2025版新教材高中化学第2章化学反应速率与化学平衡第2节第4课时温度催化剂对化学平衡的影响课时作业新人教版选择性必修1

其次章其次节第四课时一、选择题1．对可逆反应2A(s)＋3B(g)C(g)＋2D(g)ΔH<0，在确定条件下达到平衡，下列有关叙述正确的是(D)①增加A的量，平衡向正反应方向移动②上升温度，反应速率增大，平衡向逆反应方向移动③压缩容器增大压强，平衡不移动，气体密度不变④恒温恒压时，充入惰性气体，平衡不移动⑤加入催化剂，B的平衡转化率提高A．①② B．③④C．①③ D．②④2．反应X(g)＋Y(g)2Z(g)ΔH<0达到平衡时，下列说法正确的是(D)A．减小容器体积，平衡向右移动B．加入催化剂，Z的产率增大C．增大c(X)，X的转化率增大D．降低温度，Y的转化率增大解析：由X(g)＋Y(g)2Z(g)ΔH<0可知，反应前后气体分子数不变，故减小容器体积，即增大压强，平衡不移动，A项错误；加入催化剂，平衡不移动，故Z的产率不变，B项错误；增大c(X)，X的转化率减小，C项错误；降低温度，平衡向放热反应方向(正向)移动，Y的转化率增大，D项正确。3．(2024·广东选择性考试)恒容密闭容器中，BaSO4(s)＋4H2(g)BaS(s)＋4H2O(g)在不同温度下达平衡时，各组分的物质的量(n)如图所示。下列说法正确的是(C)A．该反应的ΔH<0B．a为n(H2O)随温度的变更曲线C．向平衡体系中充入惰性气体，平衡不移动D．向平衡体系中加入BaSO4，H2的平衡转化率增大解析：从图示可以看出，平衡时上升温度，氢气的物质的量削减，则平衡正向移动，说明该反应的正反应是吸热反应，即ΔH>0，故A错误；从图示可以看出，在恒容密闭容器中，随着温度上升氢气的平衡时的物质的量削减，则平衡随着温度上升正向移动，水蒸气的物质的量增加且增加较大，而a曲线表示的是物质的量随温度变更较小，故B错误；容器体积固定，向容器中充入惰性气体，没有变更各物质的浓度，平衡不移动，故C正确；BaSO4是固体，向平衡体系中加入BaSO4，不能变更其浓度，因此平衡不移动，氢气的转化率不变，故D错误。4．下列事实中，不能用勒夏特列原理说明的有几项(A)①Fe(SCN)3溶液中加入固体KSCN后颜色变深②将混合气体中的氨液化有利于合成氨反应③试验室常用排饱和食盐水的方法收集氯气④红棕色NO2气体加压后颜色先变深后变浅⑤加入催化剂有利于合成氨的反应⑥由H2(g)、I2(g)和HI(g)组成的平衡体系加压后颜色变深⑦500℃时比室温更有利于合成氨的反应A．三项 B．四项C．五项 D．六项解析：勒夏特列原理的内容为：假如变更影响平衡的一个条件(如浓度、压强或温度等)，平衡就向能够减弱这种变更的方向移动。勒夏特列原理适用的对象应存在可逆过程，如与可逆过程无关，则不能用勒夏特列原理说明，以此进行推断。Fe(SCN)3溶液中加入固体KSCN，SCN－的浓度增大，平衡向着生成Fe(SCN)3的方向移动，导致溶液颜色变深，能够用勒夏特列原理说明，①不符合题意；N2与H2合成氨气的反应是气体体积减小的可逆反应，将混合气体中的氨液化，平衡正向移动，有利于氨的合成，能够用勒夏特列原理说明，②不符合题意；Cl2在水中存在化学平衡：Cl2＋H2OH＋＋Cl－＋HClO，饱和食盐水中c(Cl－)浓度比水中大，增大c(Cl－)，平衡逆向移动，Cl2溶解、反应消耗削减，有利于Cl2的收集，能够用勒夏特列原理说明，③不符合题意；NO2气体在容器中存在化学平衡：2NO2N2O4，平衡体系中增加压强，体积变小，气体浓度增大，颜色变深；由于该反应的正反应是气体体积减小的反应，所以加压后平衡正向移动，使气体浓度又略微减小，气体颜色变浅，能用勒夏特列原理说明，④不符合题意；催化剂只能影响化学反应速率，不能使化学平衡发生移动，故不能用勒夏特列原理说明，⑤符合题意；由H2、I2(g)、HI气体组成的平衡，反应前后气体体积不变，加压后平衡不移动，但由于体积减小使物质浓度增大，气体颜色变深，不能用勒夏特列原理说明，⑥符合题意；合成氨反应为放热反应，上升温度平衡逆向移动，不利于氨的合成，但升温却可提高反应速率，不能用勒夏特列原理说明，⑦符合题意；综上所述可知：不能用勒夏特列原理说明的是⑤⑥⑦三项，故选A。5．下列有关化学平衡的说法正确的是(A)A．对于恒温密闭容器中进行的反应N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)，若N2的体积分数保持不变，则确定说明反应已达到平衡状态B．确定温度下，将2.0gCaCO3固体置于1L恒容密闭容器中充分反应后，c(CO2)＝0.0125mol·L－1，若保持温度不变，将容器体积扩大至2L，达到新平衡后c(CO2)＝0.01mol·L－1C．反应：CH4(g)＋H2O(g)CO(g)＋3H2(g)ΔΗ>0，在其他条件不变的状况下，上升温度、减小容器体积、增大水蒸气的浓度均能提高CH4的平衡转化率D．确定温度下，恒容密闭容器中充入确定量NO2发生反应：2NO2N2O4达到平衡后，再向容器中充入确定量的NO2并达到新的平衡，则NO2体积分数先增大后减小，但比原平衡大解析：平衡时，各物质的物质的量、物质的量浓度、百分含量及气体的体积分数都不变，所以若N2的体积分数保持不变，则确定说明反应已达到平衡状态，故A正确；CaCO3(s)CaO(s)＋CO2(g)该反应的K＝c(CO2)，温度不变，K不变，则c(CO2)不变，故B错误；该反应是一个反应前后气体体积增大的吸热反应，上升温度、增大水蒸气浓度都使平衡正向移动，甲烷的转化率提高，但减小容器体积相当于增大压强，平衡逆向移动，甲烷的转化率降低，故C错误；恒温恒容条件下，平衡后再充入确定量的NO2，相当于增大压强，再次达到平衡后与原来相比，二氧化氮转化率增大，所以二氧化氮的体积分数减小，故D错误。6．在体积为VL的恒容密闭容器中盛有确定量H2，通入Br2(g)发生反应：H2(g)＋Br2(g)2HBr(g)ΔH<0。当温度分别为T1、T2，平衡时H2的体积分数与Br2(g)的物质的量的变更关系如图所示。下列说法正确的是(A)A．由图可知：T2<T1B．a、b两点的反应速率：a>bC．为了提高Br2(g)的转化率，可实行增加Br2(g)通入量的方法D．a点比b点体系的颜色深解析：依据反应：H2(g)＋Br2(g)2HBr(g)ΔH<0，升温，平衡向逆反应方向移动，H2的体积分数增大，依据图示变更，可知T1>T2，A正确；b点Br2的浓度比a点Br2的浓度大，反应速率也大，B错误；增加Br2(g)的通入量，Br2(g)的转化率减小，C错误；b点对a点来说，是向a点体系中加入Br2使平衡向正反应方向移动，尽管Br2的量在新基础上会减小，但是Br2的浓度比原来大，颜色变深，即b点比a点体系的颜色深，D错误。7．下列事实不能用勒夏特列原理说明的是(C)A．夏天，打开啤酒瓶时会从瓶口逸出气体B．浓氨水中加入氢氧化钠固体时产生较多的刺激性气味的气体C．压缩氢气与碘蒸气反应的平衡混合气体，颜色变深D．将盛有NO2和N2O4混合气体的密闭容器置于冷水中，混合气体的颜色变浅解析：A项中，存在CO2的溶解平衡，打开啤酒瓶后，压强减小，CO2逸出，能用勒夏特列原理说明；B项中考查温度、浓度对NH3＋H2ONH3·H2ONHeq\o\al(＋,4)＋OH－平衡移动的影响；D项中考查温度对2NO2N2O4的影响；C项中颜色加深的根本缘由是体积减小，c(I2)浓度增大，由于是反应前后气体体积不变的反应，不涉及平衡的移动，则不能用勒夏特列原理说明。8．(2024·辽宁，11)某温度下，在恒容密闭容器中加入确定量X，发生反应2X(s)Y(s)＋Z(g)，一段时间后达到平衡。下列说法错误的是(C)A．上升温度，若c(Z)增大，则ΔH>0B．加入确定量Z，达新平衡后m(Y)减小C．加入等物质的量的Y和Z，达新平衡后c(Z)增大D．加入确定量氩气，平衡不移动9．(2024·海口高二期中)利用CO2和CH4反应制备合成气(CO、H2)的原理是CH4(g)＋CO2(g)2CO(g)＋2H2(g)ΔH>0。温度为T℃时，该反应的平衡常数为K。下列说法正确的是(C)A．K越大，说明反应速率、CO2的平衡转化率越大B．增大压强，平衡向逆反应方向移动，K减小C．上升温度，反应速率和平衡常数K都增大D．加入催化剂，能提高合成气的平衡产率解析：K越大，说明反应越完全，CO2的平衡转化率越大，但反应速率不愿定越大，A错误；K只受温度影响，温度不变，则K不变，B错误；上升温度，活化分子百分数增大，反应速率增大，该反应ΔH>0为吸热反应，则升温平衡常数K增大，C正确；加入催化剂，只能变更反应速率，平衡不移动，则不能提高合成气的平衡产率，D错误。10．已知反应：3A(g)＋B(g)2C(g)＋2D(g)ΔH<0，如图a、b曲线分别表示在不同条件下，A与B反应生成D的体积分数随时间t的变更状况。若想使曲线b(实线)变为曲线a(虚线)，可实行的措施是(B)①增大A的浓度②上升温度③增大D的浓度④加入催化剂⑤恒温下，缩小反应容器体积⑥加入稀有气体，保持容器内压强不变A．①②③ B．④⑤C．③④⑤ D．④⑤⑥11．(2024·广州高二期中)为探究外界条件对反应aA(g)＋bB(g)cC(g)ΔH的影响，以A和B的物质的量之比为ab反应，通过试验得到不同条件下反应达到平衡时A的物质的量分数随温度、压强的变更如图所示。下列推断正确的是(C)A．a＋b>cB．平衡后增大容器体积，反应放出热量C．上升温度，正、逆反应速率都增大，平衡常数也增大D．平衡后再充入amolA，平衡正向移动，再次达到平衡后，A的物质的量分数减小解析：由图可知，同一温度下，增大压强，A的物质的量分数增大，平衡逆向移动，说明a＋b<c，A项错误；由图可知，同一压强下，上升温度，A的物质的量分数减小，平衡正向移动，即正反应为吸热反应，平衡后增大容器体积，相当于减小压强，平衡正向移动，须要吸取热量，B项错误；上升温度，正、逆反应速率都增大，平衡常数也增大，C项正确；平衡后再充入amolA，平衡正向移动，再次达到平衡后，A的物质的量分数增大，D项错误。二、非选择题12．在一个体积为2L的密闭容器中，高温下发生反应：Fe(s)＋CO2(g)FeO(s)＋CO(g)。其中CO2、CO的物质的量(mol)随时间(min)的变更关系如图所示。(1)反应在1min时第一次达到平衡状态，固体的质量增加了3.2g。用CO2的浓度变更表示反应速率v(CO2)＝_0.1_mol·L－1·min－1__。(2)5min时再充入确定量的CO(g)，平衡发生移动。下列说法正确的是_c__(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)变更的曲线是_b__(填写图中曲线的字母编号)。(3)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：_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(答案合理即可)__。解析：(1)Fe→FeO，固体质量增加了3.2g，说明生成FeO0.2mol，v(CO2)＝eq\f(\f(0.2mol,2L),1min)＝0.1mol·L－1·min－1。(2)充入CO，CO浓度增大，逆反应速率增大，之后慢慢减小；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，正反应速率慢慢增大。13．汽车尾气是城市主要空气污染物，利用反应2NO(g)＋2CO(g)N2(g)＋2CO2(g)可实现汽车尾气的无害化处理。向甲、乙两个体积都为2.0L的恒容密闭容器中分别充入2molCO和2molNO，分别在T1、T2温度下，经过一段时间后达到平衡。反应过程中n(CO2)随时间(t)变更状况见下表：时间/s0246810甲容器(T1)n(CO2)/mol00.721.201.601.601.60乙容器(T2)n(CO2)/mol00.601.001.401.701.70(1)T1_>__T2(填“>”“<”或“＝”下同)，该反应ΔH_<__0。(2)乙容器中，2～4s内N2的平均反应速率v(N2)＝_0.05_mol·L－1·s－1__。(3)甲容器中NO平衡转化率为80%，T1温度下该反应的平衡常数为_160__。(4)该反应达到平衡后，为提高反应速率同时提高NO的转化率，可实行的措施有_b__(填字母序号)。a．增大NO浓度 B．压缩容器体积c．移去部分N2 D．改用高效催化剂解析：依据表格数据，甲容器中达到平衡时间短，反应的温度高，结合温度对平衡的影响和v＝eq\f(Δc,Δt)，利用三段式分析解答。(1)2NO(g)＋2CO(g)N2＋2CO2(g)，向甲、乙两个体积都为2.0L的恒容密闭容器中分别充入2molCO和2molNO，分别在T1、T2温度下，经过一段时间后达到平衡，甲容器达到平衡须要的时间短，则反应速率快，说明反应温度T1>T2；达到平衡状态时，乙中CO2的物质的量大于甲中CO2的物质的量，说明降低温度，平衡正向进行，则正反应为放热反应，ΔH<0。(2)乙容器中，2～4s内N2的平均反应速率v(N2)＝eq\f(1,2)v(CO2)＝eq\f(1,2)×eq\f(\f(0.4mol,2L),2s)＝0.05mol·L－1·s－1。(3)甲容器中，2NO(g)＋2CO(g)N2＋2CO2(g)起始(mol)2200反应(mol)1.61.60.81.6平衡(mol)0.40.40.81.6NO平衡转化率＝eq\f(1.6mol,2mol)×100%＝80%；容器的体积为2L，则平衡常数K＝eq\f(0.4×0.82,0.22×0.22)＝160。(4)增大NO浓度，NO的转化率降低，故a不选；压缩容器体积，压强增大，反应速率加快，平衡正向移动，NO的转化率增大，故b选；移去部分N2，反应速率减慢，故c不选；改用高效催化剂，平衡不移动，NO的转化率不变，故d不选。14．工厂运用石油热裂解的副产物甲烷来制取氢气，其生产流程如图：(1)此流程的第Ⅱ步反应为CO(g)＋H2O(g)H2(g)＋CO2(g)，该反应的平衡常数随温度的变更如下表：温度/℃400500830平衡常数K1091从上表可以推断：此反应是_放__(填“吸”或“放”)热反应。在830℃下，若起先时向恒容密闭容器中充入1molCO和2molH2O，则达到平衡后CO的转化率为66.7%。(2)在500℃，依据下表的投入的物质的量(依据CO、H2O、H2、CO2的依次)投入恒容密闭容器中进行上述第Ⅱ步反应，达到平衡后下列关系正确的是_AD__。试验编号投入的物质的量平衡时H2浓度吸取或放出的热量反应物转化率A1、1、0、0c1Q1α1B0、0、2、2c2Q2α2C2、2、0、0c3Q3α3A.2c1＝c2＝c3 B．2Q1＝Q2＝Q3C．α1＝α2＝α3 D．α1＋α2＝1(3)在一个绝热恒容容器中，不能推断此流程的第Ⅱ步反应达到平衡状态的是_②③__。①v正(CO2)＝v逆(H2O)②混合气体的密度不变③混合气体的平均相对分子质量不变④各组分的物质的量浓度不再变更⑤体系的温度不再发生变更(4)如图表示此流程的第Ⅱ步反应，在t1时刻达到平衡、在t2时刻因变更某个条件使浓度发生变更的状况，图中t2时刻发生变更的条件是_降低温度__、_增加水蒸气的量(合理即可)__(写出两种)。若t4时刻通过变更容积的方法将压强增大为原先的两倍，在图中t4和t5区间内画出CO、CO2浓度变更曲线，并标明物质(假设各物质状态均保持不变)。答案：(4)解析：(1)随着温度的上升，化学平衡常数减小，说明平衡向逆反应方向移动，则正反应是放热反应；设CO的转化率为x，CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)起始1mol2mol00反应xmolxmolxmolxmol平衡(1－x)mol(2－x)molxmolxmol化学平衡常数K＝eq\f(x×x,1－x×2－x)＝1，x≈66.7%。(2)各物质起始物质的量均为11，等于化学计量数之比，结合方程式可知，平衡时n(CO)＝n(H2O)、n(CO2)＝n(H2)，由500℃时平衡常数K＝eq\f(cH2·cCO2,cCO·cH2O)＝9可知，平衡时n(CO2)≠n(CO)，则转化率不是50%；B