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高频考点 27 化学平衡移动原理
1．（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 ，H 的平衡转化率增大
2
1.C 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．BaSO 是固体，向平衡体系中加入BaSO ，不能改变其浓度，因此平衡不移动，
4 4
氢气的转化率不变，故D错误；故选C。
2．（双选）（2021·湖南卷）已知： ，向一恒温恒容的密闭容器中充入
和 发生反应， 时达到平衡状态I，在 时改变某一条件， 时重新达到平衡状态Ⅱ，正反
应速率随时间的变化如图所示。下列说法正确的是（ ）A．容器内压强不变，表明反应达到平衡
B． 时改变的条件：向容器中加入C
C．平衡时A的体积分数 ：
D．平衡常数K：
2.BC A．容器内发生的反应为A(g)+2B(g) 3C(g)，该反应是气体分子数不变的可逆反应，所以在恒温恒
容条件下，气体的压强始终保持不变，则容器内压强不变，不能说明反应达到平衡状态，A错误；B．根据
图像变化曲线可知，t t 过程中，t 时 ,瞬间不变，平衡过程中不断增大，则说明反应向逆反应方向移
2 3 2
动，且不是“突变”图像，属于“渐变”过程，所以排除温度与催化剂等影响因素，改变的条件为：向容
器中加入C，B正确；C．根据上述分析可知，t -t 时间段，改变条件使正反应速率逐渐增大，平衡向逆反
2 3
应方向移动，达到新的平衡状态后，生成A的量增大，总的物质的量不变，所以A的体积分数 增大，即
A的体积分数 ： (II)＞ (I)，C正确；D．平衡常数K与温度有关，因该反应在恒温条件下进行，所以K
保持不变，D错误。故选BC。
3．（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
3.C 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。
4．CH 与CO 重整生成H 和CO的过程中主要发生下列反应
4 2 2
CH (g)＋CO (g)=2H (g)＋2CO(g) ΔH=247.1 kJ·mol-1
4 2 2
H (g)＋CO (g)=H O(g)＋CO(g) ΔH=41.2 kJ·mol-1
2 2 2
在恒压、反应物起始物质的量比n(CH )∶n(CO )=1∶1条件下，CH 和CO 的平衡转化率随温度变化的曲线如图
4 2 4 2
所示。下列有关说法正确的是（）
A．升高温度、增大压强均有利于提高CH 的平衡转化率
4
B．曲线B表示CH 的平衡转化率随温度的变化
4
C．相同条件下，改用高效催化剂能使曲线A和曲线B相重叠
D．恒压、800 K、n(CH )∶n(CO )＝1∶1条件下，反应至CH 转化率达到X点的值，改变除温度外的特定条件继
4 2 4
续反应，CH 转化率不能达到Y点的值
4
4.B A．甲烷和二氧化碳反应是吸热反应，升高温度，平衡向吸热反应方向即正向移动，甲烷的转化率增
大，甲烷和二氧化碳的反应是气体体积增大的反应，增大压强，平衡逆向移动，甲烷的转化率减小，故A错误；B．根据两个反应得到总反应为CH (g)＋2CO (g)=H (g)＋3CO(g) ＋H O(g)，加入的CH 与CO 物质的量
4 2 2 2 4 2
相等，CO 的消耗量大于CH 的消耗量，因此CO 的转化率大于CH 的转化率，因此曲线B表示CH 的平衡
2 4 2 4 4
转化率随温度的变化，故B正确；C．使用高效催化剂，只能提高反应速率，但不能改变平衡转化率，故C
错误；D．800 K时甲烷的转化率为X点的值，可以通过改变二氧化碳的量来提高甲烷的转化率达到Y点的
值，故D错误；故选B。
5．（2022·江苏杭州高级中学高三开学考试）甲醛在木材加工、医药等方面有重要用途。甲醇利用脱氢法
可制备甲醛，主要反应为： 。 是甲醇脱氢制甲
醛的催化剂，有研究指出，催化反应的部分机理如下：
历程ⅰ：
历程ⅱ：
历程ⅲ：
历程iv：
如图所示为在体积2L的恒容容器中，投入 ，在碳酸钠催化剂作用下，经过5min反应，测得
甲醇转化率与甲醛的选择性与温度的关系(甲醛的选择性：转化的 中生成 的百分比)，下列有
关说法正确的是
A．600℃时，前5min内生成甲醛的平均速率B．700℃时，反应历程ⅱ的速率大于反应历程ⅲ的速率
C．脱氢法制甲醛中，在高温高压条件下更有利于提高平衡产率
D．反应历程ⅰ的活化能小于 的活化能
5.D A．由图可知，600℃时甲醇转化率为55%、甲醛的选择性为60%，则前5min内生成甲醛的平均速率
v(HCHO)= =0.033 mol·L-1·min-1，故A错误；B．由图可知，600℃后，甲醇的转化率增大、
甲醛的选择性降低，说明700°C时历程ⅲ的反应程度大，相同时间内反应历程ⅱ的速率小于反应历程ⅲ的
速率，故B错误；C．该反应为气体体积增大的吸热反应，增大压强，平衡向逆反应方向移动，甲醛的产
率降低，故C错误；D．使用催化剂，降低反应的活化能，则使用碳酸钠做反应催化剂的反应历程ⅰ的活
化能小于CH OH(g) HCHO(g)+H (g)的活化能，故D正确；故选D。
3 2
6．（双选）（2022·江苏南京·高三阶段练习）将金红石(TiO )转化为TiCl 是生产金属钛的关键步骤。在
2 4
1.0×105Pa，将TiO 、C、Cl 以物质的量比1：2：2进行反应，平衡体系中主要物质的物质的量分数(x)随温
2 2
度变化理论计算结果如图所示。
下列说法不正确的是（ ）
A．200~1600℃反应达到平衡时，TiO 的转化率均已接近100%
2
B．将400℃时的平衡体系加热至800℃，平衡C(s)+CO (g) 2CO(g)向逆反应方向移动
2
C．1000℃时，测得某时刻x(TiCl )=0.2.其他条件不变，延长反应时间能使x(TiCl )超过该温度下平衡时的
4 4
x(TiCl )
4D．实际生产时反应温度选择900℃而不选择200℃，其主要原因是：900℃比200℃时化学反应速率更快，
生产效益更高
6.BC A．由分析可知，三者完全反应时，生成TiCl 、CO 的物质的量之比为1:2，此时TiCl 的物质的量分
4 4
数约为33.3%，结合图像可知，200~1600℃反应达到平衡时，TiCl 的物质的量分数约为33.3%，则TiO 转化
4 2
率均已接近100%，A正确；B．结合图像可知，将400℃时的平衡体系加热至800℃，二氧化碳含量减小、
一氧化碳含量增加，则平衡C(s)+CO (g) 2CO(g)向正反应方向移动，B错误；C．延长时间不能改变平衡
2
时物质的转化率和产率，C错误；D．温度越高反应速率越快，单位时间产率越高，实际生产时反应温度选
择900℃而不选择200℃，其主要原因是：900℃比200℃时化学反应速率更快，生产效益更高，D正确；
故选BC。
7．（2022·河北·二模）通过“CO →合成气→高附加值产品”的工艺路线，可有效实现CO 的资源化利用。
2 2
CO 加氢制合成气(CO、H )时发生下列反应：
2 2
I.CO (g)+H (g) CO(g)+H O(g) H =+41kJ·mol-1
2 2 2 1
△
II.CO (g)+4H (g) CH (g)+2H O(g) H
2 2 4 2 2
△
III.CO (g)+CH (g) 2CO(g)+2H (g) H =+247kJ·mol-1
2 4 2 3
△
(1)据此计算 H =____；反应III能自发进行的原因为____。
2
(2)在压强为△p 的恒压密闭容器中，按一定物质的量之比充入H (g)和CO (g)发生反应，平衡体系中气体的物
0 2 2
质的量分数随温度变化如图1所示：①CH (g)的物质的量分数随着温度升高而降低的原因为____。
4
②T ℃时，反应II的压强平衡常数K=____(用含p 的代数式表示)。
1 p 0
(3)结合具体催化剂，探讨反应路径的研究表明：将钙循环(CaO和CaCO 相互转换)引入上述反应体系具有诸
3
多优势。
①钙循环使反应I分为以下两个步骤进行，请写出步骤2的化学方程式。
步骤1.CO (g)的捕获：CO +CaO=CaCO ；
2 2 3
步骤2.CaO的再生：____。
②将钙循环引入该反应体系时，对反应I的影响可能为____(填选项字母)。
A．提高反应速率 B．增大平衡常数 C．提高选择性 D．增大反应活化能
(4)电催化还原CO 的方法具有催化效率更高、反应条件更温和的优点，CO 在Au纳米颗粒表面电还原的进
2 2
程如图2所示。据此判断该过程的决速步骤为____(填“a”、“b”或“c”)，电催化还原CO 的电极反应式为
2
____。
7.(1) -165kJ·mol-1 S>0
(2) 反应II的 H<0，△反应III的 H>0，随着温度的升高，反应II平衡逆向移动，反应III平衡正向移动，且
△ △
反应III占优势
(3) CaCO +H =CO+CaO+H O AC
3 2 2
(4) c CO +2H++2e-=CO+H O
2 2
解析：（1）根据盖斯定律分析反应热，并根据自发进行的焓判据和熵判据分析自发进行的原因。
（2）根据平衡移动分析温度对平衡的影响，并根据平衡常数公式书写和计算平衡常数。
（3）结合催化剂对反应的影响和实质分析该反应的过程和影响。（4）根据活化能的大小影响反应速率分析反应的决速步骤，并根据反应的起始和最终物质书写方程式。
(1)I.CO (g)+H (g) CO(g)+H O(g) H =+41kJ·mol-1，II.CO (g)+4H (g) CH (g)+2H O(g) H ，III.CO (g)
2 2 2 1 2 2 4 2 2 2
△ △
+CH (g) 2CO(g)+2H (g) H =+247kJ·mol-1，根据盖斯定律分析，有I×2-III可得II CO (g)+4H (g) CH (g)
4 2 3 2 2 4
△
+2H O(g) H =+41kJ·mol-1×2-247kJ·mol-1=-165 kJ·mol-1；反应III为吸热反应，能自发进行的原因是熵增，即
2 2
S>0。 △
△(2)①Ⅱ反应生成甲烷，为放热反应，Ⅲ为消耗甲烷，为吸热反应，升温，反应II平衡逆向移动，反应III
平衡正向移动，且反应III占优势。
②T ℃时，根据图像，水的物质的量分数为48%，氢气的物质的量分数为24%，二氧化碳和甲烷的物质的
1
量分数相同，则反应II的压强平衡常数K= = 。
p
(3)①钙循环使反应I.CO (g)+H (g) CO(g)+H O(g)分为以下两个步骤进行，步骤1.CO (g)的捕获：
2 2 2 2
CO +CaO=CaCO ；则步骤2.CaO的再生过程中消耗氢气，生成一氧化碳和水和水，故该方程式为
2 3
CaCO +H =CO+CaO+H O。
3 2 2
②将钙循环引入该反应体系时，氧化钙是催化剂，能提高反应速率，但不能增大平衡常数，能提高反应的
选择性，降低反应活化能，故答案为AC。
(4)活化能大的反应反应速率最慢，是反应的决速步骤，故该过程的决速步骤为c，从反应起始物质和最终
物质分析，电催化还原CO 的电极反应式为CO +2H++2e-=CO+H O。
2 2 2
8．（2022·潍坊高三模拟）碳以及碳的化合物在生活中应用广泛。利用CO 合成甲醇不仅能够使二氧化碳
2
得到有效合理的利用，也能解决日益严重的能源危机。由CO 合成甲醇的过程可能涉及如下反应：
2
反应I：CO (g)＋3H (g) CH OH(g)＋H O(g) ΔH =-49.58 kJ·mol-1
2 2 3 2 1
反应II：CO (g)＋H (g) CO(g)＋H O(g) ΔH =＋41.19 kJ·mol-1
2 2 2 2
反应III：CO(g)＋2H (g) CH OH(g) ΔH
2 3 3
回答下列问题：
(1)将一定量的H 和CO 充入恒容密闭容器中并加入合适的催化剂，发生反应I、II、III。测得不同温度下体
2 2
系达到平衡时CO 的转化率(a)及甲醇的产率(b)如图所示。
2①该反应达到平衡后，为同时提高反应速率和甲醇的生成量，以下措施一定可行的是___________(填字母)。
A．改用高效催化剂 B．升高温度
C．分离出甲醇 D．增加CO 浓度
2
②据图判断，当温度高于260 ℃后，CO的浓度随着温度的升高而___________(填“增大”“减小”“不
变”或“无法判断”)，其原因是___________。
(2)一定条件下，在2 L的恒容密闭容器中充入一定量的H 和CO (假设仅发生反应Ⅰ)。测得在反应物起始
2 2
投入量不同时，CO 的平衡转化率与温度的关系如图所示。
2
反应物起始投入量：
曲线I：n(H )=3 mol，n(CO )=1.5 mol
2 2
曲线II：n(H )=3 mol，n(CO )=2 mol
2 2
①根据图中数据判断，要使CO 平衡转化率大于40%，以下条件中最合理的是___________。
2
A．n(H )=3 mol，n(CO )=2.5 mol；550 K
2 2
B．n(H )=3 mol，n(CO )=1.6 mol；550 K
2 2
C．n(H )=3 mol，n(CO )=1.9 mol；600 K
2 2
D．n(H )=3 mol，n(CO )=1.5 mol；650 K
2 2
②请选择图中数据计算500 K时反应I的平衡常数K=___________。
8.(1) D 增大 反应I和III为放热反应，反应II为吸热反应，温度升高不利于CO 、CO转化为
2甲醇，有利于CO 转化为CO，所以CO浓度一定增大
2
(2) B 200
解析：反应Ⅰ-反应Ⅱ=反应Ⅲ，则ΔH =ΔH -ΔH =-49.58kJ/mol-41.19kJ/mol=-90.77kJ/mol。
3 1 2
（1）①A．催化剂只能提高反应速率，不能提高平衡时甲醇的生成量，A错误；
B．升高温度，反应Ⅰ和反应Ⅲ化学平衡均逆向移动，甲醇的生成量减少，B错误；
C．分离出甲醇平衡正向移动，CO 浓度减小，反应速率会减慢，C错误；
2
D．增加CO 浓度，反应速率增大，同时平衡正向移动，甲醇的产率提高，D正确；
2
故答案选D。
②反应Ⅰ、反应Ⅲ均为放热反应，温度升高不利于CO 、CO转化为甲醇，反应Ⅱ为吸热反应，温度升高使
2
更多的CO 转化为CO，所以当温度高于260℃后，CO的浓度一定增大。
2
（2）①据图可知当温度为550K、n(H )=3mol、n(CO )=2mol时，CO 的平衡转化率低于40%，若要使CO 的
2 2 2 2
平衡转化率增大，则应减少CO 的量，而该反应的焓变小于零，为放热反应，温度越低，CO 的平衡转化率
2 2
越大，所以四组数据中最合理的是n(H )=3mol，n(CO )=1.6mol；550K，故答案选B。
2 2
②在温度为500K的条件下，充入3molH 和1.5molCO ，容器容积为2L，平衡时二氧化碳的转化率是60%，
2 2
列三段式有：
，所以平衡常数K= 。
