2022-2023学年 苏教版选择性必修1专题2第三单元　化学平衡的移动　第2课时　压强变化、温度变化对化学平衡的影响　化学平衡移动原理 课时练 （含答案）

第2课时　压强变化、温度变化对化学平衡的影响
化学平衡移动原理
1. (2022·扬州邗江区期中)下列事实中，能用勒夏特列原理解释的是(　　)
A. H2(g)、I2(g)、HI(g)平衡混合气加压后颜色变深
B. 使用催化剂可增大SO2转化为SO3的速率
C. 500 ℃左右比室温更有利于氨的合成
D. 工业合成氨时，采用迅速冷却的方法，将气态氨变为液氨后及时从混合物中分离出去，以提高NH3的产量
2. 已知：2X(g)＋Y(g) 2Z(g)，反应中w(Z的物质的量分数)随温度T的变化如图所示。下列判断正确的是(　　)
A. T1时，v正＞v逆
B. 正反应的ΔH＜0
C. a、b两点的反应速率v(a)＝v(b)
D. 当温度低于T1时，w增大的原因是平衡向正反应方向移动
3. (2021·启东中学期初)已知某密闭容器中发生反应：X(g)＋Y(g) 2W(g)＋Z(g)　ΔH<0(Z物质易被液化)。下列有关说法一定正确的是(　　)
A. 若W为有颜色的物质，达平衡后，缩小容器体积，体系颜色变浅
B. 改变压强，平衡一定发生移动
C. 平衡时，其他条件不变，升高温度，正反应速率增大程度比逆反应速率增大程度小
D. 平衡时，其他条件不变，分离出Z，正反应速率增大
4. I2在KI溶液中存在下列平衡：I2(aq)＋I－(aq) I(aq)。某I2、KI混合溶液中，I的物质的量浓度[c(I)]与温度(T)的关系如图所示(曲线上任何一点都表示平衡状态)。下列判断正确的是(　　)
A. 反应I2(aq)＋I－(aq)===I(aq)的ΔH>0
B. 若温度为T1、T2，反应的平衡常数分别为K1、K2，则K1>K2
C. 若反应进行到状态D时，一定有v正D. 状态A与状态B相比，状态A的c(I2)大
5. (2022·泰州中学检测)将一定量的CO2与H2通入某密闭容器中合成甲醇，在催化剂作用下发生下述反应：
Ⅰ. CO2(g)＋3H2(g) CH3OH(g)＋H2O(g)　ΔH1<0
Ⅱ. CO2(g)＋H2(g) H2O(g)＋CO(g)　ΔH2
催化反应相同时间，测得不同温度下CO2的转化率如图1所示(图中虚线表示相同条件下CO2的平衡转化率随温度的变化)，CH3OH的产率如图2所示。
图1 图2
下列有关说法正确的是(　　)
A. ΔH2<0
B. 250 ℃时，容器内反应达到平衡
C. 250 ℃前，随温度升高CO2的平衡转化率减小，可能因为该温度范围内仅发生反应Ⅰ
D. 250 ℃后，随温度升高CH3OH的产率减小，可能是因为催化剂对反应Ⅰ的活性降低
6. 某化学科研小组在其他条件不变时，改变某一条件对反应[可用aA(g)＋bB(g) cC(g)表示]的化学平衡的影响，得到如下图像(图中p表示压强，T表示温度，n表示物质的量，α表示平衡转化率)。根据图像，下列判断正确的是(　　)
图Ⅰ 图Ⅱ 图Ⅲ 图Ⅳ
A. 如图Ⅰ：若p1>p2，则此反应只能在高温下自发进行
B. 如图 Ⅱ：此反应的ΔH<0，且T1C. 如图Ⅲ：表示t1时刻一定是使用催化剂对反应速率的影响
D. 如图Ⅳ：表示t1时刻增大B的浓度对反应速率的影响
7. 一定温度下，将1 mol A(g)和1 mol B(g)充入2 L密闭容器中发生反应：A(g)＋B(g) xC(g)＋D(s)　ΔH＜0，在t1时达到平衡。在t2、t3时刻分别改变反应的一个条件，测得容器中C(g)的浓度随时间变化如图所示。下列有关说法正确的是(　　)
A. x＝1
B. t2时刻改变的条件是使用催化剂
C. t3时刻改变的条件是增大反应物的浓度或压缩容器体积
D. t1～t2、t2～t3平衡常数相等，且K＝4
8. (2022·扬州邗江区期中)温度为T K时，向2.0 L恒容密闭容器中充入1.0 mol PCl5，反应PCl5(g) PCl3(g)＋Cl2(g)经过一段时间后达到平衡。反应过程中测定的部分数据见下表：
t/s 0 50 150 250 350
n(PCl3)/mol 0 0.16 0.19 0.20 0.20
下列说法正确的是(　　)
A. 反应在前50 s的平均速率v(Cl2)＝0.0 032 mol·L－1·s－1
B. 保持其他条件不变，升高温度，平衡时c(PCl3)＝0.12 mol·L－1，则反应的ΔH>0
C. 相同温度下，起始时向容器中充入1.80 mol PCl5、0.20 mol PCl3和0.20 mol Cl2，反应达到平衡前v(正)＜v(逆)
D. 平衡后，减小压强不利于提高PCl5的平衡转化率
9. 近年来，我国多地出现严重雾霾天气，据研究，雾霾的形成与汽车排放的CO、NO2等有毒气体有关，对汽车加装尾气净化装置，可使有毒气体相互反应转化为无毒气体，反应方程式为4CO(g)＋2NO2(g) 4CO2(g)＋N2(g)　ΔH＝－1 200 kJ·mol－1。对于该反应，温度不同(T2>T1)其他条件相同时，下列图像正确的是(　　)
A B C D
10. (2020·盐城期末)T ℃时，在密闭容器中进行的反应：COCl2(g) CO(g)＋Cl2(g)　ΔH＝108 kJ·mol－1，在 4 min、10 min、14 min时均只改变影响平衡的一个条件，各物质的浓度变化如图所示。下列说法正确的是(　　)
A. 4 min时改变的条件是：降低体系的温度
B. 10 min时改变的条件是：向体系中再充入Cl2
C. 14 min时改变的条件是：减小容器的容积
D. 若T ℃时，起始向2 L的恒容密闭容器中充入COCl2、Cl2、CO均为0.20 mol，则达到平衡前，v正>v逆
11. (2021·无锡期中)一定条件下，测得反应3CO(g)＋3H2(g) (CH3)2O(g)＋CO2(g)达平衡时CO的平衡转化率与温度和压强的关系如图所示(假定该过程中不发生其他反应)。温度为T K时，向容积为1 L的恒容密闭容器中充入0.4 mol CO和0.4 mol H2，反应达平衡时测得CO2物质的量为0.1 mol。下列说法正确的是(　　)
A. 该反应的ΔH<0，图中压强p1>p2
B. 压强为p2时，图中Q点所示条件下v(正)C. 温度为T K时，若将题述1 L恒容容器改为恒压容器，再向其中充入0.4 mol CO和0.4 mol H2，达平衡时CO的转化率小于75%
D. 温度为T K时，若向原容器中充入0.1 mol CO、0.2 mol(CH3)2O和0.2 mol CO2，则该反应的平衡常数大于104
12. (2020·启东中学期末)相同温度、相同容积的四个密闭容器中进行同样的可逆反应：2X(g)＋Y(g) 3W(g)＋2Z(g)
ΔH＝－Q kJ·mol－1，起始时充入气体的物质的量及平衡时体系能量变化数据如表所示。下列说法正确的是(　　)
X Y W Z 反应体系能量变化
甲 2 mol 1 mol 放出a kJ·mol－1
乙 1 mol 1 mol 放出b kJ·mol－1
丙 2 mol 2 mol 放出c kJ·mol－1
丁 3 mol 2 mol 吸收d kJ·mol－1
A. X的转化率大小：甲<乙<丙
B. c＋dC. 平衡时，甲容器中的反应速率比丁容器中的小
D. 平衡时丙容器中Z的物质的量浓度最大
13. 在一固定容积的密闭容器中进行如下反应：CO2(g)＋H2(g) CO(g)＋H2O(g)，其平衡常数K和温度T的关系如下。
T ℃ 700 800 850 1 000 1 200
K 2.6 1.7 1.0 0.9 0.6
(1) 写出该反应的平衡常数K的表达式：______________________________。
(2) 该反应的正反应为________(“吸热”或“放热”)反应。
(3) 能判断该反应在800 ℃是否已经达到化学平衡状态的是________(填字母)。
A. 容器中压强不再变化
B. 混合气体中CO浓度不再变化
C. 混合气体的密度不再变化
D. c(CO2)＝c(CO)＝c(H2)＝c(H2O)
(4) 700 ℃时，通过压缩体积增大气体压强，则该反应中H2(g)的转化率________(“增大”“减小”或“不变”)。
14. 工业废气、汽车尾气排出的SO2、NOx等是形成雾霾的重要因素。霾是由空气中的灰尘、硫酸、硝酸、有机碳氢化合物等粒子形成的烟雾。
(1) NOx和SO2在空气中存在下列平衡：2NO(g)＋O2(g) 2NO2(g)
ΔH＝－113.0 kJ·mol－1，2SO2(g)＋O2(g) 2SO3(g)　ΔH＝－196.6 kJ·mol－1；SO2通常在二氧化氮的存在下，进一步被氧化，生成SO3。
①写出NO2和SO2反应的热化学方程式：__________________________。
②随温度升高，该反应化学平衡常数变化趋势是________。
(2) 提高2SO2＋O2 2SO3反应中SO2的转化率，是减少SO2排放的有效措施。
①T K温度时，在1 L的密闭容器中加入2.0 mol SO2和1.0 mol O2，5 min后反应达到平衡，二氧化硫的转化率为50%，该反应的平衡常数是________。
②在①中条件下，反应达到平衡后，改变下列条件，能使SO2的转化率提高的是________(填字母)。
a. 温度和容器体积不变，充入1.0 mol He
b. 温度和容器体积不变，充入1.0 mol O2
c. 在其他条件不变时，减小容器的体积
d. 在其他条件不变时，改用高效催化剂
e. 在其他条件不变时，升高体系温度
15. (2021·如皋中学检测)反应aA(g)＋bB(g) cC(g)　ΔH<0在容积一定的容器中进行。改变其他反应条件，在Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ阶段体系中各物质浓度随时间变化的曲线如图所示。
(1) 上述化学方程式中化学计量数b为________。
(2) 用A的浓度变化表示三个阶段的平均反应速率，则vⅠ(A)、vⅡ(A)、vⅢ(A)中最小的是________。
(3) 三个阶段中B的转化率依次为αⅠ(B)、αⅡ(B)、αⅢ(B)，它们由大到小的顺序为_____________________________________________________________。
(4) 由第一次平衡到第二次平衡，采取的措施是_________________________。
(5) 比较第Ⅱ阶段反应温度(T2)和第Ⅲ阶段反应温度(T3)的高低并说明理由：_____________________________________________________________________。
16. (2022·扬州中学期中)CO2和CH4是两种重要的温室气体，通过CH4和CO2反应制造更高价值化学品是目前的研究目标。请回答下列问题：
Ⅰ. 工业上可以利用CO2和H2合成CH3OH：CO2(g)＋3H2(g) CH3OH(g)＋H2O(g)　ΔH＜0。该反应在起始温度和体积均相同(T ℃、1 L)的两个密闭容器中分别进行，反应物起始物质的量见下表：
CO2/ mol H2/ mol CH3OH/ mol H2O/ mol
反应a (恒温恒容) 1 3 0 0
反应b (绝热恒容) 0 0 1 1
(1) 达到平衡时，反应a、b对比：CO2的体积分数φ(a)________(填“>”“＜”或“＝”)φ(b)。
(2) 下列能说明反应a达到平衡状态的是________(填字母)。
A. v正(CO2)＝3v逆(H2)
B. 混合气体的平均摩尔质量不再改变
C. c(CH3OH)＝c(H2O)
D. 容器内压强不再改变
Ⅱ. 我国科学家研究了不同反应温度对含碳产物组成的影响。
反应1：CO2(g)＋4H2(g) CH4(g)＋2H2O(g)　ΔH＜0
反应2：CO2(g)＋H2(g) CO(g)＋H2O(g)　ΔH>0
在密闭容器中通入3 mol的H2和1 mol的CO2，分别在1 MPa和10 MPa下进行反应。实验中对平衡体系组成的三种物质(CO2、CO、CH4)进行分析，其中温度对CO和CH4的影响如图所示。
(3) 1 MPa时，表示CH4和CO平衡组成随温度变化关系的曲线分别是________和________。M点平衡组成含量高于N点的原因是______________________________________________________________________。
(4) 图中当CH4和CO平衡组成均为40%时，若容器的体积为1 L，该温度下反应1的平衡常数K的值为________。
Ⅲ. 在T1时，向体积为2 L的恒容容器中充入物质的量之和为3 mol的CO和H2，发生反应CO(g)＋2H2(g) CH3OH(g)，反应达到平衡时CH3OH(g)的体积分数(φ)与的关系如图所示。
(5) 当＝3.5时，达到平衡后，CH3OH的体积分数可能是图像中的________(填“D”“E”或“F”)点。
(6) ＝________时，CH3OH的体积分数最大。
第2课时　压强变化、温度变化对化学平衡的影响　化学平衡移动原理
1. D　解析：H2(g)、I2(g)、HI(g)平衡混合气加压后，浓度变大，颜色变深，但平衡没有移动，因此不能用勒夏特列原理解释，A不符合题意；使用催化剂可增大SO2转化为SO3的速率，平衡没有移动，因此不能用勒夏特列原理解释，B不符合题意；合成氨反应是放热反应，升高温度，平衡逆向移动，因此室温比500 ℃左右更有利于氨的合成，C不符合题意；D符合题意，故选D。
2. B　解析：T1时，化学反应达到了平衡状态，v正＝v逆，A错误；当温度高于T1时，Z的物质的量分数逐渐减小，所以化学平衡逆向移动，即逆反应方向是吸热的，所以正反应是一个放热反应，即ΔH<0，B正确；温度越高，化学反应速率越大，b点温度高于a点，所以b的速率高于a点的速率，即v(a)3. C　解析：容器的容积缩小，压强增大，W浓度增大，体系颜色变深，A错误；若通入He改变压强，反应物与生成物浓度不变，反应不移动，B错误；升温时平衡逆向移动，正、逆反应速率都会增大，但此时逆反应速率大于正反应速率，C正确；正反应速率在分离出Z这一瞬间不变后逐渐减小，D错误。
4. B　解析：随温度升高，c(I)减小，平衡逆向移动，说明正反应放热，即ΔH<0，A错误；该反应为放热反应，升高温度，平衡逆向移动，平衡常数K值减小，则K1>K2，B正确；D点没有达到平衡，c(I)比平衡时要小(要向A点移动)，即反应要向右进行，所以此时v正>v逆，C错误；c(I)：状态A>状态B，则c(I2)：状态A<状态B，D错误。
5. D　解析：温度高于250 ℃时，CO2的平衡转化率随温度的升高继续增加，而CH3OH的产率却反而下降，说明温度升高不利于CO2转化为甲醇，温度升高有利CO2转化为CO，反应Ⅱ是吸热反应，ΔH2>0，A错误；由图1可知250 ℃时CO2的转化率不是最大值，温度高于250 ℃时，CO2的转化率继续增加，说明容器内反应还没有达到平衡，B错误；250 ℃前，随着温度升高，CO2的平衡转化率减小，原因是升高温度对反应Ⅰ的抑制效果大于对反应Ⅱ的促进效果，不是因为该温度范围内仅发生反应Ⅰ，C错误；D正确且符合题意，故选D。
6. B　解析：若p1>p2由图Ⅰ可知，增大压强，A的平衡转化率增大，平衡正向移动，说明正反应是熵减的反应，升温，A的平衡转化率下降，即升温平衡逆向移动，故该反应的正反应是放热反应，根据ΔG＝ΔH－TΔS可知，该反应在较低温时更容易自发进行，A错误；由图Ⅱ可知T17. D　解析：t2时刻瞬间C的浓度增大，t2～t3阶段C的浓度不变，说明平衡不移动，应是增大压强造成的，压强不影响该平衡，所以有x＝1＋1＝2，A错误；加入催化剂后C的浓度应该瞬间不发生变化，不符合图示变化规律，B错误；由A、B两项的分析可知，t2时刻是增大压强，若t3改变的条件是增大反应物A(或B)的物质的量，平衡均正向移动，C的浓度随时间而增大，但反应速率减小，与图中所示信息不一样，所以t3时刻改变的一个条件可能是降低温度，C错误；t1～t3间温度相同，平衡常数相同，可计算t1～t2平衡常数K，反应三段式：
A(g)＋B(g) 2C(g)＋D(s)
　　 0.5　　 0.5　　 0
　　 0.25　　 0.25　　 0.5
　　 0.25　　 0.25　　 0.5
t1～t2平衡常数K＝＝4，D正确。
8. B　解析：由表中数据可知50 s内，Δn(PCl3)＝0.16mol，Δc(PCl3)＝＝0.08 mol·L－1，v(PCl3)＝＝0.001 6 mol·L－1·s－1，v(Cl2)＝v(PCl3)＝0.001 6 mol·L－1·s－1，A错误；由表中数据可知，平衡时n(PCl3)＝0.2 mol，保持其他条件不变，升高温度，平衡时，c(PCl3)＝0.12 mol·L－1，则n(PCl3)＝0.12 mol·L－1×2 L＝0.24 mol，说明升高温度平衡正向移动，正反应为吸热反应，ΔH＞0，B正确；根据表格数据可列出三段式，
PCl5(g) PCl3(g)＋Cl2(g)
c(开始)/(mol·L－1)　　 0.5　　 0　　 0
c(变化)/(mol·L－1)　　 0.1　　 0.1　　 0.1
c(平衡)/(mol·L－1)　　 0.4　　 0.1　　 0.1
平衡常数K＝＝0.025，起始时向容器中充入1.80 mol PCl5、0.20 mol PCl3和0.20 mol Cl2，起始时PCl5的浓度为0.9 mol·L－1、PCl3的浓度为0.1 mol·L－1、Cl2的浓度为0.1 mol·L－1，浓度商Qc＝≈0.011，Qc＜K，说明平衡向正反应方向移动，反应达平衡前v(正)＞v(逆)，C错误；平衡后减小压强，根据勒夏特列原理，平衡正向移动，有利于PCl5平衡转化率的提高，D错误。
9. B　解析：升高温度，化学平衡逆向移动，正、逆反应速率都会迅速增大，会离开原来的速率点，A错误。升高温度，化学反应速率会迅速增大，所以T2时先达到化学平衡状态，并且化学平衡逆向移动，二氧化氮的转化率减小，B正确。对于反应：4CO(g)＋2NO2(g) 4CO2(g)＋N2(g)　ΔH<0，T不变，增大压强，平衡正向移动，一氧化碳的体积分数会减小；压强不变，升高温度，平衡逆向移动，一氧化碳的体积分数会增大，C错误。正反应是放热反应，温度升高，化学平衡常数减小，而不是增大，D错误。
10. D　解析：由图可知，4 min瞬间浓度不变，不可能是改变压强、浓度，应是改变温度，此时反应物的浓度减小，产物浓度增加，说明平衡正向移动，而正反应为吸热反应，则应该是升高温度， A错误；10 min 瞬间氯气浓度不变，CO的浓度降低，故改变条件为分离出CO, B错误；14 min瞬间各物质的浓度同时减小，且平衡正向移动，应为增大容器的体积，减小压强， C错误； 由图像起点可得平衡常数为0.113，若起始向2 L的恒容密闭容器中充入COCl2、Cl2CO均为0.20 mol，则Qc＝0.1v逆， D正确。
11. A　解析：由图可知，在压强不变的条件下，升高温度一氧化碳的平衡转化率降低，说明升温平衡向逆反应方向移动，故正反应是放热反应，即该反应的ΔH<0，该反应的正反应是气体体积减小的反应，增大压强一氧化碳的平衡转化率增大，所以图中压强p1>p2，A正确；压强为p2时，图中Q点在该温度下未达到平衡状态，平衡向正反应方向进行，所以v(正)>v(逆)，B错误；温度为T K时，向容积为1 L的恒容密闭容器中充入0.4 mol CO和0.4 mol H2，反应达到平衡时测得CO2物质的量为0.1 mol，即消耗0.3 mol CO，一氧化碳的转化率是75%，若向恒温恒压的容器中加入0.4 mol CO和0.4 mol H2，由于该反应的正反应是气体体积减小的反应，所以压强增大，平衡正向进行，达到平衡时CO的转化率大于75%，C错误；温度为T K时，化学平衡常数K＝＝＝104，向原容器中充入0.1 mol CO、0.2 mol (CH3)2O和0.2 mol CO2，温度不变，则该反应的平衡常数等于104，D错误。
12. D　解析：丙容器中各反应物的物质的量为乙容器中各反应物的物质的量的2倍，物质的量增大，压强增大，转化率减小，则转化率乙>丙；甲乙相比，甲中增大了X的物质的量，则X的转化率减小，则转化率甲<乙；丙的物质的量相当于在甲的基础上增加了Y，则X转化率增大，甲<丙，所以X的转化率：乙>丙>甲，A错误。甲、丁互为等效平衡，二者反应方向相反，二者的转化率之和为100%，则a kJ·mol－1＋d kJ·mol－1＝Q kJ·mol－1，丙中加入Y的量大于甲，反应向正向进行的程度大，所以丙放出的热量大于甲，则丙、丁热量之和大于Q，即c＋d>Q，B错误。甲、丁容器中的两个平衡互为等效平衡，平衡时各组分浓度相等，所以平衡时甲、丁容器中的反应速率相等，C错误。D正确且符合题意，故选D。
13. (1) 　(2) 放热
(3) B　(4) 不变
14. (1) ①NO2(g)＋SO2(g)===SO3(g)＋NO(g)　ΔH＝－41.8 kJ· mol－1　②减小
(2) ①2　②bc
15. (1) 3　(2) vⅢ(A)
(3) αⅠ(B)>αⅡ(B)>αⅢ(B)
(4) 从平衡混合物中分离出了C　
(5) T2>T3，Ⅱ→Ⅲ平衡正向移动，该反应的正反应为放热反应，降温才能达到此目的
16. Ⅰ. (1) >　(2) BD
Ⅱ. (3) b　c　温度相同时，增大压强使反应1平衡正移，H2O的百分含量增大，使反应2逆向移动，CO百分含量降低
(4) 2.88
Ⅲ. (5) F　(6) 2