2019高中化学第二章化学反应速率和化学平衡2.3.3温度、催化剂对化学平衡移动的影响精练新人教版

2019高中化学第二章化学反应速率和化学平衡2.3.3温度、催化剂对化学平衡移动的影响精练新人教版

温度、催化剂对化学平衡移动的影响A组　定向巩固定向巩固一、外界条件对化学平衡的影响1.如图为某化学反应的速率与时间的关系图,在t1时刻升高温度或者增大压强,速率的变化都符合图示的反应的是(　　)A.2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)　ΔH<0B.C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)　ΔH>0C.H2(g)+I2(g)2HI(g)　ΔH>0D.4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g)　ΔH<0解析:根据图像可知,该反应的正反应是放热、气体体积增大的反应,只有D项符合。答案:D2.导学号90514062如图所示,三个烧瓶中分别充满NO2气体并分别放置在盛有下列物质的烧杯(烧杯内有水)中:在(1)中加入CaO,在(2)中不加其他任何物质,在(3)中加入NH4Cl晶体,发现(1)中红棕色变深,(3)中红棕色变浅,下列叙述正确的是(　　)　　　　　　　　　　　　　　　　A.2NO2N2O4是放热反应B.NH4Cl溶于水时放出热量C.烧瓶(1)中平衡时混合气体的平均相对分子质量增大D.烧瓶(3)中气体的压强增大解析:2NO2N2O4,NO2为红棕色气体,N2O4为无色气体。(1)中红棕色变深说明平衡左移,平均相对分子质量减小,而CaO和水反应放热,则该反应为放热反应,A项正确,C项错误;(3)中红棕色变浅,说明平衡右移,而正反应为放热反应,则证明NH4Cl溶于水要吸收热量,平衡右移时,气体的物质的量减小,压强减小,B、D两项均错误。答案:An3.如图曲线a表示放热反应X(g)+Y(g)Z(g)+M(g)+N(s)ΔH<0进行过程中X的转化率随时间变化的关系。若要改变起始条件,使反应过程按b曲线进行,可采取的措施是(　　)A.升高温度B.加大X的投入量C.缩小体积D.增大体积解析:由于该反应是气体分子数不变的反应,缩小体积,平衡不移动,但能缩短达到平衡所用时间。答案:C4.合成氨所需的氢气可用煤和水作原料经多步反应制得,其中的一步反应为:CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)　ΔH<0反应达到平衡后,为提高CO的转化率,下列措施中正确的是(　　)A.增加压强B.降低温度C.增大CO的浓度D.更换催化剂解析:一般来说,有两种及两种以上反应物的可逆反应中,在其他条件不变时,增大其中一种反应物的浓度,能使其他反应物的转化率升高,但本身的转化率降低,故C项错误。A项因该反应为反应前后气体物质的量相等的反应,故增加压强只能缩短反应达到平衡的时间,并不能使该平衡发生移动,因而无法提高CO的转化率。B项因该反应为放热反应,降低温度能使平衡向右移动,从而提高CO的转化率。D项催化剂只能影响化学反应的速率,改变可逆反应达到平衡的时间,不能提高CO的转化率。答案:B5.导学号90514063在一个不导热的密闭反应器中,只发生两个反应:a(g)+b(g)2c(g)　ΔH1<0x(g)+3y(g)2z(g)　ΔH2>0进行相关操作且达到平衡后(忽略体积改变所做的功),下列叙述错误的是(　　)A.等压时,通入“惰性”气体,c的物质的量不变B.等压时,通入z气体,反应器中温度升高C.等容时,通入“惰性”气体,各反应速率不变D.等容时,通入z气体,y的物质的量浓度增大解析:本题要特别注意题干中的信息“不导热的密闭反应器”。A项,等压时,通入“惰性”气体,气体的体积增大,平衡x(g)+3y(g)2z(g)　ΔH2n>0向左移动,反应放热,反应体系的温度升高,由于该反应容器是一个不导热的容器,所以平衡a(g)+b(g)2c(g)也向左(吸热方向)移动,c的物质的量减小,故A项错误;B项,等压时,通入z气体,增大了生成物的浓度,平衡x(g)+3y(g)2z(g)向左移动,由于该反应的逆反应是放热反应,所以反应器的温度升高,B项正确;等容时,通入“惰性”气体,各反应物和生成物的物质的量没有变化,即各组分的浓度没有发生变化,所以各组分的反应速率不发生变化,C项正确;等容时,通入z气体,增大了生成物z的浓度,平衡逆向移动,所以y的物质的量浓度增大,D项正确。答案:A6.导学号90514064可逆反应2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)　ΔH<0在一定条件下达到平衡状态,时间为t1时改变条件。化学反应速率与反应时间关系如图。下列说法中正确的是(　　)A.维持温度、反应体系体积不变,t1时充入SO3(g)B.维持压强不变,t1时升高反应体系温度C.维持温度不变,t1时扩大反应体系体积D.维持温度、压强不变,t1时充入SO3(g)解析:A项,温度、体积不变,只是加入三氧化硫,逆反应速率增大,但正反应速率起点应该不变。故错误。B项,升高体系温度,正逆速率都增大,而且最后平衡会向逆反应方向移动,故错误。C项,温度不变,扩大反应体系体积,正逆反应速率都应该减小,而且平衡会向逆反应方向移动。故错误。D项,温度、压强不变,只是充入三氧化硫,充入后,体积变大,正逆速率都应该降低,但由于压强不变三氧化硫浓度变大,所以三氧化硫的总速率还是增大的。即逆反应速率增大。答案:D7.随着人类对温室效应和资源短缺等问题的重视,如何降低大气中CO2的含量及有效地开发利用CO2,引起了各国的普遍关注,目前工业上有一种方法是用CO2来生产燃料甲醇。为探究反应原理,现进行如下实验:在体积为1L的密闭容器中,充入1molCO2和3molH2,一定条件下发生反应:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)　ΔH=-49.0kJ·mol-1测得CO2和CH3OH(g)的浓度随时间变化如图所示。n(1)反应开始到平衡,H2的平均反应速率v(H2)=　　　　mol·L-1·min-1。 (2)H2的转化率为　　　　。 (3)下列措施中能使n(CH3OH)n(CO2)增大的是　　　　。 A.升高温度B.充入He,使体系压强增大C.将H2O(g)从体系中分离D.使用催化剂E.缩小容器体积解析:(1)v(H2)=3v(CO2)=3×(1.00-0.25)mol·L-110min=0.225mol·L-1·min-1。(2)α(H2)=3×0.75mol3mol×100%=75%。(3)A项,升温,平衡左移,n(CH3OH)n(CO2)减小。B项充入He,平衡不移动,n(CH3OH)n(CO2)不变。C项,分离出H2O(g),平衡右移,n(CH3OH)n(CO2)增大。D项,使用催化剂,平衡不移动,n(CH3OH)n(CO2)不变。E项,缩小容器体积,平衡右移,n(CH3OH)n(CO2)增大。答案:(1)0.225　(2)75%　(3)C、E8.在容积相同的密闭容器内,分别充入等量的N2和H2,在不同温度下,任其发生反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g),并分别在ts时测定其中NH3的体积分数,绘图如图所示。(1)A、B、C、D、E五点中,尚未达到化学平衡状态的点是　　　　　　。 (2)此可逆反应的正反应是　　　　　(填“放热”或“吸热”)反应。 (3)AC段的曲线是增函数,CE段曲线是减函数,试从反应速率和平衡角度说明理由:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 解析:由图判断可知,C点是第一个平衡点,则A、B两点尚未达到平衡状态。C点以后,随温度升高,NH3百分含量降低,说明平衡向逆反应方向移动,所以正反应是放热反应。答案:(1)A、B　(2)放热(3)AC:反应开始v(正)>v(逆),反应向右进行生成NH3;CE:已达平衡,升温使平衡左移,NH3的体积分数减小n定向巩固二、对勒夏特列原理的理解9.导学号90514065将NO2装入带活塞的密闭容器中,当反应2NO2(g)N2O4(g)达到平衡后,改变下列一个条件,其中叙述正确的是(　　)A.升高温度,气体颜色加深,则此反应为吸热反应B.慢慢压缩气体体积,平衡向右移动,混合气体颜色变浅C.慢慢压缩气体体积,若体积减小一半,压强增大,但小于原来的两倍D.恒温恒容时,充入惰性气体,压强增大,平衡向右移动,混合气体的颜色变浅解析:A项,气体颜色加深即平衡向左移动,所以此反应为放热反应,错误;B项,假设压缩气体体积平衡不移动,则气体颜色加深,但平衡向右移动,使混合气体颜色在加深后的基础上变浅,但一定比原平衡的颜色深,错误;C项,假设平衡不移动,若体积减小一半,压强为原来的两倍,但平衡向右移动,使压强在原来压强的2倍的基础上减小,正确;D项,体积不变,反应物及生成物浓度不变,所以正、逆反应速率均不变,平衡不移动,混合气体的颜色无变化,错误。答案:C10.可逆反应aX(g)+bY(g)cZ(g)在一定温度下的密闭容器内达到平衡后,t0时改变某一外界条件,化学反应速率(v)—时间(t)图像如图所示。则下列说法中正确的是(　　)A.若a+b=c,则t0时只能是增大了容器的压强B.若a+b=c,则t0时只能是加入了催化剂C.若a+b≠c,则t0时只能是增大了容器的压强D.若a+b≠c,则t0时只能是加入了催化剂解析:若a+b=c,则t0时可能是增大容器的压强或使用催化剂,A、B项错误;若a+b≠c,则t0时增大容器的压强,平衡必定会移动,而图像明显没有移动,只能是加入催化剂,故D项正确,C项错误。答案:DB组　综合提升1.导学号90514066在容积不变的密闭容器中存在如下反应:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)　ΔH<0。某研究小组研究了其他条件不变时,改变某一条件对上述反应的影响,下列分析正确的是(　　)A.图Ⅰ表示的是t1时刻增大O2的浓度对反应速率的影响nB.图Ⅱ表示的是t1时刻加入催化剂对反应速率的影响C.图Ⅲ表示的是催化剂对平衡的影响,且甲的催化剂效率比乙高D.图Ⅲ表示的是压强对化学平衡的影响,且乙的压强较高解析:A项,图Ⅰ改变的条件应是缩小容器体积。B项,由于同等程度地加快正、逆反应速率,所以加入的应是催化剂。C项,由于平衡发生了移动,所以加入的不是催化剂。改变的应是温度,且乙的温度大于甲的。答案:B2.在A(g)+B(g)C(g)　ΔH<0的反应中,如图所示,能正确表示反应速率(纵坐标)与温度(横坐标)关系的是(　　)解析:因为正反应是放热反应,升高温度,正、逆反应速率都增大,且平衡向吸热反应的方向移动,即向逆反应方向移动,所以v(逆)>v(正)。答案:B3.可逆反应:A2(?)+B2(?)2AB(?),当温度和压强改变时,n(AB)的变化如右图,下列叙述正确的是(　　)A.A2、B2及AB均为气体,ΔH<0B.AB为气体,A2、B2至少有一种为非气体,ΔH<0C.AB为气体,A2、B2有一种为非气体,ΔH>0D.AB为固体,A2、B2有一种为非气体,ΔH>0解析:由图可知压强相等时,升高温度,AB的物质的量减少,可知温度升高平衡向逆反应方向移动,逆反应是吸热反应,正反应是放热反应,ΔH<0;t3开始温度不变,压强增大,AB的物质的量减小,说明平衡向逆反应方向移动,逆反应是体积减小的方向,说明AB必为气体,A2、B2至少有一种为非气体,不能同时为气体。n答案:B4.体积完全相同的两个容器A和B,已知A装有SO2和O2各1g,B装有SO2和O2各2g,在相同温度下反应达到平衡时A中SO2的转化率为a%,B中SO2的转化率为b%,则A、B两容器中SO2转化率的关系正确的是(　　)A.a%>b%B.a%=b%C.a%”“<”或“=”)。 (3)5min时再充入一定量的CO(g),平衡发生移动。下列说法正确的是　　　　(填写编号)。 A.v(正)先增大后减小B.v(正)先减小后增大C.v(逆)先增大后减小D.v(逆)先减小后增大表示n(CO2)变化的曲线是　　　　(填写图中曲线的字母编号)。 (4)请用固态物质的有关物理量来说明该反应已经达到化学平衡状态: 　。 n解析:(1)由Fe生成FeO,固体质量增大3.2g,说明生成FeO0.2mol,v(CO2)=0.2mol2L×1min=0.1mol·L-1·min-1。(2)由于建立新平衡的反应速率增大,可知升高温度,平衡正向移动,说明正反应吸热。(3)充入CO,CO浓度增大,逆反应速率增大,之后逐渐减小;5min时CO2浓度不变,正反应速率不变,平衡逆向移动,CO2浓度增大,正反应速率逐渐增大。答案:(1)0.1mol·L-1·min-1(2)>　(3)C　b(4)Fe(或FeO)的质量(或物质的量)保持不变;或固体总质量保持不变