2024-2025学年新教材高中化学第二章化学反应速率与化学平衡第二节第2课时影响化学平衡的因素课时检测含解析新人教版选择性必修1

PAGE13-影响化学平衡的因素(40分钟70分)一、选择题(本题包括10小题，每小题5分，共50分)1．已知反应A2(g)＋2B2(g)2AB2(g)ΔH<0，下列说法正确的是()A．上升温度，A2的转化率增大B．上升温度有利于反应速率增大，从而缩短达到平衡的时间C．达到平衡后，上升温度或增大压强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都有利于该反应平衡正向移动【解析】选B。A项，因正反应为放热反应(ΔH<0)，故上升温度，平衡逆向移动，A2的转化率减小；降低温度或增大压强均有利于平衡正向移动，故C、D两项错误。2．下列事实能用平衡移动原理说明的是()A．工业制硫酸接受二氧化硫催化氧化，高温可以提高单位时间SO3的产量B．合成氨工业中运用铁触媒作催化剂C．用饱和食盐水除去氯气中氯化氢杂质D．在配制硫酸亚铁溶液时往往要加入确定量铁粉【解析】选C。A.催化剂只影响反应速率不影响平衡移动，且上升温度平衡逆向移动，所以不能用平衡移动原理说明，故A不选；B.催化剂只影响化学反应速率不影响平衡移动，所以不能用平衡移动原理说明，故B不选；C.试验室可用排饱和食盐水的方法收集氯气，氯气和水的反应是可逆反应，饱和氯化钠溶液中氯离子浓度大，化学平衡逆向进行，减小氯气溶解度，能用平衡移动原理说明，故C选；D.在配制硫酸亚铁溶液时往往要加入确定量铁粉，防止亚铁离子被氧化，与平衡无关，不能说明，故D不选。3．(2024·梅州高二检测)室温下，向圆底烧瓶中加入1molC2H5OH和含1molHBr的氢溴酸，溶液中发生反应：C2H5OH＋HBrC2H5Br＋H2O，充分反应后达到平衡。已知常压下，C2H5Br和C2H5OH的沸点分别为38.4℃和78.5℃。下列叙述错误的是()A．增大HBr浓度，有利于生成C2H5BrB．加入NaOH，可增大乙醇的物质的量C．若反应物都增大至2mol，则两种反应物平衡转化率之比不变D．若起始温度提高至60℃，可缩短反应达到平衡的时间【解析】选D。增大HBr的浓度，平衡将会向正反应方向移动，有利于生成C2H5Br，故A正确；加入NaOH，NaOH会和HBr反应，平衡会向逆反应方向移动，则乙醇的物质的量将会增加，故B正确；若两反应物均增大至2mol，在原来平衡基础上向正向移动，反应物转化率增大，但是各种反应物起先浓度相同、消耗的浓度相同，所以其转化率的比值不变，故C正确；依据题给信息可知，当起始温度上升到60℃时(高于溴乙烷的沸点)，溴乙烷大部分以气态存在，液态混合物中溴乙烷的浓度变小，则反应达到平衡的时间不愿定会缩短，故D错误。4.(2024·郑州高二检测)已知反应3A(g)B(g)＋C(g)反应过程中的能量变更如图所示，若在恒温恒容条件下通入确定量的A(g)进行上述反应。下列说法错误的是()A．运用催化剂，能同时降低E1和E2B．上升温度，v逆增大，v正减小C．达到平衡后再通入A(g)，能增大A(g)的平衡转化率D.若加压到确定程度平衡向左移动，可能是高压下A(g)转化成了液体【解析】选B。运用催化剂，能同时降低反应的正反应活化能和逆反应活化能，故A正确；上升温度，v逆增大，v正也增大，故B错误；反应在恒温恒容条件下进行，达到平衡后再通入A(g)，相当于增大体系的压强，压强增大，该平衡向气体系数和小的方向移动，即向右移动，所以能增大A(g)的平衡转化率，故C正确；若加压到确定程度平衡向左移动，可能是高压下A(g)转化成了液体，平衡向气体的计量数减小方向移动，说明左侧气体计量数变小，故D正确。5．为了探究反应条件对反应aX(g)＋bY(g)cZ(g)的影响，以X和Y物质的量比为a∶b起先反应，通过试验得到不同条件下达到平衡时Z的物质的量分数，试验结果如图所示。以下推断正确的是()A．正反应放热，a＋b＞cB．正反应吸热，a＋b＜cC．正反应吸热，a＋b＞cD．正反应放热，a＋b＜c【解析】选A。对于反应aX(g)＋bY(g)cZ(g)，结合图示可知，压强相同时，温度越高Z的物质的量分数越小，说明上升温度平衡向着逆向移动，该反应的正反应为放热反应；温度相同时，压强越大Z的物质的量分数越大，说明增大压强平衡向着正向移动，说明正反应为体积缩小的反应，则a＋b＞c，故A正确。6．在密闭容器中确定量的A、B气体混合发生反应：xA(g)＋yB(g)zC(g)平衡时测得A的浓度为0.50mol·L－1。保持温度不变，将容器的容积扩大到原来的两倍，再达平衡时，测得A的浓度降低为0.20mol·L－1。下列推断不正确的是()A．x＋y＜zB．平衡向正反应方向移动C．B的转化率降低D．C的体积分数增大【解析】选C。平衡时测得A的浓度为0.50mol·L－1，保持温度不变，将容器的容积扩大到原来的两倍，如平衡不移动，则A的浓度应降低为0.25mol·L－1，而实际浓度为0.20mol·L－1，则说明降低压强平衡向正反应方向移动。A.依据分析可知，减小压强平衡向着正向移动，说明正反应为气体体积增大的反应，则x＋y<z，故A正确；B.由分析可知，平衡向正反应方向移动，故B正确；C.平衡向正反应方向移动，B的转化率增大，故C错误；D.平衡向正反应方向移动，C的体积分数会增大，故D正确。7.(2024·咸阳高二检测)向绝热恒容密闭容器中通入1molSO2和1molNO2，发生反应SO2(g)＋NO2(g)SO3(g)＋NO(g)，正反应速率随时间变更如图所示。下列有关说法不正确的是()A．生成物的总能量低于反应物的总能量B．c点容器内气体颜色不再变更C．当Δt1＝Δt2时，SO2的转化率：a～b段小于b～c段D．c～d段，反应物浓度减小是影响正反应速率下降的主要因素【解析】选B。从a到c正反应速率增大，说明反应刚起先时温度上升对正反应速率的影响大于浓度减小对正反应速率的影响，则该反应为放热反应，即生成物的总能量低于反应物的总能量，故A正确；当正反应速率不变时，达到化学平衡状态，但c点反应速率最大，虽然正反应速率减小，但反应接着向正反应方向进行，没有达到平衡状态，所以c点容器内气体颜色变浅，故B错误；a点到b点，b点到c点反应均未达到平衡，随着反应的进行，体系温度上升，反应速率加快，SO2的转化率增大，所以SO2的转化率：a～b段小于b～c段，故C正确；反应放热，导致a到c正反应速率慢慢增大，c点时反应速率最大，c～d段时反应物的浓度降低，放热较少，所以正反应速率降低，此时浓度降低对正反应速率的影响大于温度上升对正反应速率的影响，即c～d段，反应物浓度减小是影响正反应速率下降的主要因素，故D正确。8．(双选)800℃时，在2L密闭容器中发生反应：2NO(g)＋O2(g)2NO2(g)，该反应体系中n(NO)随时间的变更如表所示：时间/s012345n(NO)/mol0.0220.0100.0080.0070.0070.007下列有关说法不正确的是()A．用氧气表示0～3s内该反应的平均速率v(O2)＝0.0025mol·L－1·s－1B．容器内颜色保持不变时，说明该反应达到平衡状态C．增大氧气的浓度，既加快反应速率，又使平衡正向移动D.该反应达到平衡时，转移电子总数为0.3NA【解析】选A、D。A.用NO表示0～3s内该反应的平均速率为v(NO)＝eq\f(Δc,Δt)＝eq\f(\f(Δn,V),Δt)＝－eq\f(\f(0.007mol－0.022mol,2L),3s)＝0.0025mol·L－1·s－1，用氧气表示0～3s内该反应的平均速率v(O2)＝eq\f(1,2)v(NO)＝0.00125mol·L－1·s－1，故A错误；B.二氧化氮为红棕色，一氧化氮和氧气无色，故颜色为该反应的“变量”，所以容器内颜色保持不变时，说明该反应达到平衡状态，B正确；C.增大氧气的浓度，既加快反应速率，又使平衡正向移动，C正确；D.该反应达到平衡时，消耗了0.015molNO，共转移电子总数为0.03NA，D错误。9．臭氧是志向的烟气脱硝试剂，其脱硝反应为2NO2(g)＋O3(g)N2O5(g)＋O2(g)，若反应在恒容密闭容器中进行，下列由该反应相关图像做出的推断正确的是()ABCDt1时仅加入催化剂，平衡向正反应方向移动达平衡时，仅变更x，则x为c(O2)从反应起先达平衡气体浓度变更上升温度，平衡常数减小【解析】选D。t1时刻，变更条件，反应速率加快，平衡不移动，该反应前后气体的物质的量减小，不能是增大压强，只能是运用催化剂，但催化剂不影响平衡的移动，故A错误；达平衡时，仅增大c(O2)，平衡向逆反应方向移动，二氧化氮转化率降低，由图可知，二氧化氮的转化率随x增大而增大，x可以代表O3浓度、压强，故B错误；由反应2NO2(g)＋O3(g)N2O5(g)＋O2(g)，可知每削减2molNO2，生成1molN2O5，故C错误；由图可知，反应物总能量高于生成物总能量，正反应为放热反应，上升温度平衡向逆反应方向移动，平衡常数减小，故D正确。10．某温度下，在恒容密闭容器中充入NO2，发生反应2NO2(g)N2O4(g)ΔH＜0，达到平衡后，下列说法正确的是()A．缩小容器体积，平衡正移，NO2的转化率上升，同时NO2浓度减小B．再充入少量NO2，达平衡后NO2的转化率上升C．再充入少量NO2或N2O4，达平衡后NO2的体积分数增大D．上升温度，容器内的气体颜色变浅【解析】选B。A．缩小容器体积，增大了压强，平衡正移，NO2的转化率上升；由于容器容积缩小，导致平衡时NO2浓度比原平衡大，故A错误；B.反应物只有二氧化氮，再充入少量NO2，相当于增大了压强，平衡向着正向移动，则重新达到平衡后NO2的转化率上升，故B正确；C.再充入少量NO2或N2O4，相当于增大了压强，平衡向着正向移动，导致重新达到平衡后NO2的体积分数缩小，故C错误；D.上升温度，平衡向着吸热的逆反应方向移动，导致二氧化氮浓度增大，容器内的气体颜色加深，故D错误。【方法规律】变更反应物用量对转化率(α)的影响：(1)反应物不止一种时，如mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)①只增大一种反应物的浓度，该物质本身转化率减小，其他反应物转化率增大。如增大c(A)，则平衡正向移动，α(A)减小，α(B)增大。②若同等比例同倍数增大c(A)、c(B)，其影响结果相当于增大压强，当m＋n＝p＋q时，α(A)、α(B)不变当m＋n>p＋q时，α(A)、α(B)增大当m＋n<p＋q时，α(A)、α(B)减小(2)反应物只有一种时，如aA(g)bB(g)＋cC(g)增大c(A)，其影响结果相当于增大压强，当a＝b＋c时，α(A)不变当a>b＋c时，α(A)增大当a<b＋c时，α(A)减小Ｋ二、非选择题(本题包括2小题，共20分)11．(10分)反应3Fe(s)＋4H2O(g)Fe3O4(s)＋4H2(g)，在一可变容积的密闭容器中进行，试回答：(1)增加Fe的量，其正反应速率的变更是__________(填“增大”“不变”或“减小”，以下相同)，平衡__________________(填“不”“向正反应方向”或“向逆反应方向”，以下相同)移动。(2)将容器的体积缩小一半，其正反应速率________，平衡________移动。(3)保持体积不变，充入N2使体系压强增大，其正反应速率________，平衡________移动。(4)保持体积不变，充入水蒸气，其正反应速率__________________________，平衡________移动。【解析】增加Fe的量，其正反应速率不变，平衡不移动；将容器的体积缩小一半，压强增大，其正反应速率增大，但反应前后气体体积不变，平衡不移动；保持体积不变，充入N2使体系压强增大，但容器中原气体的浓度不变，正反应速率不变，平衡不移动；保持体积不变，充入水蒸气，反应物的浓度增大，其正反应速率增大，平衡向正反应方向移动。答案：(1)不变不(2)增大不(3)不变不(4)增大向正反应方向12．(10分)(2024·南岸区高二检测)在100℃时，将0.40mol二氧化氮气体充入一个2L抽空的密闭容器中，发生反应：2NO2N2O4。每隔一段时间就对该容器内的物质进行分析，得到如表数据：时间/s020406080n(NO2)/mol0.40n10.26n3n4n(N2O4)/mol0.000.05n20.080.08(1)在上述条件下，从反应起先至20s时，用NO2表示的平均反应速率为________mol·L－1·s－1。(2)n3______(填“＞”“＜”或“＝”)n4；该反应的平衡常数K的数值为________(精确到0.1)。(3)若在相同条件下最初向该容器中充入N2O4，要达到上述平衡状态，N2O4的起始浓度是____________mol·L－1。(4)上述(3)达到平衡后N2O4的转化率为________，混合气体的平均摩尔质量为________。(5)达到平衡后，假如上升温度，气体颜色会变深，则上升温度后，反应2NO2N2O4的平衡常数将____________(填“增大”“减小”或“不变”)。(6)达到平衡后，假如向该密闭容器中再充入0.32molHe，并把容器体积扩大为4L，则平衡将__________(填“向左移动”“向右移动”或“不移动”)。【解析】(1)由表中数据可知，从反应起先直至20s时，v(N2O4)＝eq\f(\f(0.05mol,2L),20s)＝0.00125mol·L－1·s－1，则v(NO2)＝2v(N2O4)＝2×0.00125mol·L－1·s－1＝0.0025mol·L－1·s－1；(2)由表中数据可知，在60s时四氧化二氮浓度不再变更，则反应已达平衡状态，所以n3＝n4，当四氧化二氮的浓度为eq\f(0.08mol,2L)＝0.04mol·L－1时，二氧化氮的浓度是eq\f(0.24mol,2L)＝0.12mol·L－1，反应的平衡常数K＝eq\f(c（N2O4）,c2（NO2）)＝eq\f(0.04,0.122)≈2.8；(3)若在相同状况下最初向该容器充入的是N2O4气体，要达到上述同样的平衡状态，N2O4的起始浓度是cmol·L－1，则N2O42NO2起始浓度(mol·L－1)c0转化浓度(mol·L－1)c－0.040.12平衡浓度(mol·L－1)0.040.12所以eq\f(c－0.04,0.12)＝eq\f(1,2)，解得c＝0.10；(4)四氧化二氮的转化率为eq\f(0.06,0.10)×100%＝60%，平衡时各气体的物质的量为n(N2O4)＝0.04mol·L－1×2L＝0.08mol，n(NO2)＝0.12mol·L－1×2L＝0.24mol，混合气体的平均摩尔质量为M＝eq\f(m,n)＝eq\f(0.08mol×92g·mol－1＋0.24mol×46g·mol－1,0.08mol＋0.24mol)＝57.5g·mol－1；(5)达到平衡后，如上升温度，气体颜色会变深，则浓度NO2增大，反应2NO2N2O4的平衡逆向移动，则平衡常数减小；(6)恒温下如向该密闭容器中再充入0.32molHe，并把容器体积扩大为4L，则二氧化氮和四氧化二氮的浓度都减小，相当于减小压强，所以v(正)、v(逆)速率都减小，平衡向逆反应方向移动。答案：(1)0.0025(2)＝2.8(3)0.10(4)60%57.5g·mol－1(5)减小(6)向左移动(20分钟30分)一、选择题(本题包括2小题，每小题5分，共10分)1．(2024·合肥高二检测)温度为T℃，向体积不等的密闭容器中分别加入足量活性炭和1molNO2，发生反应：2C(s)＋2NO2(g)N2(g)＋2CO2(g)。反应相同时间，测得各容器中NO2的转化率与容器体积的关系如图所示(V1＜V2＜V3)。下列说法正确的是()A．图中a点所示条件下v(正)＝v(逆)B．T℃时，a、b两点时反应的平衡常数Ka＜KbC．向a点体系中充入确定量NO2，达到新平衡时，NO2转化率将增大D．对c点容器加压，缩小容器体积，则此时v(逆)＞v(正)【解析】选A。由以上分析可知，a点所示条件下达到平衡状态，则v(正)＝v(逆)，故A正确；在相同温度下反应，平衡常数相同，故B错误；反应2C(s)＋2NO2(g)N2(g)＋2CO2(g)，恒温恒容条件下，平衡体系中再充入确定量的NO2，相当于增大压强，平衡逆向移动，NO2的平衡转化率减小，即向a点平衡体系中充入确定量的NO2，达到平衡时，NO2的转化率比原平衡小，故C错误；c点没有达到平衡，平衡正向移动，此时v(逆)＜v(正)，故D错误。2．(双选)确定条件下，将NO(g)和O2(g)按物质的量之比2∶1充入反应容器，发生反应：2NO(g)＋O2(g)2NO2(g)。其他条件相同时，分别测得NO的平衡转化率在不同压强(p1、p2)下随温度变更的曲线如图所示。下列说法正确的是()A．p1<p2B．其他条件不变，温度上升，该反应的反应限度增大C．400℃、p1条件下，O2的平衡转化率为40%D．400℃时，该反应的化学平衡常数的数值为10/9【解析】选A、C。A.2NO(g)＋O2(g)2NO2(g)是正方向体积减小的反应，增大压强平衡正移，则NO的转化率会增大，由图可知，相同温度下，p2时NO的转化率大，则p2时压强大，即p1<p2，故A正确；B.由图像可知，随着温度的上升，NO的转化率减小，说明上升温度，平衡逆向移动，该反应的反应限度减小，故B错误；C.依据图像，400℃、p1条件下，NO的平衡转化率为40%，将NO(g)和O2(g)按物质的量之比2∶1充入反应容器，则O2的平衡转化率也为40%，故C正确；D.该反应为气体的体积发生变更的反应，依据平衡常数K＝eq\f(c2（NO2）,c2（NO）·c（O2）)，而c＝eq\f(n,V)，因此K＝eq\f(n2（NO2）V,n2（NO）·n（O2）)与气体的物质的量和容器的体积有关，题中均未供应，因此无法计算400℃时该反应的化学平衡常数K，故D错误。二、非选择题(本题包括2小题，共20分)3．(10分)煤、水煤气、甲醇、乙醇等都是重要的化工原料。(1)水煤气生产原理是C(s)＋H2O(g)CO(g)＋H2(g)ΔH＝＋131.3kJ·mol－1。①能说明该反应达到平衡状态的是______(填字母)。A．v正(CO)＝v正(H2)B．c(CO)＝c(H2)C．恒容容器中，气体密度不变D．恒容容器中，气体压强不变②该反应达到化学平衡时，若要增大水蒸气的转化率可实行的措施是________(填字母)。A．增加碳的物质的量B．增加水蒸气的物质的量C．增大压强D．上升温度(2)已知：CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)。等物质的量的CO与H2在催化剂作用下反应生成甲醇，平衡后若将容器的容积压缩为原来的一半(其他条件不变)，对平衡体系产生的影响是________(填字母)。A．c(H2)削减B．CH3OH的物质的量增加C．重新平衡时eq\f(c（H2）,c（CH3OH）)减小(3)已知6H2(g)＋2CO2(g)CH3CH2OH(g)＋3H2O(g)。在温度为T℃，容积不变的密闭容器中，将3molH2和1molCO2混合，达到平衡时CO2气体的体积分数为a。①达到平衡时，转化率α(H2)∶α(CO2)＝________。②恒容下，再向该容器中充入2molHe，则H2的转化率__________(填“增大”“减小”或“不变”)。③在T℃，容积可变的密闭容器中将3molH2和1molCO2混合，达到平衡时CO2气体的体积分数________a(填“＞”“＜”或“＝”)。【解析】(1)①A、v正(CO)和v正(H2)均代表正反应速率，不能说明正逆反应速率相等，无法推断是否达到平衡状态，故错误；B、c(CO)＝c(H2)与反应起始量有关，不能说明CO和H2浓度保持不变，无法推断是否达到平衡状态，故错误；C、反应物C是固体，由质量守恒定律可知，平衡前后气体质量增大，恒容容器中，气体密度增大，则气体密度不变能表明反应已达到平衡状态，故正确；D、该反应是一个气体体积增大的反应，恒容容器中，气体压强增大，则气体压强不变能表明反应已达到平衡状态，故正确。②A、反应物C是固体，增加碳的物质的量，平衡不移动，水蒸气的转化率不变，故错误；B、增加水蒸气的物质的量，水蒸气浓度增大，平衡正向移动，新平衡时，水蒸气浓度增大，转化率减小，故错误；C、该反应是一个气体体积增大的反应，增大压强，平衡向逆反应方向移动，水蒸气转化率减小，故错误；D、该反应是吸热反应，上升温度，平衡向正反应方向移动，水蒸气转化率增大，故正确。(2)该反应是一个气体体积减小的反应，平衡后若将容器的容积压缩为原来的一半，压强增大，平衡向正反应方向移动。A、新平衡时，氢气物质的量减小，浓度增大，故错误；B、新平衡时，甲醇的物质的量增加，故正确；C、新平衡时，氢气物质的量减小，甲醇的物质的量增加，则eq\f(c（H2）,c（CH3OH）)减小，故正确。(3)①由化学方程式可知，H2和CO2物质的量的变更量之比为3∶1，起始3molH2和1molCO2物质的量之比为3∶1，由转化率公式可知，达到平衡时，转化率α(H2)∶α(CO2)为1∶1；②恒容下，再向该容器中充入2molHe，各物质的浓度不变，化学反应速率不变，平衡不移动，则H2的转化率不变；③该反应是一个气体体积减小的反应，在相同温度和起始量相同的条件下，容积可变的密闭容器相对于恒容容器相当于增大压强，平衡向正反应方向移动，CO2气体的体积分数减小。答案：(1)①CD②D(2)BC(3)①1∶1②不变③＜4．(10分)(2024·济宁高二检测)N2O和CO是常见的环境污染气体。(1)对于反应N2O(g)＋CO(g)CO2(g)＋N2(g)来说，“Fe＋”可作为此反应的催化剂。其总反应分两步进行：第一步为Fe＋＋N2OFeO＋＋N2；则其次步为______________________________(写化学方程式)。已知其次步反应几乎不影响总反应达到平衡所用的时间，由此推知，第一步反应的活化能________(填“大于”“小于”或“等于”)其次步反应的活化能。(2)在四个不同容积的恒容密闭容器中按图甲充入相应的气体，发生反应：2N2O(g)2N2(g)＋O2(g)，容器Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中N2O的平衡转化率如图乙所示：①该反应的ΔH______0(填“＞”或“＜”)。②若容器Ⅰ的体积为2L，反应在370℃下进行，20s后达到平衡，则0～20s内容器Ⅰ中用O2表示的反应速率为______。