高中化学选修四化学反应原理精品学案第二章 第三节 第3课时Word文档下载推荐.docx
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2.对于①N2（g）＋3H2（g）2NH3（g） ΔH＜0
②2NH3（g）N2（g）＋3H2（g） ΔH＞0
其中v－t图像为
（1）反应①
t1时刻改变的条件为______________________________________________________；
t2时刻改变的条件为______________________________________________________。
（2）反应②
t2时刻改变的条件为_______________________________________________________。
【试题参考答案】
（1）增大压强 降低温度
（2）升高温度 减小压强
【试题参考答案解析】t1时刻反应速率增大，说明是升温或增大压强，而t2时刻反应速率又减小，说明是降温或减小压强。
二 催化剂对化学平衡的影响
1.加入催化剂可以大大地加快反应速率，是因为它可以降低反应所需活化能，从而提高活化分子百分数，从而增大反应速率，但是由于催化剂能够同等程度地改变正、逆反应速率，因此它对化学平衡移动无影响。
2.对于N2＋3H22NH3反应，NH3的体积分数如图所示：
其中m表示使用催化剂情况，n表示未使用催化剂情况。
催化剂对化学平衡的影响
催化剂不能改变达到化学平衡状态时反应混合物的组成，但是使用催化剂能改变反应达到化学平衡所需的时间。
3.将H2（g）和Br2（g）充入恒容密闭容器，恒温下发生反应H2（g）＋Br2（g）2HBr（g） ΔH＜0，平衡时Br2（g）的转化率为a；
若初始条件相同，绝热下进行上述反应，平衡时Br2（g）的转化率为b。
a与b的关系是（ ）
A.a＞bB.a＝bC.a＜bD.无法确定
【试题参考答案】A
【试题参考答案解析】该反应为放热反应，绝热下进行反应，温度升高，所以绝热平衡时转化率低于恒温平衡时转化率，即a＞b。
4.如图所示，表示反应N2（g）＋3H2（g）2NH3（g） ΔH＜0，在某一时间段内反应速率与反应过程的曲线关系图。
（1）氨的质量分数最高的一段时间是________（填字母序号）。
A.t0～t1B.t2～t3C.t3～t4D.t5～t6
（2）t1、t3、t4改变的条件分别是
t1________________________________________________________________________；
t3________________________________________________________________________；
t4________________________________________________________________________。
（1）A
（2）升高温度 使用催化剂 减小压强
【试题参考答案解析】
（1）平衡移动时，都是向左移动，所以最初时的NH3的质量分数最高。
（2）t1时，v正、v逆均增大且v逆＞v正，改变的条件是升温；
t3时，v正＝v逆，改变的条件是使用催化剂；
t4时，v正、v逆均减小且v逆＞v正，改变的条件是减小压强。
三 勒夏特列原理
1.向一密闭容器中通入1molN2、3molH2发生反应：
N2（g）＋3H2（g）2NH3（g） ΔH＜0，一段时间后达到平衡，当改变下列条件后，请填写下列内容：
（1）若增大N2的浓度，平衡移动的方向是向右移动；
达新平衡时，氮气的浓度与改变时相比较，其变化是减小。
但平衡时的浓度大于原平衡时的浓度。
（2）若升高温度，平衡移动的方向是向左移动；
达新平衡时的温度与改变时相比较，其变化是降低。
但平衡时的温度高于原平衡时的温度。
（3）若增大压强，平衡移动的方向是向右移动；
达新平衡时的压强与改变时相比较，其变化是减小。
但平衡时的压强大于原平衡时的压强。
2.根据以上分析，得知如果改变影响平衡的条件之一，平衡将向着能够减弱这种改变的方向移动。
该结论就是勒夏特列原理。
1.勒夏特列原理的适用范围
化学反应平衡等所有的动态平衡。
2.对“减弱这种改变”的正确理解
（1）定性角度：
用于判断平衡移动的方向。
（2）定量角度：
“减弱”不等于“消除”，更不是“扭转”。
5.下列事实中，不能用勒夏特列原理加以解释的是（ ）
A.夏天，打开啤酒瓶时会在瓶口逸出气体
B.浓氨水中加入氢氧化钠固体时产生较多的刺激性气味的气体
C.压缩氢气与碘蒸气反应的平衡混合气体，颜色变深
D.将盛有二氧化氮和四氧化二氮混合气体的密闭容器置于冷水中，混合气体颜色变浅
【试题参考答案】C
【试题参考答案解析】A中考查溶解平衡CO2（g）CO2（aq），压强减小，则平衡向逆反应方向移动，形成大量气体逸出；
B中考查温度、浓度、酸碱性对NH3＋H2ONH3·
H2ONH
＋OH－平衡移动的影响；
D中考查温度对2NO2N2O4的影响；
C中颜色加深的根本原因是因为体积减小，c（I2）浓度增大，由于是等体反应，不涉及平衡的移动，则不能用勒夏特列原理解释。
6.反应X（g）＋Y（g）2Z（g） ΔH＜0，达到平衡时，下列说法正确的是（ ）
A.减小容器体积，平衡向右移动
B.加入催化剂，Z的产率增大
C.增大c（X），X的转化率增大
D.降低温度，Y的转化率增大
【试题参考答案】D
【试题参考答案解析】由X（g）＋Y（g）2Z（g） ΔH＜0可知，反应前后气体分子数不变，故减小容器体积，即压强增大，平衡不移动，A项错误；
加入催化剂，平衡不移动，故Z的产率不变，B项错误；
增大c（X），X的转化率减小，C项错误；
降低温度，平衡向放热反应方向（正向）移动，Y的转化率增大，D项正确。
1.反应2A（g）2B（g）＋E（g） ΔH＞0，达到平衡时，要使正反应速率降低，A的浓度增大，应采取的措施是（ ）
A.加压B.降温C.减小E的浓度D.加催化剂
【试题参考答案】B
【试题参考答案解析】加压，使v正增大，平衡向左移，A的浓度增大，A错误；
降温，v正减小，平衡向左移，c（A）增大，B正确；
减小E的浓度，平衡向右移，c（A）减小，C错误；
加入催化剂，v正增大，平衡不移动，c（A）不变，D错误。
2.合成氨所需的氢气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） ΔH＜0
反应达到平衡后，为提高CO的转化率，下列措施中正确的是（ ）
A.增加压强B.降低温度
C.增大CO的浓度D.更换催化剂
【试题参考答案解析】一般来说，有两种及两种以上反应物的可逆反应中，在其他条件不变时，增大其中一种反应物的浓度，能使其他反应物的转化率升高，但其本身的转化率反而降低，故C项错误；
A项，因该反应为反应前后气体物质的量相等的反应，故增加压强只能缩短反应达到平衡的时间，并不能使该平衡发生移动，因而无法提高CO的转化率；
B项，因该反应为放热反应，降低温度能使平衡向右移动，从而提高CO的转化率；
D项，催化剂只能影响化学反应的速率，改变可逆反应达到平衡的时间，不能提高CO的转化率。
3.某温度下，对可逆反应：
2X（g）＋Y（g）Z（g）＋W（s） ΔH＞0，则下列叙述正确的是（ ）
A.加入少量W，逆反应速率增大
B.升高温度时，正反应速率增大，逆反应速率减小
C.压强不变，充入与反应体系不反应的N2，Z的物质的量减少
D.平衡后加入X，上述反应的ΔH增大
【试题参考答案解析】加少量固体W，逆反应速率不变，A项不正确；
升温，v正和v逆都增大，B项不正确；
压强不变，充入不反应气体N2，容器体积变大，平衡向左移动，Z的物质的量减少，C项正确；
平衡后加入X，平衡右移，但ΔH表示2molX（g）和1molY（g）完全反应时的热效应，故ΔH不变，D项不正确。
4.下图所示的直型石英玻璃封管中充有CO气体，左端放置不纯的镍（Ni）粉。
在一定条件下，Ni可以与CO（g）发生如下反应：
Ni（s）＋4CO（g）
Ni（CO）4（g） ΔH＜0，但Ni粉中的杂质不与CO（g）发生反应，玻璃管内左右两端的温度分别稳定在350K和470K，经过足够长时间后，右端的主要物质是（ ）
A.纯Ni（s）和Ni（CO）4（g）
B.纯Ni（s）和CO（g）
C.不纯Ni（s）和CO（g）
D.不纯Ni（s）和Ni（CO）4（g）
【试题参考答案解析】温度升高，平衡左移，生成Ni和CO，由于右端温度稳定在470K，所以右端主要物质是纯Ni（s）和CO（g）。
5.在体积为1L的溶液中，反应A＋2BC分别在三种不同实验条件下进行，它们的起始浓度均为c（A）＝0.100mol·
L－1、c（B）＝0.200mol·
L－1及c（C）＝0mol·
L－1。
反应物A的浓度随时间的变化如下图所示。
请回答下列问题：
（1）与①比较，②和③分别仅改变一种反应条件。
所改变的条件和判断的理由是：
②_______________________________________________________________________；
③_______________________________________________________________________。
（2）实验②平衡时B的转化率为________；
实验③平衡时C的浓度为________。
（3）该反应的ΔH________0，其判断理由是_____________________________________
________________________________________________________________________。
（4）该反应进行到4.0min时的平均反应速率：
实验②：
v（B）＝________；
实验③：
v（C）＝________。
（1）②加催化剂；
达到平衡的时间缩短，平衡时A的浓度未变 ③温度升高；
达到平衡的时间缩短，平衡时A的浓度减小
（2）40%（或0.4） 0.060mol·
L－1
（3）＞ 温度升高平衡向正反应方向移动，故该反应是吸热反应 （4）0.014mol·
L－1·
min－1 0.009mol·
min－1
（1）②使用了（正）催化剂；
理由：
因为从图可看出，两者最终的平衡浓度相同，即最终的平衡状态相同，而②比①所需要的时间短，显然反应速率加快了，故由影响反应速率和影响平衡的因素可知是加入了（正）催化剂。
③升高温度；
因为该反应是在溶液中进行的反应，所以不可能是改变压强引起速率的改变，又由于各物质起始浓度相同，故不可能是改变浓度影响反应速率，再由于③和①相比达到平衡所需时间短，平衡时浓度更小，故不可能是使用催化剂，故改变条件只能是升高温度。
（2）②中达到平衡时A转化了0.040mol，由反应计量数可知B转化了0.080mol，所以B的转化率为
×
100%＝40.0%；
同样在③中A转化了0.060mol，则生成C为0.060mol，体积不变，即平衡时c（C）＝0.060mol·
（3）ΔH＞0；
由③和①进行对比可知升高温度后A的平衡浓度减小，即A的转化率升高，平衡向正反应方向移动，所以正反应是吸热反应，ΔH＞0。
（4）从图上读数，反应进行到4.0min时，实验②中A的浓度为0.072mol·
L－1，则Δc（A）＝0.100mol·
L－1－0.072mol·
L－1＝0.028mol·
L－1，v（A）＝Δc（A）/Δt＝
＝0.007mol·
min－1，所以vB＝2vA＝0.014mol·
min－1；
反应进行到4.0min实验③中A的浓度为0.064mol·
L－1，Δc′（A）＝0.100mol·
L－1－0.064mol·
L－1＝0.036mol·
L－1，v′（A）＝Δc′（A）/Δt＝
＝0.009mol·
min－1，所以v（C）＝v（A）＝0.009mol·
min－1。
40分钟课时作业
[经典基础题]
题组1 勒夏特列原理的广泛应用
1.下列事实能用勒夏特列原理解释的是（ ）
A.加入催化剂有利于合成氨的反应
B.由H2（g）、I2（g）和HI（g）组成的平衡体系加压后颜色变深
C.500℃时比室温更有利于合成氨的反应
D.将混合气体中的氨液化有利于合成氨反应
【试题参考答案解析】A、B两项，改变条件平衡均不移动，不能用勒夏特列原理解释；
C项，根据勒夏特列原理，温度越低，NH3的转化率越高，采取500℃，主要考虑催化剂的活性和反应速率问题；
D项，将混合气体中的氨液化，相当于减小了生成物的浓度，平衡正向移动，有利于合成氨反应。
2.下列事实不能用勒夏特列原理解释的是（ ）
A.光照新制的氯水时，溶液的pH逐渐减小
B.加催化剂，使N2和H2在一定条件下转化为NH3
C.可用浓氨水和氢氧化钠固体快速制取氨气
D.增大压强，有利于SO2与O2反应生成SO3
【试题参考答案解析】加入催化剂，平衡不移动。
题组2 温度、催化剂对化学平衡的影响
3.对于任何一个化学平衡体系，采取以下措施，一定会使平衡发生移动的是（ ）
A.加入一种反应物B.增大体系的压强
C.升高温度D.使用催化剂
【试题参考答案解析】A项中，若反应物是固体，增加其用量对平衡移动无影响；
B项中，若气体体积反应前后相等，或无气体参与的反应，改变压强，平衡都不会移动；
D项，加入催化剂，平衡不移动。
4.在容积不变的密闭容器中，一定条件下进行如下反应：
2NO（g）＋2CO（g）N2（g）＋2CO2（g） ΔH＝－373.2kJ·
mol－1。
如图曲线a表示该反应过程中NO的转化率与反应时间的关系。
若改变起始条件，使反应过程按照曲线b进行，可采取的措施是（ ）
A.降低温度
B.向密闭容器中通入氩气
C.加催化剂
D.增大反应物中NO的浓度
【试题参考答案解析】由化学方程式知，降低温度，平衡向右移动，α（NO）增大，但由图像知，b温度先达到平衡，故温度b＞a，且升温α（NO）减小，二者矛盾，故A项不正确；
B项和C项平衡不移动，α（NO）不变，图像不符，故B、C项不正确；
增大NO浓度，v增大，且平衡正向移动，但α（NO）降低，图像符合，故D项正确。
5.已知反应3A（g）＋B（g）2C（g）＋2D（g） ΔH＜0，右图中，a、b曲线分别表示在不同条件下，A与B反应时D的体积分数随时间t的变化情况。
若想使曲线b（实线）变为曲线a（虚线），可采取的措施是（ ）
①增大A的浓度 ②升高温度 ③增大D的浓度 ④加入催化剂 ⑤恒温下，缩小反应容器体积 ⑥加入稀有气体，保持容器内压强不变
A.①②③B.④⑤C.③④⑤D.④⑤⑥
6.电镀废液中Cr2O
可通过下列反应转化成铬黄（PbCrO4）：
Cr2O
（aq）＋2Pb2＋（aq）＋H2O（l）2PbCrO4（s）＋2H＋（aq） ΔH＜0。
该反应达平衡后，改变横坐标表示的反应条件，下列示意图正确的是（ ）
【试题参考答案解析】该反应的正反应为放热反应，温度升高，平衡逆向移动，Cr2O
的转化率减小，A项正确；
pH增大，H＋浓度减小，平衡正向移动，Cr2O
的转化率增大，B项错误；
温度升高，正反应速率增大，C项错误；
增大Pb2＋物质的量浓度，平衡正向移动，Cr2O
的物质的量减小，D项错误。
7.已知反应：
COCl2（g）CO（g）＋Cl2（g） ΔH＞0，当反应达到平衡时，下列措施：
①升温 ②恒容通入惰性气体
③增加CO浓度 ④减压 ⑤加催化剂 ⑥恒压通入惰性气体，其中能提高COCl2转化率的是（ ）
A.①②④B.①④⑥C.②③⑤D.③⑤⑥
【试题参考答案解析】②恒容通入惰性气体，平衡不移动；
③增加CO浓度，平衡左移；
⑤加入催化剂，平衡不移动。
8.据报道，在300℃、70MPa下由二氧化碳和氢气合成乙醇已成为现实：
2CO2（g）＋6H2（g）CH3CH2OH（g）＋3H2O（g）
下列叙述错误的是（ ）
A.使用Cu－Zn－Fe催化剂可大大提高生产效率
B.反应需在300℃下进行可推测该反应是吸热反应
C.充入大量CO2气体可提高H2的转化率
D.从平衡混合气体中分离出CH3CH2OH和H2O可提高CO2和H2的利用率
【试题参考答案解析】B项，加热可以加快化学反应速率，放热反应也可能在加热条件下进行，故不正确。
9.在容积不变的密闭容器中存在如下反应：
2SO2（g）＋O2（g）
2SO3（g） ΔH＜0。
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Ⅰ表示的是t1时刻增大O2的浓度对反应速率的影响
B.图Ⅱ表示的是t1时刻加入催化剂对反应速率的影响
C.图Ⅲ表示的是催化剂对平衡的影响，且甲的催化剂效率比乙高
D.图Ⅲ表示的是压强对化学平衡的影响，且乙的压强较高
【试题参考答案解析】A项，图Ⅰ改变的条件应是增大压强；
B项，由于同等程度地加快正、逆反应速率，所以加入的应是催化剂；
C项，由于平衡发生了移动，所以改变的条件不是加入催化剂；
D项，改变的应是温度，且乙的温度高。
10.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） ΔH1＜0
X（g）＋3Y（g）2Z（g） ΔH2＞0
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.恒压时，通入惰性气体，C的物质的量不变
B.恒压时，通入Z气体，反应器中温度升高
C.恒容时，通入惰性气体，各反应速率不变
D.恒容时，通入Z气体，Y的物质的量浓度增大
【试题参考答案解析】对化学平衡体系恒压条件下通入惰性气体，为保持恒压，体积增大，相当于压强减小，对第二个反应导致平衡向左移动，则放热，使体系温度升高，对第一个反应平衡左移，C的物质的量减小；
恒压条件下通入Z气体，第二个反应平衡向左移动，放热，反应容器中温度升高。
恒容条件下通入惰性气体，总压增大而分压不变，平衡不移动，速率不变；
通入Z气体，导致第二个反应平衡左移，Y的物质的量浓度增大。
11.一定条件下，下列反应中水蒸气含量随反应时间的变化趋势符合下图的是（ ）
A.CO2（g）＋2NH3（g）CO（NH2）2（s）＋H2O（g） ΔH＜0
B.CO2（g）＋H2（g）CO（g）＋H2O（g） ΔH＞0
C.CH3CH2OH（g）CH2===CH2（g）＋H2O（g） ΔH＞0
D.2C6H5CH2CH3（g）＋O2（g）2C6H5CH===CH2（g）＋2H2O（g） ΔH＜0
【试题参考答案解析】由温度－时间图像可知，T2先达到平衡，因此T2＞T1，温度升高，水蒸气含量减少，正反应是放热反应，因此B、C不符合题意；
由压强－时间图像可知，p1先达到平衡，即p1＞p2，随着压强的增加，水蒸气含量增加，因此正反应是气体体积减小的反应，因此D不符合题意，只有A符合题意。
[能力提升题]
12.将0.40molN2O4气体充入2L固定容积的密闭容器中发生如下反应：
N2O4（g）2NO2（g） ΔH。
在T1℃和T2℃时，测得NO2的物质的量随时间变化如下图所示：
（1）T1℃，40～80s内用N2O4表示该反应的平均反应速率为________mol·
s－1。
（2）ΔH________（填“＞”、“＜”或“＝”）0。
（3）改变条件重新达到平衡时，要使
的比值变小，可采取的措施有________（填字母，下同）。
A.增大N2O4的起始浓度
B.升高温度
C.向混合气体中通入NO2
D.使用高效催化剂
（4）在温度为T3、T4时，平衡体系中NO2的体积分数随压强变化的曲线如图所示。
下列说法正确的是________。
A.a、c两点的反应速率：
a＞c
B.a、b两点N2O4的转化率：
a＞b
C.a、c两点气体的颜色：
a深，c浅
D.由a点到b点，可以用加热的方法
（1）0.00125
（2）＞ （3）AC （4）B
（1）T1℃时v（N2O4）＝
v（NO2）＝
＝0.00125mol·
（2）由图可知反应在T1℃比T2℃先到达平衡状态，所以T1℃＞T2℃，由于T1℃平衡时n（NO2）多于T2℃平衡时，故升高温度
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