2019版高中化學(xué) 第二章 化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡 第3節(jié) 化學(xué)平衡 第2課時課時作業(yè) 新人教版選修4.doc

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第二章　第三節(jié)　化學(xué)平衡第2課時 基 礎(chǔ) 鞏 固 1．已建立化學(xué)平衡的可逆反應(yīng)，當(dāng)改變條件使化學(xué)反應(yīng)向正反應(yīng)方向移動時，下列有關(guān)敘述中，正確的是(　B　) ①生成物的質(zhì)量分?jǐn)?shù)一定增加 ②生成物的產(chǎn)量一定增加 ③反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率一定增大 ④反應(yīng)物的濃度一定降低 ⑤正反應(yīng)速率一定大于逆反應(yīng)速率 ⑥使用了合適的催化劑 A．①②　　 B．②⑤ C．③⑤ D．④⑥ 解析：使用催化劑是不會使化學(xué)平衡移動的，所以⑥錯誤，即D錯誤。如果是減小生成物的濃度，反應(yīng)會向著正反應(yīng)方向進(jìn)行，使生成物的質(zhì)量分?jǐn)?shù)減小(根據(jù)勒夏特列原理，只能減弱這種改變而不能全部抵消這種改變)；只要是平衡向正反應(yīng)方向移動，則其產(chǎn)量一定會增加，①錯誤，②正確。如果是增大一種反應(yīng)物的濃度，其他反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率一定增大，而其自身的轉(zhuǎn)化率卻隨之減小，③、④錯誤。 2．(2017江蘇如東高中高二月考)有甲、乙、丙三支試管，分別加入下列物質(zhì)后，觀察這三支試管的顏色，其中顏色最淺的是(　B　) 甲：10 mL 0.01 molL－1的FeCl3溶液和10 mL 0.01 molL－1的KSCN溶液 乙：5 mL水、10 mL 0.01 molL－1的FeCl3溶液和5 mL 0.01 molL－1的KSCN溶液 丙：10 mL 0.1 molL－1的FeCl3溶液和10 mL 0.1 molL－1的KSCN溶液 A．甲試管 B．乙試管 C．丙試管 D．無法判斷 解析：三支試管中存在如下平衡體系：Fe3＋＋3SCN－Fe(SCN)3(紅色)，由于丙試管中Fe3＋和SCN－的濃度最大，故其顏色最深；甲與乙相比，甲中SCN－的濃度大于乙，平衡正向移動，顏色加深，故乙中顏色最淺。 3．(2017湖北襄陽五中高二開學(xué)考)對已達(dá)到化學(xué)平衡的反應(yīng)2X(g)＋Y(g)2Z(g)，減小壓強(qiáng)時，對反應(yīng)產(chǎn)生的影響是(　C　) A．逆反應(yīng)速率增大，正反應(yīng)速率減小，平衡向逆反應(yīng)方向移動 B．逆反應(yīng)速率減小，正反應(yīng)速率增大，平衡向正反應(yīng)方向移動 C．正、逆反應(yīng)速率都減小，平衡向逆反應(yīng)方向移動 D．正、逆反應(yīng)速率都增大，平衡向正反應(yīng)方向移動 解析：反應(yīng)2X(g)＋Y(g)2Z(g)是反應(yīng)前后氣體體積減小的反應(yīng)，減小壓強(qiáng)時，正、逆反應(yīng)速率都減小，平衡向逆反應(yīng)方向移動，C項(xiàng)正確。 4．(2017河南鶴壁高中高二月考)一定溫度下，在固定容積的密閉容器中，可逆反應(yīng)A(g)＋3B(g)2C(g)達(dá)到平衡時，各物質(zhì)的物質(zhì)的量之比為n(A)∶ n(B)∶ n(C)＝2∶ 2∶ 1。保持溫度不變，以2∶ 2∶ 1的物質(zhì)的量之比再充入A、B、C，則(　C　) A．平衡不移動 B．再達(dá)平衡時，n(A)∶ n(B)∶ n(C)仍為2∶ 2∶ 1 C．再達(dá)平衡時，C的體積分?jǐn)?shù)增大 D．再達(dá)平衡時，正反應(yīng)速率增大，逆反應(yīng)速率減小 解析：題述操作相當(dāng)于增大壓強(qiáng)，平衡向氣體分子數(shù)減小的方向移動，即向正反應(yīng)方向移動，A項(xiàng)錯誤；再次達(dá)到平衡后，C的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)增大，B項(xiàng)錯誤；再次達(dá)到平衡后，C的體積分?jǐn)?shù)增大，C項(xiàng)正確；增大壓強(qiáng)，再次達(dá)到平衡時，正、逆反應(yīng)速率都增大，D項(xiàng)錯誤。 5．在容積固定的容器中存在化學(xué)反應(yīng)： A(s)＋3B(g)2C(g)　ΔH<0 其研究小組研究了其他條件不變時，改變某一條件對上述化學(xué)反應(yīng)的影響，并根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)作出了下列關(guān)系圖。 下列判斷正確的是(　C　) A．圖Ⅰ研究的是A的物質(zhì)的量對反應(yīng)的影響，且乙使用的A的物質(zhì)的量稍大 B．圖Ⅱ研究的是壓強(qiáng)對反應(yīng)的影響，且甲的壓強(qiáng)較高 C．圖Ⅱ研究的是溫度對反應(yīng)的影響，且甲的溫度較高 D．圖Ⅲ研究的是不同催化劑對反應(yīng)的影響，且乙使用的催化劑效率較高 解析：反應(yīng)物A是固體，其在一定溫度下的物質(zhì)的量濃度為常數(shù)，改變A的物質(zhì)的量，不會影響反應(yīng)速率和化學(xué)平衡狀態(tài)，A項(xiàng)不正確。 A(s)＋3B(g)2C(g)的正反應(yīng)是氣體總物質(zhì)的量減小的反應(yīng)，壓強(qiáng)較大，反應(yīng)速率較大，達(dá)到平衡較早；化學(xué)平衡向右進(jìn)行程度較大，反應(yīng)物B的轉(zhuǎn)化率較高，B項(xiàng)不正確。 A(s)＋3B(g)2C(g)的正反應(yīng)是放熱反應(yīng)，溫度較高，反應(yīng)速率較大，達(dá)到平衡較早；化學(xué)平衡向右進(jìn)行程度較小，B的轉(zhuǎn)化率較低，C項(xiàng)正確。 不同的催化劑均不影響化學(xué)平衡狀態(tài)，但催化效率高的催化劑使反應(yīng)速率增加得快，達(dá)到平衡狀態(tài)較早，若乙使用的催化劑效率較高，應(yīng)是乙使反應(yīng)達(dá)到平衡較早，D項(xiàng)不正確。 6．一定條件下，體積為10 L的密閉容器中，1 mol X和1 mol Y進(jìn)行反應(yīng)：2X(g)＋Y(g)Z(g)，經(jīng)60 s達(dá)到平衡，生成0.3 mol Z。下列說法正確的是 (　A　) A．以X濃度變化表示的反應(yīng)速率為0.001 molL－1s－1 B．將容器體積變?yōu)?0 L，Z的平衡濃度變?yōu)樵瓉淼? C．若增大壓強(qiáng)，則物質(zhì)Y的轉(zhuǎn)化率減小 D．若升高溫度，X的體積分?jǐn)?shù)增大，則該反應(yīng)的△H>0 解析：根據(jù)題意可以列出： 2X(g)＋　　Y(g)　　Z(g) 起始/( molL－1)　　0.1　　 0.1　 　0 轉(zhuǎn)化/(molL－1)　　0.06 　　 0.03　 　0.03 平衡/(molL－1)　　0.04 　　 0.07　　 0.03 所以v(X)＝＝0.001 molL－1s－1，故A選項(xiàng)正確；若將容器的體積變?yōu)?0 L，瞬時各物質(zhì)的濃度均減半，根據(jù)平衡移動原理，此平衡應(yīng)向逆反應(yīng)方向移動，所以z的平衡濃度比原來的要小，故B選項(xiàng)錯誤；由于此反應(yīng)的正反應(yīng)是氣體體積縮小的反應(yīng)，因此增大壓強(qiáng)此平衡正向移動，反應(yīng)物X和Y的轉(zhuǎn)化率均增大，故C選項(xiàng)錯誤；X的體積分?jǐn)?shù)增大，說明平衡向逆反應(yīng)方向移動，而升高溫度平衡應(yīng)向吸熱反應(yīng)方向移動，因此此反應(yīng)的正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，即△H<0，所以D選項(xiàng)錯誤。 7．在密閉容器中進(jìn)行如下反應(yīng)：CO2(g)＋C(s)2CO(g) ΔH>0。達(dá)到平衡后，若改變下列條件，則指定物質(zhì)的濃度及平衡如何變化。 (1)增加C，平衡__不移動___，c(CO2)__不變___。 (2)縮小反應(yīng)容器的容積，保持溫度不變，則平衡__向左移動___，c(CO2)__增大___。 (3)保持反應(yīng)容器的容積和溫度不變，通入N2，則平衡__不移動___，c(CO2)__不變___。 (4)保持反應(yīng)容器的容積不變，升高溫度，則平衡__向右移動___，c(CO)__增大___。 解析：(1)C為固體，增加C，其濃度不變，平衡不移動，c(CO2)不變。(2)縮小反應(yīng)容器的容積，即增大壓強(qiáng)，平衡向氣體體積減小的方向移動，c(CO2)增大。(3)保持容積和溫度不變，通入N2，平衡不會發(fā)生移動，c(CO2)不變。(4)容積不變，溫度升高，平衡向吸熱反應(yīng)方向移動，c(CO)增大。 8．以下是關(guān)于“外界因素對化學(xué)平衡影響的實(shí)驗(yàn)研究”的課題，請回答下列問題。 (1)研究的思路與方法 ①研究對象的選擇，現(xiàn)有以下可逆反應(yīng)： A．2NO2(g)N2O4(g)　ΔH<0 B．FeCl3＋3KSCNFe(SCN)3＋3KCl 其中，A適合于研究__bc___對平衡的影響，B適合于研究__a___對平衡的影響。(填字母) a．濃度　　　　　b．溫度　　　　c．壓強(qiáng) ②研究方法：采用控制其他因素不變，改變其中一個因素的方法，進(jìn)行對比實(shí)驗(yàn)。 (2)單一因素對化學(xué)平衡影響的實(shí)驗(yàn)研究。 ①濃度：將FeCl3與KSCN反應(yīng)后所得的混合液分為三等份，分別加入濃FeCl3溶液、濃KSCN溶液和NaOH固體。觀察現(xiàn)象。 現(xiàn)象：加入濃FeCl3溶液后的混合溶液紅色__變深___；加入濃KSCN溶液后的混合溶液紅色__變深___；加入NaOH固體后，混合溶液紅色__變淺___。 ②溫度：將密封并相互連通的盛有NO2的兩個玻璃球。一個放入熱水中，另一個放入冷水中。 現(xiàn)象：放入熱水中的球內(nèi)紅棕色__變深___；放入冷水中的球內(nèi)紅棕色__變淺___。 (3)綜合(2)中研究結(jié)果，請總結(jié)外界因素對化學(xué)平衡的影響規(guī)律：__如果改變影響平衡的條件之一(如參加反應(yīng)的化學(xué)物質(zhì)的濃度、壓強(qiáng)、溫度)，平衡將向著能夠減弱這種改變的方向移動___。 解析：(1)①反應(yīng)A中NO2為紅棕色，N2O4為無色，且它們均為氣體，可借助顏色的變化來研究溫度以及壓強(qiáng)對平衡的影響；而B為溶液中進(jìn)行的反應(yīng)，適合研究濃度對平衡的影響。(2)①加入濃FeCl3溶液后，平衡正向移動，使Fe(SCN)3濃度增大，紅色加深；加入濃KSCN溶液后，平衡同樣向正反應(yīng)方向移動，引起混合溶液紅色加深；加入NaOH固體后，NaOH與FeCl3反應(yīng)，引起平衡逆向移動，紅色變淺。②由于該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，溫度升高，平衡逆向移動，引起NO2濃度增大，顏色加深；溫度降低，平衡正向移動，放入冷水中的球內(nèi)紅棕色變淺。 能 力 提 升 1．下列事實(shí)能用勒夏特列原理解釋的是(　C　) A．由H2、I2蒸氣、HI組成的平衡體系加壓后顏色變深 B．500℃時比室溫更有利于合成氨的反應(yīng) C．合成氨工廠通常采用較高壓強(qiáng)，以提高原料的利用率 D．合成氨工業(yè)中用鐵觸媒做催化劑 解析：如果改變影響平衡的一個條件(如濃度、壓強(qiáng)或溫度等)，平衡就向能夠減弱這種改變的方向移動，勒夏特列原理適用的對象應(yīng)存在可逆過程，若與可逆過程無關(guān)，則不能用勒夏特列原理解釋。A．該反應(yīng)反應(yīng)前后氣體體積不變，所以壓強(qiáng)不影響化學(xué)平衡的移動，增大平衡體系的壓強(qiáng)氣體的體積減小，碘的濃度增大，顏色變深，所以不能用勒夏特列原理解釋，錯誤；B．對工業(yè)合成氨，升高溫度，平衡逆向移動，不利于氨的合成，采用500℃的溫度是在此溫度下，催化劑的活性最高，與平衡移動無關(guān)，錯誤；C．合成氨，增大壓強(qiáng)，平衡正向移動，能提高原料的利用率，與平衡移動有關(guān)，正確；合成氨工業(yè)中用鐵觸媒做催化劑，目的是加快化學(xué)反應(yīng)速率，與平衡移動無關(guān)，錯誤；選C。 2．有平衡體系：CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)　ΔH<0，為了增加甲醇的產(chǎn)量，應(yīng)采取的措施是(　B　) A．高溫、高壓　　　　 B．適宜溫度、高壓、催化劑 C．低溫、低壓 D．高溫、高壓、催化劑 解析：對于反應(yīng)：CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)　ΔH<0，正反應(yīng)為放熱且氣體體積減小的反應(yīng)，欲使化學(xué)平衡向正反應(yīng)方向移動，需降溫、增壓，但溫度太低，反應(yīng)速率太慢，因此應(yīng)適宜溫度。 3．(2017廣西陸川)在2 L恒容密閉容器中充入2 mol X和1 mol Y發(fā)生反應(yīng)：2X(g)＋Y(g)3Z(g) ，反應(yīng)過程持續(xù)升高溫度，測得混合體系中X的體積分?jǐn)?shù)與溫度的關(guān)系如圖所示。下列推斷正確的是(　A　) A．Q點(diǎn)時，Y的轉(zhuǎn)化率最大 B．W點(diǎn)X的正反應(yīng)速率等于M點(diǎn)X的正反應(yīng)速率 C．升高溫度，平衡常數(shù)增大 D．溫度一定，平衡時充入Z，達(dá)到新平衡時Z的體積分?jǐn)?shù)比原平衡時大 解析：A、Q點(diǎn)時，X的體積分?jǐn)?shù)最小，則Y的轉(zhuǎn)化率最大，選項(xiàng)A正確；B、溫度越高，化學(xué)反應(yīng)速率越大，所以W點(diǎn)X的正反應(yīng)速率小于M點(diǎn)X的正反應(yīng)速率，選項(xiàng)B錯誤；C、ΔH< 0，該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，升高溫度，平衡常數(shù)減小，選項(xiàng)C錯誤；D、因?yàn)樵摲磻?yīng)氣體系數(shù)不變，所以平衡時充入Z，新平衡與原平衡等效，Z的體積分?jǐn)?shù)不變，選項(xiàng)D錯誤。答案選A。 4．反應(yīng)2X(g)＋Y(g)2Z(g)在不同溫度下(T1和T2)產(chǎn)物Z的物質(zhì)的量n(Z)與反應(yīng)時間t的關(guān)系如圖所示。下列判斷正確的是(　C　) A．T1T2，正反應(yīng)為吸熱反應(yīng) C．T1>T2，逆反應(yīng)為吸熱反應(yīng) D．T1T2，產(chǎn)物Z的物質(zhì)的量在高溫T1時比低溫T2時小，說明降低溫度平衡向正反應(yīng)方向移動，即正反應(yīng)放熱反應(yīng)，則逆反應(yīng)為吸熱反應(yīng)。 5．(2018內(nèi)蒙古巴彥淖爾)常溫常壓下，在帶有相同質(zhì)量活塞的容積相等的甲、乙兩容器里，分別充有二氧化氮和空氣，現(xiàn)分別進(jìn)行下列兩個實(shí)驗(yàn)：(N2O4(g)2NO2(g)　ΔH ＞ 0)。 (a)將兩容器置于沸水中加熱(b)在活塞上都加2 kg的砝碼 在以上兩情況下，甲和乙容器的體積大小的比較，正確的是(　D　) A．(a)甲＞乙，(b)甲＞乙 B．(a)甲＞乙，(b)甲＝乙 C．(a)甲＜乙，(b)甲＞乙 D．(a)甲＞乙，(b)甲＜乙 解析：a、在熱水中加熱，則溫度升高，對于甲容器，不僅是溫度升高壓強(qiáng)增大，同時平衡正向移動，氣體物質(zhì)的量增加，容器體積增大的多；對于乙容器，僅僅是溫度升高壓強(qiáng)增大，容器體積增大不如甲增大的多，所以(a)甲>乙；b、在活塞上都加2 kg的砝碼，相當(dāng)于加壓，則對于甲容器，不僅是壓強(qiáng)增大容器體積減小，同時壓強(qiáng)增大，平衡逆向移動，氣體物質(zhì)的量減小，體積也縮小，而對于乙容器，僅僅是壓強(qiáng)增大而體積減小，與甲相比，減少的少，所以(b)甲<乙，則答案選D。 6．500 ℃、20 MPa時，將H2和N2置于一容積為2 L的密閉容器中發(fā)生反應(yīng)。反應(yīng)過程中H2、N2和NH3物質(zhì)的量變化如圖所示(10 min時達(dá)到第一次平衡)，下列說法正確的是(　D　) A．反應(yīng)開始到第一次平衡時，N2的平均反應(yīng)速率為0.005 mol/(Lmin) B．從曲線可以看出，反應(yīng)進(jìn)行到10 min至20 min時可能是使用了催化劑 C．從曲線可以看出，反應(yīng)進(jìn)行至25 min時，增加了0.1 mol的氨氣 D．在25 min時平衡正向移動但達(dá)到新平衡后NH3的體積分?jǐn)?shù)比原平衡小 解析：第一次在10 min時達(dá)到平衡，則v(N2)＝＝0.0025 mol/(Lmin)，A項(xiàng)錯誤；由于10 min到20 min時，N2和H2繼續(xù)減少，氨氣繼續(xù)增加，而催化劑不能使平衡發(fā)生移動，故B項(xiàng)錯誤；從圖像可以看出，25 min時，NH3減少了0.1 mol，C項(xiàng)錯誤；25 min時，氨氣的物質(zhì)的量減少，故平衡正向移動，根據(jù)勒夏特列原理可知，再次達(dá)平衡時，氨氣的體積分?jǐn)?shù)比原平衡小，D項(xiàng)正確。 7．在一密閉容器中發(fā)生反應(yīng)：N2＋3H22NH3　ΔH<0，達(dá)到平衡后，只改變某一個條件時，反應(yīng)速率與反應(yīng)時間的關(guān)系如圖所示： 回答下列問題： (1)處于平衡狀態(tài)的時間段是__ACDF___(填字母，下同)。 A．t0～t1　　　　 B．t1～t2 C．t2～t3 D．t3～t4 E．t4～t5　　 F．t5～t6 (2)t1、t3、t4時刻分別改變的一個條件是：t1時刻__C___；t3時刻__E___；t4時刻__B___。 A．增大壓強(qiáng) B．減小壓強(qiáng) C．升高溫度 D．降低溫度 E．加催化劑　　 F．充入氮?dú)? (3)依據(jù)(2)中的結(jié)論，下列時間段中，氨的百分含量最高的是__A___。 A．t0～t1 B．t2～t3 C．t3～t4 D．t5～t6 (4)如果在t6時刻，從反應(yīng)體系中分離出部分氨，t7時刻反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，請?jiān)趫D中畫出反應(yīng)速率的變化曲線。 (5)保持溫度、壓強(qiáng)不變，合成氨反應(yīng)達(dá)到平衡時，測得反應(yīng)混合氣體中氨氣的體積分?jǐn)?shù)為20%，則反應(yīng)后與反應(yīng)前的混合氣體體積之比為__5︰6___。 解析：(1)根據(jù)圖示可知，t0～t1、t2～t3、t3～t4、t5～t6時間段內(nèi)，v(正)、v(逆)相等，反應(yīng)處于平衡狀態(tài)。(2)t1時刻，v(正)、v(逆)同時增大，且v(逆)增大得更快，平衡向逆反應(yīng)方向移動，所以t1時刻改變的條件是升溫。t3時刻，v(正)、v(逆)同時增大且增大量相同，平衡不移動，所以t3時改變的條件是加入催化劑。t4時刻v(正)、v(逆)同時減小，且平衡向逆反應(yīng)方向移動，所以t4時刻改變的條件是減小壓強(qiáng)。(3)根據(jù)圖示知，t1～t2、t4～t5時間段內(nèi)平衡均向逆反應(yīng)方向移動，NH3的含量均比t0～t1時間段內(nèi)的低，所以t0～t1時間段內(nèi)NH3的百分含量最大。(4)t6時刻分離出NH3，v(逆)立即減小，而v(正)逐漸減小，在t7時刻二者相等，反應(yīng)重新達(dá)到平衡，據(jù)此可畫出反應(yīng)速率的變化曲線。(5)設(shè)反應(yīng)前加入a mol N2、b mol H2，達(dá)平衡時生成2x mol NH3，則反應(yīng)后氣體總的物質(zhì)的量為(a＋b－2x)mol，＝0.2，解得：a＋b＝12x，故反應(yīng)后與反應(yīng)前的混合氣體體積之比＝＝＝。