2026《金版教程》高考复习方案化学创新版-第3讲 化学平衡的移动　化学反应的调控

第3讲化学平衡的移动化学反应的调控1.通过实验探究，认识浓度、压强、温度对化学平衡状态的影响。2.能运用浓度、压强、温度对化学平衡的影响规律，推测平衡移动方向及浓度、转化率等相关物理量的变化。3.认识化学反应速率和化学平衡的综合调控在生产、生活和科学研究中的重要作用。考点一化学平衡的移动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．化学平衡移动的过程3．化学平衡移动与化学反应速率的关系(1)改变条件，v正′>v逆′：平衡向eq\x(\s\up1(01))正反应方向移动。(2)改变条件，v正′＝v逆′：平衡eq\x(\s\up1(02))不发生移动。(3)改变条件，v正′＜v逆′：平衡向eq\x(\s\up1(03))逆反应方向移动。4．影响化学平衡的外界因素改变的条件(其他条件不变)化学平衡移动的方向浓度增大反应物浓度或减小生成物浓度向eq\x(\s\up1(01))正反应方向移动减小反应物浓度或增大生成物浓度向eq\x(\s\up1(02))逆反应方向移动压强(对有气体参加的反应)反应前后气体体积改变增大压强向气体分子总数eq\x(\s\up1(03))减小的方向移动减小压强向气体分子总数eq\x(\s\up1(04))增大的方向移动反应前后气体体积不变改变压强平衡eq\x(\s\up1(05))不移动温度升高温度向eq\x(\s\up1(06))吸热反应方向移动降低温度向eq\x(\s\up1(07))放热反应方向移动催化剂同等程度改变v正、v逆，平衡不移动重点强调(1)当反应体系中存在固体或纯液体物质时，由于其“浓度”是恒定的，不随其量的增减而变化，故改变这些固体或纯液体的量，对化学平衡没影响。(2)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。5．勒夏特列原理如果改变影响平衡的一个因素(如温度、压强以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。本原理也称为化学平衡移动原理。名师点拨(1)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。(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。判断正误。正确的打“√”，错误的打“×”并指明错因。(1)增大反应物的量，化学反应速率一定加快，化学平衡一定正向移动。(×)错因：若反应物为固体或纯液体，其浓度看作是常数，则增大反应物的量，其浓度不变，化学反应速率不变，平衡不移动。(2)化学反应速率改变，化学平衡一定发生移动。(×)错因：如果可逆反应的正、逆反应速率同等程度改变，化学平衡不发生移动。(3)对于2NO2(g)N2O4(g)的平衡体系，加压(压缩体积)，气体颜色加深，平衡左移。(×)错因：平衡右移。(4)对于以下反应：2NO2(g)N2O4(g)，在恒温恒压条件下充入稀有气体，平衡不移动。(×)错因：在恒温恒压条件下充入稀有气体，容器体积增大，各组分的浓度变小，平衡向左移动。(5)往平衡体系FeCl3＋3KSCNFe(SCN)3＋3KCl中加入适量KCl固体，平衡逆向移动，溶液的颜色变浅。(×)错因：加入适量KCl固体，平衡不移动，溶液颜色不变。(6)恒温恒容条件下，反应2NO2(g)N2O4(g)达到平衡后，再向容器中通入一定量的N2O4(g)重新达到平衡后，NO2的体积分数减小。(√)题组一分析与推测平衡移动的方向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v放减小，v吸增大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FeCl3＋3KSCNFe(SCN)3＋3KCl中加入适量KCl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，恒温恒压下，通入惰性气体，平衡向左移动，混合气体的颜色变深答案：C解析：升高温度，v放、v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；KCl没有参与反应，加入KCl固体，平衡不移动，溶液颜色几乎不变，C正确；恒压通入惰性气体，容器的体积变大，二氧化氮气体浓度变小，虽平衡向左移动，但是二氧化氮的浓度和原来比还是变小了，故混合气体的颜色变浅，D错误。2．对于一定条件下的可逆反应甲：A(g)＋B(g)C(g)ΔH＜0乙：A(s)＋B(g)C(g)ΔH＜0丙：A(g)＋B(g)2D(g)ΔH＞0达到化学平衡后，改变条件，按要求回答下列问题：(1)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________。(2)加压，使体系体积缩小为原来的eq\f(1,2)①平衡移动方向分别为(填“向左”“向右”或“不移动”)甲________；乙________；丙________。②设压缩之前压强分别为p甲、p乙、p丙，压缩后压强分别为p甲′、p乙′、p丙′，则p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________。答案：(1)向左向左向右高减小减小不变(2)①向右不移动不移动②p甲＜p甲′＜2p甲p乙′＝2p乙p丙′＝2p丙③增大不变不变方法总结惰性气体对化学平衡的影响（1）恒温、恒容条件原平衡体系eq\o(→,\s\up7(充入惰性气体))体系总压强增大→体系中各组分的浓度不变→平衡不移动。（2）恒温、恒压条件原平衡体系eq\o(→,\s\up7(充入惰性气体))容器容积增大，各反应气体的分压减小→体系中各组分的浓度同倍数题组二辨析与探究平衡移动对转化率、体积分数的影响3．密闭容器中，一定量的混合气体发生反应：aA(g)＋bB(g)cC(g)，平衡时测得A的浓度为0.8mol·L－1。保持温度不变，将容器的容积扩大为原来的两倍，再次达到平衡时，测得A的浓度降低为0.5mol·L－1。下列有关判断正确的是()A．a＋b<c B．该反应的ΔS>0C．B的转化率增大 D．C的体积分数下降答案：D解析：第一次平衡时测得A的浓度为0.8mol·L－1，保持温度不变，将容器的容积扩大为原来的两倍，若平衡不移动，则A的浓度为0.4mol·L－1，而再次达到平衡时，测得A的浓度为0.5mol·L－1，说明体积增大(压强减小)，化学平衡逆向移动，则该反应为气体分子数减小的反应，故A、B错误；平衡逆向移动，B的转化率降低，C的体积分数减小，C错误，D正确。4．对于以下反应，从反应开始进行到达到平衡后，保持温度、体积不变，按要求回答下列问题。(1)PCl5(g)PCl3(g)＋Cl2(g)再充入PCl5(g)，平衡向________方向移动，达到平衡后，PCl5(g)的转化率________，PCl5(g)的百分含量________。(2)2HI(g)I2(g)＋H2(g)再充入HI(g)，平衡向________方向移动，达到平衡后，HI(g)的分解率________，HI(g)的百分含量________。(3)2NO2(g)N2O4(g)再充入NO2(g)，平衡向________方向移动，达到平衡后，NO2(g)的转化率________，NO2(g)的百分含量________。(4)mA(g)＋nB(g)pC(g)同等倍数的加入A(g)和B(g)，平衡________移动，达到平衡后，①m＋n>p，A、B的转化率都________，体积分数都________；②m＋n＝p，A、B的转化率、体积分数都________；③m＋n<p，A、B的转化率都________，体积分数都________。答案：(1)正反应减小增大(2)正反应不变不变(3)正反应增大减小(4)正向增大减小不变减小增大思维建模(1)构建恒温恒容平衡思维模式新平衡状态可认为是两个原平衡状态简单的叠加并压缩而成，相当于增大压强。(2)构建恒温恒压平衡思维模式(以气体物质的量增加的反应为例，见图示)新平衡状态可认为是两个原平衡状态简单的叠加，压强不变，平衡不移动。考点二化学反应的调控1．化工生产适宜条件选择的一般原则条件原则从化学反应速率分析既不能过快，又不能太慢从化学平衡移动分析既要注意外界条件对速率和平衡影响的一致性，又要注意对二者影响的矛盾性从原料的利用率分析增加易得廉价原料，提高难得高价原料的利用率，从而降低生产成本从实际生产能力分析如设备承受高温、高压能力等从催化剂的使用活性分析注意催化剂的活性受温度的限制2．控制反应条件的目的(1)促进有利的化学反应通过控制反应条件，可以eq\x(\s\up1(01))加快化学反应速率，eq\x(\s\up1(02))提高反应物的转化率，从而促进有利的化学反应进行。(2)抑制有害的化学反应通过控制反应条件，可以eq\x(\s\up1(03))减缓化学反应速率，减少甚至消除有害物质的产生或控制副反应的发生，从而抑制有害的化学反应继续进行。3．控制反应条件的基本措施(1)控制化学反应速率的措施通过改变反应体系的eq\x(\s\up1(01))温度、溶液的浓度、气体的eq\x(\s\up1(02))压强(或浓度)、固体的eq\x(\s\up1(03))表面积以及使用催化剂等途径调控反应速率。(2)提高转化率的措施通过改变可逆反应体系的温度、溶液的浓度、气体的压强(或浓度)等改变可逆反应的限度，从而提高转化率。以工业合成氨为例，理解运用化学反应原理，选择化工生产中的适宜条件。①反应原理N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)ΔH＝－92.4kJ·mol－1②③从反应快慢和反应限度两个角度选择反应条件④综合考虑——选择适宜的生产条件温度：eq\x(\s\up1(11))400～500℃。压强：10MPa～30MPa。投料比：eq\f(n（N2）,n（H2）)＝eq\f(1,2.8)。以eq\x(\s\up1(12))铁触媒作催化剂，采用循环操作提高原料利用率。判断正误。正确的打“√”，错误的打“×”并指明错因。(1)温度越高越利于合成氨反应平衡正向移动。(×)错因：合成氨反应放热，升温逆向移动。(2)合成氨反应中，压强越大越利于反应速率加快和平衡正向移动。(√)(3)使用催化剂能提高合成氨反应物的平衡转化率。(×)错因：催化剂只影响速率不影响平衡移动，故不能提高平衡转化率。(4)工业生产硫酸的重要反应2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)ΔH<0，采用的反应条件是高温、高压、催化剂。(×)错因：反应条件应为催化剂、加热。题组论证与探究工业生产的适宜条件1．合成氨工业中，原料气(N2、H2及少量的CO的混合气体)在进入合成塔前常用醋酸二氨合铜(Ⅰ)溶液来吸收原料气中的CO，其反应是[Cu(NH3)2]Ac＋CO＋NH3[Cu(NH3)3]Ac·CO(ΔH<0)。(1)必须除去原料气中CO的原因是__________________。(2)醋酸二氨合铜(Ⅰ)吸收CO的生产适宜条件是____________。(3)吸收CO后的醋酸铜氨溶液经过适当处理又可再生，恢复其吸收CO的能力以供循环使用，醋酸铜氨溶液再生的适宜条件是____________。答案：(1)防止催化剂中毒(2)低温、高压(3)高温、低压2．(2025·四川省宜宾市高三诊断性测试)CH4和CO2都是温室气体，由两者重整制合成气，是实现“碳中和”的重要研究课题。反应原理如下：主反应：CH4(g)＋CO2(g)2CO(g)＋2H2(g)ΔH副反应：ⅠCH4(g)C(s)＋2H2(g)ΔH1＝＋74.0kJ·mol－1ⅡCO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g)ΔH2＝＋41.2kJ·mol－1回答下列问题：(1)已知CH4(g)＋H2O(g)CO(g)＋3H2(g)ΔH3＝＋205.3kJ·mol－1，计算主反应的ΔH＝________kJ·mol－1；主反应在________(填“高温”“低温”或“任意温度”)条件下自发进行。(2)在1atm、CH4和CO2总物质的量为2mol的条件下，研究温度以及n(CH4)/n(CO2)分别对CH4和CO2的平衡转化率的影响如图1、图2所示。①500～600℃，随着n(CH4)/n(CO2)减小，CH4的平衡转化率增大的原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。②随着温度升高，不同n(CH4)/n(CO2)条件下，CH4的平衡转化率最终趋于相等的原因是__________________________________________________________________________________________________________________________。③M点，若忽略副反应，只考虑主反应，其Kp＝________(atm)2。④综合考虑CH4和CO2的原料利用率及平衡转化率，重整反应的最适宜温度、n(CH4)/n(CO2)的最佳比值分别为______________。(3)研究表明，镍基催化剂能有效加快重整反应的速率，其机理如图。已知：“*”表示催化剂的活性位点，“CH2*”表示活性亚甲基。①已知反应Ⅰ的化学方程式为CO2＋*=CO＋O*，写出反应Ⅳ的化学方程式：__________________________。②高温下，CO2和CH2*均可能分解为C*，它们相互联结形成网状结构，可能导致的后果是________________________________________________________________________________________________。答案：(1)＋246.5高温(2)①对于主反应，随着n(CH4)/n(CO2)的比值减小，CO2浓度增大，促进平衡正移，CH4的平衡转化率增大②温度较低时，CH4/CO2的比值对CH4的平衡转化率的影响占主导作用；温度较高时，温度对CH4的平衡转化率的影响占主导作用③eq\f(4,9)④900℃、1∶1(3)①H2O＋CH2*=2H2＋CO*②C*包裹催化剂，使催化剂的活性位点被覆盖，从而使催化剂失去活性解析：(2)③M点起始时n(CH4)/n(CO2)＝1∶1，平衡时CO2的转化率为50%，列三段式：CH4(g)＋CO2(g)2CO(g)＋2H2(g)初始/mol1100转化/mol0.50.511平衡/mol0.50.511平衡常数Kp＝eq\f(\b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(p（总）·\f(n（CO）,n（总）)))\s\up12(2)·\b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(p（总）·\f(n（H2）,n（总）)))\s\up12(2),p（总）·\f(n（CH4）,n（总）)·p（总）·\f(n（CO2）,n（总）))＝eq\f(\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(1atm×\f(1,3)))\s\up12(2)×\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(1atm×\f(1,3)))\s\up12(2),1atm×\f(0.5,3)×1atm×\f(0.5,3))＝eq\f(\f(1,9)×\f(1,9),\f(1,6)×\f(1,6))(atm)2＝eq\f(4,9)(atm)2。反思归纳工业生产中选择适宜生产条件的原则外界条件有利于加快速率的条件控制有利于平衡正向移动的条件控制综合分析结果浓度增大反应物的浓度增大反应物的浓度、减小生成物的浓度不断地补充反应物、及时地分离出生成物催化剂加合适的催化剂无影响加合适的催化剂温度高温ΔH<0低温兼顾速率和平衡，考虑催化剂的适宜温度ΔH>0高温在设备条件和成本允许的前提下，尽量采取高温并考虑催化剂的活性压强高压(有气体参加)反应前后气体分子数减小高压在设备条件和成本允许的前提下，尽量采取高压反应前后气体分子数增加低压兼顾速率和平衡，选取适宜的压强变化观念与平衡思想——化学反应速率与平衡图像分析化学反应速率和平衡图像题，常以c­t图、含量－时间－温度图、含量－时间－压强图、恒压线图、恒温线图等考查化学反应速率和平衡知识，此外又出现了很多新型图像，这些图像常与生产生活中的实际问题相结合，从反应时间、投料比、催化剂的选择、转化率等角度考查，体现变化观念与平衡思想的核心素养。1．解化学平衡图像题的思维流程2．“平衡图像”认知模型构建3．解题技巧(1)“定一议二”原则在化学平衡图像中，了解纵轴、横轴和曲线所表示的三个物理量的意义。在确定横轴所表示的物理量后，讨论纵轴与曲线的关系，或在确定纵轴所表示的物理量后，讨论横轴与曲线的关系。如反应2A(g)＋B(g)2C(g)达到化学平衡时，A的平衡转化率与压强和温度的关系如图1所示[纵轴为A的平衡转化率(α)，横轴为反应温度(T)]。定压看温度与曲线的关系，升高温度曲线走势降低，说明A的转化率降低，平衡向逆反应方向移动，正反应是放热反应。定温看压强与曲线的关系，因为此反应是反应后气体体积减小的反应，压强增大，平衡向正反应方向移动，A的转化率增大，故p2>p1。(2)“先拐先平数值大”原则对于同一化学反应在化学平衡图像中，先出现拐点的反应先达到平衡状态，相应曲线对应的反应速率大，所以先出现拐点的曲线表示的温度较高(如图2所示，α表示反应物的转化率)或压强较大[如图3所示，φ(A)表示反应物A的体积分数]。图2：T2>T1，正反应放热。图3：p1<p2，正反应为气体体积减小的反应。(3)三看分析法一看反应速率是增大还是减小；二看v正、v逆的相对大小；三看化学平衡移动的方向。1．(2024·山东卷改编)逆水气变换反应：CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g)ΔH＞0。一定压力下，按CO2、H2物质的量之比n(CO2)∶n(H2)＝1∶1投料，T1、T2温度时反应物摩尔分数随时间变化关系如图所示。已知该反应的速率方程为v＝kc0.5(H2)c(CO2)，T1、T2温度时反应速率常数k分别为k1、k2。下列说法错误的是()A．k1＞k2B．T1、T2温度下达平衡时反应速率的比值：eq\f(v（T1）,v（T2）)＜eq\f(k1,k2)C．温度不变，仅改变体系初始压力，反应物摩尔分数随时间的变化曲线改变D．T2温度下，改变初始投料比例，可使平衡时各组分摩尔分数与T1温度时相同答案：D解析：由题图可知，T1比T2反应速率快，则T1＞T2；T1温度下达到平衡时反应物的摩尔分数低于T2温度下平衡时；由于起始CO2与H2的物质的量之比为1∶1，则达到平衡时CO2和H2的摩尔分数相等。根据分析，T1比T2反应速率快，反应速率常数与温度有关，结合反应速率方程知k1＞k2，A正确；反应的速率方程为v＝kc0.5(H2)c(CO2)，则eq\f(v（T1）,v（T2）)＝eq\f(k1ceq\o\al(0.5,1)（H2）c1（CO2）,k2ceq\o\al(0.5,2)（H2）c2（CO2）)，T1温度下达到平衡时反应物的摩尔分数低于T2温度下平衡时，则eq\f(v（T1）,v（T2）)＜eq\f(k1,k2)，B正确；温度不变，仅改变体系初始压力，虽然平衡不移动，但反应物的浓度改变，反应速率改变，反应达到平衡的时间改变，反应物摩尔分数随时间的变化曲线改变，C正确；T2温度下，改变初始投料比，相当于改变某一反应物的浓度，达到平衡时H2和CO2的摩尔分数不可能相等，故不能使平衡时各组分摩尔分数与T1温度时相同，D错误。2．(2024·湖南卷)恒压下，向某密闭容器中充入一定量的CH3OH(g)和CO(g)，发生如下反应：主反应：CH3OH(g)＋CO(g)CH3COOH(g)ΔH1副反应：CH3OH(g)＋CH3COOH(g)CH3COOCH3(g)＋H2O(g)ΔH2在不同温度下，反应达到平衡时，测得两种含碳产物的分布分数δeq\b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(δ（CH3COOH）＝\f(n（CH3COOH）,n（CH3COOH）＋n（CH3COOCH3）)))随投料比x(物质的量之比)的变化关系如图所示，下列说法正确的是()A．投料比x代表eq\f(n（CH3OH）,n（CO）)B．曲线c代表乙酸的分布分数C．ΔH1<0，ΔH2>0D．L、M、N三点的平衡常数：K(L)＝K(M)>K(N)答案：D解析：题干明确指出，图中曲线表示的是测得两种含碳产物的分布分数，即分别为δ(CH3COOH)、δ(CH3COOCH3)，若投料比x代表eq\f(n（CH3OH）,n（CO）)，x越大，可看作是CH3OH的量增多，则对于主、副反应可知，生成的CH3COOCH3越多，CH3COOCH3分布分数越高，则曲线a和曲线b表示CH3COOCH3的分布分数，曲线c和曲线d表示CH3COOH的分布分数，据此分析可知A、B均正确，可知如此假设错误，则可知投料比x代表eq\f(n（CO）,n（CH3OH）)，曲线a和曲线b表示δ(CH3COOH)，曲线c和曲线d表示δ(CH3COOCH3)。根据上述分析可知，A、B错误。当同一投料比时，观察图像可知T2时δ(CH3COOH)大于T1时δ(CH3COOH)，则温度越高δ(CH3COOH)越大，说明温度升高主反应的平衡正向移动，ΔH1>0；同理可推得ΔH2<0，C错误。L、M、N三点对应副反应ΔH2<0，且TN>TM＝TL，升高温度平衡逆向移动，则K(L)＝K(M)>K(N)，D正确。3．(2023·江苏卷)二氧化碳加氢制甲烷过程中的主要反应为CO2(g)＋4H2(g)=CH4(g)＋2H2O(g)ΔH＝－164.7kJ·mol－1CO2(g)＋H2(g)=CO(g)＋H2O(g)ΔH＝41.2kJ·mol－1在密闭容器中，1.01×105Pa、eq\f(n起始（CO2）,n起始（H2）)＝eq\f(1,4)时，CO2平衡转化率、在催化剂作用下反应相同时间所测得的CO2实际转化率随温度的变化如图所示。CH4的选择性可表示为eq\f(n生成（CH4）,n反应（CO2）)×100%。下列说法正确的是()A．反应2CO(g)＋2H2(g)=CO2(g)＋CH4(g)的焓变ΔH＝－205.9kJ·mol－1B．CH4的平衡选择性随着温度的升高而增加C．用该催化剂催化二氧化碳反应的最佳温度范围约为480～530℃D．450℃时，提高eq\f(n起始（H2）,n起始（CO2）)的值或增大压强，均能使CO2平衡转化率达到X点的值答案：D解析：由盖斯定律可知反应2CO(g)＋2H2(g)=CO2(g)＋CH4(g)的焓变ΔH＝－2×41.2kJ·mol－1＋(－164.7kJ·mol－1)＝－247.1kJ·mol－1，A错误；CO2(g)＋4H2(g)=CH4(g)＋2H2O(g)为放热反应，升高温度平衡逆向移动，CO2(g)＋H2(g)=CO(g)＋H2O(g)为吸热反应，升高温度平衡正向移动，故CH4的平衡选择性随着温度的升高而降低，B错误；根据题图，CO2实际转化率在350～400℃范围内最高，最佳温度范围约为350～400℃，C错误；450℃时，提高eq\f(n起始（H2）,n起始（CO2）)的值可提高二氧化碳的平衡转化率，增大压强，反应CO2(g)＋4H2(g)=CH4(g)＋2H2O(g)平衡正向移动，可提高二氧化碳的平衡转化率，均能使CO2平衡转化率达到X点的值，D正确。4．(2024·河北卷节选)氯气是一种重要的基础化工原料，广泛应用于含氯化工产品的生产。硫酰氯及1，4­二(氯甲基)苯等可通过氯化反应制备。硫酰氯常用作氯化剂和氯磺化剂，工业上制备原理如下：SO2(g)＋Cl2(g)SO2Cl2(g)ΔH＝－67.59kJ·mol－1(1)若正反应的活化能为E正kJ·mol－1，则逆反应的活化能E逆＝______________kJ·mol－1(用含E正的代数式表示)。(2)恒容密闭容器中按不同进料比充入SO2(g)和Cl2(g)，测定T1、T2、T3温度下体系达平衡时的Δp(Δp＝p0－p，p0为体系初始压强，p0＝240kPa，p为体系平衡压强)，结果如图。上图中温度由高到低的顺序为__________，判断依据为______________________________________________________________。M点Cl2的转化率为________，T1温度下用分压表示的平衡常数Kp＝________(kPa)－1。(3)下图曲线中能准确表示T1温度下Δp随进料比变化的是________(填序号)。答案：(1)E正＋67.59(2)T3＞T2＞T1该反应正反应放热，且气体分子数减小，反应正向进行时，容器内压强减小，从T3到T1平衡时Δp增大，说明反应正向进行程度逐渐增大，对应温度逐渐降低75%0.03(3)D解析：(1)根据ΔH＝正反应活化能－逆反应活化能可知，该反应的E逆＝E正kJ·mol－1－ΔH＝(E正＋67.59)kJ·mol－1。(2)由题图中M点可知，进料比为n(SO2)∶n(Cl2)＝2，平衡时Δp＝60kPa，已知恒温恒容情况下，容器内气体物质的量之比等于压强之比，可据此列出“三段式”：SO2(g)＋Cl2(g)SO2Cl2(g)Δp起始压强/kPa)16080变化压强/kPa)60606060平衡压强/kPa)1002060可计算得α(Cl2)＝eq\f(60kPa,80kPa)×100%＝75%，Kp＝eq\f(p（SO2Cl2）,p（SO2）·p（Cl2）)＝eq\f(60kPa,100kPa×20kPa)＝0.03(kPa)－1。(3)由题图中M点可知，进料比为2时，Δp＝60kPa，结合“三段式”，以及T1时化学平衡常数可知，进料比为0.5时，Δp也为60kPa，曲线D上存在(0.5，60)。5．(2023·新课标卷节选)氨是最重要的化学品之一，我国目前氨的生产能力位居世界首位。回答下列问题：在不同压强下，以两种不同组成进料合成氨，反应达平衡时氨的摩尔分数与温度的计算结果如下图所示。其中一种进料组成为xH2＝0.75、xN2＝0.25，另一种为xH2＝0.675、xN2＝0.225、xAr＝0.10。eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(物质ⅰ的摩尔分数：xⅰ＝\f(nⅰ,n总)))(1)图中压强由小到大的顺序为____________，判断的依据是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)进料组成中含有惰性气体Ar的图是________。(3)图1中，当p2＝20MPa、xNH3＝0.20时，氮气的转化率α＝________。该温度时，反应eq\f(1,2)N2(g)＋eq\f(3,2)H2(g)NH3(g)的平衡常数Kp＝________(MPa)－1(化为最简式)。答案：(1)p1<p2<p3合成氨的反应为气体分子数减少的反应，压强越大平衡时氨的摩尔分数越大(2)图2(3)33.33%eq\f(\r(3),36)解析：(1)合成氨的反应中，压强越大越有利于氨的合成，因此，压强越大平衡时氨的摩尔分数越大。由图中信息可知，在相同温度下，反应达平衡时氨的摩尔分数p1<p2<p3，因此，图中压强由小到大的顺序为p1<p2<p3。(2)对比图1和图2中的信息可知，在相同温度和相同压强下，图2中平衡时氨的摩尔分数较小。在恒压下充入惰性气体Ar，反应混合物中各组分的浓度减小，各组分的分压也减小，化学平衡向气体分子数增大的方向移动，因此，充入惰性气体Ar不利于合成氨，进料组成中含有惰性气体Ar的图是图2。(3)图1中，进料组成为xH2＝0.75、xN2＝0.25时，两者物质的量之比为3∶1。假设进料中氢气和氮气的物质的量分别为3mol和1mol，达到平衡时氮气的变化量为ymol，则有：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)始(mol)130变(mol)y3y2y平(mol)1－y3－3y2y当p2＝20MPa、xNH3＝0.20时，xNH3＝eq\f(2y,4－2y)＝0.20，解之得y＝eq\f(1,3)，则氮气的转化率α＝eq\f(1,3)≈33.33%；平衡时N2、H2、NH3的物质的量分别为eq\f(2,3)mol、2mol、eq\f(2,3)mol，其物质的量分数分别为eq\f(1,5)、eq\f(3,5)、eq\f(1,5)，则该温度下Kp′＝eq\f(\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,5)p2))\s\up12(2),\f(1,5)p2×\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(3,5)p2))\s\up12(3))＝eq\f(25,27×400)(MPa)－2。因此该温度下，反应eq\f(1,2)N2(g)＋eq\f(3,2)H2(g)NH3(g)的平衡常数Kp＝eq\r(\a\vs4\al(Kp′))＝eq\r(\f(25,27×400)（MPa）－2)＝eq\f(\r(3),36)(MPa)－1。1．(2024·江西卷)温度T下，向1L真空刚性容器中加入1mol(CH3)2CHOH，反应达到平衡时，c(Y)＝0.4mol·L－1。下列说法正确的是()A．再充入1molX和1molY，此时v正<v逆B．再充入1molX，平衡时，c(Y)＝0.8mol·L－1C．再充入1molN2，平衡向右移动D．若温度升高，X的转化率增加，则上述反应ΔH<0答案：A解析：由题意可知，达到平衡时c(X)＝0.6mol·L－1，c(Y)＝c(Z)＝0.4mol·L－1，反应的平衡常数K＝eq\f(0.4×0.4,0.6)≈0.27，再充入1molX和1molY，此时Q＝eq\f(1.4×0.4,1.6)＝0.35>K，反应逆向进行，v正<v逆，A正确；再充入1molX，相当于将两个该容器叠加后体积压缩一半，若平衡不移动，则c(Y)＝0.8mol·L－1，而加压时平衡逆向移动，则c(Y)<0.8mol·L－1，B错误；再充入1molN2，平衡体系中各物质的浓度不变，平衡不移动，C错误；若温度升高，X的转化率增加，说明平衡正向移动，根据升温时平衡向吸热反应方向移动，知正反应为吸热反应，ΔH>0，D错误。2．(2024·浙江6月选考)二氧化碳氧化乙烷制备乙烯，主要发生如下两个反应：Ⅰ.C2H6(g)＋CO2(g)C2H4(g)＋CO(g)＋H2O(g)ΔH1>0Ⅱ.C2H6(g)＋2CO2(g)4CO(g)＋3H2(g)ΔH2>0向容积为10L的密闭容器中投入2molC2H6和3molCO2，不同温度下，测得5min时(反应均未平衡)的相关数据见下表，下列说法不正确的是()温度(℃)400500600乙烷转化率(%)2.29.017.8乙烯选择性(%)92.680.061.8注：乙烯选择性＝eq\f(转化为乙烯的乙烷的物质的量,转化的乙烷的总物质的量)×100%。A．反应活化能：Ⅰ<ⅡB．500℃时，0～5min反应Ⅰ的平均速率为v(C2H4)＝2.88×10－3mol·L－1·min－1C．其他条件不变，平衡后及时移除H2O(g)，可提高乙烯的产率D．其他条件不变，增大投料比[n(C2H6)/n(CO2)]投料，平衡后可提高乙烷转化率答案：D解析：由表可知，相同温度下，乙烷在发生转化时，反应Ⅰ更易发生，则反应活化能：Ⅰ<Ⅱ，A正确；由表可知，500℃时，乙烷的转化率为9.0%，可得转化的乙烷的总物质的量为2mol×9.0%＝0.18mol，而此温度下乙烯的选择性为80%，则转化为乙烯的乙烷的物质的量为0.18mol×80%＝0.144mol，根据方程式可得，生成乙烯的物质的量为0.144mol，则0～5min反应Ⅰ的平均速率为v(C2H4)＝eq\f(\f(0.144mol,10L),5min)＝2.88×10－3mol·L－1·min－1，B正确；其他条件不变，平衡后及时移除H2O(g)，反应Ⅰ正向进行，可提高乙烯的产率，C正确；其他条件不变，增大投料比[n(C2H6)/n(CO2)]投料，平衡后CO2转化率提高，C2H6转化率降低，D错误。3．(2024·江苏卷)二氧化碳加氢制甲醇的过程中的主要反应(忽略其他副反应)为：①CO2(g)＋H2(g)=CO(g)＋H2O(g)ΔH1＝41.2kJ·mol－1②CO(g)＋2H2(g)=CH3OH(g)ΔH2225℃、8×106Pa下，将一定比例CO2、H2混合气匀速通过装有催化剂的绝热反应管。装置及L1、L2、L3…位点处(相邻位点距离相同)的气体温度、CO和CH3OH的体积分数如图所示。下列说法正确的是()A．L4处与L5处反应①的平衡常数K相等B．反应②的焓变ΔH2>0C．L6处H2O的体积分数大于L5处D．混合气从起始到通过L1处，CO的生成速率小于CH3OH的生成速率答案：C解析：L4处与L5处的温度不同，故L4处与L5处反应①的平衡常数K不相等，A错误；由题图可知，L1～L3温度在升高，该装置为绝热装置，反应①为吸热反应，所以反应②为放热反应，ΔH2<0，B错误；从L5到L6，甲醇的体积分数逐渐增加，说明反应②在向右进行，反应②消耗CO，而CO体积分数没有明显变化，说明反应①也在向右进行，反应①为气体分子数不变的反应，其向右进行时，n(H2O)增大，反应②为气体分子数减小的反应，且没有H2O的消耗与生成，故n总减小而n(H2O)增大，即H2O的体积分数会增大，故L6处H2O的体积分数大于L5处，C正确；L1处CO的体积分数大于CH3OH，说明生成的CO的物质的量大于CH3OH，两者反应时间相同，说明CO的生成速率大于CH3OH的生成速率，D错误。4．(2023·北京卷)下列事实能用平衡移动原理解释的是()A．H2O2溶液中加入少量MnO2固体，促进H2O2分解B．密闭烧瓶内的NO2和N2O4的混合气体，受热后颜色加深C．铁钉放入浓硝酸中，待不再变化后，加热能产生大量红棕色气体D．锌片与稀硫酸反应过程中，加入少量CuSO4固体，促进H2的产生答案：B解析：MnO2会催化H2O2分解，与平衡移动无关；NO2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，与平衡移动有关；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NO2，与平衡移动无关；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。5．(2023·湖南卷)向一恒容密闭容器中加入1molCH4和一定量的H2O，发生反应：CH4(g)＋H2O(g)CO(g)＋3H2(g)。CH4的平衡转化率按不同投料比xeq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(x＝\f(n（CH4）,n（H2O）)))随温度的变化曲线如图所示。下列说法错误的是()A．x1<x2B．反应速率：vb正<vc正C．点a、b、c对应的平衡常数：Ka<Kb＝KcD．反应温度为T1，当容器内压强不变时，反应达到平衡状态答案：B解析：一定条件下，增大H2O(g)的浓度，能提高CH4的转化率，即x值越小，CH4的转化率越大，则x1<x2，A正确；b点和c点温度相同，CH4的起始物质的量都为1mol，b点x值小于c点，则b点加H2O(g)多，反应物浓度大，则反应速率：vb正>vc正，B错误；由图像可知，x一定时，温度升高CH4的平衡转化率增大，说明正反应为吸热反应，温度升高平衡正向移动，K增大；温度相同，K不变，则点a、b、c对应的平衡常数：Ka<Kb＝Kc，C正确；该反应为气体分子数增大的反应，反应进行时压强发生改变，所以温度一定时，当容器内压强不变时，反应达到平衡状态，D正确。6．(2022·广东高考)恒容密闭容器中，BaSO4(s)＋4H2(g)BaS(s)＋4H2O(g)在不同温度下达平衡时，各组分的物质的量(n)如图所示。下列说法正确的是()A．该反应的ΔH＜0B．a为n(H2O)随温度的变化曲线C．向平衡体系中充入惰性气体，平衡不移动D．向平衡体系中加入BaSO4，H2的平衡转化率增大答案：C解析：从图示可以看出，平衡时升高温度，氢气的物质的量减少，则平衡正向移动，说明该反应的正反应是吸热反应，即ΔH＞0，故A错误；从图示可以看出，在恒容密闭容器中，H2的起始物质的量为4mol，达到平衡时小于1mol，则n(H2O)应大于3mol，应是最上边那条曲线为n(H2O)随温度的变化曲线，不是a曲线，故B错误；容器体积固定，向容器中充入惰性气体，没有改变各物质的浓度，平衡不移动，故C正确；BaSO4是固体，向平衡体系中加入BaSO4，平衡不移动，氢气的转化率不变，故D错误。7．(2024·安徽卷节选)乙烯是一种用途广泛的有机化工原料。由乙烷制乙烯的研究备受关注。回答下列问题：【乙烷制乙烯】(1)C2H6氧化脱氢反应：2C2H6(g)＋O2(g)=2C2H4(g)＋2H2O(g)ΔH1＝－209.8kJ·mol－1C2H6(g)＋CO2(g)=C2H4(g)＋H2O(g)＋CO(g)ΔH2＝178.1kJ·mol－1计算：2CO(g)＋O2(g)=2CO2(g)ΔH3＝________kJ·mol－1。(2)C2H6直接脱氢反应为C2H6(g)=C2H4(g)＋H2(g)ΔH4，C2H6的平衡转化率与温度和压强的关系如图所示，则ΔH4________0(填“>”“<”或“＝”)。结合下图，下列条件中，达到平衡时转化率最接近40%的是________(填标号)。a．600℃、0.6MPa b．700℃、0.7MPac．800℃、0.8MPa(3)一定温度和压强下，反应ⅰC2H6(g)C2H4(g)＋H2(g)Kx1反应ⅱC2H6(g)＋H2(g)2CH4(g)Kx2(Kx2远大于Kx1)(Kx是以平衡物质的量分数代替平衡浓度计算的平衡常数)①仅发生反应ⅰ时，C2H6的平衡转化率为25%，计算Kx1＝________。②同时发生反应ⅰ和ⅱ，与仅发生反应ⅰ相比，C2H4的平衡产率____________(填“增大”“减小”或“不变”)。答案：(1)－566(2)>b(3)①eq\f(1,15)②增大解析：(2)从题图中可知，压强相同的情况下，随着温度升高，C2H6的平衡转化率增大，因此该反应为吸热反应，ΔH4>0。600℃、0.6MPa时，C2H6的平衡转化率约为20%；700℃、0.7MPa时，C2H6的平衡转化率约为50%；800℃、0.8MPa时，C2H6的平衡转化率约为80%，故700℃、0.7MPa时，C2H6的平衡转化率最接近40%。(3)①仅发生反应ⅰ，设初始时C2H6物质的量为1mol，平衡时C2H6转化率为25.0%，则消耗C2H60.25mol，生成C2H40.25mol，生成H20.25mol，所以Kx1＝eq\f(0.2×0.2,0.6)＝eq\f(1,15)。8．(2023·辽宁卷节选)硫酸工业在国民经济中占有重要地位。接触法制硫酸的关键反应为SO2的催化氧化：SO2(g)＋eq\f(1,2)O2(g)SO3(g)ΔH＝－98.9kJ·mol－1(1)为寻求固定投料比下不同反应阶段的最佳生产温度，绘制相应转化率(α)下反应速率(数值已略去)与温度的关系如下图所示，下列说法正确的是________。a．温度越高，反应速率越大b．α＝0.88的曲线代表平衡转化率c．α越大，反应速率最大值对应温度越低d．可根据不同α下的最大速率，选择最佳生产温度(2)为提高钒催化剂的综合性能，我国科学家对其进行了改良。不同催化剂下，温度和转化率关系如下图所示，催化性能最佳的是________(填标号)。(3)设O2的平衡分压为p，SO2的平衡转化率为αe，用含p和αe的代数式表示上述催化氧化反应的Kp＝______________________(用平衡分压代替平衡浓度计算)。答案：(1)cd(2)d(3)eq\f(αe,（1－αe）peq\s\up6(\f(1,2)))解析：(3)设起始时SO2的分压为p1，列三段式SO2(g)＋eq\f(1,2)O2(g)SO3(g)起始p1转化p1αep1αe平衡p1(1－αe)pp1αeKp＝eq\f(p（SO3）,p（SO2）·peq\s\up6(\f(1,2))（O2）)＝eq\f(p1αe,p1（1－αe）·peq\s\up6(\f(1,2)))＝eq\f(αe,（1－αe）·peq\s\up6(\f(1,2)))。课时作业[建议用时：40分钟]一、选择题(每小题只有1个选项符合题意)1．(2025·云南三校高三联考)下列事实不能用平衡移动原理解释的是()A．由H2(g)、I2(g)、HI(g)组成的平衡体系通过缩小体积加压后颜色变深B．重铬酸钾溶液中存在：Cr2Oeq\o\al(2－,7)(橙色)＋H2O2CrOeq\o\al(2－,4)(黄色)＋2H＋，若滴加少量NaOH溶液，溶液由橙色变黄色C．实验室用排饱和食盐水的方法收集Cl2D．开启啤酒瓶后，马上泛起大量泡沫答案：A解析：加压平衡H2(g)＋I2(g)2HI(g)不移动，但容器体积减小，I2浓度增大，颜色加深，故该事实不能用平衡移动原理解释；重铬酸钾溶液中存在：Cr2Oeq\o\al(2－,7)(橙色)＋H2O2CrOeq\o\al(2－,4)(黄色)＋2H＋，若滴加少量NaOH溶液，氢离子浓度减小，平衡正向移动，c(Cr2Oeq\o\al(2－,7))减小，溶液由橙色变黄色，能用平衡移动原理解释；饱和食盐水中氯离子浓度大，平衡Cl2＋H2OH＋＋Cl－＋HClO逆向移动，故氯气在饱和食盐水中溶解度小，可用排饱和食盐水的方法收集Cl2，能用平衡移动原理解释；开启啤酒瓶后，马上泛起大量泡沫，原因是压强减小，碳酸分解向正反应方向移动，能用平衡移动原理解释。2．工业上利用氨气生产氢氰酸(HCN)的反应为CH4(g)＋NH3(g)HCN(g)＋3H2(g)ΔH>0。其他条件一定，达到平衡时NH3转化率随外界条件X变化的关系如图所示。则X可以是()①温度②压强③催化剂④eq\f(n（NH3）,n（CH4）)A．①② B．②③C．②④ D．①④答案：C解析：图像趋势为平衡时NH3的转化率随外界条件X增大而减小。反应是吸热反应，升高温度平衡正向移动，NH3转化率随温度的升高而增大，故①错误；反应是气体体积增大的反应，增大压强平衡逆向移动，NH3转化率随压强增大而减小，故②正确；催化剂不影响平衡，故③错误；eq\f(n（NH3）,n（CH4）)越大，代表NH3的量越大，有利于平衡正向移动，但是NH3的转化率随着NH3的增多而减小，故④正确。3．(2025·海南省海口市高三质量检测)一定温度下，向容积为5L的某恒容密闭容器中通入46gNO2，发生反应：2NO2(g)N2O4(g)，经4min时反应达到平衡，平衡时c(N2O4)＝0.08mol·L－1。下列说法中正确的是()A．当容器中气体密度为9.2g·L－1时反应处于平衡状态B．当容器中c(N2O4)＝0.04mol·L－1时，所用时间少于2minC．平衡时v正(NO2)＝v逆(N2O4)D．若再向容器中加入46gNO2，重新达到平衡时容器中eq\f(c（NO2）,c（N2O4）)变大答案：B解析：容器中气体密度始终不变，为9.2g·L－1，不能确定反应是否处于平衡状态，A错误；随着反应的进行，二氧化氮浓度下降，反应速率减小，则当容器中c(N2O4)＝0.04mol·L－1时，所用时间少于2min，B正确；平衡时v正(NO2)＝2v逆(N2O4)＝v逆(NO2)，C错误；若再向容器中加入46gNO2，等效于增压，平衡右移，重新达到平衡时容器中eq\f(c（NO2）,c（N2O4）)变小，D错误。4．对于可逆反应A(g)＋2B(g)2C(g)ΔH>0，下列图像中正确的是()答案：A解析：升高温度，化学反应速率增大，达到平衡的时间缩短，因正反应为吸热反应，故平衡正向移动，A的转化率增大，平衡时A的百分含量减小，A正确，C错误；升高温度，正、逆反应速率都增大，因为正反应为吸热反应，所以正反应速率增大的程度大于逆反应速率增大的程度，B错误；该反应的正反应为气体分子数减小的反应，增大压强平衡正向移动，v(正)>v(逆)，D错误。5．(2025·河北正定中学高三月考)在恒压、NO和O2的起始浓度一定的条件下，催化反应相同时间，测得不同温度下NO转化为NO2的转化率如图中实线所示(图中虚线表示相同条件下NO的平衡转化率随温度的变化)。下列说法正确的是()A．反应2NO(g)＋O2(g)=2NO2(g)的ΔH＞0B．图中X点所示条件下，延长反应时间能提高NO转化率C．图中Y点所示条件下，增加O2的浓度不能提高NO转化率D．380℃下，c起始(O2)＝5.0×10－4mol·L－1，NO平衡转化率为50%，则平衡常数K＜2000答案：B解析：实线表示不同温度下相同时间内NO的转化率，虚线表示相同条件下NO的平衡转化率，由题图知，随着温度升高，NO的平衡转化率减小，即温度升高，反应2NO(g)＋O2(g)=2NO2(g)的平衡逆向移动，说明该反应为放热反应，ΔH<0，故A错误；X点对应NO的转化率低于该温度下NO的平衡转化率，所以反应没有达到平衡状态，延长反应时间，可以提高NO的转化率，故B正确；Y点时反应已达平衡状态，增加O2的浓度，平衡正向移动，NO的转化率会提高，故C错误；设起始时c(NO)＝amol·L－1，则：2NO(g)＋O2(g)2NO2(g)起始(mol·L－1)a5.0×10－40转化(mol·L－1)0.5a0.25a0.5a平衡(mol·L－1)0.5a5.0×10－4－0.25a0.5aK＝eq\f(（0.5a）2,（5.0×10－4－0.25a）×（0.5a）2)＝eq\f(1,5.0×10－4－0.25a)，当0.25a＝0时，K＝2000，但0.25a>0，因此K>2000，故D错误。6．(2025·杭州市高三年级教学质量检测)已知NO2(g)＋CO(g)NO(g)＋CO2(g)在低温时分两步完成：NO2(g)＋NO2(g)NO3(g)＋NO(g)(慢反应)、NO3(g)＋CO(g)NO2(g)＋CO2(g)(快反应)，依据该过程，下列说法错误的是()A．反应相同时间，快反应的平均速率不一定比慢反应大B．提高CO的浓度，化学反应速率将显著增大C．该反应只有NO3是中间产物D．达到平衡时，通入少量NO2，再次达到平衡时NO2的转化率降低答案：B解析：反应分两步进行，反应速率主要取决于慢反应，慢反应生成的NO3的浓度小，则反应相同时间，快反应的平均速率不一定比慢反应大，A正确；慢反应中没有CO参加，提高CO的浓度，化学反应速率不会显著增大，B错误；由两步反应可以看出，反应物和最终产物中都没有NO3，则该反应只有NO3是中间产物，C正确；达平衡时，通入少量NO2气体，再次达平衡时，CO的转化率增大，NO2的转化率减小，D正确。7．(2025·云南三校高三联考)反应2NO2(g)N2O4(g)ΔH＝－57kJ·mol－1，在温度为T1、T2时，平衡体系中NO2的体积分数随压强变化曲线如图所示。下列说法错误的是()A．T1<T2B．X、Y两点的反应速率：X>YC．X、Z两点气体的颜色：X浅，Z深D．X、Z两点气体的平均相对分子质量：X>Z答案：D解析：升高温度，化学平衡逆向移动，NO2的体积分数增大，Y点NO2的体积分数小于X点，则T1<T2，A正确；由A项分析可知，X点的温度大于Y点的温度，温度越高，化学反应速率越快，所以反应速率：X>Y，B正确；X、Z两点温度相同，但压强不同，NO2为红棕色气体，增大压强，平衡右移，但是气体的体积变小，浓度增大的影响较大，气体的颜色加深，则X、Z两点气体的颜色：X浅，Z深，C正确；X、Z两点都在等温线上，X的压强小，增大压强，化学平衡正向移动，Z点时气体的物质的量小，则平均相对分子质量大，即平均相对分子质量：X<Z，D错误。8．(2025·四川省成都市第七中学高三零诊)在盛有CuO/Cu2O载氧体的恒容密闭容器中充入空气[氧气的体积分数φ(O2)为21%]，发生反应：2Cu2O(s)＋O2(g)4CuO(s)ΔH＝－227kJ·mol－1。平衡时φ(O2)随反应温度T变化的曲线如图所示。下列说法错误的是()A．升高温度，平衡向逆反应方向移动导致φ(O2)增大B．必须控制T<1030℃才能保持载氧体活性C．在1030℃时加入催化剂，φ(O2)>21%D．985℃时O2的平衡转化率α(O2)约为58%答案：C解析：题述反应是放热反应，升高温度，平衡逆向移动，O2体积分数增大，故A正确；当温度等于1030℃时，O2的体积分数与空气中的相等，如果继续升温，O2体积分数大于21%，载氧体变为脱氧体，失去反应活性，故B正确；平衡时，加入催化剂，不会使平衡移动，O2体积分数不变，故C错误；取100mol空气，O2占21mol，设985℃下平衡时消耗O2的物质的量为xmol，则eq\f(21－x,100－x)＝0.1，解得x≈12.2，O2平衡转化率为eq\f(12.2mol,21mol)×100%≈58%，故D正确。9．(2025·石家庄市普通高中高三教学质量检测)在不同压强下向密闭容器中充入X、Y、Z三种气体，发生反应3X(g)＋Y(g)2Z(g)，实验测得平衡时Z的物质的量分数α(Z)与温度(T)的关系如图所示。下列说法错误的是()A．该反应的ΔS>0B．该反应的ΔH<0C．p1、p2大小比较：p2>p1D．a、b两点对应的逆反应速率：v逆(a)>v逆(b)答案：A解析：该反应正向为气体分子数减小的反应，则ΔS<0，A错误；由图可知，随温度升高，平衡时Z的物质的量分数减小，说明升高温度平衡逆向移动，则ΔH<0，B正确；当温度相同时，增大压强平衡正向移动(该反应正向为气体分子数减小的反应)，平衡时Z的物质的量分数增大，故p2>p1，C正确；由图像可知，a点温度、压强都大于b点，则v逆(a)>v逆(b)，D正确。10．已知：N2(g)＋3H2(g)eq\o(,\s\up7(铁触媒))2NH3(g)ΔH<0，选择500℃左右是因为催化剂(铁触媒)在此温度下活性最佳。我国研制出一种新型合成氨催化剂，其最佳活化温度为350℃左右。则使用该新型催化剂合成氨时，下列说法错误的是()A．可提高反应物的平衡转化率B．可改变合成氨反应的焓变C．可减少合成氨的能耗D．可降低合成氨的反应温度答案：B解析：该反应为放热反应，催化剂活性温度降低，则反应温度降低，平衡正向移动，可提高反应物的平衡转化率，A正确；催化剂能降低活化能，但不能改变反应焓变，B错误；使用该新型催化剂可降低反应温度，减少合成氨的能耗，C、D正确。二、非选择题11．(2025·北京市海淀区高三期中练习)利用页岩气中丰富的丙烷制丙烯已成为化工原料丙烯的重要生产渠道。Ⅰ.丙烷直接脱氢法：C3H8(g)C3H6(g)＋H2(g)ΔH1＝＋124kJ·mol－1总压分别为100kPa、10kPa时发生该反应，平衡体系中C3H8和C3H6的体积分数随温度、压强的变化如图。(1)丙烷直接脱氢反应的化学平衡常数表达式为K＝________________。(2)总压由10kPa变为100kPa时，化学平衡常数________(填“变大”“变小”或“不变”)。(3)图中曲线Ⅰ、Ⅲ表示C3H6的体积分数随温度的变化，判断依据是________________________________________________________________________________。(4)图中表示100kPa时C3H8的体积分数随温度变化的曲线是________(填“Ⅱ”或“Ⅳ”)。Ⅱ.丙烷氧化脱氢法：C3H8(g)＋eq\f(1,2)O2(g)C3H6(g)＋H2O(g)ΔH2＝－101kJ·mol－1我国科学家制备了一种新型高效催化剂用于丙烷氧化脱氢。在催化剂作用下，相同时间内，不同温度下C3H8的转化率和C3H6的产率如下：反应温度/℃465480495510C3H8的转化率/%5.512.117.328.4C3H6的产率/%4.79.512.818.5(5)表中C3H8的转化率随温度升高而上升的原因是______________________________(答出1点即可)。(6)已知：C3H6选择性＝eq\f(生成丙烯消耗丙烷的物质的量,消耗丙烷的总物质的量)×100%。随着温度升高，C3H6的选择性________(填“升高”“降低”或“不变”)，可能的原因是________________________________________。答案：(1)eq\f(c平（H2）·c平（C3H6）,c平（C3H8）)(2)不变(3)丙烷直接脱氢反应为吸热反应，压强相同时，温度升高平衡正向移动，C3H6体积分数变大(4)Ⅱ(5)温度升高，丙烷氧化脱氢的反应速率加快(6)降低温度升高，更有利于丙烷被氧化成其他产物的副反应发生解析：(4)该反应正向为气体分子数增大的反应，增大压强，平衡逆向移动，C3H8的体积分数增大，故曲线Ⅱ表示100kPa时C3H8的体积分数随温度的变化。12．(2024·福建卷)SiHCl3是制造多晶硅的原料，可由Si和SiCl4耦合加氢得到，相关反应如下：Ⅰ.SiCl4(g)＋H2(g)=SiHCl3(g)＋HCl(g)ΔH1＝52kJ·mol－1Ⅱ.Si(s)＋3HCl(g)=SiHCl3(g)＋H2(g)ΔH2＝－236kJ·mol－1Ⅲ.Si(s)＋SiCl4(g)＋2H2(g)=2SiH2Cl2(g)ΔH3＝16kJ·mol－1(1)生成SiHCl3的总反应：Ⅳ.Si(s)＋3SiCl4(g)＋2H2(g)=4SiHCl3(g)ΔH4＝________kJ·mol－1。(2)体系达到平衡状态且其他条件不变时：①压缩平衡体系体积，重新达到平衡后物质的量分数增大的组分为________(填标号)。a．SiCl4b．SiHCl3c．SiH2Cl2d．HCl②反应温度升高不利于提高平衡时产物SiHCl3选择性的原因是______________________________________________________。(3)在压强为p0的恒压体系中通入2.0molH2和1.0molSiCl4，达到平衡时，气体组分的物质的量分数随温度变化如图所示(忽略气体组分在硅表面的吸附量)。已知：Kp为用气体分压表示的平衡常数，分压＝物质的量分数×总压。①图中n代表的组分为________(填化学式)。②750K时，反应Ⅲ的平衡常数Kp＝__________(列出计算式)。③750K时，SiCl4的平衡转化率为f，消耗硅的物质的量为______________mol。(列出计算式)(4)673K下、其他条件相同时，用Cu、CuO和CuCl分别催化上述反应，一段时间内SiCl4的转化率如下表所示。(产物SiHCl3选择性均高于98.5%)催化剂CuCuOCuClSiCl4的转化率/%7.314.322.3①使用不同催化剂时，反应Ⅳ的ΔH：CuO催化剂________CuCl催化剂(填“>”“<”或“＝”)；反应Ⅳ的活化能：Cu催化剂________CuCl催化剂(填“>”“<”或“＝”)。②使用CuCl催化剂，初始投料αmolSiCl4该段时间内得到βmolSiHCl3，则SiHCl3的选择性＝eq\f(生成SiHCl3所消耗的SiCl4的物质的量,所消耗的SiCl4的总物质的量)×100%＝________×100%。(列出计算式)答案：(1)－80(2)①bc②因ΔH4<0，升温反应Ⅳ向逆反应方向进行，SiHCl3的产量反而减小(3)①HCl②eq\f(z2,w2xp0)③eq\f(（1－f）（x＋y＋z）,x)－1或eq\f(（1－f）（y＋z）,x)－f(4)①＝>②eq\f(3β,4×0.223α)解析：(1)根据盖斯定律可知，ΔH4＝ΔH2＋3ΔH1＝－236kJ·mol－1＋3×(＋52kJ·mol－1)＝－80kJ·mol－1。(2)①压缩平衡体系体积，相当于增大压强，重新达到平衡后，对于反应Ⅰ→Ⅳ，除压强对反应Ⅰ无影响，对Ⅱ→Ⅳ的反应都是平衡向正反应方向移动，因