1、第4课时温度、催化剂对化学平衡的影响夯实基础轻松达标1.下列可逆反应达到平衡时,降低温度,平衡向正反应方向移动的是()A.CO+NO2CO2+NOH0C.PCl5(g)PCl3(g)+Cl2(g)H0D.N2O3N2O+O2H0解析降低温度,化学平衡向放热反应(H0。该反应达到平衡后,下列条件的改变有利于反应正向进行的是()A.升高温度和减小压强B.降低温度和减小压强C.降低温度和增大压强D.升高温度和增大压强解析该反应正向为气体体积增大的吸热反应,故升高温度和减小压强有利于反应正向进行。答案A3.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
2、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D4.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,反应速率增大能缩短达到平衡的时间。答案C5.合成氨所需的氢气
3、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。要使混合气体颜色加深,可采取的方法是()A.保持容积不变,加入HBr(g)B.降低温度C.将容器容积扩大1倍D.保持容积不变,加入H2(g)解析保持容积不变,加入HBr(g),平衡正向移动,Br2浓度增大,混合气体颜色加深。答案A7.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
4、,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
5、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A8.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
6、,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)+H
7、2(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)正反应增大减小提升能力跨越等级1.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
8、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,由于同等程度地增大正、逆反应速率,所以图应是加入了催化剂。C项、D项,由于图中平衡发生了移动,所以表示的不是催化剂对化学平衡的影响,而是温度,且乙的温度高于甲的。答案B2.在A(g)+B(g)C(g)Hv(正)。答案B3.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%=
9、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,平衡向气体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)平衡时SO2的转化率,所以B容器中SO2的转化率比A容器中的大,即a%b%。答案C4.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
10、得实验数据如下表:压强/(105Pa)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
11、表中数据无法推出升高温度,反应速率加快的结论,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在1.0105Pa、90条件下,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a10mol,NO的转化率从50%增至90%时,NO转化的物质的量为a10mol(90%-50%)=a25mol,需要时间为3.7s,因此反应速率为4a370mols-1,所以正确。答案D5.已知可逆反应A2(?)+B2(?)2AB(?),当温度和压强改变时,n(AB)的变化如下图,下列叙述
12、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,故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,H0B.图中X点所示条件下,延长反应时间能提高NO转化率C.图中Y点所示条件下,增加O2的浓度不能提高NO转化率D.380 下,c起始(O2)=5.010-4 molL-1,NO平衡转化率为50%,则平衡常数K2 000解析根据虚线可知,随着温度的升高,NO的平衡转化率减小,则温度升高时平衡逆向移动,则正反应为放热反应,即反应2NO
13、(g)+O2(g)2NO2(g)的H2000,D项正确。答案BD7.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。
14、(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=0.225molL-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
15、小容器体积,平衡右移,n(CH3OH)n(CO2)增大。答案(1)0.225(2)75%(3)C、E8.在容积相同的密闭容器内,分别充入等量的N2和H2,在不同温度下,任其发生反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g),并分别在t s时测定其中NH3的体积分数,绘图如图所示。(1)A、B、C、D、E五点中,尚未达到化学平衡状态的点是。(2)此可逆反应的正反应是(填“放热”或“吸热”)反应。(3)AC段的曲线是增函数,CE段曲线是减函数,试从反应速率和平衡角度说明理由:。解析由图判断可知,C点是第一个平衡点,则A、B两点尚未达到平衡状态。C点以后,随温度升高,NH3百分含量降低,说明平衡向逆反应
16、方向移动,所以正反应是放热反应。答案(1)A、B(2)放热(3)AC段:反应开始v(正)v(逆),反应向右进行生成NH3;CE段:反应已达平衡,升温使平衡左移,NH3的体积分数减小贴近生活拓展创新在一个体积为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
