课时作业7 影响化学平衡的因素(word练习)-【状元桥·优质课堂】2024-2025学年新教材高中化学选择性必修第一册(人教版2019）

课时作业（七） （建议用时：40 min） （见学生用书P150） 1.下列事实能用勒夏特列原理解释的是（　　） A.工业制硫酸采用二氧化硫催化氧化，高温可以提高单位时间SO3的产量 B.合成氨工业中使用铁触媒作催化剂 C.晒自来水养小金鱼 D.容器中存在2NO2N2O4，增大压强颜色变深 答案　C　 解析　SO2催化氧化生成SO3的反应为放热反应，升高温度，平衡向逆反应方向移动，SO3的产量减小，升温，反应速率加快，单位时间内SO3的产量增大，不能用勒夏特列原理解释，A项错误；加入催化剂有利于加快合成氨的反应速率，但是不会引起平衡移动，不能用勒夏特列原理解释，B项错误；用氯气消毒的自来水中存在可逆反应：Cl2＋H2OH＋＋Cl－＋HClO，次氯酸见光分解，促进平衡正向移动，减小氯气的含量，C项正确；增大压强，平衡向正反应方向移动，二氧化氮的浓度减小，不能用勒夏特列原理解释颜色变深的现象，D项错误。 2.在一密闭容器中，反应3A（g）＋B（s）2C（g）＋2D（g）　ΔH＞0达到平衡后，改变相应条件，下列说法正确的是（　　） A.增加A的浓度，平衡向正反应方向移动，平衡常数增大 B.升高温度，正反应速率增大，逆反应速率减小，平衡向正反应方向移动 C.恒温恒容充入Ne，容器内压强增大，v（正）、v（逆）均增大 D.增加B的用量，正、逆反应速率不变，平衡不移动 答案　D　 解析　增加A的浓度，平衡向正反应方向移动，但平衡常数只与温度有关，所以平衡常数不变，A项错误；升高温度，正、逆反应速率均增大，B项错误；恒温恒容充入Ne，虽然容器内压强增大，但由于容器体积不变，反应体系中气体的浓度不变，故正、逆反应速率均不变，C项错误；B是固体，增加B的用量，正、逆反应速率均不变，平衡也不移动，D项正确。 3.常压下羰基化法精炼镍的原理为Ni（s） ＋ 4CO（g）Ni（CO）4（g），下列判断正确的是（　　） A.增加Ni的用量，可加快该反应速率 B.该反应达到平衡时，4v生成[Ni（CO）4]＝v生成（CO） C.减压，平衡逆向移动，反应的平衡常数减小 D.选择合适的催化剂可提高CO转化率 答案　B　 解析　Ni为固体，增加Ni的用量，反应速率不变，A项错误；减压，平衡逆向移动，温度未变，则反应的平衡常数不变，C项错误；选择合适的催化剂可提高反应速率，对CO转化率无影响，D项错误。 4.在密闭容器中的一定量混合气体发生反应xA（g）＋yB（g）zC（g），平衡时测得A的浓度为0.50 mol/L，保持温度不变，将容器的容积扩大到原来的两倍。再达平衡时，测得A的浓度为0.30 mol/L。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的体积分数减小 D. B的转化率升高 答案　C　 解析　xA（g）＋yB（g）zC（g），平衡时测得A的浓度为0.50 mol/L，保持温度不变，将容器的容积扩大到原来的两倍，若平衡不移动，A的浓度为0.25 mol/L，而再达平衡时，A的浓度为0.30 mol/L，说明体积增大（压强减小）平衡逆向移动，则逆反应方向为体积增大的方向，则x＋y＞z，A、B项错误；平衡逆向移动，C的体积分数减小，B的转化率降低，C项正确，D项错误。 5.我国自主知识产权的首套煤基乙醇工业化项目的生产过程：先用煤制得乙酸甲酯，再将乙酸甲酯转化为乙醇。乙酸甲酯转化为乙醇涉及反应原理：CH3COOCH3（g）＋2H2（g）C2H5OH（g）＋CH3OH（g）　ΔH＜0。如图表示合成反应在某段时间t0～t6中反应速率与反应过程的曲线图，t1、t3、t4时刻分别改变某一外界条件。下列说法不正确的是（　　） A. t1时改变的条件是升高温度 B. t3时改变的条件是加入高效催化剂 C. t4时改变的条件是增大反应容器，使体系压强减小 D.在到达化学平衡的时间段中，C2H5OH的体积分数最小的一段时间是t2→t3 答案　D　 解析　对于题给反应，升高温度，正、逆反应速率均增大，且平衡逆向移动，因此 t1时改变的条件是升高温度，A项正确；加入催化剂，正、逆反应速率同等程度增大，平衡不移动，因此t3时改变的条件是加入高效催化剂，B项正确；当温度一定时，扩大反应容器，使反应组分气体压强减小，平衡逆向移动，正、逆反应速率都会减小，C项正确；由图像可知，在到达化学平衡的时间段中，C2H5OH的体积分数最小的一段时间是t5→t6，D项错误。 6.工业上常用氯化氢和氧气反应制氯气。在某一恒容密闭容器中，投入等物质的量浓度的反应物，发生反应的化学方程式为4HCl（g）＋O2（g）2Cl2（g）＋2H2O（g）　ΔH，HCl的平衡转化率随温度、压强的变化关系如图所示，下列说法错误的是（　　） A. p1＞p2 B.ΔH＜0 C. Ka＝Kb＞Kc D.反应速率：v（a）＞v（c） 答案　D　 解析　p1→p2，HCl的平衡转化率减小，即平衡逆向移动，应为减压，故p1＞p2，A项正确；压强不变，温度升高，HCl的平衡转化率减小，即平衡逆向移动，则ΔH＜0，B项正确；a、b点温度相同，平衡常数相同，c点温度高于b点，平衡逆向移动，c点的平衡常数小于b点，即Ka＝Kb＞Kc，C项正确；c点压强高于a点，温度高于a点，v（a）＜v（c），D项错误。 7.下列说法正确的是（　　） A.一定条件下，将TiO2和焦炭放入密闭真空容器中，反应TiO2（s）＋C（s）Ti（s）＋CO2（g）达到平衡，保持温度不变，缩小容器容积，体系重新达到平衡后，容器压强不变 B.在一定条件下反应N2（g）＋3H2（g）2NH3（g）的平衡常数为K1；反应N2（g）＋H2（g）NH3（g）的平衡常数为K2（平衡常数为同温度下的测定值），则K1＝K2 C.在FeCl3＋3KSCNFe（SCN）3＋3KCl的溶液平衡体系中，在溶液中加入少量的KCl固体，平衡向左移动 D.血浆中存在H2CO3/HC缓冲体系：[H＋（aq）＋HC（aq）H2CO3（aq）CO2（g）＋H2O（l）]，作用是维持着血浆体系中O2平衡 答案　A　 解析　由于该反应的平衡常数为K＝c（CO2），温度不变，K不变，所以c（CO2）不变，容器压强不变，A项正确；化学平衡常数和热化学方程式的化学计量数有关系，根据平衡常数的计算方法，可得K1＝，B项错误；该反应的离子方程式为：Fe3＋＋3SCN－Fe（SCN）3，该平衡移动和K＋、Cl－没有关系，在溶液中加入少量的KCl固体，平衡不移动，C项错误；由该缓冲体系可知，其作用是维持着血浆体系中CO2的平衡，D项错误。 8.反应mA＋nBpC在某温度下达到平衡时： （1）若A、B、C都是气体，减压后，正反应速率小于逆反应速率，则m、n、p的关系为　　　　。 （2）若只有C为气体，且m＋n＝p，在加压时，化学平衡发生移动，则平衡必定是向　　　　（填“正反应”或“逆反应”）方向发生移动。 （3）如果在体系中增加或减少B的量，平衡均不移动，则B是　　　　态或　　　　态。 （4）若升高温度，A的转化率减小，则此反应的逆反应是　　　　（填“吸热”或“放热”）反应。 解析　（1）若A、B、C都是气体，减压后，正反应速率小于逆反应速率，即平衡逆向移动，减压即增大体积，平衡向气体体积增大的方向移动，故m＋n＞p。（2）若只有C为气体，m＋n＝p，则加压时，平衡向气体体积减小的方向移动，即逆向移动。（3）若增加或减小B的量，平衡均不移动，则B为固态或液态。（4）升高温度，A的转化率减小，即平衡逆向移动，说明反应的逆反应为吸热反应。 答案：（1）m＋n＞p　（2）逆反应　（3）固　液　（4）吸热 9.在一定条件下，可逆反应A＋BmC变化如图所示。已知纵坐标表示不同温度和压强下生成物C在混合物中的质量分数，p为反应在T2温度时达到平衡后增大容器内压强的变化情况，回答下列问题： （1）温度T1　　　　T2（填“大于”“等于”或“小于”），正反应是　　　　（填“吸热”或“放热”）反应。 （2）如果A、B、C均为气体，则m　　　　2（填“大于”“等于”或“小于”）。 （3）当温度和容积不变时，如向平衡体系中加入一定的某稀有气体，则体系的压强　　　　，平衡　　　　移动。 （4）当温度和压强不变时，如向平衡体系中加入一定量的某稀有气体，平衡向　　　　移动。 解析　（1）温度越高，反应速率越快，达到平衡所需时间越短，由图像可知T1＞T2，温度升高，w（C）的含量降低，即升温，平衡左移，说明正反应为放热反应。（2）增大压强，w（C）含量降低，即平衡左移，说明正反应为体积增大的反应，m＞2。（3）当温度、容积不变时，充入“惰”气，由于各反应物、生成物的浓度不变，所以平衡不移动。（4）当温度、压强不变时，充入“惰”气，体积扩大，根据m＞2，平衡右移。 答案：（1）大于　放热　（2）大于　（3）增大　不 （4）正反应方向 10.已知某可逆反应mA（g）＋ nB（g）pC（g）在密闭容器中进行，下图表示在不同反应时间t、温度T和压强P与反应物B在混合气体中的百分含量B％的关系曲线，由曲线分析，下列判断正确的是（　　） A. T1＜T2、P1＞P2、m＋n＞p，ΔH ＜0 B. T1＞T2、P1＜P2、m＋n＜p，ΔH ＞0 C. T1＜T2、P1＞P2、m＋n＜p，ΔH ＜0 D. T1＞T2、P1＜P2、m＋n＞p，ΔH ＞0 答案　B　 解析　根据“先拐先平，数值大”， 可知P1＜P2，T1＞T2；增大压强，B在混合气体中的百分含量增大，说明平衡逆向移动，可知正反应气体系数和增大，m＋n＜p；升高温度，B在混合气体中的百分含量减小，说明平衡正向移动，可知正反应吸热，ΔH ＞0，故选B项。 11.控制压强分别为100 kPa和10 kPa，将丁烷和氢气（氢气可以活化催化剂）以一定的比例通过填充有催化剂的反应器，发生脱氢反应：C4H10C4H8（g）＋H2（g）　ΔH＞0，测得不同压强下平衡体系中C4H10和C4H8的物质的量分数如下图所示，下列说法正确的是（　　） A.图中曲线a、c表示的物质是C4H10，曲线a对应的压强是10 kPa B.平衡常数K（X）＞K（Y） C.560 ℃、100 kPa时，C4H10的平衡转化率小于50 ％ D.研发和使用低温下活性高的催化剂，既有利于加快反应速率，也有利于提高反应平衡转化率 答案　C　 解析　该反应为气体体积增大的吸热反应，升高温度，平衡向正反应方向移动，丁烷的物质的量分数减小，则图中曲线a、c表示的物质是丁烷，增大压强，平衡向逆反应方向移动，丁烷的物质的量分数增大，则曲线a对应的压强是100 kPa，A项错误；温度不变，平衡常数不变，由图可知，X和Y的反应温度相同，则K（X）＝K（Y），B项错误；设起始丁烷的物质的量为1 mol，若平衡时的转化率为50 ％，由方程式可得丁烷的物质的量分数为×100 ％≈33.3 ％，由图可知，560 ℃、100 kPa时，丁烷的物质的量分数大于33.3 ％，说明丁烷的转化率小于50％，C项正确；使用催化剂，反应速率加快，但平衡不移动，平衡转化率不变，D项错误。 12.为探究外界条件对反应：mA（g）＋nB（g）cZ（g）　ΔH的影响，以A和B 的物质的量之比为 m：n 开始反应，通过实验得到不同条件下反应达到平衡时Z的物质的量分数与压强及温度的关系，实验结果如图所示。下列判断正确的是（　　） A.ΔH＞0 B. m＋n＜c C.升高温度，v正、v逆都增大，平衡常数增大 D.恒温恒压时，向已达到平衡的体系中加入少量 Z（g），再次达到平衡后Z的物质的量分数不变 答案　D　 解析　由图像可知，压强相同时，降低温度，Z的物质的量分数增大，说明降低温度平衡向正反应方向移动，即向放热的方向移动，则正反应为放热反应，ΔH＜0。温度相同时，减小压强，Z的物质的量分数减小，说明减小压强平衡向逆反应方向移动，而减小压强平衡向着气体体积增大的方向移动，所以有m＋n＞c。由以上分析可知，A项错误，B项错误；升高温度，v正 、v逆都增大，由分析知该正反应为放热反应，升高温度平衡逆向移动，平衡常数减小，C项错误；恒温恒压，向已达到平衡的体系中加入少量Z（g），与原平衡等效，再次达到平衡后Z的物质的量分数不变，D项正确。 13.一定量的NH4ClO4固体置于一初始体积为1 L且充有稀有气体的体积可变密闭容器中，在T ℃下，发生反应2NH4ClO4（s）2NO2（g）＋4H2O（g）＋Cl2（g） ΔH ＜0，一段时间后反应达到平衡，下列有关反应过程中的图像表示正确的是（　　） A　B C　D 答案　C　 解析　达到平衡时，v正＝v逆，A项错误；体积可变密闭容器中，气体增多，体积增大，压强不随时间变化而变化，B项错误；NH4ClO4的转化率增大直至达到平衡状态，C项正确；反应过程中，产物的质量与物质的量均按一定比例增加，其平均摩尔质量不随时间变化而变化，D项错误。 14.2021年10月27日，以“探索与展望第五次工业革命中时尚产业的方向和绿色共识”为主题的2021气候创新·时尚峰会在柯桥举行。大会倡导绿色、低碳、循环、可持续的发展方式，共同构建新型世界纺织产业命运共同体。 （1）已知下列热化学方程式： ⅰ. CO2（g）＋4H2（g）CH4（g）＋2H2O（g） ΔH1＝－164.9 kJ·mol－1 ⅱ. CO2（g）＋H2（g）CO（g）＋H2O（g） ΔH2＝＋41.2 kJ·mol－1 已知在某种催化剂的作用下，CH4（g）＋H2O（g）CO2（g）＋3H2（g）的正反应的活化能Ea（正）为312 kJ·mol－1，则该反应逆反应的活化能Ea（逆）为　　　　kJ/mol。 （2）将n（H2）∶n（CO2）＝4∶1的混合气体充入反应器中，气体总压强为0.1 MPa，平衡时c（CO2）、v正（CO2）与温度的关系如图所示。220～400 ℃时，CO2的物质的量浓度随温度升高而增大的原因是　　　　。 （3）在使用某种催化剂催化CO2加氢合成乙烯的反应时，所得产物含CH4、C3H6、C4H8等副产物。若在催化剂中添加Na、K、Cu助剂后（助剂也起催化作用）可改变反应的选择性，在其他条件相同时，添加不同助剂，经过相同时间后测得CO2转化率和各产物的物质的量分数如下表。 助剂 CO2转化率/％ 各产物在所有产物中的占比/％ C2H4 C3H6 其他 Na 42.5 35.9 39.6 24.5 K 27.2 75.6 22.8 1.6 Cu 9.8 80.7 12.5 6.8 欲提高单位时间内乙烯的产量，在催化剂中添加　　　　助剂效果最好；加入助剂能提高单位时间内乙烯产量的根本原因是　　　　。 （4）在T ℃时，向容积为2 L的恒容密闭容器中充入1 mol CO2和一定量的H2发生反应：CO2（g）＋2H2（g）HCHO（g）＋H2O（g）　ΔH＜0。达到平衡时，HCHO的分压与起始的关系如图所示： ①起始时容器内气体总压强为1.2p kPa，若5 min时反应到达c点，则v（H2）＝　　　　mol·L－1·min－1。 ②b点时反应的化学平衡常数Kp＝　　　　（保留三位有效数字）（p kPa）－1。 ③c点时，再加入CO2（g）和H2O（g），使二者分压均增大0.05p kPa，则H2的转化率　　　　（填“增大”、“不变”或“减小”）。 解析　（1）由题干已知：ⅰ. CO2（g）＋4H2（g）CH4（g）＋2H2O（g）　ΔH1＝－164.9 kJ·mol－1ⅱ. CO2（g）＋H2（g）CO（g）＋H2O（g）　ΔH2＝＋41.2 kJ·mol－1则可知目标反应CH4（g）＋H2O（g）CO（g）＋3H2（g）可由反应ⅱ－ⅰ得到，根据盖斯定律可知，该反应的反应热ΔH＝ΔH2－ΔH1＝＋41.2 kJ/mol－（－164.9 kJ/mol）＝＋206.1 kJ/mol，又知反应热ΔH＝Ea（正）－Ea（逆），结合CH4（g）＋H2O（g）CO（g）＋3H2（g）的正反应的活化能Ea（正）为312 kJ·mol－1，则该反应逆反应的活化能Ea（逆）为312 kJ/mol－（＋206.1kJ/mol）＝105.9 kJ/mol。 （2）反应ⅰ是一个放热反应，升高温度平衡逆向移动，CO2的物质的量浓度增大，而反应ⅱ是一个吸热反应，升高温度平衡正向移动，CO2的物质的量浓度减小，由图可知，温度低于220℃时，随着温度升高CO2的物质的量浓度减小，说明此温度段，温度对反应ⅱ的影响大于对反应ⅰ的影响，而220～400℃时，温度对反应ⅰ的影响大于对反应ⅱ的影响，故导致温度升高CO2的物质的量浓度增大，故答案为：ΔH1＜0，ΔH2＞0，温度升高时，反应ⅰ平衡向左移动CO2使增加的量比反应ⅱ平衡向右移动使CO2减少的量多。 （3）根据题干表中数据可知，添加Na时虽然CO2的转化率比K、Cu都高，但C2H4的选择性太差，Cu是虽然C2H4的选择性最好，但CO2的转化率太低，故欲提高单位时间内乙烯的产量，在催化剂中添加K助剂效果最好，加入助剂能提高单位时间内乙烯产量的根本原因是降低生成乙烯的反应所需要的活化能，加快乙烯生成速率，而对其他副反应几乎无影响，故答案为：K；降低生成乙烯的反应所需要的活化能，加快乙烯生成速率，而对其他副反应几乎无影响。（4）根据c点的三段式分析： 　　 　　　CO2（g）＋2H2（g）HCHO（g）＋H2O（g） 起始量（mol） 1 2 0 0 转化量（mol） x 2x x x 平衡量（mol） 1－x 2－2x x x， 则平衡时容器气体的压强为：p（平衡）＝×1.2p kPa，故有：p（HCHO）＝p（平衡）＝××1.2p kPa＝0.24p kPa，解得：x＝0.6 mol，故p（平衡）＝0.96p kPa，据此分析解题：①起始时容器内气体总压强为1.2p kPa，若5 min时反应到达c点，由分析可知，则v（H2）＝＝＝0.12 mol·L－1·min－1，故答案为：0.12；②温度不变，化学平衡常数不变，故b点时反应的化学平衡常数与c点对应的平衡常数相等，由分析可知，c点平衡下，p（CO2）＝×0.96p kPa＝0.16p kPa，同理：p（H2）＝0.32p kPa，p（HCHO）＝p（H2O）＝0.24p kPa，故Kp＝＝≈3.52（p kPa）－1 ，故答案为：3.52；③c点时，再加入CO2（g）和H2O（g），使二者分压均增大0.05p kPa，则此时Qp＝＝ ≈3.24＜Kp，平衡正向移动，故H2的转化率增大，故答案为：增大。 答案：（1）105.9　（2）ΔH1＜0，ΔH2＞0，温度升高时，反应ⅰ平衡向左移动使CO2增加的量比反应ⅱ平衡向右移动使CO2减少的量多 （3）K　降低生成乙烯的反应所需要的活化能，加快乙烯生成速率，而对其他副反应几乎无影响　（4）0.12　3.52　增大 阶段重点突破练（三） （见学生用书P153） 一、选择题 1.下列过程不涉及化学平衡移动的是（　　） A.石蕊指示剂遇酸变红，遇碱变蓝 B.水温太高，加酶洗衣粉的洗涤效果下降 C.高压氧仓治疗一氧化碳中毒 D.溶洞和珊瑚礁的形成 答案　B　 解析　在石蕊溶液中存在着电离平衡，遇酸时平衡向分子（红色）化的方向移动，遇碱平衡向离子（蓝色）化的方向移动，所以遇酸变红，遇碱变蓝，A不符合题意；酶是蛋白质的一种，所以在高温下会变性，不涉及化学平衡移动，B符合题意；碳氧血红蛋白和氧气生成血红蛋白和二氧化碳的反应是一个可逆反应，高压有利于平衡向正方向移动，C不符合题意；水溶液中存在Ca（HCO3）2，当环境温度较高或CO2含量较低，就分解析出CaCO3；而当CO2含量较高或温度较低，就会使得CaCO3溶解变成Ca（HCO3）2，D不符合题意。 2.我国科学家研制钯催化剂高效选择性实现苯乙炔与氢气反应制备苯乙烯：C8H6（g，苯乙炔）＋H2（g）C8H8（g，苯乙烯）。在恒温恒容条件下发生上述反应，相关物理量变化有：①混合气体密度不随时间变化；②混合气体平均摩尔质量不随时间变化；③混合气体总压强不随时间变化；④氢气消耗速率等于苯乙烯生成速率；⑤苯乙烯体积分数不随时间变化；⑥苯乙炔的生成速率等于苯乙烯的生成速率。上述六种情况中，能说明该反应达到平衡的是（　　） A.①③⑤ B.②④⑥ C.②③⑤⑥ D.①④ 答案　C　 解析　①在恒温恒容条件下，气体总质量不变，混合气体密度始终不变，①错误；②气体总质量不变，气体总物质的量减小，当平均相对分子质量不变时达到平衡，②正确；③气体总压强与总物质的量成正比例，故气体总物质的量发生变化，当气体总物质的量不变时说明同一种物质消耗速率等于生成速率，③正确；④氢气消耗速率和苯乙烯生成速率均为正反应，无法判断，④错误；⑤苯乙烯体积分数不变，说明物质的量不再变化，表明达到平衡，⑤正确；⑥苯乙炔的生成速率等于苯乙烯的消耗速率，则苯乙烯的生成速率等于消耗速率，⑥正确；故选C项。 3.在T ℃时，向一个3 L的密闭容器中通入4 mol NH3、a mol O2，发生反应：4NH3（g）＋5O2 （g）4NO（g）＋6H2O（g）。此时NH3的平衡转化率为60％。下列说法错误的是（　　） A.当混合气体的平均摩尔质量不变时，反应达到平衡 B.当v正（NO）∶v逆（H2O）＝4∶6时，反应达到平衡 C.反应过程中分离出H2O（g），正反应速率增大 D.平衡时，若O2的转化率为60％，则a＝5 答案　C　 解析　该反应为气体体积增大的反应，反应中混合气体的平均摩尔质量减小，则混合气体的平均摩尔质量不变说明正逆反应速率相等，反应已达到平衡，A项正确；由化学反应速率之比等于化学计量数之比可知，v正（NO）∶v逆（H2O）＝4∶6说明正逆反应速率相等，反应已达到平衡，B项正确；反应过程中分离出水蒸气，反应物的浓度不变，正反应速率不变，C项错误；平衡时反应物氨气和氧气的转化率相等说明起始通入的氨气和氧气的物质的量比等于化学计量数比，由起始氨气为4 mol，则通入的氧气一定为5 mol，则a＝5，D项正确。 4.“地康法”制取氯气的反应原理为4HCl（g）＋O2（g）2Cl2（g）＋2H2O（g）　ΔH＜0 ，恒压条件下，HCl和O2的起始物质的量之比为4∶1时，该反应在无分子筛膜和有分子筛膜时Cl2的平衡产率随温度的变化如图所示，其中分子筛膜能选择性分离出H2O，下列叙述错误的是（　　） A.曲线Ⅰ代表有分子筛膜时Cl2的平衡产率随温度的变化 B.无分子筛膜时，升高温度，平衡向逆反应方向移动 C. P点产率高于W点的原因是改变压强，平衡向正反应方向移动 D.工业生产中投料比n（HCl）∶n（O2）不宜过大或过小 答案　C　 解析　由题给信息可知，分子筛膜能选择性分离出生成物水，有利于平衡向正反应方向移动，增大氯气的产率，由图可知，相同温度时，曲线I中对应点氯气的产率大于曲线Ⅱ，则曲线Ⅰ代表有分子筛膜时氯气的平衡产率随温度的变化、曲线Ⅱ代表无分子筛膜时氯气的平衡产率随温度的变化；曲线I中氯气的产率先增大后减小，说明升高温度，平衡向逆反应方向移动，该反应为放热反应。由分析可知，A项、B项正确；曲线Ⅰ代表有分子筛膜时氯气的平衡产率随温度的变化、曲线Ⅱ代表无分子筛膜时氯气的平衡产率随温度的变化，则P点产率高于W点的原因是分子筛膜能选择性分离出生成物水，平衡向正反应方向移动，C项错误；工业生产中氯化氢和氧气投料比增大相当于增大氯化氢的浓度，平衡向正反应方向移动，但氯化氢的转化率减小，导致氯气的产率减小，投料比减小相当于减小氯化氢的浓度，氯化氢的浓度减小会使得氯气的产率减小，所以工业生产中氯化氢和氧气投料比不宜过大或过小，D项正确。 5.在温度和容器相同的三个密闭容器中，发生反应CO（g）＋2H2（g）CH3OH（g）。按不同方式投入反应物，测得反应达到平衡时的有关数据如下表： 容 器 反应物投 入的量 反应物的 转化率 CH3OH 的浓度 平衡 压强 能量变化（Q1、Q2、Q3均大于0） 甲 1 mol CO和 2 mol H2 a1 c1 p1 放热Q1 kJ 乙 1 mol CH3OH a2 c2 p2 吸热Q2 kJ 丙 2 mol CO和 4 mol H2 a3 c3 p3 放热Q3 kJ 则下列关系正确的是（　　） A.2c1＝2c2＞c3 B.2Q1＝Q3 C. a2＋a3＜1 D. p3＜2p2 答案　D　 解析　甲、乙是完全等效平衡，平衡时各组分的浓度相等，所以平衡时甲醇的浓度c1＝c2，丙等效为在甲中平衡基础再加入1 mol CO和2 mol H2，压强增大，转化率增大，因此c3＞2c1＝2c2，A项错误；丙与甲相比，等效为在甲平衡的基础上再加入1 mol CO和2 mol H2，压强增大，平衡向正反应方向移动，丙中反应物的转化率大于甲，丙中参加反应的CO大于甲中的2倍，因此放热更多，故2Q1＜Q3，B项错误；甲、乙是完全等效平衡，反应从不同方向建立完全相同的平衡状态，a1＋a2＝1，而a3＞a1，C项错误；甲、乙是完全等效平衡，最终平衡时p1＝p2，丙等效为在甲中平衡基础再加入1 mol CO和2 mol H2，压强增大，转化率增大，因此p3＜2p1，则p3＜2p2，D项正确。 6.一定条件下，发生可逆反应A（g）＋3B（g）mC（g）　ΔH，现将A、B物质按照物质的量1 mol和3 mol充入恒容容器中发生反应，另发生数次为该次投料量X倍的反应。反应达到平衡时A物质转化率α（A）与投料比X和温度T的关系如下图所示，则下列说法不正确的是（　　） A.若a＞1＞b，则m大于4 B.ΔH＜0 C.图像上任意一点都满足c（A）∶c（B）＝1∶3 D.若m＝4则X＝a、b、1的三条线段将重合 答案　A　 解析　由图可知，相同温度下，X为a时，A的转化率最大，若a＞1＞b，则说明投料越多，A的转化率越大，增大投料量，相当于给体系加压，平衡正移，说明正反应为气体体积减小的反应，则m小于4，A项错误；当投料量固定时，温度越高，A的转化率越小，说明反应为放热反应，则ΔH＜0，B项正确；将A、B物质按照物质的量1 mol和3 mol充入恒容容器中发生反应，A、B按1∶3比例参与反应，则图像上任意一点都满足c（A）∶c（B）＝1∶3，C项正确；若m＝4，则反应为反应前后气体物质的量不变的反应，改变压强，平衡不移动，故投料量对化学平衡无影响，则X＝a、b、1的三条线段将重合，D项正确。 7.2SO2（g）＋O2（g）2SO3（g）　ΔH＜0，400 ℃时体积相同的甲、乙、丙三个容器中，甲容器绝热恒容，充入6 mol SO2和3 mol O2，乙容器恒温恒容，充入6 mol SO3，丙容器恒温恒压，充入6 mol SO3，充分反应达到平衡，下列说法正确的是（　　） A.乙中SO3的体积分数大于丙 B.转化率：α甲（SO2）＋α乙（SO3）＞1 C. p乙＜p丙 D.甲和丙中反应的化学平衡常数互为倒数 答案　A　 解析　乙容器恒温恒容，充入6 mol SO3，丙容器恒温恒压，充入6 mol SO3，随反应进行气体体积增大，达到平衡时乙中压强大于丙中压强，相对于丙，乙相当于压强增大，平衡正向移动，三氧化硫体积分数增大，则乙中SO3的体积分数大于丙，A项正确；若温度相同时，甲、乙极限转化为反应物时，起始量相同，且甲中绝热，反应放热使温度升高，平衡逆向移动，二氧化硫的转化率减小，则α甲（SO2）＋α乙（SO3）＜1，B项错误；乙容器恒温恒容，充入6 mol SO3，丙容器恒温恒压，充入6 mol SO3，随反应进行气体体积增大，达到平衡时乙中压强大于丙中压强，相对于丙，乙相当于压强增大，则p乙＞p丙，C项错误；焓变为负，为放热反应，甲是绝热恒容，丙是恒温恒压，容器温度始终不变，所以甲容器中温度高于丙，因平衡常数随温度变化，所以甲和丙中化学平衡常数不同且无关，D项错误。 8.常温下，某小组利用下列充满红棕色气体的装置探究NO2（g）与N2O4（g）之间转化的条件（夹持装置略，实验开始前弹簧夹K1和K2均是打开的）。下列有关说法正确的是[已知NO2（g）转化为N2O4（g）放热]（　　） A.装置①：关闭K1，将Ⅰ中活塞快速压缩体积，一段时间后，Ⅰ中颜色比Ⅱ中深 B.装置①：关闭K1，将Ⅱ中活塞缓慢向外拉体积，Ⅱ中颜色逐渐变深 C.装置②：关闭K2，向Ⅲ中烧杯内加入热水，Ⅲ中烧瓶内气体颜色变浅 D.装置②：关闭K1，向Ⅳ中烧瓶内通入氩气，Ⅳ中NO2的反应速率加快 答案　A　 解析　根据2NO2（g） N2O4（g）的 K＝在温度不变时可知，加压再次平衡后，c（N2O4）和c（ NO2 ）都增大，A项正确；关闭K1，将Ⅱ中活塞缓慢向外拉体积，Ⅱ中颜色变浅，B项错误；关闭K2，向Ⅱ中烧杯内加入热水，N2O4部分分解为NO2，故Ⅲ中烧瓶中气体颜色变深，C项错误；向Ⅳ中烧瓶内通入氩气，反应体系中各物质的浓度不变，故NO2的反应速率不变，D项错误。 9.已知反应：X（g）＋Y（g）2Z（g）　ΔH＜0，400 ℃时该反应的化学平衡常数K＝1。一定条件下，分别在甲、乙、丙3个恒容密闭容器中加入X和Y，反应体系中各物质的物质的量浓度的相关数据如表： 起始时物质的浓度/（mol·L－1） 10分钟时物质的浓度/（mol·L－1） 容器 温度/℃ c（X） c（Y） c（Z） 甲 400 1 1 0.5 乙 T1 1 1 0.4 丙 400 1 2 a 下列说法中，正确的是（　　） A.甲中，10分钟内X的化学反应速率：v（X）＝0.25 mol·L－1·min－1 B.甲中，10分钟时反应已达到化学平衡状态 C.乙中，可能T1＜400 ℃ D.丙中，a＜0.5 答案　C　 解析　甲中，10分钟时生成了0.5 mol/L的Z，根据方程式可知，反应掉的X的浓度为0.25 mol/L，则10分钟内X的化学反应速率：v（X）＝＝＝0.025 mol·L－1·min－1，A项错误；在10分钟时，由表格知生成的Z的浓度为0.5 mol/L，则X、Y都反应掉了0.25 mol/L，还剩余0.75 mol/L，由此算出此时的浓度熵为Qc＝≈0.4＜1，即反应正向进行，平衡正向移动，B项错误；乙中，X、Y的起始浓度相同，但10分钟后生成物Z的浓度却比甲要小，说明乙容器中反应速率比甲容器小，可以为降温温度导致，C项正确；对比甲和丙，丙中增加了Y的浓度，则反应速率加快，相同时间之内生成的Z更多，故丙中a＞0.5，D项错误。 10.反应2AB3（g）A2（g）＋3B2（g） ΔH＜0。关于该反应的下列图像（AB3％为体系中AB3的体积分数）正确的是（　　） A.升高温度 B.平衡后增大AB3浓度 C.不同压强下AB3％ D.平衡状态下AB3％ 与温度、压强的关系 答案　C　 解析　该反应为放热反应，升高温度后，逆反应速率变化更大，A项错误；平衡后增大AB3浓度正反应速率增大，逆反应不变，和图像不符合，B项错误；压强越大，反应速率越快，可以用更少的时间达到平衡，由方程式可知，加压后平衡逆向移动，AB3％增大，和图像符合，C项正确；升高温度后，平衡应该逆向移动，AB3％增大，和图像不符合，D项错误。 11.甲酸（HCOOH）具有液氢储存材料和清洁制氢的巨大潜力，产生氢气的反应为：HCOOH（g）CO2（g）＋H2（g），在T ℃时，向体积不等的恒容密闭容器中分别加入一定量的HCOOH（g），反应相同时间，测得各容器中甲酸的转化率与容器体积的关系如图所示，其中m、n点反应达平衡。下列说法正确的是（　　） A. m、p两点中，甲酸的浓度：m＞p B. V1∶V2＝1∶10 C. n点时再充入一定量HCOOH（g），达平衡时甲酸的转化率升高 D.容器体积为V3且反应平衡时H2的体积分数约为 答案　A　 解析　m、p两点甲酸的转化率相等，p点容器体积更大，所以甲酸浓度：m＞p，A项正确；在T ℃时，假设充入HCOOH（g）的物质的量为1 mol，m点甲酸的转化率为40％，n点甲酸的转化率为80％，由于温度一样，所以平衡常数K相等，则存在K＝＝，V1∶V2＝1∶12，B项错误；n点反应达平衡，再充入一定量HCOOH（g），平衡正向移动，但是甲酸的转化率降低，C项错误；在T ℃时，假设充入HCOOH（g）的物质的量为1 mol，m点反应达平衡，甲酸的转化率为40％，则平衡时H2的体积分数为＝，p点体积大于m点，平衡正向移动，还未达到平衡，此时H2的体积分数应该大于，D项错误。 12.工业上制备硫酸过程中涉及反应：2SO2（g）＋O2（g）2SO3（g）　ΔH＝－197 kJ·mol－1。某体积可变的密闭容器中投入一定量SO2和O2，在p1、p2两种不同压强下SO2和SO3的含硫百分含量[SO2的含硫百分含量为]随温度变化如图，下列说法正确的是（　　） A.图中X表示SO3的含硫百分含量随温度的变化 B. p1＞p2 C. SO2浓度：c（b）＞c（a） D.平衡常数：K（a）＝K（b） 答案　C　 解析　由方程式可知温度越高，SO3的含量越低，所以图中Y表示SO3的含硫百分含量随温度的变化，A项错误；图中Y表示SO3的含硫百分含量随温度的变化，压强越大SO3的平衡体积分数越大，所以p2＞p1，B项错误；由图可知a、b两点时各物质的物质的量均相等，但b点容器体积小，所以SO2浓度：c（b）＞c（a），C项正确；温度越高，平衡常数越低，所以平衡常数：K（a）＞K（b），D项错误。 二、非选择题 13.Ⅰ.在密闭容器中进行下列反应：CO2（g）＋C（s）2CO（g） ΔH＞0，达到平衡后，若其他条件不变，改变下列一个条件，平衡将如何移动： （1）增加C（s），平衡　　　　（填“正向移动”“不移动”“逆向移动”，下同）。 （2）减小密闭容器容积，则平衡　　　　。 （3）恒温恒容条件下通入N2，则平衡　　　　。 （4）升高温度，则平衡　　　　。 Ⅱ.一定条件下，在容积为5 L的密闭容器中， A、B、C三种气体的物质的量n随时间t的变化如图甲所示；该反应的反应速率v随时间t的关系如图乙所示。已知达平衡后，降低温度，A的体积分数减小。 （5）该反应的化学方程式为　　　　。 （6）根据图乙判断，在t3时刻改变的外界条件是　　　　。 （7）a、b、c对应的平衡状态中，C的体积分数最大的是状态　　　　。 解析　（1）由于C为固体，故增加C（s），但并未改变气体的浓度，平衡不受影响。（2）减小密闭容器容积，也就是加压，保持温度不变则平衡向气体分子数减小的方向移动，即向左移动。（3）通入N2保持密闭容器容积和温度不变，对气体的浓度不产生影响，平衡不受影响。（4）保持密闭容器容积不变，升高温度，则平衡向吸热反应方向移动，即向右移动。（5）A、B为反应物，C为生成物，Δn（A）∶Δn（B）∶Δn（C）＝1∶2∶2，该反应的化学方程式为A（g）＋2B（g）C（g）。（6）在t3时刻改变的外界条件是升温，因为正、逆反应速率均增加，且v逆＞v正。（7）根据图乙可知，在t1～t2时反应正向进行，A 的转化率逐渐增大，直至t2～t3时反应达到平衡状态，A 的转化率达到最大；t3 ～t4时，升高温度，平衡逆向移动，A 的转化率逐渐减小，直至t4 ～t5时 A的转化率达到最小；t5～t6时，正、逆反应速率同时增大且相等，说明平衡没有移动A 的转化率不变，与t4 ～t5时相等，所以 A的转化率最大的时间段是t2～t3，A 的转化率最大时，C 的体积分数最大，对应 a。 答案：（1）不移动　（2）逆向移动　（3）不移动 （4）正向移动　（5）A（g）＋2B（g）2C（g） （6）升温　（7）a 14.2020年我国向世界宣布了2030年前实现“碳达峰”、2060年前实现“碳中和”的目标，提倡“双碳”战略，倡导绿色、环保、低碳的生活方式。回答下列问题： （1）航天员们呼吸产生的CO2循环处理的一种方案是：CO2（g）＋2H2（g）C（s）＋2H2O（g），一定温度下，向某恒容密闭容器中充入2 mol·L－1CO2（g）和4 mol·L－1H2（g），发生反应，测得体系中CO2（g）和H2O（g）的物质的量浓度随时间的变化如图所示。 ①能说明容器中的反应达到平衡状态的是　　　　（填字母序号，多选）。 A.容器内气体的密度不再发生改变 B. CO2和H2的物质的量之比保持不变 C.容器内气体的压强不再发生改变 D. v正（CO2）＝2v逆（H2O） ②B点的坐标为　　　　。 （2）利用特殊催化剂可将CO2转化为CH2＝CH2，有利于实现“双碳”目标：2CO2（g）＋6H2（g）CH2＝CH2（g）＋4H2O（g）。向某一恒容密闭容器中，按物质的量之比1∶3通入CO2和H2，测得反应过程中压强（p）随时间（t）的变化如图中曲线m所示；若其他条件不变，仅改变某一条件时，测得压强（p）随时间（t）的变化如图中曲线n所示。 ①在曲线m控制的条件下，当反应进行到10 min时，容器内H2O（g）的压强是　　　　kPa。 ②ΔH　　　　0（填“＞”“＜”或“不确定”），理由是　　　　 　　　　。 （3）n曲线表示改变的条件是　　　　。 解析　（1）①气体的质量是一个变量，体积不变，则密度就是一个变量，当其不变时，反应达到平衡状态，A项符合题意；CO2和H2的物质的量之比随着反应的进行一直保持不变，不能说明反应已达到平衡状态，B项不符合题意；该反应前后气体体积发生变化，压强随着体积变化而变化，气体压强不变，说明反应达到平衡状态，C项符合题意；应为2v正（CO2）＝v逆（H2O），D项不符合题意。②从反应CO2（g）＋2H2（g）C（s）＋2H2O（g）可以看出，CO2由2 mol·L－1变为1.5 mol·L－1，则参加反应的CO2为0.5 mol·L－1，生成的H2O为1 mol·L－1，所以B点的坐标为（2，1）。 （2）①起始压强为4p kPa，CO2和H2O的物质的量之比为1∶3，可知二者压强之比也为1∶3，故二者的起始压强分别为p kPa和3p kPa，设生成乙烯的压强为x kPa，列三段式得 　　　　　2CO2（g）＋6H2（g）CH2＝CH2（g）＋4H2O（g） 起始压强/kPap3p00 转化压强/kPa2x6xx4x 平衡压强/kPap－2x3p－6xx4x 10 min时，反应达到平衡，气体压强为3.7 kPa，则p－2x＋3p－6x＋x＋4x＝3.7p，解得x＝0.1p，反应达到平衡时时，容器内H2O（g）的压强是0.4p。②由化学方程式可知，反应正向进行，压强应减小，而由图可知，随着反应进行，压强先变大后变小，10 min时达到平衡状态，说明反应为放热反应，使得反应开始时温度升高，压强变大，故ΔH＜0。 （3）改变条件使化学反应速率加快，而平衡状态没有移动，说明加入了催化剂。 答案：（1）AC　（2，1）　（2） 0.4p　＜　随着反应进行，压强先变大后变小，说明反应为放热反应，使得反应开始时温度升高，压强增大 （3）加入催化剂 学科网（北京）股份有限公司 $$