2025人教版高中化学选择性必修1
分层作业9 探究影响化学平衡的因素
A级 必备知识基础练
题组1.影响化学平衡的因素
1.在容积可变的密闭容器中进行反应2M(g)+N(g)2Q(g) ΔH<0,下列说法错误的是( )
A.减小压强,平衡向逆反应方向移动
B.恒容条件下升高温度,平衡向正反应方向移动
C.恒容时增大N(g)的浓度,M(g)的平衡转化率增大
D.加入催化剂,反应速率增大,平衡状态不变
2.已知反应X(s)+Y(g)2Z(g) ΔH<0,达到平衡时,下列说法正确的是( )
A.减小容器容积,平衡逆向移动
B.加入催化剂,X的质量增大
C.增大c(Y),Y的转化率增大
D.升高温度,Z的体积分数增大
3.以[Cu(H2O)4]2+(蓝)+4Cl-[CuCl4]2-(黄)+4H2O ΔH>0为例,探究影响平衡移动的因素。取相同浓度的CuCl2溶液,分别进行下列实验,对实验现象的分析不正确的是( )
选项 操作和现象 分析
A 观察溶液为绿色 [Cu(H2O)4]2+和[CuCl4]2-同时存在
B 升高温度,溶液变为黄绿色 平衡正移,[CuCl4]2-的浓度增大
C 加几滴AgNO3溶液,静置,上层清液为蓝色 平衡逆移,[CuCl4]2-的浓度减小
D 加少量Zn片,静置,上层清液为浅黄绿色 平衡正移,[CuCl4]2-的浓度增大
题组2.勒夏特列原理及应用
4.下列事实可用勒夏特列原理解释的是( )
①向氯水中加入适量石灰石,可增强漂白效果
②SO2被催化氧化时,使用催化剂加快化学反应速率
③将充有NO2气体的密闭烧瓶放入热水中,气体颜色加深
④对NO2(g)+CO(g)CO2(g)+NO(g)平衡体系加压,气体颜色变深
⑤向FeCl3溶液中加入Fe粉,溶液颜色逐渐变浅
⑥实验室用排饱和食盐水的方法收集氯气
⑦向溴水中加入NaOH溶液,溴水颜色变浅
A.②③ B.①③④⑥⑦
C.①③⑥⑦ D.全部都是
5.在容器中进行下列反应,有关说法正确的是( )
A.N2(g)+3H2(g)2NH3(g),恒温恒压下再通入少量NH3,容器中气体密度增大
B.NH4Cl(s)NH3(g)+HCl(g),室温下增大压强,平衡常数(Kp)减小
C.CaCO3(s)CaO(s)+CO2(g),压缩容器使体积减小,达到新平衡后CO2浓度增大
D.H2(g)+I2(g)2HI(g),恒容绝热下,当压强不变时可以判定反应达到平衡
题组3.化学反应速率和平衡图像及分析
6.(2024·广东广州六校联考)一定条件下进行反应2NO(g)+Br2(g)2NOBr(g) ΔH<0。达到平衡后,t1时刻改变某一反应条件所得v-t图像如图所示,则改变的条件为( )
A.增大压强 B.加催化剂
C.升高温度 D.增大生成物浓度
7.(2024·广东清远名校调研)氢能是最重要的新能源,储氢是氢能利用的关键技术,其中一种储氢的方法为(g)(g)+3H2(g) ΔH>0。若该反应在恒容密闭容器中进行,下列有关该反应的图像正确的是( )
B级 关键能力提升练
8.(2024·浙江温州联考)某化学研究小组探究外界条件对化学反应mA(g)+nB(g)pC(g)的速率和平衡的影响,图像如下,下列判断正确的是( )
A.由图a可知,T1>T2,该反应的正反应为吸热反应
B.由图b可知,该反应:m+n>p
C.图c是绝热条件下速率和时间的图像,由此说明正反应吸热
D.图d中,若m+n=p,则曲线a一定是增大压强
9.某研究小组利用图1所示的实验装置,测定压强变化对反应2NO2(g)N2O4(g)平衡体系的影响。恒温条件下,注射器内压强随时间变化如图2所示。下列说法错误的是( )
图1
图2
A.a点时进行的操作是压缩注射器
B.b点时v(正)>v(逆)
C.体系颜色c点时比a点深
D.反应的平衡常数K:d
Ⅰ.CoO(s)+H2(g)Co(s)+H2O(g);
Ⅱ.CoO(s)+CO(g)Co(s)+CO2(g)。
723 K下,在初始压强相同(均为12.0 kPa)的甲、乙两密闭容器中分别发生反应Ⅰ、Ⅱ,得到部分气体的分压随时间的变化关系如图所示。下列说法错误的是( )
A.723 K时,反应Ⅱ的平衡常数Kp=119
B.此条件下,选择CO还原CoO的效率更高
C.增大起始时容器的压强,CoO的平衡转化率增大
D.甲容器中,10~40 min内用H2表示的平均反应速率v(H2)=0.15 kPa·min-1
11.某温度下,在密闭容器中进行反应:H2(g)+CO2(g)H2O(g)+CO(g) ΔH>0,已知H2(g)和CO2(g)的初始浓度均为0.01 mol·L-1,测得H2的平衡转化率为60%,下列说法不正确的是( )
A.CO2的平衡转化率为60%
B.升高温度平衡常数K增大
C.该温度下正反应的平衡常数K=2.25
D.若初始H2(g)、CO2(g)、H2O(g)、CO(g)浓度均为0.01 mol·L-1,则反应逆向进行
C级 学科素养拔高练
12.在10 L的密闭容器中进行化学反应:CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g),其平衡常数(K)与温度(t)的关系如下表:
t/℃ 700 800 830 1 000 1 200
K 0.6 0.9 1.0 1.7 2.6
请回答下列问题:
(1)题目中所给反应的逆反应为 (填“吸热”或“放热”)反应。
(2)保持温度和容器容积不变,充入一定量的CO2,则平衡常数 (填“增大”“减小”或“不变”)。
(3)下列措施可以提高H2的平衡转化率的是 (填字母)。
a.选择适当的催化剂 b.增大压强
c.及时分离H2O(g) d.升高温度
(4)某温度下,起始时c(CO2)=2 mol·L-1,c(H2)=3 mol·L-1,达到平衡时CO2转化率为60%,则平衡常数K= 。
(5)在与(4)相同的温度下,某时刻测得c(CO2)=0.5 mol·L-1,c(H2)=1.5 mol·L-1,c(CO)=0.5 mol·L-1、c(H2O)=0.5 mol·L-1,则此时反应是否达到平衡状态 (填“是”或“否”)。此时,v(正) (填“>”“<”或“=”)v(逆)。
(6)该反应的反应速率(v)随时间(t)变化的关系如图所示,若t2、t4时刻只改变一种条件,下列说法正确的是 (填字母)。
a.在t1~t2时,可依据容器内气体的压强保持不变判断反应已达到平衡状态
b.在t2时,采取的措施可以是升高温度
c.在t4时,采取的措施可以是增加CO2的浓度
d.在t5时,整个过程中CO的产率最大
分层作业9 探究影响化学平衡的因素
1.B 解析 减小压强时容器容积增大,平衡向逆反应方向移动,A正确;正反应是放热反应,升高温度,平衡向吸热反应方向移动,即向逆反应方向移动,B错误;恒容时增大N的浓度,平衡正向移动,可以使M的转化率增大,C正确;催化剂只能加快反应速率,不能使平衡发生移动,D正确。
2.A 解析 减小容器容积,相当于增大压强,平衡向气体体积减小的方向移动,即平衡逆向移动,A正确;加入催化剂,不影响平衡,故X的质量不变,B错误;增大c(Y),可以增大X(s)的转化率,但Y(g)的转化率将会减小,C错误;升高温度,平衡向着吸热的方向移动,即平衡逆向移动,则Z的体积分数减小,D错误。
3.D 解析 [Cu(H2O)4]2+呈现蓝色,[CuCl4]2-呈现黄色,则溶液为绿色是由于[Cu(H2O)4]2+和[CuCl4]2-同时存在,A正确;该反应是吸热反应,升高温度,平衡正向移动,[CuCl4]2-的浓度增大,溶液变为黄绿色,B正确;加几滴AgNO3溶液,Cl-与Ag+发生反应Ag++Cl-===AgCl↓,Cl-浓度减小,平衡向逆反应方向移动,[CuCl4]2-的浓度减小,[Cu(H2O)4]2+浓度增大,上层清液为蓝色,C正确;在CuCl2溶液中加入少量Zn片,会发生Zn置换出Cu的反应:Cu2++Zn===Zn2++Cu,Cu2+浓度减小,则[Cu(H2O)4]2+、[CuCl4]2-浓度均减小,上层清液为浅黄绿色,D错误。
4.C 解析 在氯水中存在平衡:Cl2+H2OH++Cl-+HClO,加入适量石灰石与H+反应,促使平衡正向进行,使溶液中c(HClO)增大,可增强漂白效果,①符合题意;SO2被催化氧化时,使用催化剂能加快化学反应速率,不能改变平衡移动,不能用勒夏特列原理解释,②不符合题意;烧瓶中存在平衡2NO2(g)N2O4(g) ΔH<0,升高温度,平衡逆向移动,c(NO2)浓度增大,气体颜色加深,③符合题意;对NO2(g)+CO(g)CO2(g)+NO(g)平衡体系加压,平衡不移动,气体颜色变深是由于加压造成气体的浓度增大,不能用勒夏特列原理解释,④不符合题意;加入Fe粉发生反应:Fe+2Fe3+===3Fe2+,溶液由棕黄色逐渐转变为浅绿色,与平衡移动无关,不能用勒夏特列原理解释,⑤不符合题意;Cl2在水中存在如下平衡:Cl2+H2OH++Cl-+HClO,由于饱和NaCl溶液中c(Cl-)较大,促使平衡逆向移动,氯气的溶解度降低,能用勒夏特列原理解释,⑥符合题意;溴水中存在平衡Br2+H2OH++Br-+HBrO,加入NaOH后,H+、HBrO与NaOH反应,促使平衡正向移动,c(Br2)减小,溶液颜色变浅,能用勒夏特列原理解释,⑦符合题意。
5.D 解析 恒温恒压下再通入少量NH3,容器中气体密度可能增大,可能减小,也可能不变,A错误;室温下增大压强,平衡NH4Cl(s)NH3(g)+HCl(g)逆向移动,由于温度不变,故平衡常数(Kp)不变,B错误;压缩容器使体积减小,温度不变,平衡常数不变,根据K=c(CO2)推知,c(CO2)不变,C错误;对于反应H2(g)+I2(g)2HI(g),正反应为放热反应,在恒容绝热条件下,温度升高,气体压强增大,当压强不再变化,说明反应达到平衡,D正确。
6.C 解析 由图可知,t1时刻改变条件,正、逆反应速率瞬间增大,图中曲线存在“断点”,可能是升高温度或增大压强;由于改变条件后,v(逆)>v(正),平衡逆向移动。2NO(g)+Br2(g)2NOBr(g)是正向气体总体积减小的放热反应,增大压强,平衡正向移动,故t1时刻改变条件是升高温度。
7.D 解析 该反应的正反应为吸热反应,升高温度,平衡正向移动,平衡常数增大,A错误;增大环己烷的物质的量,平衡正向移动,但是环己烷自身的转化率降低,B错误;根据“先拐先平,数值大”推知,压强:p1>p2,增大压强,平衡逆向移动,苯的体积分数应减小,C错误;t1时使用催化剂,该可逆反应的正、逆反应速率同等倍数增大,平衡不移动,D正确。
8.B 解析 根据图像中“先拐先平,数值大”可知,图a中温度:T1>T2,升高温度,C在反应混合物中的体积分数降低,说明平衡向逆反应方向移动,则正反应方向是放热反应,A错误;由图b可知,同一温度下,增大压强,C在反应混合物中的体积分数增大,说明增大压强,平衡向正反应方向移动,正反应为气体体积缩小的反应,则有m+n>p,B正确;若正反应为吸热反应,由于正反应过程中反应物浓度减小,且温度降低,则正反应速率在开始时就应该逐渐减小,与图像不符,说明正反应为放热反应,C错误;图d中a、b的平衡状态相同,但反应速率不同,若m+n=p,压强不影响平衡,则曲线a可能增大压强,但催化剂也不影响平衡,曲线a也可能是使用催化剂,D错误。
9.D 解析 根据图2压强随时间的变化曲线可知,a点到b点压强迅速增大,说明a点的操作是向内快速移动注射器活塞,导致压强增大。正反应是气体分子数减小的反应,压强增大后,平衡向正反应方向移动,c点二氧化氮的浓度比b点低,但比a点高。由上述分析可知,a点时进行的操作是压缩注射器,A正确;b点到c点压强缓慢减小,说明平衡向正反应方向移动,则b点时v(正)>v(逆),B正确;二氧化氮为红棕色气体,达到新平衡后c点二氧化氮的浓度比b点低,但比a点的高,故体系颜色:c点比a点的深,C正确;反应的平衡常数与温度有关,温度不变,则平衡常数不变,故反应的平衡常数K:d=c,D错误。
10.C 解析 达到平衡时,CO2分压为11.9 kPa,该反应前后气体分子数不变,总压强不变,即CO的分压为0.1 kPa,压强平衡常数为Kp==119,A正确;根据两个图像可知,CO还原CoO的速率更快,达到平衡时间更短,CO还原CoO达到平衡时,CO2分压为11.9 kPa,起始压强为12.0 kPa,说明CO还原CoO转化更彻底,故选择CO还原CoO的效率更高,B正确;根据题目所给反应方程式可知,增大起始时压强,最终平衡不移动,CoO的平衡转化率不变,C错误;甲容器中,10~40 min内,氢气分压变化为(7.5-3.0) kPa=4.5 kPa,用氢气表示的平均反应速率为=0.15 kPa·min-1,D正确。
11.D 解析 根据题中信息,列出“三段式”:
H2(g)+CO2(g)H2O(g)+CO(g)
起始量/(mol·L-1) 0.01 0.01 0 0
转化量/(mol·L-1) 0.006 0.006 0.006 0.006
平衡量/(mol·L-1) 0.004 0.004 0.006 0.006
故二氧化碳的平衡转化率为60%,A正确;正反应是吸热反应,升高温度,平衡正向移动,平衡常数K增大,B正确;该温度下正反应的平衡常数为K==2.25,C正确;若初始H2(g)、CO2(g)、H2O(g)、CO(g)浓度均为0.01 mol·L-1,则此时浓度商Q==1
解析 (1)由表中数据知,随着温度升高,平衡常数增大,说明温度升高,平衡正向移动,故正反应为吸热反应,则其逆反应为放热反应。
(2)平衡常数只与温度有关,温度不变,平衡常数不变。
(3)催化剂不影响平衡移动,故加入催化剂对H2平衡转化率无影响,a错误;该反应前后气体分子数不变,故改变压强对其平衡无影响,b错误;分离出H2O(g),可促进平衡正向移动,可提高H2的平衡转化率,c正确;升高温度,平衡正向移动,H2的平衡转化率提高,d正确。
(4)根据题意列“三段式”如下:
CO2+ H2 CO+ H2O
起始/(mol·L-1) 2 3 0 0
转化/(mol·L-1) 2×60% 2×60% 2×60% 2×60%
平衡/(mol·L-1) 0.8 1.8 1.2 1.2
则平衡常数为K==1。
(5)由所给数据可求得此时的浓度商Q=<1,故此时反应未达平衡状态;由于Q
(6)该反应前后气体分子数不变,容器容积不变,故压强始终不变,则压强不变不能说明反应达平衡状态,a错误;t2时刻外界条件改变后,正、逆反应速率瞬间均增大,且平衡正向移动,此时可能是升高温度导致,b正确;t4时刻外界条件改变后,正反应速率瞬间不变,逆反应速率瞬间减小,且平衡正向移动,可能是减小生成物浓度导致,c错误;条件改变后,平衡均正向移动,故t5时刻CO的产率最大,d正确。
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