基础巩固
1.已知反应A2(g)+2B2(g)2AB2(g) ΔH<0,下列说法正确的是( )。 A.升高温度,正反应速率减小,逆反应速率增大,平衡向逆反应方向移动 B.升高温度有利于反应速率的增大,从而缩短达到平衡所需的时间
C.达到平衡后,升高温度或增大压强(减小容器的容积)都有利于该反应平衡正向移动 D.达到平衡后,降低温度或减小压强(增大容器的容积)都有利于该反应平衡正向移动 答案:B
解析:A2(g)+2B2(g)2AB2(g)的正反应是放热的、气体体积缩小的反应,升高温度,正、逆反应速率均增大,达到平衡需要的时间减少,但吸热方向的速率增大的更多,所以平衡向逆反应方向移动,A项、C项错误,B项正确;减小压强(增大容器的容积),平衡向逆反应方向移动,D项错误。
2.下列事实能用勒夏特列原理来解释的是( )。 A.工业上制取SO3,通常需要使用催化剂:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) B.铁在潮湿的空气中容易生锈
C.减小容器的容积,H2、I2、HI平衡体系混合气体颜色变深:H2(g)+I2(g)2HI(g) D.实验室采用排饱和食盐水的方法收集氯气:Cl2+H2OH++Cl-+HClO 答案:D
解析:催化剂不会使平衡发生移动,不能用勒夏特列原理解释,A项错误;铁生锈是不可逆过程,不能用勒夏特列原理解释,B项错误;H2(g)+I2(g)2HI(g)反应后气体体积不变,减小容器的容积,I2(g)浓度增大,气体颜色变深,但平衡不移动,不能用勒夏特列原理解释,C项错误;氯气与水的反应是可逆反应,饱和氯化钠溶液中氯离子浓度大,有利于化学平衡逆向进行,从而抑制氯气溶解,实验室用排饱和食盐水的方法收集氯气,能用勒夏特列原理解释,D项正确。
3.将等物质的量的X、Y气体充入某密闭容器中,在一定条件下,发生反应并达到平衡:X(g)+3Y(g)2Z(g) ΔH<0。当改变某个条件并维持新条件直至新的平衡时,表中关于新平衡与原平衡的比较正确的是( )。 选项 A B C D 改变条件 升高温度 减小容器的容积 充入一定量Y 使用适当催化剂 新平衡与原平衡比较 X的转化率变小 X的浓度变小 Y的转化率增大 X的体积分数变小 答案:A
解析:升高温度,平衡逆向移动,X的转化率变小,A项正确;减小容器的容积,压强增大,平衡正向移动,但容器的容积减小,新平衡时X的浓度增大,B项错误;充入一定量Y,X的转
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化率增大,而Y的转化率减小,C项错误;使用适当催化剂,可增大反应速率,不能使平衡发生移动,X的体积分数不变,D项错误。 4.已知反应2NO(g)+O2(g)2NO2(g) ΔH<0,如图所示的曲线是其他条件一定时,NO的平衡转化率与温度的关系曲线。图中标有A、B、C、D四点,其中表示未达到平衡状态,且v(正)>v(逆)的点是( )。
A.A点
B.B点
C.C点 D.D点 答案:C
解析:坐标系的纵轴表示NO的平衡转化率,横轴表示温度,曲线上的任意一点表示在该温度下达到平衡状态时对应的NO的转化率。C点对应温度下的NO的平衡转化率大,因此需要转化更多的NO,即C点未达到平衡状态,且v(正)>v(逆)。A点表示未达到平衡状态,但A点对应温度下的NO的平衡转化率小,v(正) ①增加A的量,平衡向逆反应方向移动 ②升高温度,平衡向逆反应方向移动,v(正)减小 ③压强增大一倍,平衡不移动,v(正)、v(逆)不变 ④增大B的浓度,v(正)>v(逆) ⑤加入催化剂,B的转化率增大 A.①② B.④ C.③ D.④⑤ 答案:B 解析:A是固体,改变A的量对平衡无影响,①错;升温,v(正)、v(逆)均增大,但逆反应吸热,平衡向逆反应方向移动,②错;压强增大,v(正)、v(逆)都增大,由于反应后气体体积不变,平衡不移动,③错;增大B的浓度,v(正)>v(逆),平衡向正反应方向移动,④对;催化剂不能使化学平衡发生移动,B的转化率不变,⑤错。 6.如图是关于反应A2(g)+3B2(g)2C(g) ΔH<0的平衡移动图像,影响平衡移动的原因可能是( )。 2 A.升高温度,同时增大压强 B.降低温度,同时减小压强 C.增大A2的浓度,同时减小C的浓度 D.增大B2的浓度,同时使用催化剂 答案:C 解析:升高温度和增大压强会使正、逆反应速率都增大,A项错误;降低温度和减小压强会使正、逆反应速率都减小,B项错误;增大反应物浓度和使用催化剂会使正、逆反应速率都增大,D项错误。 7.反应mA+nBpC在某温度下达到平衡状态。 (1)若升高温度,A物质的转化率增大,该反应为 热反应。 (2)若C为气体,且m+n=p,在加压时化学平衡发生移动,则平衡必定向 方向移动。 (3)如果在体系中增加或减少B的量,平衡均不发生移动,则B肯定不为 态。 答案:(1)吸 (2)逆反应 (3)气 解析:升高温度,A的转化率增大,说明平衡正向移动,则正反应为吸热反应;C为气 体,m+n=p,若A、B都为气体,则增大压强,平衡不会移动,而加压平衡发生移动,则A、B中至少有一种反应物为非气态,则平衡必定逆向移动;由题意可知改变B的量,平衡不移动,则B应为固态或液态纯物质。 8.一密封体系中发生下列反应:N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH<0,下图是某一时间段中反应速率与反应进程的曲线关系图: 回答下列问题: (1)处于平衡状态的时间段是 、 、 。 (2)t1、t3、t4时刻体系中分别是什么条件发生了变化: 、 、 。 (3)下列各时间段时,氨的含量最高的是 。 A.t0~t1 B.t2~t3 C.t3~t4 D.t5~t6 答案:(1)t0~t1 t2~t4 t5~t6 (2)升高温度 加催化剂 降低压强 (3)A 解析:处于平衡状态时,正、逆反应速率必定相等,从图中可看出,t0~t1、t2~t4、t5~t6时间段时反应处于平衡状态。t1时刻,条件变化使v(正)、v(逆)都增大,且v(逆)>v(正),平衡向逆反应方向移动,对照化学方程式可看出条件变化应是“升高温度”。t3时刻,v(正)、v(逆)都 3 同幅度增大,应是“加催化剂”。t4时刻,v(正)、v(逆)都减小,且v(正) (3)当温度和容积不变时,如向平衡体系中加入一定量的某稀有气体,则体系的压强 ,平衡 (填“向正反应方向”“向逆反应方向”或“不”,下同)移动。 (4)当温度和压强不变时,如向平衡体系中加入一定量的某稀有气体,平衡 移动。 答案:(1)> 放热 (2)> (3)增大 不 (4)向正反应方向 解析:(1)由图像可知,T1温度下先达到平衡,故T1>T2;温度高,w(C)小,所以升温,平衡逆向移动,正反应为放热反应。(2)增大压强,w(C)减小,平衡逆向移动,逆反应为气体体积缩小的反应,m>2。(3)当温度、容积不变时,充入稀有气体,反应体系中各组分的浓度不变,所以平衡不移动。(4)当温度、压强不变时,充入稀有气体,容器容积变大,此时相当于减压,根据m>2,可知平衡正向移动。 能力提升 1.(双选)在一个不导热的密闭反应器中,只发生两个反应:①a(g)+b(g)2c(g) ΔH1<0,②x(g)+3y(g)2z(g) ΔH2>0。进行相关操作且达到平衡后,下列叙述错误的是( )。 A.等压时,通入稀有气体,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,通入稀有气体,各反应速率不变 D.等容时,通入x气体,a的物质的量浓度增大 答案:AD 解析:等压时,通入稀有气体,相当于减小压强,平衡①不移动,平衡②逆向移动,该反应逆反应为放热反应,相当于给体系加热,平衡①逆向移动,c的物质的量减小,A项错误;等压时,通入z气体,平衡②逆向移动,反应放热,B项正确;等容时,通入稀有气体,反应体系中各气 4 体浓度不变,各组分的反应速率不变,C项正确;等容时,通入x气体,平衡②正向移动,反应吸热,体系温度降低,平衡①正向移动,a的物质的量浓度减小,D项错误。 2.一定温度下,在三个容积均为1 L的恒容密闭容器中发生反应: 2CH3OH(g)CH3OCH3(g)+H2O(g) 容器 编号 Ⅰ Ⅱ Ⅲ 温度℃387 387 207 起始物质的量/mol CH3OH(g) 0.20 0.40 0.20 平衡物质的量/mol CH3OCH3(g) 0.080 0.090 H2O(g) 0.080 0.090 下列说法正确的是( )。 A.该反应的正反应为吸热反应 B.达到平衡时,容器Ⅰ中的CH3OH体积分数比容器Ⅱ中的小 C.容器Ⅰ中反应到达平衡所需时间比容器Ⅲ中的长 D.若起始时向容器Ⅰ中充入CH3OH 0.15 mol、CH3OCH3 0.15 mol和H2O 0.10 mol,则反应将向正反应方向进行 答案:D 解析:由Ⅰ、Ⅲ可以看出,温度升高,化学平衡逆向移动,所以该反应的正反应方向是放热反应,A项错误;容器Ⅱ中起始投料是容器Ⅰ的2倍,起始压强容器Ⅱ是容器Ⅰ的2倍,由于反应后气体的体积不变,增大压强平衡不移动,所以平衡时,两容器中CH3OH体积分数相等,B项错误;容器Ⅰ反应温度高,反应速率大,达到平衡所用的时间短,C项错误;由表中容器Ⅰ数据计算出平衡常数K= 0.080×0.0800.0402=4,Q= 0.15×0.100.152=3,Q 2 行,D项正确。 3.(双选)一定条件下,CH4与H2O(g)发生反应:CH4(g)+H2O(g) 𝑛(H2𝑂)𝑛(CH4) =Z,在恒压下,平衡时CH4的体积分数φ(CH4)与Z和T(温度)的关系如图所示。下 列说法正确的是( )。 A.该反应的焓变ΔH>0 B.图中Z的大小为a>3>b 2 C.图中X点对应的平衡混合物中𝑛(CH=3 ) 4 𝑛(H𝑂) D.温度不变时,图中X点对应的平衡在加压后φ(CH4)增大 5 答案:AD 解析:由图可知,随温度的升高,CH4的体积分数减小,说明平衡向正反应方向移动,正反应 2 为吸热反应,A项正确;Z越大,即𝑛(CH越大,相当于增加H2O的量,平衡正向移动,CH4的 ) 4 𝑛(H𝑂) 体积分数减小,所以b>3>a,B项错误;设起始时n(H2O)=3x mol,n(CH4)=x mol,达到平衡时 2 消耗n(CH4)=n(H2O)=y mol,则平衡时𝑛(CH= ) 4 𝑛(H𝑂)3𝑥-𝑦𝑥-𝑦 ≠3,C项错误;加压,平衡向逆反应方向移 动,CH4体积分数增大,D项正确。 4.在10 ℃和4×105 Pa的条件下,当反应aA(g)dD(g)+eE(g)建立平衡后,维持温度不变,容器容积可变,逐步增大体系的压强,在不同压强下该反应建立平衡后,物质D的浓度见下表(在增大压强的过程中无其他副反应发生): 压强/Pa D的浓度 (mol·L-1)4×105 0.085 6×105 0.126 1×106 0.200 2×106 0.440 (1)压强从4×105 Pa增加到6×105 Pa时平衡应向 (填“正”或“逆”)反应方向移动,理 由是 。 (2)压强从1×106 Pa 增加到2×106 Pa时,平衡向 (填“正”或“逆”)反应方向移动。此时平衡向该方向移动的两个必要条件是① ,② 。 答案:(1)逆 增大压强时生成物D浓度增大的倍数小于压强增大的倍数 (2)正 ①a>d ②生成物E在该条件下的状态为非气态 解析:(1)压强从4×105 Pa增加到6×105 Pa时,由于容器容积减小,D的浓度应增加到 6×1054×105 ×0.085 mol·L-1=0.127 5 mol·L-1,平衡时D的浓度小于0.127 5 mol·L-1,所以平衡向逆 反应方向移动,a (1)其他条件不变,平衡后将容器的容积压缩到原来的一半,对平衡体系产生的影响是 。 A.c(H2)减小 B.正反应速率增大,逆反应速率减小 C.反应物转化率增大 D.重新平衡𝑐(CH2减小 𝑂𝐻) 3 𝑐(H) (2)若容器容积不变,下列措施可增大甲醇产率的是 。 A.升高温度 6 B.将CH3OH从体系中分离 C.充入He,使体系总压强增大 (3)为了寻找适宜的合成甲醇的温度和压强,某同学设计了三组实验,部分实验条件已经填在下面实验设计表中。 𝑛(CO)p/MPa 实验编号 T/℃ 𝑛(H2)1150 0.1 Ⅰ 3 5 Ⅱ 350 5 Ⅲ ①请在上表空格中填入剩余的实验数据; ②根据甲醇制备反应的特点,在给出的坐标图中,画出其在0.1 MPa和5 MPa条件下CO 的转化率随温度变化的曲线示意图,并标明各条曲线的压强。 答案:(1)CD (2)B (3)① 实验编号 T/℃ Ⅰ Ⅱ Ⅲ 150 1 31 3𝑛(CO) 𝑛(H2)p/MPa ② 解析:(1)该反应为气体体积缩小的可逆反应,减小容器的容积,平衡正向移动,c(H2)增大,正、逆反应速率均增大,A项、B项均错误。(2)由于该反应正向是放热反应,升高温度平衡逆向移动,CH3OH的产率降低;体积不变,充入He,平衡不移动。(3)①为了寻找合成甲醇的适宜条件,只能改变一个条件(温度或压强)且其他条件都相同才能作出判断,Ⅰ和Ⅱ 7 中压强不同,则其温度和𝑛(H)必须相等;Ⅱ和Ⅲ中压强相等,则必须是温度不等、𝑛(H)相 2 2 𝑛(CO)𝑛(CO) 等。②作图依据:升高温度,平衡向逆反应方向移动,则CO的转化率减小;增大压强,平衡向正反应方向移动,则CO的转化率增大。 8 因篇幅问题不能全部显示，请点此查看更多更全内容