2.2 第4課時　溫度、催化劑對化學平衡的影響 課后習題【新教材】人教版（2019）高中化學選擇性必修一

倒賣拉黑，關注更新免費領取，淘寶唯一每月更新店鋪:知二教育倒賣拉黑，關注更新免費領取，淘寶唯一每月更新店鋪:知二教育第二章化學反應速率與化學平衡第二節(jié)化學平衡第4課時溫度、催化劑對化學平衡的影響課后篇素養(yǎng)形成夯實基礎輕松達標1.下列可逆反應達到平衡時,降低溫度,平衡向正反應方向移動的是()A.CO+NO2CO2+NOΔH<0B.3O22O3ΔH>0C.PCl5(g)PCl3(g)+Cl2(g)ΔH>0D.N2O3N2O+O2ΔH>0解析降低溫度,化學平衡向放熱反應(ΔH<0)方向移動。答案A2.已知:C(s)+CO2(g)2CO(g)ΔH>0。該反應達到平衡后,下列條件的改變有利于反應正向進行的是()A.升高溫度和減小壓強B.降低溫度和減小壓強C.降低溫度和增大壓強D.升高溫度和增大壓強解析該反應正向為氣體體積增大的吸熱反應,故升高溫度和減小壓強有利于反應正向進行。答案A3.如圖為某化學反應的速率與時間的關系圖,在t1時刻升高溫度或者增大壓強,速率的變化都符合圖示的反應的是()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解析根據(jù)圖像可知,該反應的正反應是放熱、氣體體積增大的反應,只有D項符合。答案D4.如圖曲線a表示放熱反應X(g)+Y(g)Z(g)+M(g)+N(s)ΔH<0進行過程中X的轉化率隨時間變化的關系。若要改變起始條件,使反應過程按b曲線進行,可采取的措施是()A.升高溫度B.加大X的投入量C.縮小體積D.增大體積解析由于該反應是氣體分子數(shù)不變的反應,縮小體積時壓強增大,平衡不移動,反應速率增大能縮短達到平衡的時間。答案C5.合成氨所需的氫氣可用煤和水作原料經(jīng)多步反應制得,其中的一步反應為:CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)ΔH<0反應達到平衡后,為提高CO的轉化率,下列措施中正確的是()A.增加壓強 B.降低溫度C.增大CO的濃度 D.更換催化劑解析一般來說,有兩種及兩種以上反應物的可逆反應中,在其他條件不變時,增大其中一種反應物的濃度,能使其他反應物的轉化率升高,但本身的轉化率降低,故C項錯誤。A項因該反應為反應前后氣體物質(zhì)的量相等的反應,故增大壓強只能縮短反應達到平衡的時間,并不能使該平衡發(fā)生移動,因而無法提高CO的轉化率。B項因該反應為放熱反應,降低溫度能使平衡向右移動,從而提高CO的轉化率。D項催化劑只能影響化學反應的速率,改變可逆反應達到平衡的時間,不能提高CO的轉化率。答案B6.在高溫下發(fā)生反應2HBr(g)H2(g)+Br2(g)ΔH>0。要使混合氣體顏色加深,可采取的方法是()A.保持容積不變,加入HBr(g)B.降低溫度C.將容器容積擴大1倍D.保持容積不變,加入H2(g)解析保持容積不變,加入HBr(g),平衡正向移動,Br2濃度增大,混合氣體顏色加深。答案A7.在一個不導熱的密閉反應器中,只發(fā)生兩個反應:a(g)+b(g)2c(g)ΔH1<0x(g)+3y(g)2z(g)ΔH2>0進行相關操作且達到平衡后(忽略體積改變所做的功),下列敘述錯誤的是()A.等壓時,通入“惰性”氣體,c的物質(zhì)的量不變B.等壓時,通入z氣體,反應器中溫度升高C.等容時,通入“惰性”氣體,各反應速率不變D.等容時,通入z氣體,y的物質(zhì)的量濃度增大解析本題要特別注意題干中的信息“不導熱的密閉反應器”。A項,等壓時,通入“惰性”氣體,氣體的體積增大,平衡x(g)+3y(g)2z(g)ΔH2>0向左移動,反應放熱,反應體系的溫度升高,由于該反應容器是一個不導熱的容器,所以平衡a(g)+b(g)2c(g)也向左(吸熱方向)移動,c的物質(zhì)的量減小,故A項錯誤;B項,等壓時,通入z氣體,增大了生成物的濃度,平衡x(g)+3y(g)2z(g)向左移動,由于該反應的逆反應是放熱反應,所以反應器的溫度升高,B項正確;等容時,通入“惰性”氣體,各反應物和生成物的物質(zhì)的量沒有變化,即各組分的濃度沒有發(fā)生變化,所以各組分的反應速率不發(fā)生變化,C項正確;等容時,通入z氣體,增大了生成物z的濃度,平衡逆向移動,所以y的物質(zhì)的量濃度增大,D項正確。答案A8.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,改變下列一個條件,其中敘述正確的是()A.升高溫度,氣體顏色加深,則此反應為吸熱反應B.慢慢壓縮氣體體積,平衡向右移動,混合氣體顏色變淺C.慢慢壓縮氣體體積,若體積減小一半,壓強增大,但小于原來的兩倍D.恒溫恒容時,充入惰性氣體,壓強增大,平衡向右移動,混合氣體的顏色變淺解析A項,氣體顏色加深即平衡向左移動,所以此反應為放熱反應,錯誤;B項,假設壓縮氣體體積平衡不移動,則氣體顏色加深,但平衡向右移動,使混合氣體顏色在加深后的基礎上變淺,但一定比原平衡的顏色深,錯誤;C項,假設平衡不移動,若體積減小一半,壓強為原來的兩倍,但平衡向右移動,使壓強在原來壓強的2倍的基礎上減小,正確;D項,體積不變,反應物及生成物濃度不變,所以正、逆反應速率均不變,平衡不移動,混合氣體的顏色無變化,錯誤。答案C9.對于以下三個反應,從反應開始進行到達到平衡后,保持溫度、容器容積不變,按要求回答下列問題。(1)PCl5(g)PCl3(g)+Cl2(g)再充入PCl5(g),平衡向方向移動,達到平衡后,PCl5(g)的轉化率,PCl5(g)的百分含量。

(2)2HI(g)I2(g)+H2(g)再充入HI(g),平衡向方向移動,達到平衡后,HI的分解率,HI的百分含量。

(3)2NO2(g)N2O4(g)再充入NO2(g),平衡向方向移動,達到平衡后,NO2(g)的轉化率,NO2(g)的百分含量。

答案(1)正反應減小增大(2)正反應不變不變(3)正反應增大減小提升能力跨越等級1.在容積不變的密閉容器中存在如下反應:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)ΔH<0。某研究小組研究了其他條件不變時,改變某一條件對上述反應的影響,下列分析正確的是()A.圖Ⅰ表示的是t1時刻增大O2的濃度對反應速率的影響B(tài).圖Ⅱ表示的是t1時刻加入催化劑對反應速率的影響C.圖Ⅲ表示的是催化劑對平衡的影響,且甲的催化劑效率比乙高D.圖Ⅲ表示的是壓強對化學平衡的影響,且乙的壓強較高解析A項,圖Ⅰ改變的條件應是縮小容器體積。B項,由于同等程度地增大正、逆反應速率,所以圖Ⅱ應是加入了催化劑。C項、D項,由于圖Ⅲ中平衡發(fā)生了移動,所以表示的不是催化劑對化學平衡的影響,而是溫度,且乙的溫度高于甲的。答案B2.在A(g)+B(g)C(g)ΔH<0的反應中,如圖所示,能正確表示反應速率(縱坐標)與溫度(橫坐標)關系的是()解析因為正反應是放熱反應,升高溫度,正、逆反應速率都增大,且平衡向吸熱反應的方向移動,即向逆反應方向移動,所以v(逆)>v(正)。答案B3.體積完全相同的兩個容器A和B,已知A裝有SO2和O2各1g,B裝有SO2和O2各2g,在相同溫度下反應達到平衡時,A中SO2的轉化率為a%,B中SO2的轉化率為b%,則A、B兩容器中SO2轉化率的關系正確的是()A.a%>b% B.a%=b%C.a%<b% D.2a%=b%解析容器中發(fā)生反應2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)。要比較A、B兩容器中SO2的轉化率,可以對B容器的反應過程進行如下虛擬設計:即先將B容器中的體積擴大一倍,達到平衡時狀態(tài)Ⅱ與A容器中SO2的轉化率相等。再將狀態(tài)Ⅱ體積壓縮為原體積,根據(jù)勒夏特列原理,平衡向氣體體積減小的方向移動,平衡向正反應方向移動,狀態(tài)Ⅲ平衡時SO2轉化率大于狀態(tài)Ⅱ(也就是容器A)平衡時SO2的轉化率,所以B容器中SO2的轉化率比A容器中的大,即a%<b%。答案C4.某工業(yè)流程中,進入反應塔的混合氣體中NO和O2的物質(zhì)的量分數(shù)分別為0.10和0.06,發(fā)生化學反應2NO(g)+O2(g)2NO2(g),在其他條件相同時,測得實驗數(shù)據(jù)如下表:壓強/(×105Pa)溫度/℃NO達到所列轉化率需要時間/s50%90%98%1.030122502830902551057608.0300.23.936900.67.974根據(jù)表中數(shù)據(jù),下列說法正確的是()A.升高溫度,反應速率加快B.增大壓強,反應速率變慢C.在1.0×105Pa、90℃條件下,當轉化率為98%時反應已達平衡D.若進入反應塔的混合氣體為amol,反應速率以v=-ΔnΔt表示,則在8.0×105Pa、30℃條件下,轉化率從50%增至90%時段NO的反應速率為4a解析A選項,兩組壓強相同的實驗中,當NO轉化率相同時,溫度高時需要時間長,因此由表中數(shù)據(jù)無法推出升高溫度,反應速率加快的結論,所以錯誤;B選項,當溫度均為30℃(或90℃)且NO轉化率相同時,壓強大時需要時間短,因此增大壓強,反應速率變快,所以錯誤;C選項,從題給數(shù)據(jù)無法判斷在1.0×105Pa、90℃條件下,當轉化率為98%時,反應是否已達到平衡狀態(tài),所以錯誤;D選項,起始時NO的物質(zhì)的量為a10mol,NO的轉化率從50%增至90%時,NO轉化的物質(zhì)的量為a10mol×(90%-50%)=a25mol,需要時間為3.7s,因此反應速率為4a370mol答案D5.已知可逆反應A2(?)+B2(?)2AB(?),當溫度和壓強改變時,n(AB)的變化如下圖,下列敘述正確的是()A.A2、B2及AB均為氣體,ΔH<0B.AB為氣體,A2、B2至少有一種為非氣體,ΔH<0C.AB為氣體,A2、B2有一種為非氣體,ΔH>0D.AB為固體,A2、B2有一種為非氣體,ΔH>0解析由圖可知,壓強相等時,升高溫度,AB的物質(zhì)的量減少,故溫度升高平衡向逆反應方向移動,逆反應是吸熱反應,正反應是放熱反應,ΔH<0;t3時,溫度不變,壓強增大,AB的物質(zhì)的量減小,說明平衡向逆反應方向移動,逆反應是氣體體積減小的方向,說明AB必為氣體,A2、B2至少有一種為非氣體,不能同時為氣體。答案B6.(雙選)(2019江蘇卷)在恒壓、NO和O2的起始濃度一定的條件下,催化反應相同時間,測得不同溫度下NO轉化為NO2的轉化率如下圖中實線所示(圖中虛線表示相同條件下NO的平衡轉化率隨溫度的變化)。下列說法正確的是()A.反應2NO(g)+O2(g)2NO2(g)的ΔH>0B.圖中X點所示條件下,延長反應時間能提高NO轉化率C.圖中Y點所示條件下,增加O2的濃度不能提高NO轉化率D.380℃下,c起始(O2)=5.0×10-4mol·L-1,NO平衡轉化率為50%,則平衡常數(shù)K>2000解析根據(jù)虛線可知,隨著溫度的升高,NO的平衡轉化率減小,則溫度升高時平衡逆向移動,則正反應為放熱反應,即反應2NO(g)+O2(g)2NO2(g)的ΔH<0,A項錯誤;由題圖像可知,X對應狀態(tài)未達到平衡狀態(tài),所以延長反應時間能使反應繼續(xù)正向進行,NO的轉化率提高,B項正確;Y點所示條件下,無論反應處于何種狀態(tài),增加反應物O2的濃度一定能使反應正向進行,提高NO的轉化率,C項錯誤;由于反應2NO(g)+O2(g)2NO2(g)中NO和NO2的化學計量數(shù)相同,NO的平衡轉化率為50%,則平衡時的c(NO)=c(NO2),則K=c2(NO2)c2(NO)·c(O2)=1c(O2),當將O2的初始濃度5.0×10-4mol·L-1代入該式時,可得K=2000,答案BD7.隨著人類對溫室效應和資源短缺等問題的重視,如何降低大氣中CO2的含量并有效地開發(fā)利用CO2,引起了各國的普遍關注,目前工業(yè)上有一種方法是用CO2來生產(chǎn)燃料甲醇。為探究反應原理,現(xiàn)進行如下實驗:在體積為1L的密閉容器中,充入1molCO2和3molH2,一定條件下發(fā)生反應:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)ΔH=-49.0kJ·mol-1。測得CO2和CH3OH(g)的物質(zhì)的量濃度隨時間變化如圖所示。(1)反應開始到平衡,H2的平均反應速率v(H2)=mol·L-1·min-1。

(2)H2的轉化率為。

(3)下列措施中能使n(CH3A.升高溫度B.充入He,使體系壓強增大C.將H2O(g)從體系中分離D.使用催化劑E.縮小容器體積解析(1)v(H2)=3v(CO2)=3×(1.00-0.25)mol·L-(2)α(H2)=3×0.(3)A項,升溫時平衡左移,n(CH3OH)n(CO2)減小。B項充入He,平衡不移動,n(CH3OH)n(CO2)不變。C項,分離出H答案(1)0.225(2)75%(3)C、E8.在容積相同的密閉容器內(nèi),分別充入等量的N2和H2,在不同溫度下,任其發(fā)生反應N2(g)+3H2(g)2NH3(g),并分別在ts時測定其中NH3的體積分數(shù),繪圖如圖所示。(1)A、B、C、D、E五點中,尚未達到化學平衡狀態(tài)的點是。

(2)此可逆反應的正反應是(填“放熱”或“吸熱”)反應。

(3)AC段的曲線是增函數(shù),CE段曲線是減函數(shù),試從反應速率和平衡角度說明理由:。

解析由圖判斷可知,C點是第一個平衡點,則A、B兩點尚未達到平衡狀態(tài)。C點以后,隨溫度升高,NH3百分含量降低,說明平衡向逆反應方向移動,所以正反應是放熱反應。答案(1)A、B(2)放熱(3)AC段:反應開始v(正)>v(逆),反應向右進行生成NH3;CE段:反應已達平衡,升溫使平衡左移,NH3的體積分數(shù)減小貼近生活拓展創(chuàng)新在一個體積為2L的密閉容器中,高溫下發(fā)生反應:Fe(s)+CO2(g)FeO(