2024-2025學年高中化學專題二化學反應速率與化學平衡3-1外界條件對化學平衡的影響課時作業(yè)含解析蘇教版選修4

PAGEPAGE9外界條件對化學平衡的影響時間：45分鐘滿分：100分一、選擇題(每小題4分，共48分)1．對于達到化學平衡狀態(tài)的可逆反應2N2O5(g)4NO2(g)＋O2(g)ΔH>0(N2O5是無色氣體)，下列說法正確的是(A)A．混合氣體的顏色不再變更，說明反應已達到化學平衡B．達到化學平衡時，N2O5和NO2的反應速率相等C．將容器的容積縮小為原來的一半，正、逆反應速率都增大，平衡正向移動D．向體積肯定的容器中充入氬氣，壓強增大，平衡逆向移動解析：由反應速率之比等于對應的化學計量數(shù)之比可知，達到化學平衡時N2O5和NO2的反應速率不相等，B項錯誤；將容器的容積縮小為原來的一半，壓強增大，正、逆反應速率都增大，平衡向氣體分子數(shù)減小的方向移動，即平衡逆向移動，C項錯誤；向容器中充入氬氣，壓強雖然增大，但容器的體積不變，所以平衡不移動，D項錯誤。2．某溫度下，在容積固定不變的密閉容器中進行可逆反應：X(g)＋Y(g)Z(g)＋W(s)ΔH>0，一段時間后，達到化學平衡狀態(tài)。下列敘述正確的是(D)A．通入稀有氣體，平衡向正反應方向移動B．加入少量W，逆反應速率增大C．上升溫度，正反應速率增大，逆反應速率減小D．降低溫度，平衡向逆反應方向移動解析：A項，通入稀有氣體，方程式中各種氣體物質(zhì)的濃度是不變的，所以平衡不移動。B項，W是固體，不影響平衡的移動和反應速率。C項，正反應是吸熱反應，上升溫度，平衡正向移動，但正、逆反應速率都是增大的。D項，降低溫度，平衡向放熱反應方向移動，即向逆反應方向移動，D項正確。3．在恒溫恒容的密閉容器中，充入4mol氣體A和2mol氣體B發(fā)生反應：3A(g)＋2B(g)=4C(？)＋2D(？)。反應一段時間后達到平衡，測得生成1.6molC，反應前后體系壓強之比為54。則下列說法正確的是(C)A．氣體A的平衡轉(zhuǎn)化率大于氣體B的平衡轉(zhuǎn)化率B．平衡后若減小該體系的壓強，則平衡向左移動，化學平衡常數(shù)減小C．物質(zhì)D的聚集狀態(tài)肯定是氣體D．平衡后上升溫度，若平衡向左移動，則正反應的ΔH>0解析：A項，氣體A的平衡轉(zhuǎn)化率小于氣體B的平衡轉(zhuǎn)化率，A項錯誤；B項，溫度不變平衡常數(shù)不變，B項錯誤；C項，反應前后體系壓強之比為54，壓強減小，說明反應前后氣體分子數(shù)減小，C、D中只能有一種是氣體，經(jīng)計算，平衡時，n(A)＝2.8mol，n(B)＝1.2mol，n(C)＝1.6mol，n(D)＝0.8mol，設(shè)混合氣體的總物質(zhì)的量為n(混)，則eq\f(5,4)＝eq\f(6mol,n混)，得n(混)＝4.8mol，故D肯定為氣體，C項正確；D項，平衡后上升溫度，若平衡向左移動，則正反應的ΔH<0，D項錯誤。4．將NO2裝入帶活塞的密閉容器中，當反應2NO2(g)N2O4(g)達到平衡后，變更下列一個條件，其中敘述正確的是(C)A．上升溫度，氣體顏色加深，則此反應為吸熱反應B．漸漸壓縮氣體體積，平衡向右移動，混合氣體顏色變淺C．漸漸壓縮氣體體積，若體積減小一半，則壓強增大，但小于原來的兩倍D．恒溫恒容時，充入少量惰性氣體，壓強增大，平衡向右移動，混合氣體的顏色變淺解析：上升溫度，氣體顏色加深，則平衡向左移動，該反應為放熱反應，A錯誤；依據(jù)勒夏特列原理，漸漸壓縮氣體體積，混合氣體的顏色比原平衡深，若體積減小一半，則壓強小于原平衡的兩倍，因此B錯誤，C正確；恒溫恒容，充入惰性氣體，c(NO2)和c(N2O4)均不變，平衡不移動，氣體的顏色不變，D錯誤。5．肯定條件下，通過下列反應可實現(xiàn)燃煤煙氣中的硫的回收：SO2(g)＋2CO(g)2CO2(g)＋S(l)ΔH<0?？隙囟认?，在容積為2L的恒容密閉容器中充入1molSO2和nmolCO發(fā)生反應，5min后達到平衡，生成2amolCO2。下列說法正確的是(B)A．反應前2min的平均速率v(SO2)＝0.1amol/(L·min)B．當混合氣體的物質(zhì)的量不再變更時，反應達到平衡狀態(tài)C．平衡后保持其他條件不變，從容器中分別出部分硫，平衡向正反應方向移動D．平衡后保持其他條件不變，上升溫度和加入催化劑，SO2的轉(zhuǎn)化率均增大解析：依據(jù)方程式可知，生成2amolCO2的同時，消耗amolSO2，其濃度是0.5amol/L，所以反應前5min的平均速率v(SO2)＝0.5amol/L÷5min＝0.1amol/(L·min)，但反應起先時反應物的濃度大，其速率大于0.1amol/(L·min)，A不正確；依據(jù)方程式可知，該反應是反應前后氣體的物質(zhì)的量減小的可逆反應，因此當混合氣體的物質(zhì)的量不再變更時，可以說明反應達到平衡狀態(tài)，B正確；S是液體，變更液體的質(zhì)量，平衡不移動，C不正確；該反應是放熱反應，上升溫度平衡向逆反應方向移動，SO2的轉(zhuǎn)化率降低，催化劑不能變更平衡狀態(tài)，轉(zhuǎn)化率不變，D不正確。6．可逆反應A＋B(s)C達到平衡后，加壓或降溫，A的轉(zhuǎn)化率都增大，則下列結(jié)論正確的是(C)A．A為非氣體，C為氣體，正反應為放熱反應B．A為氣體，C為非氣體，正反應為吸熱反應C．A為氣體，C為非氣體，正反應為放熱反應D．A、C均為氣體，正反應為吸熱反應解析：加壓或降溫，A的轉(zhuǎn)化率都增大，說明平衡都向正反應方向移動，則反應物中氣體的化學計量數(shù)之和大于生成物中氣體的化學計量數(shù)之和，且正反應為放熱反應，因為B是固體，A、C的化學計量數(shù)均是1，所以A只能為氣體，C為非氣體，正反應為放熱反應，C項正確。7．在密閉容器中發(fā)生反應aA(g)cC(g)＋dD(g)，反應達到平衡后，將氣體體積壓縮到原來的一半，當再次達到平衡時，D的濃度為原平衡的1.8倍，下列敘述正確的是(A)A．a(chǎn)<c＋d B．A的轉(zhuǎn)化率增大C．D的體積分數(shù)變大 D．平衡向正反應方向移動解析：氣體體積壓縮到原來的一半，若平衡不移動，則D的濃度為原平衡的2倍；D的濃度為原平衡的1.8倍，說明該平衡向左移動，因此A正確，B、C、D錯誤。8．某溫度下，反應mX(g)＋nY(g)qZ(g)ΔH>0，m＋n>q，在恒容的密閉容器中達到平衡，下列敘述正確的是(B)A．反應速率v逆(Y)＝eq\f(m,n)v正(X)B．增加Y的物質(zhì)的量，X的轉(zhuǎn)化率增大C．降低溫度，eq\f(cY,cZ)的值變小D．加入X，反應的ΔH增大解析：同一反應中用不同物質(zhì)表示的化學反應速率之比等于對應計量數(shù)之比，故有v逆(Y)＝eq\f(n,m)v逆(X)，當v逆(Y)＝eq\f(n,m)v逆(X)＝eq\f(n,m)v正(X)時反應達到平衡，A錯誤；增加Y的物質(zhì)的量，X的轉(zhuǎn)化率增大，B正確；ΔH>0，降低溫度，平衡左移，eq\f(cY,cZ)的值變大，C錯誤；加入X，ΔH不變，D錯誤。9．可逆反應aX(g)＋bY(g)cZ(g)在肯定溫度下的密閉容器中達到平衡后，t0時變更某一外界條件，化學反應速率(v)-時間(t)的圖像如圖。下列說法正確的是(C)A．若a＋b＝c，則t0時只能是增大反應體系的壓強B．若a＋b＝c，則t0時只能是加入催化劑C．若a＋b≠c，則t0時只能是加入催化劑D．若a＋b≠c，則t0時只能是增大反應體系的壓強解析：依據(jù)圖像可知，條件變更后，正、逆反應速率同時增大，且增大的程度相同，即平衡不移動，若a＋b＝c，則變更的條件是加入催化劑或增大壓強。若a＋b≠c，增大壓強，平衡移動，則變更的條件只能是加入催化劑，故C正確。10．據(jù)報道，日本某研發(fā)機構(gòu)正在探討一項運用鎳催化劑將二氧化碳轉(zhuǎn)化成甲烷的新技術(shù)，該試驗過程可表示為CO2(g)＋4H2(g)CH4(g)＋2H2O(g)。若向2L的恒容密閉容器中充入肯定量的CO2和H2，在300℃時發(fā)生上述反應，10min后反應達到平衡，各物質(zhì)的濃度分別為c(CO2)＝0.2mol·L－1，c(H2)＝0.8mol·L－1，c(CH4)＝0.8mol·L－1。下列說法不正確的是(A)A．v(H2)＝0.16mol·L－1·min－1B．容器體積擴大為4L，平衡向逆反應方向移動C．向體系中再充入1molH2，CO2的轉(zhuǎn)化率增大D．此條件下該反應的平衡常數(shù)K＝25解析：依據(jù)題給數(shù)據(jù)，可得平衡時H2O(g)的濃度為1.6mol·L－1，H2的變更濃度為3.2mol·L－1，則v(H2)＝3.2mol·L－1÷10min＝0.32mol·L－1·min－1，A項錯誤；容器體積擴大為4L，相當于減小壓強，平衡向逆反應方向移動，B項正確；增加一種反應物的濃度，可提高另一種反應物的轉(zhuǎn)化率，C項正確；K＝eq\f(cCH4·c2H2O,c4H2·cCO2)＝eq\f(1.62×0.8,0.2×0.84)＝25，D項正確。11．在容積可變的密閉容器中通入肯定量的X，發(fā)生反應：mX(g)nY(g)＋Z(g)ΔH＝QkJ/mol。反應達到平衡時，Y的物質(zhì)的量濃度與溫度、氣體體積的關(guān)系如下表所示：下列說法正確的是(C)A．m>n＋1B．Q<0C．溫度不變，壓強增大，Y的體積分數(shù)削減D．體積不變，溫度上升，平衡向逆反應方向移動解析：溫度不變，壓強減為原來的一半，若平衡不移動，則Y濃度應為原來的一半，Y的濃度均大于原來的一半，說明減小壓強，平衡向著生成Y的方向即正向移動，正向氣體體積增大，m<n＋1，A錯。升溫，平衡向著吸熱方向移動，即生成Y的方向(正向)移動，說明正向是吸熱的，ΔH>0，即Q>0，B、D均錯。答案為C。12．某化學小組探討在其他條件不變時，變更密閉容器中某一條件對A2(g)＋3B2(g)2AB3(g)化學平衡狀態(tài)的影響，得到如圖所示的曲線(圖中T表示溫度，n表示物質(zhì)的量)。下列推斷正確的是(B)A．若T2>T1，則正反應肯定是放熱反應B．在T2和n(A2)不變時達到平衡，AB3的物質(zhì)的量大小為c>b>aC．若T2>T1，達到平衡時b、d兩點的反應速率：vd>vbD．達到平衡時A2的轉(zhuǎn)化率：b>a>c解析：由圖可知，T2時AB3的平衡體積分數(shù)大于T1時AB3的平衡體積分數(shù)，當T2>T1時，說明上升溫度平衡正向移動，即正反應為吸熱反應，故A錯誤；在可逆反應中，隨著B2量的增加，A2的轉(zhuǎn)化率漸漸增大，生成的AB3的物質(zhì)的量漸漸增大，故B正確；溫度越高，反應速率越快，當T2>T1時，vd<vb，故C錯誤；在可逆反應中增加一種反應物的濃度可以提高另一種反應物的轉(zhuǎn)化率，隨著B2的量的增加，A2的轉(zhuǎn)化率漸漸增大，即c>b>a，故D錯誤。二、非選擇題(52分)13．(12分)在密閉容器中，使1molN2和3molH2混合發(fā)生下列反應：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)(正反應為放熱反應)。(1)當反應達到平衡時，N2和H2的物質(zhì)的量濃度之比是13。(2)當上升平衡體系的溫度(保持體積不變)，則混合氣體的平均相對分子質(zhì)量變小，密度不變。(3)當達到平衡時，充入N2并維持壓強不變，平衡將向正反應方向移動。(4)當達到平衡時，將c(N2)、c(H2)、c(NH3)同時增大1倍，平衡將向正反應方向移動。(5)當達到平衡時，充入氬氣，并保持壓強不變，平衡將向逆反應方向移動。(6)當達到平衡時，充入氬氣，并保持體積不變，平衡將不發(fā)生移動。14．(12分)某化學反應2A(g)B(g)＋D(g)在四個不同條件下進行。B、D起始時均為0mol，反應物A的濃度(mol·L－1)隨反應時間(min)的變更狀況如表所示：試驗序號溫度01020304050601800℃1.00.800.670.570.500.500.502800℃c20.600.500.500.500.500.503800℃c30.920.750.630.600.600.604820℃1.00.400.250.200.200.200.20依據(jù)表中數(shù)據(jù)完成下列填空。(1)試驗1，反應在10min至20min內(nèi)用A表示的平均反應速率為0.013mol·L－1·min－1。(2)試驗2，c2＝1.0，反應經(jīng)20min就已經(jīng)達到平衡，可推想試驗2中還隱含的條件是運用催化劑。(3)設(shè)試驗3的反應速率為v3，試驗1的反應速率為v1，則v3>v1，且c3>1.0(填“<”“>”或“＝”)。(4)比較試驗4和試驗1，可推想該反應是吸熱反應(填“吸熱”或“放熱”)，理由是溫度上升，平衡向右移動。解析：(1)試驗1，反應在10min至20min內(nèi)的平均反應速率v(A)＝(0.80－0.67)mol·L－1÷10min＝0.013mol·L－1·min－1。(2)試驗2，由于反應的溫度相同，達到平衡時A的濃度相等，所以起先時A的初始濃度也相等，即c2＝1.0，反應在20min時就已經(jīng)達到平衡，而試驗1在20min時還未達到平衡，所以可推想試驗2中還隱含的條件是運用催化劑。(3)由于試驗3的溫度與試驗1相同，而平衡時試驗3中A的濃度高，而且在10min時A的濃度也較高，說明在反應起先時c3>1.0，則v3>v1。(4)比較試驗4和試驗1，由于試驗4的溫度高于試驗1，且起先時A的濃度相同，達到平衡時試驗1中A的濃度高，說明上升溫度，平衡向正反應方向移動。由于上升溫度，平衡向吸熱反應方向移動，所以正反應是吸熱反應。15．(12分)合成氨技術(shù)的創(chuàng)立開拓了人工固氮的重要途徑，其重要原理為N2＋3H22NH3，反應的平衡常數(shù)K值和溫度的關(guān)系如下：溫度/℃360440520K值0.0360.0100.0038(1)①由表中數(shù)據(jù)可知正反應為放熱(填“放熱”或“吸熱”)反應。②理論上，為了增大平衡時H2的轉(zhuǎn)化率，可實行的措施是ad(填序號)。a．增大壓強 b．運用合適的催化劑c．上升溫度 d．剛好分別出產(chǎn)物中的NH3(2)原料氣H2可通過反應CH4(g)＋H2O(g)CO(g)＋3H2(g)獲得，已知該反應中，初始混合氣中的eq\f(nH2O,nCH4)恒定時，溫度、壓強對平衡混合氣中CH4含量的影響如圖所示：①圖中壓強的關(guān)系是p1<(填“>”“＝”或“<”)p2。②該反應為吸熱(填“吸熱”或“放熱”)反應。(3)原料氣H2還可通過反應CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)獲得。T℃時，向容積固定為2L的密閉容器中充入1mol水蒸氣和1molCO，反應達平衡后，測得CO2的濃度為0.3mol·L－1，則平衡時CO的轉(zhuǎn)化率為60%。解析：(1)①由表中數(shù)據(jù)可知，隨溫度上升，反應的平衡常數(shù)減小，說明上升溫度平衡逆向移動，故正反應為放熱反應。②該反應正反應為氣體分子數(shù)減小的反應，增大壓強，平衡正向移動，H2的轉(zhuǎn)化率增大，故a正確；運用催化劑，平衡不移動，H2的轉(zhuǎn)化率不變，故b錯誤；正反應為放熱反應，上升溫度平衡逆向移動，H2的轉(zhuǎn)化率減小，故c錯誤；剛好分別出產(chǎn)物中的NH3，平衡正向移動，H2的轉(zhuǎn)化率增大，故d正確。(2)①正反應為氣體體積增大的反應，增大壓強平衡逆向移動，甲烷含量增大，所以p2>p1。②由圖可知，隨溫度上升甲烷的平衡含量減小，說明上升溫度平衡正向移動，故正反應為吸熱反應。(3)①T℃時，向容積固定為2L的容器中充入1mol水蒸氣和1molCO，反應達平衡后，測得CO2的濃度為0.3mol·L－1，則：平衡時CO的轉(zhuǎn)化率＝eq\f(0.3×2mol,1mol)×100%＝60%。16．(16分)如何降低大氣中CO2的含量及有效地開發(fā)利用CO2是當前科學家探討的重要課題。(1)科學家用H2和CO2生產(chǎn)甲醇燃料。為探究該反應原理，進行如下試驗：某溫度下，在容積為2L的密閉容器中充入1molCO2和3.25molH2，在肯定條件下反應，測得CO2、CH3OH(g)和H2O(g)的物質(zhì)的量(n)隨時間的變更關(guān)系如圖所示。①從反應起先到3min時，氫氣的平均反應速率v(H2)＝0.25_mol·L－1·min－1。②下列措施中肯定能使CO2的轉(zhuǎn)化率增大的是BEF(填序號)。A．在原容器中再充入1molCO2B．在原容器中再充入1molH2C．在原容器中充入1molHeD．運用更有效的催化劑E．縮小容器的容積F．將水蒸氣從體系中分別出去(2)科學家還利用氫氣在肯定條件下與二氧化碳反應生成乙醇燃料，其熱化學方程式為2CO2(g)＋6H2(g