专题03 化学平衡（期末复习专项训练）高二化学上学期人教版（解析版）

1/1专题03化学平衡题型1化学平衡状态的判断题型2勒夏特列原理题型3化学平衡常数及其计算（难点）题型4化学平衡的综合计算（难点）题型5化学平衡移动的影响因素（重点）题型6化学平衡图像分析（重点）题型7复杂化学平衡图像分析（难点）题型1化学平衡状态的判断1．【平衡状态的理解】（25-26高二上·福建福州·期中）反应N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g)

ΔH<0，若在恒容绝热容器中发生，下列能判断该反应已经达到化学平衡的标志的是①相同时间内，断开H-H键的数目和生成N-H键的数目相等

②3υ正(H2)=2υ逆(NH3)

③该反应的ΔH不再变化

④容器内的温度不再变化

⑤混合气体的密度不再变化

⑥该反应的平衡常数K不再变化A．④⑥ B．③④ C．①⑤ D．②③【答案】A【解析】①断开H-H键和生成N-H键均表示正反应，则相同时间内，断开H-H键的数目和生成N—②速率关系错误，正确应为2υ正(H2)=3υ逆(H2)；③ΔH是定值，与是否平衡无关；④反应过程中温度会变化，当不再变化时即达到平衡状态；⑤总质量和体积均不变，密度始终不变，故密度不变不能判断该反应已经达到化学平衡；⑥平衡常数K受温度影响，当温度不变，即K不变，能判断该反应已经达到化学平衡；故选A。解题要点“双向相等，变量不变”，即判断可逆反应是否达到化学平衡状态，必须是正、逆两个方向，且能推出v正＝v逆。恒量不能作为判断平衡的标志，变量才能作为判断平衡的标志，“变量不变”时可逆反应达到平衡。2．【恒温、恒容条件下可逆反应平衡状态的判断】（24-25高二上·福建福州·期末）恒温、恒容条件下，反应N2A．vN2C．混合气体的压强不再改变 D．c【答案】C【解析】v(N2)=2v(NH3)不能表示正逆反应速率相等，不能作为平衡判据，故A错误。恒温恒容下，气体总质量守恒、体积不变，混合气体密度始终不变，与反应是否平衡无关，不能作为平衡判据，故B错误；恒温恒容下，气体压强与总物质的量成正比，反应N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g)导致总物质的量减少，压强不再改变说明总物质的量恒定，反应达到平衡，故C正确；平衡时各物质浓度由平衡常数决定，c(H2):c(NH3)=3:2仅为计量系数比，实际浓度比不一定为此值，不能作为平衡判据，故D错误；故选C。3．【分子数不相等的可逆反应平衡状态判断】（24-25高二上·广东佛山·期末）工业合成尿素[CONH22]的反应为：2NH3g+A．容器中压强不再变化 B．nC．v正NH【答案】B【解析】该反应正向气体的物质的量总和减少，反应达到平衡之前，随反应进行，容器内的压强越来越小，当压强不再变化时，说明反应达到了平衡状态，A不符合题意；若初始投料比例为nNH3:nCO2=2:1，因二者的化学计量数之比也为2:1，二者消耗的物质的量之比也是2:1，任意时刻二者的物质的量均存在这个比例关系，不能依此作为是否平衡的判据，B符合题意；根据反应式，氨气和二氧化碳的速率之比一直存在关系：vNH题型2勒夏特列原理4．【溶解平衡与勒夏特列原理】（24-25高二上·安徽亳州·期末）下列事实不能用勒夏特列原理解释的是A．可用排饱和NaHCO3溶液的方法收集B．密闭容器内的NO2g、C．将AgCl固体置于KI溶液中，固体慢慢变成黄色D．接触法制备硫酸过程中，氧化SO2时使用过量O【答案】B【解析】二氧化碳进入水溶液中有：CO2+H2O⇌H2CO3⇌HCO3−+H+，高浓度碳酸氢根促使CO2溶解平衡逆向移动，能用勒夏特列原理解释，A不符合题意；容器内存在平衡：2NO2⇌N25．【颜色变化与勒夏特列原理】（25-26高二上·北京·期中）下列叙述中，不能用勒夏特列原理解释的是A．黄绿色的氯水光照后颜色变浅B．高压有利于NH3C．红棕色的NO2D．由H2g、I2【答案】D【解析】氯水中存在如下平衡：Cl2+H2O⇌HCl+HClO，光照时，氯水中的次氯酸遇光分解生成氯化氢和氧气，使得次氯酸浓度减小，平衡向正反应方向移动，氯气的浓度减小，溶液颜色变浅，则黄绿色的氯水光照后颜色变浅可用勒夏特列原理解释，A不符合题意；合成氨反应为气体体积减小的反应，增大压强，平衡向正反应方向移动，氨气的产率增大，则高压有利于氨气的合成可用勒夏特列原理解释，B不符合题意；红棕色的二氧化氮中存在如下平衡：2NO2(g)⇌N2O4(g)，增大压强，平衡向正反应方向移动，所以加压后气体颜色先变深后变浅，但比压缩前深，所以加压后颜色先变深后变浅可用勒夏特列原理解释，C不符合题意；混合气体中存在如下平衡：H2+I2⇌2HI，该反应是气体体积不变的反应，增大压强，平衡不移动，则加压后颜色变深不能用勒夏特列原理解释，D符合题意；故选D。6．【合成氨与勒夏特列原理】（25-26高二上·四川成都·期中）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．N2g+3C．恒温条件下，对平衡体系2NOD．实验室可以用排饱和食盐水的方法收集氯气【答案】B【解析】夏天打开啤酒瓶时，瓶内压强减小，CO2的溶解平衡：CO2g⇌CO2aq向气体逸出方向移动，符合勒夏特列原理，A不符合题意；合成氨反应（ΔH<0）的产率理论上应通过低温高压提高，高温虽加快反应速率，但会使平衡逆向移动，降低产率，故“高温高压”的措施不符合勒夏特列原理的理论依据，B符合题意；加压时，2NO2⇌N2题型2化学平衡常数及其计算7．【化学平衡常数的表达式】（25-26高二上·福建福州·期中）T1℃，压力为P1时，向2L密闭容器中充入10molH2和3molSO2发生反应：3H2(g)+SO2(g)⇌H2S(g)+2H2O(g)ΔH<0，部分物质的物质的量nXA．实线a代表n(H2O)随时间变化的曲线B．t1min时，υ正(H2)>3v逆(H2C．若该反应在T1℃，P2(P2>P1)时进行，则虚线b可表示n(SO2)的变化D．该反应的平衡常数K=2.7×5【答案】B【解析】0-t1min过程中，实线a所代表的物质与SO2的变化量一样多，故两者速率相等，实线a代表n(H2S)随时间变化的曲线，A错误；根据计量关系可知v逆(H2)=3v逆(H2S)，t1min时，反应朝正向移动，故有v正(H2)>v逆(H2)解题要点8．【化学平衡常数的大小比较】（25-26高二上·广东·期中）向一恒容密闭容器中加入1molCH4和一定量的H2O，发生反应：CH4g+HA．反应速率：vB．xC．点a、b、c对应的平衡常数：KD．H2O【答案】A【分析】根据图像可知，投料比x相同时，随温度升高，CH4的平衡转化率增大，说明该反应为吸热反应；n(H2O)越大，投料比x越小，当温度相同时，n(H2O)越大，CH4的平衡转化率越大，则x1<x2，据此分析回答。【解析】根据图像可知，b、c点的温度相同，由于x1<x2，CH4的平衡转化率：b＞c，b点对应的投料比x值较小，对应的n(H2O)较大，因此b点的反应物浓度较大，则反应速率υb正＞υc正，A错误；根据分析可知，x1<x2，B正确；该反应为吸热反应，温度升高，平衡正向移动，化学平衡常数增大，且平衡常数只与温度有关，因此Ka<Kb=Kc，C正确；由A项可知，b点对应的投料比x9．【化学平衡常数的计算】（24-25高二上·安徽芜湖·期末）如表所示，在三个初始温度均为T℃的容器中进行反应：N2(g容器编号容器类型初始体积反应物的起始投入量/mol平衡时n(NH3)/molN2(g)H2(g)NH3(g)甲恒温恒容1L0021.8乙恒容绝热1L130x丙恒温恒容3L390yA．x>1.8B．y>5.4C．T℃下该反应的平衡常数K=1200D．平衡时H2的正反应速率：v(【答案】C【解析】该反应放热，甲与乙两个容器的投料比等效，恒容绝热与恒温恒容相比，相当于升高温度，平衡逆向进行，平衡时NH3(g)的物质的量减小，x<1.8，A错误；丙的投料比等效于甲的3倍，丙的容器体积也是甲的3倍，甲容器与丙容器均为恒温恒容，相同条件下达到平衡状态，y=5.4，B错误；根据甲容器数据计算平衡常数：起始2molNH3分解，平衡时NH3为1.8mol，对应浓度1.8mol/L，N2和H2浓度分别为0.1mol/L和0.3mol/L，代入公式得K=1.820.1×0.3310．【化学平衡常数与反应速率综合计算】（2025高二上·四川·联考）一定温度下，向2.0L的恒容密闭容器中充入1.6molCO、1.6molNO，发生反应2NO(g)+2CO(g)⇌N2t/s05101520n(CO)/mol1.61.20.90.80.8A．该温度下，该反应的平衡常数KB．反应在前10s的平均速率为vC．保持其他条件不变，升高温度，达到新平衡时c(CO)=0.35mol·LD．相同温度下，起始时向容器中充入1.6molCO、1.6【答案】D【分析】列出三段式：2NOg【解析】根据平衡时数据计算，平衡常数K=[N2][CO2]2[NO]2[CO]2=(0.2)×(0.4)2(0.4)2×(0.4)2=1.25，A正确；前10s内Δn(CO题型3化学平衡的综合计算11．【化学反应速率与转化率的计算】（25-26高二上·福建福州·期中）一定温度下，在1L的恒容密闭容器中发生反应Ag时间(t/min)物质的量(n/mol)n(A)n(B)n(C)02.02.4050.8101.6151.6A．0~5min用A表示的平均反应速率为0.04mol·L-1·min-1B．物质A的平衡转化率为20%C．该反应需经历十分钟才能建立平衡状态D．当反应达平衡时，物质C的体积分数约为33%【答案】C【分析】有三段式：A【解析】初始时nC=0mol、5min时nC=0.8mol，0~5min用C表示的平均反应速率为0.8mol1L5min=0.16mol⋅L−1⋅min−1，根据相同时间内用不同物质表示的反应速率之比等于化学计量系数之比，0~5min用A表示的平均反应速率为0.16mol⋅L−1⋅min−14=0.04mol⋅L−1⋅解题要点1.“三段式”法进行化学平衡的有关计算如反应：mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)，令A、B起始物质的量分别为amol、bmol，达到平衡后，A的转化量为mxmol，容器容积为VL，则有以下关系：则有：①K＝eq\f(\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(px,V)))\s\up12(p)·\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(qx,V)))\s\up12(q),\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(a－mx,V)))\s\up12(m)·\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(b－nx,V)))\s\up12(n))②α(A)平(A的平衡转化率)＝eq\f(mx,a)×100%，2.基本解题思路①设未知数：具体题目要具体分析，灵活设立，一般设某物质的转化量为x。②确定三个量：根据反应的化学方程式确定平衡体系中各物质的起始量、变化量、平衡量(物质的量浓度或物质的量)，并按上述“模式”列三段式。③解答题设问题：明确了“始”“变”“平”三个量的具体数值，再根据相应关系求反应物的转化率、混合气体的密度、平均相对分子质量等，给出题目答案。12．【转化率的计算与图像分析】（2025·陕西西安·模拟预测）CO2的回收和利用是实现“碳中和”的有效途径。在一恒容密闭反应器中充入体积之比为1:1的CO2和H2，发生反应：①CO2g+H2g⇌HCOOHg

ΔH1=+31.2kJ·mol-1，②CO2g+H2A．温度高于673K时，主要发生反应②B．温度等于673K时，参加反应①的H2的转化率是28.5%C．平衡时，再充入0.1molCO2和0.1molH2，再次平衡，HCOOH的物质的量增大D．如果673K下反应达到平衡时，CO2、HCOOH、CO的浓度之比为5:57:133【答案】D【解析】根据图像可知，当温度高于673K时，CO2的转化率增加，但HCOOH的选择性降低，故以发生反应②为主，A正确；据题意，利用转化率和选择性表达式可知，673K时CO2的转化率为95%，其中HCOOH的选择性为30%，那么CO的选择性为70%，设起始时二氧化碳的物质的量为amol，根据化学方程式利用元素守恒，平衡时二氧化碳0.05amol，HCOOH和CO物质的量之和为0.95amol，那么HCOOH的物质的量为0.95a×30%=0.285amol，CO的物质的量为0.95a×70%=0.665amol，则参加反应①的H2为0.285amol，故参加反应①的H2的转化率是28.5%，B正确；反应①为气体分子数减小的反应、反应②为气体分子数不变的反应，则平衡时再充入0.1molCO2和0.1molH2，使得反应①平衡正向移动，导致HCOOH的物质的量增大，C正确；由B分析，恒容密闭容器中CO2、HCOOH、CO的浓度之比为10：57：133，D错误；故选D。13．【平衡移动图像与转化率的计算】（2025·河北秦皇岛·二模）水煤气制乙烯的反应原理为2COg+4H2g⇌A．该反应的ΔB．X为C2H4C．压强为1MPa时，虚线可能为H2D．Z点H2【答案】D【解析】升高温度时，反应物H2体积分数减小，说明平衡正向移动，正反应为吸热反应，ΔH>0，A错误；根据反应，生成H2O(g)的物质的量是C2H4的2倍，其体积分数应大于C2H4，Y的曲线应在X上方，B错误；增大压强平衡正向移动，H2体积分数减小，虚线应在原实线下方，C错误；设H2反应了4xmol，列出三段式：2COg14．【平衡移动与平衡常数的计算】（2025·湖南长沙·二模）煤化工等行业废气普遍含有硫化氢，需回收处理并加以利用。在T℃，向体积恒定的密闭容器中充入1molH2①2②2③S含硫元素占比[如S2的含硫元素占比S已知：反应①快速平衡。下列说法不正确的是A．图中曲线c表示SO2B．若反应开始时增大反应物的浓度，则M点将移向N点C．若40min时达到平衡，则平衡时生成H2OD．反应①的平衡常数K【答案】C【分析】随反应进行，H2S的物质的量减少，因此曲线a表示H2S的含硫占比与时间的变化关系曲线；反应①快速平衡，S2的含硫占比快速达到最大值，因此曲线b表示S2的含硫元素占比与时间的变化关系曲线；曲线c含硫占比随时间上升，因此曲线c表示SO2【解析】根据分析，图中曲线c表示SO2的含硫元素占比与时间的变化关系，A正确；增大反应物浓度，反应速率加快，由于达到平衡时间缩短，反应③消耗的S2的量减少，则M点会向N点移动，B正确；若40min时达到平衡，H2S%=4%，根据元素守恒n(H2S)=0.04mol，则反应的H2S为0.96mol，此时生成的水的n(H2O)=(0.9+0.06)mol=0.96mol≠0.9mol，C错误；达到平衡时，SO2%=90%，根据元素守恒n(SO2)=0.9mol，S2%=1-90%-4%=6%，则n(S2)=12×1mol×6%=0.03mol，n(H2O)==0.96mol，n(H2S)=0.04mol，n(O15．【化学反应速率与体积分数的计算】（2025·广西南宁·模拟预测）乙酸甲酯制乙醇的反应为：CH3COOCH3(gA．该反应的ΔB．容器甲在t分钟时，vC．容器乙中平均反应速率vD．容器丙中甲醇的体积分数为6【答案】C【解析】温度越高反应速率越快，比较乙丙可知，丙反应升高温度，醋酸甲酯量增大，则反应逆向进行，正反应为放热反应，该反应的ΔH<0，A错误；温度越高反应速率越快，比较乙丙可知，丙达到平衡状态，甲还没达到平衡，v正>v逆，B错误；容器乙中平均反应速率vH2=2v题型4化学平衡移动的影响因素16．【温度对平衡移动的影响】（24-25高二上·福建福州·期末）CO2与H2合成甲醇的反应为CO2g+3A．降低反应温度 B．充入一定量HC．加入合适的催化剂 D．增大容器的体积【答案】A【解析】该反应为放热反应，降低温度使平衡向正反应方向移动，H2消耗增加，转化率提高，A正确；H2O(g)为产物，充入一定量H2O(g)，增加其浓度使平衡向逆反应方向移动，H2消耗减少，转化率降低，B错误；催化剂仅加快反应速率，不影响平衡状态，故不能提高平衡转化率，C错误；正反应气体分子数减少，增大容器的体积相当于减小压强，平衡向逆反应方向移动，H2消耗减少，转化率降低，D错误；故选A。17．【浓度对平衡移动的影响】（25-26高二上·北京·期中）体积恒定的密闭容器中发生反应：M(g)＋N(g)⇌P(g)＋Q(s)

ΔH＜0，其他条件不变时，下列说法正确的是A．移走P可提高M的平衡转化率 B．增大压强可使化学平衡常数增大C．升高温度可使平衡正向移动 D．加入Q可提高反应速率【答案】A【解析】移走P会降低生成物浓度，使平衡正向移动，从而提高M的平衡转化率，A正确；化学平衡常数仅与温度有关，增大压强不会改变平衡常数，B错误；反应为放热（ΔH<0），升高温度会使平衡逆向移动，C错误；Q为固体，其浓度不影响反应速率，加入Q不会提高反应速率，D错误；故选A。18．【浓度熵与平衡常数】（25-26高二上·天津滨海新·期中）在恒容密闭容器中反应：2NO(g)+2CO(g)⇌N2(g)+2CO2(g)

ΔH=-373.4kJ·mol-1。达到平衡状态，以下说法不正确的是A．及时分离出CO2，使Q减小，Q<K，因此平衡正向移动B．补充N2，使Q减小，Q<K，因此平衡正向移动C．加入催化剂可增大反应速率，从而增大一段时间内的反应物转化率D．升高温度，使K减小，Q>K，因此平衡逆向移动【答案】B【解析】及时分离出二氧化碳时，生成物的浓度减小，导致反应的浓度熵Q小于平衡常数K，使得平衡向正反应方向移动，A正确；补充氮气时，生成物的浓度增大，导致反应的浓度熵Q大于平衡常数K，使得平衡向逆反应方向移动，B错误；加入催化剂能降低反应的活化能，加快反应速率，缩短达到平衡的时间，从而增大一段时间内的反应物转化率，C正确。该反应为放热反应，升高温度，导致平衡常数K减小，使得反应的浓度熵Q大于平衡常数K，平衡向逆反应方向移动，D正确；故选B。19．【压强对平衡移动的影响】（25-26高二上·山东菏泽·期中）在一定温度时，将2molC和1molH2Og放入容积为5L的某密闭容器中发生反应：CsA．C的质量不再变化时，标志反应已达到平衡状态B．在5min内，用H2C．平衡后将容器体积缩小到原来一半，重新平衡后cCOD．保持压强不变，充入N2【答案】A【解析】C是固体，其质量不再变化说明正逆反应速率相等，达到平衡状态，A正确；H2的物质的量增加0.2mol，对应消耗0.2molH2O，H2O的浓度变化为0.2mol5L=0.04mol/L，速率为0.04mol/L5min=0.008mol/(L·min)，B错误20．【平衡移动影响元素综合分析】（25-26高二上·广东佛山·月考）在一定温度下的密闭容器中发生反应：x A( g)⇌y B( sA．平衡向逆反应方向移动 B．C的体积分数增大C．x>y+z D．C的体积分数减小【答案】B【解析】容器的容积压缩到原来的12后，A的浓度由瞬间的1.0mol/L降至0.8mol/L，说明平衡向正反应方向移动，A错误；平衡向正反应方向移动，C的体积分数增大，B正确；容积压缩，压强增大，平衡向正反应方向移动，因此x>z；y为固体系数，x>y+z不一定成立，C错误；平衡向正反应方向移动，C的体积分数增大，D错误；故选题型5化学平衡图像分析21．【反应速率与化学平衡移动图像】（25-26高二上·江西抚州·期中）T℃下，在2L恒容密闭容器中加入1molXg和1molYg，发生反应：XA．P点时cZB．0∼10min，C．X的体积分数不变时，说明反应达到平衡D．t1时刻改变的条件可能是再充入【答案】D【解析】P点时cZ不变，说明反应达到平衡状态，而非反应停止，A项错误；0∼10min，vY=2vZ=2×0.2mol⋅L−110min=0.04mol⋅L−1⋅min−1，B项错误；假设X反应了amol，则有如下关系：Xg+解题要点22．【反应速率与平衡常数有关图像】（24-25高二上·福建福州·期末）向1L恒容密闭容器中通入2molCO2和2molH2，发生反应：CO2g+下列说法错误的是A．Ta温度下，0∼6分钟内B．温度：TC．Tb温度下，D．Tb温度下，平衡时再充入1.0molCO【答案】D【解析】Ta时，相同时间内各物质的速率之比等于方程式计量数之比，0∼6分钟内vCO2=vCO=0.61×6mol⋅L−1⋅min−1=0.1mol⋅L−1⋅23．【反应速率与平衡转化率相关图像】（25-26高二上·北京·期中）在某容积一定的密闭容器中，有下列可逆反应2Ag+BgA．x=3B．该反应ΔC．若p3>pD．若p3<p【答案】C【分析】根据图形I，属于为温度和压强与C%和时间关系图，根据温度越高反应速率越快，平衡时间越短，则有温度：T1>T【解析】根据图I可知，在温度相同，压强不同时，C%不同，说明该反应是反应前后气体体积不等的反应，现增大压强，C%增大，则平衡正向移动，正反应方向为气体体积减小的反应，所以x<3，A错误；根据图I先拐先平数值大，可判断出T1>T2，温度较高时C%较小，故升高温度平衡逆向移动，正反应为放热反应，ΔH<0，B错误；若p324．【平衡常数与平衡转化率相关图像】（25-26高二上·山东济南·期中）乙烯气相直接水合制备乙醇的反应为C2H4(g)+H2O(g)⇌C2H5OH(g)。乙烯的平衡转化率随温度、压强的变化关系如下[起始时，n(H2O)=n(C2H4)=1mol，a点平衡时容器体积为1L]。下列分析错误的是A．乙烯气相直接水合反应的∆H<0B．图中压强的大小关系为p1<p2<p3C．a、b达到平衡状态所需要的时间：a>bD．图中a点对应的压强平衡常数KP=5【答案】D【解析】压强不变时，升高温度乙烯转化率降低，平衡逆向移动，正反应为放热反应，则ΔH<0，A正确；相同温度下，增大压强平衡正向移动，乙烯转化率增大，根据图知，压强：p1<p2<p3，B正确；温度越高、压强越大，化学反应