第 7 讲 化学平衡图像及反应历程的能量探析
学习目标
1. 掌握化学平衡图像的类型及特点
2. 掌握化学反应历程的能量探析
课前诊断
1 Ag＋(aq) Fe2＋．在水溶液中存在反应： ＋ (aq) Ag(s)＋Fe3＋(aq) ΔH<0，达到平衡后，
为使平衡体系中析出更多的银，可采取的措施是( )
A．升高温度 B．加水稀释
C．增大 Fe2＋的浓度 D．常温下加压
2．下列事实中，不能用勒夏特列原理解释的是( )
A．夏天，打开啤酒瓶时会从瓶口逸出气体
B．浓氨水中加入氢氧化钠固体时产生较多的刺激性气味的气体
C．压缩氢气与碘蒸气反应的平衡混合气体，颜色变深
D．将盛有二氧化氮和四氧化二氮混合气体的密闭容器置于冷水中，混合气体的颜色变浅
3．一定温度下，反应 C(s)＋H2O(g) CO(g)＋H2(g)在密闭容器中进行，一段时间后达到
平衡，下列措施不能使平衡发生移动的是( )
①增加 C的物质的量
②保持容器容积不变，充入 He使体系压强增大
③将容器的容积缩小一半
④保持压强不变，充入 He使容器容积变大
A．①② B．②③
C．①④ D．③④
4．在一密闭容器中，反应 aA(g) bB(g)达到平衡后，保持温度不变，将容器体积增大一
倍，当达到新的平衡时，B的浓度是原来的 60%，则下列说法正确的是( )
A．平衡向逆反应方向移动了
B．物质 A的转化率减小了
C．物质 B的质量分数增大了
D．a＞b
5 c CO ·c H2O ．在高温、催化剂条件下，某反应达到平衡，平衡常数 K＝ 。恒容时，升高
c CO2 ·c H2
温度，H2浓度减小。下列说法正确的是( )
A．该反应的焓变为正值
B．恒温恒容下，增大压强，H2浓度一定减小
C．升高温度，逆反应速率减小
催化剂
D．该反应的化学方程式为 CO(g)＋H2O(g) CO2(g)＋H2(g)
高温
知识清单
1．化学平衡图像的类型及特点
(1)速率—时间图像(v－t图像)
Ⅰ.正反应速率突变，逆反应速率渐变，v′正＞v′逆，说明是增大了反应物的浓度，使正反
应速率突变，且平衡正向移动。
Ⅱ.v 正、v 逆都是突然减小的，v′正＞v′逆，平衡正向移动，说明该反应的正反应可能是放热
反应或气体总体积增大的反应，改变的条件是降低温度或减小压强。
Ⅲ.v 正、v 逆都是突然增大的，并且 v 正、v 逆增大程度相同，说明该化学平衡没有发生移动，
可能是使用了催化剂，也可能是对反应前后气体总体积不发生变化的反应增大压强(压缩体
积)所致。
判断平衡移动方向，根据 v′正、v′逆的相对大小；判断改变的哪种外界条件，根据改变条
件的那一时刻 v′正、v′逆的变化，若 v′正或 v′逆有一个在原平衡未变则为改变的浓度；若
两个都发生了“突变”，则为改变的温度或压强；若两个都发生了“突变”且仍然相等，则
为加入催化剂或等体反应改变压强。
(2)百分含量(或转化率)—时间—温度(或压强)图像
Ⅰ.T2＞T1，温度升高，平衡逆向移动，正反应是放热反应。
Ⅱ.p2＞p1，压强增大，A(反应物)的转化率减小，说明正反应是气体总体积增大的反应。
Ⅲ.生成物 C的百分含量不变，说明平衡不发生移动，但反应速率 a＞b，故 a可能使用了催
化剂；若该反应是反应前后气体总体积不变的可逆反应，a也可能是增大了压强(压缩体积)。
(1)“先拐先平数值大”。在化学平衡图像中，先出现拐点的反应则是先达到平衡，先出现
拐点的曲线表示的温度较高(如图Ⅰ中 T2＞T1)、压强较大(如图Ⅱ中 p2＞p1)或使用了催化剂
(如图Ⅲ中 a使用了催化剂)。
(2)正确掌握图像Ⅰ、Ⅱ中反应规律的判断方法
①图Ⅰ中，T2＞T1，升高温度，生成物百分含量降低，平衡逆向移动，正反应为放热反应。
②图Ⅱ中，p2＞p1，增大压强，反应物的转化率降低，平衡逆向移动。则正反应为气体体积
增大的反应。
③图Ⅲ说明了条件改变对化学平衡不产生影响，a可能是加入了催化剂，或该反应是反应前
后气体体积不变的反应，a是增大压强。
(3)百分含量(或转化率)—压强—温度图像
如上图中确定压强为 105 Pa 或 107 Pa，则生成物 C的百分含量随温度 T的升高而逐渐减小，
说明正反应是放热反应；再确定温度 T不变，做横坐标的垂线，与压强线出现两个交点，
分析生成物 C的百分含量随压强 p的变化可以发现，压强增大，生成物 C的百分含量增大，
说明正反应是气体总体积减小的反应。
定一议二
在化学平衡图像中，包括纵坐标、横坐标和曲线所表示的三个量。确定横坐标所表示的量，
讨论纵坐标与曲线的关系，或者确定纵坐标所表示的量，讨论横坐标与曲线的关系，即“定
一议二”。如上图中 T1温度下，A→B压强增大，C%增大，平衡正向移动，则正反应是气
体分子数减小的反应；105Pa 时，A→C温度升高，C%减小，平衡逆向移动，则正反应是放
热反应。
(4)物质的量 (浓度)—时间图像[n(c)－t图像]
在 2 L密闭容器中，某一反应有关物质 A(g)、B(g)、C(g)的物质的量变化如图所示。根据图
像回答下列问题：
①横坐标表示反应过程中时间变化，纵坐标表示反应过程中物质的物质的量的变化。
②该反应的化学方程式是 3A(g)＋B(g) 2C(g)。
③在反应达 2 min时，正反应速率与逆反应速率之间的关系是相等。
④若用 A － －物质的量浓度的变化表示反应达平衡(2 min)时的正反应速率是 0.15 mol·L 1·min 1。
各物质的 n或 c不随时间变化时达到平衡状态，据起始量和平衡量求出转化量，各物质的转
化量之比等于化学计量数之比，可以得出方程式中的化学计量数。
(5)特殊图像
①对于反应 aA(g)＋bB(g) cC(g)＋dD(g) ΔH＜0，M 点前，表示化学反应从反应开始
到建立平衡的过程，则 v 正＞v 逆，M点为平衡点，M点后为平衡受温度的影响情况。
②如图所示曲线是其他条件不变时，某反应物的平衡转化率与温度的关系曲线。图中标出的
1、2、3、4四个点，表示 v 正＞v 逆的是点 3，表示 v 正＜v 逆的是点 1，而点 2、4表示 v 正＝v 逆。
①中图像，由于某一条件对平衡的影响只能向一个方向移动，所以最高点(最低点)及以后为
平衡状态受条件的影响情况，前面为未达到平衡的情况。②中图像曲线上的点全为对应条件
下的平衡点。
2．解题思维建模
经典例题
例 1.对反应 aA(g)＋bB(g) cC(g)＋dD(g) ΔH，反应特点与对应的图像的说法中不正确
的是( )
A．图①中，若 p1＞p2，则 a＋b＞c＋d
B．图②中，若 T2＞T1，则ΔH＜0且 a＋b＝c＋d
C．图③中，t1时刻改变的条件一定是使用了催化剂
D．图④中，若ΔH＜0，则纵坐标不可能是反应物的转化率
例 2．有下列两个图像：
下列反应中符合两图像的是( )
A．N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g) ΔH<0
B．2SO3(g) 2SO2(g)＋O2(g) ΔH>0
C．4NH3(g)＋5O2(g) 4NO(g)＋6H2O(g) ΔH<0
D．A2(g)＋2B2(g) C2(g) ΔH>0
知识点 2 化学反应历程的能量探析
1．基元反应、过渡态理论及活化能
(1)基元反应：研究发现，大多数化学反应并不是经过简单碰撞就能完成，往往要经过多个
反应步骤才能实现。每一步反应都称为基元反应。
(2)过渡态理论：过渡态理论认为，反应物分子并不只是通过简单碰撞直接形成产物，而是
必须经过一个形成活化络合物的过渡状态，并且达到这个过渡状态需要一定的活化能。这与
爬山类似，山的最高点便是过渡态。
2．多步反应的活化能及与速率的关系
(1)多步反应的活化能：一个化学反应由几个基元反应完成，每一个基元反应都经历一个过
渡态，及达到该过渡态所需要的活化能(如图 E1、E2)，而该复合反应的活化能只是由实验测
算的表观值，没有实际物理意义。
(2)活化能和速率的关系：基元反应的活化能越大，反应物到达过渡态就越不容易，该基元
反应的速率就越慢。一个化学反应的速率就取决于速率最慢的基元反应。
3．催化剂与活化能
(1)催化剂的催化机理：催化剂参与化学反应，生成能量更低的中间产物，降低了达到过渡
态所需要的活化能，使反应易于发生，速率加快。这就是我们经常说的催化剂改变反应途径，
降低反应的活化能。
(2)催化反应一般过程(简化的过程)：
①反应物扩散到催化剂表面；
②反应物被吸附在催化剂表面；
③被吸附的反应物发生化学反应生成产物；
④产物的解吸。
经典例题
例 1.研究表明 CO与 N2O在 Fe＋作用下发生反应的能量变化及反应历程如图所示，两步反应
＋ ＋
分别为：①N2O＋Fe ===N2＋FeO (慢)；②FeO＋＋CO===CO ＋2＋Fe (快)。下列说法正确的是
( )
A．反应①是氧化还原反应，反应②是非氧化还原反应
B．两步反应均为放热反应，总反应的化学反应速率由反应②决定
C ＋ ＋．Fe 使反应的活化能减小，FeO 是中间产物
D．若转移 1 mol电子，则消耗 11.2 L N2O
例 2．炭黑是雾霾中的重要颗粒物，研究发现它可以活化氧分子，生成活化氧。活化过程的
能量变化模拟计算结果如图所示。活化氧可以快速氧化 SO2。下列说法正确的是( )
A．每活化一个氧分子吸收 0.29 eV能量
B．水可使氧分子活化反应的活化能降低 0.42 eV
C．氧分子的活化是 C—O的断裂与 O—O的生成过程
D．炭黑颗粒是大气中 SO2转化为 SO3的催化剂
课堂闯关
1．如图是可逆反应 A＋2B 2C＋3D的化学反应速率与化学平衡随外界条件改变(先降
温后加压)而变化的情况。由此可推断下列说法正确的是( )
A．正反应是放热反应
B．D可能是气体
C．逆反应是放热反应
D．A、B、C、D均为气体
2．已知某可逆反应 mA(g)＋nB(g) pC(g)在密闭容器中进行，如图表示在不同反应时间
t时，温度 T和压强 p与反应物 B在混合气体中的体积分数[φ(B)]的关系曲线，由曲线分析，
下列判断正确的是( )
A．T1＜T2，p1＞p2，m＋n＞p，放热反应
B．T1＞T2，p1＜p2，m＋n＞p，吸热反应
C．T1＜T2，p1＞p2，m＋n＜p，放热反应
D．T1＞T2，p1＜p2，m＋n＜p，吸热反应
3．符合图 1、图 2的反应是( )
A．X(g)＋3Y(g) 3Z(g) ΔH＞0
B．X(g)＋3Y(g) 2Z(g) ΔH＜0
C．X(g)＋2Y(g) 3Z(g) ΔH＜0
D．X(g)＋3Y(g) 4Z(g) ΔH＜0
4．反应 mA(s)＋nB(g) eC(g)＋fD(g)，反应过程中，当其他条件不变时，C的百分含量
(C%)与温度(T)和压强(p)的关系如图所示，下列叙述正确的是( )
A．达到平衡后，加入催化剂，C%增大
B．化学方程式中 n＜e＋f
C．达到平衡后，若升温，平衡向左移动
D．达到平衡后，增加 A的量有利于平衡向右移动
5．下面的各图中，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
( )
6．乙醇是重要的有机化工原料，可由乙烯水化法生产，反应的化学方程式为：C2H4(g)＋
H2O(g) C2H5OH(g)，下图为乙烯的平衡转化率与温度(T)、压强(p)的关系[起始 n(C2H4)∶
n(H2O)＝1∶1]。
下列有关叙述正确的是( )
A 1．Y对应的乙醇的物质的量分数为
9
B．X、Y、Z对应的反应速率：v(X)>v(Y)>v(Z)
C．X、Y、Z对应的平衡常数数值：KXD．增大压强、升高温度均可提高乙烯的平衡转化率
7．在一定温度下，发生反应 2SO2(g)＋O2(g) 2SO3(g) ΔH＜0。改变起始时 n(SO2)对反
应的影响如图所示。下列说法正确的是( )
A．SO2的起始量越大，混合气体中 SO3的体积分数越大
B．a、b、c三点中，a点时 SO2的转化率最高
C．a、b、c三点的平衡常数：Kb＞Kc＞Ka
D．b、c点均为化学平衡点，a点未达到平衡且反应正向进行
8．我国科研人员提出了由 CO2和 CH4转化为高附加值产品 CH3COOH 的催化反应历程。该
历程示意图如下。
下列说法不正确的是( )
A．生成 CH3COOH总反应的原子利用率为 100%
B．CH4→CH3COOH过程中，有 C—H发生断裂
C．①→②放出能量并形成了 C—C
D．该催化剂可改变反应的反应热
9．N2O和 CO是环境污染性气体，可在 Pt O＋2 表面转化为无害气体，其反应原理为 N2O(g)
＋CO(g)===CO2(g)＋N2(g) ΔH，有关化学反应的物质变化过程及能量变化过程分别如图甲、
乙所示。下列说法不正确的是( )
A．ΔH＝ΔH1＋ΔH2
B ΔH 226 kJ·mol－． ＝－ 1
C．该反应正反应的活化能小于逆反应的活化能
D．为了实现转化，需不断向反应器中补充 Pt O＋2 和 Pt2O＋2
自我挑战
1．某密闭容器中充入等物质的量的 A和 B，一定温度下发生反应 A(g)＋xB(g) 2C(g)，
达到平衡后，在不同的时间段内反应物的浓度随时间的变化如图甲所示，正逆反应速率随时
间的变化如图乙所示，下列说法中正确的是( )
A．30～40 min间该反应使用了催化剂
B．化学方程式中的 x＝1，正反应为吸热反应
C．30 min时降低温度，40 min时升高温度
D．8 min前 A的平均反应速率为 0.08 mol·L－1·min－1
2．(2020·成都高二质检)已知反应 X(g)＋Y(g) nZ(g)
ΔH>0，将 X和 Y以一定比例混合通入密闭容器中进行反应，各物质的浓度随时间的改变如
图所示。下列说法不正确的是( )
A．反应方程式中 n＝1
B．10 min时，曲线发生变化的原因是升高温度
C．10 min时，曲线发生变化的原因是增大压强
D．前 5 min内，用 X表示的反应速率为 v(X)＝0.08 mol·L－1·min－1
3.反应 mX(g) nY(g)＋pZ(g) ΔH，在不同温度下的平衡体系中，物质 Y的体积分数随
压强变化的曲线如图所示。下列说法错误的是( )
A．该反应的ΔH＞0
B．m＜n＋p
C．B、C两点化学平衡常数：KB＞KC
D．A、C两点的反应速率 v(A)＜v(C)
4．有Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ3 个体积均为 0.5 L的恒容密闭容器，在Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中按不同投料比(Z)充
入 HCl和 O2(如下表)，加入催化剂发生反应：4HCl(g)＋O2(g) 2Cl2(g)＋2H2O(g) ΔH。
HCl的平衡转化率与 Z和 T的关系如图所示。
起始时
容器
T/℃ n(HCl)/mol Z
Ⅰ 300 0.25 a
Ⅱ 300 0.25 b
Ⅲ 300 0.25 4
下列说法不正确的是( )
A．ΔH<0
B．a<4C．若容器Ⅲ反应某时刻处于 R点，则 R点的反应速率：v 正>v 逆
D．300℃时，该反应平衡常数的值为 320
5．一定条件下合成乙烯的反应为：6H2(g)＋2CO2(g) CH2==CH2(g)＋4H2O(g)。已知温
度对 CO2的平衡转化率和催化剂催化效率的影响如下图。下列说法正确的是( )
A．M点的正反应速率 v 正大于 N点的逆反应速率 v 逆
B．若投料比 n(H2)∶n(CO2)＝4∶1，则图中M点乙烯的体积分数为 5.88%
C．250℃时，催化剂对 CO2平衡转化率的影响最大
D．当温度高于 250℃时，升高温度，平衡逆向移动，导致催化剂的催化效率降低
6．热催化合成氨面临的两难问题是：釆用高温增大反应速率的同时会因平衡限制导致 NH3
产率降低。我国科研人员研制了 Ti—H—Fe 双温区催化剂(Ti—H区域和 Fe区域的温度差可
超过 100℃)。Ti—H—Fe 双温区催化合成氨的反应历程如图所示，其中吸附在催化剂表面
上的物种用*标注。下列说法正确的是( )
A．①为氮氮三键的断裂过程
B．①②③在低温区发生
C．④为 N原子由 Fe区域向 Ti—H区域的传递过程
D．使用 Ti—H—Fe 双温区催化剂使合成氨反应转变为吸热反应
7．亚硝酸氯 (ClNO)可由 NO 与 Cl2 在通常条件下反应得到，化学方程式为 2NO(g)＋
Cl2(g) 2ClNO(g) ΔH。在 1 L的恒容密闭容器中充入 2 mol NO(g)和 1 mol Cl2(g)，在不
同温度下测得 c(ClNO)与时间的关系如图 A：
(1)该反应的ΔH (填“＞”“＜”或“＝”)0。
(2) － －反应开始到 10 min 时 NO的平均反应速率 v(NO)＝ mol·L 1·min 1。
(3)T2时该反应的平衡常数 K＝ 。
(4)一定条件下在恒温恒容的密闭容器中按一定比例充入 NO(g)和 Cl2(g)，平衡时 ClNO的体
n NO
积分数随 的变化图像如图 B，则 A、B、C三状态中，NO的转化率最大的是 点，
n Cl2
n NO
当 ＝1.5时，达到平衡状态时 ClNO的体积分数可能是 D、E、F三点中的 点。
n Cl2 第 6 讲 影响化学平衡的因素
学习目标
1. 变化观念与平衡思想：从变化的角度认识化学平衡的移动，即可逆反应达到平衡后，浓
度、压强改变，平衡将会发生移动而建立新的平衡。
2. 证据推理与模型认知：从 Q与 K的关系及浓度、压强对可逆反应速率的影响，分析理解
化学平衡的移动。
3. 3.科学探究：通过实验论证说明浓度、压强的改变对化学平衡移动的影响。
课前诊断
1．14CO2与碳在高温条件下发生反应：14CO2＋C 2CO，达到化学平衡后，平衡混合物
中含 14C的粒子有( )
A．14CO2 B．14CO2、14CO
C．14CO2、14CO、14C D．14CO
2．在一定温度下的恒容密闭容器中，以下说法能表明反应：A(s)＋2B(g) C(g)＋D(g)
已达平衡的是( )
A．混合气体的压强不变
B．混合气体的密度不变
C．每消耗 2 mol B，同时生成 1 mol C
D．C和 D的浓度比不变
3．关于平衡常数 K，下列说法中正确的是( )
A．K值越大，反应越容易进行
B．对任一给定的可逆反应，温度升高，K值增大
C．对同一可逆反应，K值越大，反应物的转化率越高
D．加入催化剂或增大反应物浓度，K值将增大
4．H2S与 CO2在高温下发生反应：H2S(g)＋CO2(g) COS(g)＋H2O(g)。在 610 K时，将
0.10 mol CO2与 0.40 mol H2S充入 2.5 L的空钢瓶中，反应平衡后水的物质的量分数为 0.02。
(1)平衡时 CO2的浓度为________。
(2)H2S的平衡转化率α1＝________%，反应平衡常数 K＝________。
知识清单
知识点 1 浓度对化学平衡移动的影响
1．实验探究浓度对化学平衡的影响
按表中实验操作步骤完成实验，观察实验现象，将有关实验现象及其结论填入表中：
实验原理 Fe3＋＋3SCN－ Fe(SCN)3(红色)
实验操作
b溶液颜色变浅，平衡向逆反应方向 c溶液颜色变深，平衡向正反应方向
现象与结论
移动 移动
发生 Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋，Fe3＋浓度减
c(SCN－) Q c[Fe SCN 3]c[Fe SCN ] 增大， ＝ 减3 3＋ 3 －
理论解释 小，Q＝ 增大，Q＞K， c Fe ·c SCN
c Fe3＋ ·c3 SCN－
小，Q＜K，平衡正向移动
平衡逆向移动
2.化学平衡移动
(1)概念：在一定条件当可逆反应达到平衡状态后，如果浓度、压强、温度等反应条件改变，
原来的平衡状态被破坏，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新的平衡状态的过程叫做化学平衡的移动。
(2)化学平衡移动的特征
新平衡与原平衡相比，平衡混合物中各组分的浓度、百分含量发生改变。
(3)化学平衡移动的过程分析
(4)化学平衡移动方向的判断
当 Q＝K时：反应处于平衡状态，v 正＝v 逆；
当 Q＜K时：反应向正反应方向进行，v 正＞v 逆；
当 Q＞K时：反应向逆反应方向进行，v 正＜v 逆。
3．浓度对化学平衡的影响规律及解释
(1)浓度对化学平衡移动的影响规律
当其他条件不变时：
①c(反应物)增大或 c(生成物)减小，平衡向正反应方向移动。
②c(反应物)减小或 c(生成物)增大，平衡向逆反应方向移动。
(2)用平衡常数分析浓度对化学平衡移动的影响：
增大 c 反应物
① Q减小，则 Q＜K，平衡向正反应方向移动
减小 c 生成物
增大 c 生成物
② Q增大，则 Q＞K，平衡向逆反应方向移动
减小 c 反应物
4．分析浓度变化对正、逆反应速率的影响
已知反应：mA(g)＋nB(g) pC(g)，当反应达到平衡后，有关物质的浓度发生改变，其反
应速率的变化曲线分别如下图所示：
t1时刻，增大反应物浓度，使 v′正增大，而 v′逆不变，则 v′正＞v′逆，平衡向正反应方向
移动。
t1时刻，减小生成物浓度，使 v′逆减小，而 v′正不变，则 v′正＞v′逆，平衡向正反应方向
移动。
t1时刻，增大生成物浓度，使 v′逆增大，而 v′正不变，则 v′逆＞v′正，平衡向逆反应方向
移动。
t1时刻，减小反应物浓度，使 v′正减小，而 v′逆不变，则 v′逆＞v′正，平衡向逆反应方向
移动。
5．应用
在工业生产中，适当增大廉价的反应物的浓度，使化学平衡向正反应方向移动，可提高价格
较高的原料的转化率，从而降低生产成本。
经典例题
例 1．检验 Fe3＋的存在，可向溶液中加入 KSCN溶液，发生反应如下：
FeCl3＋3KSCN 3KCl＋Fe(SCN)3
(棕黄色) (无色) (无色) (红色)
能使该可逆反应发生平衡移动的是________。
①加入 KCl固体 ②加入 Fe 粉 ③加入 FeCl3固体
不能使平衡发生移动的是________，原因是_____________________________________。
例 2．在恒温恒容的容器中发生反应 N2＋3H2 2NH3，当反应达到平衡后，判断改变下
列措施化学平衡移动的方向(填“正向移动”“逆向移动”或“不移动”)。
(1)向容器中充氮气____________；
(2)向容器中充氢气____________；
(3)向容器中充氨气____________；
(4)向容器中充氦气____________；
(5)向容器中充入氯化氢气体____________。
例 3．工业上制取硫酸的过程中，有一重要的反应：
催化剂
2SO2＋O2 2SO3
高温
在实际生产过程中，常用过量的空气的目的是
________________________________________________________________________。
知识点 2 压强变化对化学平衡移动的影响
1．实验探究压强对化学平衡移动的影响
按表中实验操作步骤完成实验，观察实验现象，将有关实验现象及其结论填入表中：
2NO2 N2O4
实验原理
红棕色 无色
实验步骤
活塞Ⅱ处→Ⅰ处，压强增大 活塞Ⅰ处→Ⅱ处，压强减小
实验现象 混合气体的颜色先变深又逐渐变浅 混合气体的颜色先变浅又逐渐变深
活塞往里推，体积减小，压强增大，c(NO2)增大，颜色变深，但颜色又变浅，
说明 c(NO2)减小，平衡向正反应方向移动。
实验结论
活塞往外拉，体积增大，压强减小，c(NO2)减小，颜色变浅，但气体颜色又变
深，说明 c(NO2)增大，平衡向逆反应方向移动
2.压强对化学平衡移动的影响规律及解释
(1)在其他条件不变时：
①增大压强，化学平衡向气体体积减小的方向移动。
②减小压强，化学平衡向气体体积增大的方向移动。
③对于反应前后气体分子数目不变的反应，改变压强平衡不移动。
(2)利用平衡常数分析压强对化学平衡移动的影响
化学方程式中气态
压强变化 Q值变化 Q与 K的关系 平衡移动方向
物质系数的变化
增大 增大 Q＞K 逆向移动
增大
减小 减小 Q＜K 正向移动
增大 减小 Q＜K 正向移动
减小
减小 增大 Q＞K 逆向移动
增大
不变 不变 Q＝K 不移动
减小
3.分析压强变化对正、逆反应速率影响
(1)对于反应 mA(g)＋nB(g) pC(g) m＋n≠p，当反应达到平衡后，其他条件不变，在 t1
时刻改变压强，图像如①、②：
t1时刻，增大容积，压强减小，v′正、v′逆均减小，缩体方向的 v′逆减小幅度更大，则 v′正
＞v′逆，平衡向正反应方向移动。
t1时刻，缩小容积，压强增大，v′正、v′逆均增大，缩体方向的 v′逆增大幅度更大，则 v′逆
＞v′正，平衡向逆反应方向移动。
(2)对于反应 mA(g)＋nB(g) pC(g) m＋n＝p，当反应达到平衡后，其他条件不变，在 t1
时刻改变压强，图像如③：
t1时刻，若缩小容积，压强增大，v′正、v′逆均增大，且 v′正＝v′逆，平衡不移动，如图上
线。t1时刻，若增大容积，压强减小，v′正、v′逆均减小，且 v′正＝v′逆，平衡不移动，如
图下线。
提醒 ①压强对平衡移动的影响：只适用于有气体参与的反应。对于只涉及固体或液体的反
应，压强的影响不予考虑。
②压强是否能使化学平衡发生移动，要看压强改变是否使浓度发生改变，从而使 v′正≠v′逆。
经典例题
例 1．在一个不导热的密闭反应容器中，只发生两个反应：
a(g)＋b(g) 2c(g) ΔH1＜0
x(g)＋3y(g) 2z(g) ΔH2＞0
进行相关操作且达到平衡后(忽略体积改变所做的功)，下列叙述错误的是( )
A．等压时，通入“惰性”气体，c的物质的量不变
B．等压时，通入 z气体，反应器中温度升高
C．等容时，通入“惰性”气体，各反应速率不变
D．等容时，通入 z气体，y的物质的量浓度增大
例 2．在密闭容器中，反应：xA(g)＋yB(g) zC(g)，在一定条件下达到平衡状态，试回答
下列问题：
(1)若 x＋y＞z，缩小体积，增大压强，则平衡向________方向移动。
(2)若保持体积不变，通入氦气，则平衡________移动。
(3)若保持压强不变，通入氦气，平衡向正反应方向移动，则 x、y、z的关系为________。
(4)若 x＋y＝z，缩小体积，增大压强，则平衡________移动。
充入“惰性”气体对化学平衡的影响
(1)恒容时，通入“惰性”气体，压强增大，平衡不移动；恒压时，通入“惰性”气体，体积
增大，平衡向气体体积增大的方向移动。
(2)在恒容容器中，改变其中一种物质的浓度时，必然同时引起压强的改变，但判断平衡移动
的方向时，应以浓度的影响进行分析。
(3)对于反应前后气体体积相等的反应[如 H2(g)＋I2(g) 2HI(g)]，当向平衡体系中充入
“惰性”气体时，则无论任何情况下平衡都不发生移动。
知识点 3 温度、催化剂对化学平衡移动的影响
1．温度对化学平衡移动的影响
(1)实验探究温度对化学平衡移动的影响
按表中实验步骤要求完成实验，观察实验现象，填写下表：
2NO －2 g N2O4 g ΔH＝－56.9 kJ·mol 1
实验原理
红棕色 无色
实验步骤
实验现象 热水中混合气体颜色加深；冰水中混合气体颜色变浅
混合气体受热颜色加深，说明 NO2浓度增大，即平衡向逆反应方向移动；混
实验结论
合气体被冷却时颜色变浅，说明 NO2浓度减小，即平衡向正反应方向移动
(2)温度对化学平衡移动的影响规律
①任何化学反应都伴随着能量的变化(放热或吸热)，所以任意可逆反应的化学平衡状态都受
温度的影响。
②当其他条件不变时：
温度升高，平衡向吸热反应方向移动；
温度降低，平衡向放热反应方向移动。
(3)用 v—t图像分析温度对化学平衡移动的影响
已知反应：mA(g)＋nB(g) pC(g) ΔH＜0，当反应达平衡后，若温度改变，其反应速率
的变化曲线分别如下图所示。
t1时刻，升高温度，v′正、v′逆均增大，但吸热反应方向的 v′逆增大幅度大，则 v′逆＞v′
正，平衡逆向移动。
t1时刻，降低温度，v′正、v′逆均减小，但吸热反应方向的 v′逆减小幅度大。则 v′正＞v′
逆，平衡正向移动。
2．催化剂对化学平衡的影响
(1)催化剂对化学平衡的影响规律
当其他条件不变时：
催化剂不能改变达到化学平衡状态时反应混合物的组成，但是使用催化剂能改变反应达到化
学平衡所需的时间。
(2)用 v—t图像分析催化剂对化学平衡的影响
t1时刻，加入催化剂，v′正、v′逆同等倍数增大，则 v′正＝v′逆，平衡不移动。
提醒 ①一般说的催化剂都是指的正催化剂，即可以加快反应速率。特殊情况下，也使用负
催化剂，减慢反应速率。
②用速率分析化学平衡移动的一般思路
经典例题
例 1．反应：A(g)＋3B(g) 2C(g) ΔH＜0，达平衡后，将反应体系的温度降低，下列叙
述中正确的是( )
A．正反应速率增大，逆反应速率减小，平衡向右移动
B．正反应速率减小，逆反应速率增大，平衡向左移动
C．正反应速率和逆反应速率都减小，平衡向右移动
D．正反应速率和逆反应速率都减小，平衡向左移动
例 2．改变温度可以使化学平衡发生移动，化学平衡常数也会发生改变，通过分析以下两个
反应，总结出温度对化学平衡常数的影响规律。
(1)N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g)
化学平衡常数 K1＝____________，升温化学平衡逆向移动，K1________(填“增大”或“减
小”，下同)，ΔH____0(填“>”或“<”，下同)。
(2)CO2(g)＋H2(g) CO(g)＋H2O(g)
化学平衡常数 K2＝______________，升温化学平衡正向移动，K2________，ΔH________0。
例 3．在一定体积的密闭容器中，进行如下化学反应：CO2(g)＋H2(g) CO(g)＋H2O(g)，
其化学平衡常数 K和温度 t的关系如下表所示：
t/℃ 700 800 830 1 000 1 200
K 0.6 0.9 1.0 1.7 2.6
回答下列问题：
(1)该反应为____________(填“吸热”或“放热”)反应。
(2)某温度下，各物质的平衡浓度符合下式：3c(CO2)·c(H2)＝5c(CO)·c(H2O)，试判断此时的
温度为______。
(3)在 1 200℃时，某时刻平衡体系中CO2、H2、CO、H －2O的浓度分别为 2 mol·L 1、2 mol·L－1、
4 mol·L－1、4 mol·L－1，则此时上述反应的平衡____________(填“向正反应方向”“向逆反
应方向”或“不”)移动。
化学平衡常数的应用
(1)判断反应进行的程度
K值越大，该反应进行得越完全，反应物的转化率越大；反之，就越不完全，转化率越小。
(2)判断反应的热效应
①升高温度：K值增大→正反应为吸热反应；K值减小→正反应为放热反应。
②降低温度：K值增大→正反应为放热反应；K值减小→正反应为吸热反应。
(3)判断反应是否达到平衡或反应进行的方向
当 Q＝K时，反应处于平衡状态；
当 Q＜K时，反应向正反应方向进行；
当 Q＞K时，反应向逆反应方向进行。
知识点 4 勒夏特列原理
1．定义
如果改变影响平衡的条件之一(如温度、浓度、压强等)，平衡将向着能够减弱这种改变的方
向移动。
简单记忆：改变―→减弱这种改变。
2．适用范围
(1)勒夏特列原理仅适用于已达到平衡的反应体系，不可逆过程或未达到平衡的可逆过程均
不能使用该原理。此外，勒夏特列原理对所有的动态平衡(如溶解平衡、电离平衡和水解平
衡等)都适用。
(2)勒夏特列原理只适用于判断“改变影响平衡的一个条件”时平衡移动的方向。若同时改
变影响平衡移动的几个条件，则不能简单地根据勒夏特列原理来判断平衡移动的方向，只有
在改变的条件对平衡移动的方向影响一致时，才能根据勒夏特列原理进行判断。
经典例题
例 1．已知：CO(g)＋NO2(g) CO2(g)＋NO(g)在一定条件下达到化学平衡后，降低温度，
混合物的颜色变浅，下列关于该反应的说法正确的是______________(填字母)。
A．该反应为放热反应
B．降温后 CO的浓度增大
C．降温后 NO2的转化率增大
D．降温后 NO的体积分数增大
E．增大压强混合气体的颜色不变
F．恒容时，通入 He气体，混合气体颜色不变
G．恒压时，通入 He气体，混合气体颜色不变
例 2．在一密闭容器中发生反应：N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g) ΔH<0，在某一时刻达到平
衡，测得 c(N2)＝1 mol·L－1，容器内压强为 p，温度为 T。
(1) －再向容器中通入 N2，使其浓度变为 2 mol·L 1，并保持容积不变，再次达到平衡时 c(N2)
的范围是________________。
(2)缩小体积至平衡时的一半，并保持温度不变，再次达到平衡时压强 p′的范围是
______________。
(3)迅速升温至 T1，并保持容积不变，且不与外界进行热交换，再次达到平衡时，温度 T′
的范围是_________________________________。
例 3．下列事实中，不能用勒夏特列原理解释的是________(填字母)。
A．溴水中存在如下平衡：Br2＋H2O HBr＋HBrO，当加入 NaOH溶液后颜色变浅
B．对 2H2O2 2H2O＋O2↑的反应，使用MnO2可加快制 O2的反应速率
C．反应：CO＋NO2 CO2＋NO ΔH<0，升高温度，平衡向逆反应方向移动
D．合成氨反应：N2＋3H2 2NH3 ΔH<0，为使氨的产率提高，理论上应采取低温高压
的措施
E．H2(g)＋I2(g) 2HI(g)，缩小体积加压颜色加深
勒夏特列原理只能解决与平衡移动有关的问题。不涉及平衡移动的问题都不能用勒夏特列原
理解释，常见的有：
(1)使用催化剂不能使化学平衡发生移动；
(2)反应前后气体体积不变的可逆反应，改变压强可以改变化学反应速率，但不能使化学平
衡发生移动；
(3)发生的化学反应本身不是可逆反应；
(4)外界条件的改变对平衡移动的影响与生产要求不完全一致的反应。
课堂闯关
1．对处于化学平衡状态的体系，由化学平衡与化学反应速率的关系可知( )
A．化学反应速率变化时，化学平衡一定发生移动
B．化学平衡发生移动时，化学反应速率一定变化
C．正反应进行的程度大，正反应速率一定大
D．改变压强，化学反应速率一定改变，平衡一定移动
2．在一定条件下，反应：2SO2(g)＋O2(g) 2SO3(g)达到了平衡，改变某一条件，发生下
述变化，其中可确定该平衡一定发生移动的是( )
A．v(SO2)增大
B．v(SO3)减小
C．O2的百分含量发生变化
D．SO3的质量不变
3．在恒温恒容的条件下，反应：A(g)＋B(g) C(g)＋D(s)已达平衡，能使平衡正向移动
的措施是( )
A．减小 C或 D的浓度 B．增大 D的浓度
C．减小 B的浓度 D．增大 A或 B的浓度
4．在 K2Cr2O － －7溶液中存在下列平衡：2CrO24 (黄色)＋2H＋ Cr2O27 (橙色)＋H2O。溶液颜
色介于黄色和橙色之间，现欲使溶液颜色由橙色变黄色，可以在溶液中加入( )
①H＋ ②OH－ ③K＋ ④H2O
A．①③ B．②④ C．①④ D．②③
5．在一恒容密闭容器中，反应：A(g)＋B(g) C(g)达到平衡，若增大 A的浓度，使平衡
右移，并达到新的平衡，下列说法正确的是( )
A．A的浓度一定比原平衡小
B．A的转化率增大
C．C的体积分数一定大于原平衡 C的体积分数
D．B的转化率一定增大
6．反应 NH4HS(s) NH3(g)＋H2S(g)在某温度下达到平衡，下列各种情況下，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．将 NH4HS固体全部移走
C．保持温度和容器体积不变，充入氮气
D．保持温度和压强不变，充入氮气
7．已知化学反应 2A(？)＋B(g) 2C(？)达到平衡，当增大压强时，平衡向逆反应方向移
动，则下列情况可能的是( )
A．A是气体，C是固体
B．A、C均为气体
C．A、C均为固体
D．A是固体或液体，C是气体
8．在密闭容器中的一定量混合气体发生反应：xA(g)＋yB(g) zC(g)，达到平衡时，测得
A －的浓度为 0.5 mol·L 1，在温度不变的条件下，将容器的体积扩大到两倍，再达到平衡，测
得 A的浓度降低为 0.3 mol·L－1。下列有关判断正确的是( )
A．x＋yB．平衡向正反应方向移动
C．C的体积分数降低
D．B的浓度增大
9．已知反应：2NO2(g) N2O4(g)，把 NO2、N2O4的混合气体盛装在两个连通的烧瓶里，
然后用弹簧夹夹住橡皮管，把烧瓶 A放入热水里，把烧瓶 B放入冰水里，如图所示。与常
温时烧瓶内气体的颜色进行对比发现，A烧瓶内气体颜色变深，B烧瓶内气体颜色变浅。下
列说法错误的是( )
A．上述过程中，A烧瓶内正、逆反应速率均加快
B．上述过程中，B烧瓶内 c(NO2)减小，c(N2O4)增大
C．上述过程中，A、B烧瓶内气体密度均保持不变
D．反应 2NO2(g) N2O4(g)的逆反应为放热反应
10．将 H2(g)和 Br2(g)充入恒容密闭容器，恒温下发生反应：H2(g)＋Br2(g) 2HBr(g)
ΔH<0，平衡时 Br2(g)的转化率为 a；若初始条件相同，绝热下进行上述反应，平衡时 Br2(g)
的转化率为 b。a与 b的关系是( )
A．a>b B．a＝b
C．a11．在一定条件下，可逆反应达到化学平衡：I2(g)＋H2(g) 2HI(g)(正反应是放热反应)。
要使混合气体的颜色加深，可以采取的方法是( )
A．降低温度 B．增大 H2的浓度
C．减小容器体积 D．增大容器体积
12．COCl2(g) CO(g)＋Cl2(g) ΔH>0。当反应达到平衡时，下列能提高 COCl2转化率的
措施是( )
①升温 ②恒容通入惰性气体 ③增加 CO 的浓度 ④减压 ⑤加催化剂 ⑥恒压通入惰
性气体
A．①②④ B．①④⑥ C．②③⑤ D．③⑤⑥
13.I2在 KI － － －溶液中存在下列平衡：I2(aq)＋I (aq) I3 (aq)，某 I2、KI混合溶液中，I 3的物
－
质的量浓度 c(I3 )与温度 T的关系如图所示(曲线上任何一点都表示平衡状态)。下列说法不正
确的是( )
A．温度为 T1时，向该平衡体系中加入 KI固体，平衡正向移动
B．I2(aq)＋I－(aq) I－3 (aq)的ΔH＜0
C．若 T1时，反应进行到状态 d时，一定有 v 正＞v 逆
D．状态 a与状态 b相比，状态 b时 I2的转化率更高
14．关节炎首次发作一般在寒冷季节，原因是关节滑液中形成了尿酸钠晶体(NaUr)，易诱发
－ ＋
关节疼痛，其化学机理是：①HUr(aq)＋H2O(l) Ur (aq)＋H3O (aq) ②Ur－(aq)＋Na＋
(aq) NaUr(s) ΔH。下列叙述错误的是( )
A．降低温度，反应②平衡正向移动
B．反应②正方向是吸热反应
C．降低关节滑液中 HUr及 Na＋含量是治疗方法之一
D．关节保暖可以缓解疼痛，原理是平衡②逆向移动
自我挑战
1．在 20 ℃、5.05×105 Pa 条件下，在密闭容器中进行反应 2A(g)＋xB(g) 4C(g)，达到
平衡时 c(A)＝1.00 mol·L－1，现将压强减小到 1.01×105 Pa，建立平衡后，c(A)＝0.18 mol·L－
1，则下列说法正确的是( )
A．x＞2
B．若增大该体系的压强，平衡向左移动，化学平衡常数变小
C．若增大该体系的压强，平衡向右移动，化学平衡常数不变
c4D C ．反应的平衡常数表达式为 K＝
c2 A ·c B
2．在一密闭容器中，发生可逆反应：3A(g) 3B＋C(正反应为吸热反应)，平衡时，升
高温度，气体的平均相对分子质量有变小的趋势，则下列判断中正确的是( )
A．B和 C可能都是固体
B．B和 C一定都是气体
C．若 C为固体，则 B一定是气体
D．B和 C不可能都是气体
3．一定温度下，在密闭容器中发生反应：N2O4(g) 2NO2(g) ΔH>0，反应达到平衡时，
下列说法不正确的是( )
A．若缩小容器的体积，则容器中气体的颜色先变深后又变浅，且比原平衡颜色深
B．若压强不变，向容器中再加入一定量的 N2O4，再次达到平衡时各种物质的百分含量不变
C．若体积不变，向容器中再加入一定量的 N2O4，相对于原平衡，平衡向正反应方向移动，
再次平衡时 N2O4的转化率将升高
D．若体积不变，升高温度，再次平衡时体系颜色加深
4．N2O5是一种新型硝化剂，在一定温度下可以发生以下反应：2N2O5(g) 4NO2(g)＋O2(g)
ΔH>0。T1温度时，向密闭容器中通入 N2O5，部分实验数据见下表：
时间/s 0 500 1 000 1 500
c(N2O5)/mol·L－1 5.00 3.52 2.50 2.50
下列说法中不正确的是( )
A．500 s内，N2O5的分解速率为 2.96×10－3 mol·L－1·s－1
B．T1温度下的平衡常数 K1＝125，平衡时 N2O5的转化率为 50%
C．T1温度下的平衡常数为 K1，T2温度下的平衡常数为 K2，若 T1>T2，则 K1D 1．达到平衡后，其他条件不变，将容器的体积压缩到原来的 ，则再次达到平衡时，
2
c(N2O5)>5.00 mol·L－1
5．现有反应：mA(g)＋nB(g) pC(g)，达到平衡后，当升高温度时，B的转化率变大；
当减小压强时，混合体系中 C的质量分数减小，则：
(1)该反应的逆反应为_______(填“吸热”或“放热”)反应，且m＋n______(填“＞”“＝”
或“＜”)p。
(2)减压使容器体积增大时，A的质量分数________(填“增大”“减小”或“不变”，下同)。
(3)若容积不变加入 B，则 A的转化率__________，B的转化率__________。
(4) B C c B 若升高温度，则平衡时 、 的浓度之比 将__________。
c C
(5)若加入催化剂，平衡时气体混合物的总物质的量__________。
6．将 0.4 mol N2O4气体充入 2 L固定容积的密闭容器中发生如下反应：N2O4(g) 2NO2(g)
ΔH。在 T1和 T2时，测得 NO2的物质的量随时间的变化如图所示：
(1)T1时，40～80 s内用 N O － －2 4表示该反应的平均反应速率为________mol·L 1·s 1。
(2)ΔH________(填“>”“<”或“＝”)0。
(3) c NO2 改变条件重新达到平衡时，要使 的值变小，可采取的措施有________(填字母，下
c N2O4
同)。
A．增大 N2O4的起始浓度 B．升高温度
C．向混合气体中通入 NO2 D．使用高效催化剂
(4)在温度为 T3、T4时，平衡体系中 NO2的体积分数随压强变化的曲线如图所示。下列说法
正确的是________________________________________________________________。
A．A、C两点的反应速率：A>C
B．A、B两点 N2O4的转化率：A>B
C．A、C两点气体的颜色：A深，C浅
D．由 A点到 B点，可以用加热的方法
