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2.2.4温度、催化剂对化学平衡移动的影响 基础对点练+综合强化练(含答案)

1、第第 4 4 课时课时 温度温度、催化剂对化学平衡移动的影响催化剂对化学平衡移动的影响 题组一 温度、催化剂对化学平衡的影响 1已知反应:2NO2(g)N2O4(g),把 NO2、N2O4的混合气体盛装在两个连通的烧瓶里, 然后用弹簧夹夹住橡皮管,把烧瓶 A 放入热水里,把烧瓶 B 放入冰水里,如图所示。与常温 时烧瓶内气体的颜色进行对比发现,A 烧瓶内气体颜色变深,B 烧瓶内气体颜色变浅。下列 说法错误的是( ) A上述过程中,A 烧瓶内正、逆反应速率均加快 B上述过程中,B 烧瓶内 c(NO2)减小,c(N2O4)增大 C上述过程中,A、B 烧瓶内气体密度均保持不变 D反应 2NO2(g)

2、N2O4(g)的逆反应为放热反应 答案 D 解析 升高温度,正、逆反应速率都增大,A 项正确;B 烧瓶内气体颜色变浅,说明平衡向 生成 N2O4的方向移动,B 烧瓶内 c(NO2)减小,c(N2O4)增大,B 项正确;容器的容积不变, 混合气体的质量不变,A、B 烧瓶内气体密度都不变,C 项正确;放在热水中的 A 烧瓶内气 体颜色变深,放在冰水中的 B 烧瓶内气体颜色变浅,说明升高温度平衡向生成 NO2的方向移 动, 降低温度平衡向生成 N2O4的方向移动, 故反应 2NO2(g)N2O4(g)的正反应为放热反应, D 项错误。 2在一密闭容器中,发生可逆反应:3A(g)3BC(正反应为吸热反

3、应),平衡时,升高温 度,气体的平均相对分子质量有变小的趋势,则下列判断中正确的是( ) AB 和 C 可能都是固体 BB 和 C 一定都是气体 C若 C 为固体,则 B 一定是气体 DB 和 C 不可能都是气体 答案 C 解析 正反应吸热,升温,平衡右移。若 B、C 都为固体,则气体的相对分子质量不变,故 A 错误;若 C 为固体,B 为气体,平衡右移,气体的总质量减小,总物质的量不变,气体的 平均相对分子质量减小,故 B 错误、C 正确;若 B、C 都是气体,平衡右移,气体的总质量 不变,总物质的量增加,则平均相对分子质量减小,故 D 错误。 3 将 H2(g)和 Br2(g)充入恒容密闭

4、容器, 恒温下发生反应: H2(g)Br2(g)2HBr(g) Hb Bab Cab。 题组二 多因素对化学平衡影响的分析 4在一定条件下,可逆反应达到化学平衡:I2(g)H2(g)2HI(g)(正反应是放热反应)。要 使混合气体的颜色加深,可以采取的方法是( ) A降低温度 B增大 H2的浓度 C减小容器体积 D增大容器体积 答案 C 解析 降低温度,平衡正向移动,混合气体颜色变浅,A 项错误;增大 H2的浓度,平衡正向 移动,c(I2)减小,混合气体颜色变浅,B 项错误;减小容器体积相当于增大压强,平衡不移 动,但 c(I2)增大,气体颜色加深,C 项正确;增大容器体积,c(I2)减小,气

5、体颜色变浅,D 项错误。 5COCl2(g)CO(g)Cl2(g) H0。当反应达到平衡时,下列能提高 COCl2转化率的措 施是( ) 升温 恒容通入惰性气体 增加 CO 的浓度 减压 加催化剂 恒压通入惰性 气体 A B C D 答案 B 解析 该反应为气体体积增大的吸热反应,所以升温和减压均可以促使反应正向移动。恒压 通入惰性气体,相当于减压。恒容通入惰性气体与加催化剂均对平衡无影响。增加 CO 的浓 度,将导致平衡逆向移动。 6在水溶液中存在反应:Ag (aq)Fe2(aq) Ag(s)Fe3 (aq) H0,反应达到平衡时, 下列说法不正确的是( ) A若缩小容器的体积,则容器中气体

6、的颜色先变深后又变浅,且比原平衡颜色深 B若压强不变,向容器中再加入一定量的 N2O4,再次达到平衡时各种物质的百分含量不变 C若体积不变,向容器中再加入一定量的 N2O4,相对于原平衡,平衡向正反应方向移动, 再次平衡时 N2O4的转化率将升高 D若体积不变,升高温度,再次平衡时体系颜色加深 答案 C 解析 缩小容器体积,NO2的浓度变大,颜色加深,平衡向左移动使混合气体颜色又变浅, 但依据“减弱不消除”可知,新平衡时 NO2的浓度仍比原平衡大,即气体颜色比原平衡深; 若压强不变,再充入 N2O4气体,容器体积变大,达到新平衡与原平衡等效,因此新平衡时 各物质的百分含量不变;若体积不变,向容

7、器中再加入一定量的 N2O4,则相对于原平衡,平 衡向逆反应方向移动,再次平衡时 N2O4的转化率将降低;若体积不变,升温,平衡正向移 动,再次平衡时体系中 NO2的浓度增大,气体颜色加深。 8(2020 郑州高二检测)N2O5是一种新型硝化剂,在一定温度下可以发生以下反应:2N2O5(g) 4NO2(g)O2(g) H0。T1温度时,向密闭容器中通入 N2O5,部分实验数据见下表: 时间/s 0 500 1 000 1 500 c(N2O5)/mol L 1 5.00 3.52 2.50 2.50 下列说法中不正确的是( ) A500 s 内,N2O5的分解速率为 2.9610 3 mol

8、L1 s1 BT1温度下的平衡常数 K1125,平衡时 N2O5的转化率为 50% CT1温度下的平衡常数为 K1,T2温度下的平衡常数为 K2,若 T1T2,则 K15.00 mol L 1 答案 C 解析 500 s 内,N2O5的浓度变化量为(5.003.52) mol L 11.48 mol L1,v(N 2O5) 1.48 mol L 1 500 s 2.9610 3 mol L1 s1;B 项,分析如下: 2N2O5(g)4NO2(g)O2(g) 起始浓度/mol L 1 5.00 0 0 转化浓度/mol L 1 2.50 5.00 1.25 平衡浓度/mol L 1 2.50

9、5.00 1.25 K1c 4NO 2 cO2 c2N2O5 5.00 41.25 2.502 125,平衡时 N2O5的转化率为 50%;C 项,该反应的正反 应为吸热反应,升高温度,平衡常数增大,故 K1K2;D 项,达到平衡后,其他条件不变, 将容器的体积压缩到原来的1 2,相当于增大压强,平衡向左移动,则 c(N2O5)5.00 mol L 1。 题组三 化学平衡移动的相关图像 9(2019 山东潍坊期中)对于反应 2SO2(g)O2(g)2SO3(g) H0 已达平衡,在其他条 件不变的情况下,如果分别改变下列条件,对化学反应速率和化学平衡产生的影响与图像不 相符的是( ) 答案 C

10、 解析 改变温度会使 v正、v逆都发生“突变”且升温向吸热反应方向移动,即逆向移动, v逆v正。 10.I2在 KI 溶液中存在下列平衡:I2(aq)I (aq) I 3(aq),某 I2、KI 混合溶液中,I 3的物质 的量浓度 c(I 3)与温度 T 的关系如图所示(曲线上任何一点都表示平衡状态)。下列说法不正确 的是( ) A温度为 T1时,向该平衡体系中加入 KI 固体,平衡正向移动 BI2(aq)I (aq) I 3(aq)的 H0 C若 T1时,反应进行到状态 d 时,一定有 v正v逆 D状态 a 与状态 b 相比,状态 b 时 I2的转化率更高 答案 D 解析 加入 KI 固体,

11、 c(I )增大, 平衡正向移动, A 项正确; 由图可知, 温度越高, c(I 3)越小, 则升高温度,平衡逆向移动,正反应为放热反应,H0,B 项正确;T1时,反应进行到状 态 d 时, c(I 3)小于平衡时浓度, 则平衡向正反应方向移动, 则一定有 v正v逆, C 项正确; a、 b 均为平衡点,a 点温度低,该反应为放热反应,降低温度,平衡正向移动,则状态 a 时 I2 的转化率更高,D 项错误。 题组四 勒夏特列原理的应用 11(2019 牡丹江第一高级中学高二月考)下列事实不能用勒夏特列原理解释的是( ) 工业合成氨,反应条件选择高温 实验室可以用排饱和食盐水的方法收集氯气 使用

12、 催化剂可加快 SO2转化为 SO3的速率 硫酸工业中,增大 O2的浓度有利于提高 SO2的转 化率 A B C D 答案 C 解析 工业合成氨的反应为放热反应,升高温度,平衡左移,不利于氨气的生成,不能用 勒夏特列原理解释;氯气溶于水的反应是一个可逆反应:Cl2H2OH ClHClO, 因为饱和食盐水中含有大量的氯离子,相当于在氯气溶于水的反应中增加了大量的生成物氯 离子,平衡向逆反应方向移动,氯气溶解量减小,可以用勒夏特列原理解释;催化剂不影 响平衡移动,只能加快化学反应速率,所以不能用勒夏特列原理解释;增大反应物 O2的浓 度,平衡向正反应方向移动,能增大 SO2的转化率,可以用勒夏特列

13、原理解释。综上所述, C 项符合题意。 12(2019 山东潍坊期中)关节炎首次发作一般在寒冷季节,原因是关节滑液中形成了尿酸钠 晶体(NaUr),易诱发关节疼痛,其化学机理是:HUr(aq)H2O(l)Ur (aq)H 3O (aq) Ur (aq)Na(aq) NaUr(s) H。下列叙述错误的是( ) A降低温度,反应平衡正向移动 B反应正方向是吸热反应 C降低关节滑液中 HUr 及 Na 含量是治疗方法之一 D关节保暖可以缓解疼痛,原理是平衡逆向移动 答案 B 13下列事实中,不能用勒夏特列原理解释的是( ) A夏天,打开啤酒瓶时会从瓶口逸出气体 B浓氨水中加入氢氧化钠固体时产生较多的

14、刺激性气味的气体 C压缩氢气与碘蒸气反应的平衡混合气体,颜色变深 D将盛有二氧化氮和四氧化二氮混合气体的密闭容器置于冷水中,混合气体的颜色变浅 答案 C 解析 A 项中考查溶解平衡 CO2(g)CO2(aq),压强减小,则平衡向逆反应方向移动,形成 大量气体逸出;B 项中考查温度、浓度、酸碱性对 NH3H2ONH3 H2ONH 4OH 平衡移动的影响;D 项中考查温度对 2NO2N2O4的影响;C 项中颜色加深的根本原因是 体积减小,c(I2)浓度增大,由于是反应前后气体体积不变的反应,不涉及平衡的移动,则不 能用勒夏特列原理解释。 14现有反应:mA(g)nB(g)pC(g),达到平衡后,当

15、升高温度时,B 的转化率变大;当 减小压强时,混合体系中 C 的质量分数减小,则: (1)该反应的逆反应为_(填“吸热”或“放热”)反应,且 mn_(填“”“” 或“”)p。 (2)减压使容器体积增大时, A 的质量分数_(填“增大”“减小”或“不变”, 下同)。 (3)若容积不变加入 B,则 A 的转化率_,B 的转化率_。 (4)若升高温度,则平衡时 B、C 的浓度之比cB cC将_。 (5)若加入催化剂,平衡时气体混合物的总物质的量_。 答案 (1)放热 (2)增大 (3)增大 减小 (4)减小 (5)不变 解析 反应 mA(g)nB(g)pC(g)达到平衡后,升高温度时,B 的转化率变

16、大,说明平衡向 正反应方向移动,正反应为吸热反应;减小压强时,混合体系中 C 的质量分数减小,说明平 衡向逆反应方向移动,即 mnp,A 的质量分数增大;若容积不变加入 B,平衡向正反应方 向移动,A 的转化率增大;升高温度,平衡向正反应方向移动,c(C)增大,c(B)减小,即cB cC 减小;加入催化剂,平衡不移动,混合物的总物质的量不变。 15在 2 L 密闭容器内,800 时反应:2NO(g)O2(g)2NO2(g)体系中,n(NO)随时间的 变化如下表: 时间/s 0 1 2 3 4 n(NO)/mol 0.020 0.010 0.008 0.007 0.007 (1)800 ,反应达

17、到平衡时,NO 的物质的量浓度是_;升高温度,NO 的浓度 增大,则该反应是_(填“放热”或“吸热”)反应。 (2)能使该反应的反应速率增大,且平衡向正反应方向移动的是_(填字母)。 a及时分离出 NO2气体 b适当升高温度 c增大 O2的浓度 d选择高效催化剂 答案 (1)0.003 5 mol L 1 放热 (2)c 解析 (1)平衡时,n(NO)0.007 mol,c(NO)0.007 mol 2 L 0.003 5 mol L 1。升高温度,c(NO) 增大,则平衡左移,正反应是放热反应。 (2)分离出 NO2气体,反应速率减慢,加入催化剂,平衡不移动,升高温度该反应向逆反应方 向移动

18、,所以 a、b、d 均错误;增大反应物 O2的浓度,反应速率增大,平衡向正反应方向移 动,c 正确。 16 将 0.4 mol N2O4气体充入 2 L 固定容积的密闭容器中发生如下反应: N2O4(g)2NO2(g) H。在 T1和 T2时,测得 NO2的物质的量随时间的变化如图所示: (1)T1时,4080 s 内用 N2O4表示该反应的平均反应速率为_mol L 1 s1。 (2)H_(填“”“C BA、B 两点 N2O4的转化率:AB CA、C 两点气体的颜色:A 深,C 浅 D由 A 点到 B 点,可以用加热的方法 答案 (1)0.001 25 (2) (3)AC (4)B 解析 (

19、1)T1时,v(N2O4)1 2v(NO2) 1 2 0.60 mol0.40 mol 2 L40 s 0.001 25 mol L 1 s1。 (2)由图可知反应在 T1比 T2先达到平衡状态,所以 T1T2,由于 T1平衡时 n(NO2)比 T2平衡时 的多,故升高温度,平衡向生成 NO2的方向移动,即向吸热反应方向移动,所以 H0。 (3)A 项,增大 N2O4的起始浓度相当于增大压强,平衡向左移动, cNO2 cN2O4减小;B 项,升高 温度, 平衡向右移动,cNO2 cN2O4增大; C 项, 通入 NO2 相当于增大压强, 平衡向左移动,cNO2 cN2O4 减小;D 项,使用催化剂,平衡不移动, cNO2 cN2O4不变。 (4)A 项,由图可知:A、C 两点平衡时温度相同,C 点对应压强大,反应速率大;B 项,由 图可知:A、B 两点平衡时压强相同,温度不同,A 点 NO2的体积分数大于 B 点,而反应: N2O4(g)2NO2(g) H0,温度升高,平衡向右移动,NO2的体积分数增大,温度 T4T3, 转化率 AB;C 项,由图像可知,A、C 两点平衡时温度相同,C 点对应压强大,NO2的浓 度大,故气体颜色 C 点比 A 点深;D 项,由 B 项分析知,A 点平衡时温度 T4高于 B 点平衡 时温度 T3,故由 A 点到 B 点需要降低温度。