化学选择性必修1第二节 化学平衡第2课时测试题

第2课时　影响化学平衡的因素

课后·训练提升

基础巩固

1.下列说法不正确的是(　　)。

A.反应混合物中各组分百分含量发生改变,化学平衡一定发生了移动

B.外界条件的改变引起v正≠v逆,则平衡一定发生移动

C.平衡移动时,反应物的浓度一定减小

D.外界条件发生变化,化学平衡不一定移动

答案:C

解析:外界条件的改变使正、逆反应速率不相等时才能使化学平衡发生移动,升高温度使化学平衡逆向移动时反应物的浓度增大。

2.有甲、乙、丙三支试管,分别加入下列物质后,观察这三支试管的颜色,其中颜色最浅的是(　　)。

甲:10 mL 0.01 mol·L-1的FeCl3溶液和10 mL 0.01 mol·L-1的KSCN溶液

乙:5 mL水、10 mL 0.01 mol·L-1的FeCl3溶液和5 mL 0.01 mol·L-1的KSCN溶液

丙:10 mL 0.1 mol·L-1的FeCl3溶液和10 mL 0.1 mol·L-1的KSCN溶液

A.甲试管 B.乙试管

C.丙试管 D.无法判断

答案:B

解析:三支试管中存在如下平衡体系:Fe3++3SCN-Fe(SCN)3(红色),由于丙试管中Fe3+和SCN-的浓度最大,故其颜色最深;甲与乙相比,甲中SCN-的浓度大于乙,平衡正向移动,颜色加深,故乙中颜色最浅。

3.已知化学反应2A(?)+B(g)2C(?)达到平衡,当增大压强(减小容积)时,平衡向逆反应方向移动,则下列情况可能的是(　　)。

A.A是气体,C是固体

B.A、C均为气体

C.A、C均为固体

D.A是固体,C是气体

答案:D

解析:增大压强,平衡逆向移动说明逆反应是气体物质的量减小的反应,故C为气体,A为非气态(如固体)。

4.已知反应2NO(g)+O2(g)2NO2(g)　ΔH<0,如图所示的曲线是其他条件一定时,NO的平衡转化率与温度的关系曲线。图中标有A、B、C、D四点,其中表示未达到平衡状态,且v正>v逆的点是(　　)。

A.A点 B.B点

C.C点 D.D点

答案:C

解析:坐标系的纵轴表示NO的平衡转化率,横轴表示温度,曲线上的任意一点表示在该温度下达到平衡状态时对应的NO的转化率。C点时NO的平衡转化率比对应温度下的NO的平衡转化率小,因此需要转化更多的NO,即C点未达到平衡状态,且v正>v逆。A点表示未达到平衡状态,但A点时NO的平衡转化率比对应温度下的NO的平衡转化率大,v正<v逆。B、D点表示达到平衡状态。

5.二甲醚(CH3OCH3)是制冷剂、局部麻醉药和燃料。工业上可利用CO2催化加氢合成二甲醚,其过程中主要发生下列反应。

反应Ⅰ:CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)　ΔH1>0

反应Ⅱ:2CO2(g)+6H2(g)CH3OCH3(g)+3H2O(g)　ΔH2<0

一定条件下,在密闭容器中投入一定量CO2和H2发生上述反应。下列说法正确的是(　　)。

A.其他条件不变,升高温度,CO2的平衡转化率一定降低

B.其他条件不变,给体系加压,反应Ⅰ平衡不移动

C.其他条件不变,增大H2投入量,一定能提高CH3OCH3平衡产率

D.其他条件不变,使用不同催化剂对CH3OCH3的平衡产率不产生影响

答案:D

解析:反应Ⅰ为吸热反应,反应Ⅱ为放热反应,其他条件不变,升高温度,反应Ⅰ向正反应方向移动,二氧化碳的转化率增大,反应Ⅱ向逆反应方向移动,二氧化碳的转化率减小,A项错误;反应Ⅰ和反应Ⅱ两步反应同时进行,给体系加压,对反应Ⅱ的平衡产生影响,反应Ⅰ也随之移动,B项错误;其他条件不变,增大反应物氢气的投入量,反应Ⅰ和反应Ⅱ均向正反应方向移动,生成物的浓度均会增大,所以二甲醚的产率不一定会增大,C项错误;其他条件不变,使用不同催化剂均可增大化学反应速率,但不会对CH3OCH3的平衡产率产生影响,D项正确。

6.对于可逆反应A2(g)+3B2(g)2AB3(g)　ΔH<0,下列图像正确的是(　　)。

答案:C

解析:升高温度,正、逆反应速率都增大,平衡向逆反应方向移动,交叉点后,逆反应速率应该大于正反应速率,A项错误;该反应是气体体积减小的可逆反应,增大压强,平衡向正反应方向移动,所以生成物的含量增大而不是减小,B项错误;该反应是放热反应,升高温度,平衡向逆反应方向移动,则生成物的含量减小,一定温度下,增大压强,平衡向正反应方向移动,则生成物的含量增大,C项正确;温度越高,反应速率越大,则达到平衡所需时间越短,升高温度,平衡向逆反应方向移动,反应物的含量增大,D项错误。

7.下列事实能用勒夏特列原理来解释的是(　　)。

A.工业上制取SO3,通常需要使用催化剂:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)

B.铁在潮湿的空气中容易生锈

C.减小容器的容积,H2、I2、HI平衡体系混合气体颜色变深:H2(g)+I2(g)2HI(g)

D.实验室采用排饱和食盐水的方法收集氯气:Cl2+H2OH++Cl-+HClO

答案:D

解析:催化剂不会使平衡发生移动,不能用勒夏特列原理解释,A项错误;铁生锈是不可逆过程,不能用勒夏特列原理解释,B项错误;H2(g)+I2(g)2HI(g)反应后气体体积不变,减小容器的容积,I2(g)浓度增大,气体颜色变深,但平衡不移动,不能用勒夏特列原理解释,C项错误;氯气与水的反应是可逆反应,饱和氯化钠溶液中氯离子浓度大,有利于化学平衡逆向移动,从而抑制氯气溶解,实验室用排饱和食盐水的方法收集氯气,能用勒夏特列原理解释,D项正确。

8.(1)工业上利用H2与CO2合成二甲醚的反应为6H2(g)+2CO2(g)CH3OCH3(g)+3H2O(g)　ΔH<0;温度升高,反应达到新的平衡后,CH3OCH3的产率将　　　　(填“变大”“变小”或“不变”,下同),混合气体的平均相对分子质量将　                            。 

(2)某科研小组欲研究在其他条件不变的情况下,改变起始氧气的物质的量对反应4NO2(g)+O2(g)2N2O5(g)　ΔH<0的影响。

①图像中T1和T2的关系是T1　　　　(填“>”“<”或“=”)T2。 

②比较A、B、C三点所处的平衡状态中,反应物NO2的转化率最大的是　　。

答案:(1)变小　变小　(2)①>　②C

解析:(1)正反应放热,升高温度,平衡向逆反应方向移动,二甲醚的产率变小。气体的质量不变,物质的量增大,因此混合气体的平均相对分子质量将变小。

(2)①正反应是放热反应,升高温度,平衡向逆反应方向移动,生成物含量降低,所以温度是T1>T2。

②增加氧气的浓度,能增大NO2的转化率,所以反应物NO2的转化率最大的是C点。

能力提升

1.在一密闭容器中进行以下可逆反应:M(g)+N(g)P(g)+2L(?)。在不同的条件下P的质量分数的变化情况如图,则该反应(　　)。

A.正反应放热,L是固体

B.正反应放热,L是气体

C.正反应吸热,L是气体

D.正反应放热,L是固体或气体

答案:B

解析:依据图像分析,相同条件下,先拐先平温度高,压强大,依据Ⅰ、Ⅱ可知温度越高w(P)越小,说明升温平衡逆向移动,正反应为放热反应。结合Ⅱ、Ⅲ,压强越大,w(P)越小,说明增大压强平衡逆向移动,增大压强平衡向体积减小的方向移动,则L为气体。

2.在密闭容器中的一定量混合气体发生反应:xA(g)+yB(g)zC(g),达到平衡时,测得A的浓度为0.5 mol·L-1,在温度不变的条件下,将容器的容积扩大到原来的两倍,反应再次达到平衡,测得A的浓度降低为0.3 mol·L-1。下列有关判断正确的是(　　)。

A.x+y<z

B.平衡向正反应方向移动

C.C的体积分数降低

D.B的浓度增大

答案:C

解析:在温度不变的条件下,将容器的容积扩大到原来的两倍,若平衡不移动,则A的浓度为0.25mol·L-1;容积扩大到原来的两倍再次达到平衡时A的浓度为0.3mol·L-1>0.25mol·L-1,说明减小压强,平衡向逆反应方向移动,x+y>z,C的体积分数降低,B的浓度减小。

3.(2023重庆一中高二月考)已知T℃下:

①2NH3(g)+CO2(g)NH2COONH4(s)　ΔH=-159.5 kJ·mol-1

②NH2COONH4(s)CO(NH2)2(s)+H2O(g)　ΔH=+116.5 kJ·mol-1

在该温度下,向刚性容器中投入足量NH2COONH4(s),达平衡后测得容器内的总压为p kPa,且CO2(g)的分压等于H2O(g)的分压,下列说法正确的是(　　)。

A.反应②的Kp为p kPa

B.若温度不变,缩小容器的容积达新平衡后,NH3的分压减小

C.若升高温度,H2O(g)的体积分数减小

D.若保持温度不变,再通入NH3(g),H2O(g)的分压增大

答案:C

解析:CO2(g)的分压等于H2O(g)的分压,而NH3(g)是H2O(g)分压的2倍,故反应②的Kp为pkPa,A项错误;若温度不变,反应①平衡常数不变,故缩小容器的容积达新平衡后,NH3(g)的分压不变,B项错误;反应①和反应②相加可知, 2NH3(g)+CO2(g)CO(NH2)2(s)+H2O(g)　ΔH<0,若升高温度,平衡逆向移动, H2O(g)的体积分数减小,C项正确;若保持温度不变,再通入NH3,反应②平衡常数不变,H2O(g)的分压不变,D项错误。

4.(1)在一定温度和压强下,有如下反应:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g),将1.6 mol SO2和0.8 mol O2放入一容积可变的密闭容器中,测得容器的起始容积为100 L。经一段时间后,反应达到平衡,测得混合气体的密度为1.6 g·L-1。请回答下列问题。

①达平衡时混合气体的体积为　　　　,SO2的转化率为　　　　。 

②若起始时加入a mol SO2、b mol O2,且a∶b=2∶1,在同样温度和压强下,反应达到平衡时,测得混合气体的容积为120 L。则a、b的值分别为a=　　　　,b=　　　　。

(2)600 ℃时,在一密闭容器中,将二氧化硫和氧气混合,反应过程中SO2、O2、SO3物质的量变化如图所示,反应处于平衡状态的时间是　　　　　　　　　　。 

(3)据上图判断,反应进行至20 min时,曲线发生变化的原因是　　　　　　　(用文字表达);10 min到15 min的曲线变化的原因可能是　　　　(填字母)。 

A.加了催化剂

B.缩小容器容积

C.降低温度

D.增加SO3的物质的量

答案:(1)①80 L　60%　②2.4　1.2

(2)15~20 min和25~30 min

(3)增加了O2的量　AB

解析:(1)①设达到平衡时SO2转化的物质的量为xmol,则有

　　　　     2SO2+　    O2　 2SO3

起始量/mol 1.6 0.8 0

转化量/mol x  x

平衡量/mol 1.6-x 0.8- x

ρ=,即1.6g·L-1=

解得:V=80L。再根据题意知:,解得x=0.96,SO2的转化率为×100%=60%。

②温度不变,SO2的转化率不变。

　　　　     2SO2  +    O2   2SO3

起始量/mol 2b b 0

转化量/mol 1.2b 0.6b 1.2b

平衡量/mol 0.8b 0.4b 1.2b

由①知平衡时体积为80L时,气体总物质的量为1.92mol,则:,

解得:b=1.2,则a=2×1.2=2.4。

(2)反应处于平衡状态时,各组分的物质的量保持不变,由图知:15~20min和25~30min这两个时间段内,反应处于平衡状态。

(3)由图知,20min时,O2的物质的量突然增大,SO2和SO3的物质的量此时没有改变,随后O2和SO2物质的量减少,SO3的物质的量增加,反应正向进行,说明20min时曲线发生变化的原因为增加了O2的量。由图知10~15min,反应仍继续向正方向进行,但反应速率明显增大,故A、B均符合图像变化。