2024-2025学年新教材高中化学第2章化学反应的方向限度与速率第2节化学反应的限度2反应条件对化学平衡的影响练习含解析鲁科版选择性必修1

PAGE9-反应条件对化学平衡的影响(40分钟70分)一、选择题(本题包括4小题,每小题8分,共32分)1.对于平衡体系mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)ΔH<0,下列结论中不正确的是()A.若温度不变,将容器的体积缩小到原来的一半,此时A的浓度为原来的2.1倍,则m+n<p+qB.若平衡时,A、B的转化率相等,说明反应起先时,A、B的物质的量之比为m∶nC.若m+n=p+q,则往含有amol气体的平衡体系中再加入amol的B,达到新平衡时,气体的总物质的量等于2amolD.若温度不变时,压强增大到原来的2倍,达到新平衡时,总体积肯定比原来的要小【解析】选D。将容器的体积缩小到原来的一半,假如平衡不移动,A的浓度为原来的2倍,现在为2.1倍,平衡逆向移动,逆向是一个气体物质的量减小的反应,A项正确;依据转化率=×100%,且转化物质的量之比等于方程式化学计量数之比(m∶n),则A、B的转化率相等时,A、B的初始物质的量之比等于m∶n,B项正确;C项若m+n=p+q,则反应前后气体的物质的量不变,故气体的总物质的量等于2amol,C项正确;D项,m+n=p+q时,压强增大到原来的2倍,总体积为原来的,D项错误。2.(2024·泰安高二检测)已知反应CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)ΔH=QkJ·mol-1;在三个不同容积的容器中分别充入1molCO与2molH2,恒温恒容,测得平衡时CO的转化率如下表。下列说法正确的是 ()试验编号温度/℃容器容积CO转化率平衡压强①200V150%p1②200V270%p2③350V350%p3A.反应速率:③>①>②B.容器容积:V1<V2C.若容器容积:V1>V3,则Q<0D.若试验②中CO和H2用量均加倍,则CO转化率小于70%【解析】选C。依据表中所给数据可知,试验①和试验②温度相同,但是试验②中CO转化率大,说明p2>p1,则反应速率:②>①,试验③的温度高于试验②,温度越高,反应速率越快,则反应速率:③>②,A项错误;同一温度下,①中CO的转化率小于②中CO的转化率,说明压强p1<p2,则容器容积V1>V2,B项错误;若试验①和试验③的温度相同,且V1>V3,则试验③与试验①相比,平衡正向移动,平衡时CO的转化率大,而事实上试验③和试验①中CO的转化率相同,试验③的温度高于试验①,说明上升温度时,平衡逆向移动,所以正反应肯定为放热反应,即Q<0,C项正确;若试验②中CO和H2用量均加倍,则相当于增大压强,平衡正向移动,CO的转化率大于70%,D项错误。3.下列图象能正确地表达可逆反应3A(g)+B(g)2C(g)(ΔH<0)的是 ()【解析】选D。从题目中可以看出该反应正反应方向是一个气体体积缩小的放热反应,假如升温平衡向逆向移动,C%是削减的,而在A图中升温C%是增加的,A错误;对于B图,升温平衡向逆向移动,应当v(逆)>v(正),但图中升温时v(正)>v逆,B错误;对于C图,先固定温度不变,变更压强,在100℃曲线上任取两点,变更压强看A的A%变更是否与题意相符,如依图进行加压可知道A%是减小的,而加压向气体体积缩小的方向移动即正向移动,所以A%是减小的,与题意相符,再固定压强,变更温度,按图进行升温而A%是减小的,与题意不相符,C错误;对于D图,跟C图分析方法相同,先固定温度不变,变更压强看A的转化率是否与题意相符,再固定压强不变,变更温度,最终应当得出D图是正确的。【补偿训练】(2024·淮安高二检测)已知某可逆反应aA(g)+bB(g)cC(g)+dD(g)。反应过程中,当其他条件不变时,C的体积分数与温度(T)和压强(p)的关系如图。下列叙述正确的是 ()A.正反应为吸热反应B.降低温度,正反应速率增大C.a+b<c+dD.增大压强,B转化率增大【解析】选D。上升温度,C的体积分数降低,平衡向逆反应方向移动,正反应放热,A错误;从p1→p2,压强增大,C的体积分数上升,平衡向正反应方向移动,正反应方向为气体体积减小的方向,a+b>c+d,C项错误;降低温度,正反应速率和逆反应速率都减小,B项错误;增大压强,C的体积分数上升,平衡向正反应方向移动,B转化率增大,D项正确。4.(2024·潍坊高二检测)某可逆反应平衡常数表达式为K=。达到平衡状态时,假如上升温度(其他条件不变),则c(NO)减小。下列说法正确的是()A.反应的热化学方程式为NO2(g)+SO2(g)NO(g)+SO3(g)ΔH>0B.肯定条件下达到平衡时,缩小容器体积,增大体系压强,气体颜色加深C.混合气体的平均摩尔质量保持不变,说明反应已达平衡D.运用合适的催化剂可使该反应的反应速率和平衡常数增大【解析】选B。A项,上升温度c(NO)减小,说明平衡逆向移动,所以正反应是放热反应,ΔH<0,错误;B项,增大体系压强就是缩小容器体积,平衡虽然不移动,但物质浓度均增大,气体颜色加深,正确;C项,该反应前后气体的总质量和总物质的量都不发生变更,因此混合气体的平均摩尔质量保持不变,故不能说明反应已达平衡,错误;D项,运用催化剂可加快化学反应速率,但平衡常数不变,错误。【补偿训练】(2024·赣州高二检测)高温下,某反应达到平衡,平衡常数K=。恒容时,温度上升,H2浓度减小。下列说法正确的是 ()A.该反应的焓变为正值B.恒温恒容下,增大压强,H2浓度肯定减小C.上升温度,逆反应速率减小D.该反应的化学方程式为CO+H2O(g)CO2+H2【解析】选A。由平衡常数K=,可知反应为CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g),D错误;温度上升时H2浓度减小,说明在恒容时平衡正向移动,ΔH>0,A正确;恒容时增大压强,H2的浓度可能不变,B错误;上升温度,v(正)和v(逆)都增大,C错误。二、非选择题(本题包括2小题,共38分)5.(16分)(2024·沈阳高二检测)在2L密闭容器内,800℃时反应:2NO(g)+O2(g)2NO2(g)体系中,n(NO)随时间的变更如下表:时间/s01234n(NO)/mol0.0200.010.0080.0070.007(1)800℃,反应达到平衡时,NO的物质的量浓度是____________;上升温度,NO的浓度增大,则该反应是____________(填“放热”或“吸热”)反应。

(2)能使该反应的反应速率增大,且平衡向正反应方向移动的是____________。

A.刚好分别出NO2气体 B.适当上升温度C.增大O2的浓度 D.选择高效催化剂【解析】(1)平衡时,n(NO)=0.007mol,c(NO)==0.0035mol·L-1。上升温度,c(NO)增大,则平衡左移,正反应是放热反应。(2)分别出NO2气体,反应速率减慢,加入催化剂,平衡不移动,上升温度该反应向逆反应方向移动,所以A、B、D均错误。增大反应物O2的浓度,反应速率增大,平衡向正反应方向移动,C正确。答案:(1)0.0035mol·L-1放热(2)C6.(22分)(1)T1℃时,密闭容器中,通入肯定量的CO和H2O,发生如下反应:CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)ΔH<0。容器中各物质的浓度变更如下表所示: 世纪金榜导学号时间/minc(CO)(mol·L-1)c(H2O)(mol·L-1)c(CO2)(mol·L-1)c(H2)(mol·L-1)00.2000.3000020.1380.2380.0620.0623c1c2c3c44c1c2c3c450.1160.2160.08460.0960.2660.104①肯定处于平衡状态的时间段为____________。

②5～6min时间段内,平衡移动方向为____________(填“向左移动”或“向右移动”),依据表中数据推断,平衡移动的缘由是____________(填字母)。

a.增加了H2O(g)的量 b.增加氢气浓度c.运用催化剂 d.降低温度③T2℃时(T2>T1),在相同条件下发生上述反应,达到平衡时,CO的浓度____________c1(填“>”“<”或“=”)。

(2)工业上常用CO、CO2和H2合成甲醇燃料,其原理为①CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)ΔH<0②CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)ΔH>0当混合气体的组成固定时,CO平衡转化率(α)与温度和压强的关系如图所示。图中的压强由大到小依次为____________,推断理由是___

_________;

试说明CO平衡转化率随温度上升而减小的缘由:

__________________。

【解析】(1)①从表格数据分析,3～4min时间段内,体系中各物质的浓度不变,处于平衡状态。②5～6min时间段内,反应物CO浓度减小,但H2O(g)浓度增大,产物CO2浓度增大,则平衡向右移动,移动的缘由是增加了H2O(g)的量。③正反应放热,温度上升,平衡逆移,故T2℃下,达平衡时CO浓度大于c1。(2)相同温度下,由于反应①为气体分子数减小的反应,加压有利于提高CO的转化率;而反应②为气体分子数不变的反应,产生CO的量不受压强影响,故增大压强时,有利于CO的转化率上升,所以图中的压强由大到小的依次为p1>p2>p3。反应①为放热反应,上升温度时,平衡向左移动,使得体系中CO的量增大;反应②为吸热反应,上升温度,平衡向右移动,又使产生CO的量增大;最终结果是随温度上升,CO的转化率降低。答案:(1)①3～4min②向右移动a③>(2)p1>p2>p3相同温度下,由于反应①为气体分子数减小的反应,加压有利于提高CO的转化率;而反应②为气体分子数不变的反应,产生CO的量不受压强影响,故增大压强时,有利于CO的转化率上升上升温度时,反应①为放热反应,平衡向左移动,使得体系中CO的量增大;反应②为吸热反应,平衡向右移动,又使产生CO的量增大;最终结果是随温度上升,CO的转化率降低(20分钟30分)一、选择题(本题包括3小题,每小题5分,共15分)7.(2024·绵阳高二检测)在一体积可变的密闭容器中,加入肯定量的X、Y,发生反应mX(g)nY(g)ΔH=QkJ·mol-1。反应达到平衡时,Y的物质的量浓度与温度、气体体积的关系如下表所示:下列说法正确的是 ()A.m>nB.Q<0C.温度不变,压强增大,Y的质量分数削减D.体积不变,温度上升,平衡向逆反应方向移动【解析】选C。升温,c(Y)增大,平衡右移,所以Q>0,B、D项错误;气体体积增大1倍,若平衡不移动,c(Y)应减小为一半,现c(Y)比一半大,即减压平衡向右移动,m<n,A项错误,C项正确。8.(2024·杭州高二检测)已知反应mX(g)+nY(g)qZ(g)+pW(s)的ΔH<0,m+n>q,在恒容密闭容器中反应达到平衡时,下列说法肯定正确的是 ()A.通入氦气使密闭容器中压强增大,平衡向正反应方向移动B.增加X的物质的量,混合气体的密度减小C.降低温度,混合气体的平均相对分子质量增大D.X的正反应速率是Y的逆反应速率的倍【解析】选D。A项,通入氦气,压强增大,但不变更浓度,不影响平衡移动,错误;B项,增加X的物质的量,气体总质量增加,体积不变,密度增大,错误;C项,正反应放热,降低温度平衡正向移动,物质的量减小,但质量也减小,相对分子质量的变更不能推断,错误;D项,速率之比等于化学计量数之比,正确。9.在2L恒容密闭容器中充入2molX和1molY发生反应:2X(g)+Y(g)3Z(g),反应过程持续上升温度,测得混合体系中X的体积分数与温度的关系如图所示。下列推断正确的是 世纪金榜导学号()A.Q点时,Y的转化率最大B.W点X的正反应速率等于M点X的正反应速率C.上升温度,平衡常数增大D.温度肯定,平衡时充入Z,达到新平衡时Z的体积分数比原平衡时大【解析】选A。反应刚起先,反应正向进行,消耗X,X体积分数减小,当到Q点后,升温反应逆向进行,X体积分数增大,说明ΔH<0。Q点时,X的体积分数最小,则Y的转化率最大,选项A正确;温度越高,化学反应速率越大,所以W点X的正反应速率小于M点X的正反应速率,选项B错误;ΔH<0,该反应为放热反应,上升温度,平衡常数减小,选项C错误;因为该反应气体系数不变,所以平衡时充入Z,新平衡与原平衡等效,Z的体积分数不变,选项D错误。二、非选择题(本题包括1小题,共15分)10.(2024·石家庄高二检测)已知在一恒容密闭容器中进行反应:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)ΔH=-196.0kJ·mol-1。SO2的平衡转化率与温度、压强的关系如图所示:世纪金榜导学号依据图示回答下列问题:(1)压强:p1____________(填“>”“=”或“<”)p2。

(2)上升温度,平衡向____________(填“左”或“右”)移动。

(3)200℃下,将肯定量的SO2和O2充入体积为2L的密闭容器中,经10min后测得容器中各物质的物质的量如下表所示:气体SO2O2SO3物质的量/mol1.61.80.4①该反应达到化学平衡状态的标记是____________(填字母)。

a.SO2和O2的体积比保持不变b.混合气体的密度保持不变c.体系的压强保持不变d.SO2和SO3物质的量之和保持不变②当反应放出98.0kJ热量时,测得该反应达平衡状态,该温度下SO2的转化率为____________。

(4)400℃时,将等量的SO2和O2在两个容积相等的容器中反应,并达到平衡。在该过程中,甲容器保持体积不变,