2023年度高中化学人教版选修4课堂能力提升训练：温度、催化剂对化学平衡移动的影响

第10页课堂能力提升训练温度、催化剂对化学平衡移动的影响A组1.在一固定容积的密闭容器中进行如下反响:N2+3H22NH3ΔH<0,在一定温度下反响到达平衡状态,假设将平衡体系中各物质的浓度都增加到原来的2倍,以下表达正确的选项是()A.化学平衡不发生移动B.化学平衡向正反响方向移动C.化学平衡向逆反响方向移动D.正反响速率增大,逆反响速率减小解析:容积固定,各物质浓度增大2倍,相当于将容器容积缩小为原容器的一半,对该反响而言,平衡应正反响方向移动。答案:B2、如图为某化学反响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响的是()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,该反响的正反响是放热、气体体积增大的反响,只有D项符合。答案:D3.如下图,三个烧瓶中分别充满NO2气体并分别放置在盛有以下物质的烧杯(烧杯内有水)中:在(1)中参加CaO,在(2)中不加其他任何物质,在(3)中参加NH4Cl晶体,发现(1)中红棕色变深,(3)中红棕色变浅,以下表达正确的选项是()A.2NO2N2O4是放热反响B.NH4Cl溶于水时放出热量C.烧瓶(1)中平衡混合气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和水反响放热,那么该反响为放热反响,A选项对,C选项错;(3)中红棕色变浅,说明平衡右移,而正反响为放热反响,那么证明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选项均错。答案:A4.如图曲线a表示放热反响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。假设要改变起始条件,使反响过程按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:由于该反响是等体积反响,缩小体积,平衡不移动,但能缩短到达平衡所用时间。答案:C5.合成氨所需的氢气可用煤和水作原料经多步反响制得,其中的一步反响为:CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)ΔH<0反响到达平衡后,为提高CO的转化率,以下措施中正确的选项是()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响物的可逆反响中,在其他条件不变时,增大其中一种反响物的浓度,能使其他反响物的转化率升高,但本身的转化率降低,故C项错误。A项因该反响为反响前后气体物质的量相等的反响,故增加压强只能缩短反响到达平衡的时间,并不能使该平衡发生移动,因而无法提高CO的转化率。B项因该反响为放热反响,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响的速率,改变可逆反响到达平衡的时间,不能提高CO的转化率。答案:B6.在一个不导热的密闭反响器中,只发生两个反响:a(g)+b(g)2c(g)ΔH1<0x(g)+3y(g)2z(g)ΔH2>0进行相关操作且到达平衡后(忽略体积改变所做的功),以下表达错误的选项是()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,反响器中温度升高C.等容时,通入“惰性〞气体,各反响速率不变D.等容时,通入z气体,y的物质的量浓度增大解析:此题要特别注意题干中的信息“不导热的密闭反响器〞。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)(ΔH2>0)向左移动,反响放热,反响体系的温度升高,由于该反响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不正确;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,由于该反响的逆反响是放热反响,所以反响器的温度升高,B项正确;等容时,通入“惰性〞气体,各反响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,所以各组分的反响速率不发生变化,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:A7.可逆反响aX(g)+bY(g)cZ(g)在一定温度下的密闭容器内到达平衡后,t0时改变某一外界条件,化学反响速率(v)—时间(t)图像如下图。那么以下说法中正确的选项是()A.假设a+b=c,那么t0时只能是增大了容器的压强B.假设a+b=c,那么t0时只能是参加了催化剂C.假设a+b≠c,那么t0时只能是增大了容器的压强D.假设a+b≠c,那么t0时只能是参加了催化剂解析:假设a+b=c,那么t0时增大容器的压强或使用催化剂,A、B项错误;假设a+b≠c,那么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,只能是参加催化剂,故D项正确,C项错误。答案:D8、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。为探究反响原理,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响: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下图。(1)反响开始到平衡,H2的平均反响速率v(H2)mol·L-1·min-1。(2)H2的转化率为。(3)以下措施中能使增大的是。A.升高温度B.充入He,使体系压强增大C.将H2O(g)从体系中别离D.使用催化剂E.缩小容器体积解析:(1)v(H2)=3v(CO2)=3×=0.225mol·L-1·min-1。(2)α(H2)=×100%=75%。(3)A项,升温,平衡左移减小。B项充入He,平衡不移动,不变。C项,别离出H2O(g),平衡右移,增大。D项,使用催化剂,平衡不移动,不变。E项,缩小容器体积,平衡右移,增大。答案:(1)0.225(2)75%(3)C、E10.在容积不同的密闭容器内,分别充入等量的N2和H2,在不同温度下,任其发生反响N2(g)+3H2(g)2NH3(g),并分别在ts时测定其中NH3的体积分数,绘图如下图。(1)A、B、C、D、E五点中,尚未到达化学平衡状态的点是。(2)此可逆反响的正反响是(填“放热〞或“吸热〞)反响。(3)AC段的曲线是增函数,CE段曲线是减函数,试从反响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,那么A、B两点尚未到达平衡状态。C点以后,随温度升高,NH3百分含量降低,说明平衡向逆反响方向移动,所以正反响是放热反响。答案:(1)A、B(2)放热(3)AC:反响开始v(正)>v(逆),反响向右进行生成NH3;CE:已达平衡,升温使平衡左移,NH3的体积分数减小B组能力提升1.在容积不变的密闭容器中存在如下反响: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响的影响,以下分析正确的选项是()A.图Ⅰ表示的是t1时刻增大O2的浓度对反响速率的影响B.图Ⅱ表示的是t1时刻参加催化剂对反响速率的影响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、逆反响速率,所以参加的应是催化剂。C项,由于平衡发生了移动,所以参加的不是催化剂。改变的应是温度,且乙的温度大于甲的。答案:B2.在A+BC(正反响是放热反响)的反响中,如下图,能正确表示反响速率(纵坐标)与温度(横坐标)关系的是()解析:因为正反响是放热反响,升高温度,正、逆反响速率都增大,且平衡向吸热反响的方向移动,即向逆反响方向移动,所以v(逆)>v(正)。答案:B3.可逆反响:A2(?)+B2(?)2AB(?),当温度和压强改变时,n(AB)的变化如以下图,以下表达正确的选项是()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响方向移动,逆反响是吸热反响,正反响是放热反响,ΔH<0;t3开始温度不变,压强增大,AB的物质的量减少,说明平衡向逆反响方向移动,逆反响是体积减小的方向,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。答案:B4.体积完全相同的两个容器A和B,A装有SO2和O2各1g,B装有SO2和O2各2g,在相同温度下反响到达平衡时A中SO2的转化率为a%,B中SO2的转化率为b%,那么A、B两容器中SO2转化率的关系正确的选项是()A.a%>b%B.a%=b%C.a%<b%D.2a%=b解析:此题考查了勒夏特列原理的应用。容器发生反响2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)。要比拟A、B两容器中SO2转化率,可以对B容器的反响过程进行如下虚拟设计:即先将B容器中的体积扩大一倍,使状态Ⅱ与A容器到达等效平衡(状态Ⅱ相当于两个独立的容器A),两者SO2的转化率相等。再将状态Ⅱ体积压缩为原体积,根据勒夏特列原理,平衡向体积减小的方向移动,平衡向正反响方向移动,状态Ⅲ平衡时SO2转化率大于状态Ⅱ(也就是容器A)的转化率。而B容器先扩大体积再压缩回原状,转化率是相同的,所以a%<b%。答案:C5.可逆反响2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)ΔH<0在一定条件下到达平衡状态,时间为t1时改变条件。化学反响速率与反响时间关系如图。以下说法中正确的选项是()A.维持温度、反响体系体积不变,t1时充入SO3(g)B.维持压强不变,t1时升高反响体系温度C.维持温度不变,t1时扩大反响体系体积D.维持温度、压强不变,t1时充入SO3(g)解析:A选项,温度、体积不变,只是参加三氧化硫,逆反响速率加大,但正反响速率起点应该不变。故错误。B选项,升高体系温度,正逆速率都变大,而且最后平衡会向逆反响方向移动,故错误。C选项,温度不变,扩大反响体系体积,两者反响速率都应该降低,而且平衡会向逆反响方向移动。故错误。D选项,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。即逆反响速率增大。而且最后压强不变,所以平衡没有移动。故正确。答案:D6.在一个体积为2L的密闭容器中,高温下发生反响:Fe(s)+CO2(g)FeO(s)+CO(g)。其中CO2、CO的物质的量(mol)随时间(min)的变化关系如下图。(1)反响在1min时第一次到达平衡状态,固体的质量增加了3.2g。用CO2的浓度变化表示的反响速率v(CO2)=。(2)反响进行至2min时,假设只改变温度,曲线发生的变化如下图,3min时再次到达平衡,那么ΔH0(填“>〞“<〞或“=〞)。

(3)5min时再充入一定量的CO(g),平衡发生移动。以下说法正确的选项是(填写编号)。

A.v(正)先增大后减