名称 | 鲁科版高中化学选择性必修1 2.2.2 反应条件对化学平衡的影响 随堂练(含解析) | | |
格式 | zip | ||
文件大小 | 2.7MB | ||
资源类型 | 教案 | ||
版本资源 | 鲁科版(2019) | ||
科目 | 化学 | ||
更新时间 | 2025-10-10 09:37:33 |
故答案选C。
5.(24-25高二上·山东淄博·阶段检测)下列有关实验探究方案设计合理的是
选项 实验方案 实验目的
A 牺牲阳极法保护电极,往电极区滴入2滴铁氰化钾溶液,观察现象 验证电极被保护
B 先将注射器充满气体,然后将活塞迅速往里推压缩体积,观察注射器内气体颜色变化 验证压强对平衡的影响
C 一定温度下,用相同质量的同种锌粒分别与稀硫酸和浓硫酸反应,观察气体产生的快慢 探究浓度对反应速率的影响
D 在平衡体系中加入固体,观察溶液颜色变化 探究浓度对化学平衡的影响
【答案】B
【详解】A.牺牲阳极法保护Fe电极,应该将Fe电极区溶液取出一部分放到试管中,再滴入2滴铁氰化钾溶液,看是否出现蓝色沉淀,A项错误;
B.,将注射器充满 气体,然后迅速压缩体积,压强增大,根据勒夏特列原理,平衡会向气体体积减小的方向移动,即向生成N2O4的方向移动,NO2的浓度会发生变化,颜色也会变化,所以该方案可以验证压强对平衡的影响,B项正确;
C.锌与稀硫酸反应生成氢气,而锌与浓硫酸反应会生成二氧化硫气体,不能单纯用来探究浓度对反应速率的影响,C项错误;
D.该反应的实质为:,故平衡体系中加入KCl固体,对平衡无影响,无法探究浓度对化学平衡的影响,D项错误;
答案选B。
6.(24-25高二上·山东东营·阶段检测)在容积的刚性容器中充入和,发生反应,正反应为放热反应,反应过程中测得容器内压强的变化如表所示。下列说法正确的是
反应时间 0 5 10 15 20 25
压强
A.后,增大压强,反应速率增大且
B.内转化率为
C.时,再向容器中通入、各,平衡不移动
D.该温度下平衡常数
【答案】C
【详解】A.反应为反应前后气体的物质的量减小的反应,增大压强,平衡会向气体减少的方向即正向移动,则v(逆)
C.由B可知,平衡时X为0.5mol,Y为1mol,Z为0.5mol,容器体积为2L,则平衡常数,平衡时再向容器中通入X、Z各1mol ,则X为1.5mol,Y为1mol,Z为1.5mol,此时各物质的浓度熵,则平衡不移动,C正确;
D.由B可知,平衡时X为0.5mol,Y为1mol,Z为0.5mol,容器体积为2L,总压为8.4Mpa,则各物质分压为,,,带入,D错误;
故选C。
7.(24-25高二上·山东东营·阶段检测)将一定量的固体置于容积不变的密闭容器中,在一定温度下加入催化剂后发生下列反应:①;②。反应经过后达到了平衡状态,测得,,下列说法正确的是
A.的分解率为
B.此温度下反应①平衡常数
C.在上述平衡体系中再加入少量的,再次达到平衡后将减小
D.若温度不变,体积缩小为原来的一半,不变
【答案】B
【详解】A.,,根据元素守恒,说明反应①生成的浓度为,的分解率为,故A错误;
B.此温度下反应①平衡常数,故B正确;
C.是固体,固体物质对平衡无影响,在上述平衡体系中再加入少量的,平衡不移动,不变,故C错误;
D.若温度不变,体积缩小为原来的一半,平衡常数不变,所以、,变为原来的一半,故D错误;
故答案选B。
8.(24-25高二上·山东济宁·阶段检测)下列有关实验操作、现象和解释或结论都正确的是
选项 实验操作 现象 解释或结论
A 向2支盛有5mL不同浓度NaHSO3溶液的试管中同时加入2mL5%H2O2溶液,观察现象 浓度大的NaHSO3溶液中气泡产生的速率快 其他条件不变时,反应物浓度越大,反应速率越快
B 向FeCl3和KSCN的混合溶液中,加入KCl固体 溶液颜色不变 其他条件不变时,增大Cl-的浓度,平衡不移动
C 压缩NO2和N2O4的混合气体 气体颜色变深 反应的平衡逆向移动
D 向2mL0.01mol L-1FeCl3溶液中加入1mL0.01mol·L-1KI溶液,充分反应后,滴加KSCN溶液 溶液变红色 证明Fe3+和I-之间的反应是可逆的
A.A B.B C.C D.D
【答案】B
【详解】A.向2支盛有5mL不同浓度NaHSO3溶液的试管中同时加入2mL5%H2O2溶液,发生氧化还原反应,生成硫酸钠等,没有明显的现象产生,不能判断浓度对化学反应速率的影响,A不正确;
B.FeCl3和KSCN的混合溶液中发生反应:Fe3++3SCN-Fe(SCN)3,加入KCl固体,虽然溶液中的Cl-浓度增大,但对平衡不产生影响,溶液的颜色不变,B正确;
C.压缩NO2和N2O4的混合气体,气体的浓度增大,颜色加深,但反应的平衡正向移动,C不正确;
D.向2mL0.01mol L-1FeCl3溶液中加入1mL0.01mol·L-1KI溶液,充分反应后FeCl3有剩余,滴加KSCN溶液后溶液变红,不能证明Fe3+和I-之间的反应是可逆的,D不正确;
故选B。
9.(24-25高二上·河南·阶段检测)在相同的恒容密闭容器中,加入相同量的氯化氢和晶体硅,发生反应,间隔相同时间测得在不同催化剂下HCl的转化率随温度的变化如图所示(图中温度范围内催化剂的活性变化可忽略)。
下列说法正确的是
A.选用催化剂①可加快反应速率,同时提高平衡时HCl的转化率
B.该反应的正反应为放热反应,图中a、b点均有
C.化学平衡常数:
D.加压、适当升温、及时分离出,均有利于提高硅的转化率
【答案】B
【详解】A.催化剂可加快反应速率,但不影响平衡移动,HCl的转化率不变,A错误;
B.a、b点转化率均未达到最高点,转化率还在升高,故平衡正向移动,,转化率最高点为平衡,温度升高,转化率降低,向逆向反应,故反应为放热反应,B正确;
C.化学平衡常数只受温度影响,正反应为放热反应,温度越高K越小:,C错误;
D.加压、及时分离出平衡正向移动,均有利于提高硅的转化率,适当升温平衡逆向移动,降低转化率,D错误;
故选D。
10.(24-25高二上·山东济宁·阶段检测)已知反应: ,则下列说法正确的是
A.由图甲知:
B.图乙中c表示A的浓度,则可推断出:、均未达平衡状态
C.图丙纵坐标表示生成物C的百分含量,E点
D.图丁中,曲线a一定使用了催化剂
【答案】A
【详解】A.由图可知,温度一定时,压强增大,A的转化率增大,平衡正向移动,则m>n+p;压强一定时,升高温度,A的转化率增大,平衡正向移动,反应正向为吸热反应,则a>0,故A正确;
B.由图可知,反应正向建立平衡,达平衡前A的浓度减小,故T2时反应达到平衡,温度升高,平衡逆向移动,A的浓度增大,故T3时反应处于平衡状态,故B错误;
C.曲线表示平衡时C的百分含量,故E点时不是平衡状态,压强一定时,C的百分含量较平衡时大,即E点平衡要逆向移动,即,C错误;
D.若m+n=p,该反应为气体体积不变的反应,图中a、b平衡状态相同,则a曲线可能使用了催化剂或增大压强,故D错误;
故选A。
11.(24-25高二上·山东菏泽·阶段检测)在密闭容器中发生反应,反应体系中A的百分含量(A%)与温度(T)的关系和图像如图所示,下列说法正确的是
A.该反应是吸热反应
B.a点:v正
D.时刻改变的条件一定是加入催化剂
【答案】D
【分析】由图可知,A的百分含量先减小后增大,最低点说明反应达到反应的最大限度,则最低点前为平衡的形成过程,最低点之后为平衡的移动过程,升高温度,A的百分含量增大,说明平衡向逆反应方向移动,该反应为放热反应;由图可知,t1条件改变的瞬间,正反应速率大于逆反应速率,说明改变条件为增大压强,平衡向气体体积减小的正反应反应移动,m+n>p,C的百分含量增大,则t2时C的百分含量大于t1时,t3条件改变的瞬间,正逆反应速率以相同倍数增大,说明使用催化剂,反应速率加快,平衡不移动,C的百分含量不变,所以段C的百分含量最大。
【详解】A.由分析可知,该反应为放热反应,故A错误;
B.由图可知,温度一定时a点处A的百分含量大于平衡点,说明反应物A的浓度较高,则反应向正反应方向进行,则正反应速率大于逆反应速率,故B错误;
C.由分析可知,段C的百分含量最大,故C错误;
D.由分析可知,时刻改变的条件一定是加入催化剂,由于m+n>p,不可能是增大压强,故D正确;
故选D。
12.(24-25高二上·山东聊城·阶段检测)某温度下,密闭容器中发生反应aX(g) bY(g)+cZ(g),达到平衡后,保持温度不变,将容器的容积压缩到原容积的一半,当达到新平衡时,物质Y和Z的浓度均是原来的1.8倍。则下列叙述正确的是
A.a>b+c
B.压缩容器的容积时,v正增大,v逆减小
C.达到新平衡时,物质X的转化率减小
D.达到新平衡时,混合物中Z的质量分数增大
【答案】C
【分析】某温度下密闭容器中发生反应aX(g) bY(g)+cZ(g),达平衡后,保持温度不变,将容器容积压缩到原容积的一半,物质Y和Z的浓度变为原来的2倍,当达到新平衡时,物质Y和Z的浓度均是原来的1.8倍,说明平衡逆向移动,该反应是气体体积增大的反应,a【详解】A.由分析可知,该反应是气体体积增大的反应,aB.压缩容器的容积,压强增大,反应物和生成物的浓度都增大,正逆反应速率都增大,B错误;
C.由分析可知,将容器容积压缩到原容积的一半后平衡逆向移动,物质X的转化率减小,C正确;
D.由分析可知,将容器容积压缩到原容积的一半后平衡逆向移动,混合物中Z的质量分数减小,D错误;
答案选C。
13.(24-25高二上·山东潍坊·期中)氢气是一种清洁能源,研究制氢技术具有重要意义。乙醇-水催化重整可获得。其主要反应如下:
I.
II.
回答下列问题:
(1)通过控制反应条件,使体系仅发生反应I,以和或和为初始原料,分别在恒温恒容条件下进行反应。达平衡时,以和为原料,体系向环境吸收能量;以和为原料,体系向环境释放能量。反应I的 。
(2)在乙醇-水催化重整制的体系中,下列说法正确的是 。
a.增大初始投料比,有利于提高的转化率
b.和的物质的量之和保持不变,说明反应体系已达平衡
c.平衡后,压缩容器体积,反应I平衡逆向移动,反应Ⅱ平衡不移动
d.及时分离出,可提高的平衡产率
(3)在下,向恒压密闭容器中通入和,平衡时和的选择性及的转化率随温度的变化如图所示,
已知:的选择性。
①已知曲线b代表平衡时的转化率,温度高于时,的平衡转化率随温度升高而减小的原因是 ;代表选择性的是曲线 (填“a”或“c”)。
②时,的转化率为 ;反应Ⅱ的平衡常数 。
【答案】(1)+(x+y)
(2)bd
(3) 温度高于时,升高温度,反应I、反应II均正向移动,温度升高对反应II的影响大于对反应I的影响 c 90%
【详解】(1)体系仅发生反应I,以和或和为初始原料,分别在恒温恒容条件下进行反应。以和为原料,正向进行,达平衡时,体系向环境吸收能量;以和为原料, 逆向进行,达平衡时,体系向环境释放能量。两容器为等效平衡,反应I的+(x+y)。
(2)a.增大初始投料比,的转化率降低,H2O的转化率升高,故a错误;
b.和的物质的量之和保持不变,说明浓度不再改变,反应体系已达平衡,故b正确;
c.平衡后,压缩容器体积,反应I平衡逆向移动,二氧化碳、氢气、水的浓度改变比例不同,反应Ⅱ平衡逆向移动,故c错误;
d.及时分离出,反应I正向移动、反应II逆向移动,可提高的平衡产率,故d正确;
选bd。
(3)①温度高于时,升高温度,反应I、反应II均正向移动,温度升高对反应II的影响大于对反应I的影响,所以的平衡转化率随温度升高而减小;所以温度高于时CO的选择性升高,代表选择性的是曲线c。
②时,的转化率为60%,参加反应的水1.8mol,容器中剩余水1.2mol;设参加反应的乙醇为xmol,反应生成CO、CO2的选择性相等,生成CO、CO2的物质的量均为xmol,根据氧元素守恒,x+2x=x+1.8,,x=0.9,的转化率为;参加反应的乙醇0.9mol、水1.8mol,根据氢元素守恒,生成氢气的物质的量为1.8+0.9×2=3.6mol;反应Ⅱ的平衡常数。
14.(24-25高二上·山东滨州·阶段检测)以,为原料合成的反应是研究热点之一,该反应体系涉及的反应如下:
Ⅰ.
Ⅱ.
回答下列问题:
(1)已知25℃和101kPa下,,的摩尔燃烧焓分别为-285.8、-283.0, ,则 。
(2)在恒压密闭容器中,按照投料进行反应,反应Ⅰ、Ⅱ以物质的分压表示的平衡常数随温度T的变化关系如下图1所示(体系总压为10kPa)。
①反应Ⅱ对应图1中 (填:“m”或“n”);A点对应温度下体系达到平衡时的转化率为80%,反应Ⅰ的 (保留两位有效数字)。
②通过调整温度可调控平衡时的值。B点对应温度下,平衡时,则 kPa。
(3)在密闭容器中,保持投料比不变,将和按一定流速通过反应器,一段时间后,测得转化率()和甲醇选择性随温度(T)变化关系如图2所示。
若233~250℃催化剂的活性受温度影响不大,则236℃图中曲线下降的原因是 ;
(4)向恒温恒压的两个密闭容器甲(T℃、)、乙(T℃、)中,分别充入物质的量均为a mol的和,若只发生反应Ⅱ,其正反应速率,p为气体分压。若甲、乙容器平衡时正反应速率之比,则甲、乙容器的体积之比为 。
【答案】(1)41.2
(2) n 0.10 20
(3)反应Ⅰ放热,反应Ⅱ吸热,升温使反应Ⅰ平衡逆向移动程度大于反应Ⅱ平衡正向移动程度
(4)5∶4
【详解】(1)已知25℃和101kPa下,,的摩尔燃烧焓分别为-285.8、-283.0,可得①H2(g)+O2(g)=H2O(l) ΔH3=-285.8kJ/mol,②CO(g)+O2(g)=CO2(g) ΔH4=-283.0kJ/mol,③H2O(l)=H2O(g) △H=+44kJ mol-1,根据盖斯定律①-②+③得反应Ⅱ:CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g),△H2=(-285.8kJ/mol)-(-283.0kJ/mol)+(+44kJ mol-1)=+41.2kJ mol-1。
(2)①由(1)反析结合题干信息可知,反应I正反应为放热反应,升高温度平衡逆向移动,则平衡常数减小,而反应Ⅱ正反应为吸热反应,升高温度平衡正向移动,则平衡常数增大,即反应I的lnKp随着的增大,即随着T的降低而增大,反应Ⅱ的lnKp随着的增大,即随着T的降低而减小,结合题干图示可知,反应Ⅱ对应图1中n,A点对应温度下体系达到平衡时CO2的转化率为80%,根据三段式分析:
图中A点反应Ⅱ的平衡常数lnKp=1,即Kp=1.00,则有=1.0,解得x=0.5mol,此时容器内物质的量总和为(0.2+1.2+0.5+0.3+0.8)mol=3mol,体系总压为10kPa,故有反应Ⅰ的Kp==0.10kPa-2;
②通过调整温度可调控平衡时的值,B点对应温度下,反应I和反应Ⅱ的压力平衡常数相等,即,即得p2(H2)= ,平衡时=400,则p(H2)=20kPa。
(3)CO2催化加氢制甲醇为放热反应,升高温度,平衡逆向移动,甲醇选择性降低,二氧化碳转化率降低,竞争反应CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)为吸热反应,升高温度,平衡正向移动,二氧化碳转化率升高,但升高温度使CO2催化加氢制甲醇平衡逆向移动程度大于竞争反应CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)平衡正向移动程度,因而使CO2转化率和甲醇选择性下降,则原因是主反应放热,副反应吸热,升温使主反应平衡逆向移动程度大于副反应平衡正向移动程度,因而使CO2转化率和甲醇选择性下降。
(4)对于反应Ⅱ,由于两个体系的反应温度相同,压强不同,但压强不影响平衡移动,因此平衡时两个体系中CO2和氢气的物质的量相同,速率之比等于CO2的分压平方之比,而压强之比等于容器体积之反比,因此体积之比为5:4。
15.(24-25高二上·山东日照·期中)为实现氯资源循环利用,工业上采用催化氧化法处理HCl废气: 。将HCl和分别以不同起始流速通入反应器中,在360℃、400℃和440℃下反应,通过检测流出气成分绘制HCl转化率()曲线,如下图所示(较低流速下转化率可近似为平衡转化率)。
回答下列问题:
(1)该反应在 (填“高温”“低温”或“任何温度”)可以自发进行, ℃。
(2)结合以下信息,可知的燃烧热 (用代数式表示)。
①
②
(3)下列措施可提高M点HCl转化率的是___________(填标号)。
A.增大HCl的流速 B.将温度升高40℃
C.增大 D.使用更高效的催化剂
(4)图中较高流速时, (填“大于”或“小于”),原因是 。
(5)设N点的转化率为平衡转化率,则该温度下反应的平衡常数 (用平衡时各组分的物质的量分数代替平衡浓度计算)。
【答案】(1) 低温 440℃
(2)△H1+△H3—△H2
(3)BD
(4) 大于 流速过快,反应物分子来不及在催化剂表面接触而发生反应,导致转化率下降,同时,T2温度低,反应速率慢,所以单位时间内氯化氢的转化率低
(5)6
【详解】(1)该反应是熵减的放热反应,低温条件下反应ΔH—TΔS<0,能自发进行;由题意可知,较低流速下转化率可近似为平衡转化率,该反应是放热反应,升高温度,平衡向逆反应方向移动,氯化氢的转化率减小,由图可知,氯化氢和氧气的物质的量比一定时,T1条件下,氯化氢的转化率最小,所以T1为440℃,故答案为:低温;440℃;
(2)氢气的燃烧热为1mol氢气完全燃烧生成液态水放出的热量,将反应设为③,由盖斯定律可知,反应②+③—①得到反应,则反应△H=△H1+△H3—△H2,故答案为:△H1+△H3—△H2;
(3)A.由图可知,增大氯化氢的流速, 氯化氢的转化率在减小,故不符合题意;
B.由图可知,M对应反应温度为360℃,升高温度,氯化氢的转化率增大,故符合题意;
C.增大氯化氢和氧气的物质的量比相当于增大氯化氢的浓度,平衡向正反应方向移动,但氯化氢的转化率减小,故不符合题意;
D.M点气体流速高,反应未平衡,使用高效催化剂,可以增加该温度下的反应速率,使单位时间内氯化氢的转化率增加,故符合题意;
故选BD;
(4)流速过快,反应物分子来不及在催化剂表面接触而发生反应,导致转化率下降,同时,T2温度低,反应速率慢,所以单位时间内氯化氢的转化率低,所以T1条件下氯化氢的转化率大于T2为条件下,故答案为:大于;流速过快,反应物分子来不及在催化剂表面接触而发生反应,导致转化率下降,同时,T2温度低,反应速率慢,所以单位时间内氯化氢的转化率低;
(5)由图可知,N点氯化氢的转化率为80%,设起始氯化氢和氧气的物质的量都为4mol,由题意可建立如下三段式:
由三段式数据可知,反应的平衡常数Kx==6,故答案为:6。