等效平衡及其應用（原卷版）-2025年高考化學一輪復習講義（新教材新高考）

備戰(zhàn)2025年高考化學【一輪?考點精講精練】復習講義

考點44等效平衡及其應用

疆本講?講義概要

一、等效平衡

知識精講

二、等效平衡的應用

選擇題：20題建議時長：60分鐘

課后精練

非選擇題：5題實際時長：________分鐘

%夯基?知識精講________________________________________________

一、等效平衡

1.等效平衡的含義

在一定條件下（恒溫恒容或恒溫恒壓）下，同一可逆反應體系，不管是從正反應開始，還是從逆反應開始,

還是正、逆反應同時投料，達到化學平衡狀態(tài)時，任何相同組分的百分含量（質量分數(shù)、物質的量分數(shù)、體

積分數(shù)等）均相同。

2.等效平衡的判斷方法

（1）恒溫恒容條件下反應前后體積改變的反應

判斷方法：極值等量即等效。

例如：2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)

①2mol1mol0

②002mol

③0.5mol0.25mol1.5mol

④amolbmolcmol

上述①②③三種配比，按化學方程式的化學計量關系均轉化為反應物，則SO2均為2mol,O2均為1

mol,三者建立的平衡狀態(tài)完全相同。

④中a、6、c三者的關系滿足c+a=2,g+6=l，即與上述平衡等效。

形成等效平衡的特征是：平衡時各物質的轉化率(a)、百分含量(w%)、物質的量(n)、物質的質量(m)、

物質的量濃度(c)、混合氣體的平均摩爾質量(必)、混合氣體的密度S)、壓強(P)等所有物理量完全相同，即

平衡狀態(tài)完全相同。

(2)恒溫恒壓條件下反應前后體積改變的反應

判斷方法：極值等比即等效。

例如:2sO2(g)+O2(g)12so3(g)

?2mol3mol0

②1mol1.5mol2mol

③amolbmolcmol

n(S02)2

按化學方程式的化學計量數(shù)關系均轉化為反應物，則①②中“、-=三，故互為等效平衡。

c+a2

③中a、6、c三者關系滿足：——=-,即與①②平衡等效。

^+b§

形成等效平衡的特征是：平衡時各物質的轉化率(a)、百分含量(w%)、混合氣體的平均摩爾質量(瓦)、

物質的量濃度(c)、混合氣體的密度(p)、壓強(P)相同，但各氣體的物質的量(n)、物質的質量(m)、體積(V)不

同但成比例。

(3)恒溫條件下反應前后體積不變的反應

判斷方法：無論是恒溫恒容，還是恒溫恒壓，只要極值等比即等效，因為壓強改變對該類反應的化學

平衡無影響。

例如:-2HI(g)

H2(g)+I2(g)-

①1mol1mol0

②2mol2mol1mol

③amolbmolcmol

①②兩種情況下，?(H2)：W(I2)=1：1,故互為等效平衡。

③中a、b、c三者關系滿足(g+a)：(g+b)=1：1或以a：6=l：l,c>0,即與①②平衡等效。

形成等效平衡的特征是：平衡時各物質的轉化率(a)、百分含量(w%)、混合氣體的平均摩爾質量(M)相

同，但各氣體的物質的量(n)、物質的質量(m)、物質的量濃度(c)、混合氣體的密度(p)、壓強(P)、反應達到

平衡時所需的時間(。不同但成比例。

3.虛擬“中間態(tài)”法構建等效平衡

(1)構建恒溫恒容平衡思維模式

新平衡狀態(tài)可認為是兩個原平衡狀態(tài)簡單的疊加并壓縮而成，相當于增大壓強。由增大壓強平衡移動

方向分析物質的轉化率、百分含量、物質的量濃度、放出或吸收熱量的變化情況。

起始平衡

(2)構建恒溫恒壓平衡思維模式(以氣體物質的量增加的反應為例，見圖示)

新平衡狀態(tài)可以認為是兩個原平衡狀態(tài)簡單的疊加，壓強不變，平衡不移動。

4.等效平衡判斷“四步曲”

I第一步，看觀察可逆反應特點(物質狀態(tài)、氣體分子數(shù))，判斷反應是反應前后氣體體積不變的可逆反應

還是反應前后氣體體積改變的可逆反應；

I第二步，挖挖掘反應條件,是恒溫恒容還是恒溫恒壓，注意密閉容器不等于恒容容器；

第三步，倒采用一邊倒法,將起始物質按可逆反應化學計量數(shù)之比轉化成同一邊的物質；

|第四步，聯(lián)聯(lián)系等效平衡判斷依據(jù),結合題目條件判斷是否為等效平衡。

二、等效平衡的應用

1.可逆反應MtA(g)+“B(g)=^pC(g)+qD(g)的轉化率分析

(1)若反應物起始物質的量之比等于化學計量數(shù)之比，達到平衡后，它們的轉化率相等。

(2)若只增加A的量，平衡向右移動，B轉化率增大，A轉化率降低。即：兩種或兩種以上的反應物達到

平衡時，增加其中一種反應物濃度，其它反應物的轉化率提高，而自身轉化率降低。

(3)恒溫、恒容時，若按原反應物比例同倍數(shù)增大A和B的量，等效于壓縮容器容積(或增大壓強)，氣體

反應物的轉化率與化學計量數(shù)有關。

①當加+時，A、B的轉化率都增大；

②當+時，A、B的轉化率都減??；

③當加+"=p+q時，A、B的轉化率都不變(此時為人%一定△〃=()時的“量比等效”)；

(4)恒溫、恒壓時，若按原反應物比例同倍數(shù)增大A和B的量，達新平衡時，此時為7、P一定時的“量

比等效”，A、B的轉化率都不變。

2.可逆反應wtA(g)==^B(g)+gC(g)的轉化率分析

(1)恒溫、恒容時，若增加A的量

①當加時，A的轉化率增大；

②當〃?g+q時，A的轉化率減小；

③當〃z=p+q時，A的轉化率不變(此時為7\廠一定A"=0時的“量比等效”)；

(2)恒溫、恒壓時，若增加A的量，達新平衡時，此時為7、尸一定時的“量比等效”，A、B的轉化率都不

變。

哪提能?課后精練

1.在恒容密閉容器中發(fā)生反應：4HCl(g)+O2(g)2Cl2(g)+2H2O(g)o下列有關敘述正確的是

容積/L投料200。(3時HC1平衡轉化率4000c時HC1平衡轉化率

容器I14molHCl(g)>1molO2(g)90%75%

容器II2xmolHCl(g)>2moiC)2(g)(X1S

A.該反應的AH>0

Q1

B.400。€：時，該反應的平衡常數(shù)為了

4

C.400。(2時，若x>8,則電>75%

D.400七時,向容器I平衡體系中再加入1molO2?和1molCl2(g),此時1)正<1)逆

2.70(FC時，H2(g)+CC)2(g)=H2O(g)+CO(g)o該溫度下，在甲、乙、丙三個恒容密閉容器中，投入H?

和CC)2,起始濃度如下表所示。其中甲經(jīng)2min達平衡時，v(%。)為0.025mol/(Lnin),下列判斷不正確的

是()

起始濃度甲乙丙

C(H2)/mol/L0.10.20.2

C(CO2)/mol/L0.10.10.2

A.平衡時，乙中CO2的轉化率大于50%

B.當反應平衡時，丙中c(CC>2)是甲中的2倍

C.溫度升至800。。上述反應平衡常數(shù)為25/16,則正反應為吸熱反應

D.其他條件不變，若起始時向容器乙中充入O.lOmol/L%和0.20mol/LCC)2,到達平衡時c(CO)與乙不

同

3.可逆反應A(g)+3B(g)『-2C(g),△H=-QkJ/mol有甲、乙兩個容積相同且不變的密閉容器，向甲容器中

加入1molA和3moiB,在一定條件下達到平衡時放出熱量為QikJ；在相同的條件下，向乙容器中加入2mol

C達到平衡后吸收熱量為Q2kJ；已知QI=3Q2。下列敘述不正確的是

A.甲中A的轉化率為75%

B.QI+Q2=Q

C.達到平衡后，再向乙中加入0.25molA、0.75molB>1.5molC,平衡向正反應方向移動

D.乙中的熱化學方程式為2c(g)=A(g)+3B(g)AH=+Q2kJ/mol

4.一定條件下存在反應：CO(g)+H2O(g)^CO2(g)+H2(g),其正反應放熱?，F(xiàn)有三個相同的2L恒容絕熱

(與外界沒有熱量交換)密閉容器I、II、IIL在I中充入ImolCO和ImolHzO,在II中充入ImolCO2和Imol

H2,在HI中充入2moic0和2moiH2O,700。(2條件下開始反應。達到平衡時，下列說法正確的是

A.容器I、II中正反應速率相同

B.容器I、m中反應的平衡常數(shù)相同

c.容器i中co的物質的量比容器n中的多

D.容器I中co的轉化率與容器II中co2的轉化率之和等于1

5.一定溫度下，在甲、乙、丙、丁四個恒容密閉容器中投入SO2(g)和02(g),其起始物質的量及S02的平

衡轉化率如下表所示。

甲乙丙T

密閉容器體積/L2221

n(SO)/mo

20.40.80.80.4

1

起始物質的量

n(O2)/mol0.240.240.480.24

SO2的平衡轉化率/%80%以2口3

A.甲中反應的平衡常數(shù)小于乙

B.該溫度下，甲和乙中反應的平衡常數(shù)K均為400

C.SO2的平衡轉化率：ai>a2=a3

D.容器中SO3的物質的量濃度：丙>甲=丁

6.一定溫度下，在三個體積均為1L的恒容密閉容器中發(fā)生如下反應：A(g)+2B2(g)-C(g)

其中容器I中的反應在5min時達平衡。

起始物質的量/mol平衡物質的量/mol

溫度

容器編號

/℃B(g

A(g)2C(g)C(g)

)

I5000.51.000.4

II500ab0.250.4

III6000.250.50.250.35

下列說法不正確的是

A.容器I中的反應在前5min的平均反應速率v(A)=0.08mol-L^-min1

B.該反應的正反應為放熱反應

C.容器n中起始時a=0.25,b=0.5

D.若起始時向容器I中加入AO.8mol、B21.6mol,達到平衡時A的轉化率為80%

7.甲、乙、丙三個容器中起始物質及其物質的量如圖所示，三個容器最初的容積、溫度相同，反應中甲、

丙的容積不變，乙中的壓強不變，在一定溫度下反應達到平衡。下列說法正確的是

甲乙丙

A.平衡時各容器內c(NC>2)的大小順序為乙>甲>丙

B.平衡時N2O4的百分含量：乙>甲=丙

C.平衡時甲中NO2與丙中N2O4的轉化率一定相同

D.其它條件不變，向平衡后的丙容器中再加入少量N2O4,新平衡后寰1M的值變大

C(N2O4)

8.在相同溫度下，在三個大小完全一樣的容器中發(fā)生反應(保持容器體積不變)：

1

3H2(g)+N2(g).^2NH3(g>H=-92kJ.moro開始時投料情況如下：A中3m。1凡伍)和

lmolN2(g);B中2moiNH“g)；C中4moiNH3(g),當反應都達到平衡后，下列說法正確的是

A.容器B、C中NH3的轉化率關系：a(B)>a(C)

B.容器A放出的熱量為92kJ,B容器中吸收熱量為92kJ

C.達到平衡后三容器中氨氣的體積分數(shù)相等

D.容器B中氨氣的平衡濃度是容器C中氨氣平衡濃度的一半

9.溫度為T時，在三個起始體積均為1L的密閉容器中發(fā)生反應：2SO2(g)+O2(g)-2SO3(g)

AH=-197kJ-mor1.達到平衡時，下列說法不正確的是

容器編號容器類型起始物質的量/mol平衡時SO3的物質的量/mol

so2o2SO3

I恒溫恒容2101.8

II恒溫恒壓210a

III絕熱恒容002b

A.容器I中SO2的轉化率小于容器II中S02的轉化率

B.容器I中放出的熱量為177.3kJ

C.平衡時SO3的物質的量：a>1.8,b>1.8

D.容器n的平衡常數(shù)大于容器III中的平衡常數(shù)

10.如圖所示，關閉K,向A、B中各充入2moiX和ImolY,起始VA=VB=aL,在相同溫度和催化劑的條

件下，兩容器中各自發(fā)生反應：2X(g)+Y(g)—Z(g)+W(g);達到平衡時，VA=0.9aL,則下列說法正確

的是

AB

A.達到平衡時，A中壓強比B中壓強小

B.達到平衡時，A中丫的轉化率為10%

C.達到平衡后，向B中充入Imol惰性氣體，則B中平衡向正反應方向移動

D.打開K,一段時間后達到新平衡時，VA=0.8aL(連通管中氣體體積不計)

11.某溫度下在密閉容器中發(fā)生如下反應：2M(g)+N(g)U2E(g),若開始時只充入2molE氣體，達到平

衡時，混合氣體的壓強比起始增大了20%；若開始時只充入了3molM和ImolN的混合氣體，達到平衡時

M的轉化率為

A.<60%B.=40%C.<40%D.>60%

12.如圖所示，隔板I固定不動，活塞II可自由移動，M、N兩個容器中均發(fā)生反應：A(g)+2B(g)Q

xC(g)J77=-192kJmol1o向M、N中都通入ImolA和2molB的混合氣體，初始M、N容積相同，保持溫度

不變。下列說法正確的是

MN二

III

A.若x=3,達到平衡后A的體積分數(shù)關系為：cp(M)>(p(N)

B.若x>3,達到平衡后B的轉化率關系為：a(M)>a(N)

C.若x<3,C的平衡濃度關系為：c(M)>c(N)

D.x不論為何值，起始時向N容器中充入任意值的C,平衡后N容器中A的濃度均相等

13.己知：4co(g)+2NC)2(g)U4co2(g)+N2(g)A//=-1200kJ-molT。在2L恒容密閉容器中，按照下表中甲、

乙兩種方式進行投料，經(jīng)過一段時間后達到平衡狀態(tài)，測得甲中C0的轉化率為50%。下列說法中正確的

是

甲乙

0.2molNO20.1molNO2

0.4molCO0.2molCO

A.放熱反應，一定能自發(fā)進行

B.該溫度下，反應的平衡常數(shù)為5

C.達平衡時，NO2的濃度：甲〉乙

D.達平衡時，底的體積分數(shù)：甲〈乙

14.在一個固定容積的密閉容器中，保持一定溫度進行反應:H2(g)+Br2(g)^=^2HBr(g),已知加入1mol玨

和2moiBn達到平衡后，生成了amolHBro在相同條件下，若起始時加入的H2、Br2>HBr分別為xmol、

ymohzmol(均不為0)且平衡時各組分的體積分數(shù)都不變，則以下推斷中一定正確的是

①x、y、z應滿足的關系為4x+z=2y②達到平衡時HBr的物質的量為［(x+y+z)勻amol③達到平衡時HBr

的物質的量為amol④x、y、z應滿足的關系為x+y=z

A.①②B.②③C.③④D.①②③

15.相同溫度下，有體積相同的甲、乙兩個容器，甲容器中充入lgN2和摩氏，乙容器中充入2gN2和

2gH2,分別進行合成氨反應。下列敘述中錯誤的是

A.化學反應速率：乙>甲B.平衡后N2的濃度：乙〉甲

C.印的平衡轉化率：乙〉甲D.平衡混合氣體中H2的體積分數(shù)：乙〉甲

16.煙氣中的NO經(jīng)過。3預處理，再用CaSC>3懸濁液吸收去除。預處理時發(fā)生反應：NO(g)+O3(g)^NO(g)

=

+c)2(g)。測得：VjEkjfC(NO),C(O3),丫逆=左逆C(NO2>C(C)2)，k正、左逆為速率常數(shù)，受溫度影響。向容積均

為2L的甲、乙兩個密閉容器中充入一定量的NO和。3,測得NO的體積分數(shù)隨時間的變化如圖所示。下列

說法正確的是

8

5

0.4molNO0.4molNO

0.6molO0.6molOg

33o

z

X9

)

/T2)

A.高溫有利于提高容器中NO的平衡轉化率

0.15

B.「時，反應在tmin內的平均速率以。2)=-—molL-'min-1

C.Ti時，NO(g)+O3(g)UNO2(g)+O2(g)的左下<3左逆

D.時，向2L密閉容器中充入0.6molNO、0.4mol03,到達平衡時c(NC)2)小于乙容器中平衡時c(NO2)

17.如圖所示，在兩個體積均為2L的密閉容器中分別充入4molN?和4moiH?,其中A容器中活塞尸無摩擦,

可自由滑動，尸停留在1處。在相同溫度下，兩容器中均發(fā)生反應：N2(g)+3H2(g)-2NH,(g)AH<0,

達到平衡后，A中N2的轉化率為30%,下列說法不正確的是

-----P-

AB

A.B容器反應達到平衡時，M的轉化率小于30%

B.B容器反應達到平衡時，該反應的平衡常數(shù)為631?/mof

C.若開始時只將B容器進行絕熱處理，則平衡后NH3的體積分數(shù)：A>B

D.若開始時將A容器的活塞P固定在2處，則平衡后c(H?)：2A<B

18.一定條件下，向容積均為2L的兩個恒溫密閉容器中通入一定量的一氧化碳和水蒸氣，發(fā)生反應：

CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)A^=-41kJ/mol,達平衡后獲得數(shù)據(jù)如下表。下列說法錯誤的是

起始時各物質的物質的量/mol

容器編號達到平衡的時間/min達到平衡時體系能量的變化

HOCO

CO22H2

①1400A放出32.8kJ熱量

②2800,2放出QkJ熱量

A.①中反應達平衡時，CO的轉化率為80%B.平衡時c（CO）：①二②

C.達到平衡的時間：@>@D.反應②中，。=65.6

19.在體積均為1.0L的恒容密閉容器甲、乙中，起始投料量如表，在不同溫度下發(fā)生反應：CO2（g）+C（s）U

2CO（g）oCO的平衡濃度隨溫度的變化如圖所示。下列說法正確的是

容器

n(CO2)/moln(C)/moln(CO)/mol

甲0.10.30

乙000.4

▲()><molI.)

0.40

A.曲線I對應的是甲容器

B.a、b兩點所處狀態(tài)的壓強大小關系：9pa>14pb

4

C.c點：CO的體積分數(shù)>,

D.900K時，若起始向容器乙中加入CO、CO?、C各Imol,貝Uv（正）>v（逆）

20.一定溫度下，在3個體積均為L00L的恒容密閉容器中發(fā)生反應C（s）+H2O（g）『±H2（g）+CO（g）

AH>0,相關數(shù)據(jù)如下表(已知：炭粉足量)。

物質的起始濃度/(moir1)

物質的平衡濃度

T/

容器

℃

c(CO)(molL-1)

c(H⑼。(凡)c(CO)

IT.1.00000.85

IIT.01.001.00X

IIIT22.00001.60

下列說法錯誤的是

A.T2>T,B.達到平衡所需時間：t(I)<t(III)

C.x=0.85D.T2℃,該反應的化學平衡常數(shù)K=6.4

21.近年來，我國化工技術獲得重大突破，利用合成氣(主要成分為CO、CO2和H2)在催化劑的作用下合成

甲醇(CEOH)是其中的一個研究項目。該研究發(fā)生的主要反應如下：

I.CO與H2反應合成甲醇：CO(g)+2H2(g)^CH3OH(g)

II.CO2與H?反應合成甲醇：CO2(g)+3H2(g)UCH30H⑷+叢。?

(1)上述反應符合原子經(jīng)濟性的是反應______(I或11)=

(2)在某一時刻采取下列措施，能使反應I的反應速率減小的措施是0

A.恒溫恒容下，再充入COB.升高溫度

C.恒溫恒容下，向其中充入ArD.恒溫恒壓下，向其中充入Ar

(3”02是大氣污染物，同時也是重要的化工原料，可用于制備硫酸?；卮鹣铝袉栴}：

$。2在丫2。5作用下的催化氧化是工業(yè)上生產(chǎn)硫酸的主要反應，催化反應的機理如下。

1

第一步：S02(g)+V2O5(s)S03(g)+V2O4(s)\H=+akJ-mol

1

第二步：V2O4(s)+O2(g)+2SO2(g)2VOSO4(s)AH=-Z7kJ.mof

1

第三步：4VOSO4(S)+02(g)2V2O5(S)+4SO3(g)A//=-ckJ-mof

①寫出so2催化氧化的熱化學方程式。

②為研究①中so,催化氧化的反應(AH<0),某同學設計了如圖三種已裝固體V2O5催化劑的密閉容器。

恒溫恒容絕熱恒容恒溫恒壓

可移動

活塞

甲乙丙

在初始體積與溫度相同的條件下，甲、乙、丙中均按2moiSO?、lmolC)2投料，達到平衡時，三個容器中S0?

的轉化率從大到小的順序為(用“甲、乙、丙”表示)。

(4)硝化法既能生產(chǎn)硫酸,也能處理SO?,主要反應為NO2(g)+SO2(g)USC)3(g)+NO(g)AH<0。PC時，

向恒容密閉容器中加入等物質的量的NO?和so?,達到平衡時NO和NO2的物質的量濃度之比為3:1。rc

時，該反應的化學平衡常數(shù)為0尸C時，向某容器中同時充入NO>SO?、SO3、NO各ImoL則

此時v正v逆(填“〈”或“=”)。

22.硫及其化合物對人類的生產(chǎn)和生活有著重要的作用。

⑴2so2(g)+O2(g)U2s03(g)411=-198口加01-1是制備硫酸的一個重要反應，在容積為VL的密閉容器中分別

充入2moiSO2和ImoQ在不同條件下進行反應，反應體系的總壓強隨時間的變化如圖所示。與實驗a相比,

實驗b改變的條件是。

(2)二氧化硫在一定條件下還可以發(fā)生如下反應：SO2(g)+NO2(g)SO3(g)+NO(g)411=-42150101-1。在1L恒

容密閉容器中充入SO2(g)和NO2(g),所得實驗數(shù)據(jù)如表所示：

實驗編號溫度起始時物質的量/mol平衡時物質的量/mol

n(SO2)n(NO2)n(NO)

甲Ti0.800.200.18

乙0.200.800.16

T2

丙0.200.30a

T2

①在實驗甲中，若2min時測得反應放出的熱量是4.2kJ,則0?2min內，用SC)2(g)表示的平均反應速率

v(SO2)=o

②在實驗丙中，達到平衡時，NO2的轉化率為0

③由表中數(shù)據(jù)可推知，「12(填“>”“〈”或“=”)，判斷的理由是o

23.甲醇是一種重要的化工原料，具有廣闊的開發(fā)和應用前景。工業(yè)上使用水煤氣(CO與H2的混合氣體)轉

化成甲醇(CH3OH)。

(1)已知一定條件下，發(fā)生反應：

CO(g)+H2O(g)C02(g)+H2(g)AH|=-41.2KJ/mol

CH3OH(g)+H2O(g)CO2(g)+3H2(g)AH2=+49.5KJ/mol

該條件下，水煤氣(CO與H2的混合氣體)轉化成甲醇的熱化學方程式是o

(2)工業(yè)上使用水煤氣轉化成甲醇，CO的平衡轉化率與溫度、壓強的關系如圖所示：

①要使A點變到B點除增大壓強外還可以。

②A、C兩點的平衡轉化率相等的原因是0

③C點條件下假設壓強為P2千帕，往容器內充入ImolCO與2.5molH2發(fā)生反應。平衡時H2的體積分數(shù)

是、Kp=0

(3)工業(yè)上也可以用C02和氏合成甲醇：3H2(g)+C02(g)CH3OH(g)+H2O(g)AH=-48.0kJmor'0

在T°C時，甲、乙、丙三個2L的恒容密閉容器中，按不同方式投入反應物，測得平衡時有關數(shù)據(jù)如下。

容器甲乙丙

3molH2(g)ImolCH30H(g2molCH3OH(g

起始反應物投入量))

lmolCO2(g

)lmolH2O(g)2molH2O(g)

c(CH3OH)/mol-U'ClC2C3

反應的能量變化/kJXyz

平衡數(shù)據(jù)

體系壓強/PaPlP2P3

反應物轉化率

aia2a3

①若x=19.2,貝[]ai=o

②下列說法正確的是(填選項字母)。

A.2c2?3B.z>2y,x=yC.p3<2piD.ai=a2

③若反應CO2(g)+3H②(g)=CH30H(g)+H20(g)在四種不同情況下的反應速率分別為：

1111

A.V(H2)=O.Olmol-L--sB.v(CH3OH)=