第2课时 反应条件对化学平衡的影响

知能演练　轻松闯关[学生用书单独成册]

[基础温故]

1．下列事实不能用勒·夏特列原理解释的是(　　)

A．向FeCl3和KSCN的混合液中加入NaOH溶液，会有红褐色沉淀产生，上部溶液红色变浅

B．对于2HIH2(g)＋I2(g)　ΔH>0，缩小容器的体积可使颜色变深

C．在实验室可用排饱和食盐水的方法收集氯气

D．打开冰镇啤酒瓶，把啤酒倒入玻璃杯，杯中立即泛起大量泡沫

解析：选B。A项，加入NaOH溶液，OH－与Fe3＋结合成Fe(OH)3沉淀，导致原有平衡逆向移动，溶液红色变浅；B项，反应前后气体分子数不变，缩小容积，各物质的浓度增大，则颜色变深，但平衡状态不变；C项，Cl－浓度升高导致平衡Cl2＋H2OH＋＋Cl－＋HClO逆向移动，有利于氯气的收集；D项，溶解平衡CO2(aq)CO2(g)受气体的压力和温度影响，打开冰镇啤酒瓶，把啤酒倒入玻璃杯，由于压力减小、温度升高，平衡正向移动，所以杯中立即泛起大量泡沫。

2．COCl2(g)CO(g)＋Cl2(g)　ΔH>0。当反应达到平衡时，下列措施：①升温，②恒容通入惰性气体，③增加CO的浓度，④减压，⑤加催化剂，⑥恒压通入惰性气体，能提高COCl2转化率的是(　　)

A．①②④　　　　　　　　 B．①④⑥

C．②③⑥ D．③⑤⑥

解析：选B。该反应的正反应为气体体积增大的吸热反应，所以升温和减压均可以促使平衡正向移动，①④正确。恒压通入惰性气体相当于减压，平衡正向移动，⑥正确。恒容通入惰性气体与加催化剂均对平衡无影响；增加CO的浓度，将导致平衡逆向移动，②③⑤不正确。

3．对于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

解析：选A。增大压强，Y的平衡转化率增大，说明平衡向正反应方向移动，则X为气态，Z为固态或液态。

4．某温度下，在一个2 L的密闭容器中，加入4 mol A和2 mol B进行反应：3A(g)＋2B(g)4C(s)＋2D(g)，反应一段时间后达到平衡，测得生成1.6 mol C，则下列说法正确的是(　　)

A．该反应的化学平衡常数表达式是K＝a8209da538090f3d51017f0e8fc0e0e5.png

B．此时，B的平衡转化率是40%

C．增大该体系的压强，平衡向右移动，化学平衡常数增大

D．增加B，平衡向右移动，B的平衡转化率增大

解析：选B。根据反应物的状态，C物质为固态，所以平衡常数表达式中应没有C物质，故A项错误。平衡时生成1.6 mol C需消耗0.8 mol B，B的转化率为9e31643e35812931b0e32cd19b65e5b5.png×100%＝40%，故B项正确。增大该体系的压强，平衡向右移动，化学平衡常数不变，故C项错误。增加B，平衡向右移动，B的平衡转化率减小，故D项错误。

5．汽车尾气净化中的一个反应：NO(g)＋CO(g)df4344a8d214cca83c5817f341d32b3d.pngN2(g)＋CO2(g)　ΔH＝－373.4 kJ·mol－1。在恒容的密闭容器中，反应达到平衡后，改变某一条件，下列示意图正确的是(　　)

解析：选C。升温，平衡逆向移动，生成物浓度减小，反应物浓度增大，平衡常数减小，同时CO的转化率减小，A、B项都错；平衡常数只与温度有关，与物质的量无关，C项正确；增加N2的物质的量，平衡逆向移动，NO的转化率减小，D项错。

6．低脱硝技术可用于处理废气中的氮氧化物，发生的化学反应为2NH3(g)＋NO(g)＋NO2(g)ee667a5a3982f4d0e6a717bbd35b16ef.png2N2(g)＋3H2O(g)　ΔH<0，在恒容的密闭容器中，下列有关说法正确的是(　　)

A．平衡时，其他条件不变，升高温度可使该反应的平衡常数增大

B．平衡时，其他条件不变，增加NH3的浓度，废气中氮氧化物的转化率减小

C．单位时间内消耗NO和N2的物质的量之比为1∶2时，反应达到平衡

D．其他条件不变，使用高效催化剂，废气中氮氧化物的转化率增大

解析：选C。放热反应升温时，平衡常数减小，A错；增大一种反应物浓度，其他反应物转化率增大，B错；使用催化剂平衡不移动，D错。

7．在密闭容器中进行如下反应：X2(g)＋Y2(g)2Z(g)，已知X2、Y2、Z的起始浓度分别为0.1 mol·L－1、0.3 mol·L－1、0.2 mol·L－1，在一定条件下，当反应达到平衡时，各物质的浓度有可能是(　　)

A．Z为0.3 mol·L－1 B．Y2为0.4 mol·L－1

C．X2为0.2 mol·L－1 D．Z为0.4 mol·L－1

解析：选A。先假定反应向右完全进行，则X浓度为0，Y2浓度为0.2 mol·L－1，Z浓度为0.4 mol·L－1，再假定反应向左完全进行，则Z浓度为0，X2浓度为0.2 mol·L－1，Y2为0.4 mol·L－1，由于可逆反应不能完全进行，选项A正确。

8．反应mA＋nBpC在某温度下达到平衡状态。

(1)若升高温度，A物质的平衡转化率增大，该反应为________热反应。

(2)若C为气体，且m＋n＝p，在加压时化学平衡发生移动，则平衡必定向________(填“正反应”或“逆反应”)方向移动。

(3)如果在体系中增加或减少B的量，平衡均不发生移动，则B肯定不能为________态。

解析：(1)升高温度，A的平衡转化率增大，说明平衡正向移动，则正反应为吸热反应；(2)C为气体， m＋n＝p，若A、B都为气体，则增大压强，平衡不会移动，而加压使平衡发生移动，说明A、B中至少有一种为非气态，则平衡必定逆向移动；(3)由题意知改变B的量，平衡不移动，则B应为固态或液态。

答案：(1)吸　(2)逆反应　(3)气

9．为减少污染，常将煤转化为清洁气体燃料，可将焦炭与水蒸气反应转化为氢气和一氧化碳：C(s)＋H2O(g)H2(g)＋CO(g)　ΔH>0。现在容积固定为2 L的密闭容器中，加入2 mol C(s)和2 mol H2O(g)，在T ℃下充分反应，达到平衡后测得H2为0.75 mol。

(1)计算T ℃下该反应的平衡常数K＝________；若升高温度，则反应平衡常数将________(填“增大”、“减小”或“不变”)。

(2)上述条件下该反应达到平衡状态，下列说法正确的是________(填序号)。

A．降低温度，H2O(g)的转化率降低

B．加入催化剂，CO的产率增大

C．增加碳的量，H2O(g)的转化率增大

D．缩小容器体积，平衡向逆反应方向移动

(3)若将上述容器改为恒压容器(两个容器初始容积相同)，相同温度下加入2 mol C(s)和2 mol H2O(g)，达到平衡后，H2O(g)的转化率将________(填“增大”、“减小”或“不变”)

解析：(1)[H2]＝[CO]＝c137f8239cccfc28497c74a66bf28f21.png＝0.375 mol/L，

[H2O]＝41a5c98fd1a1ccde9be0e17d8a18553a.png＝0.625 mol/L，

K＝731a4abed35d32a5f8f8b39d5dcc4975.png＝794c157dc881f71fae5c434fca6ab89c.png＝0.225 mol/L。

升高温度，该平衡向右移动，其化学平衡常数K将增大。

(2)降低温度，该平衡向左移动，H2O(g)的转化率降低，A正确；催化剂对化学平衡没有影响，因此加入催化剂，CO的产率不变，B错误；碳为固体，增加碳的量平衡不移动，H2O(g)的转化率不变，C错误；缩小容器的体积，气体的压强增大，该平衡向左移动，D正确。

(3)容积固定时，随着反应的进行，气体的压强将增大，所以该反应达到平衡时，容积固定容器中气体的压强大于恒压容器中气体的压强，减小压强，C(s)＋H2O(g)H2(g)＋CO(g)向右移动，H2O(g)转化率增大。

答案：(1)0.225 mol/L　增大　(2)AD　(3)增大

[能力提升]

10．在密闭容器中，对于可逆反应A＋3B2C(g)，平衡时C的体积分数与温度和压强的关系如图所示，下列判断正确的是(　　)

A．A一定为气体

B．B一定为气体

C．该反应是放热反应

D．若正反应方向ΔH<0，则T1>T2

解析：选B。根据图像知压强增大平衡向正反应方向移动，因此正反应是一个气体物质的量减小的反应，B必须为气体，正反应才可能为气体体积减小的反应，A项错误，B项正确。图像上T1和T2不知道大小，所以无法判断该反应的热效应，C项错误；D项中若正反应为放热反应，由图知从T1到T2，C的体积分数减小，则可知平衡逆向移动，由此判断T1<T2，D项错误。

11．在一体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、气体体积的关系如下表所示：

下列说法正确的是(　　)

A．m>n

B．Q<0

C．温度不变，增大压强，Y的质量分数减小

D．体积不变，升高温度，平衡向逆反应方向移动

解析：选C。由表知，体积不变，升高温度，[Y]增大，平衡右移，因升高温度，平衡向吸热方向移动，说明正反应为吸热反应，则Q>0，B、D错；温度不变，容器体积增大，即由1 L变为2 L，若平衡不移动，此时[Y]应减小为原来的一半，现[Y]比原来的一半大，即减小压强，平衡向右移动，向气体体积增大的方向移动，所以m<n，A错；因为m<n，增大压强，平衡向逆反应方向移动，所以Y的质量分数减小，C正确。

12．CO与H2在催化剂作用下合成甲醇的反应为CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)。在容积均为1 L的a、b、c、d、e五个密闭容器中分别充入等量的1 mol CO和2 mol H2混合气体，实验测得相关数据如图1和图2所示。

下列有关说法正确的是(　　)

A．该反应的正反应是气体体积减小的吸热反应

B．K1<K2(K为该条件下反应的平衡常数)

C．反应进行到5 min时，a、b两容器中平衡正向移动，d、e容器中平衡逆向移动

D．将容器c中的平衡状态转变到容器d中的平衡状态，可采取的措施有升温或减压

解析：选D。由图1知升高温度甲醇的物质的量减少，平衡逆向移动，说明逆反应是一个吸热反应，正反应是一个放热反应，A项错误。升高温度K减小，B项错误。由图2知，a、b由于温度低、时间短没有达到平衡，平衡正向移动，d、e达到平衡，C项错误。根据该反应正反应是一个气体体积减小的放热反应，由c到d平衡逆向移动，故可以采取的措施有升温或减压，D项正确。

13．钾是一种活泼的金属，工业上通常用金属钠和氯化钾在高温下反应制取，该反应为Na(l)＋KCl(l)NaCl(l)＋K(g)　ΔH>0。

该反应的平衡常数可表示为K＝[K]，各物质的沸点与压强的关系见上表。

(1)在常压下金属钾转变为气态从反应混合物中分离的最低温度约为________，而反应的最高温度应低于________。

(2)在制取钾的过程中，为了提高原料的平衡转化率可以采取的措施是________________________________________________________________________。

(3)常压下，当反应温度升高到900 ℃时，该反应的平衡常数可表示为K＝________________。

解析：(1)在常压下金属钾转变为气态从反应混合物中分离的最低温度不能低于金属钾的沸点(770 ℃)；反应的最高温度应低于Na的沸点(890 ℃)，否则Na也成为气体和K一起出来，致使所得K不纯。(2)反应Na(l)＋KCl(l)NaCl(l)＋K(g)　ΔH>0，为气体分子数增加的吸热反应，则低压、高温、不断移走钾蒸气，有利于平衡右移。(3)常压下，当反应温度升高到900 ℃时，Na也为气体，所以该反应的平衡常数可表示为K＝0c38615af6581e2d9a0c6216e07df779.png。

答案：(1)770 ℃　890 ℃　(2)降低压强或移去钾蒸气或适当升高温度　(3)0c38615af6581e2d9a0c6216e07df779.png

14．一定条件下，在体积为3 L的密闭容器中，一氧化碳与氢气反应生成甲醇(催化剂为Cu2O/ZnO)：CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)。

根据题意完成下列各题：

(1)反应达到平衡时，平衡常数表达式K＝__________，升高温度，K值将________(填“增大”、“减小”或“不变”)。

(2)在其他条件不变的情况下，将处于E点的体系体积压缩到原来的df4344a8d214cca83c5817f341d32b3d.png，下列有关该体系的说法正确的是________。

a．氢气的浓度减少

b．反应物浓度减小，生成物浓度增大

c．甲醇的物质的量增加

d．重新平衡时n(H2)/n(CH3OH)增大

(3)做为催化剂的Cu2O也可以被CO还原，为维持Cu2O的量不变，常向反应体系中通入少量CO2，试用文字和化学方程式加以解释：________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

解析：(1)K＝1efc7cb4d38cf1febe99c41d7b564cb1.png，升高温度，甲醇的物质的量减小，平衡左移，说明正向是放热反应，则升温时K值减小。

(2)压缩体积，增大压强，反应物、生成物浓度均会增大，由于压强增大，平衡正向移动，反应物浓度会比2倍少一些。

(3)Cu2O和CO发生反应：Cu2O＋CO2Cu＋CO2，Cu2O会减少，通入少量CO2，会抑制Cu2O与CO反应。

答案：(1)1efc7cb4d38cf1febe99c41d7b564cb1.png　减小　(2)c

(3)Cu2O和CO发生反应：Cu2O(s)＋CO(g)2Cu(s)＋CO2(g)，通入少量CO2可抑制Cu2O与CO反应，防止Cu2O因反应而减少