第2章　第2节　第2课时　反应条件对化学平衡的影响 试卷

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第2章化学反应的方向、限度与速率
第2节　化学反应的限度
第2课时　反应条件对化学平衡的影响
课后篇素养形成
必备知识基础练
1.能引起化学平衡移动的是(　　)
　　　　　　　　　　　　　　　　
A.化学反应速率发生了变化
B.有气态物质参加的反应达到平衡后,改变了压强
C.由于某一条件的改变,使平衡混合物中各组分的浓度发生了不同程度的变化
D.改变了反应物浓度
答案C
解析对于反应前后气体物质的量不变的反应,体积改变时,压强、反应速率、浓度均发生变化,但平衡不移动。
2.对处于化学平衡的体系,由化学平衡与化学反应速率的关系可知(　　)
A.化学反应速率变化时,化学平衡一定发生移动
B.化学平衡发生移动时,化学反应速率一定变化
C.正反应进行的程度大,正反应速率一定大
D.改变压强,化学反应速率一定改变,平衡一定发生移动
答案B
解析如果正、逆反应速率改变幅度一样大,则平衡不移动,A错误;化学平衡发生移动,则速率一定改变,B正确;反应进行的程度与反应速率无关,C错误;改变压强,化学反应速率不一定改变(如固液反应或容器体积不变的反应体系中充入“惰性”气体),平衡也不一定发生移动。

3.

右图是恒温条件下某化学反应的反应速率随反应时间变化的示意图。下列叙述与示意图不相符合的是(　　)
A.反应达到平衡时,正反应速率和逆反应速率相等
B.该反应达到平衡状态Ⅰ后,增大反应物浓度,平衡发生移动,达到平衡状态Ⅱ
C.该反应达到平衡状态Ⅰ后,减小反应物浓度,平衡发生移动,达到平衡状态Ⅱ
D.同一种反应物在平衡状态Ⅰ和平衡状态Ⅱ时浓度不相等
答案C
解析化学反应达到平衡时正、逆反应的速率必定相等,A正确;在平衡状态Ⅰ的基础上瞬时增大了反应物浓度,反应产物浓度在瞬时不变,此时正反应速率瞬时增大,逆反应速率瞬时不变,随后又在新的条件下达到平衡,B正确;对于平衡状态Ⅰ减小反应物的浓度,正反应速率必然减小,显然与所给图示不符,C不正确;对同一种反应物而言只要平衡移动,该物质的量一定会发生变化,D正确。
4.如图所示,三个烧瓶中分别充满NO2气体并分别放置在盛有下列物质的烧杯(烧杯内有水)中:在(1)中加入CaO,在(2)中不加其他任何物质,在(3)中加入NH4Cl晶体,发现(1)中红棕色变深,(3)中红棕色变浅,下列叙述正确的是(　　)

A.2NO2N2O4是放热反应
B.NH4Cl溶于水时放出热量
C.烧瓶(1)中平衡混合气的平均相对分子质量增大
D.烧瓶(3)中气体的压强增大
答案A
解析已知反应2NO2N2O4,NO2为红棕色气体,N2O4为无色气体。(1)中红棕色变深说明平衡左移,平均相对分子质量减小,而CaO和水反应放热,则该反应正反应方向为放热反应,A正确,C错误;(3)中红棕色变浅,说明平衡右移,而正反应为放热反应,则证明NH4Cl溶于水要吸收热量,平衡右移时,气体的物质的量减小,压强减小,B、D均错误。
5.下列事实能说明影响化学反应速率的决定性因素是反应物本身性质的是(　　)
A.Cu能与浓硝酸反应,而不与浓盐酸反应
B.Cu与浓硝酸反应比与稀硝酸反应快
C.N2与O2在常温、常压下不反应,放电时可反应
D.Cu与浓硫酸能反应,而不与稀硫酸反应
答案A
解析选项B、D为浓度不同所致,选项C为反应条件不同所致,唯有选项A是因浓硝酸与浓盐酸本身性质不同所致。
6.在体积一定的恒温密闭容器中加入等物质的量的X、Y,进行如下可逆反应:X(g)+Y(g)Z(g)+W(s)　ΔH>0下列叙述正确的是(　　)
A.若继续充入X,平衡向正反应方向移动,Y的转化率增大
B.若继续充入Z,平衡逆向移动,Z的体积分数减小
C.若移走部分W,平衡正向移动
D.平衡后移走X,上述反应的ΔH减小
答案A
解析B项,通入Z,平衡逆向移动,Z的体积分数增大;C项,W为固体,改变其用量,平衡不移动;D项,ΔH只和方程式中的化学计量数及状态有关,与反应物的量无关。
7.对于反应X+Y(s)Z的平衡体系,若增大压强,Y的平衡转化率增大,则X和Z可能的状态是(　　)
A.X为气态,Z为固态 B.X为固态,Z为气态
C.X为气态,Z为气态 D.X为固态,Z为固态
答案A
解析增大压强,Y的平衡转化率增大,说明平衡向右移动,正反应方向是气体体积减小的方向,因此X为气态,Z为非气体。
8.向盛有5 mL 0.05 mol·L-1 FeCl3溶液的试管中加入5 mL 0.01 mol·L-1KSCN溶液,充分混匀,溶液颜色深浅不再变化后建立化学平衡FeCl3+3KSCNFe(SCN)3+3KCl。下列叙述中,不正确的是(　　)
A.加水至溶液的体积加倍,溶液红色变浅,但化学平衡不移动
B.再滴加少量0.1 mol·L-1 KSCN溶液,溶液血红色变深,化学平衡右移
C.再滴加少量0.1 mol·L-1 NaOH溶液,会有红褐色沉淀产生,上部溶液血红色变浅,化学平衡左移
D.再滴加少量0.1 mol·L-1 FeCl3溶液,溶液血红色变深,化学平衡右移
答案A
解析在溶液中反应的离子方程式为Fe3++3SCN-Fe(SCN)3,加水稀释,Q变大,K不变,即Q>K,平衡向左移动;加入SCN-或Fe3+,Q变小,使QK,平衡向左移动。
9.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″
请回答下列各题:
(1)反应①的平衡常数K'的表达式为　。 
(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
1 173
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③:CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g),其正反应的焓变ΔH　　　(填“>”或“<”)0。 
(3)要使反应③在一定条件下建立的平衡正向移动,可采取的措施为　　　(填字母)。 
A.缩小容器容积 B.降低温度
C.升高温度 D.使用合适的催化剂
答案(1)K'=c平(CO)c平(CO2)　(2)a.吸热　放热　b.>
(3)C
解析由表中数据知:反应①随温度升高,K'值增大,说明反应①为吸热反应;同理可知反应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
用①式减去②式整理得反应③:CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)　ΔH=ΔH'-ΔH″>0。
关键能力提升练
10.在一容积可变的密闭容器中,加入一定量的X、Y,发生反应mX(g)nY(g)　ΔH=Q kJ·mol-1。反应达到平衡时,Y的物质的量浓度与温度、容器容积的关系如下表所示:
容器容积/L
c(Y)/(mol·L-1)
T=100 ℃
T=200 ℃
T=300 ℃
1
1.00
1.20
1.30
2
0.75
0.90
1.00
3
0.53
0.63
0.70

下列说法正确的是(　　)
A.m>n
B.Q<0
C.温度不变,压强增大,Y的质量分数减小
D.容积不变,温度升高,平衡逆向移动
答案C
解析当温度不变时,随着容器容积的扩大,Y物质的浓度不断减小,若平衡不发生移动,在某温度时,容器容积为2 L时Y的浓度应为1 L时的12,但由图表可知事实上容器容积为2 L时Y的浓度大于1 L时的12,即随着容器容积的扩大,压强的减小,平衡正向移动,故m0,故B、D错误。
11.工业上利用Ga与NH3在高温条件下合成半导体材料氮化镓(GaN)固体,同时有氢气生成。反应中,每生成3 mol H2时放出30.8 kJ的热量。在恒温恒容密闭体系内进行上述反应,下列有关表达正确的是(　　)

A.Ⅰ图像中如果纵坐标为正反应速率,则t时刻改变的条件可以为升温或加压
B.Ⅱ图像中纵坐标可以表示镓的转化率
C.Ⅲ图像中纵坐标可以表示化学反应速率
D.Ⅳ图像中纵坐标可以表示体系内混合气体平均相对分子质量
答案A
解析由题意可知,反应的热化学方程式为2Ga(s)+2NH3(g)2GaN(s)+3H2(g)　ΔH=-30.8 kJ·mol-1,Ⅰ图像中如果纵坐标为正反应速率,升高温度或增大压强,反应速率增大,图像符合题意,A项正确;反应容器恒容,增大压强时平衡可能不移动,即镓的转化率不一定增大,B项错误;Ga是固体,其质量不影响反应速率,C项错误;压强不变,升高温度,平衡逆向移动,平均相对分子质量增大;温度不变,增大压强,平衡逆向移动,平均相对分子质量增大,D项错误。
12.一定条件下,在一个容积可变的密闭容器中充入2 mol 的气体A和1 mol的气体B发生反应:2A(g)+B(g)3C(g)　ΔH>0。t1时刻反应达到平衡,并测得反应产物C在容器中的体积分数为φ1。t2时刻改变某一条件(其他条件不变),反应产物C在容器中的体积分数的变化如图所示,则t2时刻改变的条件是(　　)

A.加入1 mol氦气 B.加入1 mol C
C.增大压强 D.升高温度
答案D
解析氦气不参与反应,在恒压条件下加入氦气相当于减小压强,但反应前后气体分子数相等,平衡不移动,气体C的体积分数不变,A错误。增加C的物质的量,恒压条件下或恒容条件下都是等效平衡,气体C的体积分数不变,B错误。增大压强平衡不移动,气体C的体积分数不变,C错误。升高温度,平衡正向移动,气体C的体积分数增大,故D正确。
13.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.等压时,通入稀有气体,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,通入稀有气体,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
答案A
解析等压时,通入稀有气体后,第二个反应平衡向逆反应方向移动,反应器内温度升高,第一个反应平衡向逆反应方向移动,c的物质的量减小,A错误;等压时,通入z气体,第二个反应平衡向逆反应方向(放热反应方向)移动,所以体系温度升高,B正确;由于容器容积不变,通入稀有气体不影响各种物质的浓度,所以各反应速率不变,C正确;等容时,通入z气体,第二个反应平衡向逆反应方向移动,y的物质的量浓度增大,D正确。
14.将等物质的量的N2、H2充入某密闭容器中,在一定条件下,发生如下反应并达到平衡:N2(g)+3H2(g)2NH3(g)　ΔH<0。当改变某个条件并维持新条件直至达到新的平衡时,下表中关于新平衡与原平衡的比较正确的是(　　)
选项
改变条件
新平衡与原平衡比较
A
增大压强
N2的浓度一定减小
B
升高温度
N2的转化率减小
C
充入一定量H2
H2的转化率不变,N2的转化率增大
D
使用适当催化剂
NH3的体积分数增大

答案B
解析正反应是气体体积减小的反应,依据勒·夏特列原理可知增大压强平衡向正反应方向移动,但氮气的浓度仍然比原平衡大,A项不正确;正反应是放热反应,则升高温度平衡向逆反应方向移动,氮气的转化率减小,B项正确;充入一定量的氢气,平衡向正反应方向移动,氮气的转化率增大,而氢气的转化率减小,C项不正确;催化剂只能改变反应速率而不能改变平衡状态,D项不正确。
15.

(双选)一定温度下,密闭容器中进行反应:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)　ΔH<0。测得v正(SO2)随反应时间(t)的变化如图所示。下列有关说法正确的是(　　)
A.t2时改变的条件:只加入一定量的SO2
B.在t1时平衡常数K1等于t3时平衡常数K3
C.t1时平衡混合气的平均相对分子质量大于t3时的平均相对分子质量
D.t1时平衡混合气中SO3的体积分数等于t3时平衡混合气中SO3的体积分数
答案BD
解析t2时,v正(SO2)突然增大,且达到平衡后速率恢复至原来的速率,如果只加入一定量的SO2,达到新的平衡后,反应速率会大于原来的速率,A错误;平衡常数只与温度有关,一定温度下,K值不变,B正确;平衡状态相同,各物质的百分含量相同,平均摩尔质量相同,故C错误、D正确。
16.(双选)(2020山东德州高二上学期期末)某温度下,在一个2 L的密闭容器中,加入4 mol A和2 mol B进行如下反应:2A(g)+B(g)C(s)+3D(g),反应2 min后达到平衡,测得生成1.6 mol C,下列说法不正确的是(　　)
A.前2 min D的平均反应速率为1.2 mol·L-1·min-1
B.此时B的平衡转化率是40%
C.增大该体系的压强,平衡向逆方向移动
D.该温度下平衡常数K=432
答案BC
解析在2 L的密闭容器中,加入4 mol A和2 mol B进行反应:2A(g)+B(g)C(s)+3D(g),反应一段时间后达到平衡,测得生成1.6 mol C,则:
　　　　2A(g)+B(g)C(s)+3D(g)
开始/mol 4 2 0 0
转化/mol 3.2 1.6 1.6 4.8
平衡/mol 0.8 0.4 1.6 4.8
v(D)=Δc(D)Δt=4.8mol2 L2min=1.2 mol·L-1·min-1,故A正确;达到平衡时,参加反应的B的物质的量为1.6 mol×2=3.2 mol,故B的转化率为3.2mol4mol×100%=80%,故B错误;该反应为气体体积不变的反应,增大压强平衡不移动,故C错误;该温度下平衡常数K=c平3(D)c平2(A)·c平(B)=4.830.82×0.4=432,故D正确。
17.在水溶液中橙红色的Cr2O72-与黄色的CrO42-有下列平衡关系:
Cr2O72-+H2O2CrO42-+2H+。把重铬酸钾(K2Cr2O7)溶于水配成的稀溶液是橙色的。
(1)向上述溶液中加入NaOH溶液,溶液呈　　　色,因为　　　　　　　　　　　　　　　　。 
(2)向已加入NaOH溶液的(1)溶液中再加入过量稀硫酸,则溶液呈　　　　　色,因为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 
(3)向原溶液中加入Ba(NO3)2溶液(已知BaCrO4为黄色沉淀),则平衡　　　　　(填“向左移动”或“向右移动”),溶液颜色将　。 
答案(1)黄　OH-与H+结合生成水,使平衡向右移动,CrO42-浓度增大,溶液由橙色变为黄色
(2)橙　H+的浓度增大,平衡向左移动,Cr2O72-的浓度增大,溶液又由黄色变为橙色
(3)向右移动　逐渐变浅,直至无色
解析加碱中和溶液中的H+,平衡右移,溶液中CrO42-的浓度增大;加酸使平衡左移,溶液中Cr2O72-的浓度增大;加Ba(NO3)2溶液发生的反应为Ba2++CrO42-BaCrO4(黄色)↓,平衡向右移动,溶液颜色将由橙色逐渐变浅,直至无色。
学科素养拔高练
18.煤化工中常需研究不同温度下平衡常数、投料比及热值等问题。已知:CO(g)+H2O(g)H2(g)+CO2(g)平衡常数随温度的变化如下表。
温度/℃
400
500
800
平衡常数K
9.94
9
1

试回答下列问题。
(1)上述正向反应是　　　　　　(填“放热”或“吸热”)反应。 
(2)在800 ℃发生上述反应,按下表中的物质的量投入恒容反应器,其中反应向正反应方向进行的有　　　(填“A”“B”“C”“D”或“E”)。 
选项
n(CO)
n(H2O)
n(H2)
n(CO2)
A
1
5
2
3
B
2
2
1
1
C
3
3
0
0
D
0.5
2
1
1
E
3
1
2
1

(3)已知在一定温度下,下列反应的平衡常数:
C(s)+CO2(g)2CO(g)　K;
C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)　K1;
CO(g)+H2O(g)H2(g)+CO2(g)　K2。
则K、K1、K2之间的关系是　　　。 
(4)若反应在500 ℃时进行,设起始时CO和H2O的浓度均为0.02 mol·L-1,求该条件下CO的平衡转化率。
(5)已知下列反应:
CO(g)+12O2(g)CO2(g)
ΔH=-283 kJ·mol-1
H2(g)+12O2(g)H2O(l)
ΔH=-286 kJ·mol-1
在V L密闭容器中通入10 mol CO和10 mol水蒸气,在T ℃达到平衡,然后急速通过碱石灰,将所得混合气体燃烧,测得放出的热量为2 842 kJ,则T ℃平衡常数K=　　　。 
答案(1)放热　(2)BCE
(3)K=K1K2　(4)75%　(5)0.44(或49)
解析(1)由表中数据知,化学平衡常数随温度的升高而减小,说明正反应为放热反应。
(2)当Q (3)由反应C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)减去反应CO(g)+H2O(g)H2(g)+CO2(g)即可得反应:C(s)+CO2(g)2CO(g),则K=K1K2。
(4)设平衡时CO转化了x mol·L-1,则:
　　　CO(g)+　H2O(g)H2(g)+CO2(g)
初始浓度(mol·L-1) 0.02 0.02 0 0
转化浓度(mol·L-1) x x x x
平衡浓度(mol·L-1) 0.02-x 0.02-x x x
K=c平(CO2)·c平(H2)c平(CO)·c平(H2O)
=x·x(0.02-x)·(0.02-x)=9
解得x=0.015
CO的平衡转化率=0.015mol·L-10.02mol·L-1×100%=75%。
(5)设平衡时CO转化了y mol,则:
　　　　　　CO(g)+H2O(g)H2(g)+CO2(g)
初始物质的量/mol 10 10 0 0
转化物质的量/mol y y y y
平衡物质的量/mol 10-y 10-y y y
由题意得:(10-y)×283 kJ+286 kJ·y=2 842 kJ,解得y=4
则平衡时CO、H2O、H2、CO2的物质的量分别为6 mol、6 mol、4 mol、4 mol,则
K=c平(CO2)·c平(H2)c平(CO)·c平(H2O)=(4V)2(6V)2=49≈0.44