2023年度高中化學人教版選修4課堂能力提升訓練：溫度、催化劑對化學平衡移動的影響

第10頁課堂能力提升訓練溫度、催化劑對化學平衡移動的影響A組1.在一固定容積的密閉容器中進行如下反響:N2+3H22NH3ΔH<0,在一定溫度下反響到達平衡狀態(tài),假設(shè)將平衡體系中各物質(zhì)的濃度都增加到原來的2倍,以下表達正確的選項是()A.化學平衡不發(fā)生移動B.化學平衡向正反響方向移動C.化學平衡向逆反響方向移動D.正反響速率增大,逆反響速率減小解析:容積固定,各物質(zhì)濃度增大2倍,相當于將容器容積縮小為原容器的一半,對該反響而言,平衡應正反響方向移動。答案:B2、如圖為某化學反響的速率與時間的關(guān)系圖,在t1時刻升高溫度或者增大壓強,速率的變化都符合圖示的反響的是()A.2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)ΔH<0B.C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)ΔH>0C.H2(g)+I2(g)2HI(g)ΔH>0D.4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g)ΔH<0解析:根據(jù)圖像可知,該反響的正反響是放熱、氣體體積增大的反響,只有D項符合。答案:D3.如下圖,三個燒瓶中分別充滿NO2氣體并分別放置在盛有以下物質(zhì)的燒杯(燒杯內(nèi)有水)中:在(1)中參加CaO,在(2)中不加其他任何物質(zhì),在(3)中參加NH4Cl晶體,發(fā)現(xiàn)(1)中紅棕色變深,(3)中紅棕色變淺,以下表達正確的選項是()A.2NO2N2O4是放熱反響B(tài).NH4Cl溶于水時放出熱量C.燒瓶(1)中平衡混合氣的平均相對分子質(zhì)量增大D.燒瓶(3)中氣體的壓強增大解析:2NO2N2O4,NO2為紅棕色氣體,N2O4為無色氣體。(1)中紅棕色變深說明平衡左移,平均相對分子質(zhì)量減小,而CaO和水反響放熱,那么該反響為放熱反響,A選項對,C選項錯;(3)中紅棕色變淺,說明平衡右移,而正反響為放熱反響,那么證明NH4Cl溶于水要吸收熱量,平衡右移時,氣體的物質(zhì)的量減小,壓強減小,B、D選項均錯。答案:A4.如圖曲線a表示放熱反響X(g)+Y(g)Z(g)+M(g)+N(s)ΔH<0進行過程中X的轉(zhuǎn)化率隨時間變化的關(guān)系。假設(shè)要改變起始條件,使反響過程按b曲線進行,可采取的措施是()A.升高溫度B.加大X的投入量C.縮小體積D.增大體積解析:由于該反響是等體積反響,縮小體積,平衡不移動,但能縮短到達平衡所用時間。答案:C5.合成氨所需的氫氣可用煤和水作原料經(jīng)多步反響制得,其中的一步反響為:CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)ΔH<0反響到達平衡后,為提高CO的轉(zhuǎn)化率,以下措施中正確的選項是()A.增加壓強B.降低溫度C.增大CO的濃度D.更換催化劑解析:一般來說,有兩種及兩種以上反響物的可逆反響中,在其他條件不變時,增大其中一種反響物的濃度,能使其他反響物的轉(zhuǎn)化率升高,但本身的轉(zhuǎn)化率降低,故C項錯誤。A項因該反響為反響前后氣體物質(zhì)的量相等的反響,故增加壓強只能縮短反響到達平衡的時間,并不能使該平衡發(fā)生移動,因而無法提高CO的轉(zhuǎn)化率。B項因該反響為放熱反響,降低溫度能使平衡向右移動,從而提高CO的轉(zhuǎn)化率。D項催化劑只能影響化學反響的速率,改變可逆反響到達平衡的時間,不能提高CO的轉(zhuǎn)化率。答案:B6.在一個不導熱的密閉反響器中,只發(fā)生兩個反響:a(g)+b(g)2c(g)ΔH1<0x(g)+3y(g)2z(g)ΔH2>0進行相關(guān)操作且到達平衡后(忽略體積改變所做的功),以下表達錯誤的選項是()A.等壓時,通入“惰性〞氣體,c的物質(zhì)的量不變B.等壓時,通入z氣體,反響器中溫度升高C.等容時,通入“惰性〞氣體,各反響速率不變D.等容時,通入z氣體,y的物質(zhì)的量濃度增大解析:此題要特別注意題干中的信息“不導熱的密閉反響器〞。A項,等壓時,通入“惰性〞氣體,氣體的體積增大,平衡x(g)+3y(g)2z(g)(ΔH2>0)向左移動,反響放熱,反響體系的溫度升高,由于該反響容器是一個不導熱的容器,所以平衡a(g)+b(g)2c(g)也向左(吸熱方向)移動,c的物質(zhì)的量減小,故A不正確;B項,等壓時,通入z氣體,增大了生成物的濃度,平衡x(g)+3y(g)2z(g)向左移動,由于該反響的逆反響是放熱反響,所以反響器的溫度升高,B項正確;等容時,通入“惰性〞氣體,各反響物和生成物的物質(zhì)的量沒有變化,即各組分的濃度沒有發(fā)生變化,所以各組分的反響速率不發(fā)生變化,C項正確;等容時,通入z氣體,增大了生成物z的濃度,平衡逆向移動,所以y的物質(zhì)的量濃度增大,D項正確。答案:A7.可逆反響aX(g)+bY(g)cZ(g)在一定溫度下的密閉容器內(nèi)到達平衡后,t0時改變某一外界條件,化學反響速率(v)—時間(t)圖像如下圖。那么以下說法中正確的選項是()A.假設(shè)a+b=c,那么t0時只能是增大了容器的壓強B.假設(shè)a+b=c,那么t0時只能是參加了催化劑C.假設(shè)a+b≠c,那么t0時只能是增大了容器的壓強D.假設(shè)a+b≠c,那么t0時只能是參加了催化劑解析:假設(shè)a+b=c,那么t0時增大容器的壓強或使用催化劑,A、B項錯誤;假設(shè)a+b≠c,那么t0時增大容器的壓強,平衡必定會移動,而圖像明顯沒有移動,只能是參加催化劑,故D項正確,C項錯誤。答案:D8、隨著人類對溫室效應和資源短缺等問題的重視,如何降低大氣中CO2的含量及有效地開發(fā)利用CO2,引起了各國的普遍關(guān)注,目前工業(yè)上有一種方法是用CO2來生產(chǎn)燃料甲醇。為探究反響原理,現(xiàn)進行如下實驗:在體積為1L的密閉容器中,充入1molCO2和3molH2,一定條件下發(fā)生反響:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)ΔH=-49.0kJ·mol-1測得CO2和CH3OH(g)的濃度隨時間變化如下圖。(1)反響開始到平衡,H2的平均反響速率v(H2)mol·L-1·min-1。(2)H2的轉(zhuǎn)化率為。(3)以下措施中能使增大的是。A.升高溫度B.充入He,使體系壓強增大C.將H2O(g)從體系中別離D.使用催化劑E.縮小容器體積解析:(1)v(H2)=3v(CO2)=3×=0.225mol·L-1·min-1。(2)α(H2)=×100%=75%。(3)A項,升溫,平衡左移減小。B項充入He,平衡不移動,不變。C項,別離出H2O(g),平衡右移,增大。D項,使用催化劑,平衡不移動,不變。E項,縮小容器體積,平衡右移,增大。答案:(1)0.225(2)75%(3)C、E10.在容積不同的密閉容器內(nèi),分別充入等量的N2和H2,在不同溫度下,任其發(fā)生反響N2(g)+3H2(g)2NH3(g),并分別在ts時測定其中NH3的體積分數(shù),繪圖如下圖。(1)A、B、C、D、E五點中,尚未到達化學平衡狀態(tài)的點是。(2)此可逆反響的正反響是(填“放熱〞或“吸熱〞)反響。(3)AC段的曲線是增函數(shù),CE段曲線是減函數(shù),試從反響速率和平衡角度說明理由:。解析:由圖判斷可知,C點是第一個平衡點,那么A、B兩點尚未到達平衡狀態(tài)。C點以后,隨溫度升高,NH3百分含量降低,說明平衡向逆反響方向移動,所以正反響是放熱反響。答案:(1)A、B(2)放熱(3)AC:反響開始v(正)>v(逆),反響向右進行生成NH3;CE:已達平衡,升溫使平衡左移,NH3的體積分數(shù)減小B組能力提升1.在容積不變的密閉容器中存在如下反響:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)ΔH<0。某研究小組研究了其他條件不變時,改變某一條件對上述反響的影響,以下分析正確的選項是()A.圖Ⅰ表示的是t1時刻增大O2的濃度對反響速率的影響B(tài).圖Ⅱ表示的是t1時刻參加催化劑對反響速率的影響C.圖Ⅲ表示的是催化劑對平衡的影響,且甲的催化劑效率比乙高D.圖Ⅲ表示的是壓強對化學平衡的影響,且乙的壓強較高解析:A項,圖Ⅰ改變的條件應是縮小容器體積。B項,由于同等程度地加快正、逆反響速率,所以參加的應是催化劑。C項,由于平衡發(fā)生了移動,所以參加的不是催化劑。改變的應是溫度,且乙的溫度大于甲的。答案:B2.在A+BC(正反響是放熱反響)的反響中,如下圖,能正確表示反響速率(縱坐標)與溫度(橫坐標)關(guān)系的是()解析:因為正反響是放熱反響,升高溫度,正、逆反響速率都增大,且平衡向吸熱反響的方向移動,即向逆反響方向移動,所以v(逆)>v(正)。答案:B3.可逆反響:A2(?)+B2(?)2AB(?),當溫度和壓強改變時,n(AB)的變化如以下圖,以下表達正確的選項是()A.A2、B2及AB均為氣體,ΔH<0B.AB為氣體,A2、B2至少有一種為非氣體,ΔH<0C.AB為氣體,A2、B2有一種為非氣體,ΔH>0D.AB為固體,A2、B2有一種為非氣體,ΔH>0解析:由圖可知壓強相等時,升高溫度,AB的物質(zhì)的量減少,可知溫度升高平衡向逆反響方向移動,逆反響是吸熱反響,正反響是放熱反響,ΔH<0;t3開始溫度不變,壓強增大,AB的物質(zhì)的量減少,說明平衡向逆反響方向移動,逆反響是體積減小的方向,說明AB必為氣體,A2、B2至少有一種為非氣體,不能同時為氣體。答案:B4.體積完全相同的兩個容器A和B,A裝有SO2和O2各1g,B裝有SO2和O2各2g,在相同溫度下反響到達平衡時A中SO2的轉(zhuǎn)化率為a%,B中SO2的轉(zhuǎn)化率為b%,那么A、B兩容器中SO2轉(zhuǎn)化率的關(guān)系正確的選項是()A.a%>b%B.a%=b%C.a%<b%D.2a%=b解析:此題考查了勒夏特列原理的應用。容器發(fā)生反響2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)。要比擬A、B兩容器中SO2轉(zhuǎn)化率,可以對B容器的反響過程進行如下虛擬設(shè)計:即先將B容器中的體積擴大一倍,使狀態(tài)Ⅱ與A容器到達等效平衡(狀態(tài)Ⅱ相當于兩個獨立的容器A),兩者SO2的轉(zhuǎn)化率相等。再將狀態(tài)Ⅱ體積壓縮為原體積,根據(jù)勒夏特列原理,平衡向體積減小的方向移動,平衡向正反響方向移動,狀態(tài)Ⅲ平衡時SO2轉(zhuǎn)化率大于狀態(tài)Ⅱ(也就是容器A)的轉(zhuǎn)化率。而B容器先擴大體積再壓縮回原狀,轉(zhuǎn)化率是相同的,所以a%<b%。答案:C5.可逆反響2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)ΔH<0在一定條件下到達平衡狀態(tài),時間為t1時改變條件。化學反響速率與反響時間關(guān)系如圖。以下說法中正確的選項是()A.維持溫度、反響體系體積不變,t1時充入SO3(g)B.維持壓強不變,t1時升高反響體系溫度C.維持溫度不變,t1時擴大反響體系體積D.維持溫度、壓強不變,t1時充入SO3(g)解析:A選項,溫度、體積不變,只是參加三氧化硫,逆反響速率加大,但正反響速率起點應該不變。故錯誤。B選項,升高體系溫度,正逆速率都變大,而且最后平衡會向逆反響方向移動,故錯誤。C選項,溫度不變,擴大反響體系體積,兩者反響速率都應該降低,而且平衡會向逆反響方向移動。故錯誤。D選項,溫度、壓強不變,只是充入三氧化硫,充入后,體積變大,正逆速率都應該降低,但由于壓強不變?nèi)趸驖舛茸兇?所以三氧化硫的總速率還是增大的。即逆反響速率增大。而且最后壓強不變,所以平衡沒有移動。故正確。答案:D6.在一個體積為2L的密閉容器中,高溫下發(fā)生反響:Fe(s)+CO2(g)FeO(s)+CO(g)。其中CO2、CO的物質(zhì)的量(mol)隨時間(min)的變化關(guān)系如下圖。(1)反響在1min時第一次到達平衡狀態(tài),固體的質(zhì)量增加了3.2g。用CO2的濃度變化表示的反響速率v(CO2)=。(2)反響進行至2min時,假設(shè)只改變溫度,曲線發(fā)生的變化如下圖,3min時再次到達平衡,那么ΔH0(填“>〞“<〞或“=〞)。

(3)5min時再充入一定量的CO(g),平衡發(fā)生移動。以下說法正確的選項是(填寫編號)。

A.v(正)先增大后減