自学04-化学平衡(人教版2019)(解析版).docx

自学04 化学平衡
自学目录：
【核心素养分析】
【知识导图】
【目标导航】
【自学内容】
【自学检测】
【核心素养分析】
1.变化观念与平衡思想：知道化学变化需要一定的条件，并遵循一定规律；认识化学变化有一定限度，是可以调控的，能多角度、动态地分析化学反应，运用化学反应原理解决实际问题。
2．证据推理与模型认知：建立观点、结论和证据之间的逻辑关系，知道可以通过分析、推理等方法认识化学平衡的特征及其影响因素，建立模型。能运用模型解释化学现象，揭示现象的本质和规律。
3．科学态度与社会责任：具有可持续发展意识和绿色化学观念，能运用化学平衡原理对化学有关的社会热点问题做出正确的价值判断。
【知识导图】

【目标导航】
1.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。
2.能讨论化学反应条件的选择和优化。
3.能书写平衡常数表达式，能进行平衡常数、转化率的简单计算，能利用平衡常数和浓度商的关系判断化学反应是否达到平衡及平衡移动的方向。
【自学内容】
一、化学平衡状态
1、可逆反应
1）可逆反应的判断：反应形式相反，反应条件相同
2）可逆反应的特点
（1）同步性：正逆反应同时进行
（2）等同性：反应条件完全相同
（3）共存性
①反应不可能进行到底，即反应体系中反应物与生成物共存
②各组分的浓度都大于零
3）证明某反应为可逆反应
（1）检验出某种生成物
（2）检验量少的反应物是否有剩余
2．化学平衡状态的建立
（1）建立过程
①反应开始时：反应物浓度最大，v（正）最大，生成物浓度为零，v（逆）为零
②反应进行时：反应物浓度逐渐减少→v（正）逐渐减小，生成物浓度逐渐增大→v（逆）逐渐增大
③达到平衡时：v（正）＝v（逆），反应混合物中各组分的浓度保持不变
（2）v～t图像

【名师提醒】化学平衡状态既可以从正反应方向建立，也可以从逆反应方向建立，或者同时从正、逆两方向建立。
3．化学平衡状态（简称化学平衡）
（1）研究对象：在一定条件下的可逆反应
（2）速率特征：正反应和逆反应的速率相等
（3）浓度特征：反应混合物中各组分的浓度均保持不变
4．化学平衡的特征

5、化学平衡的标志
1）动态（速率）标志（本质标志）：v正＝v逆≠0
（1）同一组分的生成速率和消耗速率相等
（2）不同物质，必须标明是“异向”的反应速率关系，正逆反应速率比等于化学计量数之比
2）宏观（静态）标志：某些量开始变化，后来不变，即变量不变。
（1）一定达到平衡的情况
①某组分的质量、物质的量、浓度、颜色不再变化
②反应物的转化率不再变化
（2）特殊情形
①绝热容器：容器的温度不变时，一定达到平衡状态
②可逆电池：电流或电压等于零时，一定达到平衡状态
（3）判断化学平衡状态的常用公式
①混合气体的密度：ρ＝＝
②混合气体的平均摩尔质量：＝＝
③气体状态方程：PV＝nRT
3）限度标志
（1）反应物的转化率最大，百分含量最小
（2）生成物的产率最大，百分含量最大

（3）图像获取
①前提：在多个相同的容器中，加入相同量的反应物
②过程：测相同时间内，不同条件下相关量，描点绘出图像
（4）图像解读
①极限点：刚好达到平衡
②极限点前：非平衡点，受速率控制，加催化剂，反应物的转化率变大
③极限点后：新平衡点，受平衡控制，加催化剂，反应物的转化率不变
4）几种特殊反应的平衡依据
（1）量比不变型
①反应物或生成物量的比不变，不一定达到平衡状态
②反应物和生成物量的比不变，一定达到平衡状态
（2）量相等型
①反应物和生成物的量相等，不一定达平衡状态
②反应物和反应物的量相等，不一定达平衡状态
③量不变≠量相等≠量或量的比等于某一具体的数
（3）等体反应型：3A（g）2B（g）+C（g）
①恒温恒压：混合气体的体积不变，一定达到平衡状态
②恒温恒容：混合气体的压强不变，不一定达到平衡状态
（4）固液参与型：2A（g）2B（g）+C（s）
①混合气体的密度不变，一定达到平衡状态（恒T、V）
②混合气体的平均摩尔质量不变，一定达到平衡状态
（5）固液分解型：2A（s）2B（g）+C（g）
①混合气体的密度不变，一定达到平衡状态（恒T、V）
②混合气体的平均摩尔质量不变，不一定达到平衡状态
③某种气体组分的物质的量分数不变，不一定达到平衡状态
5）注意平衡标志和平衡特征的区别
（1）平衡标志：能够说明反应达到平衡状态的某些事实
（2）平衡特征：平衡时存在的某些事实，但不一定能用于判断是否达到平衡
【易错归纳】下列标志不能判断化学反应是否达到平衡
①反应组分的物质的量之比等于化学方程式中相应物质的化学计量数之比。
②恒温恒容下的气体体积不变的反应，体系的压强或总物质的量不再随时间而变化，如2HI(g)H2(g)＋I2(g)。
③全是气体参加的气体体积不变的反应，体系的平均相对分子质量不再随时间而变化，如2HI(g)H2(g)＋I2(g)。
④全是气体参加的反应，恒容条件下体系的密度保持不变。
二、化学平衡常数
1．浓度平衡常数Kc
1）定义
（1）条件：一定温度下一个可逆反应达到化学平衡状态时
（2）叙述：生成物浓度的系数次幂之积与反应物浓度的系数次幂之积的比值，叫化学平衡常数
（3）符号：Kc
2）表达式
（1）可逆反应：aA（g）+bB（g）cC（g）+dD（g）
（2）表达式：Kc＝（固体和液体不列入平衡常数表达式）
（3）单位：（mol·L－1）（c+d）－（a+b）
3）意义
（1）对于同类型反应，平衡常数的大小反映了化学反应可能进行的程度；
（2）平衡常数的数值越大，反应物的转化率越大，说明反应可以进行得越完全。
K值
＜10－5
10－5～105
＞105
反应程度
很难进行
反应可逆
进行完全
4）影响因素
（1）内因：反应物的本身性质（某一具体反应）。
（2）外因：反应体系的温度，升高温度。
5）计算时注意问题
（1）平衡量必须为平衡时的浓度
（2）等体反应：可以用平衡时的物质的量代替平衡时的浓度
（3）恒压条件下：先计算平衡体积，再算平衡常数
6）浓度熵：Qc＝
（1）浓度为任意时刻的浓度
（2）意义：Q越大，反应逆向进行的程度越大
（3）应用：判断反应是否达到平衡或反应进行的方向
①Q＞Kc，反应逆向进行，v正＜v逆
②Q＝Kc，反应达到平衡状态，v正＝v逆
③Q＜Kc，反应正向进行，v正＞v逆
7）平衡常数与书写方式的关系
（1）正逆反应平衡常数的关系是：Kc正·Kc逆＝1
（2）化学计量数变成n倍，平衡常数变为n次方倍
（3）反应③＝反应①+反应②，则：△H3＝△H1+△H2，K3＝K1·K2
（4）反应③＝反应①－反应②，则：△H3＝△H1－△H2，K3＝
（5）反应③＝a×反应①－×反应②，则：△H3＝a△H1－△H2，K3＝
2.压强平衡常数Kp
(1)Kp含义：在化学平衡体系中，用各气体物质的分压替代浓度计算的平衡常数叫压强平衡常数。
(2)计算技巧：
第一步，根据“三段式”法计算平衡体系中各物质的物质的量或物质的量浓度；
第二步，计算各气体组分的物质的量分数或体积分数；
第三步，根据分压计算公式求出各气体物质的分压，某气体的分压＝气体总压强×该气体的体积分数(或物质的量分数)；
第四步，根据平衡常数计算公式代入计算。例如，N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)，压强平衡常数表达式为Kp＝。
9、化学平衡的有关计算
1）解题模型

2）常用计算公式
（1）反应物的转化率：＝×100%
（2）某组分的百分含量：含量＝×100%
①常见量：体积分数、物质的量分数
②关系式：体积分数＝物质的量分数
（3）气体状态方程：PV＝nRT
条件
公式
文字叙述
同温同压
＝＝
气体体积比＝物质的量比＝分子数比
同温同容
＝＝
气体压强比＝物质的量比＝分子数比
同温同压同质量
＝＝＝
气体密度比＝气体体积反比
＝物质的量反比＝分子数反比
3）计算模式——“三段式”
（1）确定反应物或生成物的起始加入量。
（2）确定反应过程的变化量。
（3）确定平衡量。
（4）依据题干中的条件，建立等量关系进行计算。
反应
aA（g）
+
bB（g）

cC（g）
+
dD（g）
起始量/mol
m

n

0

0
转化量/mol
ax

bx

cx

dx
平衡量/mol
m－ax

n－bx

cx

dx
①反应速率：v（A）＝（时间为tmin）
②反应物转化率：（B）＝×100%
③C的体积分数：φ（C）＝_×100％
④反应前后气体的压强比：＝＝（恒温恒容）
⑤反应前后气体的体积比：＝＝（恒温恒压）
⑥反应前后气体的密度比：＝＝＝（恒温恒压）
三、影响化学平衡的因素
1、化学平衡移动
1）内容：由于温度、压强、浓度的变化而使可逆反应由一个平衡状态变为另一个平衡状态的过程。
2）图示

3）平衡移动方向的判断
（1）根据速率判断
①若v（正）＞v（逆），则平衡正向移动。
②若v（正）＝v（逆），则平衡不移动。
③若v（正）＜v（逆），则平衡逆向移动。
（2）根据结果判断
①如果平衡移动的结果使反应产物浓度更大，则称平衡正向移动或向右移动；
②如果平衡移动的结果使反应产物浓度更小，则称平衡逆向移动或向左移动。
【特别提醒】反应速率改变时平衡不一定移动，但平衡移动时反应速率一定改变，反应速率改变化学平衡状态一定改变，但平衡不一定移动。
2、影响化学平衡的外界因素
1）浓度
（1）实验探究【实验2-1】p36

实验装置

实验原理
Fe3++3SCN－Fe(SCN)3(红色)
实验用品
0.005mol/L FeCl3 溶液、饱和 FeCl3 溶液、0.015mol/LKSCN 溶液、1mol/LKSCN 溶液、铁粉；试管、胶头滴管。

实验步骤
向盛有 5mL 0.005mol/L FeCl3 溶液的试管中加入 5mL 0.015mol/LKSCN 溶液，将溶液均分三份置于a、b、c三支试管中，向试管b中加入少量铁粉，向试管c中滴加加 4 滴 1mol/LKSCN溶液，观察试管b、c中溶液颜色变化，并均与a试管对比。
实验现象
①试管b中溶液颜色比a试管浅。②试管c中溶液颜色比a试管浅。
实验结论
实验表明，当向平衡混合物中加入铁粉或硫氰化钾溶液后，溶液的颜色都改变了，这说明平衡混合物的组成发生了变化。

实验说明
①本实验的关键是第一次获得的溶液浓度要小、红色要浅。
②本实验所加4 滴1mol/LKSCN溶液，一方面浓度明显高于原来的 0.015mol/L，另一方面体积改变可以忽略不计，很好地控制了单一变量。
③作为离子反应，只有改变实际参加反应的离子浓度，对平衡才有影响，如增加 KC1 固体量，平衡不移动，因为 KC1 不参与离子反应。
【思考与讨论】p37参考答案
(1)化学平衡状态发生了变化；通过溶液颜色发生变化可以判断出化学平衡状态发生了变化。
(2)在其他条件不变的情况下,反应物浓度减小或者生成物浓度增加，化学平衡向逆反应方向移动；反应物浓度增加或者生成物浓度减小，化学平衡向正反应方向移动。
(3)Q<K,化学平衡向正反应方向移动，Q>K,化学平衡向逆反应方向移动。
（2）结论：①增大反应物浓度或减小生成物浓度，平衡向正反应方向移动。
②增大生成物浓度或减小反应物浓度，平衡向逆反应方向移动。
2）压强
（1）实验探究【实验2-2】p38
实验装置

实验原理

实验用品
NO2 气体；针管、橡胶管。
实验步骤
如图所示，用50mL 注射器吸入20mLNO2和N2O4的混合气体(使注射器的活塞位于Ⅰ处），将细管端用橡胶塞封闭。然后把活塞拉到Ⅱ处，观察管内混合气体颜色的变化。当反复将活塞从Ⅱ处推到Ⅰ处及从Ⅰ处拉到Ⅱ处时，观察管内混合气体颜色的变化。
实验现象
体系压强增大，气体的红棕色先变深，然后慢慢变浅，但比压强增大前深；体系压强减小，气体的红棕色先变浅，然后慢慢变深，但比压强减小前浅。
实验结论
其他条件不变，增大压强，化学平衡向气体体积减小的反应方向移动；减小压强，化学平衡向气体体积增大的方向移动。
实验说明
要从针管的侧面观察实验现象。
【思考与讨论】p38参考答案
（1）
反应后气体体积变化
压强变化
平衡移动方向
增大
增大
逆向移动
减小
正向移动
减小
增大
正向移动
减小
逆向移动
不变
增大
不移动
减小
不移动
（2）不变
（2）适用对象：有气体参加的可逆反应。
（3）结论
①增大压强，平衡向气体体积减小的方向移动；
②减小压强，平衡向气体体积增大的方向移动；
③改变压强，气体体积不变的反应，平衡不移动。
3）温度
（1）实验探究【实验2-3】p39

实验装置

实验原理

实验用品
冰水、热水、NO2 气体；圆底烧瓶、玻璃导管、单孔橡皮塞、烧杯、止水夹、橡胶管。

实验步骤
把NO2和N2O4的混合气体通入两只连通的烧瓶，然后用弹簧夹夹住乳胶管；把一只烧瓶浸泡在热水中，另一只浸泡在冰水中。如图，观察混合气体的颜色变化。
实验现象
浸泡在热水中混合气体颜色加深；浸泡在冰水中混合气体颜色变浅。
实验结论
浸泡在热水中混合气体颜色加深，说明升高温度NO2浓度增大，即平衡向逆反应（吸热反应）方向移动；浸泡在冰水中混合气体颜色变浅，说明降低温度NO2 浓度减小，即平衡向正反应（放热反应）方向移动。
实验说明
①热水温度稍高一点为宜，否则颜色变化不明显。②可留一个室温下的参照物便于颜色对比。
（2）结论
①升高温度，平衡向吸热方向移动；
②降低温度，平衡向放热方向移动。
4）特殊情况下的平衡移动
（1）向容器中通入无关气体
①恒容容器：压强增大，浓度不变，速率不变，平衡不移动
②恒压容器：体积增大，浓度减小，速率减慢，平衡向气体体积增大的方向移动
（2）同倍数改变反应物和生成物浓度
①恒温恒容：相当于改变压强
②恒温恒压：瞬间各组分的浓度不变，平衡不移动
（3）不同倍数改变反应物和生成物浓度
①Q＜K：平衡正向移动，v正＞v逆
②Q＝K：平衡不移动，v正＝v逆
③Q＞K：平衡逆向移动，v正＜v逆
（4）体积：视体积变化为压强变化
①比较瞬间浓度与所给浓度的相对大小，确定平衡移动方向
②利用压强对平衡移动的影响，判断系数的关系，确定物质的状态
③反应：xA（g）+yB（g）zC（g）
原平衡
c（A）＝0.5mol·L－1
体积加倍新平衡
c（A）＝0.3mol·L－1
平衡移动方向
逆反应
x、y、z的关系
x+y＞z
5）勒夏特列原理及其应用
（1）原理：改变影响平衡移动的一个条件，平衡向减弱该条件方向移动
①“减弱”不等于“消除”更不是“扭转”。
②若同时改变影响平衡移动的几个条件，则不能简单地根据勒夏特列原理来判断平衡移动的方向。
（2）前提：仅适用于已达到平衡的反应体系，不可逆过程或未达到平衡的可逆过程均不能使用该原理。
（3）必须有平衡移动，且实际移动方向符合理论移动方向
【易错提醒】①催化剂不能使平衡移动，无法用勒夏特列原理解释。
②等体反应改变压强，平衡不移动，无法用勒夏特列原理解释。
③改变平衡体系中固体或纯液体的量，平衡不移动，无法用勒夏特列原理解释。
④恒温恒容条件下充入惰性气体，平衡不移动，无法用勒夏特列原理解释。
⑤非平衡状态，不能用勒夏特列原理解释。
⑥勒夏特列原理可判断“改变影响平衡的一个条件”时平衡移动的方向。若同时改变影响平衡移动的几个条件，则不能简单地根据勒夏特列原理来判断平衡移动的方向，只有在改变的条件对平衡移动的方向影响一致时，才能根据勒夏特列原理进行判断。
（4）“加的多，剩的多”原理
①增大X的浓度，新平衡时c（X）一定比原平衡时的大
②增大压强，新平衡时P一定比原平衡时的大
③升高温度，新平衡时T一定比原平衡时的大
（5）“单一气体型”反应的特殊性
①反应形式：A（s）xB（s）+yC（g）
②改变压强、浓度，平衡移动，新平衡时P、c不变
（6）“单侧气体型”反应的特殊性
①反应形式：A（s）xB（g）+yC（g）
②改变压强、同倍数改变浓度，平衡移动，新平衡时P、c不变
③改变一种气体浓度，平衡移动，新平衡时c变大
3、平衡时浓度变化对“比量”的影响
1）恒温下浓度变化对转化率和百分含量的影响
（1）恒容：同倍数增大反应物或产物浓度，相当于增大压强
①m+n＞p+q，反应物转化率变大，百分含量降低；生成物的产率变大，百分含量升高。
②m+n＝p+q，反应物转化率不变，百分含量不变；生成物的产率不变，百分含量不变。
③m+n＜p+q，反应物转化率变小，百分含量升高；生成物的产率变小，百分含量降低。
（2）恒压：同倍数增大反应物或产物浓度，体积变化相应倍数，浓度不变，平衡不移动
（3）反应物多种，加谁谁的转化率变小，其余的变大
2）投料比对转化率和百分含量的影响
（1）反应物转化率相等的唯一条件：投料比＝化学计量数比
（2）生成物含量最大的条件：投料比＝化学计量数比
（3）催化剂的组成不变：投料比＝化学计量数比
mA（g）+nB（g）pC（g）+qD（g）

①a、b、c三点A的转化率：a＞b＞c
②a、b、c三点B的转化率：c＞b＞a
③b点＝
3）容器类型对转化率和百分含量的影响

（1）起始量完全相同，非等体反应
①反应物的转化率：恒压容器＞恒容容器＞绝热容器
②产物的百分含量：恒压容器＞恒容容器＞绝热容器
（2）起始量完全相同，等体反应
①反应物的转化率：恒压容器＝恒容容器＞绝热容器
②产物的百分含量：恒压容器＝恒容容器＞绝热容器
四、化学平衡基本图像
1．百分含量（或转化率）－时间－温度（或压强）图像
（1）典型图像
常见图像形式有如下几种。其中C%指生成物的百分含量，B%指反应物的百分含量。
①
②
③
④
⑤
（2）解题原则——“先拐先平条件高”
①先出现拐点的反应先达到平衡，反应条件高：温度高、压强大。
②Ⅰ表示T2＞T1，生成物的百分含量降低，说明正反应是放热反应，温度升高，平衡逆向移动。
③Ⅱ表示p2＞p1，A的转化率减小，说明正反应是气体总体积增大的反应，压强增大，平衡逆向移动。
2．百分含量（或转化率）－压强－温度图像
（1）典型图像
①恒压线图像

【说明】表示两个外界条件同时变化时，反应物A的转化率变化情况，解决这类图像一般采用“定一议二”的方法，即把自变量(温度、压强)之一设为恒量，讨论另外两个变量的关系。如：图1中，当压强相等(任意一条等压线)时，升高温度，A的转化率增大，说明升高温度平衡正向移动，即正反应为吸热反应。当温度相等时，在图1中作直线，与三条等压线交于三点，这三点自下而上为增大压强，A的转化率增大，说明增大压强平衡正向移动，即正反应为气体体积减小的反应。
②恒温线图像

【说明】图3中，当温度相等(任意一条等温线)时，增大压强，A的转化率增大，说明增大压强平衡正向移动，即正反应是气体体积减小的反应。当压强相等时，在图3中作直线，与两条等温线交于两点，这两点自下而上为降低温度，A的转化率增大，说明降低温度平衡正向移动，即正反应为放热反应。
（2）解题原则——“定一议二”
如图Ⅰ中确定压强为105Pa或107Pa，则生成物C的百分含量随温度T的升高而逐渐减小，说明正反应是放热反应；再确定温度T不变，作横坐标的垂线，与压强线出现两个交点，分析生成物C的百分含量随压强p的变化可以发现，压强增大，生成物C的百分含量增大，说明正反应是气体总体积减小的反应。
3．化学平衡中的特殊图像
(1)对于化学反应：mA(g)＋nB(g) pC(g)＋qD(g)，M点前，表示从反应开始，v(正) >v(逆)；M点为刚达到平衡点；M点后为平衡受温度的影响情况，即升温，A的百分含量增加或C的百分含量减少，平衡左移，故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。L线的上方(E点)，A的百分含量大于此压强时平衡体系中A的百分含量，所以E点满足v(正)>v(逆)；同理L线的下方(F点)满足v(正)<v(逆)。

【自学检测】
一、正确的打“√”，错误的打“×”。
1.反应2NaHCO3Na2CO3＋CO2↑＋H2O、Na2CO3＋CO2＋H2O===2NaHCO3互为可逆反应。(×)
2.化学反应达到平衡后，反应物和生成物的浓度或百分含量相等。(×)
3.在1 L的密闭容器中发生反应：2NO(g)＋O2(g)2NO2(g)，当容器中气体的颜色保持不变时，说明反应已达到平衡状态。(√)
4.对于反应H2(g)＋I2(g)2HI(g)，当压强不变时，反应达到平衡状态。(×)
5.恒温恒容下进行的可逆反应：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)，当SO3的生成速率与SO2的消耗速率相等时，反应达到平衡状态。(×)
6.化学平衡正向移动，反应物的转化率一定增大。(×)
7.向平衡体系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。(×)
8.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。(×)
9.C(s)＋CO2(g)2CO(g)　ΔH>0，其他条件不变时，升高温度，反应速率v(CO2)和CO2的平衡转化率均增大。(√)
10.只要v正增大，平衡一定正向移动。(×)
11.平衡常数大的可逆反应的平衡体系中，生成物的浓度一定大。(×)
12.增大反应物的浓度，平衡正向移动，化学平衡常数增大。(×)
13.对于某一可逆反应，升高温度则化学平衡常数一定变大。(×)
14.平衡常数发生变化，化学平衡必定发生移动。(√)
15.平衡常数大的可逆反应反应物的转化率一定大。(×)
二、选择题
1．在一个密闭容器中发生反应2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)，反应过程中某一时刻测得SO2、O2、SO3的浓度分别为0.2 mol·L－1、0.2 mol·L－1、0.2 mol·L－1，当反应达到平衡时，不可能出现的数据是(　A　)
A．c(SO3)＝0.4 mol·L－1
B．0.1 mol·L－1<c(O2)<0.3 mol·L－1
C．0<c(SO3)<0.4 mol·L－1
D．c(SO2)＋c(SO3)＝0.4 mol·L－1
【解析】当c(SO3)＝0.4 mol·L－1时，c(SO2)＝0，因平衡时各物质的浓度不能为0，A符合题意。
2.绝热、恒容的密闭容器中，发生可逆反应：  。下列各项中不能说明该反应已经达到化学平衡状态的是（D）
A．体系的压强不再改变
B．断裂2 mol H-S的同时，也断裂1 mol H-H
C．体系的温度不再改变
D．
【解析】A．该反应是等体积放热反应，由于是绝热、恒容的密闭容器，温度升高，压强增大，当体系的压强不再改变，则达到平衡，故A不符合题意；B．断裂2 mol H−S即消耗1molH2S的同时，也断裂1 mol H−H即消耗1mol H2，两个不同方向，速率之比等于计量系数之比，能说明达到平衡，故B不符合题意；C．该反应是放热反应，由于是绝热容器，则容器内温度不断升高，当体系的温度不再改变，则达到平衡，故C不符合题意；D．，消耗CO的正向，生成COS是正向，同一个方向，不能说明达到平衡，故D符合题意。综上所述，答案为D。
3．一定条件下，在恒容密闭容器中充入一定量的X和Y进行反应：X(g)＋3Y(g)2Z(g)。有关下列图像的说法中正确的是(　B　)

甲　　　　　　　　乙 丙　　　　　　　　丁
A．图甲，t1时增大了压强，平衡正向移动
B．由图乙可判断正反应为放热反应
C．图丙能说明当气体的平均摩尔质量不再变化时反应达到平衡状态
D．图丁中纵坐标表示X的浓度，则0～3 s内，反应速率v(X) ＝0.2 mol·L－1
【解析】根据图甲可知，t1时正反应速率增大，之后逐渐减小，平衡正向进行，再次平衡时的正反应速率低于原平衡正反应速率，改变的条件应该是增大反应物的浓度，同时减小生成物浓度，而不是增大压强，A不正确；根据图乙可知，当正逆反应速率相等时，反应达到平衡，随着温度的升高，v逆>v正，反应逆向进行，所以正反应为放热反应，B正确；C项，根据反应X(g)＋3Y(g)2Z(g)可知，正反应方向是气体体积减小的方向，根据M＝，在未达到平衡之前，气体的平均摩尔质量在增大，C不正确；根据图丁中X的浓度变化可知v(X)＝＝0.2 mol·L－1·s－1，速率单位错误，D不正确。
4.下列关于可逆反应A(？)＋2B(s)C(g)　ΔH<0，叙述正确的是(D)
A．气体摩尔质量不变，则反应一定达到平衡状态
B．平衡后，恒温下扩大容器体积，再次平衡后气体密度一定减小
C．平衡后，恒容下降低温度，再次平衡后气体中C的体积分数可能减小
D．平衡后，恒温恒容下，通入气体C，气体C的浓度可能不变
【解析】若A为气体，这是一个等体反应，气体的摩尔质量不变，不能说明反应达到平衡状态，A错误；若A不是气体，扩大体积平衡向右移动，C的质量增加，气体的密度可能增大，B错误；降低温度平衡向右移动，C的体积分数可能增大，C错误；若A不是气体在恒温恒容下通入C，平衡常数不变，C的浓度不变，D正确。
5.将E(s)和F(g)加入密闭容器中，在一定条件下发生反应：E(s)＋4F(g)G(g)，已知该反应的平衡常数如表。下列说法正确的是(D)
温度/℃
25
80
230
平衡常数
5×104
2
1.9×10－5
A．正反应是吸热反应
B．25 ℃时，反应G(g)E(s)＋4F(g)的平衡常数为0.5
C．80 ℃时，测得某时刻F、G的浓度均为0.5 mol·L－1，此时v正>v逆
D．恒温恒容下，向容器中再充入少量G(g)，达新平衡时，G的体积分数增大
【解析】升高温度，K减小，说明平衡逆向移动，正反应为放热反应，故A错误；25 ℃时，反应G(g)E(s)＋4F(g)的平衡常数＝＝2×10－5，故B错误；此时Q＝＝8>K＝2，则平衡逆向移动，v逆>v正，故C错误；恒温恒容下，向容器中再充入少量G(g)，结合勒夏特列原理可知，G的体积分数增大，故D正确。
三、填空题
1．运用化学反应原理研究化学反应有重要意义。

图1
(1)硫酸生产中，SO2催化氧化生成SO3：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)，混合体系中SO3的百分含量和温度的关系如图1所示(曲线上任何一点都表示平衡状态)。
①若在恒温、恒压条件下向上述平衡体系中通入氦气，平衡________(填“向左”“向右”或“不”)移动。
②若反应进行到状态D时，v正________(填“>”“<”或“＝”)v逆。
(2)课本里介绍的合成氨技术叫哈伯法：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)　ΔH<0，应用此法反应达到平衡时反应物的转化率不高。
①能使该反应的反应速率增大，且平衡向正反应方向移动的措施是________(填字母)。
A．使用更高效的催化剂
B．升高温度
C．及时分离出氨
D．充入氮气，增大氮气的浓度(保持容器体积不变)
②若在某温度下，2 L的密闭容器中发生合成氨的反应，图2表示N2的物质的量随时间的变化曲线。用H2表示0～10 min内该反应的平均速率v(H2)＝________。从第11 min起，压缩容器的体积为1 L，则n(N2)的变化曲线为________(填字母)。
【解析】(1)①恒温恒压条件下，向题述平衡体系中通入氦气，则反应容器的体积会增大，平衡会向气体分子数增大的方向(向左)移动。②反应进行到状态D时没有达到平衡，反应向右进行，所以v正>v逆。(2)①该反应是一个气体分子数减少的放热反应，升高温度，平衡逆向移动；使用更高效的催化剂，反应速率增大，但平衡不移动；分离出氨，平衡虽然正向移动，但反应速率减小，充入氮气，平衡正向移动且反应速率增大。②0～10 min时，N2从0.6 mol减少到0.2 mol，变化量为0.4 mol，则H2的变化量为1.2 mol，v(H2)＝＝0.06 mol·L－1·min－1。平衡时压缩容器的体积，气体的压强增大，平衡正向移动，N2的物质的量在原有基础上减小，曲线d符合题意。
【答案】(1)①向左　②>　(2)①D　②0.06 mol·L－1·min－1　d
2．(1)已知某密闭容器中存在下列平衡：CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)，CO的平衡物质的量浓度c(CO)与温度T的关系如图所示。

①该反应ΔH________(填“>”或“<”)0。
②若T1、T2时的平衡常数分别为K1、K2，则K1________(填“>”“<”或“＝”)K2。
③T3时在某刚性容器中按1∶2充入CO(g)和H2O(g)，达到平衡后测得CO的转化率为75%，则T3时平衡常数K3＝__________。
(2)在恒容密闭容器中，加入足量的MoS2和O2，仅发生反应：2MoS2(s)＋7O2(g)2MoO3(s)＋4SO2(g)　ΔH。测得氧气的平衡转化率与起始压强、温度的关系如图所示。

①p1、p2、p3的大小关系为____________________________。
②若初始时通入7.0 mol O2，p2为7.0 kPa，则A点的平衡常数Kp＝________________(用气体平衡分压代替气体平衡浓度计算，分压＝总压×气体的物质的量分数，写出计算式即可)。
【解析】(2)①该反应前后气体体积减小，增大压强，平衡向正反应方向移动，氧气的转化率增大，所以压强：p1>p2>p3。
②若初始时通入7.0 mol O2，p2为7.0 kPa，A点氧气的平衡转化率为50%，则A点n(O2)＝7.0 mol×(1－50%)＝3.5 mol，生成n(SO2)＝×4＝ 2.0 mol，恒温恒容条件下气体压强之比等于其物质的量之比，所以A点总压强为×7.0 kPa＝5.5 kPa，p(O2)＝3.5 kPa，p(SO2)＝2.0 kPa，则A点平衡常数Kp＝＝＝。
【答案】(1)①<　②>　③1.8 (2)①p1>p2>p3　②