| 名称 | 2026鲁科版高中化学选择性必修1基础题--第2章 第2节 第2课时 反应条件对化学平衡的影响 | ![]() | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 475.3KB | ||
| 资源类型 | 试卷 | ||
| 版本资源 | 鲁科版(2019) | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2025-11-07 15:15:26 | ||
D.T1>T2,p1
6.(2024安徽合肥168中学月考)温度、容积相同的3个密闭容器中,按不同方式充入气体,保持恒温、恒容条件,已知N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) ΔH=-92 kJ·mol-1,测得反应达到平衡时的有关数据如表:
容器编号 容器1 容器2 容器3
气体充入量 1 mol N2、 3 mol H2 2 mol NH3 4 mol NH3
NH3的浓度/(mol·L-1) c1 c2 c3
反应的能量变化/kJ 放出a 吸收b 吸收c
体系的压强/Pa p1 p2 p3
反应物的转化率α α1 α2 α3
下列说法正确的是 ( )
A.a+b=92 B.2c1>c3 C.2p1
容器编号 起始时各物质的 物质的量/mol 达到平衡的时间/min 达到平衡时体系能量的变化
CO H2O CO2 H2
① 1 4 0 0 t1 放出32.8 kJ热量
② 2 8 0 0 t2 放出Q kJ热量
A.①中反应达平衡时,CO的转化率为80%
B.平衡时c(CO):②>①
C.①中的反应速率为v(CO2)= mol·L-1·min-1
D.Q>65.6
8.(2025陕西西安第八十五中学期中)一定条件下存在反应:2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g) ΔH<0。起始时容器甲、丙体积都是V,容器乙、丁体积都是;向甲、丙内都充入2a mol SO2和a mol O2并保持恒温;向乙、丁内都充入a mol SO2和0.5a mol O2并保持绝热(即与外界无热量交换),在一定温度下开始反应。
图1 恒压状态
图2 恒容状态
下列说法正确的是 ( )
A.图1达平衡时,n甲(SO2)=2n乙(SO2)
B.图1达平衡时,平衡常数K:甲<乙
C.图2达平衡时,所需时间:丙<丁
D.图2达平衡时,SO3的体积分数:丙>丁
答案与分层梯度式解析
基础过关练
1.B 该可逆反应的平衡常数K=,由于温度不变,平衡常数K不变(破题关键),所以达新平衡时混合气体中H2、H2O(g)百分含量保持不变,A项错误;对于该反应,平衡时H2的转化率α(H2)=×100%,即达新平衡时H2的转化率不变,B项正确;由于新平衡时,H2、H2O(g)百分含量保持不变,故混合气体的平均相对分子质量不变,C项错误;在原平衡的基础上又加入了一定量H2,所以新平衡时H2的浓度增大,D项错误。
2.D 反应2NO2(g) N2O4(g)是放热反应,所以该反应的反应物的总能量大于生成物的总能量,故A错误;对于该反应,升高温度平衡逆向移动,气体颜色加深,所以一段时间后仪器a中颜色比仪器b中颜色深,故B错误;该反应为可逆反应,n(NO2)+n(N2O4)=0.2 mol的反应体系中,反应达到平衡后,仪器b中不可能得到0.2 mol N2O4,故C错误;向两个水槽中各加入2 g生石灰,两水槽中水的温度均升高,但容器容积不变,混合气体的质量不变,A、B烧瓶内气体密度均保持不变,故D正确。
名师点睛
本题材料出自教材P66,其中涉及的反应在考试中为高频考点,值得注意的是同学们需牢记2NO2(g) N2O4(g) ΔH<0,该条件在有些题目中不会给出。
3.答案 (1)Fe3+的量相对不足,但充分反应后再滴加KSCN溶液,溶液显红色,说明Fe3+依然存在,证明该反应存在化学平衡 增大c(I-),2Fe3++2I- 2Fe2++I2平衡正向移动,c(Fe3+)变得很小
(2)< 正反应
(3)①液体分层,下层变为浅黄色,上层呈紫红色 ②加入FeCl2溶液也会对原溶液进行稀释导致棕黄色变浅 增加一组对照实验,取少量试管a中棕黄色溶液于试管f中,加入1 mL蒸馏水
解析 (1)取2 mL 0.1 mol·L-1 KI溶液于试管a中,滴加1 mL 0.1 mol·L-1 FeCl3溶液,若反应不可逆,由于KI过量,则反应后溶液中不含有Fe3+,故想证明2Fe3++2I- 2Fe2++I2存在化学平衡,只需检验Fe3+是否存在;原理为Fe3+的量相对不足,但充分反应后再滴加KSCN溶液,溶液显红色,说明Fe3+依然存在,证明该反应存在化学平衡。甲同学用1 mol·L-1 KI溶液实验时,发现溶液几乎不显红色,表明溶液中c(Fe3+)太小,原因可能是增大c(I-),平衡正向移动,c(Fe3+)变得很小。
(2)取少量试管a中棕黄色溶液于试管c中,加入1~2滴饱和KI溶液,此时增大了反应物浓度,溶液颜色加深(由I2的浓度增大引起),所以原因是增大I-浓度,导致Q
名师点睛
探究浓度对化学平衡2Fe3++2I- 2Fe2++I2的影响时,可以加入反应物,也可以加入生成物,可以增大浓度,也可以减小浓度,但通常只改变一种物质的浓度,若加入某一物质的溶液,同时改变了几种物质的浓度,为便于分析结果,应做对照实验。
4.C 平衡时测得A的浓度为0.50 mol·L-1,保持温度不变,将容器的容积扩大到原来的两倍,假设平衡不移动,则A的浓度为0.25 mol·L-1(破题关键),而实际再达到平衡时,A的浓度为0.30 mol·L-1,说明减小压强,平衡逆向移动,故x+y>z,A项错误,B项错误;减小压强,平衡逆向移动,物质B的转化率降低,C项正确;平衡逆向移动,Z的体积分数减小,D项错误。
5.B 由K(300 ℃)>K(350 ℃)可知,温度升高,反应逆向移动,所以正反应是放热反应,A项正确;平衡状态由a点变到b点,为压强的增大所致,温度不变,平衡常数不变,B项不正确;正反应是放热反应,反应温度升高,平衡逆向移动,B的转化率降低,C项正确;由题图可知,增大压强,A的平衡转化率增大,说明增大压强平衡正向移动,故正反应为气体分子数减小的反应,n<3,D项正确。
6.C ①→②的过程中,容器体积缩小为原来的一半,平衡时A的物质的量由0.88a mol变为a mol,说明增大压强,平衡逆向移动,X此时应为气态,故A正确;②→③的过程中,容器体积继续缩小,平衡时A的物质的量由a mol变为0.75a mol,说明增大压强平衡正向移动,X在压缩的过程中在某时刻变成了非气态,①→③的过程中X的状态发生了变化,故B正确;①→③的过程中平衡先逆向移动,再正向移动,A的转化率先减小后增大,故C错误;①②③相比,③中A的物质的量最小,即A的转化率最大,X的物质的量最大,故D正确。
名师点睛
本题的破题关键有两点:a.计算在三种状态下反应达平衡时A的物质的量;b.搞清楚随着容器体积的缩小(加压),A的物质的量先增大再减小的原因是在某压强下X的状态由气态转化为非气态。
7.C 850 ℃时,钾变为钾蒸气脱离反应体系,促进该反应的平衡正向移动,从而制备金属钾,A正确;根据表格数据,知反应温度为850 ℃时,Na、NaCl、KCl均为液态,而K为气态,题述反应的ΔS>0,B正确;该反应制备金属K利用了平衡移动原理,反应温度应该高于金属K的沸点,即高于774 ℃,C错误;850 ℃时,反应可自发进行,满足ΔG=ΔH-TΔS<0,D正确。
8.B 反应的ΔH>0、ΔS>0,高温时满足ΔH-TΔS<0,反应高温下可自发进行,A项错误;平衡常数K=c平(CO2),将少量CO2(g)分离,重新达到平衡后,K不变(破题关键),即c(CO2)不变,压强不变,B项正确;保持容器容积不变,充入He,不影响CO2(g)浓度,平衡不移动(易错点),C项错误;将容器容积增大为原来的2倍,温度不变,平衡常数K=c平(CO2)不变,气体密度不变,D项错误。
易错分析
CaCO3、CaO为固体,不列入平衡常数表达式中;恒温恒容条件下充入与反应无关的气体,总压强增大,但反应体系中各物质的浓度不变,平衡不移动。
9.A 合成SO3的反应是气体分子数减小的反应,加压使化学平衡向正反应方向移动,所以高压比常压有利于合成SO3,可用勒夏特列原理解释,A符合题意;H2(g)+I2(g) 2HI(g)反应前后气体分子数不变,增大压强平衡不移动,不能用勒夏特列原理解释,B不符合题意;反应为放热反应,升高温度,平衡逆向移动,不利于氨气的生成,不能用勒夏特列原理解释,C不符合题意;加入催化剂平衡不移动,不能用勒夏特列原理解释,D不符合题意。
能力提升练
1.B 温度低于200 ℃,图中曲线Ⅰ脱氮率随温度升高而变化不大的主要原因是催化剂活性偏低,反应速率较小,A正确;该反应的正反应为气体分子数减小的反应,增大压强(缩小容器容积),平衡向正反应方向移动,脱氮率增大,B错误;曲线Ⅰ催化剂在250 ℃时催化效率最高,所以最适温度为250 ℃,C正确;正反应放热,温度高于450 ℃,曲线Ⅱ脱氮率下降的原因可能是反应已达到平衡,升高温度平衡逆向移动,D正确。
2.D 根据图像可知,随着温度升高NO平衡转化率降低,说明升高温度平衡逆向移动,故该反应的正反应是放热反应(破题关键),A项错误;该反应ΔH<0,ΔS<0,当ΔH-TΔS<0时反应自发进行,该反应在低温下可自发进行,B项错误;该反应反应前后气体分子数减小,增大压强平衡正向移动,NO平衡转化率增大,故p1>p2,C项错误;b点温度高于a点,对于该反应,升高温度平衡逆向移动,故平衡常数Ka>Kb,D项正确。
3.B 由题图可知,随着温度升高,CH4的平衡转化率增大,说明升高温度平衡正向移动,该反应的正反应是吸热反应,A项正确;在题给温度范围内,相同温度下乙中CH4的平衡转化率大于甲中的,说明n>1(破题关键),b点、c点CH4的平衡转化率均为60%,两容器中CH4的起始量相等,所以平衡时CH4、H2和CO的物质的量分别相等,但b点CO2的物质的量大于c点CO2的物质的量,则H2的体积分数:φ(b)<φ(c),B项不正确;873 K时,c点CH4的平衡转化率为60%,Δn(CH4)=1 mol×60%=0.6 mol,容器体积为1 L,根据题意列三段式(解题技法)如下:
CH4(g)+CO2(g) 2CO(g)+2H2(g)
起始浓度/mol·L-1 1 1 0 0
转化浓度/mol·L-1 0.6 0.6 1.2 1.2
平衡浓度/mol·L-1 0.4 0.4 1.2 1.2
所以K==12.96 mol2·L-2,该反应的正反应是吸热反应,降低温度,平衡逆向移动,K减小,则773 K时,该反应的平衡常数小于12.96 mol2·L-2,C项正确;向甲的平衡体系中再充入CO2、CH4各0.4 mol,CO、H2各1.2 mol,此时CO2、CH4浓度均为0.8 mol·L-1,CO、H2浓度均为2.4 mol·L-1,Q==51.84 mol2·L-2>K=12.96 mol2·L-2,平衡逆向移动,故D正确。
4.C 反应②为反应前后平均相对分子质量始终不变的反应,而反应①为反应前后平均相对分子质量增大的反应,由题图可知,温度升高,容器中混合气体的平均相对分子质量减小,即升温反应①逆向移动,所以反应①的正反应为放热反应,A项正确;由题图可知,当温度高于250 ℃,CO2的转化率随温度升高而增大,所以250 ℃以后以反应②为主,反应①的选择性减小,B项正确;T ℃时,CO2的转化率为50%,所以转化的CO2为0.5 mol,平均相对分子质量为20,混合气体总物质的量为=2.4 mol,设CH3OH为x mol、CO为y mol,x+y=0.5,n(H2)=2 mol-(3x+y) mol,n(H2O)=x mol+y mol,x+y+2-(3x+y)+x+y+0.5=2.4,解得x=0.3、y=0.2,达平衡时CO的选择性为×100%=40%,C项不正确;达平衡时n(H2O)=0.5 mol,n(CO)=0.2 mol,H2O的分压是CO的2.5倍,D项正确。
5.D 由关系曲线图分析如下:
所以T1>T2,p1
在化学平衡图像中,“先拐先平数值大”,先出现拐点的反应先达到平衡,压强相同时先出现拐点的曲线表示的温度较高(如图中T1>T2);温度相同时,先出现拐点的曲线表示的压强较大(如图中p1
7.D 根据CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g) ΔH=-41 kJ·mol-1可知,消耗1 mol CO,反应放出41 kJ热量,容器①中反应达到平衡时放出32.8 kJ热量,说明消耗CO的物质的量为×1 mol=0.8 mol,故CO的转化率为×100%=80%,A项正确;反应前后气体体积不变,反应①②互为相似等效平衡,容器②中反应消耗CO的物质的量为1.6 mol,平衡时:c(CO)②==0.2 mol·L-1,c(CO)①==0.1 mol·L-1,即平衡时c(CO):②>①,B项正确;容器①中反应达到平衡时消耗0.8 mol CO,生成0.8 mol CO2,反应速率为v(CO2)= mol·L-1·min-1,C项正确;题给反应反应前后气体体积不变,反应①②互为相似等效平衡,容器②消耗CO的物质的量为1.6 mol,放出的热量Q=1.6 mol×41 kJ·mol-1=65.6 kJ,D项不正确。
8.D 甲和乙若都是恒温恒压,则两者互为等效平衡,但乙为绝热恒压,该反应正反应为放热反应,则温度:甲<乙,温度升高平衡向逆反应方向移动,n甲(SO2)<2n乙(SO2),平衡常数K:甲>乙,A、B项错误;丙和丁若都是恒温恒容,则两者互为等效平衡,但丁为绝热恒容,则温度:丙<丁,温度越高,反应速率越大,达到平衡所需的时间越短,则达平衡所用的时间:丙>丁,C项错误;温度升高,该平衡向逆反应方向移动,则SO3的体积分数:丙>丁,D项正确。
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