高考化学一轮复习：化学平衡状态 化学平衡的移动

第34讲化学平衡状态化学平衡的移动

【复习目标】1.了解化学反应的可逆性及化学平衡的建立。2.掌握化学平衡的特征。3.理解外

界条件(浓度、温度、压强、催化剂等)对化学平衡的影响，能用相关理论解释其一般规律。

4.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建立

J知识梳理•夯基础

1.可逆反应

⑴定义

在同一条件下,既可以向正反应方向进行，同时又可以向逆反应方向进行的化学反应。

⑵特点

①二同：a.相同条件下；b.正、逆反应同时进行。

②一小：反应物与生成物同时存在；任一组分的转化率都小士(填“大于”或“小于”)100%o

⑶表示

在方程式中用“”表示。

2.化学平衡状态

(1)概念

一定条件下的可逆反应中，正反应速率与逆反应速率相等，反应体系中所有参加反应的物质

的质量或浓度保持不变的状态。

⑵建立

从逆反应开始建立从正反应开始建立

(3)平衡特点

化学平衡是一种动态平衡

正反应速率=逆反应速率

反应物和生成物的质量或浓度

保持不变

条件改变，平衡状态可能改变,

新条件下建立新的平衡状态

3.判断化学平衡状态的两种方法

(1)动态标志：。正=。逆20

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：必须标明是“异向”的反应速率关系。如aA+bBcC+dD,%空=胃时，

反应达到平衡状态。

(2)静态标志：各种“量”不变

①各物质的质量、物质的量或浓度不变。

②各物质的百分含量(物质的量分数、质量分数等)不变。

③温度、压强(化学反应方程式两边气体体积不相等)或颜色(某组分有颜色)不变。

总之，若物理量由变量变成了不变量，则表明该可逆反应达到平衡状态；若物理量为“不变

量”，则不能作为平衡标志。

r易错易混辨析」错误的写明原因

(1)反应2NaHCCh^^Na2co3+CO2t+H2O、Na2co3+CO2+H2O=2NaHCC)3互为可逆反

应(X)

错因：可逆反应的反应条件必须相同。

(2)化学反应达到平衡后，反应物和生成物的浓度或百分含量相等(X)

错因：化学反应达到平衡后，反应物或生成物的浓度或百分含量应保持不变，不一定相等。

(3)在1L的密闭容器中发生反应：2NO(g)+O2(g)2NO2(g),当容器中气体的颜色保持不

变时，说明反应已达到平衡状态(J)

(4)对于反应H2(g)+L(g)2Hl(g),当压强不变时，反应达到平衡状态(X)

错因：该反应为反应前后气体分子数保持不变的可逆反应，反应过程中压强始终保持不变。

I■深度思考」

1.向含有2moiSO2的容器中通入过量。2发生2so2(g)+Ch(g)催(剂2SO3(g)AH=—Qklmol

-1

(Q>0),充分反应后生成SO3的物质的量__________(填">”或“="，下同)2mol,

SO2的物质的量______OmoL转化率100%,反应放出的热量________QkJ。

答案<><<

2.在一定温度下的恒容容器中，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)。

⑵能说明I2(g)+H2(g)2Hl(g)达到平衡状态的是。

⑶能说明2NO2(g)N2CU(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)+CC)2(g)达到平衡状态的是=

(6)能说明5CO(g)+l2O5(s)5co2(g)+L(s)达到平衡状态的是»

答案(1)①③④⑦(2)⑤⑦(3)①③④⑤⑦(4)①②③④⑦(5)①②③(6)②④⑦

3.若上述题目中的(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)o

答案(1)②③④⑦⑵⑤⑦⑶②③④⑤⑦⑷②③④⑦

|归纳总结

规避“2”个易失分点

(1)化学平衡状态判断“三关注”

关注反应条件，是恒温恒容、恒温恒压，还是绝热恒容容器；关注反应特点，是等体积反应，

还是非等体积反应；关注特殊情况，是否有固体参加或生成，或固体的分解反应。

⑵不能作为“标志”的四种情况

①反应组分的物质的量之比等于化学方程式中相应物质的化学计量数之比。

②恒温恒容下的体积不变的反应，体系的压强或总物质的量不再随时间而变化，如

2HI(g)H2(g)+I2(g)o

③全是气体参加的体积不变的反应，体系的平均相对分子质量不再随时间而变化，如

2HI(g)H2(g)+I2(g)o

④全是气体参加的反应，恒容条件下体系的密度保持不变。

J递进题组•练能力

题组一“极端转化”确定各物质的量

1.在密闭容器中进行反应：X2(g)+Y2(g)2Z(g),已知X2、丫2、Z的起始浓度分别为0.1moLL-i、

0.3molL-1、0.2mol-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0.3mol-L-iB.丫2为。.4mol1一1

C.X2为OZmoLLT1D.Z为0.4moLLf

答案A

2.(2019・长沙一中月考)一定条件下，对于可逆反应X(g)+3Y(g)2Z(g),若X、Y、Z的起

始浓度分别为小、0、C3(均不为零)，避U平衡时，X、Y、Z的浓度分别为O.lmoLLr、0.3mol-L

0.08mol-L1,则下列判断正确的是()

A.ci:C2—31

B.平衡时，Y和Z的生成速率之比为2：3

C.X、Y的转化率不相等

D.ci的取值范围为0<ci<0.14moLLr

答案D

解析平衡浓度之比为1：3,转化浓度之比亦为1：3,故ci：c2=l：3,A、C不正确；平

衡时Y生成表示逆反应速率，Z生成表示正反应速率且o±&(Y):。生或(Z)应为3：2,B不正

确；由可逆反应的特点可知0<ci<0.14moLLr。

|练后归纳

极端假设法确定各物质浓度范围

上述题目1可根据极端假设法判断，假设反应正向或逆向进行到底，求出各物质浓度的最大

值和最小值，从而确定它们的浓度范围。

假设反应正向进行到底：

x2(g),+Y2(g)2Z(g)

起始浓度1)0.10.30.2

改变浓度(moll-1)0.10.10.2

终态浓度(moll1)00.20.4

假设反应逆向进行到底：X2(g)+Y2(g)2Z(g)

起始浓度(moLLT1)0.10.30.2

改变浓度(moLL-1)0.10.10.2

终态浓度(mol1-1)0.20.40

平衡体系中各物质的浓度范围为X2G(0,0.2),Y2e(0.2,0.4),Ze(0,0.4)0

题组二化学平衡状态的判断

3.(2020•衡阳高三调研)反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g)AH<0,若在恒压绝热容器中发生，

下列选项表明反应一定已达平衡状态的是()

A.容器内的温度不再变化

B.容器内的压强不再变化

C.相同时间内，断开H—H的数目和生成N—H的数目相等

D.容器内气体的浓度C(N2):C(H2)：c(NH3)=l：3：2

答案A

解析已知反应为放热反应，当容器内的温度不变时，平衡不再移动，达到平衡状态，A项

符合题意；反应在恒压条件下进行，反应前后压强不变，B项不符合题意；断开H—H和生

成N—H均指正反应方向，不能判断是否达到平衡状态，C项不符合题意；当

C(N2)：C(H2)：c(NH3)=l：3：2时，无法证明正、逆反应速率相等，即无法判定是否达到平

衡状态，D项不符合题意。

催什莉

4.汽车尾气净化的主要原理为2NO(g)+2CO(g)2CO2(g)+N2(g)AHVO。若该反应

在绝热、恒容的密闭体系中进行，下列示意图正确且能说明反应在进行到fi时刻达到平衡状

态的是（填序号）。

答案②④⑤

解析①达到平衡时，。正应保持不变。

②由于是放热反应，又是绝热容器，体系温度升高，平衡左移，K减小，当K不变时，温度

不变，达到平衡状态。

③图中达到平衡时，CO、CO2的改变量不是1：1。

④勿（NO）逐渐减小，达到平衡时保持不变。

⑤因正反应放热，容器绝热，故反应开始后体系温度升高，达到平衡状态时，体系温度不再

发生变化。

⑥AH是一个定值，不能用于判断可逆反应是否达到平衡状态。

考点二化学平衡的移动

J知识梳理•夯基础

1.概念

可逆反应达到平衡状态以后，若反应条件（如温度、压强、浓度等）发生了变化，平衡混合物

中各组分的浓度也会随之改变，从而在一段时间后达到新的平衡状态。这种由原平衡状态向

新平衡状态的变化过程，叫作化学平衡的移动。

2.化学平衡移动的过程

3.化学平衡移动与化学反应速率的关系

(1)。正逆：平衡向正反应方向移动。

(2)。正=。逆：反应达到平衡状态，不发生平衡移动。

(3)。正逆：平衡向逆反应方向移动。

4.影响化学平衡的外界因素

根据化学平衡原理解答下列问题：

1

在体积不变的密闭容器中发生反应：N2(g)+3H2(g)2NH3(g)AH=-92.4kJmor,只改

变一种外界条件，完成下表：

平衡移氢气的转化率(“增氨气的体积分数(“增

改变条件

动方向大”“减小”或“不变”)大”“减小”或“不变”)

增大氮气的浓度正向增大一

增大氨气的浓度逆向减小增大

升温逆向减小减小

充入适量氤气不移动不变不变

5.化学平衡中的特殊情况

(1)当反应混合物中存在与其他物质不相混溶的固体或液体物质时，由于其“浓度”是恒定

的，不随其量的增减而变化，故改变这些固体或液体的量，对化学平衡没影响。

(2)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。

(3)充入惰性气体与平衡移动的关系

①恒温、恒容条件

原平衡体系&甦工体系总压强增大一体系中各组分的浓度不变一平衡不移动。

②恒温、恒压条件

原平衡体系且土容器容积增大，各反应气体的分压减小一体系中各组分的浓度同倍

数减小(等效于减压)

气体体积不变的反应

------------------＞平衡不移动

-气体体积可变的反应，平衡向气体体积增大的方向

―移动

6.勒夏特列原理及运用

如果改变影响化学平衡的条件之一(如温度、压强以及参加反应的化学物质的浓度)，平衡将

向着能够减弱这种改变的方向移动。本原理也称为平衡移动原理。

r易错易混辨析」错误的写明原因

(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(X)

错因：化学反应速率改变，化学平衡不一定发生移动，如加入催化剂。

(2)升高温度，平衡向吸热反应方向移动，此时。放减小，。吸增大(义)

错因：升iWi温度，0放、0吸均增大o

(3)化学平衡正向移动，反应物的转化率一定增大(X)

错因：化学平衡正向移动，反应物的转化率不一定增大，如A(g)+B(g)C(g),增大A的

浓度、平衡右移，但A的转化率减小。

(4)向平衡体系FeCl3+3KSCNFe(SCN)3+3KCl中加入适量KC1固体，平衡逆向移动，溶

液的颜色变浅(X)

错因：KC1没有参与反应，加入KC1固体，平衡不移动，颜色不变。

(5)对于2NCh(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(义)

错因：因为压缩体积，平衡右移，但C(N02)仍大于原来的浓度，所以混合气体的颜色变深。

I■深度思考」

1.化学平衡移动的目的是“减弱”外界条件的改变，而不是消除“外界条件的改变”，即“减

弱而不抵消”。

对于一定条件下的可逆反应

甲：A(g)+B(g)C(g)AH<0

乙：A(s)+B(g)C(g)AH<0

丙：A(g)+B(g)2C(g)AH>0

达到化学平衡后，改变条件，按要求回答下列问题：

⑴升温，平衡移动方向分别为(填“向左”“向右”或“不移动”)甲；乙________:

丙。

此时反应体系的温度均比原来(填“高”或“低”)。

混合气体的平均相对分子质量变化分别为(填“增大”“减小”或“不变”)

甲；乙________；丙O

答案向左向左向右高减小减小不变

(2)加压，使体系体积缩小为原来的3

①平衡移动方向分别为(填“向左”“向右”或“不移动”)

甲；乙________；丙O

②设压缩之前压强分别为〃甲、P乙、P丙，压缩后压强分别为"甲、P'乙、P'丙，贝UP甲与P'

甲，P乙与p'乙，P丙与P,丙的关系分别为

甲;乙________;丙=

③混合气体的平均相对分子质量变化分别为(填“增大”“减小”或“不变”)

甲；乙________；丙O

答案①向右不移动不移动②p甲＜p'甲＜2。甲p'乙=2p乙p'丙=2p丙③增大

不变不变

2.⑴可逆反应2SO2（g）+O2（g）2so3（g）A8＜0在一定条件下达到平衡后，改变某条件，

填写下表：

条件变化平衡变化转化率变化百分含量变化

SO2的转化率增大，

①增大。2浓度____移动—

02的转化率______

SO2、0的转化率都

②增大SO3浓度____移动2—

SO2、0的转化率都so%____

③升高温度____移动22

so3%____

SO2、。2的转化率都SO2%____

④增大压强―移动

SO3%____

⑵可逆反应b（g）+H2（g）2Hl（g）在一定条件下达到平衡后，改变其条件，填写下表:

条件变化平衡移动转化率变化百分含量变化

H2的转化率减小，L

—

①增大H2的浓度____移动

的转化率________

12、H的转化率12%____

②增大压强―移动2

H2%__

答案⑴①正向减小②逆向减小③逆向减小增大减小④正向增大减

小增大

⑵①正向增大②不不变不变不变

J递进题组•练能力

题组一条件改变，判断平衡移动方向

1.（2019・大连模拟）反应NH4HS（S）NH3（g）+H2s（g）在某温度下达到平衡,下列各种情况中,

不会使平衡发生移动的是（）

A.温度、容积不变时，通入SCh气体

B.移走一部分NH4Hs固体

C.容器体积不变，充入HC1气体

D.保持压强不变，充入氮气

答案B

解析A项，2H2S+SC)2=3S3+2H2。，通入SO2气体使反应正向移动；B项，增减固体

的物质的量不影响平衡；C项，NH3(g)+HCl(g)=NH4Cl(s),充入HC1气体使反应正向移动；

D项保持压强不变，充入氮气，平衡向正反应方向移动。

2.反应2so2(g)+O2(g)2so3(g)AH<0已达平衡，如果其他条件不变时，分别改变下

列条件，对化学反应速率和化学平衡产生影响，下列条件与图像不相符的是(。〜小。正=。逆;

力时改变条件，f2时重新建立平衡X)

A.增加氧气的浓度B.增大压强

”逆：

Ot1上2

D.加入催化剂

答案C

解析分析时要注意改变条件瞬间。正、。逛的变化。增加。2的浓度，。正增大，。迎瞬间不变，

A正确；增大压强，。正、。过瞬间都增大，。正增大的倍数大于。逆，B正确；升高温度，。正、

。迄瞬间都增大，C错误；加入催化剂，。正、。迎同时同倍数增大，D正确。

题组二条件改变，判断平衡移动结果

3.C0Cl2(g)C0(g)+Cb(g)AH>0,当反应达到平衡时，下列措施：①升温②恒容通

入惰性气体③增加C0浓度④减压⑤加催化剂⑥恒压通入惰性气体，能提高C0C12

转化率的是()

A.①②④B.①④⑥C.②③⑤D.③⑤⑥

答案B

解析该反应为气体体积增大的吸热反应，所以升温和减压均可以促使反应正向移动。恒压

通入惰性气体，相当于减压。恒容通入惰性气体与加催化剂均对平衡无影响。增加CO的浓

度，将导致平衡逆向移动。

4.在压强为0.1MPa、温度为300℃条件下，amolCO与3amolH2的混合气体在催化剂作

用下发生反应生成甲醇：CO(g)+2H2(g)CH30H(g)AH<0o

⑴平衡后将容器的容积压缩到原来的一半，其他条件不变，对平衡体系产生的影响是

(填字母，下同)。

A.以此)减小

B.正反应速率加快，逆反应速率减慢

C.反应物转化率增大

D.重新平衡血而减小

(2)若容器容积不变，下列措施可增大甲醇产率的是o

A.升高温度

B.将CH30H从体系中分离

C.充入He,使体系总压强增大

答案(1)CD(2)B

解析(1)该反应为正向气体分子数减小的可逆反应，缩小容器体积，平衡正向移动，C(H2)

增大，正、逆反应速率均增大，因而A、B均不正确。(2)由于该反应正向是放热反应，升高

温度平衡逆向移动，CH30H的产率降低；容器容积不变，充入He,平衡不移动。

真题演练明确考向___________

1.(2020•浙江7月选考，18)5mL0.1mol-L-1KI溶液与1mLO.lmol-L-1FeCb溶液发生反应:

3+2+

2Fe(aq)+2r(aq)2Fe(aq)+l2(aq),达到平衡。下列说法不正确的是()

A.加入苯，振荡，平衡正向移动

B.经苯2次萃取分离后，在水溶液中加入KSCN,溶液呈红色，表明该化学反应存在限度

C.加入FeSCU固体，平衡逆向移动

c2(Fe2+)

D.该反应的平衡常数K=c2cpe3%义4(「)

答案D

解析加入苯，振荡，苯萃取了卜，水溶液中的c(L)减小，平衡正向移动，A正确；反应开

始时w(KI)>”(FeCb),反应中KI过量；经苯两次萃取分离后，水溶液中c(L)很小，加入KSCN,

溶液呈红色，说明水溶液中仍含有Fe3+,证明该反应是可逆反应，存在一定限度，B正确；

加入FeSCU固体，c(Fe?+)增大，平衡逆向移动，C正确；该反应在溶液中进行，平衡常数K

22+

c(Fe)-c(I2)

%西+育仁)，D错误。

2.(2020•浙江7月选考，20)一定条件下：2NO2(g)N2O4(g)AH<0。在测定NCh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50kPa

B.温度130℃、压强300kPa

C.温度25℃、压强100kPa

D.温度130℃、压强50kPa

答案D

解析测定NO2的相对分子质量时，要使平衡逆向移动，且逆向移动的程度越大，测定结果

的误差越小。该反应的正反应是气体分子数减少的放热反应，因此温度越高、压强越小时，

平衡逆向移动的程度越大，故选D。

3.(2019・海南，3)反应C2H6(g)C2H4(g)+H2(g)AH>0,在一定条件下于密闭容器中达到

平衡。下列各项措施中，不能提高乙烷平衡转化率的是()

A.增大容器容积B.升高反应温度

C.分离出部分氢气D.等容下通入惰性气体

答案D

4.(2019•浙江4月选考，17)下列说法正确的是()

A.H2(g)+I2(g)2HI(g),其他条件不变，缩小反应容器体积，正逆反应速率不变

B.C(s)+H2O(g)H2(g)+CO(g),碳的质量不再改变说明反应已达平衡

C.若压强不再随时间变化能说明反应2A(?)+B(g)2C(?)己达平衡，则A、C不能同时

是气体

D.1H1O1N2和3moiH2反应达到平衡时H2转化率为10%,放出的热量为Q；在相同温度和

压强下，当2moiNH3分解为N2和H2的转化率为10%时，吸收的热量为Q2，Q不等于。i

答案B

解析A项，该可逆反应的反应前后气体的化学计量数不发生变化，当缩小反应容器体积，

相当于加压，正逆反应速率同等程度增加，错误；B项，在建立平衡前，碳的质量不断改变，

达到平衡时，质量不变，因而碳的质量不再改变说明反应已达平衡，正确；C项，若压强不

再改变说明反应达到平衡，表明反应前后气体的化学计量数不等，故A、C可能均为气体，

错误;D项，易知N2(g)+3H2(g)2NH3(g)AH,合成氨气实际参与反应〃(上尸3moiX10%

03

=0.3mol,因而。1=宝义公”|=0.1公”|,分解氨气时实际消耗的w(NH3)=2moiX10%=

02

0.2mol,Q2=^-X\AH\=0.1\AH\,则0尸。2,错误。

5"2018•全国卷II,27(1)节选]CH4—CO2催化重整反应为CH4(g)+CO2(g)=2CO(g)+2H2(g)

△H=+247kJ-mol-1,有利于提高CE平衡转化率的条件是(填字母)。

A.高温低压B.低温高压

C.局温IWJ压D.低温低压

答案A

解析根据平衡移动的影响因素，该反应的正反应是一个吸热、气体体积增大的反应，所以

高温低压有利于平衡正向移动。

-1

6.[2017•全国卷III,28(4)]298K时,20mL3xmol-LNa3AsO3>20mL3尤moLLT〔L和

-

20mLNaOH溶液混合，发生反应：AsOf(aq)+I2(aq)+2OH(aq)AsO/(aq)+2F(aq)+

H2O(1)O溶液中c(AsO厂)与反应时间⑺的关系如图所示。

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4进,再合

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...

①ab.cd②③④答1(①不AC答解②是行此变题2ABC

D.改变压强，化学反应速率一定改变，平衡一定移动

答案B

解析如果正、逆反应速率改变的幅度一样大，则平衡不移动，A项错；化学平衡发生移动，

则化学反应速率一定改变，B项对；反应进行的程度与化学反应速率无关，C项错；改变压

强，化学反应速率不一定改变(如固液反应或容器容积不变的反应体系中充入不参与反应的气

体)，平衡也不一定移动，D错。

3.对于可逆反应2A⑸+3B(g)C(g)+2D(g)AH<0,在一定条件下达到平衡状态，下列

有关叙述正确的是()

①增大物质A的量，平衡向正反应方向移动

②升高温度，平衡向逆反应方向移动，。正减小

③压强增大一倍，平衡不移动，。正、。逆不变

④增大物质B的浓度，。正逆

⑤加入催化剂，物质B的转化率提高

A.①②⑤B.④

C.②③④D.④⑤

答案B

解析物质A是固体，增大物质A的量对化学平衡无影响，①错误；升高温度，。正、。迷均

增大，平衡向逆反应(吸热反应)方向移动，②错误；该反应为反应前后气态物质总物质的量

不变的反应，增大压强平衡不移动，但。正、。巡都增大，③错误；增大物质B的浓度，正反

应速率增大，。正>。巡，平衡向正反应方向移动，④正确；催化剂不能使化学平衡发生移动，

故物质B的转化率不变，⑤错误。

4.下列事实不能用勒夏特列原理解释的是()

A.使用铁触媒，加快合成氨的反应速率

B.滨水中存在Bn+HzOHBr+HBrO,当加入硝酸银溶液后，溶液颜色变浅

C.合成氨工业采用20〜50MPa高压

D.反应CO(g)+NO2(g)CO2(g)+NO(g)AH<0,达到平衡后，升高温度体系颜色变深

答案A

解析催化剂对平衡移动没有影响，所以不能用勒夏特列原理解释加入催化剂使反应速率加

快，故A符合题意；加入硝酸银溶液后，生成AgBr沉淀，漠离子浓度减小，平衡向正反应

方向移动，促进澳与水的反应，溶液颜色变浅，能用勒夏特列原理解释，故B不符合题意；

合成氨反应为气体体积减小的反应，增大压强可使平衡向正反应方向移动，提高原