专题09 化学反应速率与化学平衡（讲义）-2024年高考化学二轮专题复习高频考点解密与追踪（新高考）

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01专题网络·思维脑图
02考情分析·解密高考
03高频考点·以考定法
考点一 化学反应速率及其影响因素和相关计算
【高考解密】
命题点01 化学反应速率及相关计算
命题点02 外界条件对化学反应速率的影响
命题点03 化学反应速率常数
【技巧解密】
【考向预测】
考点二 化学平衡及其影响因素
【高考解密】
命题点01 化学平衡状态及其判断
命题点02 影响化学平衡移动因素
命题点03 化学反应方向的调控
【技巧解密】
【考向预测】
考点三 化学平衡常数及化学平衡相关计算
【高考解密】
命题点01 化学平衡常数
命题点02 化学平衡相关计算
【技巧解密】
【考向预测】
04核心素养·微专题
微专题 图像、图表题的信息提取与应用
考点
考查内容
考情预测
化学反应速率及其影响因素和相关计算
1、化学反应速率及相关计算
2、外界条件对化学反应速率的影响
3、化学反应速率常数
化学反应速率与化学平衡是高考的重点内容，通常与理论综合题结合，以填空题的形式考查化学反应速率和化学平衡的相关计算，结合图表、图像、实验等探究化学反应速率和化学平衡的影响因素及实验设计能力。难度一般中档偏上，在填空题中的情境多侧重与生产实际的联系。预计今后，高考对本专题的考查仍会以选择题和综合题为主，可能通过表格、图象、数据的分析，进行化学反应速率计算的考查，以选择题、填空题、图象或图表题形式考查化学反应速率和化学平衡的影响因素，考查平衡常数的表达式的书写及有关计
考点一 化学反应速率及其影响因素和相关计算
命题点01 化学反应速率及相关计算
典例01（2022·辽宁卷）某温度下，在恒容密闭容器中发生反应2X(s)Y(g)+2Z(g)，有关数据如下：
下列说法错误的是( )
A．1 min时，Z的浓度大于
B．2 min时，加入，此时
C．3 min时，Y的体积分数约为33.3%
D．5 min时，X的物质的量为
【答案】B
【解析】A项，反应开始一段时间，随着时间的延长，反应物浓度逐渐减小，产物Z的平均生成速率逐渐减小，则0~1 min内Z的平均生成速率大于0~2 min内的，故1 min时，Z的浓度大于0.20 ml·L-1，A正确；B项，4 min时生成的Z的物质的量为，6min时生成的Z的物质的量为，故反应在4min时已达到平衡，设达到平衡时生了算；还结合外界条件对化学平衡的影响，考查化学平衡常数的影响因素及应用。侧重考查考生分析问题能力，信息整合应用能力等，试题难度有逐渐加大的趋势。
化学平衡及其影响因素
1、化学平衡状态及其判断
2、影响化学平衡移动因素
3、化学反应方向的调控
化学平衡常数及化学平衡相关计算
1、化学平衡常数
2、化学平衡相关计算
时间段/ min
产物Z的平均生成速率/ ml·L－1·min－1
0～2
0.20
0～4
0.15
0～6
0.10
，列三段式：
根据，得，则Y的平衡浓度为0.3 ml·L-1，Z的平衡浓度为0.6 ml·L-1，平衡常数，2min时Y的浓度为0.2 ml·L-1，Z的浓度为0.4 ml·L-1，加入后Z的浓度变为0.6 ml·L-1，，反应正向进行，故，B错误；C项，反应生成的Y与Z的物质的量之比恒等于1∶2，反应体系中只有Y和Z为气体，相同条件下，体积之比等于物质的量之比，，故Y的体积分数始终约为33.3%，C正确；D项，由B项分析可知5 min时反应处于平衡状态，此时生成Z为0.6 ml，则X的转化量为0.6 ml，初始X的物质的量为2 ml，剩余X的物质的量为1.4 ml，D正确；故选B。
典例02（2021·辽宁卷）某温度下，降冰片烯在钛杂环丁烷催化下聚合，反应物浓度与催化剂浓度及时间关系如图。已知反应物消耗一半所需的时间称为半衰期，下列说法错误的是
A．其他条件相同时，催化剂浓度越大，反应速率越大
B．其他条件相同时，降冰片烯浓度越大，反应速率越大
C．条件①，反应速率为
D．条件②，降冰片烯起始浓度为时，半衰期为
【答案】B
【解析】A．由题干图中曲线①②可知，其他条件相同时，催化剂浓度越大，反应所需要的时间更短，故反应速率越大，A正确；B．由题干图中曲线①③可知，其他条件相同时，降冰片烯浓度①是③的两倍，所用时间①也是③的两倍，反应速率相等，故说明反应速率与降冰片烯浓度无关，B错误；C．由题干图中数据可知，条件①，反应速率为=，C正确；D．反应物消耗一半所需的时间称为半衰期，由题干图中数据可知，条件②，降冰片烯起始浓度为时，半衰期为125min÷2=，D正确；故答案为：B。
典例03（2021·浙江卷）一定温度下：在N2O5 的四氯化碳溶液(100mL)中发生分解反应：2N2O54NO2 +O2。在不同时刻测量放出的O2体积，换算成N2O5浓度如下表：
下列说法正确的是( )
A．600~1200 s，生成NO2的平均速率为5.0×10-4 ml·L－1·s－1
B．反应2220 s时，放出的O2体积为11.8L(标准状况)
C．反应达到平衡时，v正(N2O5)=2v逆(NO2)
D．推测上表中的x为3930
【答案】D
【解析】A项，600~1200 s，N2O5的变化量为(0.96-0.66) ml·L－1==0.3 ml·L－1，在此时间段内NO2的变化量为其2倍，即0.6 ml·L－1，因此，生成NO2的平均速率为1.0×10-3 ml·L－1·s－1，A不正确；B项，由表中数据可知，反应2220 s时，N2O5的变化量为(1.40-0.35) ml·L－1==1.05 ml·L－1，其物质的量的变化量为1.05 ml·L－10.1L=0.105ml，O2的变化量是其，即0.0525ml，因此，放出的O2在标准状况下的体积为0.0525ml 22.4L/ml=1.176L ，B不正确；C项，反应达到平衡时，正反应速率等于逆反应速率，用不同物质表示该反应的速率时，其数值之比等于化学计量数之比，2v正(N2O5)=v逆(NO2)，C不正确；D项，分析表中数据可知，该反应经过1110s(600-1710，1710-2820)后N2O5的浓度会变为原来的，因此，N2O5的浓度由0.24 ml·L－1变为0.12 ml·L－1时，可以推测上表中的x为(2820+1110)=3930，D正确。故选D。
命题点02 外界条件对化学反应速率的影响
典例01（2023·辽宁卷）一定条件下，酸性KMnO4溶液与H2C2O4发生反应，Mn (Ⅱ)起催化作用，过程中不同价态含粒子的浓度随时间变化如下图所示。下列说法正确的是( )0
600
1200
1710
2220
2820
x
c(N2O5)/(ml·L-1)
1.40
0.96
0.66
0.48
0.35
0.24
0.12
A．Mn (Ⅲ)不能氧化H2C2O4
B．随着反应物浓度的减小，反应速率逐渐减小
C．该条件下，(Ⅱ)和(Ⅶ)不能大量共存
D．总反应为：2MnO4-+5C2O42-+16H+=2Mn2++10CO2↑+8H2O
【答案】C
【解析】开始一段时间(大约13min前)随着时间的推移Mn(VII)浓度减小直至为0，Mn(III)浓度增大直至达到最大值，结合图像，此时间段主要生成Mn(III)，同时先生成少量Mn(IV)后Mn(IV)被消耗；后来(大约13min后)随着时间的推移Mn(III)浓度减少，Mn(II)的浓度增大。A项，由图像可知，随着时间的推移Mn(III)的浓度先增大后减小，说明开始反应生成Mn(III)，后Mn(III)被消耗生成Mn(II)，Mn(III)能氧化H2C2O4，A项错误；B项，随着反应物浓度的减小，到大约13min时开始生成Mn(II)，Mn(II)对反应起催化作用，13min后反应速率会增大，B项错误；C项，由图像可知，Mn(VII)的浓度为0后才开始生成Mn(II)，该条件下Mn(II)和Mn(VII)不能大量共存，C项正确；D项，H2C2O4为弱酸，在离子方程式中应以化学式保留，总反应为2MnO4-+5H2C2O4+6H+=2Mn2++10CO2↑+8H2O，D项错误；故选C。
典例02（2022·广东卷）在相同条件下研究催化剂I、Ⅱ对反应的影响，各物质浓度c随反应时间t的部分变化曲线如图，则
A．无催化剂时，反应不能进行
B．与催化剂Ⅰ相比，Ⅱ使反应活化能更低
C．a曲线表示使用催化剂Ⅱ时X的浓度随t的变化D．使用催化剂Ⅰ时，内，
【答案】D
【解析】A．由图可知，无催化剂时，随反应进行，生成物浓度也在增加，说明反应也在进行，故A错误；B．由图可知，催化剂I比催化剂Ⅱ催化效果好，说明催化剂I使反应活化能更低，反应更快，故B错误；C．由图可知，使用催化剂Ⅱ时，在0~2min 内Y的浓度变化了2.0ml/L，而a曲线表示的X的浓度变化了2.0ml/L，二者变化量之比不等于化学计量数之比，所以a曲线不表示使用催化剂Ⅱ时X浓度随时间t的变化，故C错误；D．使用催化剂I时，在0~2min 内，Y的浓度变化了4.0ml/L，则(Y) ===2.0，(X) =(Y) =2.0=1.0，故D正确；答案选D。
典例03（2022·河北卷）恒温恒容条件下，向密闭容器中加入一定量X，发生反应的方程式为①XY；②YZ。反应①的速率，反应②的速率，式中为速率常数。图甲为该体系中X、Y、Z浓度随时间变化的曲线，图乙为反应①和②的曲线。下列说法错误的是( )
A．随的减小，反应①、②的速率均降低
B．体系中
C．欲提高Y的产率，需提高反应温度且控制反应时间
D．温度低于T1时，总反应速率由反应②决定
【答案】AB
【解析】由图中的信息可知，浓度随时间变化逐渐减小的代表的是X，浓度随时间变化逐渐增大的代表的是Z，浓度随时间变化先增大后减小的代表的是Y；由图乙中的信息可知，反应①的速率常数随温度升高增大的幅度小于反应②的。A项，由图甲中的信息可知，随c(X)的减小，c(Y) 先增大后减小，c(Z)增大，因此，反应①的速率随c(X)的减小而减小，而反应②的速率先增大后减小，A错误；B项，根据体系中发生的反应可知，在Y的浓度达到最大值之前，单位时间内X的减少量等于Y和Z的增加量，因此，v (X)= v (Y) +v(Z)，但是，在Y的浓度达到最大值之后，单位时间内Z的增加量等于Y和X的减少量，故v (X) + v (Y) = v(Z)，B错误；C项，升高温度可以可以加快反应①的速率，但是反应①的速率常数随温度升高增大的幅度小于反应②的，且反应②的的速率随着Y的浓度的增大而增大，因此，欲提高Y的产率，需提高反应温度且控制反应时间，C正确；D项，由图乙信息可知，温度低于T时，k1＞k2，反应②为慢反应，因此，总反应速率由反应②决定，D正确；故选AB。
命题点03 化学反应速率常数
典例01（2021·重庆卷）甲异腈(CHNC)在恒容密闭容器中发生异构化反应： CH3NC(g) →CH3CN(g)，反应过程中甲异腈浓度c随时间t的变化曲线如图所示(图中T为温度)。该反应的反应速率v与c的关系为v=kc，k为速率常数(常温下为常数)，a点和b点反应速率相等，即v(a)=v(b)。下列说法错误的是

A．bf段的平均反应速率为1.0 × 10 -4ml(L·min)
B．a点反应物的活化分子数多于d点
C．T1>T2
D．3v(d)=2v(e)
【答案】C
【分析】设T1时，速率常数为k1，T2时，速率常数为R2，v(a)=v(b)， ， 。
【解析】A．由题干信息可知， ，A正确；B．ad两点相比较，a点的浓度比d的浓度大，且其他的条件相同，故a点反应物的活化分子数多于d点，B正确；C．由以上可知，k2=2k1，v=kc，浓度相同的时候，v2>v1，温度越高，速率越大，故T2>T1，C错误；D． ，，k2=2k1，可得3v(d)=2v(e)，D正确；故选C。
1．对化学反应速率计算公式的剖析
v(B)＝eq \f(Δc(B),Δt)＝eq \f(\f(Δn(B),V),Δt)
(1)浓度变化只适用于气体和溶液中的溶质，不适用于固体和纯液体。
(2)化学反应速率是某段时间内的平均反应速率，而不是瞬时速率，且计算时取正值。
(3)同一反应用不同的物质表示反应速率时，数值可能不同，但意义相同。同一化学反应中用不同物质表示的反应速率之比等于其化学计量数之比。
(4)对于可逆反应，反应进行的净速率是正、逆反应速率之差，当达到平衡时，净速率为零。
2．影响反应速率的因素
(1)内因
反应物本身的性质是主要因素，如相同条件下Mg、Al与稀盐酸反应的速率大小关系为v(Mg)>v(Al)。
(2)外因(只改变一个条件，其他条件不变)
3．理论解释——有效碰撞理论
(1)活化分子：能够发生有效碰撞的分子。
(2)活化能：如图
图中：E1为正反应的活化能，使用催化剂时的活化能为E3，E2为逆反应的活化能，反应热为E1－E2。
(3)有效碰撞：活化分子之间能够引发化学反应的碰撞。
活化分子、有效碰撞与反应速率的关系。
4．分析有气体参与的化学反应的反应速率
(1)恒温时，压缩体积eq \(――→,\s\up15(引起))压强增大―→气体反应物浓度增大eq \(――→,\s\up15(引起))反应速率增大。
(2)恒温恒容时
①充入气体反应物eq \(――→,\s\up15(引起))气体反应物浓度增大(压强也增大)eq \(――→,\s\up15(引起))反应速率增大。
②充入“惰性”气体eq \(――→,\s\up15(引起))总压强增大―→气体反应物浓度未改变eq \(――→,\s\up15(引起))反应速率不变。
(3)恒温恒压时，充入“惰性”气体eq \(――→,\s\up15(引起))体积增大eq \(――→,\s\up15(引起))气体反应物浓度减小eq \(――→,\s\up15(引起))反
应速率减小。
5．外界条件对可逆反应的正、逆反应速率的影响方向是一致的，但影响程度不一定相同。
(1)当增大反应物浓度时，v(正)瞬间增大，随后逐渐减小；v(逆)瞬间不变，随后逐渐增大；直至v(正)和v(逆)相等时达到平衡。
(2)增大压强，气体分子数减小方向的反应速率变化程度大。
(3)对于反应前后气体分子数不变的反应，改变压强可以同等程度地改变正、逆反应速率。
(4)升高温度，v(正)和v(逆)都增大，但吸热反应方向的反应速率增大的程度大。
(5)使用催化剂，能同等程度地改变正、逆反应速率。
6.化学反应速率计算的常见错误
(1)不注意容器的容积。
(2)漏写单位或单位写错。
(3)忽略有效数字。
7.比较化学反应速率大小的注意事项
(1)看单位是否统一,若不统一,要换算成相同单位。
(2)比较不同时间段内的化学反应速率大小时,可先换算成用同一物质表示的反应速率,再比较数值的大小。
(3)比较化学反应速率与化学计量数的比值。例如,对于一般反应aA(g)+bB(g)cC(g)+dD(g),比较不同时间段内v(A)a与v(B)b的大小,若v(A)a>v(B)b,则用A表示的反应速率比用B表示的大。要注意反应速率的单位要一致。
8．化学反应速率常数拓展对于一个基元反应：αA＋βD===γG＋hH
其化学反应速率常数数学表达式为：v＝kcα(A)cβ(D)
上式中的k称为反应速率常数又称速率常数。
k的物理意义：在一定的条件下(温度、催化剂)，反应物浓度为1 ml·L－1时的反应速率。k与反应物浓度无关。
(1)反应不同，k值不同。
(2)同一反应，温度不同k值不同。
(3)同一反应，温度一定时，有无催化剂k也是不同的。
不同反应有不同的速率常数，速率常数与反应温度、反应介质(溶剂)、催化剂等有关，甚至会随反应器的形状、性质而异。与浓度无关，但受温度、催化剂、固体表面性质等因素的影响。
考向01 化学反应速率及相关计算
1．（2023·辽宁·校联考三模）氨基甲酸铵()主要用作磷化铝中间体，也用于医药。在T℃时，将足量的固体置于恒温恒容容器中，存在如下化学平衡：，经t min达到平衡状态，平衡时体系的总浓度为。下列叙述正确的是
A．当混合气体的平均摩尔质量不变时，说明反应达到平衡状态
B．T℃时，向平衡体系中加入适量，增大
C．在0~t min时间段内，平均反应速率
D．向平衡体系中充入适量的，逆反应速率增大
【答案】D
【解析】A．该反应为固体生成气体的反应，且最开始只有固体反应物，生成物混合气体的平均摩尔质量是不变的，不能以此来判断平衡状态，故A错误；B．加入为固体，平衡不移动，不改变任何物质的浓度，故B错误；C．反应进行过程中，c(NH3)：c(CO2)恒为2：1，经t min达到平衡状态，平衡时体系的总浓度为，则c(CO2)= ，平均反应速率，故C错误；D．加入，导致生成物浓度增大，平衡逆移，逆反应速率增大，故D正确；故答案选D。2．（2023·河北唐山·统考三模）在2L恒容密闭容器中加入一定量A和B，发生反应。100℃时容器中A、B、C物质的量随时间的变化关系如图一所示。不同温度下平衡时C的体积分数与A、B起始时的投料比的变化关系如图二所示。则下列结论正确的是

A．100℃时前5min平均化学反应速率
B．100℃时达平衡的体系中充入少量C(g)，达新平衡前v(逆)>v(正)
C．
D．某温度下平衡时B的转化率随起始的增大而先增大后减小
【答案】B
【解析】A．100℃时前5min平均化学反应速率，A错误；B．C(g)为生成物，加入C(g)后，逆反应速率增大，平衡逆向移动，达新平衡前v(逆)>v(正)，B正确；C．如图得出信息，温度越高，C的体积分数越小，平衡逆向移动，逆反应为吸热反应，正反应为放热反应，所以：，C错误；D．起始浓度A越大，越大，B的转化率越大，所以温度一定时，B的转化率随起始的增大而增大，D错误；故选B。
3．（2023·广东佛山·统考二模）在催化剂作用下，向容积为1L的容器中加入1mlX和3mlY，发生反应：，平衡时和反应10min时X的转化率(X)随温度的变化分别如曲线I、Ⅱ所示。下列说法错误的是
A．该反应
B．200℃时，前10min的平均反应速率
C．400℃时，反应的平衡常数K=2
D．bc段变化可能是催化剂在温度高于400℃时活性降低导致
【答案】C
【解析】A．升高温度，转化率增大，平衡正向移动，正向是吸热反应即该反应，故A正确；B．200℃时，前10min的平均反应速率，故B正确；C．400℃时，X转化率为60%，反应的平衡常数，故C错误；D．ab阶段随温度升高，转化率增大，bc阶段随温度升高，转化率减小，该变化可能是催化剂在温度高于400℃时活性降低导致，故D正确。综上所述，答案为：C。
4．（2023·全国·模拟预测）在恒温恒容密闭容器中发生反应2H2(g)+2NO(g)2H2O(g)+N2(g)，N2的瞬时生成速率v=k·cm(H2)·c2(NO)。控制NO起始浓度为0.5ml•L-1，N2的瞬时生成速率和H2起始浓度的关系如图所示，下列说法正确的是
A．该反应的速率常数k为15L2·ml-2•s-1
B．随着H2起始浓度增大，达平衡时N2的物质的量分数增大
C．反应达平衡后，H2和NO的浓度均增加一倍，则NO转化率减小D．H2起始浓度为0.2ml•L-1，某时刻NO的浓度为0.4ml•L-1，则此时N2的瞬时生成速率为0.24ml•L-1
【答案】A
【解析】A．的瞬时生成速率，控制NO起始浓度为，由题图可知，的瞬时生成速率与起始浓度呈线性关系，则，将(0.2，0.75)代入，可得该反应的速率常数，A正确；B．根据题给反应可知，当时，随着起始浓度增大，平衡时的物质的量分数增大，当n(H2)：n(NO)=1：1时，平衡时的物质的量分数达到最大，n(H2)：n(NO)>1：1后，随着起始浓度增大，达平衡时的物质的量分数减小，B错误；C．平衡后，和NO的浓度均增加一倍，新平衡与原平衡相比，相当于加压，平衡正向移动，则NO转化率增大，C错误；D．NO起始浓度为，某时刻NO的浓度为，则变化量为，根据可知，此时的浓度为，的瞬时生成速率，题给速率单位错误，D错误；故答案选A。
5．（2023·全国·模拟预测）T℃时，含等浓度与的溶液中发生反应： ，时刻，改变某一外界条件继续反应至时刻，溶液中(、)随时间的变化关系如图所示(已知：T℃时，该反应的化学平衡常数，忽略水解)。下列说法正确的是
A．若时未改变外界条件，则此时该反应未达到平衡状态B．若时反应达到平衡，则时改变的条件可能为升温
C．若始终保持温度不变，则逆反应速率：
D．内的平均反应速率为
【答案】C
【解析】A．根据题意及题图可知，时，，此时，故此时反应达到平衡状态，A错误；B．若时反应达到平衡，，，此时平衡常数，由于该反应的正反应为放热反应，升温平衡逆向移动，平衡常数应该小于1，B错误；C．若保持温度不变，则由题图可知，时改变的条件只能是增大的浓度，且时的浓度大于时，则逆反应速率：，C正确；D．内的浓度由0变为0.03，即浓度变化为0.03，其平均反应速率为，又因为各物质的速率之比等于其化学计量数之比，所以的平均反应速率为，D错误；故选C。
考向02 外界条件对化学反应速率的影响
1．(2024·广东省新高三摸底联考)氨基甲酸铵H2NCOONH4能用作磷化铝中间体，也能用于医药。在时，将足量的H2NCOONH4固体置于真空恒容容器中，发生如下反应：H2NCOONH4 (s)2NH3(g)+ CO2(g)，经达到平衡状态，平衡时体系的总浓度为c0 ml·L－1 。下列说法正确的是( )
A．当混合气体平均摩尔质量不变时，说明反应达到平衡状态
B．向平衡体系加入适量H2NCOONH4，c(CO2)增大
C．内，平均反应速率为
D．向平衡体系中充入适量的CO2，逆反应速率增大
【答案】D
【解析】A项，由于反应物只有一种固体，故气体中氨气、二氧化碳的物质的量之比恒等于2：1，则密闭容器中混合气体的平均摩尔质量等于，始终不变，故密闭容器中混合气体的平均摩尔质量不变不能说明达到平衡状态，A项错误；B项，根据化学平衡常数，温度不变平衡常数不变，向平衡体系加入适量H2NCOONH4，平衡不移动，B项错误；C项，H2NCOONH4为固体，不能用其浓度表示速率，C项错误；D项，向平衡体系中充入适量的CO2，生成物浓度增大，逆反应速率增大，D项正确；故选D。
2．选择不同的反应探究化学反应速率的影响因素，所用试剂不合理的是( )
a．CaCO3+2H+=Ca2++CO2↑+H2O (观察气泡产生的快慢)
b．S2O32-+2H+=S↓+SO2+H2O (观察浑浊产生的快慢)
【答案】C
【解析】采用控制变量方法进行研究，即只改变一个外界条件，其它外界条件都相同，然后逐一进行分析判断。A项，只有CaCO3的接触面积不相同，其它外界条件相同，两个实验是研究固体与盐酸的接触面积大小对化学反应速率的影响，A正确；B项，该反应的实质是CaCO3+2H+=Ca2++CO2↑+H2O，只有HCl溶液中的c(H+)不相同，其它外界条件相同，是研究H+浓度大小对化学反应速率的影响，B正确；C项，浓硫酸中H2SO4主要以电解质分子存在，稀硫酸中则完全电离产生H+及SO42-，浓硫酸溶于水时会放出大量热量使溶液温度升高，因此两个实验对比，不仅溶液中c(H+)不同，而且溶液温度也不相同，因此不是探究H+浓度大小对化学反应速率的影响，C不正确；D项，两个实验对比，其它外界条件都相同，只有溶液温度不相同，是探究反应温度对化学反应速率的影响，D正确；故选C。
3．(2024·河北邢台五岳高三联考)三氯乙烯(C2HCl3)是某市地下水中有机污染物的主要成分，研究显示，在该地下水中加入H2O2可将其中的三氯乙烯除去，发生的反应如下：3H2O2+ C2HCl3 =2H2O+2CO2↑+3HCl。常温下，在某密闭容器中进行上述反应，测得c(H2O2)随时间的变化如表所示：反应
影响因素
所用试剂
A
a
接触面积
块状CaCO3、0.5 ml/L HCl
粉末状CaCO3、0.5 ml/L HCl
B
a
H+浓度
块状CaCO3、0.5 ml/L HCl
块状CaCO3、3.0 ml/LHCl
C
b
H+浓度
0.1 ml/L Na2S2O3、稀H2SO4
0.1ml/L Na2S2O3、浓H2SO4
D
b
温度
0.1 ml/L Na2S2O3、0.1 Na2S2O3 H2SO4、冷水
0.1 ml/L Na2S2O3、0.1 Na2S2O3 H2SO4、热水
已知：在反应体系中加入Fe2+，可提高反应速率。下列说法错误的是( )
A．Fe2+为该反应的催化剂
B．反应过程中可能产生O2
C．H2O2与CO2的空间结构相同
D．0~4 min内，v(H2O2)=0.125 ml·L-1·min-1
【答案】C
【解析】A项，由题干信息可知，在反应体系中加入Fe2+，可提高反应速率，故Fe2+为该反应的催化剂，A正确；B项，已知H2O2可以氧化Fe2+为Fe3+，而Fe3+可以催化H2O2分解为O2，故反应过程中可能产生O2，B正确；C项，已知H2O2中O周围的价层电子对数为4，有2对孤电子对，即每个O与周围的H和O形成V形结构，整体呈现报夹或者书页结构，而CO2中心原子C周围的价层电子对数为2，故CO2为直线形结构，即H2O2与CO2的空间结构不相同，C错误；D项，由题干表格数据可知，0~4 min内，=0.125 ml·L-1·min-1，D正确；故选C。
4.(2024·河南省普高联考高三测评)某研究性学习小组探究影响反应速率的因素及反应速率的大小，测得的实验数据如表所示(忽略溶液体积变化)，下列说法错误的是( )
A．实验①②探究温度对反应速率的影响时间/min
0
2
4
6
8
…
/(ml·L-1)
1.20
0.90
0.70
0.60
0.55
…
组号
反应温度/℃
参加反应的物质
Na2S2O3
H2SO4
H2O
V/mL
c/(ml/L)
V/mL
c/(ml/L)
V/mL
①
10
2
0.1
1
0.4
3
②
30
2
0.1
2
0.2
2
③
30
1
0.2
2
0.1
3
④
30
1
0.1
2
0.1
3
B．实验②④探究Na2S2O3浓度对反应速率的影响
C．四组实验中实验②的反应速率最大
D．实验③完全反应需要tmin，平均反应速率v(Na2S2O3)=ml/(L•min)
【答案】B
【解析】A项，实验①②除温度不同外，各反应物浓度相同，能探究温度对反应速率的影响，故A正确；B项，实验②④温度相同，硫酸浓度不相同，Na2S2O3浓度不相同，不可以探究Na2S2O3浓度对反应速率的影响，故B错误；C项，四组实验中实验②温度较高，水所占体积最少，反应物浓度最高，速率最大，故C正确；D项，实验③中，，完全反应需要tmin，平均反应速率v(Na2S2O3)=ml/(L•min)，故D正确；故选B。
5．(2024·广东湛江高三毕业班调研考试)我国科学家团队打通了温和条件下草酸二甲酯【(COOCH3)2】催化加氢制乙二醇的技术难关，反应为(COOCH3)2 (g)+ 4H2(g)HOCH2CH2OH (g)+ 2CH3OH(g) ΔH。如图所示，在恒容密闭容器中，反应温度为T1时，c(HOCH2CH2OH)和c(H2)随时间t的变化分别为曲线I和Ⅱ，反应温度为T2时，c(H2)随时间t的变化为曲线Ⅲ。下列判断正确的是( )
A．ΔH>0
B．a、b两时刻生成乙二醇的速率：v(a)=v(b)
C．在T2温度下，反应在0~t2内的平均速率为
D．其他条件相同，在T1温度下，起始时向该容器中充入一定量的氮气，则反应达到平衡的时间小于t1
【答案】C
【解析】A项，反应温度为T1和T2，以c(H2)随时间t的变化为曲线比较，Ⅱ比Ⅲ先达到平衡，所以T1>T2，温度升高，c(H2)增大，平衡逆向移动，反应放热，A错误；B项，升高温度，反应速率加快，T1>T2，则反应速率v(a)>v(b)，B错误；C项，T2时，在0~t2内，△c(H2)=0.05ml。L-1，则，C正确；D项，向恒容容器中充入氮气，不影响反应物浓度，不影响反应速率，D错误；故选C。
考向03 化学反应速率常数
1．（2023·吉林长春·东北师大附中校考三模）反应的速率方程为(k为速率常数，其中， A、R为常数，为活化能，T为开氏温度，其半衰期反应物消耗一半所需的时间)为0.8/k。改变反应物浓度时，反应的瞬时速率如表所示。下列说法正确的是
A．
B．
C．升温、加入催化剂，缩小容积(加压)，均能使k增大，导致反应的瞬时速率加快
D．在过量的B存在时，A剩余12.5%所需的时间是
【答案】D
【分析】由第二组和第四组数据，A浓度相同，B浓度不同，速率相等，可知n=0，再由第一组和第二组数据代入可得，可知m=1；将第一组数据代入，可得k=6.4×10-3，则。
【解析】A．根据数据分析，，，，A错误；B．由分析可知，速率常数，B错误；C．速率常数与浓度无关，缩小容积(加压)不会使k增大，C错误；D．存在过量的B时，反应掉87.5%的A可以看作经历3个半衰期，即，因此所需的时间为，D正确；故选D。
2．（2024·河北·校联考模拟预测）在水溶液中进行的反应：，已知该反应速率方程为(k为常数)，为探究反应速率(v)与反应物浓度的关系，在20℃进行实验，所得的数据如下表：/
0.25
0.5
1
0.5
1
/
0.05
0.05
0.1
0.1
0.2
v/
1.6
3.2
3.2
下列结论正确的是
A．反应体系的三种物质中，H+(aq)的浓度对反应速率影响最大
B．速率常数的数值为0.03
C．a、b、c的值分别为1、5、6
D．实验⑤中，
【答案】A
【解析】A．由①②数据得b=1， 由①④数据得a=1，由②③数据得c=2，则反应体系的三种物质中，H+(aq)的浓度对反应速率影响最大，A正确；B．结合A分析，将①中数据代入中，则，=3.75，B错误；C．由A分析可知，abc分别为1、1、2，C错误；D．实验⑤中，，D错误；故选A。
3．（2023上·北京东城·高三汇文中学校考期中）某温度时，两个恒容密闭容器中仅发生反应，。
实验测得：，，、为化学反应速率常数，只受温度影响。
①
②
③
④
⑤
0.008
0.008
0.004
0.008
0.008
0.001
0.001
0.001
0.002
0.001
0.10
0.20
0.20
0.10
0.40
v1
容器编号
起始浓度()
平衡浓度()
下列说法不正确的是
A．I中的平衡转化率约为66.7%
B．升高温度，该反应的化学平衡常数增大
C．Ⅱ中达到平衡状态时，
D．该反应的化学平衡常数可表示为
【答案】C
【解析】A．平衡时c(O2)=0.2ml/L，根据方程式，c(NO2)=2△c(O2)=0.4ml/L，所以Ⅰ中NO2的平衡转化率约为×100%=66.7%，A正确；B．反应为吸热反应，升高温度有利于反应正向进行，所以升高温度，该反应的化学平衡常数增大，B正确；C．温度不变，平衡常数不变，所以KⅡ=KⅠ，Ⅱ中起始时比Ⅰ中多加了一部分NO，因此反应一旦进行，c(NO)＞2c(O2)，若Ⅱ中平衡时c(O2)为0.2ml/L，则c(NO)必然大于Ⅰ中的平衡时的c(NO)，二者平衡常数不一致，所以反应Ⅱ的正向反应程度稍小一些，所以Ⅱ中达到平衡状态时，c(O2)＜0.2 ml/L，C错误；D．反应达到平衡时，正=逆，则k正c2(NO2 )=k逆c2(NO)•c(O2 )，则K==，D正确；故答案为：C。
4．（2023上·黑龙江哈尔滨·高三尚志市尚志中学校考期中）一定温度下，在恒容反应器中发生反应，化学反应速率(k为化学反应速率常数，其数值与温度有关)。实验测得该温度下反应物浓度与化学反应速率的关系如表所示：
根据表中的测定结果，下列结论不正确的是
A．表中x的值为
B．化学反应速率I
0.6
0
0
0.2
Ⅱ
0.6
0.1
0
0.01
0.02
0.02
0.01
0.01
0.01
0.015
0.015
x
C．升高温度，各物质浓度不变，化学反应速率不变
D．催化剂影响k的大小
【答案】C
【分析】将表格中相应数据代入方程式，，解得；，解得，；
【解析】A．后将第四列数据带入计算可得，故A正确；B．、 、；所以，胡B正确；C．升高温度时，各物质的浓度不变，但k增大，反应速率加快，故C错误；D．催化剂改变反应速率，加入催化剂，各物质浓度不变，故催化剂可能对k影响较大，故D正确；选C。
5．（2023·天津河北·统考一模）某温度时，两个恒容密闭容器中仅发生反应2NO2(g)⇌2NO(g) +O2 (g) ΔH > 0。实验测得：υ正(NO2)＝k正c2(NO2)，υ逆(NO)＝k逆c2(NO)·c(O2)，k正、k逆为化学反应速率常数，只受温度影响。
下列说法不正确的是
A．Ⅰ中NO2的平衡转化率约为66.7%
B．Ⅱ中达到平衡状态时，c(O2)＜0.2ml·L−1
C．该反应的化学平衡常数可表示为
D．升高温度，达到平衡状态时 Ⅰ中c(O2)＜0.2ml·L−1
【答案】D
【分析】由题意Ⅰ中可建立如下三段式：
容器
编号
起始浓度(ml·L−1)
平衡浓度(ml·L−1)
c(NO2)
c(NO)
c(O2)
c(O2)
Ⅰ
0.6
0
0
0.2
Ⅱ
0.6
0.1
0
【解析】A. 由三段式数据可知，Ⅰ中NO2的平衡转化率为×100%≈66.7%，故A正确；B. Ⅰ中平衡时c(O2)=0.2 ml·L−1，实验Ⅱ相当于在Ⅰ基础上再加入NO，平衡会逆向移动，c(O2)＜0.2 ml·L−1，故B正确；C. 平衡时υ正(NO2 )＝υ逆(NO)，即k正c2(NO2)＝k逆c2(NO)·c(O2)，得==K，故C正确；D. Ⅰ中平衡时c(O2)=0.2 ml·L−1，该反应是吸热反应，升高温度，平衡向正反应方向移动，达到平衡状态时 Ⅰ中c(O2) ＞0.2ml·L−1，故D错误；故选D。
考点二 化学平衡及其影响因素
命题点01 化学平衡状态及其判断
典例01（2022·天津卷）向恒温恒容密闭容器中通入2ml 和1ml ，反应达到平衡后，再通入一定量，达到新平衡时，下列有关判断错误的是
A．的平衡浓度增大B．反应平衡常数增大
C．正向反应速率增大D．的转化总量增大
【答案】B
【解析】A．平衡后，再通入一定量，平衡正向移动，的平衡浓度增大，A正确；B．平衡常数是与温度有关的常数，温度不变，平衡常数不变，B错误；C．通入一定量，反应物浓度增大，正向反应速率增大，C正确；D．通入一定量，促进二氧化硫的转化，的转化总量增大，D正确；故选B。
典例02（2019·浙江卷）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(?)已达平衡，则A、C不能同时是气体
D．1 ml N2和3 ml H2反应达到平衡时H2转化率为10%，放出的热量为Q1；在相同温度和压强下，当2 ml NH3分解为N2和H2的转化率为10%时，吸收的热量为Q2，Q2不等于Q1
【答案】B
【解析】A.该可逆反应的反应前后气体计量数不发生变化，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，A项错误；B.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，B项正确；C.即使A，C物质均为气体，反应前后气体体积也会发生变化，当压强不随时间变化时，仍能说明反应达到平衡，C项错误；D.易知N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g) ΔH，合成氨气实际参与反应n(H2)=3×10％=0.3ml，因而Q1=0.3/3×|ΔH|=0.1|ΔH|，分解氨气时实际消耗的n(NH3)=2×10％=0.2ml，Q2=0.2/2×|ΔH|=0.1|ΔH|，则Q1=Q2，D项错误。故答案选B。
典例03（2018·浙江卷）反应N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)ΔH＜0，若在恒压容器中发生，下列选项表明反应一定已达平衡状态的是（ ）
A．容器内气体的密度不再变化
B．容器内压强保持不变
C．相同时间内，生成N-H键的数目与断开H-H键的数目相等
D．容器内气体的浓度之比c(N2)∶c(H2)∶c(NH3)=1∶3∶2
【答案】A
【解析】A. 反应N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)ΔH＜0是气体体积减小的反应，反应在恒压容器中发生，体积可变但气体总质量不变，密度不变说明气体的体积不变，表明反应已达平衡状态，选项A正确；B.因反应在恒压条件下进行，反应中压强始终不变，故压强不再变化不能表明反应一定已达平衡状态，选项B错误；C.断开键和生成键均表示正反应，则相同时间内，断开键的数目和生成键的数目相等不能表明反应一定已达平衡状态，选项C错误；D.容器内气体的浓度与反应的起始状态有关，不能表明反应一定已达平衡状态，选项D错误；答案选A。
命题点02 影响化学平衡移动因素
典例01（2023·广东卷）催化剂Ⅰ和Ⅱ均能催化反应。反应历程(下图)中，M为中间产物。其它条件相同时，下列说法不正确的是

A．使用Ⅰ和Ⅱ，反应历程都分4步进行
B．反应达平衡时，升高温度，R的浓度增大
C．使用Ⅱ时，反应体系更快达到平衡
D．使用Ⅰ时，反应过程中M所能达到的最高浓度更大【答案】C
【解析】A．由图可知两种催化剂均出现四个波峰，所以使用Ⅰ和Ⅱ，反应历程都分4步进行，A正确；B．由图可知该反应是放热反应，所以达平衡时，升高温度平衡向左移动，R的浓度增大，B正确；C．由图可知Ⅰ的最高活化能小于Ⅱ的最高活化能，所以使用Ⅰ时反应速率更快，反应体系更快达到平衡，C错误；D．由图可知在前两个历程中使用Ⅰ活化能较低反应速率较快，后两个历程中使用Ⅰ活化能较高反应速率较慢，所以使用Ⅰ时，反应过程中M所能达到的最高浓度更大，D正确；故选C。
典例02（2022·广东卷）恒容密闭容器中，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
B．a为随温度的变化曲线
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，H2的平衡转化率增大
【答案】C
【解析】A．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；B．从图示可以看出，在恒容密闭容器中，随着温度升高氢气的平衡时的物质的量减少，则平衡随着温度升高正向移动，水蒸气的物质的量增加，而a曲线表示的是物质的量不随温度变化而变化，故B错误；C．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；D．BaSO4是固体，向平衡体系中加入BaSO4，不能改变其浓度，因此平衡不移动，氢气的转化率不变，故D错误；故选C。
典例03（2021·辽宁卷）某温度下，在恒容密闭容器中加入一定量X，发生反应，一段时间后达到平衡。下列说法错误的是
A．升高温度，若增大，则B．加入一定量Z，达新平衡后减小
C．加入等物质的量的Y和Z，达新平衡后增大
D．加入一定量氩气，平衡不移动
【答案】C
【解析】A．根据勒夏特列原理可知，升高温度，化学平衡向着吸热反应方向移动，而增大，说明平衡正向移动，故则，A正确；B．加入一定量Z，Z的浓度增大，平衡逆向移动，故达新平衡后减小，B正确；C．加入等物质的量的Y和Z，Z的浓度增大，平衡逆向移动，由于X、Y均为固体，故K=c(Z)，达新平衡后不变，C错误；D．加入一定量氩气，加入瞬间，X、Z的浓度保持不变，故正、逆反应速率不变，故平衡不移动，D正确；故答案为：C。
命题点03 化学反应方向的调控
典例01（2022·浙江卷）AB型强电解质在水中的溶解(可视作特殊的化学反应)表示为AB(s)=An+(aq)+Bn-(aq)，其焓变和熵变分别为ΔH和ΔS。对于不同组成的AB型强电解质，下列说法正确的是
A．ΔH和ΔS均大于零
B．ΔH和ΔS均小于零
C．ΔH可能大于零或小于零，ΔS大于零
D．ΔH和ΔS均可能大于零或小于零
【答案】D
【解析】强电解质溶于水有的放热，如硫酸铜等；有的吸热，如碳酸氢钠等，所以在水中溶解对应的ΔH可能大于零或小于零。熵表示系统混乱程度。体系越混乱，则熵越大。AB型强电解质固体溶于水，存在熵的变化。固体转化为离子，混乱度是增加的，但离子在水中存在水合过程，这样会引发水的混乱度的变化，让水分子会更加规则，即水的混乱度下降，所以整个溶解过程的熵变ΔS，取决于固体转化为离子的熵增与水合过程的熵减两个作用的相对大小关系。若是前者占主导，则整个溶解过程熵增，即ΔS＞0，反之，熵减，即ΔS＜0。综上所述，D项符合题意。故选D。
典例02（2022·湖南卷·节选）(1)已知ΔG= ΔH-TΔS，的值只决定于反应体系的始态和终态，忽略、随温度的变化。若ΔG＜0，则该反应可以自发进行。根据下图判断：600℃时，下列反应不能自发进行的是_______。
A．C(s)＋O2(g)=CO2(g)
B．2C(s)＋O2(g)=2CO(g)
C．TiO2 (s)＋2Cl2(g)= TiCl4(g)＋O2(g)
D．TiO2 (s)＋C(s)＋2Cl2(g)= TiCl4(g)＋CO2(g)
【答案】(1)C
【解析】(1)记①C(s)＋O2(g)=CO2(g)，②2C(s)＋O2(g)=2CO(g)，③TiO2 (s)＋2Cl2(g)= TiCl4(g)＋O2(g)，④TiO2 (s)＋C(s)＋2Cl2(g)= TiCl4(g)＋CO2(g)；A项，由图可知，600℃时C(s)＋O2(g)=CO2(g)的ΔG＜0，反应自发进行，故A不符合题意；B项，由图可知，600℃时2C(s)＋O2(g)=2CO(g)的ΔG＜0，反应自发进行，故B不符合题意；C项，由图可知，600℃时TiO2 (s)＋2Cl2(g)= TiCl4(g)＋O2(g)的ΔG＞0，反应不能自发进行，故C符合题意；D项，根据盖斯定律，TiO2 (s)＋C(s)＋2Cl2(g)= TiCl4(g)＋CO2(g)可由①+③得到，则600℃时其ΔG＜0，反应自发进行，故D不符合题意；故选C。
典例03（2021·海南卷）制备水煤气的反应 ，下列说法正确的是
A．该反应
B．升高温度，反应速率增大
C．恒温下，增大总压，H2O(g)的平衡转化率不变
D．恒温恒压下，加入催化剂，平衡常数增大
【答案】B
【解析】A．该反应的正反应是气体体积增大的反应，所以△S＞0，A错误；B．升高温度，物质的内能增加，分子运动速率加快，有效碰撞次数增加，因此化学反应速率增大，B正确；C．恒温下，增大总压，化学平衡向气体体积减小的逆反应方向移动，使H2O(g)的平衡转化率减小，C错误；D．恒温恒压下，加入催化剂，化学平衡不移动，因此化学平衡常数不变，D错误；故合理选项是B。
1．化学平衡状态判断的“两类标志”及“一角度”
判断化学反应是否达到化学平衡状态，关键是看给定条件下能否推出“变量”达到“不变”。常用到的判断标志有：
(1)绝对标志
(2)相对标志
①有气体参加的反应，气体的总压强、总体积、总物质的量不变时，对于反应前后气体分子数不变的反应来说，不一定达到平衡；对于反应前后气体分子数不相等的反应来说，达到平衡；
②气体的密度(eq \f(气体的总质量,气体的总体积))、气体的平均相对分子质量(eq \f(气体的总质量,气体的总物质的量))不变时，要具体分析各表达式中的分子或分母变化情况，判断是否平衡；
③如果平衡体系中的物质有颜色，则平衡体系的颜色不变时，达到平衡。
(3)一角度
从微观的角度分析，如反应N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)，下列各项均可说明该反应达到了平衡状态：
2．化学平衡移动判断的方法和规律
(1)通过比较化学平衡破坏瞬时的正、逆反应速率的相对大小来判断平衡移动的方向。
①外界条件改变对化学平衡的影响
a．若外界条件改变，引起v正>v逆，则化学平衡向正反应方向(或向右)移动；
b．若外界条件改变，引起v正c．若外界条件改变，虽能引起v正和v逆变化，但变化后新的v′正和v′逆仍保持相等，则化学平衡没有发生移动。②常见外界条件的变化对正、逆反应速率的影响规律
a．增大反应物浓度的瞬间，v正变大，v逆不变；减小反应物浓度的瞬间，v正变小，v逆不变；增大生成物浓度的瞬间，v正不变，v逆变大；减小生成物浓度的瞬间，v正不变，v逆变小；
b．压强的变化对气体分子数较大的一边反应速率影响较大；
c．温度的变化对吸热反应速率影响较大；
d．催化剂对正、逆反应速率影响相同。
(2)通过比较浓度商(Q)与平衡常数(K)的大小来判断平衡移动的方向。
①若Q>K，平衡逆向移动；②若Q＝K，平衡不移动；③若Q(3)外界条件对平衡移动影响的规律——勒夏特列原理
①温度的影响：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；
②浓度的影响：增大反应物浓度或减小生成物浓度，化学平衡向正反应方向移动；减小反应物浓度或增大生成物浓度，化学平衡向逆反应方向移动；
③压强的影响：增大压强会使平衡向着气体体积减小的方向移动；减小压强会使平衡向着气体体积增大的方向移动。
3.化学反应方向
(1)判据
(2)一般规律：
①ΔH<0，ΔS>0的反应任何温度下都能自发进行；
②ΔH>0，ΔS<0的反应任何温度下都不能自发进行；
③ΔH和ΔS的作用相反，且相差不大时，温度对反应的方向起决定性作用。当ΔH<0，ΔS<0时低温下反应能自发进行；当ΔH>0，ΔS>0时，高温下反应能自发进行。
说明：对于一个特定的气相反应，熵变的大小取决于反应前后的气体物质的化学计量数大小。
考向01 化学平衡状态及其判断1．（2023·贵州黔东南·统考一模）我国科学家研制钯催化剂高效选择性实现苯乙炔与氢气反应制备苯乙烯：（g，苯乙炔）（g，苯乙烯）。在恒温恒容条件下发生该反应，下列不能说明该反应达到平衡状态的是
A．混合气体密度不随时间变化B．混合气体平均摩尔质量不随时间变化
C．混合气体总压强不随时间变化D．氢气消耗速率等于苯乙烯消耗速率
【答案】A
【解析】A．，在恒温恒容条件下，气体总质量不变，混合气体密度始终不变，不能表明该反应达到平衡，A错误；B．，反应前后，气体总质量不变，气体总物质的量减小，气体的平均摩尔质量在反应过程中发生改变，当平均摩尔质量不变时即达到平衡状态，B正确；C．气体总压强与总物质的量成正比例，反应过程中气体总物质的量是变化的，当气体总物质的量不变时说明反应达到平衡，C正确；D．氢气的消耗速率为正反应速率，苯乙烯的消耗速率为逆反应速率，当氢气的的消耗速率等于苯乙烯的消耗速率，即正反应速率等于逆反应速率时，反应达到平衡状态，D正确；故选A。
2．（2023·河北唐山·统考模拟预测）某温度下，在1L恒容密闭容器中2.0mlX发生反应，有关数据如下：
下列说法错误的是
A．1min时，Z的浓度大于0.20ml·L-1
B．3min时，Y的体积分数约为33.3%
C．5min时，v正(Z)>v逆(Z)
D．体系压强不变时，反应达到平衡状态
【答案】C
【解析】A．假设前1min，Z的反应速率为0.20ml/(L·min)，此时c(Z)=0.20ml/(L·min)×1min=0.20ml/L，随着反应进行，正反应速率降低，因此前1min内，生成Z的反应速率大于0.20ml/(L·min)，即c(Z)＞0.20ml/L，故A说法正确；B．X为固体，Y、Z为生成物，且均为气体，Y、Z物质的量之比始终为1∶2，即Y时间段/min
产物Z的平均生成速率/ml·L-1·min-1
0-2
0.20
0-4
0.15
0-6
0.10
的体积分数始终为或66.7%，故B说法正确；C．第4min时，Z的物质的量浓度为0.15ml/(L·min)×4min=0.60ml/L，第6min时，Z的物质的量浓度为0.10ml/(L·min)×6min=0.60ml/L，说明4min至6min反应达到平衡，即v正(Z)= v逆(Z)，故C说法错误；D．X为固体，Y、Z为气体，该反应为气体物质的量增大的反应，相同条件下，气体压强与气体物质的量成正比，因此当体系压强不变，说明反应达到平衡，故D说法正确；答案为C。
3．（2023·河北保定·校联考三模）恒温密闭容器发生可逆反应：Z(？) +W(？) X(g)+Y(？) △H，在t1时刻反应达到平衡，在t2时刻缩小容器体积，t3时刻再次达到平衡状态后不再改变条件。下列有关说法中不正确的是

A．该条件下，Z和W中的都不可能为气态
B．t1～t2时间段与t3时刻后，两时间段反应体系中气体的平均摩尔质量相等
C．若该反应△H<0，则该反应的平衡常数K随温度升高而减小
D．若在该温度下此反应平衡常数表达式为K=c(X)，则t1～t2时间段与t3时刻后的X浓度不相等
【答案】D
【解析】A．根据图像可知，正反应速率不随反应时间和压强的改变而改变，故Z和W都不是气体，故A正确；B．结合图像可知，X是气体，Y可能不是气体，也可能是气体，若Y不是气体，产物只有X，反应过程中气体的摩尔质量始终不变，若Y是气体，由于生成的X和Y是按照比例生成的，气体平均摩尔质量不会改变；所以两时间段反应体系中气体的平均摩尔质量一定相等，故B正确；C．若该反应△H<0，则该反应是放热反应，升高温度平衡逆向移动，平衡常数减小，故C正确；D．由于化学平衡常数只与温度有关，该温度下平衡常数的表达式K=c(X)是定值，则t1～t2时间段与t3时刻后的c(X)相等，故D错误；答案选D。
4．（2022·广东广州·校考一模）研究发现，在牙膏中添加氟化物能起到预防龋齿的作用，这是因为氟离子能与牙齿表面的釉质层{主要成分是羟基磷灰石[]}发生反应生成氟磷灰石：，下列说法正确的是A．该反应的平衡常数表达式为
B．常温下，氟磷灰石的比羟基磷灰石的大
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氟磷灰石的生成速率时，反应达到平衡
【答案】A
【解析】A．羟基磷灰石和氟磷灰石状态均为固体，浓度视为常数1，不写出平衡常数表达式，K=，故A正确；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B错误；C．根据题意，生成的氟磷灰石是最终起到抗龋齿的物质，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。
5．（2023·江苏徐州·统考三模）铁和钛是重要的金属材料，铁及其化合物在生活中常用于净水、制作颜料、食品保鲜等。Ti-Fe合金是优良的储氢合金。一种利用钛铁矿(，含杂质)制备钛的工艺流程如下。

下列关于 △H＜0的说法正确的是
A．上述反应△S＜0
B．上述反应平衡常数
C．及时分离可加快反应达到平衡状态
D．上述反应中每生成1ml CO，转移电子的数目为
【答案】D
【解析】A．上述反应是放热的体积增大的反应，则△S＞0，故A错误；B．上述反应平衡常数，故B错误；C．及时分离，生成物浓度减小，反应速率减慢，不能加快反应达到平衡状态，故C错误；D．上述反应碳化合价升高，氯化合价降低，根据方程式分析转移4ml电子，生成2mlCO，因此每生成1ml CO，转移电子的数目为，故D正确。综上所述，答案为D。考向02 影响化学平衡移动因素
1．（2023·海南省直辖县级单位·嘉积中学校联考二模）“绿水青山就是金山银山”，研究、CO等大气污染物的处理对建设美丽中国具有重要意义。已知反应，该反应达到平衡后，为同时提高反应速率和NO的转化率，可采取的措施是
A．缩小容器的体积B．改用高效催化剂
C．增加NO的浓度D．升高温度
【答案】A
【解析】A．反应是气体体积减小的反应，缩小容器的体积，压强增大，各反应物和生成物浓度都增大，平衡正向移动，同时提高反应速率和NO的转化率，故A选；B．改用高效催化剂可以提高反应速率，但不能改变NO的转化率，故B不选；C．增加NO的浓度可以提高反应速率，但NO的转化率减小，故C不选；D．反应是放热反应，升高温度，反应速率增大，但平衡逆向移动，NO的转化率减小，故D不选；故选A。
2．（2023·海南·校联考一模）利用CH4能消除有害气体NO，其反应原理为，一定温度下，该反应在密闭容器中达到平衡状态。下列说法正确的是
A．加入催化剂，活化分子百分数不变
B．恒容下，再通入适量CH4，CH4的平衡转化率减小
C．适当增大压强，化学平衡常数增大
D．升高温度，逆反应速率增大，正反应速率减小
【答案】B
【解析】A．加入催化剂，可以改变反应所需要的活化能，使得部分普通分子转化为活化分子或者活化分子转化为普通分子，故活化分子百分数发生改变，A错误；B．恒容下，再通入适量CH4，则CH4浓度增大，化学平衡正向移动，NO的转化率增大，而CH4的平衡转化率减小，B正确；C．化学平衡常数仅仅是温度的函数，温度不变化学平衡常数不变，即适当增大压强，化学平衡常数不变，C错误；D．由题干信息可知，该反应正反应是一个放热反应，升高温度，逆反应速率增大，正反应速率增大，逆反应速率增大的幅度大于正反应速率增大的幅度，导致化学平衡逆向移动，D错误；故答案为：B。
3．（2023·河北秦皇岛·昌黎一中校考模拟预测）在密闭容器中的一定量混合气体发生反应：xA(g)+yB(g)⇌zC(g)，平衡时测得A的浓度为0.50ml•L﹣1，保持温度不变，将容器的容积扩大到原来的两倍，再达平衡时，测得A的浓度降低为0.30ml•L﹣1，下列有关判断正确的是
A．x+yC．B的转化率增大D．C的体积分数下降
【答案】D
【分析】平衡时测得A的浓度为0.50ml/L，保持温度不变，将容器的容积扩大到原来的两倍，A的瞬间浓度为0.25m/L，再达平衡时，测得A的浓度降低为0.30ml/L，说明平衡逆向移动。
【解析】A．降低压强平衡向逆方向移动，说明反应物气体的计量数之和大于生成物气体的计量数，应为x+y＞z，故A错误；B．由以上分析可知平衡向逆方向移动，故B错误；C．平衡向逆方向移动，B的转化率降低，故C错误；D．平衡向逆方向移动，C的体积分数下降，故D正确;故答案为：D。
4．（2023·天津南开·统考二模）某温度下，恒容密闭容器内发生反应：H2(g)+I2 g) 2HI(g) △H<0， 该温度下，K=43，某时刻，测得容器内 H2、I2、HI的浓度依次为0.01 ml/L、0.01 ml/L、0.02 ml/L。一段时间后，下列情况与事实相符的是
A．混合气体颜色变深B．混合气体密度变大
C．容器内压强变小D．氢气的体积分数变小
【答案】D
【分析】某时刻，测定容器内的浓度依次为0.01 ml/L、0.01 ml/L、0.02 ml/L，此时，平衡正向移动；
【解析】A． 由上述分析可知，平衡正向移动，体积不变，碘单质的浓度减小，混合气体颜色变浅，A项错误；B．反应前后都是气体，根据题意和质量守恒，气体的质量，体积始终不变，则密度不变，B项错误；C．恒温恒容时，反应前后气体的物质的量不变，因此压强始终不变，C项错误；D．由上述分析可知，平衡正向移动，氢气的物质的量减小，反应前后气体的物质的量不变，则氢气的体积分数变小，D项正确；答案选D。
5．（2023·海南·模拟预测）“地康法”制取氯气的反应原理为 ，恒压条件下，HCl和的起始物质的量之比为4∶1时，该反应在无分子筛膜和有分子筛膜时的平衡产率随温度的变化如图所示，其中分子筛膜能选择性分离出，下列叙述错误的是
A．曲线I代表有分子筛膜时的平衡产率随温度的变化
B．无分子筛膜时，升高温度，平衡向逆反应方向移动
C．P点产率高于W点的原因是改变压强，平衡向正反应方向移动
D．工业生产中投料比不宜过大或过小
【答案】C
【分析】由题给信息可知，分子筛膜能选择性分离出生成物水，有利于平衡向正反应方向移动，增大氯气的产率，由图可知，相同温度时，曲线I中对应点氯气的产率大于曲线Ⅱ，则曲线I代表有分子筛膜时氯气的平衡产率随温度的变化、曲线Ⅱ代表无分子筛膜时氯气的平衡产率随温度的变化；曲线I中氯气的产率先增大后减小，说明升高温度，平衡向逆反应方向移动，该反应为放热反应。
【解析】A．由分析可知，曲线I代表有分子筛膜时氯气的平衡产率随温度的变化，故A正确；B．由分析可知，该反应为放热反应，则无分子筛膜时，升高温度，平衡向逆反应方向移动，故B正确；C．由分析可知，曲线I代表有分子筛膜时氯气的平衡产率随温度的变化、曲线Ⅱ代表无分子筛膜时氯气的平衡产率随温度的变化，则P点产率高于W点的原因是分子筛膜能选择性分离出生成物水，平衡向正反应方向移动，故C错误；D．工业生产中氯化氢和氧气投料比增大相当于增大氯化氢的浓度，平衡向正反应方向移动，但氯化氢的转化率减小，导致氯气的产率减小，投料比减小相当于减小氯化氢的浓度，氯化氢的浓度减小会使得氯气的产率减小，所以工业生产中氯化氢和氧气投料比不宜过大或过小，故D正确；故选C。
考向03 化学反应方向的调控
1．（2023·浙江·浙江省杭州第二中学校联考二模）氮化硼(BN)是重要的无机材料，可通过下面两种反应制得：
反应Ⅰ：
反应Ⅱ：已知反应Ⅰ常温下自发，反应Ⅱ常温下不自发，、、熔点分别约为、、，下列说法正确的是
A．常温下反应Ⅰ的，因此速率快
B．反应Ⅰ的，
C．性能优良的催化剂可使反应Ⅱ在常温下自发进行
D．由各物质熔点可推测在实际生产中反应Ⅰ所需的温度高于反应Ⅱ
【答案】D
【解析】A．常温下反应Ⅰ的，说明反应可以自发进行，但不能判断反应速率的快慢，A错误；B．反应Ⅰ是化合反应所以，B错误；C．反应Ⅱ在常温下不能自发进行，催化剂不能使不能自发的反应变为自发的反应，C错误；D．反应Ⅰ：，反应Ⅱ：，、、熔点分别约为、、，由各物质熔点可推测在实际生产中反应Ⅰ所需的温度高于反应Ⅱ，D正确；故选D。
2．（2023·浙江杭州·校联考模拟预测）氧元素是在自然界中分布最广的元素，氧气在生产生活中有广泛的应用。1 ml O2随温度升高时的熵(S)的变化示意图如图，下列说法不正确的是

A．由图可知，1 ml O2(g)的熵值不是定值
B．物质的熵值与物质的组成、状态、温度等因素有关
C．熵值由的过程：O2由液态转化为气态
D．相同温度和压强下，O4(g)、O3(g)、O2(g)的熵值依次减小
【答案】D
【解析】A．由图可知，1 ml O2(g)的熵值随温度的升高而增大，可见1 ml O2(g)不是定值，A正确；B．其他条件相同时，混合物的熵值大于纯净物；当物质的组成和物质的量相同时，熵值大小关系为：气态＞液态＞固体，当物质的组成、物质的量和状态相同时，温度越高，熵值越大，即物质的熵值与物质的组成、状态、温度等因素有关，B正确；C．同一种物质，其熵值大小关系为：气态＞液态＞固体，图像中出现的熵值由59 J/(K·ml)ml→6759 J/(K·ml)ml、94J/(K·ml)ml→170J/(K·ml)的两个突变，是氧气状态的改变导致的，其中熵值由59 94J/(K·ml)ml→170J/(K·ml)是氧气由液态变为气态，C正确；D．在同温同压下，物质的熵值的大小和其物质的量成正比，而由于三者的物质的量大小关系未知，故其熵值大小无法比较，D错误；故合理选项是D。
3．（2023·河北张家口·统考二模）某催化固氮机理如图所示。下列说法正确的是
A．固氮过程是将气态含氮物质转化为固态含氮物质
B．整个过程中涉及到非极性键的断裂和形成
C．三步反应均为氧化还原反应
D．步骤Ⅲ可能为ΔH>0，ΔS<0的反应
【答案】B
【解析】A．固氮过程是将大气中游离态的氮转化为氮的化合物的过程，选项A错误；B．整个过程中涉及到非极性键的断裂(N)和形成(O)，选项B正确；C．第Ⅱ步反应为非氧化还原反应，选项C错误；D．步骤Ⅲ为熵增过程，△S>0，选项D错误；答案选B。
4．（2023·全国·模拟预测）在合成氨工业中，原料气(N2、H2及少量CO、NH3的混合气)在进入合成塔前需经过铜氨液处理，目的是除去其中的CO，其反应为[Cu(NH3)2]++CO+NH3[Cu(NH3)3CO]+ △H＜0。下列说法不正确的是
A．上述反应属于氧化还原反应B．上述反应△S＜0
C．铜氨液处理过程中Cu+的配位数增多D．低温高压有利于铜氨液吸收CO
【答案】A
【解析】A．题给反应中，反应前后元素化合价均不变，属于非氧化还原反应，A错误；B．题给反应气体分子数减少，△S＜0，B正确；C．中的配位数为2，中的配位数为4，C正确；D．△H＜0，ΔS＜0，故低温高压有利于铜氨液吸收CO，D正确；故选A。
5．（2023·天津·校联考一模）对于可逆反应，下列说法错误的是A．当时，该反应达到平衡状态
B．该反应在一定条件下能自发进行，则
C．恒温恒容条件下，若混合气体的颜色保持不变，则该反应达到平衡状态
D．恒温恒容条件下，达平衡状态后，再充入一定量的，转化率将减小
【答案】D
【解析】A．反应达到平衡状态，正逆反应速率比等于系数比，所以当时，该反应达到平衡状态，故A正确；B． ，该反应在一定条件下能自发进行，说明在一定条件下，则，故B正确；C．恒温恒容条件下，若混合气体的颜色保持不变，说明浓度不变，则该反应达到平衡状态，故C正确；D．正反应气体系数和减小，恒温恒容条件下，达平衡状态后，再充入一定量的，相当于加压，转化率将增大，故D错误；选D。
考点三 化学平衡常数及化学平衡相关计算
命题点01 化学平衡常数
典例01（2023·重庆卷）逆水煤气变换体系中存在以下两个反应：
反应Ⅰ：
反应Ⅱ：
在恒容条件下，按投料比进行反应，平衡时含碳物质体积分数随温度的变化如图所示。下列说法正确的是
A．反应Ⅰ的，反应Ⅱ的
B．点反应Ⅰ的平衡常数C．点的压强是的3倍
D．若按投料，则曲线之间交点位置不变
【答案】C
【解析】A．随着温度的升高，甲烷含量减小、一氧化碳含量增大，则说明随着温度升高，反应Ⅱ逆向移动、反应Ⅰ正向移动，则反应Ⅱ为放热反应焓变小于零、反应Ⅰ为吸热反应焓变大于零，A错误；B．点没有甲烷产物，且二氧化碳、一氧化碳含量相等，投料，则此时反应Ⅰ平衡时二氧化碳、氢气、一氧化碳、水的物质的量相等，反应Ⅰ的平衡常数，B错误；C．点一氧化碳、甲烷物质的量相等，结合反应方程式的系数可知，生成水的总的物质的量为甲烷的3倍，结合阿伏伽德罗定律可知，的压强是的3倍，C正确；D．反应Ⅰ为气体分子数不变的反应、反应Ⅱ为气体分子数减小的反应；若按投料，相当于增加氢气的投料，会使得甲烷含量增大，导致甲烷、一氧化碳曲线之间交点位置发生改变，D错误；故选C。
典例02（2022·江苏卷）用尿素水解生成的催化还原，是柴油机车辆尾气净化的主要方法。反应为，下列说法正确的是
A．上述反应
B．上述反应平衡常数
C．上述反应中消耗，转移电子的数目为
D．实际应用中，加入尿素的量越多，柴油机车辆排放的尾气对空气污染程度越小
【答案】B
【解析】A．由方程式可知，该反应是一个气体分子数增大的反应，即熵增的反应，反应△S＞0，故A错误；B．由方程式可知，反应平衡常数，故B正确；C．由方程式可知，反应每消耗4ml氨气，反应转移12ml电子，则反应中消耗1ml氨气转移电子的数目为3ml×4××6.02×1023=3×6.02×1023，故C错误；D．实际应用中，加入尿素的量越多，尿素水解生成的氨气过量，柴油机车辆排放的氨气对空气污染程度增大，故D错误；故选B。典例03（2021·江苏卷）N2是合成氨工业的重要原料，NH3不仅可制造化肥，还能通过催化氧化生产HNO3；HNO3能溶解Cu、Ag等金属，也能与许多有机化合物发生反应；在高温或放电条件下，N2与O2反应生成NO，NO进一步氧化生成NO2。2NO(g)+O2(g)=2NO2(g) ΔH=-116.4kJ·ml-1。大气中过量的NOx和水体中过量的NH、NO均是污染物。通过催化还原的方法，可将烟气和机动车尾气中的NO转化为N2，也可将水体中的NO3-转化为N2。对于反应2NO(g)+O2(g)2NO2(g)，下列说法正确的是
A．该反应的ΔH<0，ΔS<0
B．反应的平衡常数可表示为K=
C．使用高效催化剂能降低反应的焓变
D．其他条件相同，增大，NO的转化率下降
【答案】A
【解析】A．2NO(g)+O2(g)=2NO2(g) ΔH=-116.4kJ·ml-1，反应气体物质的量减少，ΔS<0，故A正确；B．2NO(g)+O2(g)2NO2(g)反应的平衡常数可表示为K=，故B错误；C．使用高效催化剂，反应的焓变不变，故C错误；D．其他条件相同，增大，NO的转化率增大，故D错误；选A。
命题点02 化学平衡相关计算
典例01（2023·湖北卷）两种酸式碳酸盐的分解反应如下。某温度平衡时总压强分别为p1和p2。
反应1：NH4HCO3(s)NH3(g)+H2O(g)+CO2(g) p1=3.6×104Pa
反应2：2NaHCO3(s)Na2CO3(s)+H2O(g)+CO2(g) p2=4×103Pa
该温度下，刚性密闭容器中放入NH4HCO3和Na2CO3固体，平衡后以上3种固体均大量存在。下列说法错误的是
A．反应2的平衡常数为4×106Pa2B．通入NH3，再次平衡后，总压强增大
C．平衡后总压强为4.36×105PaD．缩小体积，再次平衡后总压强不变
【答案】B
【解析】A．反应2的平衡常数为，A正确；B．刚性密闭容器，温度不变，则平衡常数不变，，，再次达到平衡后，气体的分压不变，则总压强不变，B错误；C．， ，，，所以总压强为：，C正确；D．达平衡后，缩小体积，增大压强，平衡逆向移动，温度不变，化学平衡常数不变，各组分的分压不变，再次平衡后总压强不变，D正确；故选B。
典例02（2021·浙江卷）一定温度下：在的四氯化碳溶液()中发生分解反应：。在不同时刻测量放出的体积，换算成浓度如下表：
下列说法正确的是
A．，生成的平均速率为
B．反应时，放出的体积为(标准状况)
C．反应达到平衡时，
D．推测上表中的x为3930
【答案】D
【解析】A．，的变化量为(0.96-0.66)==0.3，在此时间段内的变化量为其2倍，即0.6，因此，生成的平均速率为，A说法不正确；B．由表中数据可知，反应时，的变化量为(1.40-0.35)==1.05，其物质的量的变化量为1.050.1L=0.105ml，的变化量是其，即0.0525ml，因此，放出的在标准状况下的体积为0.0525ml 22.4L/ml=，B说法不正确；C．反应达到平衡时，正反应速率等于逆反应速率，用不同物质表示该反应的速率时，其数值之比等于化学计量数之比，，C说法不正确；D．分析表中数据可知，该反应经过1110s（600-1710,1710-2820）后的浓度会变为原来的，因此，的浓度由0.24变为0.12时，可以推测上表中的x为(2820+1110)=3930，D说法正确。综上所述，本题选D。
典例03（2020·浙江卷）一定温度下，在2 L的恒容密闭容器中发生反应：A(g)+2B(g)3C(g)反应过程中的部分数据如下表所示：0
600
1200
1710
2220
2820
x
1.40
0.96
0.66
0.48
0.35
0.24
0.12
下列说法正确的是
A．0~5 min用A表示的平均反应速率为0. 09 ml·L-1·min-1
B．该反应在10 min后才达到平衡
C．平衡状态时，c(C)=0.6 ml·L-1
D．物质B的平衡转化率为20%
【答案】C
【解析】A．0~5 min内C的物质的量增加了0.9 ml，由于容器的容积是2 L，则用C物质浓度变化表示的反应速率v(C)=，A错误；B．反应进行到10 min时，A物质的物质的量减少0.4 ml，根据物质反应转化关系可知B物质的物质的量减少0.8 ml，B的物质的量为2.4 ml-0.8 ml=1.6 ml，B的物质的量等于15 min时B的物质的量，说明该反应在10 min时已经达到平衡状态，而不是在10 min后才达到平衡，B错误；C．根据选项B分析可知：反应在进行到10 min时，A物质的物质的量减少0.4 ml，根据物质反应转化关系可知B物质的物质的量减少0.8 ml，则此时B的物质的量为2.4 ml-0.8 ml=1.6 ml，B的物质的量等于15 min时B的物质的量，说明该反应在10 min时已经达到平衡状态，此时反应产生C的物质的量是1.2 ml，由于容器的容积是2 L，则 平衡状态时，c(C)==0.6 ml·L-1，C正确；D．反应开始时n(B)=2.4 ml，反应达到平衡时△n(B)=0.8 ml，则B物质的平衡转化率为：，D错误；故合理选项是C。
1．化学平衡常数的全面突破
(1)化学平衡常数的意义时间(t/min)
物质的量(n/ml)
n(A)
n(B)
n(C)
0
2.0
2.4
0
5
0.9
10
1.6
15
1.6
①化学平衡常数可表示反应进行的程度。K越大，反应进行的程度越大，K>105时，可以认为该反应已经进行完全。虽然转化率也能表示反应进行的程度，但转化率不仅与温度有关，而且与起始条件有关。
②K的大小只与温度有关，与反应物或生成物的起始浓度的大小无关。
(2)化学平衡常数的两个应用
①判断反应进行的方向
若任意状态下的生成物与反应物的浓度幂之积的比值为Qc，则Qc>K，反应向逆反应方向进行；
Qc＝K，反应处于平衡状态；
Qc②判断反应的热效应
若升高温度，K值增大，则正反应为吸热反应；
若升高温度，K值减小，则正反应为放热反应。
(3)在使用化学平衡常数时应注意
①不要把反应体系中固体、纯液体以及稀水溶液中水的浓度写进平衡常数表达式中，但非水溶液中，若有水参加或生成，则此时水的浓度不可视为常数，应写进平衡常数表达式中。
②同一化学反应，化学反应方程式写法不同，其平衡常数表达式及数值亦不同。因此书写平衡常数表达式及数值时，要与化学反应方程式相对应，否则就没有意义。
2．等效平衡思想是解决化学平衡类试题最常用的思维方法
(1)恒温、恒容条件下的等效平衡
对反应前后气体分子数改变的可逆反应，改变起始加入量时，“一边倒”(即通过可逆反应的化学计量数比换算成方程式同一半边的物质的物质的量)后与原起始加入量相同，则为等效平衡，平衡时各物质的百分含量相同。
对反应前后气体分子数不变的可逆反应，改变起始加入量时，“一边倒”后，投料时各物质的物质的量之比与原起始加入量的比值相同，则为等效平衡，平衡时各物质百分含量相同。
(2)恒温、恒压条件下的等效平衡
如果反应在恒温、恒压下进行，改变起始加入量时，只要通过可逆反应的化学计量数比换算成反应物(或生成物)，各物质的物质的量之比与原起始加入量的比值相同，则为等效平衡，平衡时各物质的百分含量相同。
3、有关化学平衡的计算——三段式计算模式
1)分析三个量：起始量、变化量、平衡量。
2)明确三个关系
(1)对于同一反应物，起始量－变化量＝平衡量。
(2)对于同一生成物，起始量＋变化量＝平衡量。
(3)各转化量之比等于各反应物的化学计量数之比。
3)计算方法：三段式法
化学平衡计算模式：对以下反应mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)，令A、B起始物质的量浓度分别为a ml/L、b ml/L，达到平衡后消耗A的物质的量浓度为mx ml/L。
mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)
起始量(ml/L) a b 0 0
变化量(ml/L) mx nx px qx
平衡量(ml/L) a－mx b－nx px qx
(1)平衡常数：K＝eq \f((px)p·(qx)q,(a－mx)m·(b－nx)n)。
(2)转化率＝eq \f(某反应物转化的量,某反应物起始的量)×100%，如α(A)平＝eq \f(mx,a)×100%。
(3)百分含量：φ(A)＝eq \f(a－mx,(a－mx)＋(b－nx)＋px＋qx)×100%。
(4)平衡前后的压强之比：
eq \f(p平,p始)＝eq \f((a－mx)＋(b－nx)＋px＋qx,a＋b)。
(5)平均摩尔质量：M＝eq \f(a·M(A)＋b·M(B),(a－mx)＋(b－nx)＋px＋qx) g/ml。
名师助学：有关化学平衡计算的注意事项
(1)注意反应物和生成物的浓度关系
反应物：c(平)＝c(始)－c(变)；
生成物：c(平)＝c(始)＋c(变)。
(2)利用ρ混＝eq \f(m总,V)和Mr＝eq \f(m总,n总)计算时要注意m总应为气体的总质量，V应为反应容器的体积，n总应为气体的总物质的量。
(3)起始浓度、平衡浓度不一定符合化学计量数之比，但物质之间是按化学计量数之比反应和生成的，故各物质的浓度变化之比一定等于化学计量数之比，这是计算的关键。
(4)凡是气体的压强变化、密度变化均必须转化为物质的量的变化或气体的体积变化才能进行相关计算。
4）计算Kp的思路和方法
计算平衡常Kp的思路和方法与计算浓度平衡常数K完全相同，关键是由平衡时气体的总物质的量和各气体的物质的量确定各气体的物质的量分数，再由总压强和物质的量分数确定各气体的分压，最后由分压计算Kp。计算压强平衡常数Kp 的有效方法仍是列“三段式”和“分三步”。
列“三段式”——列出起饴量、转化量、平衡量，一般应列物质的量。
“分三步”———第一步，得出各物质的平衡量；第二步，计算各气体的体积分数（物质的量分数）和分压；第三步，代入Kp的表达式中进行计算。
注：（1）计算中常需运用阿伏加德罗定律的推论——恒温恒容条件下，压强之比等于物质的量之比：p始：p平=n始：n平（比如平衡时比起始时压强增大了20%，则平衡时气体总物质的量变为起始时的1.2倍）；恒温恒压条件下，体积比等于物质的量之比：V始：V平=n始：n平；恒温恒压条件下，密案度比等于体积的反比、物质的量的反比：ρ始：ρ平=n平：n始（比如，平衡时气体密度变为起始时的56则平衡时混合气体的平均摩尔质量是起始时混合气体的物质的量是起始时混合气体的65。
（2）混合气体的总压等于相同温度下各组分气体的分压之和。
考向01 化学平衡常数
1．（2024·陕西商洛·校联考一模）氢能是清洁能源之一，工业制取氢气涉及的重要反应之一是：
已知：①
②
③
下列叙述正确的是
A．的燃烧热为
B．
C．12gC(s)不完全燃烧全部生成CO(g)时放出热量为221kJ
D．平衡常数表达式为
【答案】B
【解析】A．氢气燃烧热指定的产物为液态水，热化学方程式 中生成的为气态水，不能根据此热化学方程式计算的燃烧热，A错误；B．a. ，b. ，c. ，根据盖斯定律，得目标反应， ，B正确；C．12gC(s)的物质的量为1ml，根据热化学方程式： ，不完全燃烧生成时放出的热量为，C错误；D．水蒸气浓度应写入平衡常数表达式，平衡常数表达式为，D错误；故选B。2．（2023·湖北武汉·统考一模）在容积一定的密闭容器中，置入一定量的一氧化氮和足量碳发生化学反应：，平行时与温度的关系如图所示，则下列说法正确的是
A．在时，若反应体系处于状态D，则此时反应速率：
B．若该反应在、时的平衡常数分别为、，则
C．该反应的
D．若状态B、C、D的压强分别为、、，则
【答案】A
【解析】A．T2°C时反应进行到状态D，c(NO)高于平衡浓度，化学反应向正反应进行，则一定有v正>v逆，A正确；B．由图可知，温度越高平衡时c(NO)越大，说明升高温度平衡向逆反应方向移动，所以升温化学平衡常数减小，K1>K2，B错误；C．根据B选项分析知，升高温度平衡向逆反应方向移动，由于升高温度化学平衡向吸热反应方向移动，所以正反应为放热反应，即<0，C错误；D．该反应是反应前后气体体积相等的反应，在同一温度下的气体压强相同，达到平衡状态时，压强和温度成正比例关系，则p(C)>p(D)=p(B)，D错误；故选A。
3．（2023·北京·模拟预测）分解的热化学方程式为 。向体积为1L的恒容密闭容器中加入的混合气体（Ar不参与反应），测得不同温度时的平衡转化率随比值的变化如图所示。下列说法正确的是
A．该反应的
B．平衡常数
C．温度下，当，到达平衡时，的体积分数为
D．维持Y点时不变，向容器中充入Ar，的平衡转化率减小
【答案】C
【解析】A．已知，可知相同条件下，升高温度H2S的平衡转化率升高，则升高温度平衡正向移动，可知正反应为吸热反应，焓变大于零，A错误；B．X、Z位于同一条温度曲线，温度相同则平衡常数相同，即K(X)=K(Z)，B错误；C．温度下，当，同时，可知n(H2S)=0.05ml，由图可知，此时H2S的平衡转化率为50%，即转化了0.025mlH2S、生成0.025ml、0.0125ml，氩气不参与反应为0.05ml，则到达平衡时，的体积分数为，C正确；D．恒容容器中，通入惰性气体，参加反应气体的浓度不变，则平衡不移动，H2S的平衡转化率不变，D错误；故选C。
4．（2023·天津和平·统考三模）通过2NO(g)+2CO(g)⇌2CO2(g)+N2(g) ΔH=-746.5kJ·ml-1催化还原的方法，可将汽车尾气中有害气体转化为无害气体。下列说法正确的是
A．该反应在任何条件下都能自发进行
B．反应的平衡常数可表示为K=
C．其它条件不变，增大的值，NO的转化率下降
D．使用高效的催化剂可以降低反应的焓变
【答案】C
【解析】A．反应为放热的熵减反应，根据反应可以自发进行，则反应在低温下可以自发进行，A错误；B．平衡常数等于生成物浓度系数次方之积与反应物浓度系数次方之积的比；反应的平衡常数可表示为K=，B错误；C．其它条件不变，增大的值，相当于增加NO投料，会促进CO的转化，但是NO自身的转化率下降，C正确；D．催化剂改变反应速率，不改变反应的焓变，D错误；故选C。
5．（2023·全国·模拟预测）一定温度下，某氧化物粉尘与C在一密闭容器中进行反应：，的线性关系如图所示(K为平衡常数，pK=-1gK)。
下列说法正确的是
A．加入一定质量的CO，达到新平衡后，m(C)减小
B．温度在2000K时，CO的平衡浓度是10 ml∙L−1
C．M点时R的消耗速率大于生成速率
D．恒温恒容下，向密闭容器内加入CO，平衡后CO的浓度增大
【答案】B
【解析】A．加入一定质量的CO，平衡逆向移动，达到新平衡后，m(C)增大，故A错误；B．温度在2000K时，横坐标在处，对应直线上的点的纵坐标为−2，则K=100，而由题给反应方程式可知，所以，故B正确；C．由题图可知，M点不是平衡点，且M点在平衡线的上方，即M点时反应正向进行，所以R的消耗速率小于生成速率，故C错误；D．由于，温度不变，平衡常数不变，则恒温恒容下，向密闭容器内加入CO，平衡后CO的浓度不变，故D错误；综上所述，答案为B。
考向02 化学平衡相关计算
1．（2023·全国·模拟预测）某温度下，在1L恒容密闭容器中投入10mlX，发生反应，有关数据如表所示，下列说法正确的是
A．5s时，Y的浓度为时间段/s
产物Z的平均生成速率
0~10
0.4
0~20
0.3
0~30
0.2
B．20s时，体系中存在
C．25s时，X的转化率为30%
D．30s时，再加入2mlX，达平衡时，X的体积分数变小
【答案】C
【解析】A．由题给数据可知，0~10s时，，按平均速率计算，5s时Y的浓度是，但化学反应速率是前10s的平均值，瞬时反应速率随着反应进行会逐渐降低，所以前5s时Y的平均生成速率大于，5s时Y的浓度大于，A错误；B．根据表中数据，20s时，30s时，可判断20s时，反应已达到平衡，，B错误；C．20s时，反应已达到平衡，，，C正确；D．恒温恒容再投入X，相当于增大压强，该反应反应后气体分子数增大，增大压强平衡逆向移动，再达到平衡后X的体积分数变大，D错误；故选C。
2．（2023·广东佛山·统考一模）向1L的恒容密闭容器中加入1mlX和3mlY，发生反应X(g)+3Y(g)2Z(g)，X的转化率随温度t的变化如图所示(不同温度下的转化率均为反应第10min数据)。下列说法正确的是
A．a点的反应速率
B．a、b、c点对应的大小关系为：
C．c点时，每消耗的同时，消耗
D．若将容器体积扩大为2倍，则c点对应温度下的增大
【答案】C
【解析】A．由题干图像信息可知，a点X的转化率为30%，故a点X的反应速率为：=0.03，根据反应速率之比等于化学计量系数之比，故a点的反应速率，A错误；B．由题干图像信息可知，a、b两点10min时未达到平衡，而c点10min时达到平衡，温度越高正、逆反应速率越快，故a、b、c点对应的大小关系为：，B错误；C．由题干图像信息可知，c点时反应达到化学平衡，故有每消耗的同时消耗即正、逆反应速率相等，C正确；D．由反应方程式可知X(g)+3Y(g)2Z(g)正反应是一个气体体积减小的方向，若将容器体积扩大为2倍，即减小容器压强，平衡逆向移动，则c点对应温度下的减小，D错误；故答案为：C。
3．（2023·河北衡水·校联考模拟预测）一定温度下，向2L恒容密闭容器中充入一定量的A和B，发生反应2A(g)+B(g)xC(s)+4D(g)，当反应进行到2min末时达到平衡，测得n(A)=4ml，c(B)=1ml•L-1，n(C)=2ml，v(D)=1ml•L-1•min-1。下列说法错误的是
A．x=2
B．起始时充入A、B的物质的量分别为6ml、3ml
C．0～2min内，用C表示的平均反应速率v(C)=0.5ml•L-1•min-1
D．该温度时，化学平衡常数为4ml•L-1
【答案】C
【分析】，，则平衡时，，，列三段式：，据此分析解答。
【解析】A．根据分析，平衡时生成C和D物质的量之比等于其化学计量数之比，即，求得，A项正确；B．根据分析，起始时充入A、B的物质的量分别为、，B项正确；C．由于C为固体，不能用C表示平均反应速率，C项错误；D．根据分析，平衡时，，，，故化学平衡常数，D项正确；故选C。
4．（2023·湖南邵阳·统考二模）T ℃时，在体积为2 L的恒温恒容密闭容器中充入4 ml CO和4 ml ，发生反应，测得和的物质的量随时间的变化如图所示。该反应的正、逆反应速率分别可表示为，，、分别为正、逆反应速率常数，只受温度影响。下列说法正确的是
A．从反应开始至达到平衡时，以表示的平均反应速率为
B．该反应在A、B两点的正反应速率之比为
C．当容器中混合气体的密度不随时间变化时，该反应达到平衡状态
D．T ℃时，该反应的平衡常数为
【答案】B
【解析】A．根据化学反应速率的表达式，v(CO2)==0.02ml/(L·min)，故A错误；B．A点，CO和CO2物质的量相等，均为2ml，N2O的物质的量仍为2ml，此时v正=k正×1×1，B点达到平衡，n(CO)=n(N2O)=0.8ml，此时v正=k正×0.4×0.4，vA∶vB=25∶4，故B正确；C．组分都是气体，因此气体总质量保持不变，容器为恒容，容器的体积不变，根据密度的定义，混合气体的密度在任何时刻均不变，因此不能说明反应达到平衡，故C错误；D．达到平衡时，，n(CO)=n(N2O)=0.8ml，，n(CO2)=n(N2)=3.2ml，该温度下的平衡常数K==16，故D错误；答案为B。
5．（2023·上海普陀·统考二模）已知合成氨反应3H2(g)＋N2(g)2NH3(g)＋QkJ(Q>0)。某科研小组研究：在其他条件不变的情况下，改变起始时氢气的物质的量对合成NH3反应的影响。实验结果如图所示：(图中T表示温度，n表示起始时H2物质的量)。下列说法错误的是
A．由图可知，T1＞T2
B．a、b、c三点中，b点时H2的转化率最大
C．a、b、c三点的平衡常数K值相等，c点化学反应速率最快D．若容器容积为2 L，b点对应的n＝0.15 ml，测得平衡时H2、N2的转化率均为60%，则平衡时N2的物质的量浓度为0.01ml·L－1
【答案】B
【解析】A．由图可知，n（H2）相同时，温度T2对应氨气含量高，反应为放热反应，降低温度有利于生成氨气，则T1＞T2，A正确；B．a、b、c三点，n（H2）越大，平衡正向移动的程度越大，N2的转化率越大，H2的转化率却越小，a点时氢气的物质的量最小，a点H2的转化率最高，B错误；C．温度不变化学平衡常数不变，故a、b、c三点的平衡常数K值相等，c点时H2起始的物质的量浓度最大，化学反应速率最快，C正确；D．b点时，初始加入n（H2）=0.15ml，n（N2）为xml，平衡时H2和N2的转化率均为60%，则转化的氢气为0.09ml，则：，则×100%=60%，则x=0.05ml，则平衡时N2的物质的量浓度为=0.01 ml•L-1，D正确；故答案为：B。
微专题 图像、图表题的信息提取与应用
命题点01 “图像型”化学反应速率与平衡信息提取与应用
典例01（2023·湖南卷）向一恒容密闭容器中加入和一定量的，发生反应：。的平衡转化率按不同投料比随温度的变化曲线如图所示。下列说法错误的是

A．B．反应速率：
C．点a、b、c对应的平衡常数：
D．反应温度为，当容器内压强不变时，反应达到平衡状态
【答案】B
【解析】A．一定条件下，增大水的浓度，能提高CH4的转化率，即x值越小，CH4的转化率越大，则，故A正确；B．b点和c点温度相同，CH4的起始物质的量都为1ml，b点x值小于c点，则b点加水多，反应物浓度大，则反应速率：，故B错误；C．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：，故C正确；D．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，故D正确；答案选B。
典例02（2022·浙江卷）在恒温恒容条件下，发生反应A(s)+2B(g)3X(g)，c(B)随时间的变化如图中曲线甲所示。下列说法不正确的是
A．从a、c两点坐标可求得从a到c时间间隔内该化学反应的平均速率
B．从b点切线的斜率可求得该化学反应在反应开始时的瞬时速率
C．在不同时刻都存在关系：2v(B)=3v(X)
D．维持温度、容积、反应物起始的量不变，向反应体系中加入催化剂，c(B)随时间变化关系如图中曲线乙所示
【答案】C
【解析】A．图象中可以得到单位时间内的浓度变化，反应速率是单位时间内物质的浓度变化计算得到，从a、c两点坐标可求得从a到c时间间隔内该化学反应的平均速率，选项A正确；B．b点处的切线的斜率是此时刻物质浓度除以此时刻时间，为反应物B的瞬时速率，选项B正确；C．化学反应速率之比等于化学方程式计量数之比分析，3v(B)=2v(X)，选项C不正确；D．维持温度、容积不变，向反应体系中加入催化剂，平衡不移动，反应速率增大，达到新的平衡状态，平衡状态与原来的平衡状态相同，选项D正确；答案选C。典例03（2021·河北卷）室温下，某溶液初始时仅溶有M和N且浓度相等，同时发生以下两个反应：①M+N=X+Y；②M+N=X+Z，反应①的速率可表示为v1=k1c2(M)，反应②的速率可表示为v2=k2c2(M) (k1、k2为速率常数)。反应体系中组分M、Z的浓度随时间变化情况如图，下列说法错误的是
A．0～30min时间段内，Y的平均反应速率为6.67×10-8ml•L-1•min-1
B．反应开始后，体系中Y和Z的浓度之比保持不变
C．如果反应能进行到底，反应结束时62.5%的M转化为Z
D．反应①的活化能比反应②的活化能大
【答案】A
【解析】A．由图中数据可知，时，M、Z的浓度分别为0.300和0.125 ，则M的变化量为0.5-0.300 =0.200 ，其中转化为Y的变化量为0.200-0.125 =0.075 。因此，时间段内，Y的平均反应速率为 ，A说法不正确；B．由题中信息可知，反应①和反应②的速率之比为，Y和Z分别为反应①和反应②的产物，且两者与M的化学计量数相同（化学计量数均为1），因此反应开始后，体系中Y和Z的浓度之比等于 ，由于k1、k2为速率常数，故该比值保持不变，B说法正确；C．结合A、B的分析可知反应开始后，在相同的时间内体系中Y和Z的浓度之比等于=，因此，如果反应能进行到底，反应结束时有 的M转化为Z，即的M转化为Z，C说法正确；D．由以上分析可知，在相同的时间内生成Z较多、生成Y较少，因此，反应①的化学反应速率较小，在同一体系中，活化能较小的化学反应速率较快，故反应①的活化能比反应②的活化能大，D说法正确。综上所述，相关说法不正确的只有A，故本题选A。命题点02 “表格型”化学反应速率与平衡信息提取与应用
典例01（2022·辽宁卷）某温度下，在恒容密闭容器中发生反应，有关数据如下：
下列说法错误的是
A．时，Z的浓度大于
B．时，加入，此时
C．时，Y的体积分数约为33.3%
D．时，X的物质的量为
【答案】B
【解析】A．反应开始一段时间，随着时间的延长，产物Z的平均生成速率逐渐减小，则内Z的平均生成速率大于内的，故时，Z的浓度大于，A正确；B．时生成的Z的物质的量为，时生成的Z的物质的量为，故反应在时已达到平衡，设达到平衡时生了，列三段式：
根据，得，则Y的平衡浓度为，Z的平衡浓度为，平衡常数，时Y的浓度为，Z的浓度为，加入后Z的浓度变为，，反应正向进行，故，B错误；C．反应生成的Y与Z的物质的量之比恒等于1∶2，反应体系中只有Y和Z时间段/
产物Z的平均生成速率/
0～2
0.20
0～4
0.15
0～6
0.10
为气体，相同条件下，体积之比等于物质的量之比，，故Y的体积分数始终约为33.3%，C正确；D．由B项分析可知时反应处于平衡状态，此时生成Z为，则X的转化量为，初始X的物质的量为，剩余X的物质的量为，D正确；故答案选B。
典例02（2022·浙江卷）恒温恒容的密闭容器中，在某催化剂表面上发生氨的分解反应：，测得不同起始浓度和催化剂表面积下氨浓度随时间的变化，如下表所示，下列说法不正确的是
A．实验①，，
B．实验②，时处于平衡状态，
C．相同条件下，增加氨气的浓度，反应速率增大
D．相同条件下，增加催化剂的表面积，反应速率增大
【答案】C
【解析】A．实验①中，0~20min，氨气浓度变化量为2.4010-3ml/L-2.0010-3ml/L=4.0010-4ml/L，v(NH3)==2.0010-5ml/(L·min)，反应速率之比等于化学计量数之比，v(N2)=v(NH3)=1.0010-5ml/(L·min)，A正确；B．催化剂表面积大小只影响反应速率，不影响平衡，实验③中氨气初始浓度与实验①中一样，实验③达到平衡时氨气浓度为4.0010-4ml/L，则实验①达平衡时氨气浓度也为4.0010-4ml/L，而恒温恒容条件下，实验②相对于实验①为减小压强，平衡正向移动，氨气浓度减小，因此实验②60min时处于平衡状态，根据等效平衡可以判断x<0.2，即x≠0.4，B正确；C．实验①、实验②中0~20min、20min~40min氨气浓度变化量都是4.0010-4ml/L，实验②中60min时反应达到平衡状态，实验①和实验②催化剂表面积相同，实验①中氨气初始浓度是实验②中氨气初始浓度的两倍，实验①60min时反应未达到平衡状态，相同条件下，增加氨气浓度，反应速率并没有增大，C错误；D．对比实验①和实验③，氨气浓度相同，实验③中催化剂表面积是实验①中催化剂表面积的2倍，实验③先达到平衡状态，实验③的反应速率大，说明相同条件下，增加催化剂的表面积，反应速率增大，D正确；答案选C。典例03（2021·浙江卷）取50 mL过氧化氢水溶液，在少量I- 存在下分解：2H2O2=2H2O+O2↑。在一定温度下，测得O2的放出量，转换成H2O2浓度(c)如下表：
下列说法不正确的是
A．反应20min时，测得O2体积为224mL(标准状况)
B．20~40min，消耗H2O2的平均速率为0.010ml·L-1·min-1
C．第30min时的瞬时速率小于第50min时的瞬时速率
D．H2O2分解酶或Fe2O3代替I-也可以催化H2O2分解
【答案】C
【解析】A．反应20min时，过氧化氢的浓度变为0.4ml/L，说明分解的过氧化氢的物质的量n(H2O2)=(0.80-0.40)ml/L×0.05L=0.02ml，过氧化氢分解生成的氧气的物质的量n(O2)=0.01ml，标况下的体积V=n·Vm=0.01ml×22.4L/ml=0.224L=224mL，A正确；B．20~40min，消耗过氧化氢的浓度为(0.40-0.20)ml/L=0.20ml/L，则这段时间内的平均速率v===0.010ml/(L·min)，B正确；C．随着反应的不断进行，过氧化氢的浓度不断减小，某一时刻分解的过氧化氢的量也不断减小，故第30min时的瞬时速率大于第50min时的瞬时速率，C错误；D．I-在反应中起到催化的作用，故也可以利用过氧化氢分解酶或Fe2O3代替，D正确；故答案选C。
一、化学平衡图像题的特点：
1.化学平衡图像题，一是以时间为自变量（横坐标）的图像；二是以压强或温度为自变量（横坐标）的图像；三是以投料量或投料比为自变量（横坐标）的图像，变量（纵坐标）可以是①速率②某种物质的浓度、含量或物质的量③某反应物的转化率④某生成物的产率。
2.从知识载体角度看，其一判断化学平衡特征；其二应用勒夏特列原理分析平衡移动过程；其三逆向思维根据图像判断可逆反应的有关特征；其四综合运用速率与平衡知识进行有关计算。
二、化学平衡图象的种类
1、经典图像的分类
(1)化学反应速率图像[反应mA(g)＋nB(g) pC(g)＋qD(g) ΔH>0]t/min
0
20
40
60
80
c/(ml·L-1)
0.80
0.40
0.20
0.10
0.050
反应速率 ­时间(v ­t)图像中，在平衡后的某时刻t1改变某一条件后，v(正)与v(逆)的变化有两种情况：
①v(正)、v(逆)同时突变
②v(正)、v(逆)之一渐变
(2)化学平衡图像[反应mA(g)＋nB(g) pC(g)＋qD(g)，m＋n>p＋q ΔH>0]
①速率 ­时间图像：
t1时增大反应物的浓度，正反应速率瞬间增大，然后逐渐减小，而逆反应速率从t1开始逐渐增大；t2时升高温度，对任何反应，升高温度，正反应和逆反应速率均增大；t3时减小压强，容器容积增大，浓度变小，正反应速率和逆反应速率均减小；t4时加催化剂，正反应速率和逆反应速率均增大。
②转化率(或含量) ­时间图像：
已知不同温度或压强下，反应物的转化率α(或百分含量)与时间的关系曲线，推断温度的高低及反应的热效应或压强的大小及气体物质间的化学计量数的关系。[以反应aA(g)＋bB(g)cC(g)中反应物的转化率αA为例说明]
图甲表示压强对反应物转化率的影响，对于反应后气体体积减小的反应，压强越大，反应物的转化率越大；图乙表示温度对反应物转化率的影响，对于吸热反应，温度越高，反应物的转化率越大；图丙表示催化剂对反应物转化率的影响，催化剂只能改变化学反应速率，不能改变反应物的转化率。
解答这类图像题时应注意以下两点：
1)“先拐先平，数值大”原则
分析反应由开始(起始物质相同时)达到平衡所用时间的长短可推知反应条件的变化。
a.若为温度变化引起，温度较高时，反应达平衡所需时间短，如甲中T2＞T1。
b.若为压强变化引起，压强较大时，反应达平衡所需时间短，如乙中p1＞p2。
c.若是使用催化剂引起，使用适宜催化剂时，反应达平衡所需时间短，如丙中a使用催化剂。
2)正确掌握图像中反应规律的判断方法
a.图甲中，T2＞T1，升高温度，αA降低，平衡逆移，则正反应为放热反应。
b.图乙中，p1＞p2，增大压强，αA升高，平衡正移，则正反应为气体体积缩小的反应。
c.若纵坐标表示A的百分含量，则甲中正反应为吸热反应，乙中正反应为气体体积增大的反应。
③恒压(温)线：
已知不同温度下的转化率－压强图像或不同压强下的转化率－温度图像，推断反应的热效应或反应前后气体物质间化学计量数的关系。[以反应aA(g)＋bB(g)cC(g)中反应物的转化率αA为例说明]
分析时可沿横轴做一条平行于纵轴的虚线，即为等压线或等温线，然后分析另一条件变化对该反应的影响。
解答这类图像题时应遵循的原理——“定一议二”原则：
1)可通过分析相同温度下不同压强时反应物A的转化率变化来判断平衡移动的方向，从而确定反应方程式中反应物与产物气体物质间的化学计量数的大小关系。如甲中任取一条温度曲线研究，压强增大，αA增大，平衡正移，正反应为气体体积 减小 的反应；乙中任取横坐标一点作横坐标垂直线，也能得出结论。
2)可通过分析相同压强下不同温度时反应物A的转化率的大小来判断平衡移动的方向，从而确定反应的热效应。如利用上述分析方法，在甲中作垂直线，乙中任取一曲线，即能分析出正反应为 放 热反应。
④速率－压强(或温度)图像
特点：曲线的意义是外界条件(温度、压强)对正、逆反应速率影响的变化趋势及变化幅度。图中交点是平衡状态，压强增大(或温度升高)后正反应速率增大得快，平衡正向移动。
（3）“点－线－面”三维度分析几种特殊图像
1)对于化学反应mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)，M点前，表示化学反应从反应物开始，则v正＞v逆；M点为刚达到的平衡点。M点后为平衡受温度的影响情况，即升温，A%增大(C%减小)，平衡逆向移动，ΔH＜0。
2)对于化学反应mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)，L线上所有的点都是平衡点。
左上方(E点)，A%大于此压强时平衡体系中的A%，E点必须向正反应方向移动才能达到平衡状态，所以E点v正＞v逆；则右下方(F点)v正＜v逆。
2、创新型图像：
新型图像往往根据实际工业生产，结合图像，分析投料比、转化率、产率的变化。此类题目信息量较大，能充分考查学生读图、提取信息、解决问题的能力，在新课标高考中受到命题者的青睐。因为涉及到工业生产问题。一般纵轴为产率(转化率)，横轴为影响平衡速率的外界因素如温度、压强、投料比等单一因素，或多因素组合，考查实际工业生产中适宜条件的选择。解题时除通过图像获取有用信息和对获取的信息进行加工处理外，还要注意以下4点：
（1）曲线上的每个点是否都达到平衡
往往需要通过曲线的升降趋势或斜率变化来判断，如果还未达到平衡则不能使用平衡移动原理，只有达到平衡以后的点才能应用平衡移动原理。
如图中虚线表示单位时间内A的产率随温度的升高先增大后减小，先增大的原因是P点之前反应尚未达到平衡，随温度的升高，反应速率增大，故单位时间内A的产率增大。
（2）催化剂的活性是否受温度的影响
不同的催化剂因选择性不同受温度的影响也会不同。一般来说，催化剂的活性在一定温度下最高，低于或高于这个温度都会下降。
如图，250～300 ℃时，温度升高而B的生成速率降低的原因是温度超过250 ℃时，催化剂的催化效率降低。
（3）不同的投料比会对产率造成影响
可以采用定一议二的方法，根据相同投料比下温度或压强的改变对产率的影响或相同温度或压强下改变投料比时平衡移动的方向进行判断，确定反应的吸放热或系数和的大小。
如图，对于反应2CO2(g)＋6H2(g)CH3OCH3(g)＋3H2O(g)。
当投料比一定时，温度越高，CO2的转化率越低，所以升温，平衡左移，正反应为放热反应。若温度不变，提高投料比[n(H2)/n(CO2)]，则提高了二氧化碳的转化率。
（4）考虑副反应的干扰或影响
往往试题会有一定的信息提示，尤其温度的改变影响较大。
三、思维建模：
四、化学平衡图像题解答步骤
第一步，看反应，找特点：即分析可逆反应化学方程式，观察物质的状态、气态物质分子数的变化(正反应是气体分子数增大的反应，还是气体分子数减小的反应)、反应热(正反应是放热反应，还是吸热反应)等。
第二步，析图像，得信息：即识别图像类型，横坐标和纵坐标的含义、线和点(平台、折线、拐点等)的关系。利用规律“先拐先平，数值大”判断，即曲线先出现拐点，先达到平衡，其温度、压强越大。
第三步：理信息，找思路：联想化学反应速率、化学平衡移动原理，特别是影响因素及使用前提条件等。
第四步：巧整合，得解答：图表与原理整合，逐项分析图表，重点看图表是否符合可逆反应的特点、化学反应速率和化学平衡原理。
考向01 “图像型”化学反应速率与平衡信息提取与应用
1．（2023·河北保定·校联考三模）CO2催化加氢合成甲醇是重要的碳捕获利用与封存技术，该过程主要发生下列反应：
反应①：CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(g)+H2O(g) ΔH=－49.5kJ•ml－1
反应②：CO2(g)+H2(g)=CO(g)+H2O(g) ΔH=41.2kJ•ml－1
在0.5MPa条件下，将n(CO2)∶n(H2)为1∶3的混合气体以一定流速通过装有催化剂的反应器，实验测得CO2的转化率、CH3OH的选择性[×100%]与温度的关系如图所示。下列有关说法不正确的是
A．图中曲线①表示CH3OH的选择性随温度的变化
B．一定温度下，增大起始n(CO2)∶n(H2)的比值，可提高H2的平衡转化率
C．升高温度时，CO的选择性升高
D．一定温度下，选用高效催化剂可提高CH3OH的平衡产率
【答案】D
【解析】A．反应①为放热反应，升高温度后平衡逆向移动，CH3OH的选择性降低；反应②为吸热反应，平衡正向移动生成CO，CH3OH的选择性也降低，所以升高温度之后，CH3OH的总的选择性降低，曲线①表示CH3OH的选择性随温度的变化，A正确；B．一定温度下，增大n(CO2)∶n(H2)的比值，平衡正向移动，氢气的转化率提高，B正确；C．升高温度，反应反应②为吸热反应，平衡正向移动生成CO，CO的选择性升高，C正确；D．选用催化剂只能改变反应应速率，不能改变转化率，D错误；故选D。
2.（2023·湖南衡阳·校联考三模）已知催化加氢合成乙醇的反应原理为。设为起始时的投料比，即。的平衡转化率与压强、温度和投料比的关系如图所示，下列有关说法错误的是

A．图1中投料比相同，温度从高到低的顺序为
B．图2中投料比由大到小的顺序为
C．若图1中投料比，a点时乙醇的分压为D．若图2中投料比，随着温度的升高，该平衡体系中的百分含量逐渐减小
【答案】D
【解析】A．由图2可知该反应为放热反应，升高温度，平衡向逆反应方向移动，二氧化碳的平衡转化率减小，由图1可知，相同压强时，温度的二氧化碳转化率最大，的二氧化碳转化率最小，则反应温度由大到小的顺序为，A项正确；B．投料比越大，氢气浓度越大，增大氢气的浓度，平衡向正反应方向移动，二氧化碳的转化率增大，由图可知，投料比为的二氧化碳转化率最大，的二氧化碳转化率最小，则投料比由大到小的顺序为，B项正确；C．图1中a点时转化率为，总压强为，设起始的物质的量为，可得三段式：，，则，C项正确；D．若投料比，即，设起始时，平衡时变化量为，则可得三段式：，平衡体系中的百分含量，故温度升高，平衡体系中的百分含量不变，D项错误；故选：D。
3．（2022·浙江绍兴·校联考模拟预测）常温下某同学将一定量的充入注射器中后封口，测得拉伸和压缩注射器的活塞过程中气体透光率随时间的变化如图所示(已知气体颜色越深，透光率越小；)。下列说法正确的是
A．点操作为压缩针管，因此
B．点的操作为拉伸注射器到任意位置
C．点平均相对分子质量与点相等
D．若注射器绝热，
【答案】C
【分析】由图知，b点开始压缩针管，浓度增大，气体颜色加深，透光率减小，从b点到d点过程中，压强增大，平衡正向移动；d点开始拉伸针管，浓度逐渐减小，气体颜色变浅，透光率增大，从d点到e点过程中，压强减小，平衡逆向移动，由于最后的透光率与最初的相同，点的操作为拉伸注射器到原始位置。
【解析】A．由图知，b点透光率大于d点，则，A错误；B．点的操作为拉伸注射器到原始位置，B错误；C．点与b点透光率相同，则两点处的、均对应相等，混合气体的平均相对分子质量与点相等，C正确；D．该反应正向放热，温度越高，K越小，从b点到c点过程中，平衡正向移动，b点的温度小于c点的，故，D错误；故选C。
4．（2023·全国·统考模拟预测）在恒容绝热的密闭容器中，按物质的量之比为1：2充入X和Y，发生反应X(s)+2Y(g)2Z(g)+W(g)，测得体系温度与反应时间的关系如图所示，30min时测得Y的体积分数为25%。下列说法正确的是
A．该反应的逆反应为放热反应B．达平衡后，Kv=2(Kv为以气体体积分数表示的平衡常数)
C．加入催化剂不影响X的平衡转化率，会提高Y的平衡转化率
D．平衡常数不变时达到了反应的限度
【答案】D
【解析】A．随反应的进行，体系温度升高，说明该反应为放热反应，A项错误；B．设起始时投入Y的物质的量为2ml，平衡时Y转化的物质的量为xml，列三段式如下：
由图可知30min时体系温度不再变化，反应达到平衡状态Y的体积分数为25%，则，，，B项错误；C．催化剂只能改变反应速率，不影响化学平衡，C项错误；D．平衡常数不变，说明温度不变，反应达到平衡状态，达到了反应的限度，D项正确。故选D。
5．（2023·湖北黄冈·黄冈中学校考二模）T℃时，向容积为的刚性容器中充入和一定量的发生反应：，达到平衡时，的分压(分压=总压×物质的量分数)与起始的关系如图所示。已知：初始加入时，容器内气体的总压强为。下列说法正确的是
A．时反应到达c点，
B．随增大，的百分含量不断增大
C．b点时反应的平衡常数
D．c点时，再加入和，使二者分压均增大，平衡正向移动
【答案】C
【分析】根据c点的三段式分析：
则平衡时容器气体的压强为：p(平衡)=×1.2pkPa，故有：p(HCHO)=×p(平衡)= ××1.2pkPa═0.2pkPa，解得：x=0.5ml，故p(平衡)=pkPa，据此分析解题。
【解析】A．起始时容器内气体总压强为1.2pkPa，若5min时反应到达c点，由分析可知，则υ(H2)==0.1ml/(L•min)，A错误；B．随增大， 平衡正向移动，CO2的转化率增大，若H2的物质的量无限制增大，则HCHO的百分含量肯定减小，即HCHO的百分含量不是不断增大，B错误；C．温度不变，化学平衡常数不变，故b点时反应的化学平衡常数与c点对应的平衡常数相等，由分析可知，c点平衡下，p(CO2)=×pkPa=0.2pkPa，同理：p(H2)=0.4pkPa，p(HCHO)=p(H2O)=0.2pkPa，故Kp==(kPa)-1=p(kPa-1)=1.25p(kPa-1)，C正确；D．c点时，再加入CO2(g)和H2O(g)，使二者分压均增大0.2pkPa，则此时Qp═==p=Kp，平衡不移动，D错误；故选：C。
考向02 “表格型”化学反应速率与平衡信息提取与应用
1.（2023·浙江·校联考模拟预测）甲胺()是合成太阳能敏化剂的原料。一定温度下，在三个体积均为2.0L的恒容密闭容器中按不同方式投入反应物，发生反应，测得有关实验数据如下：
容器编号
温度
起始物质的量/ml
平衡物质的量/ml
下列说法正确的是
A．正反应的平衡常数
B．达到平衡时，体系中关系：
C．达到平衡时，转化率：
D．向容器Ⅲ中加入高效催化剂，能增大反应活化能，提高反应转化率
【答案】C
【解析】A．由反应特征可知，反应前后气体分子数相同，则投料比相同时平衡等效，Ⅰ中平衡时水的物质的量为0.30，若Ⅲ温度也为530K，则平衡时水和的物质的量应为0.15ml，而实际Ⅲ平衡后的物质的量为0.16，说明降低温度平衡正向移动，正向为放热反应，正反应的平衡常数K(Ⅰ)＝K(Ⅱ)＜K(Ⅲ)，故A错误；B．容器Ⅰ和容器Ⅱ为等温等容，起始量为2倍关系，由于该反应为气体体积不变的反应，增大压强，平衡不发生移动，则达到平衡时，体系中c(CH3OH)关系：2c(CH3OH，Ⅰ)=c(CH3OH，Ⅱ)，故B错误；C．容器Ⅰ和容器Ⅲ温度不同，若容器Ⅲ温度也为530K，则能建立等效平衡，此时应有α(NH3，Ⅰ)＋α(H2O，Ⅲ)=1，由于容器Ⅲ温度低于530K，降低温度平衡正向移动，而容器Ⅲ是从逆反应方向建立平衡，则转化率减小，所以达到平衡时，转化率：α(NH3，Ⅰ)＋α(H2O，Ⅲ)＜1，故C正确；D．催化剂只影响反应速率，不影响化学平衡，因此不能提高转化率，D错误；故选：C。
2．（2023·河北邯郸·统考一模）一定温度下，向容积为2L的恒容密闭容器中通入一定量N2O4，发生反应N2O4(g)2NO2(g) △H＞0，反应起始时容器内气体的总压强为p，体系中各组分的物质的量随时间(t)的变化如表。
下列说法正确的是/K
Ⅰ
530
0.40
0.40
0
0
0.30
Ⅱ
530
0.80
0.80
0
0
Ⅲ
500
0
0
0.20
0.20
0.16
t/s
0
20
40
60
80
n(N2O4)/ml
0.100
0.062
0.048
0.040
0.040
n(NO2)/ml
0
0.076
0.104
0.120
0.120
A．20～60s内，NO2的平均反应速率υ=1.1×10−3 ml∙L−1∙s−1
B．N2O4的平衡转化率为40%
C．该温度下，反应的压强平衡常数Kp=p
D．80s时，再充入0.03mlNO2、0.01mlN2O4，平衡逆向移动
【答案】D
【解析】A．20～60s内，改变量为0.044ml，则平均反应速率，故A错误；B．平衡时物质的量为0.040ml，则消耗物质的量为0.06ml，则的平衡转化率为，故B错误；C．根据B选项得到平衡时物质的量为0.040ml，物质的量为0.12ml，总的气体物质的量为0.16ml，根据已知条件，得到平衡时气体总压强为，平衡时，，，，故C错误；D．根据C选项分析得到平衡时平衡常数，80s时，再充入0.03mlNO2、0.01mlN2O4，此时，则平衡逆向移动，故D正确。综上所述，答案为D。
3．（2023·北京东城·统考一模）某温度下，H2(g)+I2(g)2HI(g)的平衡常数K=4。该温度下，在甲、乙、丙、丁4个相同的恒容密闭容器中进行该反应，起始浓度如表所示。
下列判断不正确的是
A．化学反应速率：乙＞甲B．平衡时，甲中I2的转化率为50%
C．平衡时，丙中c(I2)=0.01ml•L-1D．平衡时，乙和丁中相等
【答案】D
【解析】A．根据表中数据可知，其他条件相同，乙中c(H2)为甲中的2倍，乙中反应速率较大，选项A甲
乙
丙
丁
c(H2)/(ml•L-1)
0.01
0.02
0.01
0.02
c(I2)/(ml•L-1)
0.01
0.01
0.01
0.01
c(HI)/(ml•L-1)
0
0
0.02
0.02
正确；B．设甲中I2的转化率为x，根据三段式有：
，K===4，解得x=50%，选项B正确；C．根据丙中各数据，Q= ==4=K，平衡不移动，c(I2)=0.01ml•L-1，选项C正确；D．乙中始终保持2:1，而丁中由于，Q= ==24．（2023·上海奉贤·统考二模）向一容积可变密闭容器中充入等物质的量的A、B，发生反应：2A(g)+2B(g) 3C(s)+4D(g)在不同压强下，该反应平衡常数随温度变化如下表所示。下列判断正确的是
A．g＞f
B．正反应是放热反应
C．2.0MPa、800℃时，A的转化率最小
D．1.5MPa、300℃时，B的转化率为50%
【答案】D
【分析】从反应2A(g)+2B(g)3C(s)+4D(g)中可以看出，反应前后气体的分子数相等，则压强改变，平衡不发生移动；从表中平衡常数的数据可以看出，升高温度，平衡常数不断增大，则正反应为吸热反应。
【解析】A．g、f是相同温度、不同压强下的平衡常数，因为平衡常数只受温度变化的影响，所以g=f，A不正确；B．由分析可知，该反应的正反应是吸热反应，B不正确；C．因为正反应为吸热反应，所以800℃、相同压强时，A的转化率最大，而反应前后气体的分子数相等，所以800℃时，三种压强下的A的转化率都相同，C不正确；D．1.5MPa、300℃时，平衡常数b=16，设B的物质的量的变化量为x，则达平衡时，A、B、D的物质的量分别为1-x、1-x、2x，，x=0.5ml，则B的转化率为1.0
1.5
2.0
300
a
b
16
516
c
64
d
800
160
f
g
=50%，D正确；故选D。
5．（2023·上海静安·统考二模）已知：H2(g)+I2(g) 2HI(g)+Q(Q>0)。现将三份物质的量相同的H2(g)和I2(g) 分别投入三个恒容密闭容器中，平衡前后容器的温度无变化。相关数据见下表。
下列说法错误的是
A．c 3 t 3C．K 1= K 2【答案】C
【解析】A．容器体积：V1=V3>V2，反应温度：V3>V1=V2，容器体积大的平衡时HI的浓度小，升高温度平衡逆向移动，HI浓度减小，则c3V1，温度越高，反应达平衡的时间越短，则t1>t3，B正确；C．温度不变平衡常数K不变，升高温度平衡逆向移动，K减小，反应温度：V3>V1=V2，则K1=K2>K3，C错误；D．容器1和2，温度相同，容器体积：V1>V2，容器2等效于在容器1达平衡的基础上加压缩小体积，该反应为气体体积不变的反应，加压平衡不移动，则α1=α2，D正确；故选C。容器1
容器2
容器3
容器体积(mL)
200
100
200
反应温度(°C)
400
400
500
平衡常数
K 1
K 2
K 3
HI的平衡浓度(ml⋅L-1)
c 1
c 2
c 3
达平衡的时间(s)
t 1
t 2
t 3
H2的平衡转化率
α1
α2
α3