化学平衡状态及其移动-2024年高考化学复习

备战2024年高考化学【一轮•夯基提能】复习精讲精练

第35讲化学平衡状态及其移动

曜本讲复习目标

1.掌握化学平衡状态的特征；

2.能运用浓度、压强、温度对化学平衡的影响规律，推测平衡移动的方向及浓度、转化率等相关物理最的

变化，能进行化学反应条件的选择和优化。

曜夯基•知识精讲

一.可逆反应与化学平衡状态的建立

1.化学平衡研究的对象——可逆反应

（1）定义：在同一条件卜，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。

（2）特点

①三同：a.相同条件下；b.正、逆反应同时进行；c.反应物与生成物同时存在。

②一小：反应物与生成物同时存在；任一组分的转化率都小于10（）%。

（3）表示：在方程式中用“夕上”表示。

2.化学平衡状态

（1）概念：一定条件下的可逆反应，当反应进行到一定程度时，正反应速率和逆反应速率相等，反应物的

浓度和生成物的浓度不再改变，这时的状态称为化学平衡状态，简称化学平衡。

（2）建立过程：在一定条件下，把某一可逆反应的反应物加入固定容积的密闭容器中，反应过程如下：

以上过程可用如图表示：

（3）特征

3.化学平衡状态的判断

(1)动态标志：VlE=V^0

①同一物质（两种表述）：nJ=y逆、断键数=成键数。

②不同物质：必须标明是“异向”的反应速率关系。

如。〃力），=捌,反应达到平衡状态。

A+B=cC+mvis（B）b

（2）“变量不变”：如果一个量是随反应进行而改变的（即变量），当其“不变”时反应就达到平衡状态。

A.混合体系中各组分的物质的量、质量、物质的量浓度、百分含量（体积分数、质量分数）、转化率等

会随时间变化而变化，为变量，当其不随时间而改变时，反应达到平衡。

B.绝热体系中温度为变量，当其不随时间而改变时，反应达到平衡。

C.M、p、〃总等，不一定为变量，要根据不同情况进行判断：

注：若有非气体物质参与反应，无论A〃（g）是否等于0,血、〃均为变量，若其恒定不变，则化学反应

达到平衡状态。

化学反应A(g)+〃B(g)一^丸0+处稳)是否平衡

①各物质的物质的量或物质的量分数一定平衡

混合物体系中各②各物质的质量或质量分数一定平衡

成分的含量③各气体的体积或体积分数一定平衡

④总体积、总压强、总物质的量一定不一定平衡

①单位时间内消耗了inmolA,同时也生成了mmolA平衡

正、逆反应速率②单位时间内消耗了同时也消耗了〃molC平衡

之间的关系

③v(A)：v(B)：v(C)：3D)=m:〃：p：4不一定平衡

④单位时间内生成了nmolB,同时也消耗了gmolD不一定平衡

①其他条件一定、总压强一定，且〃?+〃¥p+g平衡

压强

②其他条件一定、总压强一定，且〃?+〃=p+g不一定平衡

混合气体的平均①平均相对分子质量一定，且〃?+〃知+q平衡

相对分子质量

②平均相对分子质量一定，且〃?+〃=p+q不一定平衡

温度任何化学反应都伴随着能量变化，当体系温度一定时平衡

气体的密度密度一定不一定平衡

颜色反应体系内有色物质的颜色稳定不变平衡

【例题1】反应：N2(g)+3H2®U2NH,®\H<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的数目和断开N-H的数目比为2：1

D.容器内气体的浓度C(N2)：C(H2):c(NH0=1：3：2

【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，反应达到平衡状态，A项符合题意；反应

在恒压条件下进行，反应前后压强均不变，当压强不再变化时，不能判断是否达到平衡状态，B项不符合题

意；相同时间内，断开H-H的数目和断开N-H的数目比为1：2时，正、逆反应速率相等，反应达到平

衡状态，C项不符合题意；当浓度为1:3：2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。

【例题2】在一个密闭容器中发生反应2so2(g)+O2(g)n2s0邈)，反应过程中某一时刻测得SO?、Ch、

SOj的浓度分别为0.2mol.L-i、0.2molL-L0.2molL-,,当反应达到平衡时，可能出现的数据是()

1-1

A.C(SO3)=0.4mol-L_B.c(SO2)=c(SO3)=0.15mol-L

C.c(SO2)=0.25mol-L-,D.c(SO2)+c(SO3)=0.5mol-L-1

【答案】C

【例题3】一定温度下，向一体积不变的密闭容器中加入一定量的SO?和02,发生反应:2SO2(g)+O2(g)一

1

2SO3(g)\H=~\96.6kJ-moF

下列有关该反应的叙述正确的是()

A.达到平衡状态时，正、逆反应速率相等

故选D。

【例题5】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)。

(2)能说明L(g)+Fh(g)-2HI(gj达到平衡状态的是。

⑶能说明2NO2(g)uiNzONg)达到平衡状态的是。

(4)能说明C(s)+CO2(g)-2co⑵达到平衡状态的是o

(5)能说明NH2COONH4(S)-2NH3(g)+CO2(g)达到平衡状态的是。

⑹能说明5CO(g)+l2O5(s)5coKg)+l2(s)达到平衡状态的是-

【答案】(1)①③④⑦(2)©©⑶①③④⑤⑦(4)①@©©⑦(5)①②③(6)®®®

二.化学平衡的移动

1.化学平衡移动的过程

一定条件下，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。这种由原有的平衡状态达到新的

平衡状态的过程叫做化学平衡的移动。

2.化学平衡移动与化学反应速率的关系

(1)Vil：＞Vj£：平衡向正反应方向移动。

(2卜，正=丫逆：反应达到平衡状态，不发生平衡移动。

(3)1，止＜1，逆：平衡向逆反应方向移动。

3.影响化学平衡的因素

(1)若其他条件不变，改变下列条件对化学平衡的影响，结果如下：

改变的条件(其他条件不变)化学平衡移动的方向

增大反应物浓度或减小生成物浓度向正反应方向移动

浓度

减小反应物浓度或增大生成物浓发向逆反应方向移动

增大压强向气体分子总数减小的方向移动

压强反应前后气体体积改变

减小压强向气体分子总数增大的方向移动

(对有气体参加的反应)

反应前后气体体积不变改变压强平衡不移动

升高温度向吸热反应方向移动

温度

降低温度向放热反应方向移动

催化剂同等程度改变u正、n逆，平衡不移动

(2)外界条件对化学平衡影响的图示分析

①浓度对化学平衡的影响

a.当反应体系中存在固体或纯液体物质时，可认为其“浓度”是恒定的，不随其量的增减而变化，故改

变这些固体或纯液体的量，对化学平衡没影响。

b.同等程度地改变反应气体混合物中各物质的浓度时，应视为压强的影响。

②压强对化学平衡的影响

对于反应:/nA(g)4-nB(g),,—~pC(g)+^D(g),若心p+g,则图像对应图1、图2；若汨+〃=p+q,

则图像对应图3、图4。

说明：

a.改变压强，相当于改变体积，也就相当于改变浓度。

b.若反应前后气体体积无变化，改变压强，能同时改变正、逆反应速率，W正)=忧逆)，平衡不移动。

如H2(g)+L(g)n2Hl(g)。

③温度对化学平衡的影响

在其他条件不变的情况下，升高温度，化学平衡向吸热反应方向移动；降低温度，化学平衡向放热反

应方向移动。

注意:

a.升高温度，不管是吸热还是放热方向，反应速率均增大，但吸热方向速率增大的倍数大于放热方向速

率增大的倍数，使v(吸热)>v(放热)，故平衡向吸热方向移动。

b.只要是升高温度，新平衡状态的速率值一定大于原平衡状态的速率值；反之则小。

±

vl图像［以N2(g)+3H2(g)^=2NH3(g)A/7<0为例］如下。

④催化剂对化学平衡的影响

催化剂对化学平衡移动无影响。Vt图像(以N2+3H2为例)如下。

(3)勒夏特列原理

①内容：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。木原理也称为化学平衡移动原理。

②适用范围：适用于任何动态平衡(如溶解平衡、电离平衡等)，非平衡状态不能用此来分析。

③平衡移动的结果是“减弱”外界条件的影响，而不是“消除”外界条件的影响，更不是"扭转''外界条件的

影响。

4.“惰性气体”对化学平衡的影响

(1)恒温恒容条件

原平衡体系上地泄二体系总压强增大一体系中各经分的浓度不变-平衡不移动。

(2)恒温恒压条件

5.平衡转化率的分析与判断方法

(1)反应4A(g)+Z?B(g)—cC(g)+JD(g)的转化率分析

①若反应物起始物质的量之匕等于化学计量数之比，达到平衡后，它们的转化率相等。

②若只增加A的量，平衡正向移动，R的转化率提高，A的转化率降低。

③若按原比例同倍数地增加(或降低)A、B的浓度，等效于压缩(或扩大)容器容积，气体反应物的转化

率与化学计量数有关。

a+/?=c+dA、B的转化率不变

同倍增大

A、B的转化率增大

c(A)和c(B)

a+6Vc+dA、B的转化率减小

(2)反应用A(g)=±:〃8(g)+qClg)的转化率分析

在八V不变时，增加A的量，等效于压缩容器容积，A的转化率与化学计量数有关。

'〃?=〃+</A的转化率不变

增大c(A)<〃?>〃+，/A的转化率增大

jn<n-\-qA的转化率减小

【例题1】下列说法正确的是()

A.升高温度，平衡向吸热反应方向移动，此时》，依减小，I，般增大

B.化学平衡正向移动，反应物的转化率一定增大

C.向平衡体系FeCb+3KSCN==Fe(SCN)3+3K。中加入适量KC1固体，平衡不移动，溶液的颜色几乎

不变

D.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】C

【解析】

升高温度，u放、u吸均增大,A错误: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)2C(g),

增大A的浓度平衡右移，但A的转化率减小，B错误：K。没有参与反应，加入KC1固体，平衡不移动，

溶液颜色几乎不变，C正确；因为压缩体积，平衡右移，但c(NO2)仍大于原来的浓度，所以混合气体的颜

色变深，D错误。

【例题2】将等物质的量的X、Y气体充入某密闭容器中，在一定条件下，发生如下反应并达到平衡：X(g)

+3Y(g)=2Z(g)NH6改变某个条件并维持新条件直至达到平衡状态，下表中关于新平衡与原平衡

的比较正确的是()

选项改变的条件新平衡与原平衡比较

A升高温度X的转化率变小

B增大压强X的浓度变小

C充入•定量YY的转化率增大

D使用适当催化剂X的体积分数变小

【答案】A

【解析】

升高温度，平衡逆向移动，X的转化率变小，A正确；增大压强，平衡正向移动，消耗反应物X,增大压强

的实质是增大浓度，根据勒夏特列原理可知，平衡移动只是减窕了改变的程度，故达到新的平衡状态时，X

的浓度仍比原平衡大，B错误；充入一定量Y,平衡正向移动，X的转化率增大，但Y的转化率减小，C

错误；使用催化剂，能改变反应速率，但平衡不移动，X的体积分数不变，D错误。

【例题3】可逆反应2c(g)A/7<0o该反应的速率与时间的关系如图所示：

如果正、M、“、依时都只改变了一个反应条件，则对应门、白、和依时改变的条件正确的足()

A.增大反应物浓度、使用了催化剂、减小压强、升高温度

B.升高温度、减小压强、增大反应物浓度、使用了催化剂

C.使用了催化剂、增大压强、减小反应物浓度、降低温度

D.升高温度、减小压强、减小反应物浓度、使用了催化剂

【答案】B

【例题4】在300mL的密闭容器中，放入银粉并充入一定量的CO气体，一定条件下发生反应:Ni(s)+4CO(g)

—Ni(COMg),已知该反应平衡常数与温度的关系如下表所示。下列说法不正确的是()

温度/℃2580230

平衡常数5xl0421.9x10-5

A.二述生成Ni(CO)«g)的反应为放热反应

B.25℃时，反应Ni(CO)4(g)==Ni(s)+4CO(g)的平衡常数为2xlO一5

C.80c时，测得某时刻Ni(COMCO的浓度均为0.5molL」，则此时九逆

1

D.80C达到平衡时,测得〃(CO)=0.3mol,则Ni(CO)4的平衡浓度为2mol-L-

【答案】C

【解析】

温度升高，平衡常数减小，故正反应为放热反应，A项正确；25℃时，逆反应的平衡常数K===Ujd=2xlO

-5,B项正确；80℃时，若Ni(COb、CO的浓度均为0.5mol-L-1,则0='*声=悬=8>K,■正Vu逆，C

项错误;80℃达到平衡时,若〃(CO)=0.3mol,c(CO)=lmolL,c[Ni(CO)4]=/C-c4(CO)=2xl4mol-L-1

=2mol-LD项正确。

【例题5】对于以下三个反应，从反应开始进行到达到平衡后，保持容器温度、容积不变，按要求回答下列

问题：

(l)PCl5(g):^PCh(g)+Cl2(g),再充入PCl5(g),平衡向方向移动，达到平衡后，PC15(g)的转化率

，PCl5(g)的百分含量_____o

(2)2HI(g)uiblgl+Hzlg),再充入HI(g),平衡向方向移动，达到平衡后，H1的分解率,

HI的百分含量。

(3)2NO2(g)-NzOMg),再充入NCHg)，平衡向方向移动，达到平衡后，NOKg)的转化率,

NO2(g)的百分含量________o

【答案】

(1)王反应减小增大

(2)王反应不变不变

⑶工反应增大减小

曜提能•课后精练

B.常温下，筑磷灰石的K卬比羟基磷灰石的大

C.羟基磷灰石和氟磷灰石相比，羟基磷灰石更能够抵抗有机酸对牙齿的侵蚀

D.羟基磷灰石的溶解速率等于氨磷灰石的生成速率时，反应达到平衡

【答案】A

【详解】

B.沉淀自发转化一般是由较难溶转化为更难溶，所以氟磷灰石的溶度积应更小，故R惜误；

C.根据题意，生成的氟磷灰石是最终起到抗幽齿的物质，故C错误；

D.羟基磷灰石的溶解速率、氟磷灰石的生成速率均是向正反应方向进行，因此羟基磷灰石的溶解速率等于

氟磷灰石的生成速率时，不能说明反应达到平衡，故D错误；

答案为A。

A.曲线X代表起始投料比为1：1

C.若其他条件不变，升高温度会使对应的曲线上移

D.m点对应的H,的平衡转化率为60%

【答案】D

【详解】

A.相同温度下，氢气投料越多，平衡向右移动，CO的平衡转化率越大，故曲线X代表1:3投料，A项错

误；

B.该反应达到平衡状态时,v正(H2)=2v地(CH3OH),B项错误;

C.生成甲醇是放热反应，其他条件不变，升高温度，CO的平衡转化率降低，平衡曲线均下移，c项错误;

D.曲线Y代表1:2投料，即起始按化学计量数投料，则CO、比的平衡转化率相等，D项正确；

故选Do

3.(2023・全国•高三专题练习)下列描述的化学反应状态，不一定是平衡状态的是

【答案】D

【详解】

A.该反应为等体积反应，随着反应进行，浪蒸气的物质的最不断变化，体系中气体的颜色不断变化，故恒

温恒容下，体系内气体颜色保持不变说明反应达到平衡状态，A正确；

B.该反应正反应为气体体积减小的反应，恒温恒容条件下随着反应进行，体系内气体的压强不断变化，现

体系压强保持不变，说明反应达到平衡，B正确；

C.该反应中只有二氧化碳是气体，随着反应进行，二氧化碳的物质的量不断变化，恒温恒容条件下体系气

体的密度保持不变，说明反应达到平衡，c正确；

D.若N?和H?的初始投料比为1：3,则不管反应是否达到平衡，反应体系中H2和N2的物质的量之比保持

为3：1,D错误：

故答案选Do

4.(2023・全国•高三专题练习)温度为Ti时，在三个容积均为1L的恒容密闭容器中仅发生反应：

2N6(g)=2NO(g)+O2(g)(正反应吸热)。实验测得：、汨WN6)消片k正•KNCh),y卡u(NO)消产2Ho2)；似二k

逆•C2(NO)C(O2),k正、k逆为速率常数，受温度影响。下列说法正确的是

物质的起始浓度(molL)物质的平衡浓度(molL)

容器编号

c(NO)

C(NO2)c(O2)C(O2)

I0.6000.2

110.30.50.2

III00.50.35

A.设K为该反应的化学平衡常数，则有长=兽

B.达平衡时，容器II与容器山中的总压强之比为20：17

C.容器U中起始时平衡正向移动，达到平衡时，容器I【中NO?的转化率比容器I中的小

D.若改变温度为T2,且T2＞「，则k正：k逆＜0.8

【答案】C

【详解】

D.因为该反应的正反应是吸热反应，升高温度，化学平衡向吸热的正反应方向移动，导致化学平衡常数增

大，反应温度：T2＞TI,所以T2E寸平衡常数增大，则kiE：k逆＞0.8,D错误；

故合理选项是C。

【答案】B

【详解】

故选B。

6.（2023•浙江•高三统考专题练习）下列说法正确的是

C.当温度、压强一定时，在原料气（$和H?的比例不变）中添加少量惰性气体，有利于提高反应气的

平衡转化率

【答案】B

【详解】

A.同温同压下，H2（g）+C12（g）=2HCI（g）在光照和点燃的条件下AH是相同的，焰变二生成物总能量反应物总

能量，与反应条件无关，A错误；

B.298K下，端增反应CaCChG尸CaO（s）+CO2（g）不能自发进行，由复合判据AG=AHTAS知该反应的AH>0,

BE确；

C.当温度、压强一定时，在原料气（N2和H?的比例不变）中添加少量惰性气体，等效于对原平衡减压，平

衡逆向移动，平衡转化率下降，C错误：

D.合成氨SH<（））在高温条件下进行不符合勒夏特列原理，高温是为了加快反应速率，D错误；

故选B。

7.（2023・全国•高三专题练习）下列事实能用平衡移动原理解释的是

【答案】B

【详解】

A.MnO?会催化H2O2分解，与平衡移动无关，A项错误；

B.NOz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；

C.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

美,c项错误；

D.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；

故选Bo

8.（2023・山东聊城・统考三模）实验是探究物质性质的重要方法，下列实验中，操作及现象与得出的结论

相一致的是

选项实验目的操作及现象结论

探究不同催化剂的

A

催化效率

B

取样，加入足量稀盐酸，观察若有红色固体剩余，则

C

现象说明样品中有单质Cu

证明苯酚与溪水发向苯酚饱和溶液中滴加少量出现白色沉淀，说明苯

D

生反应滨水，充分振荡酚与澳发生了反应

A.AB.BC.CD.D

【答案】B

【详解】

A.实验中有金属离子、酸根离子不同的两个变量，不能说明Fe-"催化效果好，A错误

C.CU20在酸性条件会歧化生成Cu和Cu2+,不能确定是否混有单质Cu,C错误：

D.苯酚和澳生成的三滨苯酚溶于苯酚，所以得不到白色沉淀，D错误。

故选B。

A.当混合气体中CO2的体积分数不变时，说明该反应达到平衡

C.向平衡体系中充入适量CO2,逆反应速率增大

D.TC时，该反应的化学平衡常数为c；

【答案】C

【详解】

A.反应中HzO和CO2按照1：1产生，则反应中CO2的体积分数一直为50%,CO2体积分数不变无法判断

化学平衡，A项不符合题意；

B.加入固体不改变物质的浓度平衡不移动，CO的浓度不发生变化，B项不符合题意；

C.充入「。2增加了产物浓度,V逆速率增大，平衡逆向,C项符合题意:

D.平衡时气体总浓度为comol/L,则C(CO2)=C(H2O)=mol/L,计算K=：x:4》力，D项不符合题

意；

故选C。

A.X表示温度

【答案】B

【详解】

A.该反应是气体体积增大的吸热反应，压强不变升高温度时平衡正向移动，R(g)的平衡转化率增大；温度

不变增大压强时平衡逆向移动，R(g)的平衡转化率降低，则X表示压强，LHL2、L3表示温度，故A错误;

B.该反应是吸热反应，压强一定时升高温度时平衡正向移动，温度越高，R(g)的平衡转化率越大，则图中

温度：L]VL2VL3,故B正确；

C.平衡常数K只与温度有关，温度：aVb,且该反应是吸热反应，则KaVKb,故C错误；

D.v正(M)=2v逆(N)时，反应达到平衡状态，则2VmM尸v逆(N)时，反应没有达到平衡状态，故D错误；

故选:Bo

A.该反应在任何条件下都能自发进行

D.反应在高压、催化剂条件下进行可提高SO?的平衡转化率

【答案】B

【详解】

A.该反应的增减小，故不一定在任何条件均能自发，A错误;

B.反应的AH=g[2molSO2(g)4-lmolCh(g)]_42moiS03(g)]=-196.6kJmoLVO,则有42moiSO2(g)+

1molO2(g)J<£[2molS03(g)J,B正确;

C.当通入无穷大的02时，参与反应的02较少，生成的S03略有增多，但是由于没有反应的02的量更多,

则SO3的体积分数反而减小，c错误；

D.催化剂不可以改变S02的平衡转化率，D错误；

故答案选Bo

A.使用催化剂，可以改变该反应的△”和活化能

B.粉碎活性炭固体，正反应速率增大，平衡正向移动

C.降低压强，平衡正向移动，平衡常数K增大

【答案】D

【详解】

A.使用催化剂，可降低反应的活化能，但不改变该反应的AH,故A错误：

B.粉碎活性炭固体，可增大反应物间的接触面积，从而加快反应速率，但对平衡无影响，故B错误；

C.平衡常数K为温度函数，不受压强影响，故C错误；

D.恒压下，充入稀有气体，容器体积增大，平衡相气体分子数增大的正向进行，从而利于提高二氧化氮的

转化率，故D正确；

故选：D,

13.(2023•江苏•高三统考专题练习)能量、速率与限度是认识和研究化学反应的重要视角。下列说法正确

的是

A.天然气燃烧时，反应物总能量小于生成物总能量

B.化学平衡状态指的是反应物与生成物浓度相等的状态

C.通过调控反应条件，可以提高合成氨反应进行的程度

D.锌锌干电池工作时，电子由石塔棒通过外电路流向锌筒

【答案】C

【详解】

A.天然气燃烧是放热反应，反应物总能量大于生成物总能量，故A错误；

B.平衡状态时浓度不变，不是相等，浓度是否相等取决于起始浓度和转化率，故B错误；

C.通过增大压强或者降低温度等都可以使该反应正向移动，因此通过调控反应条件，可以提高该反应进行

的程度，故c正确；

D.锌失电子作负极，石墨作正极，电子从负极锌经外电路流向正极石墨，故D错误；

故选:Co

C.达到化学平衡时，若增加容器体积，则正反应速率减小，逆反应速率增大

【答案】A

【详解】

B.单位时间内生成xmol一氧化氮的同时,消耗xmol氨气都表示正反应速率不能说明正逆反应速率相等,

无法判断反应是否达到平衡，故B错误；

C.达到化学平衡时，若增加容器体积，气体压强减小，正、逆反应速率均减小，故C错误；

故选A。

【答案】C

【详解】

A.观察图像可知，开始反应时甲中气体压强增大，乙中压强减小，故甲为绝热过程，乙为恒温过程。又因

正反应是气体分子数减小的反应，故正反应是放热反应，A项正确；

B.p、m点总压强相等，甲中温度高于乙，故m点气体总物质的量大于p点，B项正确；

D.根据图像可知，平衡后升温，无论平衡向左或向右移动，达到新平衡时速率增大，且平衡时正、逆反应

速率相等，P点温度较高，速率大于n点，D项正确；

故选:Co

该反应可通过如下步骤来实现：

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Q2o£

30)

1O

250

①下列说法正确的是。

B.若反应在恒容密闭容器中进行，当体系压强不再变化，则反应I、II均达到平衡状态

温度/℃220240260280300

CO?实际转化率％7.612.414.818.622.9

二甲醛实际选择性％68.777.261.041.527.5

该体系合成二甲醛的最佳反应温度为___________o

【答案】

（3）a

【详解】

②从图中（360,35）点分析，二氧化碳的转化率为35%,此时没有生成甲醛，故有

（3）从图分析，二氧化碳的转化率降低，而二甲醛的平衡收率增大，故一氧化碳的平衡收率应逐渐降低且

降低程度比二氧化碳大，故选择a曲线。

17.（2023・全国•高三专题练习）CO2的资源化利用和转化技术的研究对实现碳达峰和碳中和有重要意义。

⑴在席夫碱（含“-RC=N-"有机物）修饰的纳米金催化剂上，CO?直接催化加氢生成甲酸。其反应历程如图所

示，其中吸附在催化剂表面上的物质用水标注，TS为过渡态。

该历程中起决速步骤的化学方程式是。

1*iii.

(2)我国科学家以Si/Bi材料作光电阴极。CO2饱和的0.5mol-L的KHCO?溶液作电解液(pH=7.4),将CO2

转化为HCOO-,原理如图所示。根据图示，写出光电阴极的电极反应式：o

光

<==>■Fi

<==>

■IICCX)(XH

N质子去换膜

KHCO］溶液

(3)CO2与比在催化剂作用下可转化为CH.QH,主要反应如下:

反应1：CO2(g)+3H2(g)=CH30H(g)+H2O(g)AHt

反应2：CO2(g)+H2(g)^CO(g)+H2O(g)AH2

①己知：在一定温度下，由稳定态单质生成Imol化合物的焰变叫做该物质在此温度下的标准摩尔生成婚。

下表为几种物质在298K的标准摩尔生成焰：

物质

CO2(g)CH30H(g)H2O(g)H2(g)

标准摩尔生成焰/(kJmol')-393.51-20117-241.820

%

(、

)s

般

宽

根

幅

x(

>)

y7

毋

趣

的

温度FC

i.pi(填“>”或"V”)p2。

ii.温度而于350。(3后，在压强pi和pz下，CO?的平衡转化率几乎交于一点的原因是

iii.250。(2时反应2的压强平衡常数Kp二(结果保留2位有效数字)。

(4)一定条件下，co?可形成干冰，干冰的晶胞模型如图所示。在干冰中，与一个coz分子紧邻的分子共有

个。若晶胞参数是anm,干冰的密度为pg-ciN,则阿伏加德罗常数为___________(用含a、p的代数式表

示)。

24

%—______

【答案】

(3)49.48kJ/mol>此时发生的反应以反应2为主，压强改变对平衡几乎没有影响0.0096

【详解】

(3)△Hi=—393.51kJ/mol—(—241,82kJ/mol—201.17kJ/mol)=49.48kJ/mol

②i由反应方程式CO2(g)+3H?(g)#CH30H(g)+H20(g)可知，该反应是一个气体体积减小的反应，增大压强

该反应向正反应方向移动，压强越大，平衡转化率越高，故Pl>P2；

18.(2023・上海•模拟预测)

I.H2s与CH4重整，不但可以消除污染，还可以制氢。主要反应如下：

①CH«g)+2H2s(g)UCS2(g)+4H2(g)+Q(Q<0)

(1)在恒温恒容条件下，可作为反应①达到平衡状态的判断依据是(选填编号)。

A.混合气体密度不变

B.容器内压强不变

C.2v2(H2S)=Vi£(CS2)

D.CH,与H2的物质的量分数之比保持不变

【I.在恒压条件下，以n(CH4)：n(H2S)=l：2的组成的混合气体发生反应①，达到平衡状态时，四种组分物

质的量分数随温度的变化如图所示。

物质的量分数

(2)如图中表示CH4、CS2变化的曲线分别是、(选填编号)。

(3)M点对应温度下，H2s的转化率是

IIL在研究反应发生的适宜条件时发现：过多的CH』会导致AK)3催化剂失活；Co助剂有稳定催化剂的作用。

如图表示800C,AI2O3催化剂条件下投入等量HzS,投料比［n(CH4)：n(H2S)］分别为1：1、1：3、12：1,

达平衡时H2s转化率、平均反应速率。

(4)投料比n(CH4):n(H2S)=l：1为对应图中组图像(选填或"C”)：在三组图壕中，C组图

像中平均反应速率最低的可能原因是。

(5)未添加C。助剂时，无积碳，随着C。添加量的变化，积碳量变化如图所示，C。助剂可能催化原料气发生

反应的化学方程式为0

积

碳

量

Co添力口量

【答案】

(DBD

(2)db

(3)20%

(4)BC组中n(CH4)：n(H2S)=12：1,CH4比例过高使催化剂AI2O3失活,反应速率小

【详解】

(1)A.恒温恒容下，容积不变，容器内的气体质量也不变，则无论反应是否平衡，密度都不变，故混合

气体密度不变不能作为反应①达到平衡的判断依据，故A不符合题意；

B.反应①中可逆符号前后的气体化学计量数之和不相等，则容器内的压强不变时，说明容器内气体不在增

加减少，反应达到最大限度，即达到平衡状态，故B符合题意；

C.根据反应①的化学计算数，2、正(H2s)=4VMCS2)=V逆(CS》，即同一物质的正逆反应速率不相等，说明反

应没有达到平衡状态，故C不符合题意；

D.CM与H2的物质的量分数之比保持不变，说明CHJ与Hz的物质的量分数不在发生变化，说明体系反应

达到最大限度，说明达到平衡状态，故D符合题意；

答案BDO

(2)根据平衡状态时，四种组分物质的量分数随温度的变化图所示，c、d的物质的量分数随温度升高是逐

渐减小的，a、b是逐渐增大的，臼于反应①是吸热反应(Q<0),根据平衡移动原理，升高温度，平衡向吸热

反应方向移动，则生成物增加，反应物减少，可知a、b表示的是生成物，c、d表示的是反应物，根据反

应①的化学计量数，生成物中CS2的物质的量比H2小，则a表示H2,b表示CS2,同理，c表示的是HzS,

d表示的是CH」，故答案为表示CH4、CS2变化的曲线分别是d、bo

(4)在反应①中,适当提高n(CH4)：n(H2S)的比值可提高H2s转化率,当投料比［n(CH4)：MHzS)］分别为

1：1、I：3、12：1时，即n(CH4)：n(H2S)分别为1：I、：：1、12：1时，n(CH4):n(H2s)=1:I为三种组

合中，n(CH4)：n(H?S)的比值处于中间，则H2s转化率也处于中间，则对应的图像是B组；根据题干可知，

过多的CH：会导致AbCh催化齐帙活，反应速率变慢，C组图像中H2s转化率最高，即n(CH4):MFhS)比值

最高，即n(CH。：n(H2S)=12：1,故C组图像中平均反应速率最低的可能原因是C组中

n(CH4)：n(H2S)=12：1,CH4比例过高使催化剂AI2O3失活,反应速率小。

19.(2023,西藏日喀则•统考一模)氮及其化合物在人们的日常生活、生产工业中和环保事中属于“明星物

质”，目前最成功的应用就是“人工固氮”，在某特殊催化剂和光照条件下，N2与水反应可生成NH3。

⑴已知：

©4NH3(g)+302(g)U2N2(g)+6H2O(g)AH1=1260kJ/mol；

②H2O⑴=H2O(g)AH2=+44.0kJ/mol.

则2N2(g)+6H2O⑴=4NH3(g)+3O2(g)AH3=kJ/mol

(2)N2(g)+3H2(g)U2NHa(g)AH=92.4kJ/moL将L00mog和3.00molH2充入容积为3L的恒容密闭

容器中，发生上述反应。

①图甲是测得X、Y的浓度随时间变化的曲线，反应达到平衡时的平均反应速率V(H2)=。

②在不同温度和压强下，平衡体系中NH3的体积分数与温度、压强关系如图乙，则压强P2P1(填

“大于”“小于,，或“不确定，，，下同)，B、D两点的平衡常数K(D)K(B),B点N2的转化率=

(保留4位有效数字)。

平衡混合物中基的体积分数/%

⑶在恒容密闭容器中充入NH3和NO?,在一定温度下发生反应：8NH3(g)+6NO2(g)=7N2(g)+12比0信)。

下列表明该反应能达到平衡状态的是(填字母)

a.混合气体压强保持不变

b.混合气体密度保持不变

c.NO?和NH3的消耗速率之比为3：4

d.混合气体颜色不变

(4)“绿水青山就是金山银山“，利用原电池原理(6NCh+8NH3=7N2+12H2O),可以处理氮的氧化物和N