新教材适用·高考化学
第2讲 化学平衡的移动 勒夏特列原理
(时间:45分钟,满分:100分)
一、选择题(本题包括10小题,每小题5分,共50分,每小题只有一个正确答案)
1.在已经处于化学平衡状态的体系中,如果下列量发生变化,其中一定能表明化学平衡发生移动的是( )
A.反应物的浓度 B.反应体系的压强 C.正、逆反应的速率 D.反应物的转化率
解析:因不知具体反应,不明确反应的特点,也没有指明反应所处的具体条件,所以只有根据反应物的转化率是否变化来判断。 答案:D
2.下列有关反应限度的叙述正确的是( )
A.可逆反应达到平衡状态后,改变外界条件后,若反应速率发生变化,则平衡一定发生移动 B.使用催化剂可降低反应活化能,改变反应焓变 C.使用催化剂可加快反应速率,改变反应限度
D.FeCl3溶液与KSCN溶液反应达到平衡时,加入少量KCl固体,溶液颜色不会变化
解析:催化剂不能影响化学反应的限度,可以降低活化能,增大反应速率,但是反应物和生成物的总能量差不变(反应热不变),不能改变反应的焓变,A、B、C三项错误;FeCl3溶液与KSCN溶液反应的本质是:Fe3++3SCN-Fe(SCN)3,达到平衡时,加入少量KCl固体,因K+、Cl-与反应无关,
不会引起平衡的移动,所以溶液颜色不会变化。 答案:D
3.一定温度下,向1 L密闭容器中充入1 mol HI,反应2HI(g)
H2(g)+I2(g)达到平衡,在相同温度
下,若开始加入HI(g)的物质的量是原来的2倍,则下列数据中是原来的2倍的是( ) A.平衡常数
B.HI的平衡浓度 C.达到平衡的时间
D.平衡时H2的体积分数
解析:温度没变,平衡常数不变;HI、H2、I2平衡浓度均为原来的2倍;初始浓度变大、反应速率加快;HI、H2、I2的体积分数均不变。 答案:B
4.含Cd2+废水可通过如下反应转化为CdS,以消除镉对环境的污染:Cd2+(aq)+H2S(g)
CdS(s)+2H+(aq) ΔH<0,该反应达到平衡后,改变横坐标表示的条件,下
列示意图正确的是( )
解析:该反应为放热反应,升温平衡左移,平衡常数减小,Cd2+的转化率也减小,A、D项错误;增大H2S浓度(或压强)可提高Cd2+的转化率,B项正确;增大生成物H+的浓度,平衡左移,c(Cd2+)增大,C项错误。 答案:B
5.SO2与O2在容积恒定的密闭容器中发生反应:2SO2(g)+O2(g)
2SO3(g) ΔH<0,下列说法正
确的是( )
A.平衡时若充入稀有气体使容器内压强增大,则SO2的转化率增大
B.平衡时向容器内继续充入SO2,则平衡向正反应方向移动,SO2的转化率减小 C.降低温度,正反应速率减小程度比逆反应速率减小程度大 D.加入合适的催化剂可以使反应速率加快,增大
解析:恒容容器中通入稀有气体对平衡无影响,A项错误;增加一种反应物的浓度使平衡移动时,该物质的转化率降低,B项正确;该反应为放热反应,降低温度平衡向正反应方向移动,C项错误;催化剂不能改变反应的限度,D项错误。 答案:B
6.向绝热恒容密闭容器中通入N2和H2,在一定条件下使反应N2(g)+3H2(g)
2NH3(g) ΔH<0
达到平衡,n(H2)和n(NH3)随时间变化的关系如图所示。下列有关叙述一定正确的是( )
A.c点表示NH3的生成速率与NH3的分解速率相等 B.c点和e点H2的转化率相等
C.平衡后再升高温度,不利于氨的合成 D.d点时:n(H2)∶n(NH3)=3∶2
解析:c点表示H2和NH3的物质的量相等,此时反应并未达到平衡,A项错误;e点H2的转化率大于c点的,B项错误;该反应是放热反应,升高温度平衡逆向移动,C项正确;d点反应达到平衡,H2与NH3的物质的量不一定等于化学方程式中的化学计量数之比,D项错误。 答案:C
7.(2013·江西南昌二模)反应物和生成物均为气态的平衡体系,平衡常数表达式为:K=,有关该平衡体系的说法不正确的是( )
A.升高温度,该反应的平衡常数K的变化无法判断
B.增大压强,W的质量分数减小 C.该反应的化学方程式为3Z(g)+2W(g)
X(g)+2Y(g)
D.增大X气体浓度平衡向正反应方向移动
解析:根据平衡常数表达式且所有反应物和生成物均为气态,则该反应的化学方程式为3Z(g)+2W(g)
X(g)+2Y(g),C项正确;由于无法知道该反应是吸热反应还是放热反应,故升高
温度无法判断化学平衡常数如何变化,A项正确;增大压强,平衡右移,W的质量分数减小,B项正确;增大X的浓度,平衡逆向移动,D项错误。 答案:D
8.一定温度下,在体积为V L的密闭容器中加入3 mol X进行如下反应:3X(g)
2Z(g)+W(s)
ΔH>0,达到平衡,下列判断正确的是( )
A.向平衡混合物中加入少量W,正、逆反应速率均增大 B.平衡后再加入1 mol X,上述反应的ΔH增大
C.温度不变,再加入2 mol X,重新达到平衡时X的转化率大于原平衡 D.当容器内混合气体的密度不变时不能证明此反应已达平衡状态
解析:固体物质的量对反应速率无影响,A错;反应热ΔH与反应物的量无关,B错;温度不变,再加入2 mol X,相当于增大压强,平衡正向移动,X的转化率增大,C对;密度与体系中气体的总质量和反应容器的容积有关,当此反应混合气体的密度不变时,说明气体的总质量一定,反应处于平衡状态,D错。 答案:C
9.在容积均为500 mL的Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三个密闭容器(容器体积恒定不变)中分别充入1 mol N2和2.5 mol H2,三个容器的反应温度分别为T1、T2、T3且恒定不变,在其他条件相同的情况下发生反应:N2(g)+3H2(g)
2NH3(g) ΔH<0。实验测得反应均进行到t min时N2的体积分数如下图所
示。下列说法正确的是( )
A.当v(H2)=3v(N2)时,可以说明三个容器中的反应达平衡状态 B.在t min时,一定达化学平衡状态的是Ⅱ和Ⅲ C.在t min时T2温度下,氮气的转化率最大
D.三个容器中的反应均达到平衡后,容器Ⅰ中混合气体的平均相对分子质量最小
解析:A项没有指明反应的方向,错误;由于不能确定容器Ⅱ中φ(N2)是否达到最小值,故无法判断Ⅱ是否已达平衡状态,B项错误;三个容器中的反应均达到平衡后,容器Ⅲ中氮气的含量最大,说明该容器转化率最小,气体总物质的量最大,混合气体的平均相对分子质量最小,D项错误。 答案:C
10.(2013·四川成都外国语学校考前模拟)氨的催化氧化过程主要有以下两个反应: (ⅰ)4NH3(g)+5O2(g)(ⅱ)4NH3(g)+3O2(g)
4NO(g)+6H2O(g) ΔH=-905.5 kJ· mol-1 2N2(g)+6H2O(g) ΔH=-1 267 kJ· mol-1
测得温度对NO、N2产率的影响如下图所示。下列说法错误的是( )
A.升高温度,反应(ⅰ)和(ⅱ)的平衡常数均减小
B.840 ℃后升高温度,反应(ⅰ)的正反应速率减小,反应(ⅱ)的正反应速率增大 C.900 ℃后,NO产率下降的主要原因是反应(ⅰ)平衡逆向移动 D.800 ℃左右时,氨的催化氧化主要按照(ⅰ)进行
解析:升高温度,两个反应的正反应速率均增大,B项错误;两反应均为放热反应,升高温度平衡均逆向移动,平衡常数均减小,A项正确;由图像看出,900 ℃后,温度越高,NO产率越小,说明随温度升高平衡逆向移动,C项正确;800 ℃左右时,NO的产率最高,而N2的产率最低,D项正确。 答案:B
二、非选择题(本题包括4个小题,共50分)
11.(12分)某化学科研小组研究在其他条件不变时,改变某一条件对反应aA(g)+bB(g)
cC(g)
化学平衡的影响,得到如下图像(图中p表示压强,T表示温度,n表示物质的量,α表示转化率,φ表示体积分数):
分析图像,回答下列问题。
(1)在图像反应Ⅰ中,若p1>p2,则此正反应为 (填“放热”或“吸热”)反应,也是一个气体分子数 (填“减小”或“增大”)的反应,由此判断,此反应自发进行,必须满足的条件是 。
(2)在图像反应Ⅱ中,T1 T2(填“>”“<”或“=”),该正反应为 (填“放热”或“吸热”)反应。 (3)在图像反应Ⅲ中,若T2>T1,则此正反应为 (填“放热”或“吸热”)反应。 (4)在图像反应Ⅳ中,若T1>T2,则该反应能否自发进行? 。
解析:(1)反应Ⅰ中,恒压下温度升高,α(A)减小,即升高温度平衡逆向移动,则正反应为放热反应,ΔH<0;由p1>p2知,恒温时压强增大,α(A)增大,说明此反应为气体分子数减小的反应,即为熵减反应,ΔS<0。放热、熵减反应只能在低温下自发。
(2)反应Ⅱ中,T2温度下反应先达到平衡状态,说明T2>T1;温度越高,平衡时C的物质的量越小,即升高温度平衡向左移动,则正反应为放热反应,ΔH<0。
(3)反应Ⅲ中,同一温度下,增加B的物质的量,平衡向右移动,φ(C)增大;但当B的物质的量达到一定程度后,对C的稀释作用会大于平衡右移对C的影响,φ(C)又减小,出现如图所示的曲线。若T2>T1,温度升高,φ(C)减小,即升高温度,平衡向左移动,则正反应为放热反应,ΔH<0。
(4)反应Ⅳ中,在恒温下压强对α(A)没有影响,说明压强变化不能影响平衡,此反应为气体分
子数不变的反应,反应过程中熵变很小,ΔS≈0,若T1>T2,恒压下温度越高,α(A)越大,说明升高温度平衡向右移动,正反应为吸热反应,ΔH>0,则ΔH-TΔS>0,反应不能自发进行。 答案:(1)放热 减小 低温
(2)< 放热 (3)放热 (4)不能自发
12.(2014·广东梅州总复习测试卷)(12分)工业上在催化剂作用下可利用CO合成甲醇:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g),图1表示反应过程中能量的变化情况。
请回答下列问题。
(1)在图1中,曲线 (填“a”或“b”)表示使用了催化剂;该反应属于 (填“吸热”或“放热”)反应。
(2)为探究外界条件对合成甲醇化学反应速率的影响规律,某科技工作者设计了以下三组实验,部分数据已填入表中,请补充完整。
实验组 ① ② ③ T/℃ 280 280 350 起始浓度/(mol·L-1) CO H2 等质量催化剂的比表面积/(m2·g-1) 1.20×10-3 5.80×10-3 82 1.20×10-3 5.80×10-3 124 124
其中设计实验组①和②的目的是 。
(3)图2所揭示的规律是:在p1压强下达平衡时 ;并请画出在p2压强下(p2>p1)的曲线。
解析:(1)从图1看出曲线b中活化能明显比曲线a中小,可知曲线b表示加入了催化剂;生成物总能量比反应物总能量低,说明为放热反应。(2)设计实验探究外界条件对化学反应速率的影响规律时,要遵循“多定一变”的原则,即一次只能改变一个条件,由①和②的实验只改变了等质量催化剂的比表面积,则为探究等质量催化剂比表面积对反应速率的影响;②和③中温度不一样,故其他条件应完全一样,以探究温度对反应速率的影响。(3)图2中为等压线,即压强为p1时CO转化率随温度的变化情况。画p2对应曲线时,要注意压强越大,CO转化率越大,曲线应在原曲线上面,且与之平行。 答案:(1)b 放热
(2)1.20×10-3 5.80×10-3 探究等质量催化剂的比表面积不同时对合成甲醇化学反应速率的影响规律
(3)CO的转化率随温度的升高而降低
13.(12分)随着大气污染的日趋严重,国家拟于“十二五”期间,将二氧化硫(SO2)排放量减少8%,
【新教材】高考化学一轮讲解：7.2化学平衡的移动、勒夏特列原理(含答案)
