专题2 化学反应速率与化学平衡
第三单元 化学平衡的移动
第2课时 温度变化对化学平衡的影响 勒夏特列原理
一、温度变化对化学平衡的影响
1．实验探究温度变化对化学平衡的影响
实验步骤 ①取一支试管向其中加入少量CoCl2晶体，加入浓盐酸使其全部溶解； ②加水至溶液呈紫色； ③将上述溶液分别装于三支试管中，分别置于热水、冰水和室温下
实验现象 室温下试管内液体呈_______；热水中试管内液体呈_______，冰水中试管内液体呈_______
结论(平衡移动的方向) 室温平衡_______，温度升高平衡向_______方向移动(即吸热方向)，降低温度平衡向_______方向移动(即放热方向)
2．温度变化对化学平衡影响的规律
mA(g)＋nB(g)pC(g)，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：
(1)图①表示的温度变化是_______，平衡移动方向是_______方向。
(2)图②表示的温度变化是_______，平衡移动方向是_______方向。
(3)正反应是_______热反应，逆反应是_______热反应。
温度升高，平衡向______________方向移动；温度降低，平衡向______________方向移动。
3．温度变化对平衡常数的影响
(1)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。
①N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)
化学平衡常数K1＝______________，升温化学平衡向逆向移动，K1_______ (填“增大”或“减小”，下同)，ΔH_____0(填“>”或“<”，下同)。
②CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g)
化学平衡常数K2＝______________，升温化学平衡向正向移动，K2_______，ΔH_____0。
(2)判断反应的热效应
①升高温度：K值增大→正反应为_______反应；K值减小→正反应为_______反应。
②降低温度：K值增大→正反应为_______反应；K值减小→正反应为_______反应。
二、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_______，则v′正_______v′逆，平衡_______移动。
【特别提醒】一般情况下，催化剂都是正催化剂，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。
三、勒夏特列原理
1．探究外界条件变化化学平衡的影响
向一密闭容器中通入1 mol N2、3 mol H2发生反应N2(g)＋3H2(g)2NH3(g) ΔH<0，一段时间后达到平衡。
(1)若增大N2的浓度，平衡移动的方向是______________；达新平衡时，氮气的浓度与改变时相比较，其变化是_______；但新平衡时的浓度_______原平衡时的浓度。
(2)若升高温度，平衡移动的方向是______________；达新平衡时的温度与改变时相比较，其变化是_______；但新平衡时的温度_______原平衡时的温度。
(3)若增大压强，平衡移动的方向是______________；达新平衡时的压强与改变时相比较，其变化是_______；但新平衡时的压强_______原平衡时的压强。
2．化学平衡移动原理（勒夏特列原理）
(1)改变影响化学平衡的一个因素(如浓度、温度、压强)，平衡将向着能够减弱这种改变的方向移动。
(2)勒夏特列原理仅适用于已达到平衡的反应体系，对不可逆过程或未达到平衡的可逆过程均不能使用。
3．勒夏特列原理的应用
工业合成氨反应：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g) ΔH＝－92.4 kJ·mol－1
措施 原因
在反应中注入过量的N2 促进平衡_______移动，提高_______的转化率
采用适当的催化剂 ____________________________
在高压下进行反应 有利于平衡向_______方向移动
在较高温度下进行反应 ______________同时提高催化剂的_______
不断将氨液化，并移去液氨 有利于平衡向_______方向移动
【名师点拨】
1．化学平衡移动原理的正确理解
(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。
2．对化学平衡移动原理的适用范围
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。
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。
1．请判断下列说法的正误(正确的打“√”，错误的打“×”)
(1)温度可以影响任意可逆反应的化学平衡状态( )
(2)升高温度，反应速率加快，化学平衡正向移动( )
(3)升高温度，反应速率加快，但反应物的转化率可能降低( )
(4)化学平衡正向移动，反应物的转化率一定增大( )
(5)C(s)＋CO2(g)??2CO(g) ΔH>0，其他条件不变时，升高温度，CO2的平衡转化率增大( )
(6)催化剂能加快反应速率，提高单位时间内的产量，也能提高反应物的转化率( )
(7)对于可逆反应，升高温度，若v正增大，则v逆减小，平衡正向移动( )
(8)勒夏特列原理适用于所有的动态平衡( )
(9)其他条件不变，若增大某反应物的浓度，则平衡向减少该物质浓度的方向移动，最终该物质的浓度减小( )
(10)光照时，氯水颜色变浅，可用勒夏特列原理解释( )
2．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的质量分数也减小。
(1)该反应的逆反应为__________热反应，且m＋n__________p(填“＞”“＝”或“＜”)。
(2)若加入催化剂，平衡时气体混合物的总物质的量__________(填“增大”“减小”或“不变”)。
(3)若B是有色物质，A、C均无色，平衡后维持容器容积不变(体积不变)加入C时混合物颜色__________(填“变深”“变浅”或“不变”，下同)；而维持容器内压强不变，充入氖气时，混合物颜色__________。
(4)反应达到平衡后，压缩容器的体积，平衡移动的方向为__________(填“向左”“向右”或“不移动”)，容器内气体的密度__________(填“增大”“减小”或“不变”，下同)，容器内气体的相对分子质量__________。
3．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)将容器体积缩小至平衡时的一半，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__________。
答案 (1)1 mol·L－1
(2)p4．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”，下同)，c(CO2)________(填“增大”“减小”或“不变”，下同)。
(2)保持温度不变，增大反应容器的容积，则平衡_________，c(CO)________，n(CO)________。
(3)保持反应容器的容积和温度不变，通入He，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)________。
问题一 温度变化对化学平衡的影响
【典例1】铁在高温下可以与CO2或水蒸气反应，化学方程式及对应的平衡常数如下：
①Fe(s)＋CO2(g) ?? FeO(s)＋CO(g) K′
②Fe(s)＋H2O(g) ?? FeO(s)＋H2(g) K″
请回答下列问题：
(1)反应①的平衡常数K′表示式为_______________。
(2)在不同温度下，K′和K″的值如下表所示。
T(K) K′ K″
973 1.47 2.36
1 173 2.15 1.67
a．反应①的正反应是__________(填“吸热”或“放热”，下同)反应，反应②的正反应是__________反应。
b．现有可逆反应③CO2(g)＋H2(g) ?? CO(g)＋H2O(g)，其中反应的焓变ΔH__________(填“>”或“<”)0。
(3)要使反应③在一定条件下建立的平衡向正反应方向移动，可采取的措施为__________(填字母)。
A．缩小容器体积 B．降低温度
C．升高温度 D．增大容器体积
【解题必备】
1．温度变化对化学平衡的影响的v-t图像
已知反应mA(g)＋nB(g)pC(g)，当反应达到平衡后，改变温度，平衡移动的方向和条件改变后的v-t图像如下表：
发生变化的条件 ΔH>0 ΔH＜0
升高温度 降低温度 升高温度 降低温度
平衡移动方向 正向 逆向 逆向 正向
v-t图像
2．温度变化对平衡常数的影响
化学平衡常数只与温度有关，根据温度与平衡常数的关系，可以判断反应的热效应。
【变式1-1】在一定条件下，发生反应CO(g)＋NO2(g) ?? CO2(g)＋NO(g)，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( )
A．该反应为吸热反应
B．该反应为放热反应
C．降温后一氧化碳的浓度增大
D．降温后各物质的浓度不变
【变式1-2】可逆反应A＋B(s)C达到平衡后，加压或降温，A的转化率都增大，则下列结论正确的是( )
A．A为非气体，C为气体，正反应为放热反应
B．A为气体，C为非气体，正反应为吸热反应
C．A为气体，C为非气体，正反应为放热反应
D．A、C均为气体，正反应为吸热反应
问题二 催化剂对化学平衡的影响
【典例2】已知：4NH3(g)＋5O2(g)4NO(g)＋6H2O(g) ΔH＝－1 025 kJ·mol－1。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( )
【解题必备】
催化剂对化学平衡的影响
(1)若反应aA(g)＋bB??cC(g)＋dD(g)的a＋b＝c＋d，改变条件，平衡不移动但反应速率加快，可能是使用催化剂，或增大压强(反应前后气体体积不变)。
(2)催化剂不能使化学平衡发生移动，但可以改变达到平衡所需的时间。工业生产往往使用催化剂，其目的是增大化学反应速率，提高单位时间内的产量。
【变式2-1】已知反应：3A(g)＋B(g)??2C(g)＋2D(g) ΔH<0，如图a、b曲线分别表示在不同条件下，A与B反应生成D的体积分数随时间t的变化情况。若想使曲线b(实线)变为曲线a(虚线)，可采取的措施是( )
①增大A的浓度 ②升高温度 ③增大D的浓度 ④加入催化剂 ⑤恒温下，缩小反应容器体积
⑥加入稀有气体，保持容器内压强不变
A．①②③ B．④⑤ C．③④⑤ D．④⑤⑥
问题三 勒夏特列原理
【典例3】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
【解题必备】
1．勒夏特列原理中的“减弱”不等于“消除”，更不是“扭转”，具体可理解如下：
(1)若将体系温度从50 ℃升高到80 ℃，则化学平衡向吸热反应方向移动，达到新的平衡状态时50 ℃(2)若对体系N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)加压，例如从30 MPa加压到60 MPa，化学平衡向气体体积减小的方向移动，达到新的平衡状态时30 MPa(3)若增大平衡体系Fe3＋(aq)＋3SCN－(aq)Fe(SCN)3(aq)中Fe3＋的浓度，例如由0.01 mol·L－1增至0.02 mol·L－1，平衡正向移动，则在新平衡状态下，
0.01 mol·L－12．勒夏特列原理仅适用于已达平衡的反应体系，对不可逆过程或未达平衡的可逆过程均不能使用勒夏特列原理。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、水解平衡等)都适用。
【变式3-1】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可加快制备O2的反应速率
C．反应：CO(g)＋NO2(g)??CO2(g)＋NO(g) ΔH<0，升高温度，平衡向逆反应方向移动
D．合成氨反应：N2(g)＋3H2(g)??2NH3(g) 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
【变式3-2】已知N2与H2合成NH3的反应是一个可逆反应，其热化学方程式为N2(g)＋3H2(g)??2NH3(g) ΔH＝－92.4 kJ·mol－1。在工业生产中，可以通过以下途径来提高合成氨的产率，请利用有关知识分析采取这些措施的原因。
(1)向反应器中注入过量N2：_________________________；
(2)采用适当的催化剂：_________________________；
(3)在高压下进行反应：______________________________；
(4)在较高温度下进行反应：________________________________；
(5)不断将氨液化，并移去液氨：_______________________________。
1．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．a2．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．I2在KI溶液中存在下列平衡：I2(aq)＋I－(aq)??I(aq)，某I2、KI混合溶液中，I的物质的量浓度c(I)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(aq)的ΔH＜0
C．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
4．在体积为V L的恒容密闭容器中盛有一定量H2，通入Br2(g)发生反应：H2(g)＋Br2(g)??2HBr(g) ΔH<0。当温度分别为T1、T2，平衡时H2的体积分数与Br2(g)的物质的量的变化关系如图所示。下列说法正确的是( )
A．由图可知：T2B．a、b两点的反应速率：a>b
C．为了提高Br2(g)的转化率，可采取增加Br2(g)通入量的方法
D．a点比b点体系的颜色深
5．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
6．对于反应：Fe2O3(s)＋CO(g)Fe(s)＋CO2(g) ΔH＜0，下列措施能提高CO的转化率的是( )
A．减少Fe的量 B．移出部分CO2
C．减少容器的容积 D．升高反应温度
7．下列事实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NO2和N2O4混合气体的密闭容器置于冷水中，混合气体的颜色变浅
8．反应X(g)＋Y(g)??3Z(g) ΔH<0达到平衡时，下列说法正确的是( )
A．减小容器体积，平衡向正反应方向移动
B．恒容时充入氦气，Z的产率增大
C．增大c(X)，X的转化率增大
D．降低温度，Y的转化率增大
9．利用CO2和CH4反应制备合成气(CO、H2)的原理是CH4(g)＋CO2(g)??2CO(g)＋2H2(g) ΔH>0。温度为T ℃时，该反应的平衡常数为K。下列说法正确的是( )
A．K越大，说明反应速率、CO2的平衡转化率越大
B．增大压强，平衡向逆反应方向移动，K减小
C．升高温度，反应速率和平衡常数K都增大
D．加入催化剂，能提高合成气的平衡产率
10．在容积不变的密闭容器中存在如下反应：2SO2(g)＋O2(g)??2SO3(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，下列分析正确的是( )
A．图Ⅰ表示的是t1时刻增大O2的浓度对反应速率的影响
B．图Ⅱ表示的是t1时刻加入催化剂对反应速率的影响
C．图Ⅲ表示的是催化剂对平衡的影响，且甲的催化剂效率比乙高
D．图Ⅲ表示的是压强对化学平衡的影响，且乙的压强较高
1．对于可逆反应：2A(g)＋B(g)??2C(g)，分别测定反应在不同温度下达到平衡时B的转化率，绘制了如图所示的曲线，图中a、b、c三点分别表示不同时刻的状态。下列分析正确的是( )
A．该反应的ΔH＜0
B．b点时的v正小于c点时的v正
C．增大压强，可使a点达到T1温度下的平衡状态
D．c点表示的状态：v正＜v逆
2．2NO2(红棕色)??N2O4(无色) ΔH<0。将一定量的NO2充入注射器中并密封，改变活塞位置，气体透光率随时间的变化如图所示(颜色越深，透光率越小)。下列说法正确的是( )
A．a、b、c点：处于平衡状态
B．b点操作：将注射器的活塞向外拉
C．若在c点将温度降低，其透光率将减小
D．d点：v正＜v逆
3．在容积可变的密闭容器中通入一定量的X，发生反应：mX(g)nY(g)＋Z(g) ΔH＝Q kJ·mol－1。反应达到平衡时，Y的物质的量浓度(mol·L－1)与温度、气体体积的关系如表所示：
温度/℃ 气体体积/L
1 2 4
100 1.00 0.75 0.53
200 1.20 0.90 0.63
300 1.30 1.00 0.70
下列说法正确的是( )
A．m>n＋1
B．Q<0
C．温度不变，压强增大，Y的体积分数减少
D．体积不变，温度升高，平衡向逆反应方向移动
4．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__________。
5．氮元素的单质及其化合物在农业生产、生活、国防和科技方面都有着重要作用，但一些氮的化合物又会对环境造成污染。因此，如何利用氮及氮的化合物是科研人员的重要研究课题。已知：N2O4(无色)??2NO2(红棕色)。请回答下列有关问题：
(1)将两只烧瓶分别浸泡在热水和冰水中，如图所示。由图中现象说明该反应为____________(填“放热”或“吸热”)反应。
(2)在容积为2 L的容器中，通入一定量的N2O4,100 ℃时，体系中各物质的浓度随时间变化如下表：
时间/s 0 20 40 60 80
c(N2O4)/(mol·L－1) 0.10 0.07 0.045 0.04 0.04
c(NO2)/(mol·L－1) 0 0.06 0.11 0.12 0.12
①在0～20 s时段，反应速率v(NO2)＝__________________________________________。
②在该温度下，N2O4(g)??2NO2(g)的平衡常数K＝______________。
③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)。
A．升高温度
B．增大N2O4的起始浓度
C．使用合适的催化剂
D．缩小体积专题2 化学反应速率与化学平衡
第三单元 化学平衡的移动
第2课时 温度变化对化学平衡的影响 勒夏特列原理
一、温度变化对化学平衡的影响
1．实验探究温度变化对化学平衡的影响
实验步骤 ①取一支试管向其中加入少量CoCl2晶体，加入浓盐酸使其全部溶解； ②加水至溶液呈紫色； ③将上述溶液分别装于三支试管中，分别置于热水、冰水和室温下
实验现象 室温下试管内液体呈紫色；热水中试管内液体呈蓝色，冰水中试管内液体呈粉红色
结论(平衡移动的方向) 室温平衡不移动，温度升高平衡向正反应方向移动(即吸热方向)，降低温度平衡向逆反应方向移动(即放热方向)
2．温度变化对化学平衡影响的规律
mA(g)＋nB(g)pC(g)，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：
(1)图①表示的温度变化是升高，平衡移动方向是逆反应方向。
(2)图②表示的温度变化是降低，平衡移动方向是正反应方向。
(3)正反应是放热反应，逆反应是吸热反应。
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．温度变化对平衡常数的影响
(1)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。
①N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)
化学平衡常数K1＝，升温化学平衡向逆向移动，K1减小(填“增大”或“减小”，下同)，ΔH<0(填“>”或“<”，下同)。
②CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g)
化学平衡常数K2＝，升温化学平衡向正向移动，K2增大，ΔH>0。
(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。
二、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。
【特别提醒】一般情况下，催化剂都是正催化剂，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。
三、勒夏特列原理
1．探究外界条件变化化学平衡的影响
向一密闭容器中通入1 mol N2、3 mol H2发生反应N2(g)＋3H2(g)2NH3(g) ΔH<0，一段时间后达到平衡。
(1)若增大N2的浓度，平衡移动的方向是向右移动；达新平衡时，氮气的浓度与改变时相比较，其变化是减小；但新平衡时的浓度大于原平衡时的浓度。
(2)若升高温度，平衡移动的方向是向左移动；达新平衡时的温度与改变时相比较，其变化是降低；但新平衡时的温度高于原平衡时的温度。
(3)若增大压强，平衡移动的方向是向右移动；达新平衡时的压强与改变时相比较，其变化是减小；但新平衡时的压强大于原平衡时的压强。
2．化学平衡移动原理（勒夏特列原理）
(1)改变影响化学平衡的一个因素(如浓度、温度、压强)，平衡将向着能够减弱这种改变的方向移动。
(2)勒夏特列原理仅适用于已达到平衡的反应体系，对不可逆过程或未达到平衡的可逆过程均不能使用。
3．勒夏特列原理的应用
工业合成氨反应：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g) ΔH＝－92.4 kJ·mol－1
措施 原因
在反应中注入过量的N2 促进平衡正向移动，提高H2的转化率
采用适当的催化剂 加快反应速率
在高压下进行反应 有利于平衡向正反应方向移动
在较高温度下进行反应 加快反应速率同时提高催化剂的活性
不断将氨液化，并移去液氨 有利于平衡向正反应方向移动
【名师点拨】
1．化学平衡移动原理的正确理解
(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。
2．对化学平衡移动原理的适用范围
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。
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。
1．请判断下列说法的正误(正确的打“√”，错误的打“×”)
(1)温度可以影响任意可逆反应的化学平衡状态( )
(2)升高温度，反应速率加快，化学平衡正向移动( )
(3)升高温度，反应速率加快，但反应物的转化率可能降低( )
(4)化学平衡正向移动，反应物的转化率一定增大( )
(5)C(s)＋CO2(g)??2CO(g) ΔH>0，其他条件不变时，升高温度，CO2的平衡转化率增大( )
(6)催化剂能加快反应速率，提高单位时间内的产量，也能提高反应物的转化率( )
(7)对于可逆反应，升高温度，若v正增大，则v逆减小，平衡正向移动( )
(8)勒夏特列原理适用于所有的动态平衡( )
(9)其他条件不变，若增大某反应物的浓度，则平衡向减少该物质浓度的方向移动，最终该物质的浓度减小( )
(10)光照时，氯水颜色变浅，可用勒夏特列原理解释( )
答案 (1)√ (2)× (3)√ (4)× (5)√ (6)× (7)× (8)√ (9)× (10)√
2．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的质量分数也减小。
(1)该反应的逆反应为__________热反应，且m＋n__________p(填“＞”“＝”或“＜”)。
(2)若加入催化剂，平衡时气体混合物的总物质的量__________(填“增大”“减小”或“不变”)。
(3)若B是有色物质，A、C均无色，平衡后维持容器容积不变(体积不变)加入C时混合物颜色__________(填“变深”“变浅”或“不变”，下同)；而维持容器内压强不变，充入氖气时，混合物颜色__________。
(4)反应达到平衡后，压缩容器的体积，平衡移动的方向为__________(填“向左”“向右”或“不移动”)，容器内气体的密度__________(填“增大”“减小”或“不变”，下同)，容器内气体的相对分子质量__________。
答案：(1)放 > (2)不变 (3)变深 变浅 (4)向右 增大 增大
解析：(1)升高温度，B的转化率增大，说明正反应为吸热反应，逆反应为放热反应；减小压强，C的质量分数减小，说明逆反应为气体体积增大的反应，m＋n>p。
(2)加入催化剂，平衡不移动，混合物的总物质的量不变。
(3)恒容条件下，向平衡体系中加入C，增大生成物浓度，平衡向逆反应方向移动，B的浓度增大，混合物颜色变深；恒压向容器中通入Ne，容器的体积增大，相当于减小压强，平衡向逆反应方向移动，B的浓度仍较未充入氖时小，混合气体的颜色变浅。
(4)增大压强，平衡向正反应方向移动；因为混合气体的总质量不变，容器的体积减小，混合气体的密度增大；压缩容器的体积，混合气体的物质的量减少，混合气体的总质量不变，混合气体的平均相对分子质量增大。
3．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)将容器体积缩小至平衡时的一半，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__________。
答案 (1)1 mol·L－1(2)p4．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”，下同)，c(CO2)________(填“增大”“减小”或“不变”，下同)。
(2)保持温度不变，增大反应容器的容积，则平衡_________，c(CO)________，n(CO)________。
(3)保持反应容器的容积和温度不变，通入He，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)正向移动 减小 增大 (3)不移动 不变 (4)正向移动 增大
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，但容积和温度不变，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。
问题一 温度变化对化学平衡的影响
【典例1】铁在高温下可以与CO2或水蒸气反应，化学方程式及对应的平衡常数如下：
①Fe(s)＋CO2(g) ?? FeO(s)＋CO(g) K′
②Fe(s)＋H2O(g) ?? FeO(s)＋H2(g) K″
请回答下列问题：
(1)反应①的平衡常数K′表示式为_______________。
(2)在不同温度下，K′和K″的值如下表所示。
T(K) K′ K″
973 1.47 2.36
1 173 2.15 1.67
a．反应①的正反应是__________(填“吸热”或“放热”，下同)反应，反应②的正反应是__________反应。
b．现有可逆反应③CO2(g)＋H2(g) ?? CO(g)＋H2O(g)，其中反应的焓变ΔH__________(填“>”或“<”)0。
(3)要使反应③在一定条件下建立的平衡向正反应方向移动，可采取的措施为__________(填字母)。
A．缩小容器体积 B．降低温度
C．升高温度 D．增大容器体积
答案 (1)K′＝ (2)a.吸热 放热 b．> (3)C
解析 由表中数据知，反应①随温度升高，K′增大，说明反应①为吸热反应；同理知反应②为放热反应，即有①Fe(s)＋CO2(g) ?? FeO(s)＋CO(g) ΔH′>0
②Fe(s)＋H2O(g) ?? FeO(s)＋H2(g) ΔH″<0，
将①式减②式整理得：CO2(g)＋H2(g) CO(g)＋H2O(g) ΔH＝ΔH′－ΔH″>0。
【解题必备】
1．温度变化对化学平衡的影响的v-t图像
已知反应mA(g)＋nB(g)pC(g)，当反应达到平衡后，改变温度，平衡移动的方向和条件改变后的v-t图像如下表：
发生变化的条件 ΔH>0 ΔH＜0
升高温度 降低温度 升高温度 降低温度
平衡移动方向 正向 逆向 逆向 正向
v-t图像
2．温度变化对平衡常数的影响
化学平衡常数只与温度有关，根据温度与平衡常数的关系，可以判断反应的热效应。
【变式1-1】在一定条件下，发生反应CO(g)＋NO2(g) ?? CO2(g)＋NO(g)，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( )
A．该反应为吸热反应
B．该反应为放热反应
C．降温后一氧化碳的浓度增大
D．降温后各物质的浓度不变
答案 B
解析 降低温度，平衡向放热反应方向移动，混合物的颜色变浅，说明平衡向正反应方向移动，则正反应为放热反应，只有B项正确。
【变式1-2】可逆反应A＋B(s)C达到平衡后，加压或降温，A的转化率都增大，则下列结论正确的是( )
A．A为非气体，C为气体，正反应为放热反应
B．A为气体，C为非气体，正反应为吸热反应
C．A为气体，C为非气体，正反应为放热反应
D．A、C均为气体，正反应为吸热反应
答案 C
解析 加压或降温，A的转化率都增大，说明平衡都向正反应方向移动，则反应物中气体的化学计量数之和大于生成物中气体的化学计量数之和，且正反应为放热反应，因为B是固体，A、C的化学计量数均是1，所以A只能为气体，C为非气体，正反应为放热反应，C项正确。
问题二 催化剂对化学平衡的影响
【典例2】已知：4NH3(g)＋5O2(g)4NO(g)＋6H2O(g) ΔH＝－1 025 kJ·mol－1。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 由题意知，正反应为放热反应。升高温度，反应速率增大，平衡逆向移动，NO的含量降低，故A项正确，C项错误；正反应是气态物质系数增大的反应，增大压强，反应速率增大，平衡逆向移动，NO的含量降低，B项正确；加入催化剂能同等程度地加快正、逆反应的速率，缩短达到平衡的时间，但不影响平衡状态，D项正确。
【解题必备】
催化剂对化学平衡的影响
(1)若反应aA(g)＋bB??cC(g)＋dD(g)的a＋b＝c＋d，改变条件，平衡不移动但反应速率加快，可能是使用催化剂，或增大压强(反应前后气体体积不变)。
(2)催化剂不能使化学平衡发生移动，但可以改变达到平衡所需的时间。工业生产往往使用催化剂，其目的是增大化学反应速率，提高单位时间内的产量。
【变式2-1】已知反应：3A(g)＋B(g)??2C(g)＋2D(g) ΔH<0，如图a、b曲线分别表示在不同条件下，A与B反应生成D的体积分数随时间t的变化情况。若想使曲线b(实线)变为曲线a(虚线)，可采取的措施是( )
①增大A的浓度 ②升高温度 ③增大D的浓度 ④加入催化剂 ⑤恒温下，缩小反应容器体积
⑥加入稀有气体，保持容器内压强不变
A．①②③ B．④⑤ C．③④⑤ D．④⑤⑥
答案 B
解析 根据题图可知曲线b(实线)变为曲线a(虚线)时，平衡未发生移动且反应速率加快了。①增大A的浓度、②升高温度、③增大D的浓度，平衡均发生了移动，D的体积分数会发生改变；⑥加入稀有气体，保持容器内压强不变，因为压强不变，体积变大，所以浓度、速率变小，与图像不一致；④加入催化剂，反应速率加快了，同时平衡不移动，与图像一致；⑤恒温下，缩小反应容器体积，浓度增大，速率加快，又因为方程式左右两边气体的化学计量数之和相等，所以平衡不移动，与图像一致。
问题三 勒夏特列原理
【典例3】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
答案：C
解析：A项中考查溶解平衡CO2(g)CO2(aq)，压强减小，则平衡向逆反应方向移动，形成大量气体逸出；B项中考查温度、浓度、酸碱性对NH3＋H2ONH3·H2ONH＋OH－平衡移动的影响；D项中考查温度对2NO2N2O4的影响；C项中颜色加深的根本原因是体积减小，c(I2)增大，由于该反应是前后气体体积不变的反应，不涉及平衡的移动，则不能用勒夏特列原理解释。
【解题必备】
1．勒夏特列原理中的“减弱”不等于“消除”，更不是“扭转”，具体可理解如下：
(1)若将体系温度从50 ℃升高到80 ℃，则化学平衡向吸热反应方向移动，达到新的平衡状态时50 ℃(2)若对体系N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)加压，例如从30 MPa加压到60 MPa，化学平衡向气体体积减小的方向移动，达到新的平衡状态时30 MPa(3)若增大平衡体系Fe3＋(aq)＋3SCN－(aq)Fe(SCN)3(aq)中Fe3＋的浓度，例如由0.01 mol·L－1增至0.02 mol·L－1，平衡正向移动，则在新平衡状态下，
0.01 mol·L－12．勒夏特列原理仅适用于已达平衡的反应体系，对不可逆过程或未达平衡的可逆过程均不能使用勒夏特列原理。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、水解平衡等)都适用。
【变式3-1】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可加快制备O2的反应速率
C．反应：CO(g)＋NO2(g)??CO2(g)＋NO(g) ΔH<0，升高温度，平衡向逆反应方向移动
D．合成氨反应：N2(g)＋3H2(g)??2NH3(g) 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
答案 BE
解析 催化剂只能改变反应速率，对化学平衡的移动无影响。
【变式3-2】已知N2与H2合成NH3的反应是一个可逆反应，其热化学方程式为N2(g)＋3H2(g)??2NH3(g) ΔH＝－92.4 kJ·mol－1。在工业生产中，可以通过以下途径来提高合成氨的产率，请利用有关知识分析采取这些措施的原因。
(1)向反应器中注入过量N2：_________________________；
(2)采用适当的催化剂：_________________________；
(3)在高压下进行反应：______________________________；
(4)在较高温度下进行反应：________________________________；
(5)不断将氨液化，并移去液氨：_______________________________。
答案 (1)增大反应物浓度，平衡正向移动，提高氢气的利用率
(2)加快反应速率，提高单位时间内的产量，提高生产效率
(3)增大压强使平衡正向移动，增大化学反应速率，提高单位时间内的产量和原料的转化率
(4)加快化学反应速率
(5)减小生成物浓度，平衡正向移动，提高氨气的产率
1．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答案 A
解析 该反应为放热反应，绝热下进行反应，温度升高，平衡左移，所以绝热条件下平衡时Br2(g)的转化率低于恒温平衡时的转化率，即a>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
答案 C
解析 正反应吸热，升温，平衡右移。若B、C都为固体，则气体的相对分子质量不变，故A错误；若C为固体，B为气体，平衡右移，气体的总质量减小，总物质的量不变，气体的平均相对分子质量减小，故B错误、C正确；若B、C都是气体，平衡右移，气体的总质量不变，总物质的量增加，则平均相对分子质量减小，故D错误。
3．I2在KI溶液中存在下列平衡：I2(aq)＋I－(aq)??I(aq)，某I2、KI混合溶液中，I的物质的量浓度c(I)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(aq)的ΔH＜0
C．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
答案 D
解析 加入KI固体，c(I－)增大，平衡正向移动，A项正确；由图可知，温度越高，c(I)越小，则升高温度，平衡逆向移动，正反应为放热反应，ΔH＜0，B项正确；T1 ℃时，反应进行到状态d时，c(I)小于平衡时的浓度，则反应向正反应方向进行，则一定有v正＞v逆，C项正确；a、b点均为平衡点，a点温度低，该反应为放热反应，降低温度，平衡正向移动，则状态a时I2的转化率更高，D项错误。
4．在体积为V L的恒容密闭容器中盛有一定量H2，通入Br2(g)发生反应：H2(g)＋Br2(g)??2HBr(g) ΔH<0。当温度分别为T1、T2，平衡时H2的体积分数与Br2(g)的物质的量的变化关系如图所示。下列说法正确的是( )
A．由图可知：T2B．a、b两点的反应速率：a>b
C．为了提高Br2(g)的转化率，可采取增加Br2(g)通入量的方法
D．a点比b点体系的颜色深
答案 A
解析 根据反应：H2(g)＋Br2(g)??2HBr(g) ΔH<0，升温，平衡向逆反应方向移动，H2的体积分数增大，根据图示变化，可知T1>T2，A正确；b点Br2的浓度比a点Br2的浓度大，反应速率也大，B错误；增加Br2(g)的通入量，Br2(g)的转化率减小，C错误；b点对a点来说，是向a点体系中加入Br2使平衡向正反应方向移动，尽管Br2的量在新基础上会减小，但是Br2的浓度比原来大，颜色变深，即b点比a点体系的颜色深，D错误。
5．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
答案 A
6．对于反应：Fe2O3(s)＋CO(g)Fe(s)＋CO2(g) ΔH＜0，下列措施能提高CO的转化率的是( )
A．减少Fe的量 B．移出部分CO2
C．减少容器的容积 D．升高反应温度
答案 B
解析 该反应的平衡常数表达式为K＝，提高CO的转化率即使平衡向右移动，当Qc＜K时，平衡右移。温度不变，K不变；减少Fe的量，减小容器的容积Qc不变，平衡不移动；移出部分CO2，Qc减小，平衡右移；该反应的正反应为放热反应，升高温度，K减小，Qc不变，平衡左移，也可利用平衡移动原理进行判断。
7．下列事实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NO2和N2O4混合气体的密闭容器置于冷水中，混合气体的颜色变浅
答案 C
解析 B项中考查温度、浓度对NH3＋H2O??NH3·H2O??NH＋OH－平衡移动的影响；D项中考查温度对2NO2??N2O4的影响；C项中颜色加深的根本原因是体积减小，c(I2)浓度增大，由于是反应前后气体体积不变的反应，不涉及平衡的移动，则不能用勒夏特列原理解释。
8．反应X(g)＋Y(g)??3Z(g) ΔH<0达到平衡时，下列说法正确的是( )
A．减小容器体积，平衡向正反应方向移动
B．恒容时充入氦气，Z的产率增大
C．增大c(X)，X的转化率增大
D．降低温度，Y的转化率增大
答案 D
解析 该反应气态物质反应前后总物质的量不相等，减小容器体积平衡向逆反应方向移动，故A错误；恒容时充入氦气，各物质的浓度不变，平衡不移动，产率不变，故B错误；增大X的物质的量浓度，平衡正向移动，但X的转化率减小，故C错误；降低温度，平衡正向移动，Y的转化率增大，故D正确。
9．利用CO2和CH4反应制备合成气(CO、H2)的原理是CH4(g)＋CO2(g)??2CO(g)＋2H2(g) ΔH>0。温度为T ℃时，该反应的平衡常数为K。下列说法正确的是( )
A．K越大，说明反应速率、CO2的平衡转化率越大
B．增大压强，平衡向逆反应方向移动，K减小
C．升高温度，反应速率和平衡常数K都增大
D．加入催化剂，能提高合成气的平衡产率
答案 C
解析 K越大，说明反应越完全，CO2的平衡转化率越大，但反应速率不一定越大，A错误；K只受温度影响，温度不变，则K不变，B错误；升高温度，活化分子百分数增大，反应速率增大，该反应ΔH>0，则升温平衡常数K增大，C正确；加入催化剂，只能改变反应速率，平衡不移动，则不能提高合成气的平衡产率，D错误。
10．在容积不变的密闭容器中存在如下反应：2SO2(g)＋O2(g)??2SO3(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，下列分析正确的是( )
A．图Ⅰ表示的是t1时刻增大O2的浓度对反应速率的影响
B．图Ⅱ表示的是t1时刻加入催化剂对反应速率的影响
C．图Ⅲ表示的是催化剂对平衡的影响，且甲的催化剂效率比乙高
D．图Ⅲ表示的是压强对化学平衡的影响，且乙的压强较高
答案 B
解析 A项错误，图Ⅰ改变的条件应是增大压强；B项正确，由于同等程度地加快正、逆反应速率，所以应是加入了催化剂；C项错误，由于平衡发生了移动，所以改变的条件不是加入催化剂；D项错误，改变的条件应是温度，且乙的温度高。
1．对于可逆反应：2A(g)＋B(g)??2C(g)，分别测定反应在不同温度下达到平衡时B的转化率，绘制了如图所示的曲线，图中a、b、c三点分别表示不同时刻的状态。下列分析正确的是( )
A．该反应的ΔH＜0
B．b点时的v正小于c点时的v正
C．增大压强，可使a点达到T1温度下的平衡状态
D．c点表示的状态：v正＜v逆
答案 B
解析 根据图像可知，温度升高，平衡时B的转化率增大，说明平衡向正反应方向移动，则正反应为吸热反应，ΔH＞0，A错误；根据图像可知，b点的温度小于c点的温度，温度越高，反应速率越大，c点未达到平衡状态，反应正向进行，则b点时的v正小于c点时的v正，B正确；根据反应的化学方程式可知，增大压强平衡向正反应方向移动，B的转化率增大，而要使a点达到T1温度下的平衡状态，应使平衡向B的转化率减小的方向移动，应减小压强，C错误；c点不是平衡状态，要达到平衡，反应应向B的转化率增大的方向进行，即向正反应方向进行，正反应速率大于逆反应速率，D错误。
2．2NO2(红棕色)??N2O4(无色) ΔH<0。将一定量的NO2充入注射器中并密封，改变活塞位置，气体透光率随时间的变化如图所示(颜色越深，透光率越小)。下列说法正确的是( )
A．a、b、c点：处于平衡状态
B．b点操作：将注射器的活塞向外拉
C．若在c点将温度降低，其透光率将减小
D．d点：v正＜v逆
答案 D
解析 a、b点透光率没有变化，说明处于平衡状态，而c点前后透光率在变化，说明没有处于平衡状态，故A错误；根据图中信息，b点后透光率突然降低，说明二氧化氮浓度突然增大，因此b点操作：将注射器的活塞向里推，故B错误；若在c点将温度降低，平衡正向移动，二氧化氮浓度减小，其透光率将增大，故C错误；d点透光率在减小，二氧化氮浓度增大，平衡逆向移动，因此v正＜v逆，故D正确。
3．在容积可变的密闭容器中通入一定量的X，发生反应：mX(g)nY(g)＋Z(g) ΔH＝Q kJ·mol－1。反应达到平衡时，Y的物质的量浓度(mol·L－1)与温度、气体体积的关系如表所示：
温度/℃ 气体体积/L
1 2 4
100 1.00 0.75 0.53
200 1.20 0.90 0.63
300 1.30 1.00 0.70
下列说法正确的是( )
A．m>n＋1
B．Q<0
C．温度不变，压强增大，Y的体积分数减少
D．体积不变，温度升高，平衡向逆反应方向移动
答案：C
解析：温度不变，压强减为原来的一半，若平衡不移动，则Y浓度应为原来的一半，Y的浓度均大于原来的一半，说明减小压强，平衡向着生成Y的方向即正向移动，正向气体体积增大，m0，即Q>0，B、D均错。
4．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__________。
答案 (1)放热 ＞ (2)增大 (3)增大 减小
(4)减小 (5)不变
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，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；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，混合气体的总物质的量不变。
5．氮元素的单质及其化合物在农业生产、生活、国防和科技方面都有着重要作用，但一些氮的化合物又会对环境造成污染。因此，如何利用氮及氮的化合物是科研人员的重要研究课题。已知：N2O4(无色)??2NO2(红棕色)。请回答下列有关问题：
(1)将两只烧瓶分别浸泡在热水和冰水中，如图所示。由图中现象说明该反应为____________(填“放热”或“吸热”)反应。
(2)在容积为2 L的容器中，通入一定量的N2O4,100 ℃时，体系中各物质的浓度随时间变化如下表：
时间/s 0 20 40 60 80
c(N2O4)/(mol·L－1) 0.10 0.07 0.045 0.04 0.04
c(NO2)/(mol·L－1) 0 0.06 0.11 0.12 0.12
①在0～20 s时段，反应速率v(NO2)＝__________________________________________。
②在该温度下，N2O4(g)??2NO2(g)的平衡常数K＝______________。
③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)。
A．升高温度
B．增大N2O4的起始浓度
C．使用合适的催化剂
D．缩小体积
答案 (1)吸热 (2)①0.003 mol·L－1·s－1
②0.36 ③BD
解析 (1)将两只烧瓶分别放入热水与冰水中，看到热水中气体颜色加深，冰水中气体颜色变浅，说明升高温度化学平衡正向移动，该反应的正反应是吸热反应。(2)①根据表格数据可知：在0～20 s时段，Δc(NO2)＝0.06 mol·L－1，则用NO2的浓度变化表示的化学反应速率v(NO2)＝＝0.003 mol·L－1·s－1。②当反应达到平衡时c(N2O4)＝0.04 mol·L－1，c(NO2)＝0.12 mol·L－1，则该反应的化学平衡常数K＝＝＝0.36。③该反应的正反应是吸热反应，升高温度化学平衡正向移动，导致的值增大，A不符合题意；使用合适的催化剂化学平衡不发生移动，的值不变，C不符合题意；缩小体积导致体系的压强增大，增大压强，化学平衡向气体体积减小的逆反应方向移动，最终达到平衡时的值减小，D符合题意。