-新教材高中化學課時檢測7影響化學平衡的因素含解析新人教版選擇性必修

PAGEPAGE9影響化學平衡的因素1.某小組進行如圖實驗。欲使溶液紅色加深，下列操作或分析正確的是()A．再滴加3～5滴飽和FeCl3溶液B．再滴加3～5滴0.01mol·L－1NaOH溶液C．加入少量KCl固體D．對溶液降溫，也可觀察到溶液紅色加深，說明反應為FeCl3＋3KSCNFe(SCN)3＋3KClΔH>0解析：選AKSCN溶液與FeCl3溶液反應的離子方程式為Fe3＋＋3SCN－Fe(SCN)3，再滴加3～5滴飽和FeCl3溶液，溶液中Fe3＋的濃度增大，平衡向正反應方向移動，Fe(SCN)3的濃度增大，溶液紅色加深，故A正確；KSCN溶液與FeCl3溶液反應的離子方程式為Fe3＋＋3SCN－Fe(SCN)3，再滴加3～5滴0.01mol·L－1NaOH溶液，氯化鐵溶液與氫氧化鈉溶液反應，溶液中Fe3＋的濃度減小，平衡向逆反應方向移動，Fe(SCN)3的濃度減小，溶液紅色變淺，故B錯誤；KSCN溶液與FeCl3溶液反應的離子方程式為Fe3＋＋3SCN－Fe(SCN)3，加入少量KCl固體，溶液中Fe3＋和SCN－的濃度不變，平衡不移動，溶液紅色不變，故C錯誤；KSCN溶液與FeCl3溶液反應的離子方程式為Fe3＋＋3SCN－Fe(SCN)3，對溶液降溫，也可觀察到溶液紅色加深，說明平衡向正反應方向移動，ΔH＜0，故D錯誤。2．在容積可變的密閉容器中存在如下反應：CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)ΔH<0，下列分析中正確的是()A．圖Ⅰ研究的是t0時升高溫度對反應速率的影響B(tài)．圖Ⅱ研究的是t0時增大壓強(縮小容積)氣體對反應速率的影響C．圖Ⅲ研究的是催化劑對化學平衡的影響，且甲使用了催化劑D．圖Ⅲ研究的是溫度對化學平衡的影響，且甲的溫度較高解析：選A若t0時刻升溫，則正、逆反應速率都加快，由于正反應為放熱反應，故此時平衡逆向移動，所以v(逆)＞v(正)，A正確；t0時刻條件改變后，正、逆反應速率同等程度加快，即平衡沒有發(fā)生移動，此時改變的條件可能為增大壓強或加入催化劑，B錯誤；催化劑對平衡移動無影響，而圖Ⅲ改變的條件使平衡發(fā)生了移動，故不可能是加入催化劑，C錯誤；由圖Ⅲ知，乙先達平衡，說明乙條件下反應速率比甲快，若研究的是溫度對平衡的影響，則乙對應的溫度比甲高，D錯誤。3．對于反應N2(g)＋3H2(g)eq\o(,\s\up7(高溫、高壓),\s\do5(催化劑))2NH3(g)ΔH＝－92kJ·mol－1，若只改變下列一個條件，一定能增大正反應速率且使平衡向正反應方向移動的是()A．升高溫度B．增大容器容積C．降低c(NH3)D．將三種物質的濃度均增大到原來的2倍解析：選D該反應放熱，升溫平衡逆向移動，A項錯誤；增大容器容積，壓強減小，平衡向氣體體積增大的逆反應方向移動，B項錯誤；降低c(NH3)，平衡正向移動，正反應速率逐漸減小，C項錯誤；將三種物質的濃度均增大到原來的2倍，化學反應速率加快，同時壓強增大，平衡正向移動，D項正確。4．下列事實中，不能用勒夏特列原理解釋的是()A．在含有Fe(SCN)3的紅色溶液中加鐵粉，振蕩靜置，溶液顏色變淺或褪去B．對于平衡體系2HI(g)H2(g)＋I2(g)，增大壓強(縮小容積)可使顏色變深C．反應CO(g)＋NO2(g)CO2(g)＋NO(g)ΔH<0，達平衡后，升高溫度體系顏色變深D．反應2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)ΔH<0中采取高壓措施可提高SO3的產量解析：選B鐵粉消耗溶液中的Fe3＋，使Fe3＋濃度降低，使平衡Fe(SCN)3Fe3＋＋3SCN－正向移動，可以用勒夏特列原理解釋，A項不符合題意；增大壓強，平衡不移動，但體積減小，I2濃度增大，體系顏色變深，B項符合題意；該反應為放熱反應，溫度升高，平衡逆向移動，NO2濃度增大，體系顏色加深，C項不符合題意；增大壓強，使平衡正向移動，同時反應速率加快，可以提高SO3的產量，D項不符合題意。5．在固定容積的密閉容器中，發(fā)生反應：2X(g)＋Y(s)Z(g)＋W(g)，其化學平衡常數與溫度的關系如表：T/℃70080090010001200K0.60.91.31.82.7對該反應而言，下列說法正確的是()A．增大壓強，平衡向正反應方向移動B．溫度不變，增加X的量，K增大C．達到平衡后，加入催化劑，反應物轉化率增大D．該反應的正反應為吸熱反應解析：選D反應2X(g)＋Y(s)Z(g)＋W(g)中，Y為固體，則反應前后氣體總物質的量不變，增大壓強平衡不移動，A錯誤；K只受溫度的影響，和物質的量的增加沒關系，即溫度不變，增加X的用量，K不變，B錯誤；達到平衡后，加入催化劑，平衡不移動，反應物轉化率不變，C錯誤；根據表格數據知：溫度越高，反應的K越大，說明正反應是吸熱反應，D正確。6．t℃時，某一氣態(tài)平衡體系中含有X、Y、Z、W四種氣體物質，此溫度下發(fā)生的反應的平衡常數表達式為K＝eq\f(cX·c2Y,c2Z·c2W)，有關該平衡體系的說法正確的是()A．升高溫度，平衡常數K增大，則正反應為吸熱反應B．增大壓強，W的質量分數增加C．增大X濃度，平衡向正反應方向移動D．升高溫度，若混合氣體的平均相對分子質量變大，則正反應是放熱反應解析：選A根據K的表達式知該反應的化學方程式為2Z(g)＋2W(g)X(g)＋2Y(g)，升高溫度化學平衡常數增大，說明升高溫度平衡正向移動，升高溫度平衡向吸熱反應的方向移動，則正反應為吸熱反應，故A正確；增大壓強，平衡向氣體體積減小的方向移動，增大壓強平衡正向移動，則W的質量分數減小，故B錯誤；增大X濃度，平衡向X減小的方向移動，平衡逆向移動，故C錯誤；升高溫度，混合氣體的平均相對分子質量變大，說明平衡正向移動，升高溫度平衡向吸熱反應的方向移動，則正反應為吸熱反應，故D錯誤。7．如圖所示，三個燒瓶中分別充滿NO2氣體并分別裝在盛有水的三個燒杯中，在①燒杯中加入CaO，在②燒杯中不加其他任何物質，在③燒杯中加入NH4Cl晶體，發(fā)現①中紅棕色變深，③中紅棕色變淺。已知：2NO2(紅棕色)N2O4(無色)，下列敘述正確的是()A．2NO2N2O4是吸熱反應B．NH4Cl溶于水時吸收熱量C．①燒瓶中平衡時混合氣體的平均相對分子質量增大D．③燒瓶中氣體的壓強增大解析：選B①中紅棕色變深，則平衡向逆反應方向移動，而CaO和水反應放出熱量，說明升高溫度，平衡逆向移動，即逆反應是吸熱反應，則正反應是放熱反應，故A錯誤；③中紅棕色變淺，說明平衡正向移動，因正反應是放熱反應，則氯化銨溶于水時吸收熱量，故B正確；①中平衡逆向移動，氣體的總質量不變，而平衡時混合氣體的物質的量增大，則體系中平衡時混合氣體的平均相對分子質量減小，故C錯誤；③中紅棕色變淺，說明平衡正向移動，氣體的物質的量減小，則③燒瓶中的壓強必然減小，故D錯誤。8．在容積為2L的恒容密閉容器中投入2molCO(g)、2molH2O(g)，發(fā)生反應CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)ΔH。其他條件不變，CO的轉化率與溫度、時間的關系如圖所示。下列說法錯誤的是()A．ΔH＜0B.T1K下，0～10min內的平均反應速率v(CO)＝0.16mol·L－1·min－1C．升高溫度，該反應的平衡常數減小D．在E、F、G、H四點中，E點的v正最大解析：選B溫度越高，反應速率越快，因此T2＞T1，升高溫度，CO的轉化率降低，則平衡逆向移動，因此正反應為放熱反應，ΔH＜0。根據上述分析，ΔH＜0，故A正確；T1K下，10min時，CO的轉化率為80%，則反應的CO為2mol×80%＝1.6mol，因此0～10min內的平均反應速率v(CO)＝eq\f(\f(1.6mol,2L),10min)＝0.08mol·L－1·min－1，故B錯誤；該反應為放熱反應，升高溫度，平衡逆向移動，反應的平衡常數減小，故C正確；T2＞T1，E點CO的濃度大于H點，因此在E、F、G、H四點中，E點的v正最大，故D正確。9．有一容積固定的密閉反應器，中間有一個可自由移動的導熱的隔板將容器分成甲、乙兩部分，分別發(fā)生下列兩個可逆反應：甲：a(g)＋b(g)2c(g)ΔH1＜0乙：x(g)＋3y(g)2z(g)ΔH2>0起初甲、乙均達到反應平衡后隔板位于正中間，然后進行相關操作后，下列敘述錯誤的是()A．在反應器恒溫下，向乙中通入z氣體，y的物質的量濃度增大B．在反應器恒溫下，向甲中通入惰性氣體，乙中x、y的轉化率增大C．在反應器絕熱下，向乙中通入z氣體，反應器中溫度升高D．在反應器絕熱下，向甲中通入惰性氣體，c的物質的量不變解析：選D恒溫下向乙中通入z氣體，平衡逆向進行，y的物質的量濃度增大，A正確；恒溫下向甲中通入惰性氣體，甲體積增大，隔板右移，導致乙體積縮小，壓強增大，乙中平衡正向移動，故x、y的轉化率增大，B正確；絕熱條件下向乙中通入z氣體，平衡逆向進行，逆向是放熱反應，反應器中溫度升高，C正確；絕熱條件下向甲中通入惰性氣體，乙中反應應正向移動，吸熱，中間隔板是導熱的，導致甲中反應也會移動，c的物質的量會改變，D錯誤。10．已知反應：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)ΔH＜0。某溫度下，將2molSO2和1molO2置于10L密閉容器中，反應到達平衡后，SO2的平衡轉化率(α)與體系總壓強(p)的關系如圖甲所示。則下列說法正確的是()A．由圖甲推斷，A點SO2的平衡濃度為0.3mol·L－1B．由圖甲推斷，A點對應溫度下的平衡常數為80C．到達平衡后，縮小容器容積，則反應速率變化圖像可以用圖乙表示D．壓強為0.50MPa時，不同溫度下SO2轉化率與溫度關系如圖丙所示，則T2＞T1解析：選C由圖甲推斷，A點轉化率為0.80，則平衡時SO2的濃度為eq\f(2mol×0.20,10L)＝0.04mol·L－1，A錯誤；由圖甲，2SO2＋O22SO3起始/(mol·L－1)0.20.10轉化/(mol·L－1)0.160.080.16平衡/(mol·L－1)0.040.020.16A點對應溫度下的平衡常數為800，B錯誤；達到平衡后，縮小容器容積，體系壓強增大，正、逆反應速率都增大，平衡向氣體體積減小的方向移動，即平衡向正反應方向移動，故v(正)>v(逆)，C正確；壓強為0.50MPa時，不同溫度下，T1先達到平衡，則T1>T2，D錯誤。11.在一定溫度下，把2體積N2和6體積H2通入一個帶活塞的體積可變的容器中，活塞的一端與大氣相通(如圖)。容器中發(fā)生以下反應：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)ΔH＜0。若反應達平衡后，測得混合氣體為7體積。據此回答下列問題：(1)保持上述反應溫度不變，設a、b、c分別代表起始加入的N2、H2和NH3的體積。如果反應達平衡后混合氣體中各物質的百分含量仍與上述平衡時完全相同，那么：①若a＝1、c＝2,則b＝________。在此情況下，反應起始時將向________方向進行(填“正反應”或“逆反應”)。②若需規(guī)定起始時反應向逆反應方向進行，則c的范圍是________。(2)在上述裝置中，若需控制平衡后，混合氣體為6.5體積，則可采取的措施是________。解析：N2＋3H22NH3起始260轉化x3x2x平衡2－x6－3x2x反應達平衡后，測得混合氣體為7體積，則2－x＋6－3x＋2x＝7，x＝0.5，平衡后氮氣的體積是1.5、氫氣的體積是4.5、氨氣的體積是1。(1)①設a、b、c分別代表起始加入的N2、H2和NH3的體積。如果反應達平衡后混合氣體中各物質的百分含量仍與上述平衡時完全相同，與原平衡是等壓條件下的等效平衡，滿足eq\f(a＋\f(c,2),b＋\f(3c,2))＝eq\f(1,3)，若a＝1、c＝2，則b＝3；原平衡氮氣的體積是1.5、氫氣的體積是4.5、氨氣的體積是1；在此情況下，反應起始時將向逆反應方向進行；②原平衡氨氣的體積是1，所以規(guī)定起始時反應向逆反應方向進行，則c>1；4體積的NH3可轉化為2體積N2、6體積H2，所以c的最大值為4，故1<c≤4；(2)因為6.5＜7，上述平衡向縮小氣體體積的方向移動，即向正反應方向移動，正反應放熱，所以可以采取的措施是降低溫度。答案：(1)①3逆反應②1<c≤4(2)降溫12．向一容積不變的密閉容器中充入一定量A和B，發(fā)生如下反應：xA(g)＋2B(s)yC(g)ΔH＜0，在一定條件下，容器中A、C的物質的量濃度隨時間變化的曲線如圖。請回答下列問題：(1)0～10min容器內壓強________(填“變大”“不變”或“變小”)。(2)推測第10min引起曲線變化的反應條件可能是________；(填序號，下同)第16min引起曲線變化的反應條件可能是________。①減壓；②增大A的濃度；③增大C的量；④升溫；⑤降溫；⑥加催化劑(3)若平衡Ⅰ的平衡常數為K1，平衡Ⅱ平衡常數為K2，則K1________K2(填“＞”“＝”或“＜”)。解析：(1)10min時A的濃度減少0.45mol·L－1－0.25mol·L－1＝0.20mol·L－1，C的濃度增加0.40mol·L－1，則A與C的濃度變化之比是1∶2，故x∶y＝1∶2；B是固體，則該反應是氣體體積增大的反應，則隨著反應的進行，容器內壓強變大；(2)根據圖像知10min時反應速率加快，可知10min時改變的條件可能是升溫或加催化劑，故選④⑥；12～16min，反應處于平衡狀態(tài)，16min后A的濃度逐漸增大，C的濃度逐漸減小，20min時達到新平衡，又因該反應是放熱反應，升溫平衡逆向移動，則可知16min時改變的條件可能是升溫，故選④；(3)由(2)分析知，第16min時改變的條件是升高溫度，而該反應是放熱反應，所以升高溫度平衡逆向移動，則平衡常數減小，故K1＞K2。答案：(1)變大(2)④⑥④(3)>13．在容積為1.00L的容器中，通入一定量的N2O4，發(fā)生反應N2O4(g)2NO2(g)，隨溫度升高，混合氣體的顏色變深?；卮鹣铝袉栴}：(1)反應的ΔH________0(填“大于”或“小于”)；100℃時，體系中各物質濃度隨時間變化如圖所示。在0～60s時段，反應速率v(N2O4)為________mol·L－1·s－1；反應的平衡常數K1為________。(2)100℃時達平衡后，改變反應溫度為T，c(N2O4)以0.0020mol·mol－1·s－1的平均速率降低，經10s又達到平衡。①T________100℃(填“大于”或“小于”)，判斷理由是______________________。②列式計算溫度T時反應的平衡常數K2________。(3)溫度T時反應達平衡后，將反應容器的容積減少一半。平衡向________(填“正反應”或“逆反應”)方向移動，判斷理由是________________________________________________________________________。解析：(1)由于NO2為紅棕色氣體，N2O4為無色氣體，溫度升高，混合氣體的顏色加深，說明NO2氣體濃度增大，即升高溫度平衡向生成二氧化氮氣體的方向移動，升高溫度平衡向吸熱反應方向移動，所以該反應的正反應為吸熱反應，即ΔH大于0；根據反應速率的定義可求出N2O4的反應速率；由題中圖像可知平衡時NO2和N2O4的濃度，將數據代入平衡常數表達式計算即可。(2)①溫度改變，N2O4的濃度減小，則應是升高溫度，T大于100℃；②根據反應速率和時間，求出減少的N2O4的濃度為0.020mol·L－1，則平衡時N2O4的濃度為0.020mol·L－1，NO2的濃度為0.160mol·L－1，由平衡常數表達式可得K2。(3)縮小體積，即增大壓強，使平衡向氣態(tài)物質體積減小的方向移動，所以平衡向逆反應方向移動。答案：(1)大于0.00100.36(2)①大于正反應方向吸熱，平衡向吸熱方向移動，故溫度升高②平衡時，c(NO2)＝0.120mol·L－1＋0.0020mol·L－1·s－1×10s×2＝0.160mol·L－1，c(N2O4)＝0.040mol·L－1－0.0020mol·L－1·s－1×10s＝0.020mol·L－1，K2＝eq\f(0.1602,0.020)＝1.28(3)逆反應對氣態(tài)物質體積增大的反應，增大壓強，平衡向逆反應方向移動14．(1)T1℃時，密閉容器中，通入一定量的CO和H2O，發(fā)生如下反應：CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)ΔH時間/minc(CO)/(mol·L－1)c(H2O)/(mol·L－1)c(CO2)/(mol·L－1)c(H2)/(mol·L－1)00.2000.3000020.1380.2380.0620.0623c1c2c3c44c1c2c3c450.1160.2160.08460.0960.2660.104①一定處于平衡狀態(tài)的時間段為__________。②5～6min時間段內，平衡移動方向為______________(填“向左移動”或“向右移動”)，根據表中數據判斷，平衡移動的原因是________(填字母)。a．增加了H2O(g)的量 B．增加氫氣濃度c．使用催化劑 D．降低溫度③T2℃時(T2>T1)，在相同條件下發(fā)生上述反應，達到平衡時，CO的濃度_______c1(2)工業(yè)上常用CO、CO2和H2合成甲醇燃料，其原理為①CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)ΔH<0②CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g)ΔH>0當混合氣體的組成固定時，CO平衡轉化率(α)與溫度和壓強的關系如圖所示。圖中的壓強由大到小順序為_______________，判斷理由是_____________________