2024-2025學(xué)年新教材高中化學(xué)第2章化學(xué)反應(yīng)速率與化學(xué)平衡第2節(jié)第2課時(shí)影響化學(xué)平衡的因素課時(shí)分層作業(yè)含解析新人教版選擇性必修第一冊(cè)

PAGE7-第2課時(shí)影響化學(xué)平衡的因素(建議用時(shí)：40分鐘)[合格過關(guān)練]1．合成氨所需的氫氣可用煤和水做原料經(jīng)多步反應(yīng)制得，其中的一步反應(yīng)為CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)ΔH<0，反應(yīng)達(dá)到平衡后，為提高CO的轉(zhuǎn)化率，下列措施中正確的是()A．增加壓強(qiáng) B．降低溫度C．增大CO的濃度 D．更換催化劑B[A項(xiàng)，因該反應(yīng)為反應(yīng)前后氣體物質(zhì)的量相等的反應(yīng)，故增加壓強(qiáng)只能縮短反應(yīng)達(dá)到平衡的時(shí)間，并不能使該平衡發(fā)生移動(dòng)，因而無法提高CO的轉(zhuǎn)化率；B項(xiàng)，因該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，降低溫度能使平衡向右移動(dòng)，從而提高CO的轉(zhuǎn)化率；D項(xiàng)，不能提高CO的轉(zhuǎn)化率。]2．在某溫度下，反應(yīng)ClF(g)＋F2(g)ClF3(g)ΔH＝＋268kJ·mol－1，在密閉容器中達(dá)到平衡，下列說法中正確的是()A．上升溫度，平衡常數(shù)不變，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)B．上升溫度，平衡常數(shù)減小C．上升溫度，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，F(xiàn)2的轉(zhuǎn)化率增大D．降低溫度，ClF3的產(chǎn)率增大C[ΔH>0，上升溫度，平衡常數(shù)增大，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，降低溫度平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)。]3．目前工業(yè)上利用甲烷催化裂解生產(chǎn)不含一氧化碳和二氧化碳的清潔氫氣。該過程多用鐵、鈷和鎳等過渡金屬納米催化劑：CH4(g)C(s)＋2H2(g)，已知溫度上升，甲烷的平衡轉(zhuǎn)化率增大。下列有關(guān)說法不正確的是()A．甲烷裂解屬于吸熱反應(yīng)B．在反應(yīng)體系中加催化劑，反應(yīng)速率增大C．增大體系壓強(qiáng)，不能提高甲烷的轉(zhuǎn)化率D．在1500℃以上時(shí)，甲烷的轉(zhuǎn)化率很高，但幾乎得不到炭黑，是因?yàn)樵诟邷叵略摲磻?yīng)為放熱反應(yīng)D[由于溫度上升，甲烷的平衡轉(zhuǎn)化率增大，可知甲烷裂解屬于吸熱反應(yīng)，A正確；運(yùn)用催化劑能加快反應(yīng)速率，故在反應(yīng)體系中加催化劑，反應(yīng)速率增大，B正確；甲烷發(fā)生分解反應(yīng)，反應(yīng)后氣體分子數(shù)增大，故增大壓強(qiáng)平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，甲烷的轉(zhuǎn)化率降低，C正確；此反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，是由反應(yīng)物和生成物的總能量確定的，和反應(yīng)所處的溫度無關(guān)，D錯(cuò)誤。]4．在一密閉容器中，反應(yīng)aA(g)bB(g)達(dá)平衡后，保持溫度不變，將容器體積增加一倍，當(dāng)達(dá)到新的平衡時(shí)，B的濃度是原來的60%，則()A．平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)了B．物質(zhì)A的轉(zhuǎn)化率減小了C．物質(zhì)B的質(zhì)量分?jǐn)?shù)增加了D．a(chǎn)>bC[溫度不變，容積擴(kuò)大一倍，壓強(qiáng)減小，若平衡不移動(dòng)，則B的濃度應(yīng)為原來的50%，而實(shí)際為60%，說明平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)了，則A的轉(zhuǎn)化率增大、B的質(zhì)量分?jǐn)?shù)增大；正反應(yīng)方向是氣體體積增大的方向，即a<b。]5．反應(yīng)X(g)＋Y(g)2Z(g)ΔH<0，達(dá)到平衡時(shí)，下列說法正確的是()A．減小容器體積，平衡向右移動(dòng)B．加入催化劑，Z的產(chǎn)率增大C．增大c(X)，X的轉(zhuǎn)化率增大D．降低溫度，Y的轉(zhuǎn)化率增大D[由X(g)＋Y(g)2Z(g)ΔH<0可知，反應(yīng)前后氣體分子數(shù)不變，故減小容器體積，即壓強(qiáng)增大，平衡不移動(dòng)，A項(xiàng)錯(cuò)誤；加入催化劑，平衡不移動(dòng)，故Z的產(chǎn)率不變，B項(xiàng)錯(cuò)誤；增大c(X)，X的轉(zhuǎn)化率減小，C項(xiàng)錯(cuò)誤；降低溫度，平衡向放熱反應(yīng)方向(正向)移動(dòng)，Y的轉(zhuǎn)化率增大，D項(xiàng)正確。]6．如圖所示的直型石英玻璃封管中充有CO氣體，左端放置不純的鎳(Ni)粉。在肯定條件下，Ni可以與CO(g)發(fā)生如下反應(yīng)：Ni(s)＋4CO(g)Ni(CO)4(g)ΔH＜0，但鎳粉中的雜質(zhì)不與CO(g)發(fā)生反應(yīng)，玻璃管內(nèi)左右兩端的溫度分別穩(wěn)定在350K和470K，經(jīng)過足夠長時(shí)間后，右端的主要物質(zhì)是()A．純Ni(s)和Ni(CO)4(g)B．純Ni(s)和CO(g)C．不純Ni(s)和CO(g)D．不純Ni(s)和Ni(CO)4(g)B溫度上升，平衡左移，生成Ni和CO，由于右端溫度穩(wěn)定在470K，所以右端主要物質(zhì)是純Ni(s)和CO(g)。7．下列事實(shí)中不能用勒夏特列原理說明的是()A．光照新制的氯水時(shí)，溶液的酸性漸漸增加B．向含有[Fe(SCN)]2＋的紅色溶液中加鐵粉，振蕩，溶液顏色變淺或褪去C．加入催化劑有利于氨的氧化反應(yīng)D．用排飽和食鹽水法除去Cl2中的HClC[A項(xiàng)，氯水中存在平衡：Cl2＋H2OHCl＋HClO，光照使HClO分解，HClO濃度降低，平衡正向移動(dòng)，生成更多的HCl，溶液的酸性漸漸增加，A項(xiàng)能用勒夏特列原理說明；B項(xiàng)，在該溶液中存在平衡：Fe3＋＋SCN－[Fe(SCN)]2＋，向溶液中加入鐵粉，F(xiàn)e3＋會(huì)和Fe發(fā)生反應(yīng)生成Fe2＋，導(dǎo)致Fe3＋濃度降低，平衡向能夠減弱這種變更的方向移動(dòng)，即向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，使[Fe(SCN)]2＋(紅色)的濃度降低，所以溶液顏色變淺或褪去，B項(xiàng)能用勒夏特列原理說明；C項(xiàng)，催化劑不能變更平衡狀態(tài)，C項(xiàng)不能用勒夏特列原理說明；D項(xiàng)，Cl2溶于水后存在平衡：Cl2＋H2OHCl＋HClO，飽和食鹽水中Cl－濃度較大，減小了Cl2的溶解度，D項(xiàng)能用勒夏特列原理說明。]8．反應(yīng)NH4HS(s)NH3(g)＋H2S(g)在某溫度下達(dá)到平衡，下列各種狀況下，不會(huì)使平衡發(fā)生移動(dòng)的是()A．溫度、容積不變時(shí)，通入SO2氣體B．移走一部分NH4HS固體C．容器體積不變，充入氨氣D．保持壓強(qiáng)不變，充入氮?dú)釨[通入SO2后，發(fā)生反應(yīng)2H2S＋SO2=3S↓＋2H2O，相當(dāng)于減小了生成物的濃度，平衡將向正反應(yīng)方向移動(dòng)，A選項(xiàng)不合題意；固體量的多少不影響平衡的移動(dòng)，移走部分NH4HS固體不能使平衡發(fā)生移動(dòng)，B選項(xiàng)符合題意；恒容時(shí)，充入NH3，平衡逆向移動(dòng)，C選項(xiàng)不合題意；充入不與體系中各物質(zhì)反應(yīng)的其他物質(zhì)，此時(shí)體系的分子數(shù)增加，要保持恒壓，容器體積必需增大，原平衡體系各物質(zhì)的濃度將減小，平衡將向氣體體積增大的方向移動(dòng)，D選項(xiàng)不合題意。]9．如圖為一帶可移動(dòng)隔板的密閉容器，某溫度下，左、右兩側(cè)反應(yīng)均達(dá)到平衡，此時(shí)隔板處于容器中心。若保持溫度不變，向左側(cè)容器中充入肯定量的H2，下列說法正確的是()A．兩側(cè)平衡均向正反應(yīng)方向移動(dòng)B．左側(cè)平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)C．右側(cè)平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)D．兩側(cè)平衡均向逆反應(yīng)方向移動(dòng)A[向左側(cè)容器中通入H2，H2的濃度增大，平衡右移，但總壓強(qiáng)增大，隔板右移，右側(cè)壓強(qiáng)增大，使右側(cè)反應(yīng)平衡右移。]10．對(duì)于密閉容器中的可逆反應(yīng)：mX(g)＋nY(s)pZ(g)ΔH<0，達(dá)到化學(xué)平衡后，變更條件，下列表達(dá)不正確的是()A．增大壓強(qiáng)，化學(xué)平衡不肯定發(fā)生移動(dòng)B．通入氦氣，化學(xué)平衡不肯定發(fā)生移動(dòng)C．增加X或Y的物質(zhì)的量，化學(xué)平衡肯定發(fā)生移動(dòng)D．其他條件不變，上升溫度，化學(xué)平衡肯定發(fā)生移動(dòng)C[由于該反應(yīng)反應(yīng)前后體積變更不明確，故變更壓強(qiáng)不能確定化學(xué)平衡是否移動(dòng)，A項(xiàng)正確；恒容條件下充入氦氣，沒有變更平衡體系中各物質(zhì)的濃度，平衡不移動(dòng)，恒壓條件下充入氦氣，相當(dāng)于減小壓強(qiáng)，平衡向氣體體積增大的方向移動(dòng)，B項(xiàng)正確；由于Y為固體，變更其用量不影響化學(xué)平衡，C項(xiàng)不正確；該反應(yīng)的正反應(yīng)是放熱反應(yīng)，上升溫度，化學(xué)平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，D項(xiàng)正確。][素養(yǎng)培優(yōu)練]11．在一個(gè)不導(dǎo)熱的密閉反應(yīng)器中，只發(fā)生兩個(gè)反應(yīng)：A(g)＋B(g)2C(g)ΔH1<0X(g)＋3Y(g)2Z(g)ΔH2>0進(jìn)行相關(guān)操作且達(dá)到平衡后(忽視體積變更所做的功)，下列敘述錯(cuò)誤的是()A．恒壓時(shí)，通入惰性氣體，C的物質(zhì)的量不變B．恒壓時(shí)，通入Z氣體，反應(yīng)器中溫度上升C．恒容時(shí)，通入惰性氣體，兩反應(yīng)的化學(xué)平衡不移動(dòng)D．恒容時(shí)，通入Z氣體，Y的物質(zhì)的量濃度增大A[對(duì)化學(xué)平衡體系恒壓條件下通入惰性氣體，為保持恒壓，體積增大，相當(dāng)于壓強(qiáng)減小，對(duì)其次個(gè)反應(yīng)導(dǎo)致平衡向左移動(dòng)，則放熱，使體系溫度上升，對(duì)第一個(gè)反應(yīng)平衡左移，C的物質(zhì)的量減??；恒壓條件下通入Z氣體，其次個(gè)反應(yīng)平衡向左移動(dòng)，放熱，反應(yīng)容器中溫度上升；恒容條件下通入惰性氣體，總壓增大而分壓不變，平衡不移動(dòng)；恒容時(shí)通入Z氣體，導(dǎo)致其次個(gè)反應(yīng)平衡左移，Y的物質(zhì)的量濃度增大。]12．如圖，關(guān)閉活塞K，向A中充入1molX、1molY，向B中充入2molX、2molY，此時(shí)A的容積是aL，B的容積是2aL。在相同溫度和催化劑存在的條件下，使兩容器中各自發(fā)生下述反應(yīng)：X(g)＋Y(g)2Z(g)＋W(g)ΔH<0。A保持恒壓，B保持恒容。達(dá)平衡時(shí)，A的體積為1.4aABA．反應(yīng)速率：v(B)>v(A)B．A容器中X的轉(zhuǎn)化率為80%C．若打開K，則A的體積變?yōu)?.6aD．平衡時(shí)Y的體積分?jǐn)?shù)：A<BC[A項(xiàng)，由于B中反應(yīng)物濃度大于A，所以v(B)＞v(A)；B項(xiàng)，X(g)＋Y(g)2Z(g)＋W(g)eq\o(起始/mol)1 1 0 0eq\o(轉(zhuǎn)化/mol)b b 2b beq\o(平衡/mol)1－b 1－b 2b b由題意得：eq\f(2＋b,2)＝1.4b＝0.8所以α(X)＝eq\f(0.8mol,1mol)×100%＝80%；C項(xiàng)，若打開K，整個(gè)體系中與A中的百分含量一樣。設(shè)總體積為m，則eq\f(m,3)＝eq\f(1.4a,1)，m＝4.2aL。所以A的體積應(yīng)變?yōu)?.2aL－2aL＝2.2aL；D項(xiàng)，由于B中壓強(qiáng)大，平衡左移，所以B中Y的體積分?jǐn)?shù)大。]13．肯定溫度下，向密閉容器中充入1.6molH2與1.0molCO，發(fā)生如下可逆反應(yīng)并達(dá)到平衡：H2(g)＋CO(g)C(s)＋H2O(g)ΔH＜0，若壓縮容器體積并同時(shí)上升溫度，達(dá)到新平衡后，關(guān)于下列物理量的變更狀況敘述錯(cuò)誤的是()A．反應(yīng)速率可能保持不變B．平衡常數(shù)肯定減小C．混合氣體的平均摩爾質(zhì)量保持不變D．H2O(g)的體積分?jǐn)?shù)可能增大A[上升溫度、增大壓強(qiáng)，反應(yīng)速率增大，A錯(cuò)誤；上升溫度，平衡逆向移動(dòng)，平衡常數(shù)減小，B正確；上升溫度，平衡逆向移動(dòng)，增大壓強(qiáng)，平衡正向移動(dòng)，氣體的總物質(zhì)的量可能不變，則平均摩爾質(zhì)量可能保持不變，C正確；如壓強(qiáng)影響較大，平衡正向移動(dòng)，則H2O(g)的體積分?jǐn)?shù)可能增大，D正確。]14．t℃時(shí)，某一氣態(tài)平衡體系中含有X、Y、Z、W四種氣體物質(zhì)，此溫度下發(fā)生反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式為：K＝eq\f(cX·c2Y,c2Z·c2W)，有關(guān)該平衡體系的說法正確的是()A．上升溫度，平衡常數(shù)K增大，則正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)B．增大壓強(qiáng)，W質(zhì)量分?jǐn)?shù)增加C．增大X濃度，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)D．上升溫度，若混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量變大，則正反應(yīng)是放熱反應(yīng)A[依據(jù)K＝eq\f(cX·c2Y,c2Z·c2W)知該反應(yīng)方程式為2Z(g)＋2W(g)X(g)＋2Y(g)，上升溫度化學(xué)平衡常數(shù)增大，說明上升溫度平衡正向移動(dòng)，上升溫度平衡向吸熱方向移動(dòng)，則正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，A正確；增大壓強(qiáng)，平衡向氣體體積減小的方向移動(dòng)，增大壓強(qiáng)平衡正向移動(dòng)，則W體積分?jǐn)?shù)減小，B錯(cuò)誤；增大X濃度，平衡向X減小的方向移動(dòng)，平衡逆向移動(dòng)，C錯(cuò)誤；上升溫度混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量變大，說明平衡正向移動(dòng)，上升溫度平衡向吸熱方向移動(dòng)，則正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，D錯(cuò)誤。]15．在體積為1L的溶液中，反應(yīng)A＋2BC分別在三種不同試驗(yàn)條件下進(jìn)行，它們的起始濃度均為c(A)＝0.100mol·L－1、c(B)＝0.200mol·L－1及c(C)＝0mol·L－1。反應(yīng)物A的濃度隨時(shí)間的變更如下圖所示。請(qǐng)回答下列問題：(1)與①比較，②和③分別僅變更一種反應(yīng)條件。所變更的條件和推斷的理由是：②_____________________________________________________；③____________________________________________________。(2)試驗(yàn)②平衡時(shí)B的轉(zhuǎn)化率為________；試驗(yàn)③平衡時(shí)C的濃度為________。(3)該反應(yīng)的ΔH________0，其推斷理由是______________________________________________________________________________________。[解析](1)②運(yùn)用了(正)催化劑；理由：因?yàn)閺膱D可看出，兩者最終的平衡濃度相同，即最終的平衡狀態(tài)相同，而②比①所須要的時(shí)間短，明顯反應(yīng)速率加快了，故由影響反應(yīng)速率和影響平衡的因素可知是加入了(正)催化劑。③上升溫度；理由：因?yàn)樵摲磻?yīng)是在溶液中進(jìn)行的反應(yīng)，所以不行能是變更壓強(qiáng)引起速率的變更，又由于各物質(zhì)起始濃度相同，故不行能是變更濃度影響反應(yīng)速率，再由于③和①相比達(dá)到平衡所需時(shí)間短，平衡時(shí)濃度更小，故不行能是運(yùn)用催化劑，故變更條件只能是上升溫度。(2)②中達(dá)到平衡時(shí)A轉(zhuǎn)化了0.040mol，由反應(yīng)計(jì)量數(shù)可知B轉(zhuǎn)化了0.080mol，所以B的轉(zhuǎn)化率為eq\f(0.080mol,0.200mol)×100%＝40%；同樣在③中A轉(zhuǎn)化了0.060mol，則生成C為0.060mol，體積不變，即平衡時(shí)c(C)＝0.060mol·L－1。(3)ΔH＞0；理由：由③和①進(jìn)行對(duì)比可知上升溫度后A的平衡濃度減小，即A的轉(zhuǎn)化率上升，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，所以正反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，ΔH>0。[答案](1)②加催化劑；達(dá)到平衡的時(shí)間縮短，平衡時(shí)A的濃度未變③溫度上升；達(dá)到平衡的時(shí)間縮短，平衡時(shí)A的濃度減小(2)40%(或0.4)0.060mol·L－1(3)>溫度上升平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，故該反應(yīng)是吸熱反應(yīng)16．[素養(yǎng)題]將0.40molN2O4氣體充入2L固定容積的密閉容器中發(fā)生如下反應(yīng)：N2O4(g)2NO2(g)ΔH。在T1℃和T2℃時(shí)，測得NO2(1)T1℃，40～80s內(nèi)用N2O4表示該反應(yīng)的平均反應(yīng)速率為________mol·L－1·s－1(2)ΔH________(填“>”“<”或“＝”)0。(3)變更條件重新達(dá)到平衡時(shí)，要使eq\f(cNO2,cN2O4)的比值變小，可實(shí)行的措施有________(填字母，下同)。A．增大N2O4的起始濃度B．上升溫度C．向混合氣體中通入NO2D．運(yùn)用高效催化劑(4)在溫度為T3、T4時(shí)，平衡體系中NO2的體積分?jǐn)?shù)隨壓強(qiáng)變更的曲線如圖所示。