数智分层作业(十) 温度、催化剂对化学平衡的影响
(分值：40分)
(选择题只有一个选项符合题目要求，每小题2分)
1．下列操作或事实不能用勒夏特列原理解释的是( )
A．H2O2溶液中加入少量MnO2粉末后产生气泡速率变快
B．2NO2(g) N2O4(g) ΔH<0，把NO2球浸泡在冰水中，气体颜色变浅
C．向含有Fe(SCN)3的红色溶液中加入铁粉，振荡，溶液颜色变浅
D．用饱和食盐水除去Cl2中的HCl，可减少Cl2的损失
2．对于平衡：A(g)＋B(g) 2C(g)＋D(s) ΔH<0，下列措施会使该反应的平衡正向移动的是( )
A．升高温度
B．分离出C
C．加入合适的催化剂
D．恒压时充入不参与反应的稀有气体
3．一定条件下的密闭容器中：4NH3(g)＋5O2(g) 4NO(g)＋6H2O(g) ΔH＝－905.9 kJ·mol-1，下列叙述不正确的是( )
A．通入适当过量的氧气，有利于提高NH3的转化率
B．使用催化剂能缩短该反应到达平衡的时间
C．平衡后减小压强，混合气体平均摩尔质量增大
D．平衡后升高温度，混合气体中NO含量降低
4．地康法制氯气的反应为4HCl(g)＋O2(g) 2Cl2(g)＋2H2O(g) ΔH<0。下列措施中既能增大反应速率又能增大HCl平衡转化率的是( )
A．升高温度 B．增大氧气的浓度
C．使用合适的催化剂 D．移出H2O
5．在下列可逆反应中，增大压强或降低温度，均可使平衡向正反应方向移动的是( )
A．2SO2(g)＋O2(g) 2SO3(g) ΔH<0
B．4NH3(g)＋5O2(g) 4NO(g)＋6H2O(g) ΔH<0
C．2NH3(g) N2(g)＋3H2(g) ΔH>0
D．SO2(g)＋NO2(g) SO3(g)＋NO(g) ΔH<0
6．(9分)在密闭容器中进行如下反应：CO2(g)＋C(s) 2CO(g) ΔH>0，达到平衡后，若改变下列条件，则指定物质的浓度及平衡如何变化。
(1)增加C(s)，则平衡________(填“逆向移动”“正向移动”或“不移动”)，c(CO2)______(填“增大”“减小”或“不变”)。(2分)
(2)保持温度不变，增大反应容器的容积，则平衡__________(填“逆向移动”“正向移动”或“不移动”)，c(CO)__________(填“增大”“减小”或“不变”下同)，n(CO)__________。(3分)
(3)保持反应容器的容积和温度不变，通入He，则平衡________(填“逆向移动”“正向移动”或“不移动”)，c(CO2)________(填“增大”“减小”或“不变”)。(2分)
(4)保持反应容器的容积不变，升高温度，则平衡________(填“逆向移动”“正向移动”或“不移动”)，c(CO)______(填“增大”“减小”或“不变”)。(2分)
(选择题有一个或两个选项符合题目要求，每小题4分)
7．为探究外界条件对反应aA(g)＋bB(g) cC(g) ΔH的影响，以A和B的起始物质的量之比为a∶b反应，通过实验得到不同条件下反应达到平衡时A的物质的量分数随温度、压强的变化如图所示。下列判断不正确的是( )
A．a＋bB．平衡后增大容器容积，反应放出热量
C．升高温度，正、逆反应速率都增大，平衡常数也增大
D．平衡后再充入a mol A，平衡正向移动，再次达到平衡后，A的物质的量分数增大
8．在不同温度下，向2 L密闭容器中加入1 mol NO和1 mol活性炭，发生反应：2NO(g)＋C(s) N2(g)＋CO2(g) ΔH＝，达到平衡时的数据如表所示：
温度/℃ n(活性炭)/mol n(CO2)/mol
T1 0.70 ________
T2 ________ 0.25
下列说法不正确的是( )
A．由上述信息可推知：T1＜T2
B．T1 ℃时，该反应的平衡常数K＝
C．T1 ℃时，若开始时反应物的用量均减小一半，平衡后NO的转化率减小
D．T2℃时，平衡后，再充入1.5 mol NO、0.75 mol N2、0.75 mol CO2和足量的碳，平衡不移动
9．某温度下，反应CH2===CH2(g)＋H2O(g) CH3CH2OH(g)在密闭容器中达到平衡，下列说法正确的是( )
A．增大压强，v(正)>v(逆)，平衡常数增大
B．加入催化剂，平衡时CH3CH2OH(g)的浓度增大
C．恒容下，充入一定量的H2O(g)，平衡向正反应方向移动
D．恒容下，充入一定量的CH2===CH2(g)，CH2===CH2(g)的平衡转化率减小
10．(9分)25 ℃时，在容积为2 L的密闭容器中，气态物质A、B、C的物质的量n随时间t的变化如图1所示。
(1)根据图1数据，该反应的化学方程式为__________________；平衡常数表达式为____________。(3分)
(2)计算5～7 min的平均反应速率v(C)＝__________。(1分)
(3)在5～7 min内，若K不变，则此处曲线变化的原因是__________________，若K变化且温度降低，则该反应的正反应ΔH________0(填“<”或“>”)。(3分)
(4)已知达平衡后，降低温度，A的转化率将增大。图2表示此反应的反应速率v和时间t的关系图，结合图1判断，下列________时刻是因增大了反应物活化分子百分数而影响反应速率的；A的平衡转化率最大的一段时间是________。(2分)
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1．A [MnO2作为催化剂，H2O2溶液中加入少量MnO2粉末后产生气泡速率变快，不影响反应的限度，不能用勒夏特列原理解释，A符合题意；B项反应正向放热，降温后平衡正向移动，气体颜色变浅，能用勒夏特列原理解释，B不符合题意；铁粉与铁离子反应，使逆向移动，溶液颜色变浅，能用勒夏特列原理解释，C不符合题意；饱和食盐水中氯离子使反应Cl2＋H2O HClO＋H＋＋Cl－逆向移动，减少氯气的损失，能用勒夏特列原理解释，D不符合题意。]
2．B [正反应为放热反应，升高温度，平衡逆向移动，A错误；分离出C(g)，减小生成物浓度，平衡正向移动，B正确；加入合适的催化剂，将同等程度地增大正、逆反应速率，平衡不发生移动，C错误；恒压时充入不参与反应的稀有气体，容器的容积增大，原混合气体的浓度减小，由于反应前后气体的分子数相等，则平衡不发生移动，D错误。]
3．C [在恒容密闭容器中，通入适当过量的氧气即增大反应物浓度，化学平衡正向移动，故有利于提高NH3的转化率，A正确；使用催化剂能够增大反应速率，故能缩短该反应到达平衡的时间，B正确；已知减小压强平衡将向着气体体积增大的方向移动即向着气体总物质的量增大的方向移动，上述平衡过程中气体的总质量不变，故平衡后减小压强，混合气体平均摩尔质量＝减小，C错误；已知正反应是一个放热反应，故平衡后升高温度，化学平衡逆向移动，故混合气体中NO含量降低，D正确。]
4．B [升高温度，反应速率增大，平衡逆向移动，HCl转化率减小，故A错误；增大氧气的浓度，反应速率增大，平衡正向移动，HCl转化率增大，故B正确；使用催化剂，反应速率增大，但平衡不移动，不能增大物质的转化率，故C错误；移出H2O，反应速率减小，故D错误。]
5．A [A项，增大压强，平衡向正反应方向移动；降低温度，平衡也向正反应方向移动。B项，增大压强，平衡向逆反应方向移动；降低温度，平衡向正反应方向移动。C项，增大压强，平衡向逆反应方向移动；降低温度，平衡向逆反应方向移动。D项，增大压强，平衡不移动；降低温度，平衡向正反应方向移动。]
6．解析：(1)C为固体，增加C的量，各物质的浓度不变，平衡不移动，c(CO2)不变。(2)增大反应容器的容积，即减小压强，平衡向气体体积增大的方向移动，c(CO)减小，但n(CO)增大。(3)容积和温度不变，通入He，平衡不移动，c(CO2)不变。(4)容积不变，升高温度，平衡向吸热反应方向移动，即正向移动，c(CO)增大。
答案：(1)不移动 不变 (2)正向移动 减小 增大 (3)不移动 不变 (4)正向移动 增大
7．B [由题图可知，同一温度下，增大压强，A的物质的量分数增大，平衡逆向移动，说明a＋b8．C [温度为T1 ℃时，活性炭的平衡物质的量为0.70 mol，则消耗的n(活性炭)＝1 mol－0.7 mol＝0.3 mol，故消耗的n(NO)＝0.6 mol，平衡时n(NO)＝1 mol－0.6 mol＝0.4 mol，生成的n(N2)＝0.3 mol，生成的n(CO2)＝0.3 mol，温度为T2 ℃时，生成的n(CO2)＝0.25 mol，反应2NO(g)＋C(s) N2(g)＋CO2(g) ΔH＝－213.5 kJ·mol-1，正反应为放热反应，升温平衡逆向移动，所以T1＜T2，A正确； 温度为T1 ℃，平衡时n(NO)＝0.4 mol，n(N2)＝0.3 mol，n(CO2)＝0.3 mol，平衡常数K＝＝＝，B正确；反应2NO(g)＋C(s) N2(g)＋CO2(g)是一个反应前后气体体积不变的反应，开始时反应物的用量均减小一半，压强减小，但平衡不移动，平衡后NO的转化率不变，C错误； 由题干表中数据可知，T2℃达到平衡时，CO2为0.25 mol，N2为0.25 mol，NO为0.5 mol，则该温度下的平衡常数为K＝＝＝，平衡后，再充入1.5 mol NO、0.75 mol N2、0.75 mol CO2和足量的碳，此时Q＝＝＝＝K，故平衡不移动，D正确。]
9．CD [该反应是一个气体分子数减小的反应，增大压强，平衡向正反应方向移动，v(正)>v(逆)，但是因为温度不变，故平衡常数不变，A不正确；催化剂不影响化学平衡状态，因此，加入催化剂不影响平衡时CH3CH2OH(g)的浓度，B不正确；恒容下，充入一定量的H2O(g)，H2O(g)的浓度增大，平衡向正反应方向移动，C正确；恒容下，充入一定量的CH2===CH2(g)，平衡向正反应方向移动，但是CH2===CH2(g)的平衡转化率减小，D正确。]
10．解析：(1)由图1可知，A、B为反应物，C为生成物，且最后A、B的物质的量不为0，为可逆反应，3 min时Δn(A)∶Δn(B)∶Δn(C)＝(1－0.7)mol∶(1－0.4)mol∶0.6 mol＝1∶2∶2，物质的量变化量之比等于化学计量数之比，所以反应的化学方程式为A(g)＋2B(g) 2C(g)；平衡常数K＝；(2)5～7 min的平均反应速率v(C)＝＝0.05 mol·L-1·min-1；
(3)K不变，温度不变，由图1可知，5 min时各组分的物质的量不变，且平衡向正反应方向移动，只能改变压强，且反应为前后气体体积减小的反应，故应是增大压强；由图1知，A、B的物质的量减小，C的物质的量增加，故K增大，平衡正向移动，温度降低，说明该反应的ΔH<0。
答案：(1)A(g)＋2B(g) 2C(g) K＝ (2)0.05 mol·L·min-1
(3)增大压强 < (4)t3、t5 t2～t3
H2体积分数变大，B正确；根据分析，反应逆向进行，c(I2)增大，混合气体颜色加深，C错误；根据分析，反应逆向进行，但是该反应是左右两边气体分子数不变的反应，所以压强不变，D错误。]
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