化学选择性必修1第2节 化学反应的限度第3课时同步训练题

第3课时　反应条件对化学平衡的影响

课时作业巩固

选题表

基础题组

1.(2021·浙江乐清期中)下列事实不能用勒·夏特列原理解释的是(　C　)

A.开启可乐瓶后,瓶中马上泛起大量泡沫

B.光照新制氯水时,溶液的颜色逐渐变浅

C.工业合成氨选择500 ℃左右的温度比室温有利

D.工业制金属钾:Na(l)+KCl(l)NaCl(l)+K(g),选取适宜的温度,使K从反应混合物中分离出来

解析:溶液中存在二氧化碳的溶解平衡,开启可乐瓶后,压强减小,二氧化碳逸出,瓶中马上泛起大量泡沫,能用勒·夏特列原理解释,故A不符合题意;光照新制氯水,Cl2+H2OHCl+HClO,2HClO2HCl+O2↑,次氯酸分解,促进氯气和水反应的平衡正向移动,氯气浓度减小,黄绿色逐渐变浅,可以用勒·夏特列原理解释,故B不符合题意;工业合成氨是可逆反应,该反应为放热反应,选择500 ℃左右的较高温度能使平衡逆向移动,不利于氨的合成,使用500 ℃左右的高温主要是考虑催化剂的催化效率以及反应速率,不能用勒·夏特列原理解释,故C符合题意;温度升高,K变成蒸气逸出,有利于反应Na(l)+KCl(l)NaCl(l)+K(g)正向进行,能用勒·夏特列原理解释,故D不符合题意。

2.(2021·四川成都期中)将CoCl2溶解于盐酸中可以形成[CoCl4]2-,在溶液中存在化学平衡Co2+(aq,粉红色)+4Cl-(aq)[CoCl4]2-(aq,蓝色)　ΔH>0。下列说法正确的是(　B　)

A.升温,正反应速率增大,逆反应速率减小

B.增大Co2+浓度后,正向平衡常数不变

C.将盛有CoCl2和盐酸混合溶液的试管置于热水中,试管内溶液为粉红色

D.增大Cl-浓度,平衡会正向移动,最终溶液中Co2+、Cl-浓度都减小

解析:升温,正反应速率和逆反应速率都增大,A错误;平衡常数只受温度影响,温度不变,正向平衡常数不变,B正确;此反应吸热,将盛有CoCl2和盐酸混合溶液的试管置于热水中,平衡向右移动,试管内溶液变为蓝色,C错误;增大Cl-浓度,平衡会正向移动,最终溶液中Co2+浓度减小,Cl-浓度增大,D错误。

3.(2021·湖南长沙期中)在一定温度下,向体积恒定的密闭容器中充入等物质的量C(s)和H2O(g),发生反应C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g),下列说法不能说明反应已经达到化学平衡状态的是(　D　)

A.v逆(CO)=v正(H2O)

B.混合气体的密度不变

C.混合气体的平均相对分子质量不变

D.混合气体中H2O、CO、H2的物质的量之比为 1∶1∶1

解析:v逆(CO)=v正(H2O),反应速率之比与系数之比相等,且速率方向相反,则反应已达到平衡状态,故A不符合题意;混合气体的密度

ρ=,体积恒定,反应从正反应方向开始,混合气体的总质量在增大,混合气体的密度是一个变值,若混合气体的密度不变,代表化学反应已达到平衡状态,故B不符合题意;设起始时C(s)和H2O(g)均为a mol,反应t时间后C(s)和H2O(g)均变化了x mol,列三段式有

　　　　　　　C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)

起始/mol      a  a        0     0

变化/mol      x x        x     x

时间t后/mol a-x a-x     x     x

则时间t后混合气体的平均相对分子质量M===

==18-=18-,若反应没有达到平衡,混合气体的平均相对分子质量是一个变值,若混合气体的平均相对分子质量不变,代表化学反应已达到平衡状态,故C不符合题意;平衡时,各种物质的物质的量不再发生变化,但H2O、CO、H2的物质的量之比不一定为

1∶1∶1,故D符合题意。

4.(2021·福建龙岩期中)已知反应2NO2(g,红棕色)N2O4(g,无色)　ΔH<0。将一定量的NO2充入注射器后封口,起始状态如图甲所示,恒温时,注射器在拉伸或压缩的过程中气体的透光率(气体颜色越深,透光率越小)随时间的变化关系如图乙所示,下列对注射器的移动轨迹判断正确的是(　C　)

A.N→M→N B.N→M→P

C.N→P→N D.N→P→M

解析:根据透光率示意图可知,在开始时透光率比较小,后透光率增大,说明注射器活塞向外拉伸,使气体颜色变浅,则活塞位置由N→P;一段时间后,透光率明显下降,比开始时透光率还小,后达到平衡与开始时相同,说明是将注射器的活塞向里压缩,使气体体积减小,最后透光率与开始的N时刻相同,说明注射器活塞位置与开始时相同,注射器活塞向里压缩由P压缩至N,故注射器的移动轨迹为N→P→N,故选C。

能力题组

5.(2021·浙江温州期中)一定温度下,在容积固定的密闭容器中,

发生反应2SO2(g)+O2(g)2SO3(g),下列状态不能说明反应已达到平衡的是(　B　)

A.SO3的体积分数不再改变

B.混合气体的密度不再改变

C.混合气体的平均相对分子质量不再改变

D.混合气体的压强不再改变

解析:根据化学平衡状态的定义,当组分的体积分数不变,说明反应达到平衡,故A不符合题意;组分都是气体,则气体总质量不变,容器为恒容,气体总体积保持不变,根据密度的定义,混合气体密度始终保持不变,不能说明反应达到平衡,故B符合题意;组分都是气体,气体总质量保持不变,该反应气体物质的量减少,根据混合气体平均相对分子质量的定义,当混合气体平均相对分子质量不变,说明反应达到平衡,故C不符合题意;容器为恒容,该气体反应前后气体系数之和不相等,根据相同条件下,气体压强之比等于气体物质的量之比,当混合气体总物质的量保持不变,即气体压强保持不变,说明反应达到平衡,

故D不符合题意。

6.(2021·重庆万州月考)在3种不同条件下,分别向容积为2 L的恒容密闭容器中充入2 mol A和1 mol B,发生反应2A(g)+B(g)2D(g)　ΔH=Q kJ· mol-1。相关条件和数据见下表:

下列说法正确的是(　D　)

A.K3>K2=K1

B.相较于实验Ⅰ,实验Ⅱ可能加入催化剂,改变了反应的限度

C.实验Ⅲ和实验Ⅰ分别达平衡后容器内的气体总物质的量之比是

9∶10

D.实验Ⅲ达平衡后,恒温下再向容器中通入1 mol A和1 mol D,平衡不移动

解析:反应为2A(g)+B(g)2D(g),比较实验Ⅰ和Ⅲ,温度升高,平衡时D的量减少,化学平衡向逆反应方向移动,正反应为放热反应,Q<0,则K3<K1,温度相同,平衡常数相同,则K1=K2,综上,则平衡常数的关系为K3<K2=K1,A错误;由表中数据可知,相较于实验Ⅰ,实验Ⅱ达到平衡所需要的时间大大缩短了,反应速率加快了,可能加入了催化剂,但催化剂不能使平衡发生移动,故改变不了反应的限度,B错误;反应起始时向容器中充入2 mol A和1 mol B,实验Ⅲ达到平衡时,n(D)=1 mol,根据化学方程式,则平衡时n(A)=1 mol,n(B)=0.5 mol,实验Ⅰ达到平衡时,n(D)=1.5 mol,根据化学方程式,平衡时n(A)=0.5 mol,

n(B)=0.25 mol,则==,C错误;实验Ⅲ中,原平衡的化学平衡常数为K==4 mol-1·L,温度不变,则平衡常数不变,实验Ⅲ达到平衡后,恒温下再向容器中通入1 mol A和1 mol D,则此时容器中c(A)=1 mol·L-1,c(B)=0.25 mol·L-1,c(D)=1 mol·L-1,此时浓度商Q=L·mol-1=4 L·mol-1=K,则平衡不发生移动,

D正确。

7.(2021·山东济南月考)一定温度下,在两个体积均为1.0 L的恒容密闭容器中发生反应2CH3OH(g)CH3OCH3(g)+H2O(g)。

下列说法正确的是(　D　)

A.该反应的正反应为吸热反应

B.向平衡后的容器Ⅰ中充入少量CH3OH,平衡不移动

C.达到平衡时的逆反应速率:vⅠ(H2O)O)

D.387 ℃下,若起始时向容器Ⅰ中充入0.15 mol的CH3OH、0.15 mol的CH3OCH3和0.10 mol H2O,则反应将向正反应方向进行

解析:对比表格中Ⅰ、Ⅱ反应条件,可知在其他条件不变时,升高温度,生成物的物质的量减少,说明升高温度,化学平衡逆向移动,逆反应为吸热反应,则该反应的正反应是放热反应,A错误;向平衡后的容器

Ⅰ中充入少量CH3OH,c(CH3OH)增大,化学平衡正向移动,B错误;温度越高,反应速率越快,由于反应温度Ⅰ>Ⅱ,所以达到平衡时的逆反应速率vⅠ(H2O)>vⅡ(H2O),C错误;反应容器的容积是1.0 L,根据表格数据,结合物质反应转化关系可知,在387 ℃下,反应达到平衡时c(CH3OH)=(0.20-2×0.08)mol·L-1=0.04 mol·L-1,

c(CH3OCH3)=c(H2O)=0.08 mol·L-1,化学平衡常数K==4;若起始时向容器Ⅰ中充入0.15 mol的CH3OH、0.15 mol的CH3OCH3和0.10 mol的H2O,则c(CH3OH)=0.15 mol·L-1,

c(CH3OCH3)=0.15 mol·L-1,c(H2O)=0.10 mol·L-1,Q=≈

0.67<4,反应正向进行,D正确。

8.(2021·湖南长沙期中)一定温度下,向3个容积不等的恒容密闭容器(a<b<c)中分别投入2 mol SO3,反生反应2SO3(g)2SO2(g)+O2(g)。t min后,三个容器中SO3的转化率如图中A、B、C三点。下列叙述错误的是(　D　)

A.A点可延长反应时间,但SO3的转化率不会改变

B.容积为c L的容器中SO3的平衡转化率大于80%

C.容积为a L的容器达到平衡后再投入1 mol SO3和1 mol SO2,平衡不移动

D.A、C两点的压强之比为1∶1

解析:因为a<b,a容器中SO3的浓度比b的大,反应速率快,但相同时间,B点转化率达到了80%,而A转化率只有50%,说明A点为平衡状态,延长反应时间,不能提高SO3的转化率,故A正确;容积为c L的容器可相当于容积为b L的容器再扩大体积,若B点达到平衡,SO3的平衡转化率为80%,减压平衡正移,则容积为c L的容器内SO3的平衡转化率大于80%,若B点未达到平衡,容积为b L的容器内SO3的平衡转化率大于80%,则容积为c L的容器内SO3的平衡转化率更大于80%,故B正确;A点SO3的平衡转化率为50%,容器中SO3的物质的量有1 mol,生成1 mol SO2、0.5 mol O2,计算K= mol·L-1,再投入1 mol SO3和1 mol SO2,浓度商Q= mol·L-1=K,平衡不移动,故C正确;A点与C点的SO3的转化率都为50%,反应后混合气体的物质的量相同,温度相同,但体积不相同,压强之比不是1∶1,故D错误。

9.(2021·重庆长寿月考)在容积为1 L的密闭容器中,进行化学反应A(g)+B(g)X(g)+Y(g)(Y为有色气体)。

(1)恒温条件下,该反应达到化学平衡状态的依据是　　　(填字母)。

A.c(A)=c(X)

B.K不变

C.c(Y)保持不变 

D.v正(A)=v逆(B)

E.容器中的压强不变

F.混合气体的密度不变

(2)若保持容积不变,充入气体B,B的转化率　　　　　(填“增大”“减小”或“不变”,下同);若保持容积不变,充入惰性气体,

v正　　　　,体系颜色　　　　　(填“变深”“变浅”或“不变”)。 

(3)该反应化学平衡常数与温度的关系如下表:

①升高温度,化学平衡向　　　　   　(填“正反应”或“逆反应”)方向移动,该反应为　　　　　(填“吸热”或“放热”)反应。 

②某温度下,平衡时各物质的浓度符合下列关系:c(A)·c(B)=

c(X)·c(Y),此时的温度为　　    　　。 

③在1 000 ℃时,发生上述反应,某一时刻测得容器内含有1 mol A、1.2 mol B、0.75 mol X、2.4 mol Y,则此时反应所处的状态

为　　　　　　       　　　(填“向正反应方向进行”“向逆反应方向进行”或“平衡状态”)。 

解析:(1)c(A)=c(X),两者浓度相等,无法判断平衡状态,故A错误;

K只与温度有关,恒温条件下,K始终不变,则无法判断平衡状态,故B错误;c(Y)保持不变,已达平衡状态,故C正确;v正(A)与v逆(B)相等,可以判断平衡状态,故D正确;反应前后气体的总物质的量不变,容器中的压强始终不变,无法判断平衡状态,故E错误;混合气体的质量、体积始终不变,则密度不变,则无法判断平衡状态,故F错误。

(2)若保持容积不变,充入气体B,B的转化率会减小;若保持容积不变,充入惰性气体,则反应物的浓度不变,v正不变,平衡不移动,Y(g)浓度不变,体系颜色不变。

(3)①根据表格可知,升高温度,K增大,则化学平衡向正反应方向移动,该反应为吸热反应。②某温度下,平衡时化学平衡常数K=,根据c(A)·c(B)=c(X)·c(Y),可知K=1.0,则此时的温度为830 ℃。③根据题意,在1 000 ℃时,某一时刻的浓度商Q==

=1.5<1.7,则此时反应所处的状态为向正反应方向进行。

答案:(1)CD　(2)减小　不变　不变

(3)①正反应　吸热　②830 ℃　③向正反应方向进行