鲁科版选修4第2章第2节第2课时反应条件对化学平衡的影响作业.docx

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鲁科版选修4第2章第2节第2课时反应条件对化学平衡的影响作业

课时提升作业八

反应条件对化学平衡的影响

（45分钟　100分）

一、选择题（本题包括5小题,每小题6分,共30分）

1.（2019·武汉高二检测）在一定条件下的溶液中,反应FeCl3+3KSCN

Fe（SCN）3+3KCl达到平衡后,在其他条件不变的情况下,改变下列条件,能使平衡正向移动的是（　　）

A.加水稀释

B.加入少量FeCl3固体

C.加入少量KCl溶液

D.加入少量氢氧化钠固体

【解析】选B。

加水稀释、加入少量KCl溶液,F

、SCN-、Fe（SCN）3的浓度都减小,平衡逆向移动,A、C不正确;加入少量FeCl3固体,F

的浓度增大,平衡正向移动,B正确;加入少量NaOH固体,F

的浓度减小,平衡逆向移动,D不正确。

2.（2019·临沂高二检测）在密闭容器中,一定条件下,进行如下反应:

NO（g）+CO（g）

N2（g）+CO2（g）　ΔH=-373.2kJ·mo

达到平衡后,为提高该反应的速率和NO的转化率,采取的正确措施是（　　）

A.加催化剂同时升高温度

B.加催化剂同时增大压强

C.升高温度同时充入N2

D.降低温度同时增大压强

【解析】选B。

降低温度虽然能提高NO的转化率,但也降低了反应速率,D选项同时采取了降温和增压措施,对提高NO的转化率是一致的,但对加快反应速率是矛盾的,故D项不能保证满足题中条件。

3.在2L的密闭容器中进行如下反应:

CO（g）+H2O（g）

CO2（g）+H2（g）,有如下数据:

实验

温度/℃

起始量/mol

平衡量/mol

CO

H2O

CO2

H2

CO2

1

650

2.0

1.0

0

0

0.8

2

800

2.0

2.0

0

0

1.0

下列说法正确的是（　　）

A.正反应为吸热反应

B.实验1中,CO的转化率为80%

C.650℃时,化学平衡常数K=

D.实验1再加入1.0molH2O,重新达到平衡时,n（CO2）为1.6mol

【解析】选C。

650℃时,根据题表中数据,由“三段式”得:

　　　　　　　　CO（g）+H2O（g）

CO2（g）+H2（g）

起始/（mol·L-1）　1.0　　0.5　　0　　0

转化/（mol·L-1）　0.4　　0.4　　0.40.4

平衡/（mol·L-1）　0.6　　0.1　0.40.4

CO的转化率为

×100%=40%,B项错误;平衡常数K=

=

C项正确;实验1若再加入1.0molH2O和2.0molCO,重新达到平衡时,n（CO2）为1.6mol,若只再加入1.0molH2O,重新达到平衡时,n（CO2）小于1.6mol,D项错误;再用“三段式”求得800℃时的平衡常数K=1,温度升高,平衡常数减小,说明该反应的正反应为放热反应,A项错误。

【互动探究】

（1）若实验1、2同时开始,哪一个先达到平衡?

提示:

实验2。

实验2中反应物浓度大,温度高,因此反应速率快,到达平衡用时少。

（2）若将上述容器的容积压缩至1L,平衡时CO2的物质的量有何变化?

提示:

无变化。

该反应前后气体的总系数相等,因此加压对平衡没有影响。

4.（2019·南京高二检测）在体积为2L的恒容密闭容器中发生反应xA（g）+yB（g）

zC（g）,图Ⅰ表示200℃时容器中A、B、C物质的量随时间的变化,图Ⅱ表示不同温度下平衡时C的体积分数随起始n（A）∶n（B）的变化关系。

则下列结论正确的是（　　）

A.200℃时,反应从开始到平衡的平均速率v（B）=0.04mol·L-1·min-1

B.图Ⅱ所知反应xA（g）+yB（g）

zC（g）的ΔH<0,且a=2

C.若在图Ⅰ所示的平衡状态下,再向体系中充入He,重新达到平衡前v正>v逆

D.200℃时,向容器中充入2molA和1molB,达到平衡时,A的体积分数小于0.5

【解析】选D。

由图Ⅰ可得该反应的化学方程式为2A（g）+B（g）

C（g）。

A项,v（B）=

=0.02mol·L-1·min-1,错误;B项,升温,C的体积分数增大,说明平衡右移,正反应为吸热反应,无法确定a值,错误;C项,由于体积不变,He与反应无关,所以平衡不移动,v正仍等于v逆,错误;D项,原平衡时,A的体积分数为

=0.5,再充入2molA、1molB,相当于增大压强,平衡右移,A的体积分数小于0.5,正确。

5.某可逆反应为2X（g）

3Y（g）+Z（g）,混合气体中X的物质的量分数与温度的关系如图所示:

下列推断正确的是（　　）

A.升高温度,该反应平衡常数K减小

B.压强大小有p3>p2>p1

C.平衡后加入高效催化剂使Mr增大

D.在该条件下M点X平衡转化率为

【解析】选D。

根据题图知,升高温度,X的物质的量分数降低,说明正反应为吸热反应,则升温平衡常数增大,A项错误;正反应是气体分子数增大的反应,在同一温度下减小压强,X的物质的量分数减小,所以有p3

设起始加入1LX,转化2xLX,用“三段式”计算:

　　　　　2X（g）

3Y（g）+Z（g）

起始/L:

　　1　　　0　　0

转化/L:

　　2x　　3x　x

平衡/L:

　1-2x　3x　x

=0.1,解得x=

则X转化率为

=

=

D项正确。

【方法规律】判断化学平衡移动应注意的几个问题

（1）浓度和压强的改变不一定会使平衡移动,但温度改变,平衡一定发生移动。

（2）压强的改变如果没有引起浓度的改变则平衡不移动,如恒容容器中充入不参加反应的气体。

（3）压强对液体和固体的浓度无影响,若平衡体系中无气体,则压强变化不能改变反应速率,平衡不移动。

（4）对于离子反应,只有改变实际参加反应的离子的浓度才能改变平衡。

（5）通常所指加压即是缩小容积,减压即是增大容积。

（6）催化剂只改变达到平衡所需时间,对平衡移动无影响。

二、非选择题（本题包括2小题,共30分）

6.（15分）（2019·长沙高二检测）铁在高温下可以与CO2或水蒸气反应,化学方程式及对应的平衡常数如下:

①Fe（s）+CO2（g）

FeO（s）+CO（g）　K′

②Fe（s）+H2O（g）

FeO（s）+H2（g）　K″

请回答下列问题:

（1）反应①的平衡常数K′表示式为________。

（2）在不同温度下,K′和K″的值如下表所示。

T（K）

K′

K″

973

1.47

2.36

1173

2.15

1.67

a.反应①的正反应是________（填“吸热”或“放热”,下同）反应,反应②的正反应是________反应。

b.现有可逆反应③CO2（g）+H2（g）

CO（g）+H2O（g）,其中反应的焓变ΔH________（填“>”或“<”）0。

（3）要使反应③在一定条件下建立的平衡向正反应方向移动,可采取的措施为________（填字母）。

A.缩小容器体积　B.降低温度

C.升高温度　　　D.使用合适的催化剂

【解析】由表中数据知,反应①随温度升高,K′增大,说明反应①为吸热反应;同理知反应②为放热反应,即有

①Fe（s）+CO2（g）

FeO（s）+CO（g）　ΔH′>0

②Fe（s）+H2O（g）

FeO（s）+H2（g）　ΔH″<0,

将①式减②式整理得CO2（g）+H2（g）

CO（g）+H2O（g）　ΔH=ΔH′-ΔH″>0。

答案:

（1）K′=

（2）吸热　放热　>　（3）C

7.（15分）（2019·泉州高二检测）已知A（g）+B（g）

C（g）+D（g）反应的平衡常数和温度的关系如下:

温度/℃

700

800

830

1000

1200

平衡常数

1.7

1.1

1.0

0.6

0.4

回答下列问题:

（1）该反应的平衡常数表达式K=____________,ΔH____________0（填“<”“>”或“=”）。

（2）830℃时,向一个5L的密闭容器中充入0.20mol的A和0.80mol的B,反应达到平衡时,A的转化率为________,如果这时向该密闭容器中再充入1mol氩气,平衡时A的转化率为________。

（3）判断该反应是否达到平衡的依据为________（填正确选项前的字母）。

a.压强不随时间改变

b.气体的密度不随时间改变

c.c（A）不随时间改变

d.单位时间里生成C和A的物质的量相等

（4）1200℃时反应C（g）+D（g）

A（g）+B（g）的平衡常数的值为________。

（5）在恒容绝热（不与外界交换能量）条件下进行2A（g）+B（g）

2C（g）+D（s）反应,按下表数据投料,反应达到平衡状态,测得体系压强升高。

简述该反应的平衡常数与温度的变化关系 ____________________________________________。

物质

A

B

C

D

起始投料/mol

2

1

2

0

【解析】

（1）平衡常数K=

因平衡常数随温度的升高而减小,故ΔH<0。

（2）利用三段式计算平衡时各组分的物质的量:

设平衡时A的转化率为x,则

　　　　　　　A（g）　+　　B（g）

　C（g）+　D（g）

开始/mol·L-1:

0.04　　　　0.16　　　0　　　0

变化/mol·L-1:

0.04x　　　　0.04x　0.04x　　0.04x

6s时/mol·L-1:

0.04-0.04x0.16-0.04x0.04x0.04x

K=

=1.0,x=80%,因温度和体积没变,加入的氩气不能引起各物质浓度的变化,浓度商和平衡常数均不变,化学平衡不移动,A的转化率仍为80%。

（3）a.该反应前后气体的物质的量不变,压强始终不变,故压强不随时间改变不能说明到达平衡,a错误;b.该反应前后气体的体积不变,混合气体的质量不变,气体的密度始终不变,b错误;c.可逆反应到达平衡时,各物质的浓度不变,c（A）不随时间改变,说明到达平衡,c正确;d.单位时间里生成C和A的物质的量相等,说明单位时间内生成C的物质的量与消耗C的物质的量相等,说明到达平衡,d正确。

（4）同一温度下,同一反应的正、逆反应的平衡常数互为倒数,故反应C（g）+D（g）

A（g）+B（g）的K=1/0.4=2.5。

（5）由起始D的物质的量为0可知,反应向正反应进行建立平衡,正反应是气体体积减小的反应,容器的体积不变,平衡时压强增大,故绝热条件下,混合气体的温度升高,即正反应为放热反应,升高温度平衡向逆反应进行,化学平衡常数减小。

答案:

（1）

　<　

（2）80%　80%　（3）c、d

（4）2.5　（5）该反应的平衡常数随温度的升高而减小

8.（6分）常压下羰基化法精炼镍的原理为Ni（s）+4CO（g）

Ni（CO）4（g）。

230℃时,该反应的平衡常数K=2×10-5。

已知:

Ni（CO）4的沸点为42.2℃,固体杂质不参与反应。

第一阶段:

将粗镍与CO反应转化成气态Ni（CO）4;

第二阶段:

将第一阶段反应后的气体分离出来,加热至230℃制得高纯镍。

下列判断正确的是（　　）

A.增加c（CO）,平衡向正向移动,反应的平衡常数增大

B.第一阶段,在30℃和50℃两者之间选择反应温度,选50℃

C.第二阶段,Ni（CO）4分解率较低

D.该反应达到平衡时,v生成Ni（CO）4=4v生成（CO）

【解析】选B。

平衡常数只与温度有关,与浓度无关,A错误;50℃时,Ni（CO）4以气态存在,有利于分离,从而促使平衡正向移动,B正确;230℃时,Ni（CO）4分解的平衡常数为5×106,可知分解率较高,C错误;平衡时,4v生成Ni（CO）4=v生成（CO）,D错误。

故选B。

9.（14分）汽车尾气和燃煤尾气是造成空气污染的原因之一。

汽车尾气净化的主要原理为2NO（g）+2CO（g）

2CO2（g）+N2（g）。

在密闭容器中发生该反应时,c（CO2）随温度（T）、催化剂的表面积（S）和时间（t）的变化曲线,如图所示。

据此判断:

（1）该反应的ΔH________0（填“>”或“<”）。

（2）当固体催化剂的质量一定时,增大其表面积可提高化学反应速率。

若催化剂的表面积S1>S2,在上图中画出c（CO2）在T1、S2条件下达到平衡过程中的变化曲线。

（3）若该反应在绝热、恒容的密闭体系中进行,下列示意图正确且能说明反应在进行到t1时刻达到平衡状态的是________（填代号）。

【解析】

（1）根据图象知,“先拐先平数值大”得T1大于T2,升高温度,二氧化碳的浓度降低,平衡向逆反应方向移动,说明正反应是放热反应,即ΔH<0。

（2）温度越高反应速率越大,催化剂接触面积越大反应速率越大,反应到达的平衡的时间越短。

（3）a.反应达到平衡状态时,各物质的反应速率不再变化,故错误。

b.该反应在绝热、恒容的密闭体系中进行,相当于升高温度,当温度不变时,化学平衡常数不变,故正确。

c.二氧化碳和一氧化氮的物质的量相等时,该反应不一定达到平衡状态,故错误。

d.反应达到平衡状态时,各物质的质量分数不再发生变化,故正确。

答案:

（1）<　

（2）

（3）b、d

10.（20分）在2L带气压计的恒容密闭容器中通入2molX（g）和1molY（g）,发生反应:

2X（g）+Y（g）

2Z（g）,若达到平衡时气体总物质的量变为原来的0.85倍。

请回答下列问题。

（1）若反应经历5min达到平衡,则Y的平均反应速率为________。

（2）相同条件下进行反应,在t1时刻,只改变下列某一种条件,其曲线图象如图甲。

若c=0.90mol,t1时刻改变的条件是________（填选项编号,A.升温　B.降温　

C.加压　D.减压　E.加催化剂）,t2______5min（填“>”“<”或“=”）。

（3）若其他条件不变,原容器为恒压容器,达到平衡后Z的物质的量________

0.90mol（填“>”“<”或“=”）。

（4）若将物质的量均为3.00mol物质X、Y混合于5L容器中发生反应,在反应过程中Z的物质的量分数随温度变化如图乙。

①A、B两点Z物质正反应速率的大小关系是 __________________________

__________________________________________。

②温度T

_________________________________________。

【解析】设消耗的Y物质的量为x

　　　　　　　　2X（g）+Y（g）

2Z（g）

起始量（mol）210

变化量（mol）2xx2x

平衡量（mol）2-2x1-x2x

若达到平衡时气体总物质的量变为原来的0.85倍,2-2x+1-x+2x=（2+1）×0.85x=0.45mol,则

（1）若反应经历5min达到平衡,则Y的平均反应速率=（0.45mol÷2L）÷5min=0.045mol·L-1·min-1。

（2）若c=0.90mol,由图象分析可知反应速率增大,但增大点的平衡状态不变,反应是气体体积变化的反应,所以改变的条件是加入了催化剂,t1时刻改变的条件是加入了催化剂,反应速率增大,达到平衡所需要的时间缩短,小于5min。

（3）若其他条件不变,原容器为恒压容器,恒压容器中

反应是气体体积减小的反应,为保持恒压体积缩小相当于平衡正向进行,Z的物质的量增大,达到平衡后Z的物质的量大于0.90mol。

（4）①起始时加入物质的量均为3.00mol的物质X、Y,随着温度的升高,反应向正反应方向进行,当温度达到T0时,Z的物质的量分数最大,说明达到反应的最大限度,即平衡状态,此时正、逆反应速率相等,随着温度的继续升高,Z的物质的量分数逐渐减小,说明温度升高平衡左移,则正反应为放热反应,温度越高,反应速率越大,B点温度大于A点,则A点反应速率小于B点。

②温度T

答案:

（1）0.045mol·L-1·min-1

（2）E　<　（3）>　（4）①B>A

②反应未达到平衡,反应仍在向正反应方向进行,故Z%逐渐增大

【互动探究】

（1）根据上题题干中的数据计算该反应的平衡常数是多少?

提示:

根据题干,设消耗的Y物质的量为x

　　　　　　　　2X（g）+Y（g）

2Z（g）

起始量（mol）210

变化量（mol）2xx2x

平衡量（mol）2-2x1-x2x

若达到平衡时气体总物质的量变为原来的0.85倍,2-2x+1-x+2x=（2+1）×

0.85　x=0.45mol,则

K=

=

=2.4mol-1·L。

（2）根据图乙推断该反应的ΔH大于0还是小于0?

提示:

T0点是平衡点,所以随着温度的升高,Z的百分含量减小,说明平衡在逆向移动,所以正反应的ΔH<0。