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备战2024 年高考化学【一轮·夯基提能】复习精讲精练
第35 讲 化学平衡状态及其移动
本讲复习目标
1．掌握化学平衡状态的特征；
2．能运用浓度、压强、温度对化学平衡的影响规律，推测平衡移动的方向及浓度、转化率等相关物理量
的变化，能进行化学反应条件的选择和优化。
夯基·知识精讲
一．可逆反应与化学平衡状态的建立
1．化学平衡研究的对象——可逆反应
（1）定义：在同一条件下，既可以向正反应方向进行，同时又可以向逆反应方向进行的化学反应。
（2）特点
①三同：a.相同条件下；b.正、逆反应同时进行；c.反应物与生成物同时存在。
②一小：反应物与生成物同时存在；任一组分的转化率都小于100%。
（3）表示：在方程式中用“
”表示。
2．化学平衡状态
（1）概念：一定条件下的可逆反应，当反应进行到一定程度时，正反应速率和逆反应速率相等，反应物
的浓度和生成物的浓度不再改变，这时的状态称为化学平衡状态，简称化学平衡。
（2）建立过程：在一定条件下，把某一可逆反应的反应物加入固定容积的密闭容器中，反应过程如下：
1
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以上过程可用如图表示：
（3）特征
3．化学平衡状态的判断
（1）动态标志：v 正＝v 逆≠0
①同一物质(两种表述)：v 正＝v 逆、断键数＝成键数。
②不同物质：必须标明是“异向”的反应速率关系。
如aA＋bB
cC＋dD，＝时，反应达到平衡状态。
（2）“变量不变”：如果一个量是随反应进行而改变的(即变量)，当其“不变”时反应就达到平衡状态。
A. 混合体系中各组分的物质的量、质量、物质的量浓度、百分含量(体积分数、质量分数)、转化率等
会随时间变化而变化，为变量，当其不随时间而改变时，反应达到平衡。
2
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B. 绝热体系中温度为变量，当其不随时间而改变时，反应达到平衡。
C. M、ρ、p 总等，不一定为变量，要根据不同情况进行判断：
注：若有非气体物质参与反应，无论Δn(g)是否等于0，M、ρ 均为变量，若其恒定不变，则化学反应
达到平衡状态。
化学反应
mA(g)＋nB(g)
pC(g)＋qD(g)
是否平衡
混合物体系中各
成分的含量
①各物质的物质的量或物质的量分数一定
平衡
②各物质的质量或质量分数一定
平衡
③各气体的体积或体积分数一定
平衡
④总体积、总压强、总物质的量一定
不一定平衡
正、逆反应速率
之间的关系
①单位时间内消耗了m mol A，同时也生成了m mol A
平衡
②单位时间内消耗了n mol B，同时也消耗了p mol C
平衡
③v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)＝m∶n∶p∶q
不一定平衡
④单位时间内生成了n mol B，同时也消耗了q mol D
不一定平衡
3
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压强
①其他条件一定、总压强一定，且m＋n≠p＋q
平衡
②其他条件一定、总压强一定，且m＋n＝p＋q
不一定平衡
混合气体的平均
相对分子质量
①平均相对分子质量一定，且m＋n≠p＋q
平衡
②平均相对分子质量一定，且m＋n＝p＋q
不一定平衡
温度
任何化学反应都伴随着能量变化，当体系温度一定时
平衡
气体的密度
密度一定
不一定平衡
颜色
反应体系内有色物质的颜色稳定不变
平衡
【例题1】反应：N2(g)＋3H2(g)
2NH3(g) ΔH<0，若在恒压绝热容器中发生，下列选项表明反应一定
已达平衡状态的是( )
A．容器内的温度不再变化
B．容器内的压强不再变化
C．相同时间内，断开H—H 的数目和断开N—H 的数目比为2 1∶
D．容器内气体的浓度c(N2)∶c(H2)∶c(NH3)＝1 3 2
∶∶
【例题2】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，可能出现的数据是( )
A．c(SO3)＝0.4 mol·L－1
B．c(SO2)＝c(SO3)＝0.15 mol·L－1
C．c(SO2)＝0.25 mol·L－1
D．c(SO2)＋c(SO3)＝0.5 mol·L－1
【例题3】一定温度下，向一体积不变的密闭容器中加入一定量的SO2和O2，发生反应：2SO2(g)＋O2(g)
2SO3(g) ΔH＝－196.6 kJ·mol－1
下列有关该反应的叙述正确的是( )
A．达到平衡状态时，正、逆反应速率相等
B．达到平衡状态时，SO2和O2的浓度都为0
C．若起始时加入2 mol SO2和1 mol O2，则达平衡时放出的热量为196.6 kJ
D．若反应达到平衡状态后，2 min 时生成a mol SO3，则4 min 时生成2a mol SO3
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【例题4】T℃，在恒容密闭容器中发生可逆反应
，下列情况能说明该反应
已达到化学平衡的是( )
①
的转化率达到100%
②反应速率
③混合气体的平均相对分子质量不再改变
④生成
，同时有
生成
⑤
的物质的量浓度不再改变
⑥气体的密度保持不变
⑦
键断裂的同时，有
键断裂
A．①③⑤⑥
B．②③④⑤
C．①②⑥⑦
D．③④⑤⑦
【例题5】在一定温度下的恒容容器中，当下列物理量不再发生变化时：①混合气体的压强；②混合气体
的密度；③混合气体的总物质的量；④混合气体的平均相对分子质量；⑤混合气体的颜色；⑥各反应物或
生成物的浓度之比等于化学计量数之比；⑦某种气体的百分含量。
(1)能说明2SO2(g)＋O2(g)
2SO3(g)达到平衡状态的是________(填序号，下同)。
(2)能说明I2(g)＋H2(g)
2HI(g)达到平衡状态的是________。
(3)能说明2NO2(g)
N2O4(g)达到平衡状态的是____________。
(4)能说明C(s)＋CO2(g)
2CO(g)达到平衡状态的是__________。
(5)能说明NH2COONH4(s)
2NH3(g)＋CO2(g)达到平衡状态的是________。
(6)能说明5CO(g)＋I2O5(s)
5CO2(g)＋I2(s)达到平衡状态的是________。
【答案】(1)①③④⑦ (2)⑤⑦ (3)①③④⑤⑦ (4)①②③④⑦ (5)①②③ (6)②④⑦
二．化学平衡的移动
1．化学平衡移动的过程
一定条件下，可逆反应达到平衡状态以后，若反应条件(如温度、压强、浓度等)发生了变化，平衡混
合物中各组分的浓度也会随之改变，从而在一段时间后达到新的平衡状态。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。
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2．化学平衡移动与化学反应速率的关系
(1)v 正>v 逆：平衡向正反应方向移动。
(2)v 正＝v 逆：反应达到平衡状态，不发生平衡移动。
(3)v 正＜v 逆：平衡向逆反应方向移动。
3．影响化学平衡的因素
（1）若其他条件不变，改变下列条件对化学平衡的影响，结果如下：
改变的条件(其他条件不变)
化学平衡移动的方向
浓度
增大反应物浓度或减小生成物浓度
向正反应方向移动
减小反应物浓度或增大生成物浓度
向逆反应方向移动
压强
(对有气体参加的反应)
反应前后气体体积改
变
增大压强
向气体分子总数减小的方向移动
减小压强
向气体分子总数增大的方向移动
反应前后气体体积不
变
改变压强
平衡移动
温度
升高温度
向吸热反应方向移动
降低温度
向放热反应方向移动
催化剂
同等程度改变v 正、v 逆，平衡不移动
（2）外界条件对化学平衡影响的图示分析
①浓度对化学平衡的影响
a．当反应体系中存在固体或纯液体物质时，可认为其“浓度”是恒定的，不随其量的增减而变化，
故改变这些固体或纯液体的量，对化学平衡没影响。
b．同等程度地改变反应气体混合物中各物质的浓度时，应视为压强的影响。
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②压强对化学平衡的影响
对于反应：mA(g)＋nB(g)
pC(g)＋qD(g)，若m＋n>p＋q，则图像对应图1、图2；若m＋n＝p＋
q，则图像对应图3、图4。
说明：
a．改变压强，相当于改变体积，也就相当于改变浓度。
b．若反应前后气体体积无变化，改变压强，能同时改变正、逆反应速率，v(正)＝v(逆)，平衡不移
动。如H2(g)＋I2(g)
2HI(g)。
③温度对化学平衡的影响
在其他条件不变的情况下，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
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应方向移动。
注意：
a.升高温度，不管是吸热还是放热方向，反应速率均增大，但吸热方向速率增大的倍数大于放热方向
速率增大的倍数，使v(吸热)>v(放热)，故平衡向吸热方向移动。
b．只要是升高温度，新平衡状态的速率值一定大于原平衡状态的速率值；反之则小。
v-t 图像[以N2(g)＋3H2(g)
2NH3(g) ΔH<0 为例]如下。
④催化剂对化学平衡的影响
催化剂对化学平衡移动无影响。V-t 图像(以N2＋3H2
2NH3为例)如下。
（3）勒夏特列原理
①内容：如果改变影响平衡的一个因素(如温度、压强及参加反应的物质的浓度)，平衡就向着能够减
弱这种改变的方向移动。本原理也称为化学平衡移动原理。
②适用范围：适用于任何动态平衡(如溶解平衡、电离平衡等)，非平衡状态不能用此来分析。
③平衡移动的结果是“减弱”外界条件的影响，而不是“消除”外界条件的影响，更不是“扭转”外
界条件的影响。
4．“惰性气体”对化学平衡的影响
（1）恒温恒容条件
原平衡体系――――――――→体系总压强增大 →体系中各组分的浓度不变 →平衡不移动。
（2）恒温恒压条件
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5．平衡转化率的分析与判断方法
（1）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 的转化率提高，A 的转化率降低。
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)容器容积，气体反应物的转化
率与化学计量数有关。
（2）反应mA(g)
nB(g)＋qC(g)的转化率分析
在T、V 不变时，增加A 的量，等效于压缩容器容积，A 的转化率与化学计量数有关。
增大c(A)
【例题1】下列说法正确的是( )
A．升高温度，平衡向吸热反应方向移动，此时v 放减小，v 吸增大
B．化学平衡正向移动，反应物的转化率一定增大
C．向平衡体系FeCl3＋3KSCN
Fe(SCN)3＋3KCl 中加入适量KCl 固体，平衡不移动，溶液的颜色几乎
不变
D．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
【例题2】将等物质的量的X、Y 气体充入某密闭容器中，在一定条件下，发生如下反应并达到平衡：X(g)
＋3Y(g)
2Z(g) ΔH＜0。改变某个条件并维持新条件直至达到平衡状态，下表中关于新平衡与原平衡
的比较正确的是( )
选项
改变的条件
新平衡与原平衡比较
A
升高温度
X 的转化率变小
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B
增大压强
X 的浓度变小
C
充入一定量Y
Y 的转化率增大
D
使用适当催化剂
X 的体积分数变小
【例题3】可逆反应A(g)＋3B(g)
2C(g) ΔH<0。该反应的速率与时间的关系如图所示：
如果t2、t4、t6、t8时都只改变了一个反应条件，则对应t2、t4、t6、t8时改变的条件正确的是( )
A．增大反应物浓度、使用了催化剂、减小压强、升高温度
B．升高温度、减小压强、增大反应物浓度、使用了催化剂
C．使用了催化剂、增大压强、减小反应物浓度、降低温度
D.升高温度、减小压强、减小反应物浓度、使用了催化剂
【例题4】在300 mL 的密闭容器中，放入镍粉并充入一定量的CO 气体，一定条件下发生反应：Ni(s)＋
4CO(g)
Ni(CO)4(g)，已知该反应平衡常数与温度的关系如下表所示。下列说法不正确的是( )
温度/℃
25
80
230
平衡常数
5×104
2
1.9×10－5
A.上述生成Ni(CO)4(g)的反应为放热反应
B．25 ℃时，反应Ni(CO)4(g)
Ni(s)＋4CO(g)的平衡常数为2×10－5
C．80 ℃时，测得某时刻Ni(CO)4、CO 的浓度均为0.5 mol·L－1，则此时v 正>v 逆
D．80 ℃达到平衡时，测得n(CO)＝0.3 mol，则Ni(CO)4的平衡浓度为2 mol·L－1
【例题5】对于以下三个反应，从反应开始进行到达到平衡后，保持容器温度、容积不变，按要求回答下
列问题：
(1)PCl5(g)
PCl3(g)＋Cl2(g)，再充入PCl5(g)，平衡向______方向移动，达到平衡后，PCl5(g)的转化率
______，PCl5(g)的百分含量______。
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(2)2HI(g)
I2(g) ＋H2(g) ，再充入HI(g) ，平衡向________ 方向移动，达到平衡后，HI 的分解率
________，HI 的百分含量________。
(3)2NO2(g)
N2O4(g)，再充入NO2(g)，平衡向________方向移动，达到平衡后，NO2(g)的转化率
________，NO2(g)的百分含量________。
提能·课后精练
1．（2023·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
2．（2023·全国·高三专题练习）在600K 下，按初始投料比
分别为1：1、1：2、1：3 投
料，发生反应为
。测得不同压强下，CO 平衡转化率如图所示。下
列叙述正确的是
A．曲线X 代表起始投料比为1：1
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B．
，该反应达到平衡状态
C．若其他条件不变，升高温度会使对应的曲线上移
D．m 点对应的
的平衡转化率为60%
3．（2023·全国·高三专题练习）下列描述的化学反应状态，不一定是平衡状态的是
A．
，恒温、恒容下，反应体系中气体的颜色保持不变
B．
，恒温、恒容下，反应体系中气体的压强保持不变
C．
，恒温、恒容下，反应体系中气体的密度保持不变
D．
，反应体系中
与
的物质的量之比保持3：1
4．（2023·全国·高三专题练习）温度为T1时，在三个容积均为1 L 的恒容密闭容器中仅发生反应：
2NO2(g)
2NO(g)+O
⇌
2(g)(正反应吸热)。实验测得：v 正=v(NO2)消耗=k 正·c2(NO2)，v 逆=v(NO)消耗=2v(O2)消耗=k
逆·c2(NO)·c(O2)，k 正、k 逆为速率常数，受温度影响。下列说法正确的是
容器编号
物质的起始浓度(mol·L-1)
物质的平衡浓度(mol·L-1)
c(NO2)
c(NO)
c(O2)
c(O2)
Ⅰ
0.6
0
0
0.2
Ⅱ
0.3
0.5
0.2
Ⅲ
0
0.5
0.35
A．设K 为该反应的化学平衡常数，则有K=
B．达平衡时，容器Ⅱ与容器Ⅲ中的总压强之比为20 17
∶
C．容器Ⅱ中起始时平衡正向移动，达到平衡时，容器Ⅱ中NO2的转化率比容器Ⅰ中的小
D．若改变温度为T2，且T2＞T1，则k 正∶k 逆＜0.8
5．（2023·江西·江西师大附中校联考模拟预测）络合平衡是广泛存在于自然界中的平衡之一，
、
、
之间存在络合平衡：
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①
，平衡常数为
；
②
，平衡常数为
，且
大于
。
298K 时，在水溶液中，
，
之间关系如图所示，其中，X 代表
、
，下列叙述错误的是
A．L2直线代表
与
关系
B．c 点条件下，能生成
，不能生成
C．在含相同浓度的
和
溶液中滴加稀
溶液，先生成
D．
的平衡常数K 为
6．（2023·浙江·高三统考专题练习）下列说法正确的是
A．同温同压下，
在光照和点燃的条件下
不同
B．298K 下，反应
不能自发进行，则该反应的
C．当温度、压强一定时，在原料气(
和
的比例不变)中添加少量惰性气体，有利于提高反应气的
平衡转化率
D．合成氨(
)在高温条件下进行符合勒夏特列原理
7．（2023·全国·高三专题练习）下列事实能用平衡移动原理解释的是
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A．
溶液中加入少量
固体，促进
分解
B．密闭烧瓶内的
和
的混合气体，受热后颜色加深
C．铁钉放入浓
中，待不再变化后，加热能产生大量红棕色气体
D．锌片与稀
反应过程中，加入少量
固体，促进
的产生
8．（2023·山东聊城·统考三模）实验是探究物质性质的重要方法，下列实验中，操作及现象与得出的结论
相一致的是
选项
实验目的
操作及现象
结论
A
探究不同催化剂的
催化效率
两支试管中分别盛相同温
度、相同浓度、相同体积的
溶液，分别滴加相同浓
度、相同体积的
溶液与
溶液，滴加
溶
液的试管中产生气体更快
对
分解的催
化效率更高
B
验证反应
是可逆反应
向
溶液中
加入
溶
液，充分反应。取反应后试
样，滴加
溶液，溶液
变为红色；另取反应后试
样，加入
溶
液，产生蓝色沉淀
反应
是可逆反应
C
检验
固体中
是否含有单质Cu
取样，加入足量稀盐酸，观
察现象
若有红色固体剩余，则
说明样品中有单质Cu
D
证明苯酚与溴水发
生反应
向苯酚饱和溶液中滴加少量
溴水，充分振荡
出现白色沉淀，说明苯
酚与溴发生了反应
A．A
B．B
C．C
D．D
9．（2023·全国·高三专题练习）
时，将足量某碳酸氢盐
固体置于真空恒容密闭容器中发生
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反应：
，该反应达到平衡时体系中气体的总浓度为
。下列说法正确的是
A．当混合气体中
的体积分数不变时，说明该反应达到平衡
B．向平衡体系中加入适量
增大
C．向平衡体系中充入适量
，逆反应速率增大
D．
时，该反应的化学平衡常数为
10．（2023 春·河北保定·高三河北安国中学校联考阶段练习）在密闭容器中充入一定量R，发生反应
。R(g)的平衡转化率与温度、压强的关系如图。下列说法正确的
是
A．X 表示温度
B．
C．
D．
时，反应达到平衡状态
11．（2023·全国·高三专题练习）
既是大气主要污染物之一，又在生产生活中具有广泛应用，如可生产
并进而制得硫酸等，其反应原理为：
。对于反应
，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．
和
所含键能总和比
所含键能小
C．反应达平衡后再通入
的体积分数一定增加
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D．反应在高压、催化剂条件下进行可提高
的平衡转化率
12．（2023·全国·高三专题练习）温度为T℃时，向某密闭容器中分别加入足量活性炭和1 mol
，发
生反应：
，并达到平衡。下列说法正确的是
A．使用催化剂，可以改变该反应的
和活化能
B．粉碎活性炭固体，正反应速率增大，平衡正向移动
C．降低压强，平衡正向移动，平衡常数K 增大
D．恒压下，充入稀有气体，利于提高
的转化率
13．（2023·江苏·高三统考专题练习）能量、速率与限度是认识和研究化学反应的重要视角。下列说法正
确的是
A．天然气燃烧时，反应物总能量小于生成物总能量
B．化学平衡状态指的是反应物与生成物浓度相等的状态
C．通过调控反应条件，可以提高合成氨反应进行的程度
D．锌锰干电池工作时，电子由石墨棒通过外电路流向锌筒
14．（2023·高三校考阶段练习）对可逆反应
，下列叙述正确的是
A．达到化学平衡时，
B．单位时间内生成
的同时，消耗
，则反应达到平衡状态
C．达到化学平衡时，若增加容器体积，则正反应速率减小，逆反应速率增大
D．化学反应速率关系是：
15．（2022 秋·广东·高三校联考阶段练习）向体积均为1L 的两恒容密闭容器中分别充入
和
发生反应：
，其中甲为绝热过程，乙为恒温过程，两反应体系
的压强随时间的变化曲线如图所示。下列说法错误的是
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A．
B．气体总物质的量：
C．p 点对应的平衡常数：K>12
D．反应速率：
16．（2023·山东济南·山东师范大学附中校考模拟预测）
催化加氢合成二甲醚是
资源化利用的有
效途径之一，合成二甲醚的总反应可表示为：总反应：
(表示平衡常数，下同)
该反应可通过如下步骤来实现：
反应Ⅰ：
反应Ⅱ：
请回答：
(1)
(用
表示)，
(用
表示)。
(2)
、
的条件下，平衡时
转化率和
的选择性随温度变化如图1 所示。
其中：
的选择性
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①下列说法正确的是 。
A．
B．若反应在恒容密闭容器中进行，当体系压强不再变化，则反应Ⅰ、Ⅱ均达到平衡状态
C．提高氢碳比
，平衡时
的转化率增大，
的选择性减小
②
时，不考虑其他副反应，反应Ⅰ的平衡常数
为 。
③
、
的条件下，
催化加氢反应一段时间，不同温度下
实际转化率和
实际选择性数据如表：
温度/
220
240
260
280
300
实际转化率%
7.6
12.4
14.8
18.6
22.9
二甲醚实际选择性%
68.7
77.2
61.0
41.5
27.5
该体系合成二甲醚的最佳反应温度为 。
④由上表数据可知，
二甲醚的实际选择性逐渐减小，从化学反应速率角度分析原因
。
(3)
、
、
，平衡时
转化率和
的收率与进料气中
体积分数
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有关，其变化如图2 所示，其中：
的收率
的收率
请在图2 中选出
在
之间
平衡收率的变化趋势 (填“a”或“b”或“c”)
17．（2023·全国·高三专题练习）CO2的资源化利用和转化技术的研究对实现碳达峰和碳中和有重要意
义。
(1)在席夫碱(含“−RC=N−”有机物)修饰的纳米金催化剂上，CO2直接催化加氢生成甲酸。其反应历程如图
所示，其中吸附在催化剂表面上的物质用*标注，TS 为过渡态。
该历程中起决速步骤的化学方程式是 。
(2)我国科学家以Si/Bi 材料作光电阴极。CO2饱和的0.5 mol ·L-1的KHCO3溶液作电解液(pH =7.4) ，将CO2
转化为HCOO－，原理如图所示。根据图示，写出光电阴极的电极反应式： 。
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(3)CO2与H2在催化剂作用下可转化为CH3OH，主要反应如下：
反应1：CO2(g) +3H2(g)
CH3OH(g) +H2O(g) ΔH1
反应2：CO2(g) +H2(g)
CO(g) +H2O(g) ΔH2
①已知：在一定温度下，由稳定态单质生成1mol 化合物的焓变叫做该物质在此温度下的标准摩尔生成
焓。下表为几种物质在298 K 的标准摩尔生成焓：
物质
CO2(g)
CH3OH(g)
H2O(g)
H2(g)
标准摩尔生成焓/(kJ ·mol
-1)
−393.51
−201.17
−241. 82
0
则ΔH1 = 。
②若起始按
=3 投料，测得CO2的平衡转化率(X - CO2)和CH3OH 的选择性(S – CH3OH)随温度、压
强的变化如图所示
[已知：S –CH3OH =
i．p1 (填 “>”或“<”)p2。
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ii．温度高于350°C 后，在压强p1和p2下，CO2的平衡转化率几乎交于一点的原因是 。
iii．250 °C 时反应2 的压强平衡常数Kp= ( 结果保留2 位有效数字)。
(4)一定条件下，CO2可形成干冰，干冰的晶胞模型如图所示。在干冰中，与一个CO2分子紧邻的分子共有
个。若晶胞参数是a nm，干冰的密度为ρg· cm-3，则阿伏加德罗常数为 (用含a 、ρ 的代数式表
示)。
18．（2023·上海·模拟预测）
Ⅰ.H2S 与CH4重整，不但可以消除污染，还可以制氢。主要反应如下：
CH
①
4(g)＋2H2S(g)
CS2(g)＋4H2(g)＋Q(Q<0)
(1)在恒温恒容条件下，可作为反应①达到平衡状态的判断依据是______(选填编号)。
A．混合气体密度不变
B．容器内压强不变
C．2v 正(H2S)=v 逆(CS2)
D．CH4与H2的物质的量分数之比保持不变
Ⅱ.在恒压条件下，以n(CH4) n(H
∶
2S)=1 2∶的组成的混合气体发生反应①，达到平衡状态时，四种组分物质的
量分数随温度的变化如图所示。
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(2)如图中表示CH4、CS2变化的曲线分别是 、 (选填编号)。
(3)M 点对应温度下，H2S 的转化率是 。
Ⅲ.在研究反应发生的适宜条件时发现：过多的CH4会导致Al2O3催化剂失活；Co 助剂有稳定催化剂的作
用。如图表示800℃，Al2O3催化剂条件下投入等量H2S，投料比[n(CH4) n(H
∶
2S)]分别为1 1∶、1 3∶、12 1∶，达
平衡时H2S 转化率、平均反应速率。
(4)投料比n(CH4) n(H
∶
2S)=1 1∶为对应图中 组图像(选填“A”“B”或“C”)；在三组图像中，C 组图
像中平均反应速率最低的可能原因是 。
(5)未添加Co 助剂时，无积碳，随着Co 添加量的变化，积碳量变化如图所示，Co 助剂可能催化原料气发
生反应的化学方程式为 。
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19．（2023·西藏日喀则·统考一模）氮及其化合物在人们的日常生活、生产工业中和环保事中属于“明星
物质”，目前最成功的应用就是“人工固氮”，在某特殊催化剂和光照条件下，N2与水反应可生成NH3 。
(1)已知：
4NH
①
3(g) + 3O2 (g)
2N2 (g) + 6H2O(g) ΔH1 =-1260 kJ/mol；
H
②
2O(l)= H2O(g) ΔH2=+44.0 kJ/mol。
则 2N2(g) + 6H2O(1)
4NH3(g)+ 3O2(g) ΔH3 = kJ / mol
(2)N2(g) + 3H2 (g)
2NH3 (g) ΔH=-92.4 kJ/mol。将1. 00 mol N2和3. 00 mol H2充入容积为3 L 的恒容密
闭容器中，发生上述反应。
①图甲是测得X、Y 的浓度随时间变化的曲线，反应达到平衡时的平均反应速率v(H2)= 。
②在不同温度和压强下，平衡体系中NH3的体积分数与温度、压强关系如图乙，则压强P2 P1
(填“大于”“小于”或“不确定”，下同)，B、D 两点的平衡常数K(D) K(B)，B 点N2的转化
率= (保留4 位有效数字)。
(3)在恒容密闭容器中充入NH3和NO2，在一定温度下发生反应：8NH3(g) + 6NO2(g)
7N2(g) +
12H2O(g)。下列表明该反应能达到平衡状态的是 (填字母)
a． 混合气体压强保持不变
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b． 混合气体密度保持不变
c． NO2和NH3的消耗速率之比为3：4
d． 混合气体颜色不变
(4)“绿水青山就是金山银山”，利用原电池原理(6NO2 + 8NH3 =7N2 + 12H2O)，可以处理氮的氧化物和
NH3尾气，装置原理图如图丙，正极反应式为 ，当有标准状况下44.8 L NO2被处理时，转移电
子的物质的量为 mol。
20．（2023·浙江嘉兴·统考一模）甲烷水蒸气重整反应是工业制备氢气的重要方式，在催化剂(如镍)表面发
生的主要反应有：
①
kJ mol
⋅
-1
②
副反应：
，
，
Ⅰ.已知：
为标准摩尔生成焓，其定义为标准状态下，由稳定相态的单质生成1 mol 该物质的焓变。对
于稳定相态单质，其
为零。
例如C(石墨)
kJ·mol-1，则
的标准生成焓为-393.5 kJ mol
⋅
-1。
物质
CO
/kJ mol
⋅
-1
-285.8
-393.5
-110.5
(1)
kJ mol
⋅
-1，结合表中数据计算反应
。
(2)在镍催化剂表面甲烷和水蒸气发生反应，最后生成CO、
和
，反应机理如下，请补充其中的两个
反应方程式(Z 表示催化剂的活性中心)。
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a．
；
b． ；
c．
；
d． ；
e．
Ⅱ．在一体积可变的密闭容器中，投入一定量的
和
发生甲烷水蒸气重整反应。
(3)下列有关说法正确的是___________。
A．
浓度不变，说明体系已达平衡状态
B．反应②前后气体物质的量不变，所以此反应熵变为0
C．在催化剂表面，
、
分子中的化学键被削弱
D．在体系中通入适量的
，有利于减少积碳，从而有利于反应进行
(4)维持压强100 kPa，平衡时
、
、CO、
的体积分数分别为a、b、c、d，反应①的平衡常数
(用含字母的式子表示。
是以分压表示的平衡常数，分压=总压×体积分数)。
(5)500℃时，反应相同时间后测得
的转化率随压强的变化如图所示。则图中E 点和G 点CH4的浓度大
小关系为c(E) c(G)(填“>”“<”或“=”)。
(6)通过甲烷水蒸气重整反应的平衡含量计算，以及析碳条件的判断，该转化需适当增大水碳比[
]，请分析可能的原因： 。
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