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第40讲 化学平衡状态 化学平衡的
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第九章 化学反应速率与化学平衡
1.认识化学反应的可逆性，理解化学平衡建立的过程。
2.理解外界条件(浓度、温度、压强、催化剂等)对化学平衡的影响，能通过实验
及相关理论解释其一般规律。
3.了解化学平衡的调控在生活、生产和科学研究领域中的重要作用。
复习目标
考点一 可逆反应与化学平衡状态
考点二 化学平衡的移动
课时测评
内容索引
考点一
可逆反应与化学平衡状态
1.可逆反应
(1)概念
在同一条件下，既可以向正反应方向进行，同时又能向逆反应方向进行的化学反应。
(2)特点
①“二同”：同一条件下；正、逆反应同时进行。
②“一不能”：不能进行到底。
必备知识 整合
1.氢气燃烧生成水，而水可电解生成氢气和氧气，故此反应是可逆
反应 ( )
2.在工业生产条件下，氢气与氮气充分发生反应，氮气的转化率约为15％，故此反应是可逆反应 ( )
3.少量氯气通入大量水中，所得溶液呈浅黄绿色，且具有酸性和漂白性，故氯气与水的反应为可逆反应 ( )
正误判断
×
√
√
2.化学平衡状态
(1)概念
一定条件下的可逆反应中，当正反应速率和逆反应速率相等时，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的状态。
(2)化学平衡的建立
(3)化学平衡的特征
3.判断平衡状态的两种方法
(1)“正逆相等”：v正＝v逆≠0
①同种物质：同一物质的生成速率等于消耗速率。
②不同物质：必须是“异向”的反应速率关系。如aA＋bB cC＋dD，＝时，反应达平衡状态。
(2)“变量不变”：如果一个量是随反应进行而改变的，当其不变时为平衡状态；一个随反应进行保持不变的量，不能作为判断是否平衡的依据。
考向1 可逆反应的特征
1.在密闭容器中进行反应：X2(g)＋Y2(g) 2Z(g)，已知X2、Y2、Z的起始浓度分别为0.1 mol/L、0.3 mol/L、0.2 mol/L，在一定条件下，当反应达到平衡时，各物质的浓度有可能是
A.Z为0.3 mol/L B.Y2为0.4 mol/L
C.X2为0.2 mol/L D.Z为0.4 mol/L
关键能力 提升
√
当Z完全转化为X2、Y2时，X2、Y2分别为0.2 mol/L、0.4 mol/L；当0.1 mol/L X2完全转化为Z时，Y2为0.2 mol/L，Z为0.4 mol/L，则0＜X2＜0.2 mol/L，0.2 mol/L＜Y2＜0.4 mol/L，0＜Z＜0.4 mol/L，A选项符合
题意。
考向2 平衡状态的判断
2.可逆反应N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g)的正、逆反应速率可用各反应物或生成物浓度的变化来表示。下列各关系中能说明反应已达到平衡状态的是
A.3v正(N2)＝v正(H2)
B.v正(N2)＝v逆(NH3)
C.2v正(H2)＝3v逆(NH3)
D.v正(N2)＝3v逆(H2)
√
A项无逆反应速率，错误；B项，＝，即2v正(N2)＝v逆(NH3)时，反应达到平衡状态，错误；C项，＝，即2v正(H2)＝3v逆(NH3)时反应达到平衡状态，正确；D项，＝，
即3v正(N2)＝v逆(H2)时反应达到平衡状态，错误。
3.在一定温度下的定容容器中，当下列物理量不再发生变化时：①混合气体的压强，②混合气体的密度，③混合气体的总物质的量，④混合气体的平均相对分子质量，⑤混合气体的颜色，⑥各反应物或生成物的浓度之比等于化学计量数之比，⑦某种气体的百分含量。
(1)能说明2SO2(g)＋O2(g) 2SO3(g)达到平衡状态的是 (填序号，下同)。
(2)能说明I2(g)＋H2(g) 2HI(g)达到平衡状态的是 。
(3)能说明2NO2(g) N2O4(g)达到平衡状态的是 。
(4)能说明C(s)＋CO2(g) 2CO(g)达到平衡状态的是 。
①③④⑦
⑤⑦
①③④⑤⑦
①②③④⑦
(5)能说明NH2COONH4(s) 2NH3(g)＋CO2(g)达到平衡状态的
是______________。
(6)能说明5CO(g)＋I2O5(s) 5CO2(g)＋I2(s)达到平衡状态的
是______________。
①②③
②④⑦
4.若将上述题目3中的(1)～(4)改成一定温度下的恒压密闭容器，结果又如何？
(1)______________ (2)_______________
(3)______________ (4)_______________
②③④⑦
⑤⑦
②③④⑤⑦
②③④⑦
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考点二
化学平衡的移动
1.化学平衡移动
(1)原因：反应条件的改变导致v正≠v逆。
(2)化学平衡移动方向与化学反应速率的关系
①v正＞v逆时，平衡向________方向移动；
②v正＜v逆时，平衡向________方向移动；
③v正＝v逆，平衡不移动。
必备知识 整合
正反应
逆反应
2.外界因素对化学平衡的影响
在一定条件下，aA(g)＋bB(g) mC(g) ΔH＜0达到了平衡状态，若其他条件不变，改变下列条件对化学平衡影响如下：
条件的改变(其他条件不变) 化学平衡的移动方向
浓度 增大反应物浓度或减小生成物浓度 向____反应方向移动
减小反应物浓度或增大生成物浓度 向____反应方向移动
压强(对有气体存在的反应) 反应前后气体分子数改变 增大压强 向气体体积______的方向移动
减小压强 向气体体积______的方向移动
反应前后气体分子数不变 改变压强 平衡____移动
正
逆
减小
增大
不
条件的改变(其他条件不变) 化学平衡的移动方向
温度 升高温度 向______反应方向移动
降低温度 向______反应方向移动
催化剂 同等程度地改变v正、v逆，平衡不移动 吸热
放热
3.几种特殊情况说明
(1)改变固体或纯液体的量，对化学平衡没影响。
(2)“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
(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.勒夏特列原理
如果改变影响平衡的一个条件(如温度、浓度、压强)，平衡将向着能够减弱这种改变的方向移动。
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.化学平衡正向移动，反应物的转化率不一定增大 ( )
4.向平衡体系FeCl3＋3KSCN Fe(SCN)3＋3KCl中加入适量KCl固体，平衡逆向移动，溶液的颜色变浅 ( )
5.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 ( )
正误判断
×
×
√
×
×
1.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
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
关键能力 提升
√
该反应的正反应是一个气体分子数减小的反应，增大压强可以加快化学反应速率，正反应速率增大的幅度大于逆反应速率增大的幅度，故v正＞v逆，平衡向正反应方向移动，但是因为温度不变，故平衡常数不变，A错误；催化剂不影响化学平衡状态，因此，加入催化剂不影响平衡时CH3CH2OH(g)的浓度，B错误；恒容下，充入一定量的H2O(g)，H2O(g)的浓度增大，平衡向正反应方向移动，C正确；恒容下，充入一定量的CH2＝CH2 (g)，平衡向正反应方向移动，但是CH2＝CH2 (g)的平衡转化率减小，D错误。
2.一定条件下，在密闭容器中发生如下反应：2SO2(g)＋O2(g) 2SO3(g) ΔH＝－198 kJ·mol－1。
(1)若在t0时刻只增大压强(缩小容器的体积)，请在图1中作出v正、v逆的变化图像。
答案：
(2)请在图2中作出不同温度下(T2＞T1)SO2的转化率随时间变化的示意图。
答案：
3.已知：A(g)＋2B(g) 3C(g) ΔH＜0，向一恒温恒容的密闭容器中充入
发生反应，t1时达到平衡状态Ⅰ，在t2时改变某一条件，t3时重新达到平衡状态Ⅱ，正反应速率随时间的变化如图所示。t2时改变的条件： 。
一定量的A和B
向容器中加入C
反应从正反应开始，所以为充入一定量的A和B。t2时v正瞬间不变，后不断增大，v逆是突变后不断减小，故改变的条件是加入C。
1.(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
高考真题 感悟
√
MnO2会催化 H2O2分解，与平衡移动无关，A项不符合题意；NO2转化为N2O4是放热的可逆反应，升温平衡逆向移动，NO2浓度增大，混合气体颜色加深，B项符合题意；常温下铁在浓硝酸中钝化，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项不符合题意；加入少量硫酸铜后，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项不符合题意。
2.(2022·天津卷)向恒温恒容密闭容器中通入2 mol SO2和1 mol O2，反应2SO2(g)＋O2(g) 2SO3(g)达到平衡后，再通入一定量O2，达到新平衡时，下列有关判断错误的是
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
√
平衡后，再通入一定量O2，平衡正向移动，SO3的平衡浓度增大，A正确；平衡常数是与温度有关的常数，温度不变，平衡常数不变，B错误；通入一定量O2，反应物浓度增大，正向反应速率增大，C正确；通入一定量O2，促进二氧化硫的转化，SO2的转化总量增大，D正确。
3.(2022·北京卷)某MOFs的多孔材料刚好可将N2O4“固定”，实现了NO2与N2O4分离并制备HNO3，如图所示：
已知：2NO2(g) N2O4(g) ΔH＜0，下列说法不正确的是
A.气体温度升高后，不利于N2O4的固定
B.N2O4被固定后，平衡正移，有利于NO2的去除
C.制备HNO3的原理为2N2O4＋O2＋2H2O4HNO3
D.每制备0.4 mol HNO3，转移电子数为6.02×1022
√
二氧化氮转化为四氧化二氮的反应为放热反应，升高温度，平衡向逆反应方向移动，四氧化二氮的浓度减小，所以气体温度升高后，不利于四氧化二氮的固定，故A正确；四氧化二氮被固定后，四氧化二氮的浓度减小，二氧化氮转化为四氧化二氮的平衡向正反应方向移动，二氧化氮的浓度减小，所以四氧化二氮被固定后，有利于二氧化氮的去
除，故B正确；由题意可知，被固定后的四氧化二氮与氧气和水反应生成硝酸，反应的化学方程式为2N2O4＋O2＋2H2O4HNO3，故C正确；四氧化二氮转化为硝酸时，生成1 mol硝酸，反应转移1 mol电子，则每制备0.4 mol硝酸，转移电子数为0.4 mol×6.02×1023 mol－1＝2.408×1023，故D错误。
4.(2024·安徽卷节选)C2H6直接脱氢反应为C2H6(g) C2H4(g)＋H2(g) ΔH4，C2H6的平衡转化率与温度和压强的关系如图所示，则
ΔH4 0(填“＞”“＜”或“＝”)。结合下图，下列条件中，达到平衡时转化率最接近40％的是 (填字母)。
a.600 ℃，0.6 MPa
b.700 ℃，0.7 MPa
c.800 ℃，0.8 MPa
＞
b
从题图中可知，压强相同的情况下，随着温度升高，C2H6的平衡转化率增大，因此该反应为吸热反应，ΔH4＞0。600 ℃，0.6 MPa时，C2H6的平衡转化率约为20％，a错误；700 ℃，0.7 MPa时，C2H6的平衡转化率大于20％小于50％，最接近40％，b正确；800 ℃，0.8 MPa时，C2H6的平衡转化率大于50％小于80％，c错误。
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课 时 测 评
1.下列事实不能用勒夏特列原理解释的是
A.溴水中有下列平衡：Br2＋H2O HBr＋HBrO，当加入少量AgNO3溶液后，溶液的颜色变浅
B.对于反应：2HI(g) H2(g)＋I2(g)，缩小容器的容积可使平衡体系的颜色变深
C.反应：CO(g)＋NO2(g) CO2(g)＋NO(g) ΔH＜0，升高温度可使平衡向逆反应方向移动
D.对于合成NH3的反应，为提高NH3的产率，理论上应采取低温措施
√
加入少量AgNO3溶液，HBr与AgNO3反应生成AgBr沉淀，c(HBr)减小，平衡正向移动，溶液的颜色变浅，A可以用勒夏特列原理解释；2HI(g) H2(g)＋I2(g)是反应前后气体分子总数不变的反应，缩小容器的容积，压强增大，平衡不移动，但c(I2)增大，导致平衡体系的颜色变深，故B不能用勒夏特列原理解释；反应：CO(g)＋NO2(g) CO2(g)＋NO(g)的ΔH＜0，升高温度，平衡逆向移动，C可以用勒夏特列原理解释；合成氨的反应是放热反应，降低温度，平衡正向移动，有利于生成NH3，D可以用勒夏特列原理解释。
2.在一定温度下，在恒定容积的密闭容器中进行的可逆反应A2(g)＋B2(g) 2AB(g)达到化学平衡的标志是
A.容器内的总压强不随时间而变化
B.反应速率v(A2)＝v(B2)＝v(AB)
C.单位时间内有n mol A2生成的同时就有2n mol AB生成
D.容器内混合气体的密度不随时间而变化
√
A项，该反应反应前后气体的化学计量数之和相等，因此压强不是变量，压强不变不能判断是否达到平衡状态，不符合题意；B项，化学反应中，各物质的反应速率之比等于化学计量数之比，因此v(A2)∶v(B2)∶v(AB)＝1∶1∶2，v(A2)＝v(B2)＝v(AB)，与反应是否平衡无关，不符合题意；C项，单位时间内生成n mol A2同时生成2n mol AB，说明v正＝v逆，可以判定反应达到平衡状态，符合题意；D项，反应前后质量守恒，因此m不变，容积恒定，因此V不变，根据ρ＝，ρ为定值，不能判定反应是否平衡，不符合题意。
3.一定条件下：2NO2(g) N2O4(g) ΔH＜0。在测定NO2的相对分子质量时，下列条件中，测定结果误差最小的是
A.温度0 ℃、压强50 kPa B.温度130 ℃、压强300 kPa
C.温度25 ℃、压强100 kPa D.温度130 ℃、压强50 kPa
√
测定二氧化氮的相对分子质量，要使测定结果误差最小，应该使混合气体中NO2的含量越多越好，为了实现该目的，应该改变条件使平衡尽可能地逆向移动。该反应是一个反应前后气体分子数减小的放热反应，可以通过减小压强、升高温度使平衡逆向移动，则选项中，温度高的为130 ℃，压强低的为50 kPa，结合二者选D。
4.已知反应式：mX(g)＋nY(？) pQ(g)＋2mZ(g)，达到平衡时c(X)＝0.3 mol·L－1。其他条件不变，将容器体积缩小到原来的，重新平衡后c(X)＝0.5 mol·L－1。下列说法正确的是
A.平衡向逆反应方向移动
B.Y 可能是固体
C.化学计量数n＞m
D.Z 的体积分数减小
√
平衡时c(X)＝0.3 mol·L－1，将容器体积缩小到原来的的瞬间，X的浓度变为原来的2倍，即为0.6 mol·L－1，重新平衡后c(X)＝0.5 mol·L－1，说明平衡在增大压强时正向移动。从以上分析可知，平衡向正反应方向移动，故A错误；增大压强，平衡正向移动，说明反应物中气体的化学计量数之和大于生成物，所以Y是气体，故B错误；根据B的分析，化学计量数m＋n＞p＋2m，即n＞p＋m，所以n＞m，故C正确；平衡正向移动，所以Z 的体积分数增大，故D错误。
5.在容积为2 L的密闭容器中，进行如下化学反应：2CuCl2(s) 2CuCl(s)＋Cl2(g)，其化学平衡常数K和温度的关系如表：
根据信息作出的下列判断正确的是
A.此反应为放热反应
B.此反应在1 050 ℃达平衡时，1.75＜K＝＜1.90
C.1 000 ℃条件下容器容积由2 L变为1 L，平衡逆向移动，达平衡时Cl2的浓度保持不变
D.降温和加入CuCl固体都能使平衡发生移动
√
T/℃ 800 900 1 000 1 100 1 200
K 1.1 1.5 1.75 1.90 2.08
由题表中数据可知，升高温度，K不断增大，则平衡正向移动，所以此反应为吸热反应，A错误；反应中，CuCl2、CuCl都呈固态，不能出现在平衡常数表达式中，所以此反应在1 050 ℃达平衡时，1.75＜K＝c(Cl2)＜1.90，B错误；1 000 ℃条件下容器容积由2 L变为1 L，相当于加压，平衡逆向移动，但由于平衡常数K不变，所以达平衡时Cl2的浓度保持不变，C正确；加入CuCl固体时，并不影响平衡体系中Cl2的浓度，所以不能使平衡发生移动，D错误。
T/℃ 800 900 1 000 1 100 1 200
K 1.1 1.5 1.75 1.90 2.08
6.对密闭容器中进行的反应：X(g)＋3Y(g) 2Z(g)绘制如下图像，下列说法错误的是
A.依据图甲可判断正反应为放热反应
B.在图乙中，虚线可表示使用了催化剂后X的转化率
C.图丙可表示减小压强，平衡向逆反应方向移动
D.依据图丁中混合气体的平均相对分子质量随温度的变化情况，可推知正反应的ΔH＜0
√
7.有两个相同带活塞的容器，向容器a中充入NO2(g)，待颜色不再变化，再向容器b中充入溴蒸气，使两容器的颜色相同和体积相等[注意：同浓度的NO2和Br2蒸气颜色相同，2NO2(g) N2O4(g)(无色)]，迅速将两容器同时压缩(假设气体不液化)，下列说法正确的是
A.a→a'过程中，颜色突然加深，然后逐渐变浅，最终颜色比原来的浅
B.若对a和b以极慢的速度缓缓压缩，则a和b的颜色均慢慢加深，但在每一个相同的时间点，b的颜色总比a的深
C.假设容器和活塞均为无色，从容器左侧观察a和a'，a'的颜色比a浅
D.气体的物质的量：na'一定大于nb'
√
a→a'过程中，增大压强，2NO2(g) N2O4(g)平衡正向移动，有一定量的NO2转化成N2O4，但是新平衡时各气体物质的物质的量浓度均比旧平衡时大；b→b'过程中，溴蒸气的物质的量不变，浓度增大。a→a'过程中，开始时容器的容积瞬间减小，NO2的浓度瞬间增大，则颜色突然加深，2NO2(g) N2O4(g)平衡正向移动，NO2的浓度逐渐减小，则颜色又逐渐变浅，但是新平衡时各气体物质的浓度均比旧平衡时大，则
最终颜色比原来的深，故A错误；在以极慢的速度缓缓压缩的过程中，a中2NO2(g) N2O4(g)平衡正向移动，有一定量的NO2转化成N2O4，而b→b'过程中，溴蒸气的物质的量不变，但在每一个相同的时间点，溴蒸气的浓度总是比NO2的浓度大，故b的颜色总比a的深，故B正确；由A项分析知，从容器左侧观察a和a'，a'的颜色更深，故C错误；a'中反应为气体分子数减小的反应，而b'中气体分子数不变，故na'一定小于nb'，故D错误。
8.某温度下，在一容积可变的恒压容器中，反应2A(g)＋B(g) 2C(g)达到平衡时，A、B和C的物质的量分别为4 mol、2 mol和4 mol。保持温度和压强不变，对平衡混合物中三者的物质的量做如下调整，可使平衡右移的是A.均减半 B.均加倍
C.均增加1 mol D.均减少1 mol
√
容积可变，说明是恒温、恒压条件，满足“等比等效”。A项，“均减半”后A、B、C的物质的量分别为2 mol、1 mol和2 mol，满足“等比等效”，平衡不会移动；B项，“均加倍”后A、B、C的物质的量分别为8 mol、4 mol和8 mol，满足“等比等效”，平衡不会移动；C项，“均增加1 mol”后A、B、C的物质的量分别为5 mol、3 mol和5 mol，相当于在5 mol、2.5 mol和5 mol的基础上又增加了0.5 mol B，平衡向右移动；D项，“均减小1 mol”后A、B、C的物质的量分别为3 mol、1 mol和3 mol，相当于在3 mol、1.5 mol和3 mol的基础上减少了0.5 mol B，平衡向左移动。
9.在一个固定容积的密闭容器中充入2 mol NO2，一定温度下建立平衡：2NO2 N2O4，此时NO2的转化率为x％，若再充入1 mol N2O4，在温度不变的情况下，达到新的平衡时，测得NO2的转化率为y％，则x和y的大小关系正确的是
A.x＞y B.x＜y
C.x＝y D.不能确定
√
先建立等效平衡模型，即假设原容器的体积可变，当再充入1 mol N2O4后重新建立起的平衡和原平衡等效，此时NO2的转化率依然为x％。当体积不发生变化时，在原平衡的基础上要缩小容器的体积，即增大了压强，该反应正反应方向为气体体积缩小的方向，平衡向正反应方向移动，NO2的转化率增大，即x＜y。
10.如图所示，左室容积为右室的两倍，温度相同，现分别按照如图所示的量充入气体，同时加入少量固体催化剂使两室内气体充分反应达到平衡，打开活塞，继续反应再次达到平衡。下列说法不正确的是
A.第一次平衡时，SO2的物质的量左室更多
B.气体未反应前，左室压强和右室一样大
C.第一次平衡时，左室内压强一定小于右室
D.第二次平衡时，SO2的总物质的量比第一次平衡时左室SO2的物质的量的2倍多
√
两室中发生反应2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)，若右室的容积与左室相等，左室和右室在相同条件下达到的平衡状态相同，含有的SO2物质的量相等，右室相当于在此平衡状态时将体积缩小为原来的，压强增大，平衡向生成SO3的方向移动，SO2物质的量减少，则第一次平衡时，SO2的物质的量左室更多，A项正确；通入气体未反应前，左室气体总物质的量为4 mol，右室气体总物质的量为2 mol，左室容积为右室的两倍，温度相同，则左室压强和右室一样大，B项正确；左室
从正反应开始建立平衡，左室平衡时压强小于左室起始压强，右室从逆反应开始建立平衡，右室平衡时压强大于右室起始压强，左室与右室起始压强相等，则第一次平衡时左室内压强一定小于右室，C项正确；若在容积为2倍左室容积的容器中起始充4 mol SO2、2 mol O2，相同条件下达到平衡时SO2的物质的量为左室SO2物质的量的2倍，打开活塞相当于在容积为1.5倍左室容积的容器中起始充入2 mol SO2、
1 molO2、2 mol SO3(g)、1 mol Ar，相当于在容积为1.5倍左室容积的容器中起始充入4 mol SO2、2 mol O2、1 mol Ar，相对于2倍左室容积的容器缩小了体积，压强增大，平衡向正反应方向移动，SO2物质的量减小，即第二次平衡时，SO2的总物质的量比第一次平衡时左室SO2物质的量的2倍要少，D项错误。
11.(10分)298 K时，将20 mL 3x mol·L－1 Na3AsO3、20 mL 3x mol·L－1 I2和20 mL NaOH溶液混合，发生反应：As(aq)＋I2(aq)＋2OH－(aq)As(aq)＋2I－(aq)＋H2O(l)。溶液中c(As)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 (填字母)。
a.溶液的pH不再变化
b.v(I－)＝2v(As)
c.不再变化
d.c(I－)＝y mol·L－1
(2)tm时，v正 v逆(填“大于”“小于”或“等于”)。
(3)tm时v逆 tn时v逆(填“大于”“小于”或“等于”)，理由是 。
(4)若平衡时溶液的pH＝14，则该反应的平衡常数K为 (用含x、y的式子表示)。
ac
大于
小于
tm时生成物浓度较低
12.(10分)用CO2制备CH3OH可实现CO2的能源化利用，反应如下：CO2(g)＋3H2(g) CH3OH(g)＋H2O(g)。
(1)在523 K、V L密闭容器中发生上述反应，下列说法能作为判断反应达到平衡状态的标志的是 (填字母)。
a.容器内压强不再改变
b.体系内的气体密度不再改变
c.混合气体的平均摩尔质量不再改变
d.甲醇的浓度不再改变
acd
正反应体积减小，压强是变量，所以容器内压强不再改变说明反应达到平衡状态，a正确；反应前后容器容积和混合气体的质量均是不变的，混合气体的密度始终不变，所以体系内的气体密度不再改变不能说明反应达到平衡状态，b错误；正反应气体体积减小，混合气体的质量不变，平均摩尔质量是变量，所以混合气体的平均摩尔质量不再改变说明反应达到平衡状态，c正确；甲醇的浓度不再改变说明反应达到平衡状态，d正确。
(2)工业上用CO2制备CH3OH的过程中存在以下副反应：CO2(g)＋H2(g) CO(g)＋H2O(g) ΔH＝＋41.2 kJ/mol。将反应物混合气按进料比n(CO2)∶n(H2)＝1∶3通入反应装置，选择合适的催化剂，发生反应。
①不同温度和压强下，CH3OH平衡产率和CO2平衡转化率分别如图1、
图2。
ⅰ.图1中，压强p1 p2(填“＞”“＝”或“＜”)。
ⅱ.图2中，压强为p2，温度高于503 K后，CO2平衡转化率随温度升高而增大的原因是______________________________________________________
__________________________________________________________________________________________________________________________________________。
＞
CO2平衡转化率为正反应和副反应的CO2平衡转化率之和。副反应为吸热反应，随温度升高CO2平衡转化率升高，主反应为放热反应，随温度升高CO2平衡转化率降低，温度较高时，CO2平衡转化率主要取决于副反应
反应CO2(g)＋3H2(g) CH3OH(g)＋H2O(g)为气体分子总数减小的反应，压强增大，平衡向正反应方向移动，有利于甲醇的生成；由题图1可知p1时的甲醇平衡产率高于p2时的甲醇平衡产率，因此，p1＞p2；ⅱ.题图2中，压强为p2时，CO2平衡转化率为正反应和副反应的CO2平衡转化率之和，副反应为吸热反应，随温度升高CO2平衡转化率升高，主反应为放热反应，温度高于503 K后，CO2平衡转化率降低，因温度较高时，CO2平衡转化率主要取决于副反应，所以CO2平衡转化率随温度升高而增大；
②实际生产中，测得压强为p3时，相同时间内不同温度下的CH3OH产率如图3。
图3中523 K时的CH3OH产率最大，可能的原因是 (填字母)。
a.此条件下主反应限度最大
b.此条件下主反应速率最快
c.523 K时催化剂的活性最强
c
题图3中523 K时的CH3OH产率最大，主反应为放热反应，升高温度，平衡向吸热方向移动，故a错误；温度越高，速率越快，所以此条件下主反应速率不是最快，故b错误；催化剂能成千上万倍的加快反应速率，说明523 K时催化剂的活性最强，故c正确。
返回第40讲 化学平衡状态 化学平衡的移动
【复习目标】 1.认识化学反应的可逆性，理解化学平衡建立的过程。2.理解外界条件(浓度、温度、压强、催化剂等)对化学平衡的影响，能通过实验及相关理论解释其一般规律。3.了解化学平衡的调控在生活、生产和科学研究领域中的重要作用。
考点一 可逆反应与化学平衡状态
1.可逆反应
(1)概念
在同一条件下，既可以向正反应方向进行，同时又能向逆反应方向进行的化学反应。
(2)特点
①“二同”：同一条件下；正、逆反应同时进行。
②“一不能”：不能进行到底。
【正误判断】
1.氢气燃烧生成水，而水可电解生成氢气和氧气，故此反应是可逆反应 ( )
2.在工业生产条件下，氢气与氮气充分发生反应，氮气的转化率约为15％，故此反应是可逆反应 ( )
3.少量氯气通入大量水中，所得溶液呈浅黄绿色，且具有酸性和漂白性，故氯气与水的反应为可逆反应 ( )
答案：1.× 2.√ 3.√
2.化学平衡状态
(1)概念
一定条件下的可逆反应中，当正反应速率和逆反应速率相等时，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的状态。
(2)化学平衡的建立
(3)化学平衡的特征
3.判断平衡状态的两种方法
(1)“正逆相等”：v正＝v逆≠0
①同种物质：同一物质的生成速率等于消耗速率。
②不同物质：必须是“异向”的反应速率关系。如aA＋bB cC＋dD，＝时，反应达平衡状态。
(2)“变量不变”：如果一个量是随反应进行而改变的，当其不变时为平衡状态；一个随反应进行保持不变的量，不能作为判断是否平衡的依据。
学生用书 第228页
可逆反应的特征
1.在密闭容器中进行反应：X2(g)＋Y2(g) 2Z(g)，已知X2、Y2、Z的起始浓度分别为0.1 mol/L、0.3 mol/L、0.2 mol/L，在一定条件下，当反应达到平衡时，各物质的浓度有可能是( )
A.Z为0.3 mol/L
B.Y2为0.4 mol/L
C.X2为0.2 mol/L
D.Z为0.4 mol/L
答案：A
解析：当Z完全转化为X2、Y2时，X2、Y2分别为0.2 mol/L、0.4 mol/L；当0.1 mol/L X2完全转化为Z时，Y2为0.2 mol/L，Z为0.4 mol/L，则0＜X2＜0.2 mol/L，0.2 mol/L＜Y2＜0.4 mol/L，0＜Z＜0.4 mol/L，A选项符合题意。
平衡状态的判断
2.可逆反应N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g)的正、逆反应速率可用各反应物或生成物浓度的变化来表示。下列各关系中能说明反应已达到平衡状态的是( )
A.3v正(N2)＝v正(H2)
B.v正(N2)＝v逆(NH3)
C.2v正(H2)＝3v逆(NH3)
D.v正(N2)＝3v逆(H2)
答案：C
解析：A项无逆反应速率，错误；B项，＝，即2v正(N2)＝v逆(NH3)时，反应达到平衡状态，错误；C项，＝，即2v正(H2)＝3v逆(NH3)时反应达到平衡状态，正确；D项，＝，即3v正(N2)＝v逆(H2)时反应达到平衡状态，错误。
3.在一定温度下的定容容器中，当下列物理量不再发生变化时：①混合气体的压强，②混合气体的密度，③混合气体的总物质的量，④混合气体的平均相对分子质量，⑤混合气体的颜色，⑥各反应物或生成物的浓度之比等于化学计量数之比，⑦某种气体的百分含量。
(1)能说明2SO2(g)＋O2(g) 2SO3(g)达到平衡状态的是 (填序号，下同)。
(2)能说明I2(g)＋H2(g) 2HI(g)达到平衡状态的是 。
(3)能说明2NO2(g) N2O4(g)达到平衡状态的是 。
(4)能说明C(s)＋CO2(g) 2CO(g)达到平衡状态的是 。
(5)能说明NH2COONH4(s) 2NH3(g)＋CO2(g)达到平衡状态的是 。
(6)能说明5CO(g)＋I2O5(s) 5CO2(g)＋I2(s)达到平衡状态的是 。
答案：(1)①③④⑦ (2)⑤⑦ (3)①③④⑤⑦ (4)①②③④⑦ (5)①②③ (6)②④⑦
4.若将上述题目3中的(1)～(4)改成一定温度下的恒压密闭容器，结果又如何？
(1) (2)
(3) (4)
答案：(1)②③④⑦ (2)⑤⑦ (3)②③④⑤⑦ (4)②③④⑦
考点二 化学平衡的移动
1.化学平衡移动
(1)原因：反应条件的改变导致v正≠v逆。
(2)化学平衡移动方向与化学反应速率的关系
①v正＞v逆时，平衡向正反应方向移动；
②v正＜v逆时，平衡向逆反应方向移动；
③v正＝v逆，平衡不移动。
2.外界因素对化学平衡的影响
在一定条件下，aA(g)＋bB(g) mC(g) ΔH＜0达到了平衡状态，若其他条件不变，改变下列条件对化学平衡影响如下：
条件的改变(其他条件不变) 化学平衡的移动方向
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(对有气体存在的反应) 反应前后气体分子数改变 增大压强 向气体体积减小的方向移动
减小压强 向气体体积增大的方向移动
反应前后气体分子数不变 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 同等程度地改变v正、v逆，平衡不移动
3.几种特殊情况说明
(1)改变固体或纯液体的量，对化学平衡没影响。
学生用书 第229页
(2)“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
(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.勒夏特列原理
如果改变影响平衡的一个条件(如温度、浓度、压强)，平衡将向着能够减弱这种改变的方向移动。
【正误判断】
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.化学平衡正向移动，反应物的转化率不一定增大 ( )
4.向平衡体系FeCl3＋3KSCN Fe(SCN)3＋3KCl中加入适量KCl固体，平衡逆向移动，溶液的颜色变浅 ( )
5.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 ( )
答案：1.× 2.× 3.√ 4.× 5.×
1.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( )
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
答案：C
解析：该反应的正反应是一个气体分子数减小的反应，增大压强可以加快化学反应速率，正反应速率增大的幅度大于逆反应速率增大的幅度，故v正＞v逆，平衡向正反应方向移动，但是因为温度不变，故平衡常数不变，A错误；催化剂不影响化学平衡状态，因此，加入催化剂不影响平衡时CH3CH2OH(g)的浓度，B错误；恒容下，充入一定量的H2O(g)，H2O(g)的浓度增大，平衡向正反应方向移动，C正确；恒容下，充入一定量的CH2＝CH2 (g)，平衡向正反应方向移动，但是CH2＝CH2 (g)的平衡转化率减小，D错误。
2.一定条件下，在密闭容器中发生如下反应：2SO2(g)＋O2(g) 2SO3(g) ΔH＝－198 kJ·mol－1。
(1)若在t0时刻只增大压强(缩小容器的体积)，请在图1中作出v正、v逆的变化图像。
(2)请在图2中作出不同温度下(T2＞T1)SO2的转化率随时间变化的示意图。
答案：(1)
(2)
3.已知：A(g)＋2B(g) 3C(g) ΔH＜0，向一恒温恒容的密闭容器中充入 发生反应，t1时达到平衡状态Ⅰ，在t2时改变某一条件，t3时重新达到平衡状态Ⅱ，正反应速率随时间的变化如图所示。t2时改变的条件： 。
答案：一定量的A和B 向容器中加入C
解析：反应从正反应开始，所以为充入一定量的A和B。t2时v正瞬间不变，后不断增大，v逆是突变后不断减小，故改变的条件是加入C。
1.(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
答案：B
解析：MnO2会催化 H2O2分解，与平衡移动无关，A项不符合题意；NO2转化为N2O4是放热的可逆反应，升温平衡逆向移动，NO2浓度增大，混合气体颜色加深，B项符合题意；常温下铁在浓硝酸中钝化，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项不符合题意；加入少量硫酸铜后，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项不符合题意。
学生用书 第230页
2.(2022·天津卷)向恒温恒容密闭容器中通入2 mol SO2和1 mol O2，反应2SO2(g)＋O2(g) 2SO3(g)达到平衡后，再通入一定量O2，达到新平衡时，下列有关判断错误的是( )
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
答案：B
解析：平衡后，再通入一定量O2，平衡正向移动，SO3的平衡浓度增大，A正确；平衡常数是与温度有关的常数，温度不变，平衡常数不变，B错误；通入一定量O2，反应物浓度增大，正向反应速率增大，C正确；通入一定量O2，促进二氧化硫的转化，SO2的转化总量增大，D正确。
3.(2022·北京卷)某MOFs的多孔材料刚好可将N2O4“固定”，实现了NO2与N2O4分离并制备HNO3，如图所示：
已知：2NO2(g) N2O4(g) ΔH＜0，下列说法不正确的是( )
A.气体温度升高后，不利于N2O4的固定
B.N2O4被固定后，平衡正移，有利于NO2的去除
C.制备HNO3的原理为2N2O4＋O2＋2H2O4HNO3
D.每制备0.4 mol HNO3，转移电子数为6.02×1022
答案：D
解析：二氧化氮转化为四氧化二氮的反应为放热反应，升高温度，平衡向逆反应方向移动，四氧化二氮的浓度减小，所以气体温度升高后，不利于四氧化二氮的固定，故A正确；四氧化二氮被固定后，四氧化二氮的浓度减小，二氧化氮转化为四氧化二氮的平衡向正反应方向移动，二氧化氮的浓度减小，所以四氧化二氮被固定后，有利于二氧化氮的去除，故B正确；由题意可知，被固定后的四氧化二氮与氧气和水反应生成硝酸，反应的化学方程式为2N2O4＋O2＋2H2O4HNO3，故C正确；四氧化二氮转化为硝酸时，生成1 mol硝酸，反应转移1 mol电子，则每制备0.4 mol硝酸，转移电子数为0.4 mol×6.02×1023 mol－1＝2.408×1023，故D错误。
4.(2024·安徽卷节选)C2H6直接脱氢反应为C2H6(g) C2H4(g)＋H2(g) ΔH4，C2H6的平衡转化率与温度和压强的关系如图所示，则ΔH4 0(填“＞”“＜”或“＝”)。结合下图，下列条件中，达到平衡时转化率最接近40％的是 (填字母)。
a.600 ℃，0.6 MPa b.700 ℃，0.7 MPa c.800 ℃，0.8 MPa
答案：＞ b
解析：从题图中可知，压强相同的情况下，随着温度升高，C2H6的平衡转化率增大，因此该反应为吸热反应，ΔH4＞0。600 ℃，0.6 MPa时，C2H6的平衡转化率约为20％，a错误；700 ℃，0.7 MPa时，C2H6的平衡转化率大于20％小于50％，最接近40％，b正确；800 ℃，0.8 MPa时，C2H6的平衡转化率大于50％小于80％，c错误。
课时测评40 化学平衡状态 化学平衡的移动
(时间：45分钟 满分：60分)
(本栏目内容，在学生用书中以独立形式分册装订！)
选择题1－10题，每小题4分，共40分。
1.下列事实不能用勒夏特列原理解释的是( )
A.溴水中有下列平衡：Br2＋H2O HBr＋HBrO，当加入少量AgNO3溶液后，溶液的颜色变浅
B.对于反应：2HI(g) H2(g)＋I2(g)，缩小容器的容积可使平衡体系的颜色变深
C.反应：CO(g)＋NO2(g) CO2(g)＋NO(g) ΔH＜0，升高温度可使平衡向逆反应方向移动
D.对于合成NH3的反应，为提高NH3的产率，理论上应采取低温措施
答案：B
解析：加入少量AgNO3溶液，HBr与AgNO3反应生成AgBr沉淀，c(HBr)减小，平衡正向移动，溶液的颜色变浅，A可以用勒夏特列原理解释；2HI(g) H2(g)＋I2(g)是反应前后气体分子总数不变的反应，缩小容器的容积，压强增大，平衡不移动，但c(I2)增大，导致平衡体系的颜色变深，故B不能用勒夏特列原理解释；反应：CO(g)＋NO2(g) CO2(g)＋NO(g)的ΔH＜0，升高温度，平衡逆向移动，C可以用勒夏特列原理解释；合成氨的反应是放热反应，降低温度，平衡正向移动，有利于生成NH3，D可以用勒夏特列原理解释。
2.在一定温度下，在恒定容积的密闭容器中进行的可逆反应A2(g)＋B2(g) 2AB(g)达到化学平衡的标志是( )
A.容器内的总压强不随时间而变化
B.反应速率v(A2)＝v(B2)＝v(AB)
C.单位时间内有n mol A2生成的同时就有2n mol AB生成
D.容器内混合气体的密度不随时间而变化
答案：C
解析：A项，该反应反应前后气体的化学计量数之和相等，因此压强不是变量，压强不变不能判断是否达到平衡状态，不符合题意；B项，化学反应中，各物质的反应速率之比等于化学计量数之比，因此v(A2)∶v(B2)∶v(AB)＝1∶1∶2，v(A2)＝v(B2)＝v(AB)，与反应是否平衡无关，不符合题意；C项，单位时间内生成n mol A2同时生成2n mol AB，说明v正＝v逆，可以判定反应达到平衡状态，符合题意；D项，反应前后质量守恒，因此m不变，容积恒定，因此V不变，根据ρ＝，ρ为定值，不能判定反应是否平衡，不符合题意。
3.一定条件下：2NO2(g) N2O4(g) ΔH＜0。在测定NO2的相对分子质量时，下列条件中，测定结果误差最小的是( )
A.温度0 ℃、压强50 kPa
B.温度130 ℃、压强300 kPa
C.温度25 ℃、压强100 kPa
D.温度130 ℃、压强50 kPa
答案：D
解析：测定二氧化氮的相对分子质量，要使测定结果误差最小，应该使混合气体中NO2的含量越多越好，为了实现该目的，应该改变条件使平衡尽可能地逆向移动。该反应是一个反应前后气体分子数减小的放热反应，可以通过减小压强、升高温度使平衡逆向移动，则选项中，温度高的为130 ℃，压强低的为50 kPa，结合二者选D。
4.已知反应式：mX(g)＋nY(？) pQ(g)＋2mZ(g)，达到平衡时c(X)＝0.3 mol·L－1。其他条件不变，将容器体积缩小到原来的，重新平衡后c(X)＝0.5 mol·L－1。下列说法正确的是( )
A.平衡向逆反应方向移动
B.Y 可能是固体
C.化学计量数n＞m
D.Z 的体积分数减小
答案：C
解析：平衡时c(X)＝0.3 mol·L－1，将容器体积缩小到原来的的瞬间，X的浓度变为原来的2倍，即为0.6 mol·L－1，重新平衡后c(X)＝0.5 mol·L－1，说明平衡在增大压强时正向移动。从以上分析可知，平衡向正反应方向移动，故A错误；增大压强，平衡正向移动，说明反应物中气体的化学计量数之和大于生成物，所以Y是气体，故B错误；根据B的分析，化学计量数m＋n＞p＋2m，即n＞p＋m，所以n＞m，故C正确；平衡正向移动，所以Z 的体积分数增大，故D错误。
5.在容积为2 L的密闭容器中，进行如下化学反应：2CuCl2(s) 2CuCl(s)＋Cl2(g)，其化学平衡常数K和温度的关系如表：
T/℃ 800 900 1 000 1 100 1 200
K 1.1 1.5 1.75 1.90 2.08
根据信息作出的下列判断正确的是( )
A.此反应为放热反应
B.此反应在1 050 ℃达平衡时，1.75＜K＝＜1.90
C.1 000 ℃条件下容器容积由2 L变为1 L，平衡逆向移动，达平衡时Cl2的浓度保持不变
D.降温和加入CuCl固体都能使平衡发生移动
答案：C
解析：由题表中数据可知，升高温度，K不断增大，则平衡正向移动，所以此反应为吸热反应，A错误；反应中，CuCl2、CuCl都呈固态，不能出现在平衡常数表达式中，所以此反应在1 050 ℃达平衡时，1.75＜K＝c(Cl2)＜1.90，B错误；1 000 ℃条件下容器容积由2 L变为1 L，相当于加压，平衡逆向移动，但由于平衡常数K不变，所以达平衡时Cl2的浓度保持不变，C正确；加入CuCl固体时，并不影响平衡体系中Cl2的浓度，所以不能使平衡发生移动，D错误。
6.对密闭容器中进行的反应：X(g)＋3Y(g) 2Z(g)绘制如下图像，下列说法错误的是( )
A.依据图甲可判断正反应为放热反应
B.在图乙中，虚线可表示使用了催化剂后X的转化率
C.图丙可表示减小压强，平衡向逆反应方向移动
D.依据图丁中混合气体的平均相对分子质量随温度的变化情况，可推知正反应的ΔH＜0
答案：C
7.有两个相同带活塞的容器，向容器a中充入NO2(g)，待颜色不再变化，再向容器b中充入溴蒸气，使两容器的颜色相同和体积相等[注意：同浓度的NO2和Br2蒸气颜色相同，2NO2(g) N2O4(g)(无色)]，迅速将两容器同时压缩(假设气体不液化)，下列说法正确的是( )
A.a→a'过程中，颜色突然加深，然后逐渐变浅，最终颜色比原来的浅
B.若对a和b以极慢的速度缓缓压缩，则a和b的颜色均慢慢加深，但在每一个相同的时间点，b的颜色总比a的深
C.假设容器和活塞均为无色，从容器左侧观察a和a'，a'的颜色比a浅
D.气体的物质的量：na'一定大于nb'
答案：B
解析：a→a'过程中，增大压强，2NO2(g) N2O4(g)平衡正向移动，有一定量的NO2转化成N2O4，但是新平衡时各气体物质的物质的量浓度均比旧平衡时大；b→b'过程中，溴蒸气的物质的量不变，浓度增大。a→a'过程中，开始时容器的容积瞬间减小，NO2的浓度瞬间增大，则颜色突然加深，2NO2(g) N2O4(g)平衡正向移动，NO2的浓度逐渐减小，则颜色又逐渐变浅，但是新平衡时各气体物质的浓度均比旧平衡时大，则最终颜色比原来的深，故A错误；在以极慢的速度缓缓压缩的过程中，a中2NO2(g) N2O4(g)平衡正向移动，有一定量的NO2转化成N2O4，而b→b'过程中，溴蒸气的物质的量不变，但在每一个相同的时间点，溴蒸气的浓度总是比NO2的浓度大，故b的颜色总比a的深，故B正确；由A项分析知，从容器左侧观察a和a'，a'的颜色更深，故C错误；a'中反应为气体分子数减小的反应，而b'中气体分子数不变，故na'一定小于nb'，故D错误。
8.某温度下，在一容积可变的恒压容器中，反应2A(g)＋B(g) 2C(g)达到平衡时，A、B和C的物质的量分别为4 mol、2 mol和4 mol。保持温度和压强不变，对平衡混合物中三者的物质的量做如下调整，可使平衡右移的是( )
A.均减半 B.均加倍
C.均增加1 mol D.均减少1 mol
答案：C
解析：容积可变，说明是恒温、恒压条件，满足“等比等效”。A项，“均减半”后A、B、C的物质的量分别为2 mol、1 mol和2 mol，满足“等比等效”，平衡不会移动；B项，“均加倍”后A、B、C的物质的量分别为8 mol、4 mol和8 mol，满足“等比等效”，平衡不会移动；C项，“均增加1 mol”后A、B、C的物质的量分别为5 mol、3 mol和5 mol，相当于在5 mol、2.5 mol和5 mol的基础上又增加了0.5 mol B，平衡向右移动；D项，“均减小1 mol”后A、B、C的物质的量分别为3 mol、1 mol和3 mol，相当于在3 mol、1.5 mol和3 mol的基础上减少了0.5 mol B，平衡向左移动。
9.在一个固定容积的密闭容器中充入2 mol NO2，一定温度下建立平衡：2NO2 N2O4，此时NO2的转化率为x％，若再充入1 mol N2O4，在温度不变的情况下，达到新的平衡时，测得NO2的转化率为y％，则x和y的大小关系正确的是( )
A.x＞y B.x＜y
C.x＝y D.不能确定
答案：B
解析：先建立等效平衡模型，即假设原容器的体积可变，当再充入1 mol N2O4后重新建立起的平衡和原平衡等效，此时NO2的转化率依然为x％。当体积不发生变化时，在原平衡的基础上要缩小容器的体积，即增大了压强，该反应正反应方向为气体体积缩小的方向，平衡向正反应方向移动，NO2的转化率增大，即x＜y。
10.如图所示，左室容积为右室的两倍，温度相同，现分别按照如图所示的量充入气体，同时加入少量固体催化剂使两室内气体充分反应达到平衡，打开活塞，继续反应再次达到平衡。下列说法不正确的是( )
A.第一次平衡时，SO2的物质的量左室更多
B.气体未反应前，左室压强和右室一样大
C.第一次平衡时，左室内压强一定小于右室
D.第二次平衡时，SO2的总物质的量比第一次平衡时左室SO2的物质的量的2倍多
答案：D
解析：两室中发生反应2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)，若右室的容积与左室相等，左室和右室在相同条件下达到的平衡状态相同，含有的SO2物质的量相等，右室相当于在此平衡状态时将体积缩小为原来的，压强增大，平衡向生成SO3的方向移动，SO2物质的量减少，则第一次平衡时，SO2的物质的量左室更多，A项正确；通入气体未反应前，左室气体总物质的量为4 mol，右室气体总物质的量为2 mol，左室容积为右室的两倍，温度相同，则左室压强和右室一样大，B项正确；左室从正反应开始建立平衡，左室平衡时压强小于左室起始压强，右室从逆反应开始建立平衡，右室平衡时压强大于右室起始压强，左室与右室起始压强相等，则第一次平衡时左室内压强一定小于右室，C项正确；若在容积为2倍左室容积的容器中起始充4 mol SO2、2 mol O2，相同条件下达到平衡时SO2的物质的量为左室SO2物质的量的2倍，打开活塞相当于在容积为1.5倍左室容积的容器中起始充入2 mol SO2、1 mol O2、2 mol SO3(g)、1 mol Ar，相当于在容积为1.5倍左室容积的容器中起始充入4 mol SO2、2 mol O2、1 mol Ar，相对于2倍左室容积的容器缩小了体积，压强增大，平衡向正反应方向移动，SO2物质的量减小，即第二次平衡时，SO2的总物质的量比第一次平衡时左室SO2物质的量的2倍要少，D项错误。
11.(10分)298 K时，将20 mL 3x mol·L－1 Na3AsO3、20 mL 3x mol·L－1 I2和20 mL NaOH溶液混合，发生反应：As(aq)＋I2(aq)＋2OH－(aq)As(aq)＋2I－(aq)＋H2O(l)。溶液中c(As)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 (填字母)。
a.溶液的pH不再变化
b.v(I－)＝2v(As)
c.不再变化
d.c(I－)＝y mol·L－1
(2)tm时，v正 v逆(填“大于”“小于”或“等于”)。
(3)tm时v逆 tn时v逆(填“大于”“小于”或“等于”)，理由是 。
(4)若平衡时溶液的pH＝14，则该反应的平衡常数K为 (用含x、y的式子表示)。
答案：(1)ac (2)大于 (3)小于 tm时生成物浓度较低 (4)
12.(10分)用CO2制备CH3OH可实现CO2的能源化利用，反应如下：CO2(g)＋3H2(g) CH3OH(g)＋H2O(g)。
(1)在523 K、V L密闭容器中发生上述反应，下列说法能作为判断反应达到平衡状态的标志的是 (填字母)。
a.容器内压强不再改变
b.体系内的气体密度不再改变
c.混合气体的平均摩尔质量不再改变
d.甲醇的浓度不再改变
(2)工业上用CO2制备CH3OH的过程中存在以下副反应：CO2(g)＋H2(g) CO(g)＋H2O(g) ΔH＝＋41.2 kJ/mol。将反应物混合气按进料比n(CO2)∶n(H2)＝1∶3通入反应装置，选择合适的催化剂，发生反应。
①不同温度和压强下，CH3OH平衡产率和CO2平衡转化率分别如图1、图2。
ⅰ.图1中，压强p1 p2(填“＞”“＝”或“＜”)。
ⅱ.图2中，压强为p2，温度高于503 K后，CO2平衡转化率随温度升高而增大的原因是 。
②实际生产中，测得压强为p3时，相同时间内不同温度下的CH3OH产率如图3。
图3中523 K时的CH3OH产率最大，可能的原因是 (填字母)。
a.此条件下主反应限度最大
b.此条件下主反应速率最快
c.523 K时催化剂的活性最强
答案：(1)acd
(2)①ⅰ.＞
ⅱ.CO2平衡转化率为正反应和副反应的CO2平衡转化率之和。副反应为吸热反应，随温度升高CO2平衡转化率升高，主反应为放热反应，随温度升高CO2平衡转化率降低，温度较高时，CO2平衡转化率主要取决于副反应 ②c
解析：(1)正反应体积减小，压强是变量，所以容器内压强不再改变说明反应达到平衡状态，a正确；反应前后容器容积和混合气体的质量均是不变的，混合气体的密度始终不变，所以体系内的气体密度不再改变不能说明反应达到平衡状态，b错误；正反应气体体积减小，混合气体的质量不变，平均摩尔质量是变量，所以混合气体的平均摩尔质量不再改变说明反应达到平衡状态，c正确；甲醇的浓度不再改变说明反应达到平衡状态，d正确。(2)①ⅰ.反应CO2(g)＋3H2(g) CH3OH(g)＋H2O(g)为气体分子总数减小的反应，压强增大，平衡向正反应方向移动，有利于甲醇的生成；由题图1可知p1时的甲醇平衡产率高于p2时的甲醇平衡产率，因此，p1＞p2；ⅱ.题图2中，压强为p2时，CO2平衡转化率为正反应和副反应的CO2平衡转化率之和，副反应为吸热反应，随温度升高CO2平衡转化率升高，主反应为放热反应，温度高于503 K后，CO2平衡转化率降低，因温度较高时，CO2平衡转化率主要取决于副反应，所以CO2平衡转化率随温度升高而增大；②题图3中523 K时的CH3OH产率最大，主反应为放热反应，升高温度，平衡向吸热方向移动，故a错误；温度越高，速率越快，所以此条件下主反应速率不是最快，故b错误；催化剂能成千上万倍的加快反应速率，说明523 K时催化剂的活性最强，故c正确。
