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第 48 讲 影响化学平衡的因素
[复习目标] 1.掌握外界条件改变对化学平衡的影响和勒夏特列原理。2.掌握新旧平衡状态
比较的一般方法和思路。
考点一 化学平衡的移动
1．含义
在一定条件下，当可逆反应达到化学平衡状态后，如果改变影响平衡的条件(如浓度、温度、
压强等)，化学平衡状态被破坏(正、逆反应速率不再相等)，平衡体系的物质组成也会随着改
变，直至正、逆反应速率再次相等，在新的条件下达到新的化学平衡状态。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，简称平衡移动。
2．平衡移动方向的判断
(1)根据速率判断
①若v正 >v逆 ，则平衡向正反应方向移动。
②若v正 ＝v逆 ，则平衡不移动。
③若v正 0，其他条件不变时，升高温度，反应速率 v(CO)和CO
2 2 2
的平衡转化率均增大( )
6．只要v 增大，平衡一定正向移动( )
正
答案 1.× 2.× 3.× 4.× 5.√ 6.×1．COCl (g)CO(g)＋Cl(g) ΔH>0，当反应达到平衡时，下列措施：①升温、②恒容通
2 2
入惰性气体、③增加CO的浓度、④减压、⑤加催化剂、⑥恒压通入惰性气体，能提高
COCl 转化率的是( )
2
A．①②④ B．①④⑥ C．②③⑤ D．③⑤⑥
答案 B
解析 该反应为气体体积增大的吸热反应，所以升温和减压均可以促使平衡正向移动。恒压
通入惰性气体，相当于减压；恒容通入惰性气体与加催化剂均对平衡无影响；增加CO的浓
度，将导致平衡逆向移动。
2．(2022·浦东新区模拟)可逆反应mA(g)＋nB(？)pC(g)＋qD(？)中A和C都是无色气体，
当达到平衡后，下列叙述正确的是( )
A．若改变条件后，平衡正向移动，D的百分含量一定增大
B．若升高温度，A的浓度增大，说明正反应是吸热反应
C．若增大压强，平衡不移动，说明m＋n一定等于p＋q
D．若增加B的量，平衡移动后体系颜色加深，说明B必是气体
答案 D
解析 若改变条件后，平衡正向移动，D的百分含量不一定增大，因为B的状态不确定，故
A错误；若升高温度，A的浓度增大，说明逆反应是吸热反应，故B错误；若增大压强，平
衡不移动，如果B、D均为气体，则说明m＋n一定等于p＋q，如果B、D均不为气体，则
m＝p，故C错误；固体和液体的用量不影响平衡，若增加 B的量，平衡移动后体系颜色加
深，说明B必是气体，故D正确。
3．在压强为0.1 MPa、温度为300 ℃条件下，a mol CO与3a mol H 的混合气体在催化剂
2
作用下发生反应生成甲醇：CO(g)＋2H(g)CHOH(g) ΔH＜0。
2 3
(1)平衡后将容器的容积压缩到原来的一半，其他条件不变，对平衡体系产生的影响是
________(填字母，下同)。
A．c(H )减小
2
B．正反应速率加快，逆反应速率减慢
C．反应物转化率增大
D．重新达到平衡时减小
(2)若容器容积不变，下列措施可增大甲醇产率的是________。
A．升高温度
B．将CHOH从体系中分离
3
C．充入He，使体系总压强增大
答案 (1)CD (2)B
解析 (1)该反应为正向气体分子数减小的可逆反应，缩小容器体积，平衡正向移动，c(H )
2
增大，正、逆反应速率均增大，因而A、B均不正确。(2)由于该反应正向是放热反应，升高温度平衡逆向移动，CHOH的产率降低；容器容积不变，充入He，平衡不移动。
3
考点二 平衡移动方向与转化率的判断
反应aA(g)＋bB(g)cC(g)＋dD(g)的转化率分析
(1)若反应物起始物质的量之比等于化学计量数之比，达到平衡后，它们的转化率相等。
(2)若只增加A的量，平衡正向移动，B的转化率增大，A的转化率减小。
(3)若按原比例同倍数地增加(或降低)A、B的浓度，等效于压缩(或扩大)容器体积，气体反
应物的转化率与化学计量数有关。
同倍数增大c(A)和c(B)
应用举例
对于以下三个反应，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)PCl (g)PCl (g)＋Cl(g)
5 3 2
再充入 PCl (g)，平衡向________方向移动，达到平衡后，PCl (g)的转化率________，
5 5
PCl (g)的百分含量______。
5
(2)2HI(g)I(g)＋H(g)
2 2
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)2NO (g)NO(g)
2 2 4
再充入NO (g)，平衡向________方向移动，达到平衡后，NO (g)的转化率________，NO (g)
2 2 2
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丁
3
答案 D
解析 甲和乙若都是恒温恒压，则两者等效，但乙为绝热恒压，又该反应正反应为放热反应，
则温度：甲<乙，温度升高平衡向逆反应方向移动，c(SO )：甲<乙，平衡常数K：甲>乙，
2
A、B项错误；丙和丁若都是恒温恒容，则两者等效，但丁为绝热恒容，则温度：丙<丁，
温度越高，反应速率越快，达到平衡的时间越短，所用的时间：丙>丁，C项错误；温度升
高平衡向逆反应方向移动，体积分数φ(SO )：丙>丁，D项正确。
3
4．T ℃时，在容积为2 L的3个恒容密闭容器中发生反应：3A(g)＋B(g)xC(g)，按不同
方式投入反应物，测得反应达到平衡时的有关数据如下：
容器 甲 乙 丙
3 mol A、2 6 mol A、4
反应物的投入量 2 mol C
mol B mol B
达到平衡的时间/min 5 8
A的浓度/(mol·L－1) c c
1 2
C的体积分数/% w w
1 3
混合气体的密度/(g·L－1) ρ ρ
1 2
下列说法正确的是( )
A．若x＜4，则2c＜c
1 2
B．若x＝4，则w＝w
1 3
C．无论x的值是多少，均有2ρ＝ρ
1 2
D．甲容器达到平衡所需的时间比乙容器达到平衡所需的时间短
答案 C
解析 若x＜4，则正反应为气体分子数减少的反应，乙容器对于甲容器而言，相当于加压，
平衡正向移动，所以2c ＞c ，A项错误；若x＝4，则反应前后气体分子数相等，由于起始
1 2
时甲容器中A、B的投入量之比与化学方程式中对应化学计量数之比不相等，故 w 不可能
3等于w ，B项错误；起始时乙容器中A、B的投入量是甲容器的2倍，两容器的容积相等，
1
故恒有2ρ ＝ρ ，C项正确，起始时乙容器中A、B的浓度是甲容器中的2倍，故乙容器达到
1 2
平衡所需的时间比甲容器达到平衡所需的时间短，D项错误。
(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。
1．(2022·海南，8)某温度下，反应CH==CH(g)＋HO(g)CHCHOH(g)在密闭容器中达
2 2 2 3 2
到平衡，下列说法正确的是( )
A．增大压强，v正 >v逆 ，平衡常数增大
B．加入催化剂，平衡时CHCHOH(g)的浓度增大
3 2
C．恒容下，充入一定量的HO(g)，平衡向正反应方向移动
2
D．恒容下，充入一定量的CH==CH(g)，CH==CH(g)的平衡转化率增大
2 2 2 2
答案 C
解析 该反应是一个气体分子数减小的反应，增大压强可以加快化学反应速率，正反应速率
增大的幅度大于逆反应，故v >v ，平衡向正反应方向移动，但是因为温度不变，故平衡
正 逆
常数不变，A不正确；催化剂不影响化学平衡状态，因此，加入催化剂不影响平衡时
CHCHOH(g)的浓度，B不正确；恒容下，充入一定量的HO(g)，HO(g)的浓度增大，平衡
3 2 2 2
向正反应方向移动，C正确；恒容下，充入一定量的CH==CH (g)，平衡向正反应方向移
2 2
动，但是CH==CH (g)的平衡转化率减小，D不正确。
2 2
2．(2020·浙江7月选考，20)一定条件下：2NO (g)NO(g) ΔH＜0。在测定NO 的相对
2 2 4 2
分子质量时，下列条件中，测定结果误差最小的是( )
A．温度0 ℃、压强50 kPa
B．温度130 ℃、压强300 kPa
C．温度25 ℃、压强100 kPa
D．温度130 ℃、压强50 kPa答案 D
解析 测定NO 的相对分子质量时，要使平衡逆向移动，且逆向移动的程度越大，测定结
2
果的误差越小。该反应的正反应是气体分子数减少的放热反应，因此温度越高、压强越小时，
平衡逆向移动的程度越大，故选D。
3．[2022·河北，16(2)①]工业上常用甲烷、水蒸气重整制备氢气，体系中发生如下反应。
Ⅰ.CH (g)＋HO(g)CO(g)＋3H(g)
4 2 2
Ⅱ.CO(g)＋HO(g)CO(g)＋H(g)
2 2 2
下列操作中，能提高CH(g)平衡转化率的是__________(填字母)。
4
A．增加CH(g)用量
4
B．恒温恒压下通入惰性气体
C．移除CO(g)
D．加入催化剂
答案 BC
解析 增加CH(g)用量可以提高HO(g)的转化率，但是CH(g)平衡转化率减小，A不符合
4 2 4
题意；恒温恒压下通入惰性气体，相当于减小体系压强，反应混合物中各组分的浓度减小，
反应Ⅰ的化学平衡正向移动，能提高CH(g)平衡转化率，B符合题意；移除CO(g)，减小了
4
反应混合物中CO(g)的浓度，反应Ⅰ的化学平衡正向移动，能提高CH(g)平衡转化率，C符
4
合题意；加入催化剂不能改变平衡状态，故不能提高CH(g)平衡转化率，D不符合题意。
4
4．[2022·湖南，16(1)①]在一定温度下，向体积固定的密闭容器中加入足量的 C(s)和1 mol
HO(g)，起始压强为0.2 MPa时，发生下列反应生成水煤气：
2
Ⅰ.C(s)＋HO(g)CO(g)＋H(g)
2 2
ΔH＝＋131.4 kJ·mol－1
1
Ⅱ.CO(g)＋HO(g)CO(g)＋H(g) ΔH＝－41.1 kJ·mol－1
2 2 2 2
下列说法正确的是__________。
A．平衡时向容器中充入惰性气体，反应Ⅰ的平衡逆向移动
B．混合气体的密度保持不变时，说明反应体系已达到平衡
C．平衡时H 的体积分数可能大于
2
D．将炭块粉碎，可加快反应速率
答案 BD
解析 在恒温恒容条件下，平衡时向容器中充入惰性气体不能改变反应物的浓度，因此反应
Ⅰ的平衡不移动，A说法不正确；在反应中固体C转化为气体，气体的质量增加，而容器的
体积不变，因此气体的密度在反应过程中不断增大，当混合气体的密度保持不变时，说明反
应体系已达到平衡，B说法正确；若C(s)和HO(g)完全反应全部转化为CO(g)和H(g)，由
2 2 2
C(s)＋2HO(g)CO(g)＋2H(g)可知，H 的体积分数的极值为，由于可逆反应有一定的限
2 2 2 2
度，反应物不可能全部转化为生成物，因此，平衡时 H 的体积分数不可能大于，C说法不
2正确；将炭块粉碎可以增大其与HO(g)的接触面积，因此可加快反应速率，D说法正确。
2
课时精练
1．下列事实不能用勒夏特列原理解释的是( )
A．溴水中有下列平衡：Br ＋HOHBr＋HBrO，当加入少量AgNO 溶液后，溶液的颜色
2 2 3
变浅
B．对于反应：2HI(g)H(g)＋I(g)，缩小容器的容积可使平衡体系的颜色变深
2 2
C．反应：CO(g)＋NO (g)CO(g)＋NO(g) ΔH<0，升高温度可使平衡向逆反应方向移动
2 2
D．对于合成NH 的反应，为提高NH 的产率，理论上应采取低温措施
3 3
答案 B
解析 加入少量AgNO 溶液，HBr与AgNO 反应生成AgBr沉淀，c(HBr)减小，平衡正向移
3 3
动，溶液的颜色变浅，A可以用勒夏特列原理解释；2HI(g)H(g)＋I(g)是反应前后气体
2 2
分子总数不变的反应，缩小容器的容积，压强增大，平衡不移动，但c(I)增大，导致平衡体
2
系的颜色变深，故B不能用勒夏特列原理解释；反应 CO(g)＋NO (g)CO(g)＋NO(g)的
2 2
ΔH<0，升高温度，平衡逆向移动，C可以用勒夏特列原理解释；合成氨的反应是放热反应，
降低温度，平衡正向移动，有利于生成NH ，D可以用勒夏特列原理解释。
3
2．反应NH HS(s)NH (g)＋HS(g)在某温度下达到平衡，下列各种情况不会使平衡发生移
4 3 2
动的是( )
A．温度、容积不变时，通入SO 气体
2
B．移走一部分NH HS固体
4
C．容器体积不变，充入HCl气体
D．保持压强不变，充入氮气
答案 B
解析 A项，2HS＋SO ===3S＋2HO，通入SO 气体使平衡正向移动；B项，增减固体的
2 2 2 2
量，平衡不移动；C项，NH (g)＋HCl(g)===NH Cl(s)，充入HCl气体使平衡正向移动；D项，
3 4
保持压强不变，充入氮气，平衡向正反应方向移动。
3．一定量混合气体在一体积可变的密闭容器中发生反应：xA(g)＋yB(g)zC(g)。该反应达
到平衡后，测得A气体的浓度为0.5 mol·L－1。在恒温下将密闭容器的体积扩大到原来的2
倍，再次达到平衡后，测得A的浓度为0.3 mol·L－1，则下列叙述正确的是( )
A．平衡向正反应方向移动
B．x＋yz，C的体积分数降低，B的转化率降低。
4．化学反应Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ在不同温度时达到平衡，其平衡常数如下表：
温度
编号 化学方程式
979 K 1 173 K
Ⅰ Fe(s)＋CO(g)FeO(s)＋CO(g) 1.47 2.15
2
Ⅱ CO(g)＋HO(g)CO(g)＋H(g) 1.62 b
2 2 2
Ⅲ Fe(s)＋HO(g)FeO(s)＋H(g) a 1.68
2 2
根据以上信息判断，下列结论正确的是( )
A．将铁粉磨细可以使平衡Ⅰ向右移动
B．反应Ⅱ、Ⅲ均为放热反应
C．升高温度，反应Ⅲ平衡向正反应方向移动
D．a－197 kJ·mol－1
3 1 1
答案 C
解析 A项，Q>Q ＝Q ，错误；B项，甲、乙、丙为等效平衡，SO 的体积分数相等，错
1 2 3 2
误；C项，由于温度一样，甲、乙、丙3个容器中反应的平衡常数相等，正确；D项，SO (g)→SO (s)放出热量，所以ΔH<－197 kJ·mol－1，错误。
3 3 1
8．如图所示，向A中充入1 mol X和1 mol Y，向B中充入2 mol X和2 mol Y，起始V ＝
A
V ＝a L，在相同温度和有催化剂的条件下，两容器中各自发生下列反应：X(g)＋
B
Y(g)2Z(g)＋W(g) ΔH>0；达到平衡时，V ＝1.2a L，则下列说法不正确的是( )
A
A．反应开始时，B容器中化学反应速率快
B．A容器比B容器中X的转化率大
C．打开K一段时间达平衡时，A的体积为2.4a L(连通管中气体体积不计)
D．打开K达新平衡后，升高B容器温度，A容器体积会增大
答案 C
解析 起始V ＝V ＝a L，B中反应物的物质的量大于A中反应物的物质的量，则B容器中
A B
反应物的浓度大于A容器中反应物的浓度，所以反应开始时，B容器中的反应速率大于A
容器中的反应速率，A项正确；A容器为恒温恒压条件，气体的体积之比等于气体的物质的
量之比，达到平衡时，混合气体总物质的量为2 mol×1.2＝2.4 mol，由方程式可知1 mol X
反应时混合气体总物质的量增大1 mol，即平衡时混合气体增大的物质的量等于消耗的X的
物质的量，故反应的X的物质的量为2.4 mol－2 mol＝0.4 mol，则X的转化率为×100%＝
40%，B容器为恒温恒容条件，正反应为气体物质的量增大的反应，故平衡时B容器中压强
比A容器中压强大，等效在A平衡的基础上增大压强，与A的平衡相比，平衡逆向移动，
B中X的转化率小于A中X的转化率，B项正确；打开K，保持温度不变，再达平衡时，
等效为开始加入3 mol X、3 mol Y时达到的平衡，恒温恒压下与A中平衡为等效平衡，反
应物转化率不变，平衡时混合气体总物质的量为A中的3倍，恒温恒压下压强之比等于物
质的量之比，则开始加入3 mol X、3 mol Y达到平衡时总体积为1.2a L×3＝3.6a L，B容
器为a L，A容器体积为3.6a L－a L＝2.6a L，C项错误；该反应的正反应是一个气体体
积增大的吸热反应，升高温度，平衡向正反应方向移动，混合气体的物质的量增大，导致A
容器的体积增大，D项正确。
9．甲烷和水蒸气催化制氢主要有如下两个反应：
①CH(g)＋HO(g)===CO(g)＋3H(g)
4 2 2
ΔH＝＋206 kJ·mol－1
②CO(g)＋HO(g)===CO(g)＋H(g)
2 2 2
ΔH＝－41 kJ·mol－1
恒定压强为100 kPa时，将n(CH)∶n(H O)＝1∶3的混合气体投入反应器中，平衡时，各组
4 2
分的物质的量分数与温度的关系如下图所示。回答下列问题：
(1)写出CH 与CO 生成H 和CO的热化学方程式：_________________________。
4 2 2
(2)关于甲烷和水蒸气催化制氢反应，下列叙述正确的是________(填字母)。
A．恒温、恒容条件下，加入惰性气体，压强增大，反应速率加快
B．恒温、恒容条件下，加入水蒸气，活化分子百分数增大，反应速率加快
C．升高温度，活化分子百分数增大，有效碰撞频率增大，反应速率加快
D．加入合适的催化剂，降低反应温度也能实现单位时间转化率不变
(3)系统中H 的含量在700 ℃左右出现峰值，试从化学平衡的角度解释出现峰值的原因：
2
①低于700 ℃，_________________________________________________________；
②高于700 ℃，_________________________________________________________。
(4)已知投料比为n(CH)∶n(H O)＝1∶3的混合气体，p＝100 kPa。600 ℃时，CH 的平衡转
4 2 4
化率为________(保留4位有效数字)，反应①的平衡常数的计算式为K ＝________(K 是以
p p
分压表示的平衡常数，分压＝总压×物质的量分数)。
答案 (1)CH (g)＋CO(g)===2CO(g)＋2H(g)
4 2 2
ΔH＝＋247 kJ·mol－1
(2)C (3)①由于反应①正反应吸热，随温度升高，反应向正反应方向进行的程度较大，同
时发生反应②，使氢气的物质的量逐渐增大 ②随着反应的进行，升高温度，反应②正反应
放热，平衡向逆反应方向移动，使氢气的物质的量减小
(4)77.78%
解析 (1)根据盖斯定律，①－②可得CH(g)＋CO(g)===2CO(g)＋2H(g) ΔH＝＋247 kJ·
4 2 2
mol－1。(2)恒温、恒容条件下，加入惰性气体，尽管压强增大，但各气体的浓度未变，化学
反应速率不变，A错误；恒温、恒容条件下，加入水蒸气，单位体积活化分子数增加，但活
化分子百分数不变，反应速率加快，B错误；升高温度，增大了活化分子百分数，有效碰撞
次数增大，反应速率加快，C正确；催化剂不影响平衡转化率，降低反应温度，平衡逆向移
动，平衡转化率减小，“单位时间转化率”变与不变，还要看在单位时间内是否达到了化学
平衡状态，D错误。(3)①温度低于700 ℃时，反应①正反应吸热，随温度升高，反应向正
反应方向进行的程度大；随反应①中CO的生成，反应②也会生成H ，因此在低于700 ℃
2
时，系统中H 的含量会随温度升高而增大。②温度高于700 ℃时，由于反应②正反应放热，
2升高温度，平衡向逆反应方向移动，会使系统中 H 的含量在出现峰值后减小。(4)已知投料
2
比n(CH)∶n(H O)＝1∶3，可设甲烷初始物质的量为1 mol，水蒸气物质的量为3 mol，设转
4 2
化的甲烷为x mol，转化的CO为y mol，则
CH(g)＋HO(g)CO(g)＋3H(g)
4 2 2
初始/mol 1 3 0 0
变化/mol x x x 3x
平衡/mol 1－x 3－x x 3x
CO(g)＋HO(g)CO(g)＋H(g)
2 2 2
初始/mol x 3－x 0 3x
变化/mol y y y y
平衡/mol x－y 3－x－y y 3x＋y
由于600 ℃时，CH 物质的量分数为0.04，各气体的总物质的量为(4＋2x) mol，则＝0.04，
4
x＝，CH 的平衡转化率为×100%≈77.78%。由图可知，600 ℃时，CH 、HO、H 的物质的
4 4 2 2
量分数分别为0.04、0.32、0.50，它们的物质的量分别为 mol、 mol、 mol，可求得CO的
物质的量为 mol，物质的量分数为0.06，即反应①的平衡常数计算式K ＝＝。
p
