2024高中化學(xué)第二章化學(xué)反應(yīng)的方向限度與速率2.2.2反應(yīng)條件對(duì)化學(xué)平衡的影響精練含解析魯科版選修4

PAGEPAGE1反應(yīng)條件對(duì)化學(xué)平衡的影響A組1.對(duì)平衡CO2(g)CO2(aq)ΔH=-19.75kJ·mol-1,為增大二氧化碳?xì)怏w在水中的溶解度,應(yīng)采納的方法是()A.上升溫度、增大壓強(qiáng) B.降低溫度、減小壓強(qiáng)C.上升溫度、減小壓強(qiáng) D.降低溫度、增大壓強(qiáng)解析:氣體在水中的溶解度隨著溫度的上升而降低,所以要使CO2在水中的溶解度增大,可以降低溫度,同時(shí)還可增大壓強(qiáng)。答案:D2.下列不同條件下的化學(xué)反應(yīng):A(aq)+B(aq)C(aq)+D(aq),反應(yīng)速率由大到小的依次正確的是()①常溫下20mL溶液含A和B各0.001mol②常溫下100mL溶液含A和B各0.01mol③常溫下0.05mol·L-1A、B溶液各10mL混合后,再加水20mL④常溫下將100mL含A0.001mol和20mL含B0.001mol混合溶液混合A.①②③④ B.②③④①C.②①③④ D.②④①③解析:A、B的濃度越大,反應(yīng)速率越大。濃度/(mol·L-1)①②③④A0.050.10.0250.0083B0.050.10.0250.0083答案:C3.COCl2(g)CO(g)+Cl2(g)ΔH>0,當(dāng)反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí),下列措施能提高COCl2轉(zhuǎn)化率的是()①上升溫度②恒容通入惰性氣體③增加CO濃度④減小壓強(qiáng)⑤加催化劑⑥恒壓通入惰性氣體A.①②④ B.①④⑥ C.②③⑤ D.③⑤⑥解析:能提高反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率的方法是在不變更反應(yīng)物起始量的條件下使化學(xué)平衡正向移動(dòng),①上升溫度向吸熱方向即正向移動(dòng),②恒容通入惰性氣體,各組分濃度不變,平衡不移動(dòng),③增加CO濃度使平衡逆向移動(dòng),④減小壓強(qiáng)使平衡正向移動(dòng),⑤催化劑不影響平衡,⑥恒壓通入惰性氣體,參加反應(yīng)的各組分分壓減小,平衡正向移動(dòng),故①④⑥符合題意。答案:B4.碘鎢燈比白熾燈運(yùn)用壽命長(zhǎng)。燈管內(nèi)封存的少量碘與運(yùn)用過(guò)程中沉積在管壁上的鎢可以發(fā)生反應(yīng):W(s)+I2(g)WI2(g)ΔH<0(溫度T1<T2)。下列說(shuō)法正確的是()A.燈管工作時(shí),擴(kuò)散到燈絲旁邊低溫區(qū)的WI2(g)會(huì)分解出W,W重新沉積到燈絲上B.燈絲旁邊溫度越高,WI2(g)的轉(zhuǎn)化率越低C.該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式是K=[D.利用該反應(yīng)原理可以提純鎢解析:該反應(yīng)的正反應(yīng)為放熱反應(yīng),溫度上升,化學(xué)平衡逆向移動(dòng),所以燈絲旁邊溫度越高,WI2的轉(zhuǎn)化率越高,B錯(cuò)。平衡常數(shù):K=[WI2][I2答案:D5.在甲、乙(如圖所示)兩個(gè)容積相同的容器中進(jìn)行如下反應(yīng):3A(g)+B(g)2C(g)。若保持溫度相同,分別向兩個(gè)容器中通入3molA和1molB,則達(dá)到平衡時(shí)兩容器中C的體積分?jǐn)?shù)的大小關(guān)系為()A.甲>乙 B.甲=乙C.甲<乙 D.無(wú)法確定解析:該反應(yīng)是氣態(tài)物質(zhì)系數(shù)減小的反應(yīng),建立平衡的過(guò)程中氣體的物質(zhì)的量削減,故乙容器建立平衡的過(guò)程中活塞向下移動(dòng)。乙容器建立的平衡可以看作是在甲容器平衡的基礎(chǔ)上壓縮容器的容積,平衡正向移動(dòng),C的體積分?jǐn)?shù)增大,故C項(xiàng)符合題意。答案:C6.人體血液內(nèi)的血紅蛋白(Hb)易與O2結(jié)合生成Hb(O2),因此具有輸氧實(shí)力,CO吸入肺中發(fā)生反應(yīng):CO+Hb(O2)O2+Hb(CO),37℃時(shí),該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=220。Hb(CO)的濃度達(dá)到Hb(O2)濃度的150,會(huì)使人智力受損。據(jù)此,下列結(jié)論錯(cuò)誤的是()A.CO與Hb(O2)反應(yīng)的平衡常數(shù)K=[B.人體吸入的CO越多,與血紅蛋白結(jié)合的O2越少C.當(dāng)吸入的CO與O2濃度之比大于或等于0.02時(shí),人的智力才會(huì)受損D.把CO中毒的病人放入高壓氧艙中解毒,其原理是使上述平衡逆向移動(dòng)解析:由化學(xué)方程式可知,K的表達(dá)式正確,A對(duì);人體吸入的CO越多,CO濃度越大,平衡正向移動(dòng),與血紅蛋白結(jié)合的O2越少,B對(duì);由K=[O2][Hb(CO)][CO][Hb答案:C7.2014年全國(guó)各地不斷出現(xiàn)霧霾天氣,嚴(yán)峻影響了人們的日常生活。削減汽車(chē)尾氣的排放對(duì)治理霧霾有重大作用。汽車(chē)尾氣凈化中的一個(gè)反應(yīng)如下:NO(g)+CO(g)12N2(g)+CO2(g)ΔH=-373.4kJ·mol-1。在恒容密閉容器中,反應(yīng)達(dá)平衡后,變更某一條件,下列示意圖正確的是()解析:ΔH=-373.4kJ·mol-1,溫度上升,平衡逆向移動(dòng),K減小,CO轉(zhuǎn)化率降低,故A、B兩項(xiàng)均錯(cuò);K只與溫度有關(guān),C項(xiàng)正確;D項(xiàng)增大N2的物質(zhì)的量平衡逆向移動(dòng),則NO轉(zhuǎn)化率降低,所以D項(xiàng)錯(cuò)。答案:C8.如圖中的曲線是表示其他條件肯定時(shí),2NO+O22NO2ΔH<0反應(yīng)中NO的轉(zhuǎn)化率與溫度的關(guān)系曲線,圖中標(biāo)有a、b、c、d四點(diǎn),其中表示未達(dá)到平衡狀態(tài),且v(正)>v(逆)的點(diǎn)是()A.a點(diǎn) B.b點(diǎn)C.c點(diǎn) D.d點(diǎn)解析:曲線上的點(diǎn)均處于平衡狀態(tài),曲線外的隨意點(diǎn)均處于非平衡狀態(tài);曲線以下區(qū)域的點(diǎn)表示Q<K,即v(正)>v(逆),相反,曲線以上區(qū)域的點(diǎn)表示v(正)<v(逆)。答案:C9.在一恒溫密閉容器中,某化學(xué)反應(yīng)2A(g)B(g)+C(g)在三種不同條件下進(jìn)行,其中試驗(yàn)Ⅰ、Ⅱ在800℃,試驗(yàn)Ⅲ在820℃,B、C的起始濃度都為0,反應(yīng)物A的濃度(mol·L-1)隨時(shí)間(min)的變更如圖所示。請(qǐng)回答:(1)把試驗(yàn)Ⅱ和試驗(yàn)Ⅰ比較,可能隱含的條件是。

(2)試驗(yàn)Ⅲ和試驗(yàn)Ⅰ比較,可推想上升溫度時(shí),該反應(yīng)的化學(xué)平衡(填“正”或“逆”)向移動(dòng),該正反應(yīng)是(填“放熱”或“吸熱”)反應(yīng)。

(3)若將試驗(yàn)Ⅰ中A的起始濃度改為1.2mol·L-1,其他條件不變,則達(dá)到平衡時(shí)所用時(shí)間(填“>”“<”或“無(wú)法確定”)試驗(yàn)Ⅰ。

解析:依據(jù)題圖可知,試驗(yàn)Ⅰ、Ⅱ起始時(shí)和達(dá)到平衡時(shí)A的濃度均相同,可知試驗(yàn)Ⅱ運(yùn)用了催化劑(若為加壓,則A的濃度將增大)。由試驗(yàn)Ⅲ與試驗(yàn)Ⅰ相比,可知上升溫度后A的濃度減小,即化學(xué)平衡正向移動(dòng),故正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)。增加反應(yīng)物濃度,化學(xué)反應(yīng)速率增大。答案:(1)試驗(yàn)Ⅱ運(yùn)用了催化劑(2)正吸熱(3)<10.鐵在高溫下可以與CO2或水蒸氣反應(yīng),化學(xué)方程式及對(duì)應(yīng)的平衡常數(shù)如下:①Fe(s)+CO2(g)FeO(s)+CO(g)K'②Fe(s)+H2O(g)FeO(s)+H2(g)K″請(qǐng)回答下列各題:(1)反應(yīng)①的平衡常數(shù)K'的表達(dá)式為。

(2)在不同溫度下,K'和K″的值如下表所示:T/KK'K″9731.472.3611732.151.67a.反應(yīng)①的正反應(yīng)是(填“吸熱”或“放熱”,下同)反應(yīng),反應(yīng)②的正反應(yīng)是反應(yīng)。

b.現(xiàn)有可逆反應(yīng)③:CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g),其正反應(yīng)的焓變?chǔ)(填“>”或“<”)0。

(3)要使反應(yīng)③在肯定條件下建立的平衡正向移動(dòng),可實(shí)行的措施為(填字母)。

A.縮小容器體積B.降低溫度C.上升溫度D.運(yùn)用合適的催化劑解析:由表中數(shù)據(jù)知:反應(yīng)①隨溫度上升,K'增大,說(shuō)明反應(yīng)①為吸熱反應(yīng);同理知反應(yīng)②為放熱反應(yīng)。即有①Fe(s)+CO2(g)FeO(s)+CO(g)ΔH'>0②Fe(s)+H2O(g)FeO(s)+H2(g)ΔH″<0將①式減去②式整理得:CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)ΔH=ΔH'-ΔH″>0。答案:(1)K'=[COB組1.在一容積可變的密閉容器中,加入肯定量的X、Y,發(fā)生反應(yīng)mX(g)nY(g)ΔH=QkJ·mol-1。反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí),Y的物質(zhì)的量濃度與溫度、容器容積的關(guān)系如下表所示:c(Y)/(mol·L-1)容器容積/L溫度/℃1231001.000.750.532001.200.900.633001.301.000.70下列說(shuō)法正確的是()A.m>nB.Q<0C.溫度不變,壓強(qiáng)增大,Y的質(zhì)量分?jǐn)?shù)減小D.容積不變,溫度上升,平衡逆向移動(dòng)解析:當(dāng)溫度不變時(shí),隨著容器容積的擴(kuò)大,Y物質(zhì)的濃度不斷減小,若平衡不發(fā)生移動(dòng),在某溫度時(shí),容器容積為2L時(shí)Y的濃度應(yīng)為1L時(shí)的12,但由圖表可知事實(shí)上容器容積為2L時(shí)Y的濃度大于1L時(shí)的12,即隨著容器容積的擴(kuò)大,壓強(qiáng)的減小,平衡正向移動(dòng),故m<n,A錯(cuò);若保持溫度不變,增大壓強(qiáng),平衡應(yīng)向氣態(tài)物質(zhì)系數(shù)減小的方向移動(dòng),即逆向移動(dòng),Y的質(zhì)量分?jǐn)?shù)減小,C正確;當(dāng)容器容積不變時(shí),隨著溫度的上升,Y物質(zhì)的濃度增大,即平衡正向移動(dòng),正反應(yīng)為吸熱反應(yīng),答案:C2.符合下面甲、乙兩圖的反應(yīng)是()A.X(g)+3Y(g)3Z(g)ΔH>0B.X(g)+3Y(g)2Z(g)ΔH<0C.X(g)+2Y(g)3Z(g)ΔH<0D.X(g)+3Y(g)4Z(g)ΔH<0解析:由圖甲知,X、Y為反應(yīng)物,Z為生成物,由反應(yīng)中速率之比等于系數(shù)之比可推知反應(yīng)為X(g)+3Y(g)2Z(g);由圖乙知“先拐先平條件高”可知T2>T1,T1→T2上升溫度Z%減小,表明上升溫度平衡逆向移動(dòng),消耗了Z,逆反應(yīng)方向?yàn)槲鼰岱磻?yīng),則正反應(yīng)方向?yàn)榉艧岱磻?yīng),ΔH<0。綜合可知B正確。答案:B3.在一個(gè)容積固定的密閉容器中,發(fā)生反應(yīng):CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)ΔH<0。第2min時(shí)只變更一個(gè)條件,反應(yīng)狀況如下表:時(shí)間c(CO)/(mol·L-1)c(H2)/(mol·L-1)c(CH3OH)/(mol·L-1)起始130第2min0.82.60.2第4min0.41.80.6第6min0.41.80.6下列說(shuō)法不正確的是()A.第4min至第6min該化學(xué)反應(yīng)處于平衡狀態(tài)B.第2min時(shí),假如只變更某一條件,則變更的條件可能是降低溫度C.第2min時(shí),假如只變更某一條件,則變更的條件可能是運(yùn)用催化劑D.第6min時(shí),其他條件不變,假如上升溫度,正反應(yīng)速率增大解析:依據(jù)表中數(shù)據(jù)得,第4min后體系中各物質(zhì)的濃度保持不變,即反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài),A對(duì);該反應(yīng)在2~4min內(nèi)的反應(yīng)速率大于0~2min內(nèi)的反應(yīng)速率,即第2min時(shí)反應(yīng)速率增大,因此變更的條件不行能為降低溫度,可能為運(yùn)用催化劑,B錯(cuò)、C對(duì);6min時(shí),上升溫度,正、逆反應(yīng)速率均增大,D對(duì)。答案:B4.在密閉容器中發(fā)生反應(yīng)aA(g)cC(g)+dD(g),反應(yīng)達(dá)到平衡后,將氣體體積壓縮到原來(lái)的一半,當(dāng)再次達(dá)到平衡時(shí),D的濃度為原平衡的1.8倍,下列敘述正確的是()A.a<c+d B.A的轉(zhuǎn)化率增大C.D的體積分?jǐn)?shù)變大 D.平衡正向移動(dòng)解析:氣體體積壓縮到原來(lái)的一半,若平衡不移動(dòng),則D的濃度為原平衡的2倍,而D的濃度為原平衡的1.8倍,說(shuō)明該平衡逆向移動(dòng),因此A正確,B、C、D錯(cuò)誤。答案:A5.在肯定條件下,二氧化硫和氧氣發(fā)生如下反應(yīng):2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)ΔH<0(1)寫(xiě)出該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)表達(dá)式K=。

(2)降低溫度,該反應(yīng)K值,二氧化硫轉(zhuǎn)化率,化學(xué)反應(yīng)速率。(以上均填“增大”“減小”或“不變”)

(3)600℃時(shí),在一密閉容器中,將二氧化硫和氧氣混合,反應(yīng)過(guò)程中SO2、O2、SO3物質(zhì)的量變更如下圖所示,反應(yīng)處于平衡狀態(tài)的時(shí)間是。

(4)據(jù)圖推斷,反應(yīng)進(jìn)行至20min時(shí),曲線發(fā)生變更的緣由是(用文字表達(dá));10min到15min的曲線變更的緣由可能是(填寫(xiě)編號(hào))。

a.加了催化劑 b.縮小容器容積c.降低溫度 d.增加SO3的物質(zhì)的量解析:(2)正反應(yīng)放熱,降低溫度,平衡正向移動(dòng),正、逆反應(yīng)速率均減小。(3)體系各組分物質(zhì)的量不再變更時(shí)達(dá)到平衡狀態(tài)。(4)由圖示,20min時(shí),氧氣物質(zhì)的量突然增大,故為增大氧氣的量。由圖示,10~15min,反應(yīng)向正反應(yīng)方向進(jìn)行,單位時(shí)間內(nèi)物質(zhì)的量變更即反應(yīng)速率顯著加快,可能是縮小了容器容積或加了催化劑。答案:(1)[(2)增大增大減小(3)15~20min和25~30min(4)增加了O2的量ab6.煤化工中常需探討不同溫度下平衡常數(shù)、投料比及熱值等問(wèn)題。已知:CO(g)+H2O(g)H2(g)+CO2(g)平衡常數(shù)隨溫度的變更如下表。溫度/℃400500800平衡常數(shù)K9.9491試回答下列問(wèn)題。(1)上述正向反應(yīng)是(填“放熱”或“吸熱”)反應(yīng)。

(2)在800℃發(fā)生上述反應(yīng),以下表中的物質(zhì)的量投入恒容反應(yīng)器,其中反應(yīng)向正反應(yīng)方向進(jìn)行的有(選填A(yù)、B、C、D、E)。

n(CO)n(H2O)n(H2)n(CO2)A1523B2211C3300D0.5211E3121(3)已知在肯定溫度下,下列反應(yīng)的平衡常數(shù):C(s)+CO2(g)2CO(g)K;C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)K1;CO(g)+H2O(g)H2(g)+CO2(g)K2。則K、K1、K2之間的關(guān)系是。

(4)若反應(yīng)在500℃時(shí)進(jìn)行,設(shè)起始時(shí)CO和H2O的起始濃度均為0.02mol·L-1,求該條件下CO的平衡轉(zhuǎn)化率。(5)已知下列反應(yīng):CO(g)+12O2(g)CO2(g)ΔH