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第3课时温度、催化剂对化学平衡移动的影响课后篇巩固提升基础巩固1.如图为某化学反应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应的是()A.2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)H0C.H2(g)+I2(g)2HI(g)H0D.4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g)H0解析 根据图像可知,该反应的正反应是放热、气体体积增大的反应,只有D项符合。答案 D2.如图曲线a表示放热反应X(g)+Y(g)Z(g)+M(g)+N(s)H0进行过程中X的转化率随时间变化的关系。若要改变起始条件,使反应过程按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 由于该反应是气体分子数不变的反应,缩小体积时压强增大,平衡不移动,反应速率加快能缩短达到平衡的时间。答案 C3.合成氨所需的氢气可用煤和水作原料经多步反应制得,其中的一步反应为:CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)H0反应达到平衡后,为提高CO的转化率,下列措施中正确的是()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应物的可逆反应中,在其他条件不变时,增大其中一种反应物的浓度,能使其他反应物的转化率升高,但本身的转化率降低,故C项错误。A项因该反应为反应前后气体物质的量相等的反应,故增大压强只能缩短反应达到平衡的时间,并不能使该平衡发生移动,因而无法提高CO的转化率。B项因该反应为放热反应,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应的速率,改变可逆反应达到平衡的时间,不能提高CO的转化率。答案 B4.在一个不导热的密闭反应器中,只发生两个反应:a(g)+b(g)2c(g)H10进行相关操作且达到平衡后(忽略体积改变所做的功),下列叙述错误的是()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,反应器中温度升高C.等容时,通入“惰性”气体,各反应速率不变D.等容时,通入z气体,y的物质的量浓度增大解析 本题要特别注意题干中的信息“不导热的密闭反应器”。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)H20向左移动,反应放热,反应体系的温度升高,由于该反应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项错误;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,由于该反应的逆反应是放热反应,所以反应器的温度升高,B项正确;等容时,通入“惰性”气体,各反应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,所以各组分的反应速率不发生变化,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 A5.将NO2装入带活塞的密闭容器中,当反应2NO2(g)N2O4(g)达到平衡后,改变下列一个条件,其中叙述正确的是()A.升高温度,气体颜色加深,则此反应为吸热反应B.慢慢压缩气体体积,平衡向右移动,混合气体颜色变浅C.慢慢压缩气体体积,若体积减小一半,压强增大,但小于原来的两倍D.恒温恒容时,充入惰性气体,压强增大,平衡向右移动,混合气体的颜色变浅解析 A项,气体颜色加深即平衡向左移动,所以此反应为放热反应,错误;B项,假设压缩气体体积平衡不移动,则气体颜色加深,但平衡向右移动,使混合气体颜色在加深后的基础上变浅,但一定比原平衡的颜色深,错误;C项,假设平衡不移动,若体积减小一半,压强为原来的两倍,但平衡向右移动,使压强在原来压强的2倍的基础上减小,正确;D项,体积不变,反应物及生成物浓度不变,所以正、逆反应速率均不变,平衡不移动,混合气体的颜色无变化,错误。答案 C6.在容积不变的密闭容器中存在如下反应:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)H0。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应的影响,下列分析正确的是()A.图表示的是t1时刻增大O2的浓度对反应速率的影响B.图表示的是t1时刻加入催化剂对反应速率的影响C.图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、逆反应速率,所以图加入的应是催化剂。C项、D项,由于图中平衡发生了移动,所以加入的不是催化剂,改变的应是温度,且乙的温度高于甲的。答案 B7.在A(g)+B(g)C(g)Hv(正)。答案 B8.体积完全相同的两个容器A和B,已知A装有SO2和O2各1 g,B装有SO2和O2各2 g,在相同温度下反应达到平衡时A中SO2的转化率为a%,B中SO2的转化率为b%,则A、B两容器中SO2转化率的关系正确的是()A.a%b%B.a%=b%C.a%b%D.2a%=b%解析 容器中发生反应2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)。要比较A、B两容器中SO2的转化率,可以对B容器的反应过程进行如下虚拟设计:即先将B容器中的体积扩大一倍,达到平衡时状态与A容器中SO2的转化率相等。再将状态体积压缩为原体积,根据勒夏特列原理,平衡向体积减小的方向移动,平衡向正反应方向移动,状态平衡时SO2转化率大于状态(也就是容器A)的转化率,所以B容器中SO2的转化率比A容器中大,即a%b%。答案 C9.对于以下三个反应,从反应开始进行到达到平衡后,保持温度、容器容积不变,按要求回答下列问题。(1)PCl5(g)PCl3(g)+Cl2(g)再充入PCl5(g),平衡向方向移动,达到平衡后,PCl5(g)的转化率,PCl5(g)的百分含量。(2)2HI(g)I2(g)+H2(g)再充入HI(g),平衡向方向移动,达到平衡后,HI的分解率,HI的百分含量。(3)2NO2(g)N2O4(g)再充入NO2(g),平衡向方向移动,达到平衡后,NO2(g)的转化率,NO2(g)的百分含量。答案 (1)正反应减小增大(2)正反应不变不变(3)正反应增大减小10.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的含量并有效地开发利用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。为探究反应原理,现进行如下实验:在体积为1 L的密闭容器中,充入1 mol CO2和3 mol H2,一定条件下发生反应:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)H=-49.0 kJmol-1测得CO2和CH3OH(g)的物质的量浓度随时间变化如图所示。(1)反应开始到平衡,H2的平均反应速率v(H2)= molL-1min-1。(2)H2的转化率为。(3)下列措施中能使n(CH3OH)n(CO2)增大的是。A.升高温度B.充入He,使体系压强增大C.将H2O(g)从体系中分离D.使用催化剂E.缩小容器体积解析 (1)v(H2)=3v(CO2)=3(1.00-0.25)molL-110min=0.225 molL-1min-1。(2)(H2)=30.75mol3mol100%=75%。(3)A项,升温时平衡左移,n(CH3OH)n(CO2)减小。B项充入He,平衡不移动,n(CH3OH)n(CO2)不变。C项,分离出H2O(g),平衡右移,n(CH3OH)n(CO2)增大。D项,使用催化剂,平衡不移动,n(CH3OH)n(CO2)不变。E项,缩小容器体积,平衡右移,n(CH3OH)n(CO2)增大。答案 (1)0.225(2)75%(3)C、E能力提升11.(2018浙江考试,22)某工业流程中,进入反应塔的混合气体中NO和O2的物质的量分数分别为0.10和0.06,发生化学反应2NO(g)+O2(g)2NO2(g),在其他条件相同时,测得实验数据如下表:压强/(105 Pa)温度/NO达到所列转化率需要时间/s50%90%98%1.030122502 83090255105 7608.0300.23.936900.67.974根据表中数据,下列说法正确的是()A.升高温度,反应速率加快B.增大压强,反应速率变慢C.在1.0105 Pa、90 条件下,当转化率为98%时反应已达平衡D.若进入反应塔的混合气体为a mol,反应速率以v=nt表示,则在8.0105 Pa、30 条件下,转化率从50%增至90%时段NO的反应速率为4a370 mols-1解析 A选项,两组压强相同的实验中,当NO转化率相同时,温度高时需要时间长,因此由表中数据可知,升高温度,反应速率减慢,所以错误;B选项,当温度均为30 或90 ,且NO转化率相同时,压强大时需要时间短,因此增大压强,反应速率变快,所以错误;C选项,从题给数据无法判断当转化率为98%时,反应是否已达到平衡状态,所以错误;D选项,起始时NO的物质的量为a10 mol,NO的转化率从50%增至90%时,NO转化的物质的量为a10 mol(90%-50%)=a25 mol,需要时间为3.7 s,因此反应速率为4a370 mols-1,所以正确。答案 D12.可逆反应:A2(?)+B2(?)2AB(?),当温度和压强改变时,n(AB)的变化如下图,下列叙述正确的是()A.A2、B2及AB均为气体,H0B.AB为气体,A2、B2至少有一种为非气体,H0D.AB为固体,A2、B2有一种为非气体,H0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应方向移动,逆反应是吸热反应,正反应是放热反应,Hv(逆),反应向右进行生成NH3;CE:已达平衡,升温使平衡左移,NH3的体积分数减小14.在一个体积为2 L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)的变化关系如图所示。(1)反应在1 min时第一次达到平衡状态,固体的质量增加了3.2 g。用CO2的浓度变化表示的反应速率v(CO2)=。(2)反应进行至2 min时,若只改变温度,曲线发生的变化如图所示,3 min时再次达到平衡,则H0(填“”“(3)Cb(4)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
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