2.2.4温度、催化剂对化学平衡的影响 课时对点练(含答案)

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1、第第 4 4 课时课时 温度温度、催化剂对化学平衡的影响催化剂对化学平衡的影响 题组一 温度对化学平衡的影响 1 将 H2(g)和 Br2(g)充入恒容密闭容器, 恒温下发生反应: H2(g)Br2(g)2HBr(g) Hb Bab Cab。 2反应 2A(g)2B(g)C(g) H0,达平衡时要使 v正降低,c(A)增大,应采取的措施是 ( ) A加压 B减压 C加催化剂 D降温 答案 D 3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

2、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)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

3、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。 4在一密闭容器中,发生可逆反应:3A(g)3BC(正反应为吸热反应),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

4、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。 题组二 多因素对化学平衡影响的分析 5对可逆反应 2A(s)3B(g)2C(g)2D(g) Hv逆 加入催化剂,平衡向正反应方向移动 A B C D 答案 B 解析 A 是固体,增大 A 的量对平衡无影响,错误;升高温度,v正、v逆均应增大,但 v逆增大的程度大,平衡向逆反应方向移动,错误;压强增大平衡逆向移动,但 v正、v逆都 增大,错误;增大 B 的浓度,平衡向正反应方

5、向移动,v正v逆,正确;加入催化剂,平 衡不移动,错误。 6已知反应:COCl2(g)CO(g)Cl2(g) H0,当反应达到平衡时,下列措施:升温 恒容通入惰性气体 增加 CO 浓度 减压 加催化剂 恒压通入惰性气体,其中能提高 COCl2转化率的 是( ) A B C D 答案 B 解析 恒容通入惰性气体,平衡不移动;增加 CO 浓度,平衡左移,COCl2转化率降低; 加入催化剂,平衡不移动。 题组三 化学平衡移动的相关图像 7已知反应 3A(g)B(g)2C(g)2D(g) HT1)其他条件相同时,下列图像不正确的是( ) 答案 C 13(2020 郑州高二检测)N2O5是一种新型硝化剂

6、,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 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 A 项,500 s 内,N2

7、O5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 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

8、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。 14密闭容器中发生如下反应:A(g)3B(g)2C(g) HK3 K5 15 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下图所示: (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

9、 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 (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温度下比 T2温度下先达到平衡状态, 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

10、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,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

11、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。 16 (2020 吉林吉化一中高二期中)(1)亚硝酰氯(ClNO)是有机合成中的常用试剂, 已知: 2NO(g) Cl2(g)2ClNO(g) HT2T3。 与实验相比,实验除温度不同外,还改变的条件是_。 实 验 反 应 至 25 min 达 到 平 衡 , 用 NO 的 浓 度 变 化 表 示 的 反 应 速 率 为 _。若实验达到平衡时的热量变化为 Q kJ,则该反应的热化学方程式 为_。 答案 (1)AC BC F (2)加入催化剂(或加压) 0.008 mol L 1 min1 2N

12、O(g) Cl2(g)2ClNO(g) HQ kJ mol 1 解析 (1)反应 2NO(g)Cl2(g)2ClNO(g)是反应前后气体分子数变化的反应,反应正向 进行则气体总物质的量减小,逆向进行则气体总物质的量增大,体系中气体总质量不变,结 合 M m n可知, M 不变,则各物质的物质的量不变,说明反应达到平衡状态,A 正确;反 应容器的容积不变,气体的总质量不变,根据 m V可知,体系中混合气体密度始终不变,即 混合气体密度不变不能判定反应是否达到平衡,B 错误;起始投入的 NO 与 Cl2的物质的量 之比是 11,而变化的 NO 与 Cl2的物质的量之比是 21,所以在未达到平衡前,

13、NO 与 Cl2 的物质的量之比是变化的,当 NO 与 Cl2的物质的量之比保持不变时,反应达到平衡状态,C 正确;反应的任一阶段,每消耗 1 mol NO 一定会生成 1 mol ClNO,不能确定是否达到平衡 状态,D 错误。升高温度,反应速率加快,但该反应放热,平衡逆向移动,NO 的转化率 降低,A 错误;缩小容器容积,相当于加压,反应正向进行,反应速率加快,B 正确;充入 Cl2,反应速率加快,反应正向进行,NO 的转化率提高,C 正确;使用合适的催化剂,能加 快反应速率,但不影响平衡移动,即 NO 的转化率不变,D 错误。当反应物的物质的量之 比等于其化学计量数之比时生成物的体积分数

14、最大, 当nNO nCl22.5 时 ClNO 的体积分数减小, 所以应该是 F 点。 (2)H0,升高温度,ClNO 的百分含量不断减小,平衡逆向移动。与实验相比,实验 的反应温度:T2T1,如果其他条件相同,实验达到平衡所需要的时间应该比实验长,而 图乙中实验达到平衡所需要的时间比实验短,实验的反应速率快,则可能使用了催化 剂(或加压)。实验反应至 25 min 达到平衡,则 2NO(g) Cl2(g)2ClNO(g) 起始浓度/(mol L 1) 0.3 0.2 0 变化浓度/(mol L 1) 2c c 2c 平衡浓度/(mol L 1) 0.32c 0.2c 2c 平衡时 ClNO 体积百分含量为 50%,则 2c 0.32c0.2c2c100%50%,c0.1,则用 NO 的浓度变化表示的反应速率 v(NO)20.1 mol L 1 25 min 0.008 mol L 1 min1;达到平衡时,Cl 2 的物质的量的变化量为 0.1 mol L 110 L1 mol,反应放出 Q kJ 热量,则该反应的热化学 方程式为 2NO(g)Cl2(g)2ClNO(g) HQ kJ mol 1。

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