（3）向左 不移动 不移动
2．（2017·武汉模拟）在某密闭容器中充入等物质的量的气体A和B，一定温度下发生反应：
A（g）＋xB（g）2C（g），达到平衡后，只改变反应的一个条件，测得容器中物质的浓度、反应速率随时间变化如下图所示。
下列说法中正确的是（ ）
【导学号：
37742199】
A．20～30min时温度、压强不变，40min时温度不变，增大压强
B．8min前A的平均反应速率为0.08mol·（L·s）－1
C．反应方程式中的x＝1，正反应为吸热反应
D．20～40min时该反应的环境温度不变
D [第30min浓度突然减小，说明此时应为增大容器体积，减小压强；第40min正逆反应速率同时增大且平衡向左移动，说明此时反应温度升高，A错误；8min前A的平均反应速率为
＝0.00133mol·（L·s）－1，B错误；由A、B、C三种物质单位时间的物质的量浓度变化可知反应方程式中的x＝1，而第40min时平衡逆向移动说明正反应放热，C错误；20～40min时该平衡没有移动，故反应温度没有改变，D正确。
]
分析化学平衡移动问题的注意事项
（1）平衡移动的结果只是减弱了外界条件的变化，而不能消除外界条件的变化。
（2）不要把v（正）增大与平衡向正反应方向移动等同起来，只有v（正）>v（逆）时，才使平衡向正反应方向移动。
（3）同等程度地改变反应混合物中各物质的浓度时，应视为压强的影响。
（4）对于缩小体积增大压强，不管是否移动，各成分的浓度均增大，但增大的倍数可能不同也可能相同。
角度2 外界条件对转化率或产率的影响
3．（2017·成都模拟）工业上采取下列方法消除NO2污染：
CH4（g）＋2NO2（g）N2（g）＋CO2（g）＋2H2O（g） ΔH＝－867kJ/mol，下列说法正确的是（ ）
A．冷却使水液化可提高NO2的平衡转化率
B．提高反应温度，平衡常数增大
C．缩小容器的体积，逆反应速率增大的程度比正反应速率增大的程度小
D．加入合适的催化剂可提高NO2的平衡转化率
A [选项A，减小生成物浓度，平衡向正反应方向移动，NO2的平衡转化率增大，正确；选项B，升温平衡向逆反应方向移动，平衡常数减小，错误；选项C，缩小容器体积相当于加压，平衡向逆反应方向移动，逆反应速率增大的程度更大，错误；选项D，使用催化剂对平衡的移动无影响，错误。
]
4．（2015·全国卷Ⅱ节选）甲醇既是重要的化工原料，又可作为燃料，利用合成气（主要成分为CO、CO2和H2）在催化剂作用下合成甲醇。
发生的主要反应如下：
①CO（g）＋2H2（g）CH3OH（g） ΔH1<0
②CO2（g）＋3H2（g）CH3OH（g）＋H2O（g） ΔH2
③CO2（g）＋H2（g）CO（g）＋H2O（g） ΔH3>0
回答下列问题：
（1）反应①的化学平衡常数K表达式为________；图1中能正确反映平衡常数K随温度变化关系的曲线为________（填曲线标记字母），其判断理由是
_____________________________________________________________。
图1
（2）合成气组成n（H2）/n（CO＋CO2）＝2.60时，体系中的CO平衡转化率（α）与温度和压强的关系如图2所示。
α（CO）值随温度升高而________（填“增大”或“减小”），其原因是
_______________________________________________________________
_______________________________________________________________；
图2中的压强由大到小为________，其判断理由是
_______________________________________________________________
_______________________________________________________________
_____________________________________________________________。
图2
[解析]
（1）根据化学平衡常数的书写要求可知，反应①的化学平衡常数为K＝c（CH3OH）/[c（CO）·c2（H2）]。
反应①为放热反应，温度升高，平衡逆向移动，平衡常数K减小，故曲线a符合要求。
（2）由图2可知，压强一定时，CO的平衡转化率随温度的升高而减小，其原因是反应①为放热反应，温度升高，平衡逆向移动，反应③为吸热反应，温度升高，平衡正向移动，又使产生CO的量增大，而总结果是随温度升高，CO的转化率减小。
反应①的正反应为气体总分子数减小的反应，温度一定时，增大压强，平衡正向移动，CO的平衡转化率增大，而反应③为气体总分子数不变的反应，产生CO的量不受压强的影响，因此增大压强时，CO的转化率提高，故压强p1、p2、p3的关系为p1＜p2＜p3。
[答案]
（1）K＝
[或Kp＝
] a 反应①为放热反应，平衡常数数值应随温度升高而变小
（2）减小 升高温度时，反应①为放热反应，平衡向左移动，使得体系中CO的量增大；反应③为吸热反应，平衡向右移动，又使产生CO的量增大；总结果，随温度升高，使CO的转化率降低
p3＞p2＞p1 相同温度下，由于反应①为气体分子数减小的反应，加压有利于提升CO的转化率；而反应③为气体分子数不变的反应，产生CO的量不受压强影响。
故增大压强时，有利于CO的转化率升高
5．（2016·全国甲卷节选）丙烯腈（CH2===CHCN）是一种重要的化工原料，工业上可用“丙烯氨氧化法”生产，主要副产物有丙烯醛（CH2===CHCHO）和乙腈（CH3CN）等。
回答下列问题：
（1）以丙烯、氨、氧气为原料，在催化剂存在下生成丙烯腈（C3H3N）和副产物丙烯醛（C3H4O）的热化学方程式如下：
①C3H6（g）＋NH3（g）＋
O2（g）===C3H3N（g）＋3H2O（g） ΔH＝－515kJ·mol－1
②C3H6（g）＋O2（g）===C3H4O（g）＋H2O（g） ΔH＝－353kJ·mol－1
有利于提高丙烯腈平衡产率的反应条件是__________；提高丙烯腈反应选择性的关键因素是________。
（2）图（a）为丙烯腈产率与反应温度的关系曲线，最高产率对应的温度为460℃。
低于460℃时，丙烯腈的产率________（填“是”或“不是”）对应温度下的平衡产率，判断理由是
_______________________________________________________________
_______________________________________________________________；
高于460℃时，丙烯腈产率降低的可能原因是________（双选，填字母）。
A．催化剂活性降低B．平衡常数变大
C．副反应增多D．反应活化能增大
图（a） 图（b）
（3）丙烯腈和丙烯醛的产率与n（氨）/n（丙烯）的关系如图（b）所示。
由图可知，最佳n（氨）/n（丙烯）约为________，理由是
_______________________________________________________________
_____________________________________________________________。
进料气氨、空气、丙烯的理论体积比约为________。
[解析]
（1）由于反应①是一个气体分子数增加的放热反应，降温、减压均有利于提高丙烯腈的平衡产率。
有机反应中要提高某反应的选择性，关键是选择合适的催化剂。
（2）由于反应①是放热反应，温度降低，平衡右移，丙烯腈的平衡产率应增大，因此图（a）中460℃以下的产率不是对应温度下的平衡产率。
反应①的平衡常数随温度的升高而变小，反应的活化能不受温度的影响，故当温度高于460℃时，丙烯腈的产率降低的可能原因是催化剂活性降低和副反应增多。
（3）由图（b）可知，当n（氨）/n（丙烯）＝1时，丙烯腈的产率最高，而丙烯醛的产率已趋近于0，如果n（氨）/n（丙烯）再增大，丙烯腈的产率反而降低，故最佳n（氨）/n（丙烯）约为1。
空气中O2的体积分数约为
，结合反应①方程式及最佳n（氨）/n（丙烯）约为1可知，进料气氨、空气、丙烯的理论体积比应为1∶
∶1＝1∶7.5∶1。
[答案]
（1）降低温度，降低压强 催化剂
（2）不是 该反应为放热反应，平衡产率应随温度升高而降低 AC
（3）1 该比例下丙烯腈产率最高，而副产物丙烯醛产率最低 1∶7.5∶1
平衡移动与转化率的关系
判断转化率的变化时，不要把平衡正向移动与反应物转化率提高等同起来，要视具体情况而定。
若有多种反应物，增大某一反应物的浓度，则另外的反应物的转化率增大而自身的减小。
若只有一种反应物时（恒温恒容）
反应实例
反应物的浓度
平衡移动
转化率变化
产物百分含量
2SO3（g）2SO2（g）＋O2（g）
增大
正向
减小
减小
2NO2（g）N2O4（g）
增大
正向
增大
增大
2HI（g）I2（g）＋H2（g）
增大
正向
不变
不变
角度3 化学反应速率与化学平衡的综合应用
6．（2015·全国卷Ⅰ节选）Bodensteins研究了下列反应：
2HI（g）H2（g）＋I2（g）
在716K时，气体混合物中碘化氢的物质的量分数x（HI）与反应时间t的关系如下表：
【导学号：
37742200】
t/min
0
20
40
60
80
120
x（HI）
1
0.91
0.85
0.815
0.795
0.784
x（HI）
0
0.60
0.73
0.773
0.780
0.784
（1）根据上述实验结果，该反应的平衡常数K的计算式为________。
（2）上述反应中，正反应速率为v正＝k正x2（HI），逆反应速率为v逆＝k逆x（H2）x（I2），其中k正、k逆为速率常数，则k逆为________（以K和k正表示）。
若k正＝0.0027min－1，在t＝40min时，v正＝________min－1。
（3）由上述实验数据计算得到v正～x（HI）和v逆～x（H2）的关系可用下图表示。
当升高到某一温度时，反应重新达到平衡，相应的点分别为________（填字母）。
[解析]
（1）由表中数据可知，无论是从正反应方向开始，还是从逆反应方向开始，最终x（HI）均为0.784，说明此时已达到了平衡状态。
设HI的初始浓度为1mol·L－1，则：
2HI（g）H2（g）＋I2（g）
初始浓度/mol·L－1 1 0 0
0.2160.1080.108
0.7840.1080.108
K＝
＝
。
（2）建立平衡时，v正＝v逆，即k正x2（HI）＝k逆x（H2）·x（I2），k逆＝
k正。
由于该反应前后气体分子数不变，故k逆＝
k正＝
k正＝
。
在40min时，x（HI）＝0.85，则v正＝0.0027min－1×0.852≈1.95×10－3min－1。
（3）因2HI（g）H2（g）＋I2（g） ΔH＞0，升高温度，v正、v逆均增大，且平衡向正反应方向移动，HI的物质的量分数减小，H2、I2的物质的量分数增大。
因此，反应重新达到平衡后，相应的点分别应为A点和E点。
[答案]
（1）
（2）k正/K 1.95×10－3（3）A、E
考点2|“等效平衡”在平衡状态比较中的应用
[基础知识自查]
1．等效平衡的概念
在相同条件下（恒温、恒容或恒温、恒压），同一可逆反应体系，不管是从正反应方向开始，还是从逆反应方向开始，只要按化学方程式中各物质的化学计量数之比投入反应物或生成物，在达到化学平衡状态时，任何相同组分的百分含量（体积分数、物质的量分数等）均相同，这样的化学平衡互称为等效平衡。
2．等效平衡的类型
等效类型
①
②
③
条件
恒温、恒容
恒温、恒容
恒温、恒压
反应的特点
任何可逆反应
反应前后气体分子数相等
任何可逆反应
起始投料
换算为化学方程式同一边物质，其“量”相同
换算为化学方程式同一边物质，其“量”符合同一比例
换算为化学方程式同一边物质，其“量”符合同一比例
平衡特点
质量分数（w%）
相同
相同
相同
浓度（c）
相同
成比例
相同（气体）
物质的量（n）
相同
成比例
成比例
[应用体验]
在恒温恒容条件下，可逆反应：
2A（g）＋B（g）3C（g）＋D（g） ΔH＝－Q1kJ·mol－1（Q1>0），起始物质的量如表所示：
序号
A
B
C
D
①
2mol
1mol
0
0
②
4mol
2mol
0
0
③
1mol
0.5mol
1.5mol
0.5mol
④
0
1mol
3mol
1mol
⑤
0
0
3mol
1mol
（1）上述反应达到平衡时，互为等效平衡的是哪几组？
________。
（2）达到平衡后，①放出的热量为Q2kJ，⑤吸收的热量为Q3kJ，则Q1、Q2、Q3的定量关系为________________________________________________。
（3）其他条件不变，当D为固体时，上述反应达到平衡时，互为等效平衡的是哪几组？
________。
（4）将“恒温恒容”改为“恒温恒压”，a.上述反应达到平衡时，互为等效平衡的是哪几组？
________。
b.达平衡后①②放出的热量分别为Q1和Q2，则Q1与Q2的关系________。
[提示]
（1）①③⑤
（2）Q2＋Q3＝Q1
（3）①②③⑤ （4）①②③⑤ Q2＝2Q1
[考点多维探究]
角度1 同温同容条件下等效平衡的应用
1．（2017·石家庄模拟）同温度下，体积均为1L的两个恒容密闭容器中发生可逆反应：
N2（g）＋3H2（g）2NH3（g） ΔH＝－92.6kJ/mol。
测得数据如表：
容器编号
起始时各物质的物质的量/mol
达到平衡时体系能量的变化
N2
H2
NH3
①
2
3
0
27.78kJ
②
1.6
1.8
0.8
Q
下列叙述不正确的是（ ）
【导学号：
37742201】
A．容器①、②中反应达平衡时压强相等
B．容器②中反应开始时v（正）>v（逆）
C．容器②中反应达平衡时，吸收的热量Q为9.26kJ
D．若条件为“绝热恒容”，容器①中反应达平衡时n（NH3）<0.6mol
B [根据容器①中反应达到平衡时能量的变化可知，该反应中转化的N2为
＝0.3mol，因此根据三段式法可得
N2（g）＋ 3H2（g）2NH3（g）
起始（mol）230
转化（mol）0.30.90.6
平衡（mol）1.72.10.6
故平衡常数K＝
≈0.023<
≈0.069，因此容器②中反应向逆反应方向进行，v（正）]
2．在体积恒定的密闭容器中，充入3molA和1molB发生反应3A（g）＋B（g）xC（g），达到平衡后，C在平衡混合气体中的体积分数为φ。
若维持温度不变，按1.2molA、0.4molB、0.6molC为起始物质。
（1）若达到平衡后C的体积分数仍为φ，则x的值是________。
（填字母，下同）
A．1 B．2
C．3D．4
（2）若达到平衡后压强不变，C的体积分数仍为φ，则x的值是________。
A．1B．2
C．3D．4
[解析] 第
（1）题只要满足φ相等，属于等效平衡，满足题中条件应用回归定比法，x可等于1也可等于4。
第
（2）题不仅要满足平衡时φ相等，且压强不变，即物质的量不变，属于等效平衡，必须用回归定值法，即1.2mol＋
＝3mol,0.4mol＋
＝1mol，解得x＝1。
[答案]
（1）AD
（2）A
角度2 同温同压条件下等效平衡的应用
3．恒温恒压下，在一个容积可变的密闭容器中发生反应：
A（g）＋B（g）C（g），若开始时通入1molA和1molB，达到平衡时生成amolC。
则下列说法错误的是（ ）
【导学号：
37742202】
A．若开始时通入3molA和3molB，达到平衡时，生成的C的物质的量为3amol
B．若开始时通入4molA、4molB和2molC，达到平衡时，B的物质的量一定大于4mol
C．若开始时通入2molA、2molB和1molC，达到平衡时，再通入3molC，则再次达到平衡后，C的物质的量分数为
D．若在原平衡体系中，再通入1molA和1molB，混合气体的平均相对分子质量不变
B [选项A，开始时通入3molA和3molB，由于容器体积膨胀，保持恒压，相当于将三个原容器叠加，各物质的含量与原平衡中的相同，C的物质的量为3amol；选项B，无法确定平衡移动的方向，不能确定平衡时B的物质的量一定大于4mol；选项C，根据题给数据可算出达到平衡时C的物质的量分数为
；选项D，这种条件下混合气体的平均相对分子质量不变。
]
角度3 恒温恒压与恒温恒容条件下的状态比较
4．有甲、乙两容器，甲容器容积固定，乙容器容积可变。
一定温度下，在甲中加入2molN2、3molH2，反应N2（g）＋3H2（g）2NH3（g）达到平衡时生成NH3的物质的量为mmol。
（1）相同温度下，在乙中加入4molN2、6molH2，若乙的压强始终与甲的压强相等，乙中反应达到平衡时，生成NH3的物质的量为________mol（从下列各项中选择，只填字母，下同）；若乙的容积与甲的容积始终相等，乙中反应达到平衡时，生成NH3的物质的量为________mol。
A.小于mB．等于m C．在m～2m之间
D．等于2m E．大于2m
（2）若开始时甲、乙两容器的容积相同，甲保持恒温恒容达到平衡，乙保持恒温恒压通入2molN2和3molH2达到平衡，两容器平衡时，转化率α（N2），甲________乙（填“>”“<”或“＝”）。
[解析]
（1）由于甲容器定容，而乙容器定压，当它们的压强相
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