1、1专题 07 化学平衡（二）2知识一 影响化学平衡状态的因素【例 1】根据影响因素填写下表并画出外界条件改变时影响化学平衡的 vt 图像平衡体系条件变化速率变化 平衡变化 速率变化曲线任一平衡体系加入催化剂v(正)、 v(逆)均增大相同倍数平衡不移动增大反应物浓度v(正)、 v(逆)均增大且 v 正 v 逆 正向移动减小反应物浓度v(正)、 v(逆)均减小，且v 逆 v 正 逆向移动任一平衡体系增大生成物浓度v(正)、 v(逆)均增大，且v 逆 v 正 逆向移动3减小生成物浓度v(正)、 v(逆)均减小，且且 v 正 v 逆 正向移动升高温度v(正)、 v(逆)均增大，且v 逆 v 正 逆向移
2、动当正反应为放热反应时降低温度v(正)、 v(逆)均减小，且且 v 正 v 逆 正向移动降低温度v(正)、 v(逆)均减小，且v 逆 v 正 逆向移动当正反应为吸热反应时升高温度v(正)、 v(逆)均增大，且且 v 正 v 逆 正向移动以 aA(g) + bB(g) cC(g)为例增大压强或升高温度v(正)、 v(逆)均增大，且v 逆 v 正 逆向移动当时 减小压强或降低温度v(正)、 v(逆)均减小，且且 v 正 v 逆 正向移动4增大压强v(正)、 v(逆)均增大，且且 v 正 v 逆 正向移动当时减少压强v(正)、 v(逆)均减小，且v 逆 v 正 逆向移动增大压强v(正)、 v(逆)同
3、时增大，且且 v 正 = v 逆 平衡不移动当时降低压强v(正)、 v(逆)同时减小，且且 v 正 = v 逆 平衡不移动【变式】1.往 FeCl3溶液中滴加少量 KSCN 溶液，溶液呈红色，发生如下反应：FeCl33KSCN 3KClFe(SCN) 3(棕黄色) (无色) (无色) (红色)下列说法中正确的是( )A.往上述溶液中滴入 Fe2(SO4)3溶液，溶液红色变浅B.往上述溶液中滴入 NH4SCN 溶液，溶液红色不变C.往上述溶液中加入铁粉，溶液红色加深D.往上述溶液中滴入 NaOH 溶液，溶液红色变浅【答案】D【解析】滴入 Fe2(SO4)3溶液，Fe 3 浓度增大，平衡正向移动，
4、Fe(SCN) 3浓度增大，溶液红色变深；滴入 NH4SCN 溶液，SCN 浓度增大，平衡正向移动，Fe(SCN) 3浓度增大，溶液红色5变深；加入铁粉，发生反应 2Fe3 Fe= =3Fe2 ，Fe 3 浓度减小，平衡左移，Fe(SCN) 3浓度减小，红色变浅；滴入 NaOH 溶液形成氢氧化铁沉淀，平衡左移，Fe(SCN) 3浓度减小，溶液颜色变浅。2.对已达到化学平衡的反应 2X(g)Y(g) 2Z(g)，减小压强时，对反应产生的影响是( )A.逆反应速率增大，正反应速率减小，平衡向逆反应方向移动B.逆反应速率减小，正反应速率增大，平衡向正反应方向移动C.正、逆反应速率都减小，平衡向逆反应
5、方向移动D.正、逆反应速率都增大，平衡向正反应方向移动【答案】C【解析】反应 2X(g)Y(g) 2Z(g)是反应前后气体体积减小的反应，减小压强时，正、逆反应速率都减小，平衡向逆反应方向移动，C 项正确。3.在一密闭容器中发生反应：2A(g)2B(g) C(s)3D(g) H0，达到平衡时采取下列措施，可以使正反应速率 v 正 增大、D 的物质的量浓度 c(D)增大的是( )A.移走少量 C B.扩大容积，减小压强C.缩小容积，增大压强 D.体积不变，充入惰性气体【答案】C4.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
6、.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，C 是气体【答案】D【解析】 增大压强、平衡逆向移动说明逆反应是气体物质的量减小的反应，故 C 为气体，A 为非气态(如固体)。5.反应 A(g)3B(g )2C(g) H0，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6【答案】C【解析】 降低温度， v 正 、 v 逆 均减小，平衡向放热反应方向移动，即平衡正向
7、移动。6.一定温度下，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【答案】D7.如图所示，表示反应 N2(g)3H 2(g) 2NH3(g) Hv 正 ，改变的条件是升温； t3时， v 正 v 逆 ，改变的条件是使用催化剂； t4时， v 正 、 v 逆 均减小
8、且 v 逆 v 正 ，改变的条件是减小压强。78如图为某化学反应的反应速率与时间的关系曲线图。在 t1时刻升高温度或增大压强，下列反应的反应速率变化符合示意图的是( )A4NH 3(g)5O 2(g) 4NO(g)6H 2O(g) H0B2SO 2(g)O 2(g) 2SO3(g) H0CH 2(g)I 2(g) 2HI(g) H0DC(s)H 2O(g) CO(g)H 2(g) H0【答案】A9可逆反应 2X(g)Y(s) 2Z(g)在 t1 min 时达到平衡状态。当增大平衡体系的压强(减小容器体积)时，下列有关正、逆反应速率( v)随时间( t)变化的图像正确的是( ) 【答案】C【解析
9、】对于反应前后气体分子数不变的可逆反应，达到平衡状态后，增大平衡体系的压强(减小容器体积)，平衡不移动，正、逆反应速率仍相等，但由于压强增大，所以正、逆反应速率同等程度地增大。【例 1-2】下列不能用勒夏特列原理解释的事实是( )A.红棕色的 NO2加压后颜色先变深后变浅B.氢气、碘蒸气、碘化氢气体组成的平衡体系加压后颜色变深C.黄绿色的氯水光照后颜色变浅D.合成氨工业使用高压以提高氨的产量【答案】B8【解析】 A 项，涉及二氧化氮与四氧化二氮的平衡转化，故可以用勒夏特列原理解释；B项，加压后平衡不移动，但体积缩小，浓度增大使颜色变深，不能用勒夏特列原理解释；C 项，光照后，次氯酸见光分解，使
10、氯气与水反应的平衡向右移动，故可以用勒夏特列原理解释；D 项，合成氨工业加压使化学平衡向右移动，可以用勒夏特列原理解释。【变式】 反应 X(g)Y(g) 2Z(g) H(43)， n5，从题中选项看，只有 D符合上述关系。【变式】1一定条件下，在容积为 2 L 的密闭容器里加入一定物质的量的 A，发生如下反12应并建立平衡：A(g) 2B(g)，2B(g) C(g)2D(g)，测得平衡时各物质的浓度是c(A)0.3 molL 1 ， c(B)0.2 molL 1 ， c(C)0.05 molL 1 ，最初向容器里加入 A的物质的量是( )A0.5 mol B0.8 molC0.9 mol D1
11、.2 mol【答案】C2将一定量的 Ag2SO4固体置于容积不变的密闭容器中(加入少量 V2O5)，在某温度下发生反应：Ag 2SO4(s) Ag2O(s)SO 3(g)，2SO 3(g) 2SO2(g)O 2(g)，经 10 min 后反应达到平衡，此时 c(SO3)0.4 molL 1 ， c(SO2)0.1 molL 1 ，下列判断正确的是( )用 SO2表示的反应速率 v(SO2)0.01 mol(Lmin) 1用 O2表示的反应速率 v(O2)0.01 molL 1 min1SO 3的分解率等于 10%SO 3的分解率等于 20%Ag 2SO4分解最初生成的 c(SO3)0.5 mo
12、lL 1A BC只有 D只有【答案】A【解析】 c(SO2)0.1 molL 1 为 SO2的平衡量也是转化量， v(SO2)0.01 molL1 min1 ， v(O2)Error! v(SO2)0.005 molL 1 min1 ， c(SO3)转 c(SO2)0.1 molL 1 ， c(SO3)平 0.4 molL 1 ， c(SO3)始 0.4 molL 1 0.1 molL 1 0.5 molL1 ，(SO 3)Error!100%20%， c(SO3)始 即为 Ag2SO4分解最初生成的 SO3量。3在一定条件下，有可逆反应 X(g)3Y(g) 2Z(g)，若 X、Y、Z 起始浓
13、度分别为c1、 c2、 c3(均不为 0)，经过 2 min 后达到平衡，平衡时 X、Y、Z 的浓度分别为 0.1 molL1 、0.3 molL 1 、0.04 molL 1 ，则下列判断不合理的是( )A v(Z)0.02 mol(Lmin) 1 B平衡时，X 与 Z 的生成速率之比为 1：2C c1 c21：3 DX、Y 的转化率相等【答案】A【解析】A 中若 v(Z)0.02 mol(Lmin) 1 ，则 2 min 内 Z 的浓度增加 0.04 molL1 ，由起始时 Z 的浓度不为 0，因此 A 错；B 项符合平衡时正、逆反应速率相等及反13应速率之比与计量数之间的关系；由于 X、
14、Y 的变化量之比为 13 ，平衡时 X、Y 的浓度之比为 13 ，因此 C、D 正确。知识三 等效平衡等效平衡的规律等效类型 （1） （2）条件 恒温、恒容 恒温、恒容 恒温、恒压反应特点 任何可逆反应 反应前后气体分子数相等 任何可逆反应起始投料换算成化学方程式同一边物质，其“量”相等换算成化学方程式同一边物质，其“量”符合同一比例换算成化学方程式同一边物质，其“量”符合同一比例质量分数(w%) 相同 相同 相同浓度(c) 相同 成比例 相同（气体）物质的量（n) 相同 成比例 成比例质量 相同 成比例 成比例分子数 相同 成比例 成比例平衡特点等效情况 完全等效 不完全等效 不完全等效【例
15、 3-1】（1）在恒温恒容条件下，按下列四种情况分别建立平衡，其中为等效平衡的是 。N2(g) 3H 2(g) 2NH3 1 mol 3 mol 0 mol 0 mol 0 mol 2 mol 0.5 mol 1.5 mol 1 mol 1 mol 3 mol 2 mol【答案】14（2）.若在恒温恒压条件下，按题 1 中四种情况分别建立平衡，其中为等效平衡的是。【答案】【解析】恒温恒压条件下，若转换后(按化学计量数换算成方程式同一边的物质)，反应物或生成物的物质的量的比例与原平衡相同，则两平衡等效，且平衡后两种物质的物质的量成倍数关系。因为这种情况下压强不变，不管反应前后气体分子数是否改变，
16、对可逆反应的平衡都没有影响，而成比例的增加反应物后体积膨胀，压强不变，所以平衡不移动，只要极值等比则平衡等效。（3）.在恒温恒容条件下，按下列四种情况分别建立平衡，其中为等效平衡的是。CO(g) H 2O(g) CO2(g) H 2(g) 2 mol 2 mol 0 mol 0 mol 0 mol 0 mol 4 mol 4 mol 4 mol 4 mol 2 mol 2 mol 1 mol 2 mol 1 mol 2 mol【答案】【变式】1.在一个固定容积的密闭容器中，加入 2 mol A 和 1 mol B 发生反应：2A(g)B(g) 3C(g)D(g)，达到平衡时，C 的浓度为 n
17、molL1 。(1)若 维 持 容 器 容 积 和 温 度 不 变 ， 按 下 列 各 种 配 比 为 起 始 物 质 ， 达 到 平 衡 后 ，C 的 浓 度 仍 为 n molL 1的 是 _(填 字 母 ， 下 同 )。15A.4 mol A2 mol BB.2 mol A1 mol B3 mol C1 mol DC.3 mol A1 mol BD.3 mol C1 mol DE.1 mol A0.5 mol B1.5 mol C0.5 mol D(2)C 的浓度大于 n molL1 的是_。(3)将可逆反应中 A(g)改为 A(s)，则 C 的浓度仍为 n molL1 的是_。(4)若
18、将题中“维持容器容积和温度不变”改为“维持容器压强和温度不变”，则 C 的浓度仍为 n molL1 的是_。【答案】(1)DE (2)ABC (3)CDE (4)ABDE【解析】该反应前后气体分子数不同，恒温恒容下把加入的物质转化成起始状态形式，与起始状态时各物质的物质的量分别相同，即建立相同的平衡状态；恒温恒压下，比例相同即可建立相同的平衡状态。2.有一可逆反应：2A(g)3B(g) xC(g)4D(g)，若按下列两种配比在同温同体积的密闭容器中进行反应：0.8 mol A1.2 mol B1.2 mol C2.4 mol D1.4 mol A2.1 mol B0.6 mol C1.2 mo
19、l D达平衡后，C 的质量分数相等，则方程式中 x 的值为( )A.1 B.2 C.3 D.4【答案】B1可逆反应 A(g)2B(g) 2C(g) H0 速率图像如图所示。导致 t时刻的速率图线变化的原因可能是( )16A增大了 A 的浓度B使用了催化剂C增大了压强D升高了温度【答案】B【解析】因为在 t时刻 v 正 和 v 逆 同等倍数的增大，又因该反应为气体体积缩小的反应，所以只有使用催化剂符合题意。2下列对化学平衡常数 K 的描述中，正确的是( )A K 越大，正反应进行的程度越大B温度升高， K 值增大C反应物的转化率增大时， K 值一定增大D平衡向逆反应方向移动时， K 值减小【答案
20、】A【解析】 温度升高时，对于放热反应， K 将减小，对于吸热反应， K 才增大，因为 K 只与温度有关，而平衡移动的方向还与其他多种因素有关，也就是说当平衡右移时， K 值不一定增大。3已知 448 时反应 H2(g)I 2(g) 2HI(g)的平衡常数是 49，则 HI(g) Error!H2(g)Error!I 2(g)在该温度下的平衡常数是( )A.Error! B2 401 C7 D.Error!【答案】D4在密闭容器中，给一氧化碳和水蒸气的气体混合物加热，在催化剂存在下发生反应：CO(g)H 2O(g) H2(g)CO 2(g)。在 500 时，平衡常数 K9。若反应开始时，一氧化
21、碳和水蒸气的浓度都是 0.02 molL1 ，则在此条件下 CO 的转化率( )A25% B50% C75% D80%【答案】C17【解析】设消耗 c(CO) x molL1 ，可列三段式计算：CO(g)H 2O(g)H 2(g)CO 2(g)始/(molL 1 ) 0.02 0.02 0 0转/(molL 1 ) x x x x平/(molL 1 ) 0.02 x 0.02 x x x平衡常数 KError!Error!9，解得 x0.015，则 CO 的转化率为Error!100%75%，故选 C 项。5下列各项中，能表示 2A(g)B(g) 2C(g)(正反应放热)这个可逆反应的是( )
22、【答案】A6可逆反应： mA(g) nB(g) xC(g) H Q kJmol1 在不同温度、压强下反应物 A 的转化率的变化情况如下图所示。下列对于反应的热效应 Q 和反应方程式 A、B、C 的系数的判断中，正确的是( )A Q0， m n x B Q0， m n xC Q0， m n x D Q0， m n x【答案】D【解析】由左题图可知，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18下的平衡状态，由 p2、 p1的大小比较和 A 的转化率可知，增大压强，平衡正向移动，故m n x；由右题图可知，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，
23、Q0。7一定条件下，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( )ACO 2(g)2NH 3(g) CO(NH2)2(s)H 2O(g) H0BCO 2(g)H 2(g) CO(g)H 2O(g) H0CCH 3CH2OH(g) CH2=CH2(g)H 2O(g) H0D2C 6H5CH2CH3(g)O 2(g) 2C6H5CH=CH2(g)2H 2O(g) H0【答案】A8.某化学科研小组研究在其他条件不变时，改变某一条件对化学平衡的影响，得到如下变化规律(下图中， p 表示压强， T 表示温度， n 表示物质的量， t 表示反应时间)：根据以上规律判断(填“”“”或“”)：(1
24、)反应： p2_p1， H_0。19(2)反应： T1_T2， H_0。(3)反应：若 T2_T1， H_0。(4)反应：若 T2_T1， H_0。【答案】(1) (2) (3) (或 )(4) (或 )【解析】(4)图(d)所呈现的信息是随压强的增大，A 的平衡转化率不变，但 T2时 (A)比 T1时 (A)大。若 T2 T1，则升温平衡右移， H0；若 T1 T2，则升温平衡左移， H0。9.在一恒定的容器中充入 3 mol A 和 1 mol B 发生反应：3A(g)B(g) xC(g)，达到平衡后，C 的体积分数为 %；若维持容器的容积和温度不变，按起始物质的量 A：0.9 mol、B
25、：0.3 mol、C：2.1 mol 充入容器，达到平衡后，C 的体积分数仍为 %，则 x 值为( )A.只能为 4 B.只能为 3 C.可能是 4，也可能是 3 D.无法确定【答案】C【解析】恒温恒容下，开始充入 3 mol A 和 1 mol B 与开始充入 0.9 mol A、0.3 mol B和 2.1 mol C 达到平衡后，C 的体积分数均为 %，说明为完全等效平衡，按化学计量数转化到左边，满足 n(A)3 mol、 n(B)1 mol，故 0.9 molError!33 mol，解得x3，但是对于反应前后气体化学计量数之和相等的反应，物质的投料等比即等效，所以x4 也是正确的。1
26、0.向某密闭容器中加入 0.3molA、0.1molC 和一定量的 B 三种气体。一定条件下发生反应，各物质浓度随时间变化如甲图所示 t0 t1阶段 c（B）未画出。图乙为 t2时刻后改变条件平衡体系中反应速率随时间变化的情况，且四个阶段都各改变一种条件并且改变的条件均不同。已知， t3 t4阶段为使用催化剂。下列说法正确的是（ ）20A. 若 t115s，生成物 C 在 t0 t1时间段的反应速率为 0.004molL1 s1B. t2 t3阶段改变的条件为降低反应温度C. B 的起始物质的量为 0.02molD. t5 t6阶段可能是增大压强【答案】A11.下列图中，表示 2A（气）B（气
27、） 2C（气）H”“”)。(2)830 时，向一个 5 L 的密闭容器中充入 0.20 mol 的 A 和 0.80 mol 的 B，如反应初始 6 s 内 A 的平均反应速率 v(A)0.003 molL 1 s1 。则 6 s 时 c(A)_，C 的物质的量为_；若反应经一段时间后，达到平衡时 A的转化率为_，如果这时向该密闭容器中再充入 1 mol 氩气，平衡时 A 的转化率为 _。(3)1 200 时反应 C(g)D(g) A(g)B(g)的平衡常数的值为_。【答案】(1) (2)0.022 molL 1 0.09 mol 80% 80% (3)2.5A(g)B(g) C(g)D(g)
28、起始浓度(molL 1 )： 0.04 0.16 0 0变化浓度(molL 1 )： x x x x平衡浓度(molL 1 )： 0.04 x 0.16 x x xError! 1，解得 x0.032，平衡时 A 的转化率为Error!100%80%，体积不变，充入 1 mol 氩气，反应混合物各组分的浓度不变，平衡不移动，A 的转化率不变，仍然为80%；(3)同一反应在相同温度下，正、逆反应方向的平衡常数互为倒数，故 1 200 时反应 C(g)D(g) A(g)B(g)的平衡常数的值为 10.42.5。14.现有反应： mA(g) nB(g) pC(g)，达到平衡后，当升高温度时，B 的转
29、化率变大；当23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_热反应，且 m n_p(填“”、“”或“”)。(2)减压时，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 c(B)/c(C)将_。(5)若加入催化剂，平衡时气体混合物的总物质的量_。(6)若 B 是有色物质，A、C 均无色，则加入 C(体积不变)时混合物颜色_；而维持容器内压强不变，充入氖气时，混合物颜色_。(填“变深”、“变浅”或“不变”)【答案】(1)放 (2)增大 (3)增大 减小
30、(4)减小 (5)不变 (6)变深 变浅【解析】 升高温度，B 的转化率增大，说明正反应吸热，则逆反应放热；减小压强，C 的质量分数减小，则说明平衡左移，则 m np。据此可对以下诸问题作出分析。15. . 恒温、恒压下，在一个可变容积的容器中发生如下反应：A(g)+B(g) C(g) 若开始时放入1molA 和1molB，到达平衡后，生成 amolC，这时 A 的物质的量为 mol。 若开始时放入3molA 和3 molB，到达平衡后，生成 C 的物质的量为 mol。 若开始时放入 xmolA、2 molB 和1molC，到达平衡后，A 和 C 的物质的量分别是 ymol 和3amol，则
31、x = mol，y = mol平衡时，B 的物质的量 （选填一个编号） 。（甲）大于2mol （乙）等于2mol （丙）小于2mol （丁）可能大于，等于或小于2mol作出判断的理由是 。 若在的平衡混合物中再加入3molC，待再次达到平衡后，C 的物质的量分数是 。. 若维持温度不变，在一个与反应前起始体积相同、且容积固定的容器中发生上述反应。 开始时放入1molA 和1molB 到达平衡后生成 bmolC。将 b 与小题中的 a 进行比较 （选填一个编号） 。（甲）ab （乙）ab 24（丙）a=b （丁）不能比较 a 和 b 的大小作出此判断的理由是 。【答案】（1a） 3a 2 33a
32、 (丁)理由若3a1，B 的物质的量小于2mol；若3a=1，则 B 的物质的量等于2mol；若3a1，则 B 的物质的量大于2mol。 a/(2a) （乙）因为小题中容器的容积不变，而中容器的容积缩小，所以小题的容器中的压力小于小题容器中的压力，有利于逆向反应，故反应达到平衡后ab。A(g) + B(g) C(g)起始量： 1mol 1mol 0mol平衡量： 1amol 1amol amol故 C 的物质的量分数为 a/(2a)。是考查恒温、恒容下的等效平衡。因此时容器的容积不变，而中容器的容积缩小，小题中容器相当于在的基础上减小压力，使所给平衡向逆反应方向移动，故反应达到平衡后 ab，故
33、答案为（乙） 。16.光气(COCl 2)在塑料、制革、制药等工业中有许多用途，COCl 2的分解反应为 COCl2(g)=Cl2(g)CO(g) H108 kJmol 1 。反应体系达到平衡后，各物质的浓度在不同条25件下的变化状况如图所示(第 10 min 到 14 min 的 COCl2浓度变化曲线未标出)：(1)计算反应在第 8 min 时的平衡常数 K_；(2)比较第 2 min 反应温度 T(2)与第 8 min 反应温度 T(8)的高低： T(2)_T(8)(填“”或“”)；(3)若 12 min 时反应于温度 T(8)下重新达到平衡，则此时 c(COCl2)_ molL1 ；(4)比较反应物 COCl2在 56 min 和 1516 min 时平均反应速率的大小： v(56)_v(1516)(填“”或“”)，原因是_。【答案】(1)0.234 (2) 在相同温度时，该反应的反应物浓度越高，反应速率越大【解析】(3)由于第 12 min 与第 8 min 温度相同，故其平衡常数相等，则有Error!Error! ，解得c(COCl2)0.031 molL 1 。(4)在 56 min 和 1516 min 时反应温度相同，但 1516 min 时各组分的浓度都小，因此反应速率小。
