高中化学《化学平衡的移动》同步练习1.docx

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高中化学《化学平衡的移动》同步练习1

第三单元化学平衡的移动

(一)典型例题

【例1】在一恒容密闭容器中,反应A(g)+B(g)

C(g)达到平衡,若增大A的浓度,使平衡右移,并达到新的平衡,下列说法正确的是()

A.A的浓度一定比原平衡大B.A的转化率增大

C.C的百分含量一定大于原平衡C的百分含量D.B的转化率一定增大

【分析解答】增大A的浓度,尽管平衡右移,但加入的A不可能全部转化。

平衡时A的浓度一定比原平衡大,而A的转化率不一定增大。

因为A的总量在增大。

同理C的百分含量也不一定增大。

而平衡右移B的转化率一定增大,正确答案A、D。

【答案】AD

【例2】在一个密闭容器中充入1molCO2和3molH2,在850℃时,气体混合物达到下式所示平衡:

CO2+H2

CO+H2O。

已知达到平衡时生成0.75molCO。

那么当H2改为9mol,在上述条件下平衡时生成CO和H2O的物质的量之和可能为()

A1.2mol       B1.5mol          C1.8mol      D2.5mol

【分析解答】对于可逆反应,不论在什么情况下,一定是反应物与生成物共存的状态,即任何物质的物质的量均大于零。

CO2 + H2

CO + H2O

起始 1     3        0     0

变化 x     x        x     x

平衡0.25  2.25     0.75  0.75

   在此基础上,增加H2的用量,平衡右移,CO2的转化率增大,CO、H2O的物质的量均增大。

设平衡移动后,CO、H2O的物质的量为a,则a>0.75+0.75=1.5。

但CO2不能完全转化,(若CO2完全转化,则a=2),故a<2。

因而a的取值范围:

1.5

答案为C。

【例3】氨的合成反应,N2+3H2

2NH3+Q在合成氨的生产中采用的适宜条件是()

A.低温、高压、适当的催化剂

B.高温、常压

C.尽可能高温、高压

D.适当的温度、适当的高压,适宜催化剂

【分析】错选A。

原因是没有全面地综合考虑合成氨的适宜条件。

应从单位时间内提高氨的产量的效益上考虑。

所以应选D为答案。

【答案】D。

【例4】一定温度下,在密闭容器中进行反应2SO2+O2

2SO3,平衡时充入O2气,问SO2、O2、SO3的浓度以及正、逆反应速率怎样变化?

平衡怎样移动?

若充入He气呢?

【分析解答】该题即属于条件不明确的习题。

因为密闭容器只表明容器内的气体与外界不能交换,没有表明容积可变与否。

(1)若等容,在充入O2的瞬间,c(O2)增大,c(SO2)、c(SO3)不变,所以v正增大,v逆不变,使平衡向右移动,c(O2)、c(SO2)要减小,c(SO3)要增大;重新达到平衡时,c(SO2)减小,c(O2)、c(SO3)都比原来大.若充入He气,因c(O2)、c(SO2)、c(SO3)不发生变化,所以平衡不移动.

(2)若等压充入O2,则容积必然增大.c(SO2)、c(SO3)都在瞬间同等程度地减小,c(O2)却增大,所以v正增大,v逆减小,平衡向右移动,达到平衡时,c(SO2)、c(SO3)都比原来小,c(O2)比原平衡状态时大.充入He气,容积扩大,相当于等温扩大容积,在充入He气的瞬间,v正、v逆都减小,但v正减小的倍数大,所以平衡向左移动,重新达到平衡时,c(SO2)、c(SO3)、c(O2)均减小。

【例5】2NO2(g)

N2O4(g),增大压强平衡向正方向移动,混合气体的颜色先变深后变浅。

思考:

①上述平衡体系,增大压强、速率——时间图象如何表示?

②上述平衡体系颜色a,增大压强瞬间颜色为b,达到新平衡时,颜色为c,则颜色最深的为______,最浅的为______。

③H2(g)+I2(g)

2HI(g),达到平衡后,加压,速率——时间图象如何变化?

混合气体颜色如何变化?

【答案】①          ②b、a

 

平衡不移动,颜色变深

 

【例6】1molX(g)和1molY(g)和催化剂一起放入反应容器中、发生如下反应:

X(g)+Y(g)

Z(g),经过一段时间后,产物Z的压强与温度关系如图:

(1)

当温度T

(2)当温度T>T0时,v正和v逆关系?

(3)该反应的正反应是吸热还是放热反应?

指出判断依据。

 

【分析】

温度升高时,不管是吸热还是放热方向,反应速率(即正反应速率和逆反应速率)都增大,但吸热方向反应速率增大的倍数大,故平衡向该方向移动。

只要是升高温度,新平衡状态的速率值一定大于原平衡状态的速率值。

反之亦然。

【答案】当温度Tv逆,而当T=T0时,恰好处于平衡状态,v正=v逆。

正反应显然为放热反应,因为T0是处于平衡状态,温度再升高,Z的压强在减小,说明平衡破坏,反应向逆方向进行。

【例7】可逆反应:

2HI(g)

H2(g)+I2(g);ΔH>0。

在密闭容器中进行,当达到平衡时欲使混合气体的颜色加深,应采取的措施()

A.减小容器体积B.降低温度C.加入催化剂D.充入HI气体

【分析解答】使混合气体的颜色加深即要增大I2(g)的浓度;除A、D外,还可以升高温度、加入I2(g)等。

【答案】A、D。

【例8】A(g)+3B(g)

2C(g)+Q(Q>0)达到平衡,改变下列条件,正反应速率始终增大,直达到新平衡的是()

A.升温B.加压C.增大c(A)D.降低c(C)E.降低c(A)

【分析解答】注意“正反应速率始终增大”这一关键词,D、E就不必考虑,因为降低浓度,不管平衡如何移动,v正均要降低。

其次最好画出v—t图,就能清楚看出正确答案。

v正

 

始终增大(尽管平衡左移)v正突然增大,但又逐渐减小,同理C答案也不合题意,正确答案为A。

【例9】可逆反应aA(g)+bB(g)

pC(g),反应时间与C%(产物C的体积分数)函数关系如图所示。

A图表示压强不同的曲线,B图表示的是温度不同的曲线,试比较下列大小关系:

P1______P2,T1______T2,ΔH_____0,a+b______p。

【分析解答】分析图像,一看面:

看清各坐标轴所代表的量的意义;二看线:

看准线的走向、变化趋势、增减性,三看点:

弄懂曲线上点的意义,特别是一些特殊点:

起点、交点、转折点、极限点。

根据A、B图可看出在P1或T2条件下,C%起始阶段的变化比在P2或T1下大,即速率快先到达平衡,所以,P1>P2,T2>T1;又A图表明压强越大,C%越大,即加压平衡正向移动,则a+b>p;B图表明温度越高,C%减小,即升温平衡逆向移动,所以ΔH<0。

答案:

>><>。

(二)基础练习

一、选择题

1.下列事实不能用勒夏特列原理解释的是()

A.在硫化氢水溶液中加入碱有利于S2-的生成

B.加入催化剂有利于氨的氧化反应

C.高压有利于合成氨反应

D.500℃左右比室温更利于合成氨反应

2.有一处于平衡状态的反应:

X(s)+3Y(g)

2Z(g),ΔH<0。

为了使平衡向生成Z的方向移动,应选择的条件是

①高温②低温③高压④低压⑤加正催化剂⑥分离出Z

A.①③⑤B.②③⑤C.②③⑥D.②④⑥

3.下列说法正确的是()

A.其他条件不变,增大某一反应物浓度,反应物的转化率一定都增大

B.对于有气体参加的反应,其他条件不变增大压强,体积缩小,体系中各气体的浓度一定增大

C.对于有气体参加的反应,改变压强使平衡向右移动,生成的气体的浓度一定增大

D.增大反应物的浓度,平衡向右移动,生成物的体积分数一定增大

4.在一定温度下,在一个密闭容器中加入H2和I2蒸气各0.5摩,发生反应H2+I2

2HI,达到平衡时,生成HI0.8摩,若其它条件不变,开始充入的H2为2摩,则达到平衡时生成的HI可能是下列中的()

A1.1摩B0.87摩C0.8摩D0.5摩

5.下图是可逆反应A+2B

2C+3D的化学反应速率与化学平衡随外界条件改变(先降温后加压)而变化的情况,由此可推断()

A.正反应是放热反应

B.若A、B是气体,则D是液体或固体

C.逆反应是放热反应.

D.A、B、C、D均为气体

6.在体积相同的A和B两个带活塞的玻璃容器中,如分别注入1/4容积颜色相同的NO2和Br2(气),然后将活塞同时向外拉到1/2处(快速),过一会儿可以看到()

A.A中颜色比B中浅

B.A中颜色比B中深

C.A、B中颜色深浅一样

D.A、B中颜色都比开始时深

7.密闭容器中的平衡体系H2+I2(g)

2HI(g)+Q,欲使HI浓度增大,可采取的措施是()

A.缩小体积B.升温C.降温D.加催化剂

8.在密闭容器中有可逆反应:

nA(g)+mB(g)

pC(g)+Q处于平衡状态(又知n+m>P,Q<0),则下列说法正确的是①升高温度时,[B]/[C]的比值减小②降温时体系内混合气体平均相对分子质量减小③加入B,A的转化率变大④加入催化剂,气体的总物质的量不变⑤充入C,则A、B的物质的量增大()

A.③④B.①②⑤C.②③⑤D.全部

9.甲萘醌(维生素K)有止血作用,它可通过2—甲基萘的氧化而制得,反应中常用乙酸作催化剂,该反应放热,可表示为:

甲萘醌

催化剂

氧化剂

2-甲基萘

在某次合成反应中,用1.4g的2—甲基萘,才制得0.17g甲萘醌,已知该次合成反应的速率是快的,试判断导致其产率低的原因是()

A.使用了过量的氧化剂B.没有用乙酸,而是使用了其它催化剂

C.把反应混合物加热D.所生成的甲萘醌是沉淀物

 

10.一定条件反应N2+3H2

2NH3达平衡,当单独改变下述条件后有关叙述错误()

A.加催化剂,v(正)和v(逆)都发生变化,且变化的倍数相等

B.加压,v(正)和v(逆)都增大,且v(正)增加倍数大于v(逆)增加倍数

C.降温,v(正)和v(逆)都减少,且v(正)减少倍数大于v(逆)减少倍数

D.增加N2的浓度,v(正)和v(逆)都增大,且v(正)增加倍数大于v(逆)增加倍数

11.常温下的定容容器中,建立如下平衡:

3NO2+H2O

NO+2HNO3,在其他条件不变时,若往容器中通入少量的氧气后、原体系将会发生的变化是()

A.平衡向正反应方向移动

B.NO的物质的量可能不变

C.NO的物质的量一定会减少

D.NO2增加的物质的量是通入O2的物质的量的2倍

12.在密团容器中充入1molCO和1molH2O(气),在一定条件下达到平衡时生成了2/3molCO2(反应为CO+H2O(g)

CO2+H2),当其他条件不变,充入的水蒸气改变为2mol时,平衡时生成CO2的物质的量可能是()

A.0.5molB.0.95molC.1molD.2/3mol

13.可逆反应mA(g)+nB(g)

pC(g)+qD(g),在密闭容器中反应达到平衡,改变某一条件后,正反应速率增大,则下列说法正确的是()

A.A的转化率增大B.平衡向逆向移动

C.平衡没有移动D.上述三种情况都有可能

14.由可逆反应测绘出图象如下图,纵坐标为生成物在平衡混合物中的百分含量,下列对该反应的判断正确的是

A.反应物中一定有气体B.生成物中一定有气体

C.正反应一定是放热反应D.正反应一定是吸热反应

15.在地壳内,深度每增加1km,压强大约增加25250~30300kPa,在这样的压强下,对固体物质的平衡会发生较大的影响。

如:

CaAl2Si2O8+Mg2SiO4=CaMg2Al2Si3O12

(钙长石)(镁橄榄石)(钙镁)石榴子石

摩尔质量(g/mol)278140.6413.6

密度(g/cm3)2.703.223.50

在地壳区域变质的高压条件下,有利于()

A.钙长石生成B.镁橄榄石生成

C.钙长石和镁橄榄石共存D.(钙镁)石榴子石生成

16.对于反应A(g)+2B(g)

2C(g)+Q(Q>0),下面各图能正确反映在这一反应中,反应时间t,温度T与平衡混合物中C的百分含量关系的是()

二、填空题

17.(2000年全国初赛)今年是勒沙特列(LeChatelier1850-1936)诞生150周年。

请用勒沙特列原理解释如下生活中的常见现象:

打开冰镇啤酒瓶把啤酒倒入玻璃杯,杯中立即泛起大量泡沫。

18.在真空密闭容器中加入一定量的PH4I固体,在一定温度下发生反应:

PH4I(s)

PH3(g)+HI(g),4PH3(g)

P4(g)+6H2(g),2HI(g)

H2(g)+I2(g)

平衡后,增大压强,容器内n(PH4I)______(填“增加”、“减少”或“不变”,下同),n(I2)______。

19.在aA(气)+bB(气)

cC(气)反应的平衡混合物中,温度为t2时C的体积百分含量比t1时少,且t2>t1,则正反应是吸热反应还是放热反应?

______________________。

20.可逆反应2A+B

C一定条件下达平衡,减小体系压强,平衡向逆反应方向移动、则A、B、C分别为什么状态的物质?

(填物质状态)

可能情况

A

B

C

(1)

(2)

(3)

21.可逆反应C(固)+H2O(气)

CO(气)+H2(气)+Q在一定条件下达到平衡,改变下列条件,正、逆反应速率各怎样变化?

化学平衡怎样移动?

(1)投入焦炭粉末;

(2)增加CO;(3)降温;(4)加压;(5)使用催化剂

  

(1)

(2)

(3)

(4)

(5)

正反应速率

逆反应速率

平衡移动方向

 

22.现有反应:

CO(g)+H2O(g)

CO2(g)+H2(g)+Q。

在850℃时,K=1。

(1)若升高温度到950℃时,达到平衡时K1(填“大于”“小于”或“等于”)。

(2)850℃时,若向一容积可变的密闭容器中同时充入1.0molCO,3.0molH2O,1.0molCO2和xmolH2,则:

①当x=5.0时,上述平衡向(填“正反应”或“逆反应”)方向移动。

②若要使上述反应开始时向正反应方向进行,则x应满足的条件是。

(3)在850℃时,若设x=5.0和x=6.0,其他物质的投料不变,当上述反应达到平衡后,测得H2的体积分数分别为a%、b%,则ab(填“大于”“小于”或“等于”)。

三、计算题

23.已知二氧化硫与氧气反应,在某温度下达平衡,此时各物质的浓度是c(SO2)=0.1mol·L-1,c(O2)=0.05mol·L-1,c(SO3)=0.9mol·L-1,如果平衡混合物温度不变,缩小体积,使混合物压力增大一倍。

试通过计算说明平衡移动的方向。

 

(三)能力测试

1.在一个容积固定的反应器中,有一可左右滑动的密封隔板,两侧分别进行如右图所示的可逆反应。

各物质的起始加入量如下:

A、B和C均为4.0摩、D为6.5摩、F为2.0摩,设E为x摩。

当x在一定范围内变化时,均可以通过调节反应器的温度,使两侧反应都达到平衡,并且隔板恰好处于反应器的正中位置。

请填写以下空白:

(1)若x=4.5,则右侧反应在起始时向______(填“正反应”或“逆反应”)方向进行。

欲使起始反应维持向该方向进行,则x的最大取值应小于__________。

(2)若x分别为4.5和5.0,则在这两种情况下,当反应达平衡时,A的物质的量是否相等?

(填“相等”、“不相等”或“不能确定”)。

其理由是:

___________________________________

___________________________________________________________。

2.右图所示,温度不变下某容器分隔AB两部分,A容积固定不变,B有可移动的活塞,现在A中充入2molSO2和1molO2,在B中充入2molSO3和1molN2,在相同条件下发生可逆反应:

2SO3(g)

2SO2(g)+O2(g)

根据要求填写空白:

(1)固定活塞位置在3处不动,达到平衡时,设A中压强为PA,B中压强为PB,则PA与PB的关系是(填“<”“=”“>”);

(2)若要使A中与B中平衡状态相同,可移动活塞的位置应在处;

(3)若活塞右移到5处,达到平衡后,B中SO3为xmol,A中SO3为ymol,则x与y之间的关系为(填“>”、“=”、“<”),理由是。

 

(二)基础练习

1.BD氢硫酸溶液中有下列平衡:

H2S

H++HS-,HS-

H++S2-。

加碱后OH-中和H+,上述平衡正向移动,S2-增多,A可用勒夏特列原理解释;加入催化剂,改变反应速率但不改变平衡状态;合成氨反应是气体体积减小的反应,高压有利于平衡向生成氨的方向移动;合成氨反应是放热反应,根据勒夏特列原理,降温有利于合成氨反应,因此B、D不能用勒夏特列原理解释。

2.C正反应是一个气体体积缩小的放热反应,对于这样一个可逆反应,用化学平衡的原理及有关知识容易得出使平衡向生成Z的方向移动,应选择的条件是:

低温、高压、分离出Z。

3.BA项错误,因增大某一反应物的浓度,该物质本身的转化率不增大;C项并未指出是增压还是减压;D项增大反应物浓度,平衡右移,生成物是比原来增大,但体积分数不见得增大;B项通过缩小体积而增大压强,不管平衡如何移动,各气体浓度一定增大(压强引起的浓度变化大于平衡的移动)。

4.B

5.AB通过观察图可知,降温时平衡向正反应方向移动,故正反应为放热反应,A选项正确;加压时平衡向正反应方向移动,故B正确。

6.B两种气体的变化情况不一样,对于Br2(g)只是物理变化,对于NO2(g)是一个平衡移动的过程2NO2

N2O4,相当于压强减小,相当于压强减小,物理变化使之颜色变浅,但随之平衡又向生成NO2方向移动。

7.AC从化学平衡角度看应选C,但题目要求HI浓度增大,缩小体积而使体系压强增大,化学平衡虽然不移动,但HI浓度会增大。

8.D根据平衡移动原理,升温时平衡向吸热反应方向移动①对.由于气体的总物质的量左>右,而总质量不变,所以②对.加入B,平衡右移,A转化率增大,充入C,平衡左移,A、B增多,所以③⑤对.催化剂对平衡无影响.

9.C由题意分析知该反应的特点有:

1.是一个氧化过程;2.正反应放热。

催化剂只能改变反应速率,不能是平衡移动因此对产率无影响;从理论上讲,使用过量氧化剂可以提高产率(增加一种反应物浓度从而提高另一种反应物的转化率),生成物的状态与产率无关;正反应放热,因此加热不利于产物的生成。

10.C

11.AC设充入amolO2,则发生2NO+O2=2NO2,常温下该反应几乎不可逆,所以,反应掉2amolNO,使平衡向右移动,但移动的结果不能再生成2amolNO。

答案是A、C。

12.B起始充入1molCO和1molH2O,当充入的水蒸气为2mol时,平衡向右移动,CO2的物质的量增加,但CO2不能等于1mol(将不存在平衡,因为CO将等于零),所以CO2有一个界限即大于2/3而小于1。

答案为B。

13.【分析解答】要是正反应速率增大,只要增大(任何物质)浓度、增大体系压强、升高温度、添加催化剂等。

若增大B物质的浓度,A的转化率增大,正反应速率增大;增压、正反应速率增大又p+q>m+n平衡向逆向移动;增大压强,又m+n=P+q平衡不移动。

答案D。

14.【分析解答】温度不变时,增大压强,生成物的百分含量降低,说明平衡逆向移动,逆向为体积缩小方向,而题中未给出具体的可逆反应,但是可以确定生成物中一定有气体;压强不变时,升高温度,生成物的百分含量增大,说明平衡正向移动,正向为吸热反应;所以答案为BD。

15.【分析解答】由题目所给信息可知,高压条件对固体物质的平衡会产生较大的影响,对题给反应,从平衡移动原理分析,高压应有利于向反应体积减小的方向移动,即有利于密度小的物质转化为密度大的物质。

答案选D。

16.【分析解答】根据影响反应速率因素判断,温度越高,达到化学平衡所需要的时间越短,故所画出的图象的斜率越大;又因为该反应为放热反应,温度越高,达到平衡时C的百分含量越低.故正确的选项是B。

17.【分析解答】

(1)啤酒瓶中二氧化碳气体与啤酒中溶解的二氧化碳达到平衡:

CO2(气)=CO2(溶液),打开啤酒瓶,二氧化碳气体的压力下降,根据勒沙特列原理,平衡向放出二氧化碳气体的方向移动,以减弱气体压力下降对平衡的影响。

(2)温度是保持平衡的条件,玻璃杯的温度比冰镇啤酒的温度高,根据勒沙特列原理,平衡应向减弱温度升高的方向移动,即应向吸热方向移动,从溶液中放出二氧化碳气体是吸热的,因而,应从溶液中放出二氧化碳气体。

18.【分析解答】增加减少

19.【分析解答】①其他条件不变时,升高温度,化学平衡向吸热反应方向移动;降低温度,化学平衡向放热反应方向移动.②题目中t2>t1,且C%减少,说明平衡向逆反应方向移动,即逆反应吸热.因此,正反应是放热反应。

20.【分析解答】因为减小压强,在其他条件不变的情况下,化学平衡应向气体体积增大方向移动,故C的体积必须小于A和B的总体积.答案便有三种可能:

(1)A为气态,B、C为非气态.

(2)A、B、C均为气态.(3)A、C为气态,B为非气态.

21.【分析解答】改变反应条件,正、逆反应的速率变化是一致的,只是变化程度大小不同而引起平衡的移动.浓度对固体物质无意义.催化剂同等程度地改变正、逆反应速率,对化学平衡移动没有影响.因此,答案如下(“×”表示无影响):

  

(1)

(2)

(3)

(4)

(5)

正反应速率

×

增大

减小

增大

增大

逆反应速率

×

增大

减小

增大

增大

平衡移动方向

×

×

22.【分析解答】

(1)从题给信息知:

正反应是放热反应,升温,平衡向逆反应方向移动,CO2和H2的浓度将减少,而CO和H2O(g)的浓度将增大,故K值减少;

(2)将1.0molCO,3.0molH2O,1.0molCO2和xmolH2代入式中,得x=3.0mol5.0mol,平衡向逆反应方向移动。

若要使上述反应开始时向正反应方向进行,则x应满足的条件是:

x3.0mol。

(3)其他物质的投料不变,增加H2的量,平衡向逆反应方向移动,但H2的转化率将减少。

答案:

(1)小于

(2)①逆反应②x<3.0(3)小于

23.解:

SO2+O2

2SO3

平衡浓度(mol·L-1)0.10.050.9

在温度不变时,缩小体积,使总压力增大1倍,则各气体物质的浓度也相应增大1倍:

810<K。

答:

该反应在温度不变时,缩小体积,平衡向正反应方向移动。

(三)能力测试

1.解析:

左侧平衡时总物质的量一定是12mol;x用量不同时是通过调节反应器的温度使两侧反应都能达到平衡的。

答案:

(1)正反应7.0

(2)不相等因为这两种情况是在两个不同温度下达到化学平衡

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