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。