逆反应2A(g)+B(g) 2C(g)（正反应为放热反应）的图像为( )
答案：AC
解析：此反应的特点是气体总体积减小、正反应放热的可逆反应，选项A中，温度越高，达到平衡的时间越短，但温度升高平衡左移，C的质量分数要降低，所以选项A正确。选项B表示温度与v的关系，随着温度的升高， v正与v逆的总体趋势都下降，所以不正确。选项C中，随着压强增大，v正、v逆都增大，但对正反应速率影响更大，故选项C正确。选项D中随着温度的升高，A的转化率应当降低，故选项D不正确。
8.下图的各图中，表示2A(g)+B(g) 2C(g)（正反应放热）这个可逆反应的正确图像为( )
答案：A
解析：随着温度的升高，化学平衡应向吸热反应方向亦即逆反应方向移动，所以生成物C的体积分数减小，反应物的含量增大，反应物的转化率减小。
增大体系的压强，由于反应的两边都是气态物质，所以正反应和逆反应的速率都增大。而加入催化剂，只能加快反应速率，缩短达到平衡的时间，不能使平衡移动，所以达到平衡后，各组分的浓度及体积分数应该不变。
9.下图是温度和压强对X+Y2Z反应影响的示意图。图中横坐标表示温度，纵坐标表示平衡混合气体中Z的体积分数。下列叙述正确的是( )
A.上述可逆反应的正反应为放热反应
B.X、Y、Z均为气态
C.X和Y中只有一种为气态，Z为气态
D.上述反应的逆反应的ΔH>0
答案：C
解析：依图可知，压强一定时，温度越高，Z的体积分数增大，则温度升高，向正反应方向移动，正反应是吸热反应，则A、D选项错；温度一定时，压强越大，Z的体积分数越小，则平衡向逆反应方向移动，逆反应为气体减小的反应，则B错误，答案为C。
10.在2 L密闭容器内，800℃时反应2NO(g)+O2(g) 2NO2(g)体系中，n(NO)随时间的变化如表：
时间(s)
0
1
2
3
4
5
n(NO)(mol)
0.020
0.010
0.008
0.007
0.007
0.007
（1）写出该反应的平衡常数表达式：K= 。已知：K300℃>K350℃，则该反应是 。
（2）上图中表示NO2的变化的曲线是 。用O2表示从0~2 s内该反应的平均速率v= 。
（3）能说明该反应已达到平衡状态的是 。
a.v(NO2)=2v(O2)
b.容器内压强保持不变
c.v逆(NO)=2v正（O2）
d.容器内密度保持不变
（4）为使该反应的反应速率增大，且平衡向正反应方向移动的是 。
a.及时分离出NO2气体
b.适当升高温度
c.增大O2的浓度
d.选择高效催化剂
答案：（1） 放热
（2）b 1.5×10-3mol/（L·s）
（3）bc
（4）c
解析：
化学平衡常数表达式可根据方程式直接写出即K=由于温度越高K越小说明升温时表达式分子减小分母增大，所以正反应放热，根据方程式的系数关系知表示NO2的曲线应为b，用O2表示反应速率vO2= =1.5×10-3 mol/（L·s），达到平衡时，v正=
v逆，各组分的浓度不变，故选b、c，要使平衡正向移动且反应速率增大，应选c。
专题小结
知识脉络
一、化学反应速率及影响化学反应速率的因素
1化学反应速率
2外界条件对化学反应速率影响的规律
3化学平衡的移动
专题归纳应用
一、根据化学平衡移动方向进行有关判断
勒夏特列原理指出，改变影响平衡的一个条件，平衡就向减弱这种改变的方向移动。反之如果知道了化学平衡移动的方向，也可以推测使化学平衡移动的条件。
1.根据化学平衡移动方向，判断物质的聚集状态
如可逆反应：2A(g)+nB2C(g)达到化学平衡后，若只增大压强，平衡向正反应方向移动，由此可判断B为气体；若增大压强，平衡并不移动，由此可判断B为固体或液体。
2.根据化学平衡移动方向，判断化学方程式中气体反应物和气体生成物系数的相对大小
如可逆反应aA(g)+bB(g) cC(g)+dD(g)在反应过程中A的百分含量［w(A)］随压强(P)变化的曲线如图1所示。
由图示可知：增大压强，A的百分含量逐渐变小，即平衡向正反应方向移动。又因增大压强，平衡向气体体积缩小的方向移动，故a+b>c+d。
根据化学平衡移动方向还可以判断方程式中某气体物质的系数。如可逆反应：A(g)+nB(g) 3C(g），在恒温下，反应物B的转化率与压强的关系如图2所示。
由图示可知：增大压强，B的转化率不变，即平衡不移动，则1+n=3,n=2。
3.根据化学平衡移动方向，判断化学反应的能量变化
如可逆反应:A(g)+B(g) 2C(g)达到平衡后，升高温度，C的体积分数增大，由此可判断正反应为吸热反应。
4.根据化学平衡移动方向，判断混合气体的平均相对分子质量
混合气体的平均相对分子质量为Mr＝
,对于反应物和生成物都是气体的可逆反应，当外界条件改变时，不管平衡怎样移动，混合气体的质量始终不变，故混合气体的平均相对分子质量与混合气体物质的量成反比，若平衡向气体物质的量缩小的方向移动，混合气体的平均相对分子质量将变大，反之，平均相对分子质量将变小。
考例1 在密闭容器中，一定条件下进行反应mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g)，若增大压强或升高温度，重新达到平衡，速率随时间变化过程如图所示，则对该反应叙述正确的是( )
A.正反应是放热反应，m+np+q
C.正反应是放热反应，m+n>p+q
D.逆反应是放热反应，m+n0，A正确，恒温恒容时，充入H2可使压强增大，H2浓度不一定减小，B错，升高温度，正、逆反应速率均增大，C错，故选A。
答案：A
二、化学反应速率和化学平衡图像分析
1.物质的量浓度与时间图像
由这类图像可判断化学反应方程式。
由此可知：2C2A+3B
2.转化率或百分含量与时间、压强、温度图像
对于化学反应mA(g)+nB(g) qC(g)+pD(g)
由①可知，T1温度先达平衡，故T1>T2，升温C%增大，ΔH>0。
由②可知，T2温度先达平衡，故T1P2,加压，C%增加，m+n>p+q。
由④可知，P2先达平衡，P1P2,m+n=p+q或条件为加入了催化剂。
在⑥中，由(Ⅰ)、（Ⅱ）两线可知，P10；
由⑧可知，ΔH<0；
由⑨可知，m+n>p+q；
由⑩可知，m+n0。
由13可知，升温，C%减小，ΔH<0；由（a）线可知，加压,C%增加，m+n>q。
由14可知，m+n=q；ΔH>0。
考例3 如图甲、乙、丙分别表示在不同条件下可逆反应A(g) +B(g) xC(g)的生成物C在反应混合物中的百分含量(C%)和反应时间(t）的关系。
（1）若甲图中两条曲线分别表示有催化剂和无催化剂的情况，则 曲线表示无催化剂时的情况，原因是 。
（2）若乙图表示反应达到平衡后分别在恒温恒压条件下和恒温恒容条件下向平衡混合气体中充入氦气后的情况，则 曲线表示恒温恒容的情况，原因是 。
（3）根据丙图可以判断该可逆反应的正反应是 热反应，系数x的值 。
（4）丁图表示在某固定容积的密闭容器中上述可逆反应达到平衡后某物理量随着温度(T)的变化情况，根据你的理解，丁图的纵坐标可以是 ，原因为 。
解析：（1）甲图中两条曲线分别代表有催化剂和无催化剂的情况，使用催化剂不能改变化学平衡，即C%不变，但可以缩短达到平衡所需的时间 ，故a曲线代表有催化剂的情况，b曲线代表无催化剂的情况，不使用催化剂，化学反应速率慢，达到平衡所需的时间长。
（2）在恒温恒容的情况下，充入He,由于体积不变，原混合气体的浓度保持不变，故平衡不移动，即a曲线代表恒温恒容。
（3）要判断反应是放热还是吸热，则取压强相同，温度不同时的情况下判断平衡移动的方向，即取2.02×105 Pa的压强，温度分别是100℃和200℃，若从100℃升温至200℃，则C%升高，即升温化学平衡向正反应方向移动，说明正反应是吸热反应；若在温度不变的情况下，改变压强，即压强从1.01×105 Pa升高到2.02×105 Pa,C%降低，说明加压化学平衡向逆反应方向移动，即正反应是一个体积增大的反应，即x>2。
（4）丁图中表示随着温度的升高，纵坐标的值逐渐增大，由于正反应是一个吸热反应，故升温化学平衡向正反应方向移动，即生成物C的百分含量升高，或反应物的转化率升高，或代表容器内气体压强的增大等。
答案：（1）b b达到平衡所用时间长，说明b曲线反应速率小于a曲线的
(2)a a中充入氦气，C%不变，平衡不移动
（3）吸 大于2（>2）或大于等于3(≥3)
（4）C%或转化率或产率或压强等 温度升高，平衡向吸热方向即正反应方向移动
考例 4在容积固定的密闭容器中存在如下反应：A（g）+3B（g）2C（g） ΔH<0某研究小组研究了其他条件不变时，改变某一条件对上述反应的影响，并根据实验数据作出下列关系图，下列判断一定错误的是( )
A.图Ⅰ研究的是不同催化剂对反应的影响，且乙使用的催化剂效率较高
B.图Ⅱ研究的是压强对反应的影响，且甲的压强较高
C.图Ⅱ研究的是温度对反应的影响，且甲的温度较高
D.图Ⅲ研究的是不同催化剂对反应的影响，且甲使用的催化剂效率较高
解析：图Ⅰ中甲、乙的C浓度不同，而加入催化剂不能影响转化率。图Ⅱ若是压强对反应的影响，则压强越大，B的转化率也越大，与图示不符。所以A、B的判断有误。
答案：AB
考题探析
考例 （2011·海南卷，15）
氯气在298K、100kPa时，在1L水中可溶解0.09mol，实验测得溶于水的Cl2约有三分之一与水反应。请回答下列问题：
（1）该反应的离子方程式为 。
（2）估算该反应的平衡常数 （列式计算）；
（3）在上述平衡体系中加入少量NaOH固体，平衡将向 移动；
（4）如果增大氯气的压强，氯气在水中的溶解度将 （填“增大”、“减小”或“不变”），平衡将向 移动。
解析：本题考查了影响化学平衡的因素、化学平衡常数的计算、离子方程式的书写等。（1）Cl2溶于水生成盐酸和次氯酸，反应方程式为Cl2+H2OHCl+HClO。（2）反应的平衡常数的表达式为K===0.015 mol·L-1
（3）加入NaOH固体后，两种酸都被中和掉，故平衡向溶解方向移动。 （4）气体的溶解度随着压强的增大而增大，故平衡向溶解方向移动。
答案：（1）Cl2+H2OH++Cl-+HClO
（2）K===0.015 mol·L-1
（3）向右 （4）增大 正向
考例2 (2011·全国大纲卷，28)
反应aA（g）+bB（g）催化剂
cC（g）（ΔH＜0）在等容条件下进行。改变其他反应条件，在Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ阶段体系中各物质浓度随时间变化的曲线如下图所示：
回答问题：
（1）反应的化学方程式中，a:b:c为 ；
（2）A的平均反应速率vⅠ（A）、vⅡ（A）、vⅢ（A）从大到小排列次序为 ；
(3)B的平衡转化率αⅠ （B）、αⅡ（B）、αⅢ（B）中最小的是 ，其值是 ；
（4）由第一次平衡到第二次平衡，平衡移动的方向是 ，采取的措施是 ；
（5）比较第Ⅱ阶段反应温度（T2）和第Ⅲ阶段反应温度（T3）的高低： T2 T3（填“＞、＝、＜”），判断的理由是 ；
（6）达到第三次平衡后，将容器的体积扩大一倍，假定10min后达到新的平衡，请在下图中用曲线表示第IV阶段体系中各物质的浓度随时间变化的趋势（曲线上必须标出A、B、C）。
解析：本题考查了化学平衡的定量计算、定性分析。
(1)化学方程式中各物质的化学计量数之比，等于反应中各物质的浓度改变之比，a:b:c=（2.00-1.00）:（6.00-3.00）:（2.00-0.0）=1:3:2。
(2)根据平均速率表达式，求得vⅠ(A)=0.05 mol·L-1·min-1；vⅡ(A)=0.025mol·L-1·min-1；vⅢ(A)= 0.012mol·L-1·min-1。所以三者从大到小排列次序为vⅠ(A)＞vⅡ(A)＞vⅢ(A)。
(3)根据物质转化率算式，求得αⅠ(B)=50%；αⅡ(B)=38%；αⅢ(B)=19%，所以最小的是αⅢ(B)=19%。
(4)由第一次平衡到第二次平衡，由于反应物A、B浓度同时减小，所以平衡向右移动了。采取的措施可能是降温或者抽走一部分C气。
(5)由第Ⅱ阶段到第Ⅲ阶段，平衡右移了，由题意断定是由于降温所致，故T2＞T3。(6)第三次平衡后，将容器的体积扩大一倍，即对反应体系进行减压（此时，A、B、C的瞬时浓度分别是0.25mol/L、0.75mol/L、0.5mol/L），那么平衡一定向左移动。但根据极限原则，最终平衡后A、B的瞬时浓度分别不超过0.50mol/L、1.50mol/L，C的浓度一定小于0.50mol/L。（最好通过确定温度下的平衡常数求得最终平衡时的各物质的浓度）
答案：（1）1:3:2 （2）vⅠ（A）>vⅡ（A）>vⅢ（A）
（3）αⅢ（B） 0.19（19%）
（4）向正反应方向 从反应体系中移出产物C
（5）> 此反应为放热反应，降低温度，平衡向正反应方向移动
（6）
临场练兵
1.(2011·福建卷，12)25℃时，在含有Pb2+、Sn2+的某溶液中，加入过量金属锡（Sn)，发生反应：Sn（s）+Pb2+（aq）Sn2+（aq）+Pb（s），
体系中c（Pb2+）和c（Sn2+）变化关系如下图所示。下列判断正确的是( )
A.往平衡体系中加入金属铅后，c（Pb2+）增大
B. 往平衡体系中加入少量 Sn（NO3）2固体后，c（Pb2+）变小
C.升高温度，平衡体系中c（Pb2+）增大，说明该反应ΔH>0
D. 25℃时，该反应的平衡常数K=2.2
答案：D
解析：本题考查了平衡移动的影响因素、平衡常数的计算等知识点。金属活泼性Sn＞Pb向平衡体系中加入铅后，c(Pb2+)不变，A错误；加入少量Sn(NO3) 2固体， c(Sn2+)增大，平衡逆移，c(Pb2+)增大，B项错误；升温c(Pb2+)增大，说明平衡逆移，正反应放热，C项错误；由方程式和图示数据得平衡常数K===2.2，D项正确。
2.（2011·广东卷，31）利用光能和光催化剂，可将CO2和H2O(g)转化为CH4和O2。紫外光照射时，在不同催化剂（Ⅰ,Ⅱ,Ⅲ）作用下，CH4产量随光照时间的变化如下图所示。
（1）在0~30小时内，CH4的平均生成速率vⅠ、vⅡ和vⅢ从大到小的顺序为 ；反应开始后的12小时内，在第 种催化剂的作用下，收集的CH4最多。
（2）将所得CH4与H2O(g)通入聚焦太阳能反应器，发生反应：CH4(g)+H2O(g) CO(g)+3H2(g),该反应ΔH=+206 kJ·mol-1
①画出反应过程中体系的能量变化图（进行必要的标注）
②将等物质的量的CH4和H2O(g)充入1L恒容密闭容器，某温度下反应达平衡，平衡常数K=27，此时测得CO的物质的量为0.10mol，求CH4的平衡转化率（计算结果保留两位有效数字）。
（3）已知：CH4(g)＋2O2(g)==CO2(g)＋2H2O(g) ΔH=－802kJ·mol-1
写出由CO2生成CO的热化学方程式 。
答案：(1)vⅢ＞vⅡ＞vⅠ Ⅱ
(2)①
②91%
(3)CO2(g)＋3H2O(g)==CO(g)＋3H2(g)＋2O2(g) ΔH=＋1 008 kJ·mol－1
解析：
本题主要考查了化学反应速率的有关图像的分析、化学平衡的计算以及热化学方程式的书写等。(1)0～30小时内，由图可知，30小时内CH4的产量Ⅲ＞Ⅱ＞Ⅰ，即反应速率关系为Ⅲ＞Ⅱ＞Ⅰ；前12小时第Ⅱ种催化剂作用下，收集的CH4最多。(2)①该反应中，CH4的用量越多，放出的热量越多，成正比例关系。
②假设CH4和H2O的起始量均为xmol，结合平衡时n(CO)=0.10 mol，有：
CH4(g)＋H2O(g)==CO(g)＋3H2(g)
起始浓度 (mol·L－1) x x 0 0
变化量(mol·L－1) 0.10 0.10 0.10 0.30
平衡浓度(mol·L－1) x－0.10 x－0.10 0.10 0.30
结合K===27，解得x=0.11 mol·L－1，CH4的转化率=
×100%=91%。
(3)由已知反应：①CH4(g)＋H2O(g) CO(g)＋3H2(g) ΔH=＋206 kJ·mol－1②CH4(g)＋2O2(g)==2CO2(g)＋2H2O(g)
ΔH=－802 kJ· mol－1；①－②式得热化学反应方程式：
CO2(g)＋3H2O(g)==2O2(g)＋CO(g)＋3H2(g) ΔH=＋1 008 kJ·mol－1。
3.（2011·江苏卷，15）700℃时，向容积为2L的密闭容器中充入一定量的CO和H2O,发生反应：
CO(g)+H2O(g) CO2（g）+H2(g)
反应过程中测定的部分数据见下表（表中t2>t ）:
反应时间/min
n(CO)/mol
n(H2O)/mol
0
1.20
0.60
t1
0.80
t2
0.20
下列说法正确的是( )
A.反应在t1 min内的平均速率为v（H2）=mol·L-1·min-1
B.保持其他条件不变，起始时向容器中充入0.60mol CO和1.20mol H2O，到达平衡时n（CO2）=0.40mol
C.保持其他条件不变，向平衡体系中再通入0.20mol H2O，与原平衡相比，达到新平衡时CO转化率增大，H2O的体积分数增大
D.温度升高至800℃，上述反应平衡常数为0.64，则正反应为吸热反应
答案：BC
解析：本题主要考查了外界条件对平衡的影响、平衡常数的计算和应用等。由于在t1min中内v（CO）=0.20mol·min-1，根据速率之比等于方程式的系数之比可知A错；根据温度没变平衡常数不变，再结合反应方程式可知，B正确；增大反应物的浓度，平衡向右移动，自身的转化率减小，而另一种反应物的转化率增大，C正确；根据表中数据求得700℃的该反应的平衡常数为1,800℃的该反应的平衡常数为0.64，说明升高温度平衡左移，因此该反应是放热反应。
4.（2011·山东卷，28）研究NO2、SO2 、CO等大气污染气体的处理具有重要意义。
（1）NO2可用水吸收，相应的化学反应方程式为 。利用反应6NO2＋8NH3
7N2＋12H2O也可处理NO2。当转移1.2 mol电子时，消耗的NO2在标准状况下是
L。
（2）已知：2SO2（g）+O2（g）2SO3（g）
ΔH=-196.6 kJ·mol-1
2NO（g）+O2（g）2NO2（g）
ΔH=-113.0 kJ·mol-1
则反应NO2（g）+SO2（g）SO3（g）+NO（g）的ΔH= kJ·mol-1。
一定条件下，将NO2与SO2以体积比1:2置于密闭容器中发生上述反应，下列能说明反应达到平衡状态的是 。
a．体系压强保持不变
b．混合气体颜色保持不变
c．SO3和NO的体积比保持不变
d．每消耗1 mol SO3的同时生成1 mol NO2
测得上述反应平衡时NO2与SO2体积比为1:6，则平衡常数K＝ 。
（3）CO可用于合成甲醇，反应方程式为CO（g）+2H2（g）CH3OH（g）。CO在不同温度下的平衡转化率与压强的关系如下图所示。该反应ΔH 0（填“>”或“ <”）。实际生产条件控制在250℃、1.3×104 kPa左右，选择此压强的理由是 。
答案：(1)3NO2＋H2O==2HNO3＋NO 6.72 L
(2)-41.8 b 8/3(或2.67)
(3)＜ 在该压强下，CO的转化率已经很高，若再增高压强CO的转化率提高不大，而生产成本增加，得不偿失
解析：本题以实际工业生产，考查了热化学方程式的书写、盖斯定律、化学平衡移动、平衡常数的计算等知识点。
分析题意，(1)NO2与水反应的方程式是3NO2＋H2O==2HNO3＋NO。
在6NO2＋8NH37N2＋12H2O，当有6 mol NO发生反应时，转移电子为24 mol，当转移1.2 mol电子时，消耗NO2的体积为6.72 L。
(2)根据盖斯定律，计算该反应的ΔH=-41.8 kJ/mol。分析NO2＋SO2==SO3＋NO方程式，为体积不变的放热反应，所以体系的压强不变不能判断反应是否达到平衡；当混合气体的颜色不发生变化，说明NO2的浓度不再发生变化，处于平衡状态；因为只要反应，生成SO3和NO的物质的量就相等，C错误；由于D项中的SO3和NO2为同方向，且计量数相等，不能够说明处于平衡状态。根据始转平计算：
NO2 ＋ SO2 == SO3 ＋ NO
起始： 1 2 0 0
转化： x x x x
平衡： 1－x 2－x x x
计算得出：x=0.8，K=8/3。
(3)分析图像，CO的转化率随温度的升高而降低，所以该反应为放热反应。该反应为体积缩小的反应，增大压强，有利于产物的生成，但在250 ℃时，CO的转化率已经很高，若增大压强，必然对设备材料要求更高。
5..（2011·四川卷，13）可逆反应①X(g)+2Y(g) 2Z(g)、②2M（g）N（g）+P(g)分别在密闭容器的两个反应室中进行，反应室之间有无摩擦、可滑动的密封隔板。反应开始和达到平衡状态时有关物理量的变化如图所示：
下列判断正确的是( )
A.反应①的正反应是吸热反应
B.达平衡（Ⅰ）时体系的压强与反应开始时体系的压强之比为14:15
C.达平衡（Ⅰ）时，X的转化率为
D.在平衡（Ⅰ）和平衡（Ⅱ）中M的体积分数相等
答案：C
解析：本题主要考查了化学平衡的有关知识。根据降温后平衡Ⅰ到平衡Ⅱ物质的量减少，说明降低温度平衡向着体积减少的方向移动了，则正反应是放热反应；达到平衡Ⅰ时气体的总物质的量为4.8mol，则达到平衡Ⅰ时的压强与开始时的压强之比为24比25；由于反应②是一个体积不变的反应，因此反应②的体系中的气体的物质的量始终是2mol，又由于左右两室中的压强始终是相等的，平衡Ⅰ中右室中气体的物质的量为2mol，体积是2.2V，则左室中的体积是2.8V，物质的量为28/11mol，故反应掉X的物质的量为3mol-28/11mol=5/11mol,因此达到平衡Ⅰ时X的转化率为5/11；由于平衡Ⅰ到平衡Ⅱ是不同温度下的平衡，因此二者M的体积分数不可能相等。
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