第4课时 温度、催化剂对化学平衡的影响
新知探究(一)——温度、催化剂对化学平衡的影响
1.温度对化学平衡的影响
(1)实验探究温度对化学平衡的影响
按表中实验步骤要求完成实验,观察实验现象,填写下表:
实验 原理
2NO2(g) N2O4(g)
(红棕色) (无色) ΔH=-56.9 kJ·mol-1
实验 步骤
实验 现象 热水中混合气体颜色 ; 冰水中混合气体颜色
实验 结论 混合气体受热时颜色 ,说明NO2浓度 ,即平衡向 方向移动;混合气体被冷却时颜色 ,说明NO2浓度 ,即平衡向 方向移动
(2)温度对化学平衡的影响规律
当其他条件不变时,升高温度,会使化学平衡向 反应的方向移动;降低温度,会使化学平衡向 反应的方向移动。
(3)用v t图像分析温度对化学平衡的影响
aA(g)+bB(g) cC(g)+dD(g) ΔH<0 aA(g)+bB(g) cC(g)+dD(g) ΔH>0
[微思考] 在已建立平衡的体系中,改变温度,化学平衡是否移动
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
催化剂能够同等程度地改变正反应速率和逆反应速率,因此,它对化学平衡的移动没有影响。也就是说,催化剂不能改变达到化学平衡状态的反应混合物的组成,但是,使用催化剂能改变反应达到平衡所需的时间。
(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,平衡不移动如图所示。
[微点拨] 如图所示t1时刻改变的条件既可以是使用催化剂,也可以是等体积的反应加压。
[题点多维训练]
1.如图中曲线a表示放热反应X(g)+Y(g) Z(g)+N(s)进行过程中X的转化率随时间变化的关系,若只改变一个起始条件,使反应过程按b曲线进行,可采取的措施是 ( )
A.升高温度 B.加大X的投入量
C.使用催化剂 D.缩小体积
2.(2025·南阳阶段月考)乙烯是一种重要的基本化工原料,主要用于制造塑料、合成橡胶、合成纤维等。利用CO2氧化乙烷制备乙烯的反应为C2H6(g)+CO2(g) C2H4(g)+CO(g)+H2O(g) ΔH>0,该反应达到平衡后,下列措施不能提高C2H4的平衡产率的是 ( )
A.升高温度
B.移除部分C2H4
C.压缩容器体积
D.增大CO2的浓度
3.在下列可逆反应中,增大压强或降低温度,均可使平衡向正反应方向移动的是 ( )
A.2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g) ΔH<0
B.4NH3(g)+5O2(g) 4NO(g)+6H2O(g) ΔH<0
C.2NH3(g) N2(g)+3H2(g) ΔH>0
D.SO2(g)+NO2(g) SO3(g)+NO(g) ΔH<0
4.有可逆反应:A(g)+3B(g) 2C(g) ΔH<0。
已知在t1、t3、t5、t7时反应都达到平衡,如果t2、t4、t6、t8时都只改变了一个反应条件,则下列对t2、t4、t6、t8时改变条件的判断正确的是 ( )
A.降低温度、增大压强、减小反应物浓度、使用催化剂
B.使用催化剂、增大压强、增大反应物浓度、升高温度
C.增大反应物浓度、使用催化剂、减小压强、升高温度
D.升高温度、减小压强、增大反应物浓度、使用催化剂
新知探究(二)——勒夏特列原理
典例导学
[典例] (2025·大庆高二期末)下列事实不能用勒夏特列原理解释的是 ( )
A.在合成氨实际生产中,使氨液化后及时从平衡混合物中分离出去提高原料利用率
B.在工业制硫酸生产中,采用五氧化二钒作催化剂合成SO3
C.向重铬酸钾(K2Cr2O7)溶液中滴加少量NaOH溶液,溶液颜色由橙色变为黄色
D.实验室中常用排饱和食盐水的方法收集氯气
听课记录:
[系统融通知能]
1.理清勒夏特列原理
含义 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
注意 ①勒夏特列原理的适用对象是可逆过程。②化学平衡移动的目的是“减弱”外界条件的改变,而不是“抵消”外界条件的改变,改变是不可逆转的
2.建立化学平衡移动的思维模型
[题点多维训练]
1.(2025·郑州期中检测)下列事实不能用平衡移动原理解释的是 ( )
A.晒自来水养小金鱼
B.合成氨时采用700 K的温度
C.开启啤酒瓶后,瓶中马上泛起大量泡沫
D.实验室制取乙酸乙酯时,将乙酸乙酯不断蒸出
2.(2023·北京卷)下列事实能用平衡移动原理解释的是 ( )
A.H2O2溶液中加入少量MnO2固体,促进H2O2分解
B.密闭烧瓶内的NO2和N2O4的混合气体,受热后颜色加深
C.铁钢放入浓HNO3中,待不再变化后,加热能产生大量红棕色气体
D.锌片与稀H2SO4反应过程中,加入少量CuSO4固体,促进H2的产生
3.在密闭容器中进行如下反应:CO2(g)+C(s) 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(s),则平衡 (填“逆向移动”“正向移动”或“不移动”),c(CO2) (填“增大”“减小”或“不变”)。
(2)保持温度不变,增大反应容器的容积,则平衡 (填“逆向移动”“正向移动”或“不移动”),c(CO) ,n(CO) 。(填“增大”“减小”或“不变”)
(3)保持反应容器的容积和温度不变,通入He,则平衡 (填“逆向移动”“正向移动”或“不移动”),c(CO2) (填“增大”“减小”或“不变”)。
(4)保持反应容器的容积不变,升高温度,则平衡 (填“逆向移动”“正向移动”或“不移动”),c(CO) (填“增大”“减小”或“不变”)。
第4课时 温度、催化剂对化学平衡的影响
新知探究(一)
1.(1)加深 变浅 加深 增大 逆反应 变浅 减小 正反应 (2)吸热 放热
[微思考]
提示:任何化学反应都伴随着能量的变化(放热或吸热),所以任何可逆反应的化学平衡状态,都受温度的影响而发生移动。
[题点多维训练]
1.选C 升高温度,加大X的投入量,则X的转化率降低;使用催化剂可以提高反应速率,但平衡不移动,X的转化率不变;缩小体积,平衡向正反应方向移动,X的转化率提高。
2.选C 反应正向吸热,升高温度,平衡正向移动,能提高C2H4的平衡产率,故A正确;移除部分C2H4,平衡正向移动,能提高C2H4的平衡产率,故B正确;反应正向气体分子数增大,压缩体积,平衡逆向移动,C2H4的平衡产率减小,故C错误;增大二氧化碳的浓度,平衡正向移动,能提高C2H4的平衡产率,故D正确。
3.选A A.增大压强,平衡向正反应方向移动;降低温度,平衡也向正反应方向移动。B.增大压强,平衡向逆反应方向移动;降低温度,平衡向正反应方向移动。C.增大压强,平衡向逆反应方向移动;降低温度,平衡向逆反应方向移动。D.增大压强,平衡不移动;降低温度,平衡向正反应方向移动。
4.选D t2到t3正逆反应速率增大,且v逆>v正,平衡逆向移动,该反应放热,升高温度平衡逆向移动,改变条件为升高温度,故A错误;t4到t5速率减小,且v逆>v正,平衡逆向移动,该反应为分子数减少的反应,减小压强向分子数增多的方向移动,改变条件为减小压强,故B错误;t6到t7正逆反应速率增大,且v正>v逆,平衡正向移动,其改变条件为增大反应物浓度,故C错误;t8时刻速率增大,但v逆=v正,平衡未移动,改变条件为使用催化剂,故D正确。
新知探究(二)
[典例] 选B 在合成氨实际生产中,使气态氨变成液氨后及时从平衡混合物中分离出去,生成物浓度减小,平衡正向移动,则原料转化率增大,提高了原料的利用率,能用勒夏特列原理解释,故A正确;催化剂不能改变平衡状态,在工业制硫酸生产中,采用五氧化二钒作催化剂合成三氧化硫是为了加快反应速率,平衡未移动,不能用勒夏特列原理解释,故B错误;根据2Cr+2H+ Cr2+H2O,向K2Cr2O7溶液中滴加少量氢氧化钠溶液,氢离子消耗,平衡逆向移动,因此溶液颜色由橙色变为黄色,能用勒夏特列原理解释,故C正确;Cl2+H2O H++Cl-+HClO,实验室中常用排饱和食盐水的方法收集氯气,氯离子浓度增大,抑制氯气的溶解,能用勒夏特列原理解释,故D正确。
[题点多维训练]
1.选B 自来水用氯气消毒过,发生反应:Cl2+H2O HCl+HClO,次氯酸见光分解反应为2HClO2HCl+O2↑,HClO浓度减小,促进化学平衡正向移动,减少了氯气的含量,使其更适宜金鱼生存,可以用平衡移动原理解释,故A错误;合成氨的反应温度通常控制在700 K左右,这是因为在这个温度下,催化剂的活性最大,可以加快反应速率,合成氨反应是一个放热反应,温度过高,逆向移动,不利于氨的合成,合成氨时采用700 K的温度不能用平衡移动原理解释,故B正确;因溶液中存在二氧化碳的溶解平衡,打开啤酒瓶后,压强减小,二氧化碳逸出,能用平衡移动原理解释,故C错误;实验室制取乙酸乙酯时采用加热的方式将生成的乙酸乙酯不断蒸出,从而使平衡向生成乙酸乙酯的方向移动,能用平衡移动原理解释,故D错误。
2.选B MnO2会催化 H2O2分解,与平衡移动无关,A项错误; NO2转化为N2O4的反应是放热反应,升温平衡逆向移动, NO2浓度增大,混合气体颜色加深,B项正确;铁在浓硝酸中钝化,加热会使表面的氧化膜溶解,铁与浓硝酸反应生成大量红棕色气体,与平衡移动无关,C项错误;加入硫酸铜以后,锌置换出铜,构成原电池,从而使反应速率加快,与平衡移动无关,D项错误。
3.解析:(1)C为固体,增加C的量,各物质的浓度不变,平衡不移动,c(CO2)不变。(2)增大反应容器的容积,即减小压强,平衡向气体体积增大的方向移动,c(CO)减小,但n(CO)增大。(3)通入He,容积和温度不变,平衡不移动,c(CO2)不变。(4)容积不变,升高温度,平衡向吸热反应方向移动,即正向移动,c(CO)增大。
答案:(1)不移动 不变 (2)正向移动 减小 增大
(3)不移动 不变 (4)正向移动 增大
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第4课时 温度、催化剂对化学平衡的影响
新知探究(一) 温度、催化剂对化学
平衡的影响
新知探究(二) 勒夏特列原理
课时跟踪检测
目录
新知探究(一) 温度、催化剂对化学
平衡的影响
1.温度对化学平衡的影响
(1)实验探究温度对化学平衡的影响
按表中实验步骤要求完成实验，观察实验现象，填写下表:
实验 原理 2NO2(g) N2O4(g)
(红棕色) (无色)
ΔH=-56.9 kJ·mol-1
实验 步骤
实验 现象 热水中混合气体颜色 ；
冰水中混合气体颜色______
实验 结论 混合气体受热时颜色 ，说明NO2浓度 ，即平衡向 方向移动；混合气体被冷却时颜色 ，说明NO2浓度 ，即平衡向
方向移动
加深
变浅
加深
增大
逆反应
变浅
减小
正反应
续表
(2)温度对化学平衡的影响规律
当其他条件不变时，升高温度，会使化学平衡向 反应的方向移动；降低温度，会使化学平衡向 反应的方向移动。
(3)用v t图像分析温度对化学平衡的影响
aA(g)+bB(g) cC(g)+dD(g) ΔH<0 aA(g)+bB(g) cC(g)+dD(g) ΔH>0
吸热
放热
[微思考] 在已建立平衡的体系中，改变温度，化学平衡是否移动
提示:任何化学反应都伴随着能量的变化(放热或吸热)，所以任何可逆反应的化学平衡状态，都受温度的影响而发生移动。
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
催化剂能够同等程度地改变正反应速率和逆反应速率，因此，它对化学平衡的移动没有影响。也就是说，催化剂不能改变达到化学平衡状态的反应混合物的组成，但是，使用催化剂能改变反应达到平衡所需的时间。
(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，平衡不移动如图所示。
[微点拨] 如上图所示t1时刻改变的条件既可以是使用催化剂，也可以是等体积的反应加压。
[题点多维训练]
√
1.如图中曲线a表示放热反应X(g)+Y(g) Z(g)+N(s)进行过程中X的转化率随时间变化的关系，若只改变一个起始条件，使反应过程按b曲线进行，可采取的措施是 ( )
A.升高温度 B.加大X的投入量
C.使用催化剂 D.缩小体积
解析:升高温度，加大X的投入量，则X的转化率降低；使用催化剂可以提高反应速率，但平衡不移动，X的转化率不变；缩小体积，平衡向正反应方向移动，X的转化率提高。
√
2.(2025·南阳阶段月考)乙烯是一种重要的基本化工原料，主要用于制造塑料、合成橡胶、合成纤维等。利用CO2氧化乙烷制备乙烯的反应为C2H6(g)+CO2(g) C2H4(g)+CO(g)+H2O(g) ΔH>0，该反应达到平衡后，下列措施不能提高C2H4的平衡产率的是 ( )
A.升高温度 B.移除部分C2H4
C.压缩容器体积 D.增大CO2的浓度
解析:反应正向吸热，升高温度，平衡正向移动，能提高C2H4的平衡产率，故A正确；移除部分C2H4，平衡正向移动，能提高C2H4的平衡产率，故B正确；反应正向气体分子数增大，压缩体积，平衡逆向移动，C2H4的平衡产率减小，故C错误；增大二氧化碳的浓度，平衡正向移动，能提高C2H4的平衡产率，故D正确。
3.在下列可逆反应中，增大压强或降低温度，均可使平衡向正反应方向移动的是 ( )
A.2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g) ΔH<0
B.4NH3(g)+5O2(g) 4NO(g)+6H2O(g) ΔH<0
C.2NH3(g) N2(g)+3H2(g) ΔH>0
D.SO2(g)+NO2(g) SO3(g)+NO(g) ΔH<0
解析:A.增大压强，平衡向正反应方向移动；降低温度，平衡也向正反应方向移动。B.增大压强，平衡向逆反应方向移动；降低温度，平衡向正反应方向移动。C.增大压强，平衡向逆反应方向移动；降低温度，平衡向逆反应方向移动。D.增大压强，平衡不移动；降低温度，平衡向正反应方向移动。
√
4.有可逆反应:A(g)+3B(g) 2C(g) ΔH<0。
已知在t1、t3、t5、t7时反应都达到平衡，如果t2、t4、t6、t8时都只改变了一个反应条件，则下列对t2、t4、t6、t8时改变条件的判断正确的是( )
A.降低温度、增大压强、减小反应物浓度、使用催化剂
B.使用催化剂、增大压强、增大反应物浓度、升高温度
C.增大反应物浓度、使用催化剂、减小压强、升高温度
D.升高温度、减小压强、增大反应物浓度、使用催化剂
√
解析: t2到t3正逆反应速率增大，且v逆>v正，平衡逆向移动，该反应放热，升高温度平衡逆向移动，改变条件为升高温度，故A错误；t4到t5速率减小，且v逆>
v正，平衡逆向移动，该反应为分子数减少的反应，减小压强向分子数增多的方向移动，改变条件为减小压强，故B错误；t6到t7正逆反应速率增大，且v正>v逆，平衡正向移动，其改变条件为增大反应物浓度，故C错误；t8时刻速率增大，但v逆=v正，平衡未移动，改变条件为使用催化剂，故D正确。
新知探究(二) 勒夏特列原理
典例导学
[典例] (2025·大庆高二期末)下列事实不能用勒夏特列原理解释的是( )
A.在合成氨实际生产中，使氨液化后及时从平衡混合物中分离出去提高原料利用率
B.在工业制硫酸生产中，采用五氧化二钒作催化剂合成SO3
C.向重铬酸钾(K2Cr2O7)溶液中滴加少量NaOH溶液，溶液颜色由橙色变为黄色
D.实验室中常用排饱和食盐水的方法收集氯气
√
[解析] 在合成氨实际生产中，使气态氨变成液氨后及时从平衡混合物中分离出去，生成物浓度减小，平衡正向移动，则原料转化率增大，提高了原料的利用率，能用勒夏特列原理解释，故A正确；催化剂不能改变平衡状态，在工业制硫酸生产中，采用五氧化二钒作催化剂合成三氧化硫是为了加快反应速率，平衡未移动，不能用勒夏特列原理解释，故B错误；根据2Cr+2H+ Cr2+H2O，向K2Cr2O7溶液中滴加少量氢氧化钠溶液，氢离子消耗，平衡逆向移动，因此溶液颜色由橙色变为黄色，能用勒夏特列原理解释，故C正确；Cl2+H2O H++Cl-+HClO，实验室中常用排饱和食盐水的方法收集氯气，氯离子浓度增大，抑制氯气的溶解，能用勒夏特列原理解释，故D正确。
1.理清勒夏特列原理
[系统融通知能]
含义 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
注意 ①勒夏特列原理的适用对象是可逆过程。②化学平衡移动的目的是“减弱”外界条件的改变，而不是“抵消”外界条件的改变，改变是不可逆转的
2.建立化学平衡移动的思维模型
[题点多维训练]
√
1.(2025·郑州期中检测)下列事实不能用平衡移动原理解释的是 ( )
A.晒自来水养小金鱼
B.合成氨时采用700 K的温度
C.开启啤酒瓶后，瓶中马上泛起大量泡沫
D.实验室制取乙酸乙酯时，将乙酸乙酯不断蒸出
解析:自来水用氯气消毒过，发生反应:Cl2+H2O HCl+HClO，次氯酸见光分解反应为2HClO 2HCl+O2↑，HClO浓度减小，促进化学平衡正向移动，减少了氯气的含量，使其更适宜金鱼生存，可以用平衡移动原理解释，故A错误；合成氨的反应温度通常控制在700 K左右，这是因为在这个温度下，催化剂的活性最大，可以加快反应速率，合成氨反应是一个放热反应，温度过高，逆向移动，不利于氨的合成，合成氨时采用700 K的温度不能用平衡移动原理解释，故B正确；因溶液中存在二氧化碳的溶解平衡，打开啤酒瓶后，压强减小，二氧化碳逸出，能用平衡移动原理解释，故C错误；实验室制取乙酸乙酯时采用加热的方式将生成的乙酸乙酯不断蒸出，从而使平衡向生成乙酸乙酯的方向移动，能用平衡移动原理解释，故D错误。
√
2.(2023·北京卷)下列事实能用平衡移动原理解释的是 ( )
A.H2O2溶液中加入少量MnO2固体，促进H2O2分解
B.密闭烧瓶内的NO2和N2O4的混合气体，受热后颜色加深
C.铁钢放入浓HNO3中，待不再变化后，加热能产生大量红棕色气体
D.锌片与稀H2SO4反应过程中，加入少量CuSO4固体，促进H2的产生
解析:MnO2会催化 H2O2分解，与平衡移动无关，A项错误； NO2转化为N2O4的反应是放热反应，升温平衡逆向移动， NO2浓度增大，混合气体颜色加深，B项正确；铁在浓硝酸中钝化，加热会使表面的氧化膜溶解，铁与浓硝酸反应生成大量红棕色气体，与平衡移动无关，C项错误；加入硫酸铜以后，锌置换出铜，构成原电池，从而使反应速率加快，与平衡移动无关，D项错误。
3.在密闭容器中进行如下反应:CO2(g)+C(s) 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(s)，则平衡 (填“逆向移动”“正向移动”或“不移动”)，c(CO2) (填“增大”“减小”或“不变”)。
解析:C为固体，增加C的量，各物质的浓度不变，平衡不移动，c(CO2)不变。
(2)保持温度不变，增大反应容器的容积，则平衡 (填“逆向移动”“正向移动”或“不移动”)，c(CO) ，n(CO) 。(填“增大”“减小”或“不变”)
解析:增大反应容器的容积，即减小压强，平衡向气体体积增大的方向移动，c(CO)减小，但n(CO)增大。
不移动
不变
正向移动
减小
增大
3.在密闭容器中进行如下反应:CO2(g)+C(s) 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。
(3)保持反应容器的容积和温度不变，通入He，则平衡 (填“逆向移动”“正向移动”或“不移动”)，c(CO2) (填“增大”“减小”或“不变”)。
解析:通入He，容积和温度不变，平衡不移动，c(CO2)不变。
(4)保持反应容器的容积不变，升高温度，则平衡 (填“逆向移动”“正向移动”或“不移动”)，c(CO) 。(填“增大”“减小”或“不变”)
解析:容积不变，升高温度，平衡向吸热反应方向移动，即正向移动，c(CO)增大。
不移动
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一、选择题
1.某一化学反应，反应物和生成物都是气体，改变下列条件一定能使化学平衡向正反应方向移动的是( )
A.增大反应物浓度 B.减小反应容器的体积
C.增大生成物浓度 D.升高反应温度
解析:增大反应物的浓度，平衡向正反应方向移动，故A正确；反应前后气体的物质的量变化不确定，减小体积即压强增大，无法判断平衡移动方向，故B错误；增大生成物浓度，平衡向逆反应方向移动，故C错误；升高温度平衡向吸热反应方向移动，正反应不一定是吸热反应，故D错误。
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2.(2025·信阳期中检测)合成氨所需的氢气可用煤和水作为原料经多步反应制得，其中的一步反应为CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g) ΔH<0。反应达到平衡后，为提高CO的转化率，下列措施中正确的是( )
A.减小压强 B.增大的投料比
C.升高温度 D.更换高效催化剂
解析:反应前后气体分子数不变，减小压强，平衡不移动，CO的转化率不变，故A错误；增大的投料比，有利于平衡正向移动，水的转化率减小，CO的转化率增大，故B正确；反应放热，升高温度，平衡逆向移动，CO的转化率减小，故C错误；更换高效催化剂，平衡不移动，CO的转化率不变，故D错误。
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3.一定温度下，可逆反应aX(g)+bY(g) cZ(g)在一密闭容器内达到平衡后，t0时刻改变某一外界变化，化学反应速率(v)随时间(t)的变化如图所示。则下列说法正确的是 ( )
A.若a+b=c，则t0时刻只能是增大了容器的压强
B.若a+b=c，则t0时刻只能是加入了催化剂
C.若a+b≠c，则t0时刻只能是增大了容器的压强
D.若a+b≠c，则t0时刻只能是加入了催化剂
解析:从图像可知，t0时刻改变条件后正、逆反应速率同等程度增大，平衡不移动，若a+b=c，则t0时刻可以是增大压强或使用催化剂；若a+b≠c，则t0时刻只能是使用催化剂，D项正确。
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4.下列事实中，不能用勒夏特列原理解释的是 ( )
A.溴水中存在以下平衡: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可增大制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
解析:催化剂只能改变反应速率，对化学平衡的移动无影响。
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5.(2025·杭州高二检测)已知植物光合作用发生反应:
6CO2(g)+6H2O(l) C6H12O6(s)+6O2(g) ΔH=+669.62 kJ·mol-1，该反应达到化学平衡后，下列说法正确的是 ( )
A.增加C6H12O6的量，CO2转化率减小
B.增大CO2的浓度，平衡正向移动，化学平衡常数增大
C.适当升高温度，既提高了活化分子百分数，又增大了CO2的转化率
D.加入催化剂，O2的体积分数增大
解析:C6H12O6是固体，增加C6H12O6的量，平衡不移动，CO2转化率不变，故A错误；增大CO2的浓度，平衡正向移动，但化学平衡常数不变，故B错误；正反应为吸热反应，适当升高温度，平衡正向移动，既提高了活化分子百分数，又增大了CO2的转化率，故C正确；加入催化剂，O2的体积分数不变，故D错误。
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6.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.a解析:该反应为放热反应，绝热下进行反应，温度升高，所以绝热平衡时转化率低于恒温平衡时转化率，即a>b。
14
√
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7
8
9
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3
7.可逆反应2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g)达到平衡状态后，保持温度、容器容积不变，向容器中充入一定量的O2，下列说法正确的是(K为平衡常数，Q为浓度商)( )
A.Q不变，K变大，O2的转化率增大 B.Q不变，K变大，SO2的转化率减小
C.Q减小，K不变，O2的转化率减小 D.Q增大，K不变，SO2的转化率增大
解析:当可逆反应2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g)达到平衡状态后，保持温度不变，则平衡常数不变，浓度商Q=，容器容积不变，向容器中充入一定量的O2，O2浓度增大，所以浓度商减小，平衡正向移动，SO2的转化率增大，但由于充入了O2，所以O2的转化率减小。
14
√
1
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3
8.一定条件下进行反应:2NO2(g) N2O4(g) ΔH<0。下列说法正确的是 ( )
A.当混合气体的平均相对分子质量保持不变时，反应达到平衡状态
B.恒温恒容条件下反应达到平衡时，通入N2O4(g)，再次达到平衡时NO2(g)的质量分数增大
C.恒容条件下反应达到平衡时，升高温度，平衡正向移动
D.若改为恒温下用注射器作为容器，压缩注射器过程中可观察到气体颜色逐渐变浅
解析:反应前后气体总质量不变，当混合气体的平均相对分子质量保持不变时，混合气体的总物质的量不变，反应达到平衡状态，故A正确；恒温恒容条件下反应达到平衡时，通入N2O4，相当于对原平衡加压，再次达到平衡时，NO2的质量分数减小，故B错误；温度升高，平衡逆向移动，故C错误；若改为恒温下用注射器作为容器，压缩注射器过程中可观察到气体颜色先深后浅，但比原来的深，故D错误。
14
√
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9.(2024·江西卷)温度T下，向1 L真空刚性容器中加入1 mol (CH3)2CHOH，反应达到平衡时，c(Y)=0.4 mol·L-1。下列说法正确的是 ( )
(CH3)2CHOH(g) (CH3)2CO(g)+H2(g)
X Y Z
A.再充入1 mol X和1 mol Y，此时v正B.再充入1 mol X，平衡时，c(Y)=0.8 mol·L-1
C.再充入1 mol N2，平衡向右移动
D.若温度升高，X的转化率增加，则上述反应ΔH<0
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解析:由题可知，达到平衡时c(X)=0.6 mol·L-1，c(Y)=c(Z)=0.4 mol·L-1，反应的平衡常数K=≈0.27，再充入1 mol X和1 mol Y，此时Q==0.35>K，反应逆向进行，v正0，D项错误。
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√
10.为探究外界条件对反应aA(g)+bB(g) cC(g) ΔH的影响，以A和B的起始物质的量之比为a∶b反应，通过实验得到不同条件下反应达到平衡时A的物质的量分数随温度、压强的变化如图所示。下列判断不正确的是 ( )
A.a+bB.平衡后增大容器体积，反应放出热量
C.升高温度，正、逆反应速率都增大，平衡常数也增大
D.平衡后再充入a mol A，平衡正向移动，再次达到平衡后，A的物质的量分数增大
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解析:由图可知，同一温度下，增大压强，A的物质的量分数增大，平衡逆向移动，说明a+b14
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11.(2025·南宁阶段检测)为探究化学平衡移动的影响因素，设计方案并进行实验，观察到相关现象。其中方案设计和结论都错误的是 ( )
选项 影响因素 方案设计 现象 结论
A 浓度 向1 mL 0.1 mol·L-1 K2CrO4溶液中加入1 mL 1.0 mol·L-1 HI溶液 黄色溶液变橙色 增大反应物浓度，平衡向正反应方向移动
B 压强 向恒温恒容密闭玻璃容器中充入100 mL HI气体，分解达到平衡后再充入100 mL Ar 气体颜色不变 恒温恒容下，该反应改变压强平衡不移动
C 温度 将封装有NO2和N2O4混合气体的烧瓶浸泡在热水中 气体颜色变深 升高温度，平衡向吸热方向移动
D 催化剂 向1 mL乙酸乙酯中加入1 mL 0.3 mol·L-1 H2SO4溶液，水浴加热 上层液体逐渐减少 使用合适的催化剂可使反应速率加快
√
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解析:K2CrO4溶液具有氧化性，HI具有还原性，向1 mL 0.1 mol·L-1 K2CrO4溶液中加入1 mL 1.0 mol·L-1 HI溶液，可发生氧化还原反应生成I2使溶液变为橙色，干扰探究浓度对化学平衡的影响，故A错误；反应2HI(g) H2(g)+I2(g)为反应前后气体总体积不变的可逆反应，向恒温恒容密闭玻璃容器中充入100 mL HI气体，分解达到平衡后再充入100 mL Ar，平衡不发生移动，气体颜色不变，应得到的结论是对于反应前后气体总体积不变的可逆反应，恒温恒容时，改变压强平衡不移动，故B正确；反应2NO2(g) N2O4(g)为放热反应，升高温度，气体颜色变深，说明平衡逆向移动，即向吸热方向移动，故C正确；向1 mL乙酸乙酯中加入1 mL 0.3 mol·L-1 H2SO4溶液，水浴加热，上层液体逐渐减少，这说明催化剂可以加快化学反应速率，故D正确。
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二、非选择题
12.(6分)对于反应A( )+2B(g) nC(g)在一定条件下达到平衡后，改变下列条件，请回答:
(1)改变A的量，平衡不移动，则A为 。
解析:改变A的量，平衡不移动，则A为固态或纯液态。
(2)增大压强，平衡不移动，当n=2时，A的状态为 ；当n=3时，A的状态为 。
解析:增大压强平衡不移动，当n=2时，A为固态或纯液态，n=3时A为气态。
(3)若A为固体，压缩体积增大压强，C的百分含量减小，则n 。
解析:若A为固体，压缩体积增大压强，C的百分含量减小，说明平衡逆向移动，则n>2。
固态或纯液态
固态或纯液态
气态
>2
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13.(12分)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)若升高温度，则平衡时B、C的浓度之比将 。
(5)若加入催化剂，平衡时气体混合物的总物质的量 。
放热
>
增大
增大
减小
减小
不变
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解析:反应mA(g)+nB(g) pC(g)达到平衡后，升高温度时，B的转化率变大，说明平衡向正反应方向移动，正反应为吸热反应；减小压强时，混合体系中C的质量分数减小，说明平衡向逆反应方向移动，即m+n>p。减压使容器体积增大时，平衡向逆反应方向移动，A的质量分数增大；若容积不变加入B，平衡向正反应方向移动，A的转化率增大，B的转化率减小；升高温度，平衡向正反应方向移动，c(C)增大，c(B)减小，即减小；加入催化剂，平衡不移动，混合物的总物质的量不变。
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14.(14分)(2024·海南卷)氨是一种理想的储氢载体，具有储氢密度高、储运技术成熟等优点。
已知298 K，100 kPa时，反应①:N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) ΔH1=-92 kJ·mol-1；p(NH3)=总压×NH3物质的量分数。
回答问题:
(1)题述条件下，反应②:2NH3(g) N2(g)+3H2(g) ΔH2= kJ·mol-1。
14
解析:由题干可知，反应②为反应①的逆反应，故ΔH2=-ΔH1=+92 kJ·mol-1。
+92
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14.(2024·海南卷)氨是一种理想的储氢载体，具有储氢密度高、储运技术成熟等优点。
已知298 K，100 kPa时，反应①:N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) ΔH1=-92 kJ·mol-1；p(NH3)=总压×NH3物质的量分数。
(2)设反应为一步完成，且ΔH与温度无关。已知673 K下，反应①活化能为335 kJ·mol-1，则NH3(g)分解反应的活化能为 kJ·mol-1。
14
解析:ΔH=正反应的活化能-逆反应的活化能，故NH3(g)分解反应的活化能为335 kJ·mol-1+92 kJ·mol-1=427 kJ·mol-1。
427
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14.(2024·海南卷)氨是一种理想的储氢载体，具有储氢密度高、储运技术成熟等优点。
已知298 K，100 kPa时，反应①:N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) ΔH1=-92 kJ·mol-1；p(NH3)=总压×NH3物质的量分数。
(3)既能影响反应②平衡转化率又能影响其反应速率的因素有 、
。
14
解析:影响反应速率的因素主要有浓度、温度、压强、催化剂，影响平衡转化率即影响平衡移动的因素主要有温度、压强等，故既能影响反应②平衡转化率又能影响其反应速率的因素为温度、压强。
压强
温度
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3
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(4)温度T下恒容密闭容器中进行氨催化分解反应，p(NH3) t关系曲线如图所示，其函数关系p(NH3)/kPa= (写表达式)，增大氨的初始分压，氨的转化速率 。假设吸附到催化剂表面后NH3
都变成活化分子，其他条件不变。改用比表面积更大的
催化剂，则单位时间H2的产量将 。
解析:由图像可知，其函数关系可表示为p(NH3)/kPa=kt/min+b，代入点(0，35)和(5，23.5)可求得k=-2.3，b=35，即p(NH3)/kPa=kt/min+b=35-2.3t/min；由图可知，氨的转化速率与初始氨的分压无关，故增大氨的初始分压，氨的转化速率不变；使用比表面积更大的催化剂，NH3吸附量增大，反应速率加快，即单位时间内氢气的产量增大。
35-2.3t/min
不变
增大课时跟踪检测(十) 温度、催化剂对化学平衡的影响
一、选择题
1.某一化学反应,反应物和生成物都是气体,改变下列条件一定能使化学平衡向正反应方向移动的是 ( )
A.增大反应物浓度 B.减小反应容器的体积
C.增大生成物浓度 D.升高反应温度
2.(2025·信阳期中检测)合成氨所需的氢气可用煤和水作为原料经多步反应制得,其中的一步反应为CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) ΔH<0。反应达到平衡后,为提高CO的转化率,下列措施中正确的是 ( )
A.减小压强 B.增大的投料比
C.升高温度 D.更换高效催化剂
3.一定温度下,可逆反应aX(g)+bY(g)cZ(g)在一密闭容器内达到平衡后,t0时刻改变某一外界变化,化学反应速率(v)随时间(t)的变化如图所示。则下列说法正确的是 ( )
A.若a+b=c,则t0时刻只能是增大了容器的压强
B.若a+b=c,则t0时刻只能是加入了催化剂
C.若a+b≠c,则t0时刻只能是增大了容器的压强
D.若a+b≠c,则t0时刻只能是加入了催化剂
4.下列事实中,不能用勒夏特列原理解释的是 ( )
A.溴水中存在以下平衡:Br2+H2OHBr+HBrO,当加入NaOH溶液后颜色变浅
B.对2H2O22H2O+O2↑的反应,使用MnO2可增大制O2的反应速率
C.反应:CO+NO2CO2+NO ΔH<0,升高温度,平衡向逆反应方向移动
D.合成氨反应:N2+3H22NH3 ΔH<0,为使氨的产率提高,理论上应采取低温高压的措施
5.(2025·杭州高二检测)已知植物光合作用发生反应:6CO2(g)+6H2O(l)C6H12O6(s)+6O2(g) ΔH=+669.62 kJ·mol-1,该反应达到化学平衡后,下列说法正确的是 ( )
A.增加C6H12O6的量,CO2转化率减小
B.增大CO2的浓度,平衡正向移动,化学平衡常数增大
C.适当升高温度,既提高了活化分子百分数,又增大了CO2的转化率
D.加入催化剂,O2的体积分数增大
6.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.a7.可逆反应2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)达到平衡状态后,保持温度、容器容积不变,向容器中充入一定量的O2,下列说法正确的是(K为平衡常数,Q为浓度商) ( )
A.Q不变,K变大,O2的转化率增大
B.Q不变,K变大,SO2的转化率减小
C.Q减小,K不变,O2的转化率减小
D.Q增大,K不变,SO2的转化率增大
8.一定条件下进行反应:2NO2(g)N2O4(g) ΔH<0。下列说法正确的是 ( )
A.当混合气体的平均相对分子质量保持不变时,反应达到平衡状态
B.恒温恒容条件下反应达到平衡时,通入N2O4(g),再次达到平衡时NO2(g)的质量分数增大
C.恒容条件下反应达到平衡时,升高温度,平衡正向移动
D.若改为恒温下用注射器作为容器,压缩注射器过程中可观察到气体颜色逐渐变浅
9.(2024·江西卷)温度T下,向1 L真空刚性容器中加入1 mol (CH3)2CHOH,反应达到平衡时,c(Y)=0.4 mol·L-1。下列说法正确的是 ( )
(CH3)2CHOH(g)(CH3)2CO(g)+H2(g)
X Y Z
A.再充入1 mol X和1 mol Y,此时v正B.再充入1 mol X,平衡时,c(Y)=0.8 mol·L-1
C.再充入1 mol N2,平衡向右移动
D.若温度升高,X的转化率增加,则上述反应ΔH<0
10.为探究外界条件对反应aA(g)+bB(g)cC(g) ΔH的影响,以A和B的起始物质的量之比为a∶b反应,通过实验得到不同条件下反应达到平衡时A的物质的量分数随温度、压强的变化如图所示。下列判断不正确的是 ( )
A.a+bB.平衡后增大容器体积,反应放出热量
C.升高温度,正、逆反应速率都增大,平衡常数也增大
D.平衡后再充入a mol A,平衡正向移动,再次达到平衡后,A的物质的量分数增大
11.(2025·南宁阶段检测)为探究化学平衡移动的影响因素,设计方案并进行实验,观察到相关现象。其中方案设计和结论都错误的是 ( )
选项 影响因素 方案设计 现象 结论
A 浓度 向1 mL 0.1 mol·L-1 K2CrO4溶液中加入1 mL 1.0 mol·L-1 HI溶液 黄色溶液变橙色 增大反应物浓度,平衡向正反应方向移动
B 压强 向恒温恒容密闭玻璃容器中充入100 mL HI气体,分解达到平衡后再充入100 mL Ar 气体颜色不变 恒温恒容下,该反应改变压强平衡不移动
C 温度 将封装有NO2和N2O4混合气体的烧瓶浸泡在热水中 气体颜色变深 升高温度,平衡向吸热方向移动
D 催化剂 向1 mL乙酸乙酯中加入1 mL 0.3 mol·L-1 H2SO4溶液,水浴加热 上层液体逐渐减少 使用合适的催化剂可使反应速率加快
二、非选择题
12.(6分)对于反应A( )+2B(g)nC(g)在一定条件下达到平衡后,改变下列条件,请回答:
(1)改变A的量,平衡不移动,则A为 。
(2)增大压强,平衡不移动,当n=2时,A的状态为 ;当n=3时,A的状态为 。
(3)若A为固体,压缩体积增大压强,C的百分含量减小,则n 。
13.(12分)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)若升高温度,则平衡时B、C的浓度之比将 。
(5)若加入催化剂,平衡时气体混合物的总物质的量 。
14.(14分)(2024·海南卷)氨是一种理想的储氢载体,具有储氢密度高、储运技术成熟等优点。
已知298 K,100 kPa时,反应①:N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH1=-92 kJ·mol-1;p(NH3)=总压×NH3物质的量分数。
回答问题:
(1)题述条件下,反应②:2NH3(g)N2(g)+3H2(g) ΔH2= kJ·mol-1。
(2)设反应为一步完成,且ΔH与温度无关。已知673 K下,反应①活化能为335 kJ·mol-1,则NH3(g)分解反应的活化能为 kJ·mol-1。
(3)既能影响反应②平衡转化率又能影响其反应速率的因素有 、 。
(4)温度T下恒容密闭容器中进行氨催化分解反应,p(NH3) t关系曲线如图所示,其函数关系p(NH3)/kPa= (写表达式),增大氨的初始分压,氨的转化速率 。假设吸附到催化剂表面后NH3都变成活化分子,其他条件不变。改用比表面积更大的催化剂,则单位时间H2的产量将 。
课时跟踪检测(十)
1.选A 增大反应物的浓度,平衡向正反应方向移动,故A正确;反应前后气体的物质的量变化不确定,减小体积即压强增大,无法判断平衡移动方向,故B错误;增大生成物浓度,平衡向逆反应方向移动,故C错误;升高温度平衡向吸热反应方向移动,正反应不一定是吸热反应,故D错误。
2.选B 反应前后气体分子数不变,减小压强,平衡不移动,CO的转化率不变,故A错误;增大的投料比,有利于平衡正向移动,水的转化率减小,CO的转化率增大,故B正确;反应放热,升高温度,平衡逆向移动,CO的转化率减小,故C错误;更换高效催化剂,平衡不移动,CO的转化率不变,故D错误。
3.选D 从图像可知,t0时刻改变条件后正、逆反应速率同等程度增大,平衡不移动,若a+b=c,则t0时刻可以是增大压强或使用催化剂;若a+b≠c,则t0时刻只能是使用催化剂,D项正确。
4.选B 催化剂只能改变反应速率,对化学平衡的移动无影响。
5.选C C6H12O6是固体,增加C6H12O6的量,平衡不移动,CO2转化率不变,故A错误;增大CO2的浓度,平衡正向移动,但化学平衡常数不变,故B错误;正反应为吸热反应,适当升高温度,平衡正向移动,既提高了活化分子百分数,又增大了CO2的转化率,故C正确;加入催化剂,O2的体积分数不变,故D错误。
6.选A 该反应为放热反应,绝热下进行反应,温度升高,所以绝热平衡时转化率低于恒温平衡时转化率,即a>b。
7.选C 当可逆反应2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)达到平衡状态后,保持温度不变,则平衡常数不变,浓度商Q=,容器容积不变,向容器中充入一定量的O2,O2浓度增大,所以浓度商减小,平衡正向移动,SO2的转化率增大,但由于充入了O2,所以O2的转化率减小。
8.选A 反应前后气体总质量不变,当混合气体的平均相对分子质量保持不变时,混合气体的总物质的量不变,反应达到平衡状态,故A正确;恒温恒容条件下反应达到平衡时,通入N2O4,相当于对原平衡加压,再次达到平衡时,NO2的质量分数减小,故B错误;温度升高,平衡逆向移动,故C错误;若改为恒温下用注射器作为容器,压缩注射器过程中可观察到气体颜色先深后浅,但比原来的深,故D错误。
9.选A 由题可知,达到平衡时c(X)=0.6 mol·L-1,c(Y)=c(Z)=0.4 mol·L-1,反应的平衡常数K=≈0.27,再充入1 mol X和1 mol Y,此时Q==0.35>K,反应逆向进行,v正0,D项错误。
10.选B 由图可知,同一温度下,增大压强,A的物质的量分数增大,平衡逆向移动,说明a+b11.选A K2CrO4溶液具有氧化性,HI具有还原性,向1 mL 0.1 mol·L-1 K2CrO4溶液中加入1 mL 1.0 mol·L-1 HI溶液,可发生氧化还原反应生成I2使溶液变为橙色,干扰探究浓度对化学平衡的影响,故A错误;反应2HI(g) H2(g)+I2(g)为反应前后气体总体积不变的可逆反应,向恒温恒容密闭玻璃容器中充入100 mL HI气体,分解达到平衡后再充入100 mL Ar,平衡不发生移动,气体颜色不变,应得到的结论是对于反应前后气体总体积不变的可逆反应,恒温恒容时,改变压强平衡不移动,故B正确;反应2NO2(g) N2O4(g)为放热反应,升高温度,气体颜色变深,说明平衡逆向移动,即向吸热方向移动,故C正确;向1 mL乙酸乙酯中加入1 mL 0.3 mol·L-1 H2SO4溶液,水浴加热,上层液体逐渐减少,这说明催化剂可以加快化学反应速率,故D正确。
12.解析:(1)改变A的量,平衡不移动,则A为固态或纯液态。(2)增大压强平衡不移动,当n=2时,A为固态或纯液态,n=3时A为气态。(3)若A为固体,压缩体积增大压强,C的百分含量减小,说明平衡逆向移动,则n>2。
答案:(1)固态或纯液态 (2)固态或纯液态 气态 (3)>2
13.解析:反应mA(g)+nB(g) pC(g)达到平衡后,升高温度时,B的转化率变大,说明平衡向正反应方向移动,正反应为吸热反应;减小压强时,混合体系中C的质量分数减小,说明平衡向逆反应方向移动,即m+n>p。减压使容器体积增大时,平衡向逆反应方向移动,A的质量分数增大;若容积不变加入B,平衡向正反应方向移动,A的转化率增大,B的转化率减小;升高温度,平衡向正反应方向移动,c(C)增大,c(B)减小,即减小;加入催化剂,平衡不移动,混合物的总物质的量不变。
答案:(1)放热 > (2)增大 (3)增大 减小 (4)减小
(5)不变
14.解析:(1)由题干可知,反应②为反应①的逆反应,故ΔH2=-ΔH1=+92 kJ·mol-1。(2)ΔH=正反应的活化能-逆反应的活化能,故NH3(g)分解反应的活化能为335 kJ·mol-1+92 kJ·mol-1=427 kJ·mol-1。(3)影响反应速率的因素主要有浓度、温度、压强、催化剂,影响平衡转化率即影响平衡移动的因素主要有温度、压强等,故既能影响反应②平衡转化率又能影响其反应速率的因素为温度、压强。(4)由图像可知,其函数关系可表示为p(NH3)/kPa=kt/min+b,代入点(0,35)和(5,23.5)可求得k=-2.3,b=35,即p(NH3)/kPa=kt/min+b=35-2.3t/min;由图可知,氨的转化速率与初始氨的分压无关,故增大氨的初始分压,氨的转化速率不变;使用比表面积更大的催化剂,NH3吸附量增大,反应速率加快,即单位时间内氢气的产量增大。
答案:(1)+92 (2)427 (3)压强 温度
(4)35-2.3t/min 不变 增大
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