2.2.3 影响化学平衡的因素（分层作业）-【大单元教学】高二化学同步备课系列（人教版2019选择性必修1）

“高中化学单元教学精品课程”课时作业设计单 基本信息 单元名称 化学平衡 年级 高二 学期 秋季 课时题目 2.2.3影响化学平衡的因素 作业目标 通过作业检测进一步巩固对化学平衡以及影响因素的理解和进一步从图像角度分析理解化学平衡的相关考察。 作业设计 精选题目 设计意图 基础巩固（必做题建议五分钟完成） 1、在恒温密闭的条件下进行反应：    ，下列说法正确的是（ ） A．加入高效催化剂，即可增大反应速率，也可增大反应物的平衡转化率 B．若为恒压容器，充入惰性气体，平衡不移动 C．达到平衡后，保持的浓度不变，扩大容器体积，平衡逆向移动 D．若将容器改为绝热恒容，如果反应从正向开始，则到达平衡的时间缩短 2、下列现象能用勒夏特列原理解释的是（ ） ①Fe(SCN)3溶液中加入固体KSCN后颜色变深 ②棕红色NO2加压后颜色先变深后变浅 ③SO2与O2生成SO3的反应，往往需要使用催化剂 ④H2、I2、HI平衡混和气加压后颜色变深 A．①和② B．①和④ C．②和③ D．①②④ 3、NO2和N2O4存在平衡：，下列分析正确的是( ) A．2 mol NO2的总能量小于1 mol N2O4的总能量 B．NO2与N2O4的浓度比为2：1，是达到化学平衡状态的标志 C．水浴加热，NO2和N2O4的活化分子百分数都增大 D．恒温时，缩小容积，气体颜色变深，是平衡正向移动导致的 4、在一密闭容器中，反应aM(g)bN(g)达到平衡后，保持温度不变，将容器体积增加一倍，当达到新的平衡时，N的浓度变为原来的60%，则( ) A．平衡向正反应方向移动 B．物质M的转化率变小 C．反应的化学平衡常数变大 D．a、b的大小关系是：a＞b 通过完成本组习题让学生对化学平衡、影响因素的考查方式有更加清晰的认识。 综合运用（必做题，建议五分钟时间完成） 5、已知反应  。按照相同的物质的量投料，测得在不同温度下的平衡转化率与压强的关系如图所示。下列大小比较错误的是( )    A．正反应速率：， B．平衡常数：， C．达到平衡所需时间：， D．平均相对分子质量： 6、在容积不变的密闭容器中，一定量的SO2和O2发生反应：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)，温度分别为T1和T2时，SO3的体积分数随时间的变化如图所示，平衡时体系的压强分别为p1、p2。下列说法正确的是 A．T1＞T2 B．该反应的ΔH＞0 C．p1＜p2 D．若T1、T2时该反应的平衡常数分别为K1、K2，则K1＜K2 7、已知反应：。起始以物质的量之比为1：1充入反应物，不同压强条件下，的平衡转化率随温度的变化情况如图所示(M、N点标记为▲)。下列有关说法正确的是 A．降低温度，的转化率可达到100% B．N点时的反应速率一定比M点的快 C．降低温度，该反应平衡常数K一定减小 D．从平衡混合气中分离出和，可提高和的利用率 8、向恒容密闭容器中通入一定量的，发生反应  ，100℃时，体系中各物质浓度随时间变化如图所示，下列说法错误的是 A．0~60 s时段， B．60 s后，的分解速率和生成速率相等 C．60 s后，混合气体颜色不再发生改变 D．若反应温度高于100℃，则的浓度变化如图中虚线所示 9、在恒容密闭容器中，分别在、温度下，发生反应    ，反应体系中各物质的浓度c随时间t的部分变化曲线如图所示。下列说法正确的是 A．向密闭容器内充入He，平衡逆向移动 B．a曲线条件下，10～30min内 C．曲线b表示温度下，反应过程中物质A的浓度变化 D．在工业实际生产中，温度越低，越有利于提高生产效率 10、科学家对汽车尾气进行无害化处理反应为：2CO+2NO2CO2+N2。一定条件下，在1L密闭容器中充入2.00molCO和2.00molNO，一段时间后测得CO、CO2浓度随时间变化如图1所示，CO的平衡转化率与温度、起始投料比m的关系如图2所示，图中起始投料比m=，完成问题：    （1）该反应的化学平衡常数表达式是 ，根据图1，用N2表示该反应达平衡过程中的平均反应速率是 。 （2）该反应的正反应是 反应(填“吸热”或“放热”)。图2中a、b、c三点对应的平衡常数Ka、Kb、Kc相对大小关系是 。 （3）关于该可逆反应的说法正确的是 。 a．加入催化剂可提高NO的平衡转化率 b．当体系中c(CO2)：c(N2)=2：1时，该反应达到平衡状态 c．保持其他条件不变，若充入N2，则达到新平衡时，正、逆反应速率均增大 d．投料比：m1>m2>m3 （4）随着温度的升高，不同投料比下CO的平衡转化率趋于相近的原因为 。 通过本组的训练更好地检测学生对化学反平衡以及图像分析的掌握程度。 拓展提升（选做题，建议十五分钟时间完成） 1、利用合成甲醇也是有效利用资源的重要途径。将原料气充入某一恒容密闭容器中，只发生  ，在不同催化剂作用下，反应tmin时的转化率随温度的变化如图所示。下列说法正确的是 A．使用催化剂1时，d点已达到平衡 B．温度下的平衡常数小于温度下的平衡常数 C．若a点时，，则此条件下反应已达到最大限度 D．c点转化率比a点低的原因一定是催化剂活性降低 2、在密闭容器中发生反应。图a表示恒温条件下随时间的变化情况，图b表示恒压条件下，平衡体系中的质量分数随温度变化情况。下列说法不正确的是 A．图a中，变化的原因可能是缩小体积 B．依据图b分析可知，该化学反应 C．图b中，C→A所需的时间为x，D→B所需时间为y，则x<y D．若要测定的相对分子质量，尽量选择低压、高温条件 3、在催化剂作用下，以为原料合成，其主要反应有： 反应1   反应2   将体积比为的混合气体按一定流速通过催化反应管，测得的转化率随温度变化的关系如图所示。    已知的选择性 下列说法正确的是 A．图中曲线①表示转化率随温度的变化 B．720～800℃范围内，随温度的升高，出口处的量减少、的量增大 C．720～800℃范围内，随温度的升高，的选择性不断增大 D．其他条件不变，加入或选用高效催化剂，均能提高平衡时产率 4、用(NH4)2CO3捕碳的反应：(NH4)2CO3(aq)＋H2O(l)＋CO2(g)2NH4HCO3(aq)。为研究温度对(NH4)2CO3捕获CO2效率的影响，将一定量的(NH4)2CO3溶液置于密闭容器中，并充入一定量的CO2气体，保持其他初始实验条件不变，分别在不同温度下，经过相同时间测得CO2气体浓度，得到趋势图： （1）c点的逆反应速率和d点的正反应速率的大小关系为v逆(c)______v正(d)(填“＞”“＝”或“＜”，下同)。 （2）b、c、d三点的平衡常数Kb、Kc、Kd从大到小的顺序为________。 （3）T3～T4温度区间，容器内CO2气体浓度呈现增大的变化趋势，其原因是____________________________________________________。 5、已知反应： 反应①：   反应②：   反应③：   在2 MPa，起始投料时，CO2的平衡转化率及CH3OCH3和CH3OH的平衡体积分数随温度变化如图-1所示。    （1）①  ΔH= ②从453-553℃，升高温度CO2平衡转化率降低的原因是 。 ③为提高单位时间内CH3OCH3产率。研发的催化剂需具备的特点是 。 （2）在催化剂作用下，二甲醚还原NO的反应原理为     ΔH<0。在有氧和无氧的环境下，NO的去除率随温度变化如图-2所示。    ①无氧环境下，在250~450℃范围内随着温度的升高，NO的去除率先迅速上升后上升缓慢的主要原因是 。 ②温度高于400℃时，NO去除率明显低于无氧环境的可能原因有 。 检测对知识的迁移应用、综合思维能力。 作业展示与评估 1.展示要求：以图片形式展示学生所完成的典型作业，图片内容清晰，布局均衡、排版合理。 2.教师评估：鼓励单元作业设计者展示对学生作业的多元化评价，例如通过引进师生对评、生生互评等丰富教师对学生作业的评价维度和角度，实现教师对学情的精准把握，为进一步完善教学设计进行创新性探索。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！1 学科网（北京）股份有限公司 $$ 2.2.3 影响化学平衡的因素 基础巩固 1、【答案】D 【解析】A．催化剂可以加快化学反应速率，但不能改变平衡，故不能增大反应物的平衡转化率，A错误； B．若为恒压容器，充入惰性气体相当于减压，平衡向气体分子数增多的方向移动，B错误； C．达到平衡后，保持的浓度不变，扩大容器体积，SO2和SO3浓度都减小，浓度熵等于化学平衡常数，平衡不移动，C错误； D．若将容器改为绝热恒容，反应的正反应为放热反应，体系温度不断升高，到达平衡的时间缩短，D正确； 故选D。 2、【答案】A 【分析】根据题中用勒夏特列原理解释可知，本题考查勒夏特列原理的应用，运用勒夏特列原理分析。 【解析】①Fe(SCN)3溶液中存在可逆过程Fe3++3SCN-Fe(SCN)3，加入固体KSCN后，KSCN电离出SCN-，使反应物浓度增加，平衡向正方向移动，Fe(SCN)3浓度增加，颜色变深，所以Fe(SCN)3溶液中加入固体KSCN可以用勒夏特列原理解释，①符合题意； ②棕红色NO2存在可逆过程，加压后，因为体积减小，NO2浓度增大，颜色变深，而压强增大，使平衡往正向移动，NO2浓度减小，颜色变浅，②符合题意； ③催化剂只影响反应速率不影响平衡移动，所以对SO2催化氧化成SO3的反应，往往需要使用催化剂，不能用勒夏特列原理解释，③不符题意； ④I2和H2生成HI的反应是一个反应前后气体体积不变的可逆反应，压强不影响平衡移动，所以H2、I2、HI平衡时的混合气体加压后颜色变深，不能用勒夏特列原理解释，④不符题意； 综上所述，①和②符合题意；故选A。 3、【答案】C 【解析】A．该反应的正反应是放热反应，说明2 mol NO2反应产生1 mol N2O4时会放出热量，因此2 mol NO2的总能量大于1 mol N2O4的总能量，A错误； B．方程式中NO2与N2O4的系数比为2：1，表示物质反应转化关系，不能据此判断反应是否达到平衡状态，B错误； C．水浴加热时，NO2和N2O4的温度都升高，物质的内能增加，因此活化分子百分数都增大，C正确； D．恒温时，缩小容积，气体颜色变深，是由于单位体积内NO2的分子数增加，c(NO2)增大引起的，而不是平衡正向移动导致的，D错误； 故选C。 4、【答案】A 【分析】在一密闭容器中，反应aM(g)bN(g)达到平衡后，保持温度不变，将容器体积增加一倍，此时N的浓度变为原来的50%，当达到新的平衡时，N的浓度变为原来的60%，则表明平衡向生成N的方向移动。 【解析】A．由分析可知，增大体积，减小压强，平衡向生成N的方向移动，则平衡向正反应方向移动，A正确； B．减小压强，平衡向正反应方向移动，物质M的转化率增大，B不正确； C．在压强减小过程中，温度保持不变，则反应的化学平衡常数不变，C不正确； D．减小压强，平衡向气体分子数增大的方向(正反应方向)移动，则a、b的大小关系是：a＜b，D不正确； 故选A。 5、【答案】A 【解析】A.正反应为放热反应，由图可知T1< T2< T3。增大压强、升高温度均可加快反应速率，则正反应速率:v(a) <v(c)，v(b) > v(d)，故A错误； B.正反应为放热反应，升高温度K减小，降低温度可增大CO的转化率，K与温度有关，由图可知T1< T2< T3，则平衡常数:K(a)> K(c), K (b) = K (d)，故B正确； C.反应速率越快，达到平衡的时间越短，则达到平衡所需时间:t(a)> t(c)， t (b) < t (d)，故C正确； D.气体的质量不变，转化率越大时，对应混合气体的物质的量越小，则平均相对分子质量越大，则平均相对分子质量：Mr (a) > Mr (c)，故D正确； 故选A。 6、【答案】C 【解析】由图可知，T2条件下反应先达到平衡，说明温度T2大于T1，T2条件下反应达到平衡时的三氧化硫体积分数小于T1，说明平衡向逆反应方向移动，该反应为放热反应。 A项，由分析可知，温度T2大于T1，错误；B项，由分析可知，该反应为放热反应，反应的焓变ΔH小于0，错误；C项，由分析可知，升高温度，平衡向逆反应方向移动，气体的物质的量增大，由理想气体状态方程可知，平衡时体系的压强p1小于p2，正确；D项，由分析可知，升高温度，平衡向逆反应方向移动，化学平衡常数减小，则平衡常数K1大于K2，错误。 7、【答案】D 【解析】A．降低温度，H2的转化率会增大，但可逆反应的反应物转化率不会达到100％，A错误； B．N点的温度比M点低，但压强又高于M点，无法判断哪一点的反应速率快，B错误； C．由图象可知，其他条件相同时，温度升高，H2的转化率降低，平衡逆向移动，根据化学平衡移动原理，升高温度，化学平衡向吸热反应分析移动，逆反应方向是吸热反应，则该反应的正反应是放热反应，所以降低温度，该反应往正向移动，平衡常数K增大，C错误； D．平衡混合气中分离出和， 减小生成物浓度，使平衡往正向移动，可提高和的利用率，D正确。 故选D。 8、【答案】D 【解析】A．由图可知，60s时四氧化二氮的浓度为0.040mol/L，则四氧化二氮的浓度为=0.00100 mol/(L·s)，故A正确； B．由图可知，60s时四氧化二氮的浓度保持不变说明四氧化二氮的分解速率和生成速率相等，反应已达到平衡，故B正确； C．由图可知，60s时四氧化二氮的浓度保持不变说明四氧化二氮的分解速率和生成速率相等，反应已达到平衡，则混合气体颜色不再发生改变，故C正确； D．该反应为吸热反应，若反应温度高于100℃，平衡向正反应方向移动，四氧化二氮的浓度会减小，则四氧化二氮的浓度变化不能用如图中虚线所示，故D错误； 故选D。 9、【答案】C 【分析】曲线a、b都在下降，说明a、b都是A物质的浓度变化情况，且b先达到平衡，反应速率更快，故b对应的是T2温度。根据物质的量浓度的变化量，结合反应比例可知曲线c为T1温度下的B的浓度随时间的变化曲线。 【解析】A．恒容条件下充入He，各物质的分压没有发生改变，平衡不移动，A错误； B．a曲线条件下，10～30min内，反应速率比等于化学计量数之比，则，B错误； C．结合分析可知，a、b都是A物质的浓度变化情况，b对应的是T2温度，C正确； D．降低温度，平衡正向移动，反应物的转化率提升，但温度过低会导致反应速率过慢，不利于提高生产效率，D错误； 故选C。 10、【答案】（1）K= （2）放热 Ka>Kb=Kc （3）cd （4）温度较高时，温度变化对平衡移动的影响大于浓度变化对平衡的影响 【解析】（1）该反应的化学平衡常数表达式K=；根据图1，达到平衡时v(CO2)=；根据反应速率之比等于化学计量数之比可得v(N2)=v(CO2)=； （2）由图2可知，随温度的升高CO的转化率减小，可知升温使平衡逆向移动，则正向为放热反应；K只有温度有关，温度不变K不变，该反应为放热反应，温度升高K减小，则Ka>Kb=Kc； （3）a．加入催化剂只改变反应速率，对平衡无影响，不能提高NO的平衡转化率，故a错误； b．CO2、N2为生成物，两者物质的量之比始终未2：1，则c(CO2):c(N2)=2:1，恒定不变，不能据此判断该反应达到平衡状态，故b错误； c．保持其他条件不变，若充入N2，增大生成物浓度，达到新平衡时，正、逆反应速率均增大，故c正确； d．投料比m=，投料比越大等同于NO的浓度增加，使平衡正向移动， CO的转化率增大，结合图2可知投料比：m1>m2>m3，故d正确； 故选cd； （4） 随温度的升高，不同投料比下CO的平衡转化率趋于相近，说明温度较高时，温度变化对平衡移动的影响大于浓度变化对平衡的影响。 拓展提升 1、【答案】C 【解析】A．使用催化剂I时，CO2的转化率随温度升高先增大后减小。温度低于T4时，该反应未达平衡，温度升高，CO2的转化率随着化学反应速率增大而增大；温度高于T4时，可能是催化剂失活或活性降低，也可能是平衡逆向移动，因此d点未达到平衡，故A错误； B．升高温度，平衡逆向移动，平衡常数K减小，因此T3K的平衡常数大于T4K的平衡常数，故B错误； C．a点时，v(H2)正=3v(CH3OH)逆，则达到化学平衡状态，此时反应已达到最大限度，故C正确； D．温度高于T4时，可能是催化剂失活或活性降低，也可能是平衡逆向移动，故D错误； 故选C。 2、【答案】C 【解析】A．图a中，A1到A2NO2浓度突然增大，且恢复平衡后NO2浓度大于原平衡时的浓度，则可能的原因为缩小体积，A正确； B．根据图b可知，随着温度升高，N2O4的质量分数逐渐减小，说明升高温度化学平衡逆向移动，则该反应为放热反应，ΔH<0，B正确； C．图b中，A、C点温度低于B、D点，则C到A的反应速率低于D到B的反应速率，x>y，C错误； D．已知该反应正反应为气体体积减小的放热反应，要测定二氧化氮的相对分子质量，则需要让平衡尽可能逆向移动，则选择低压、高温较为合适，D正确； 故选C。 3、【答案】A 【解析】A．结合题干反应可知转化率应大于，图中曲线①表示转化率随温度的变化，故A正确； B．720～800℃范围内，随温度的升高，转化率均增大，则出口处和都增多，故B错误； C．720～800℃范围内，随温度的升高，转化率均增大，但转化程度大于，说明反应2正向进行程度增大大于反应1，选择性不断减小，故C错误； D．催化剂虽然不能改变平衡转化率，但是催化剂有选择性，可以提升目标产物的产率；CaO会吸收水和二氧化碳，但是无法判断平衡如何移动，因此不能判断平衡时C2H4的产率如何变化，故D错误； 故选A。 4、【答案】（1）＜　（2）Kb＞Kc＞Kd　（3）T3～T4区间，化学反应已达到平衡，由于正反应是放热反应，温度升高平衡向逆反应方向移动，不利于CO2 的捕获 【解析】（1）温度越高，反应速率越快，d点温度高，则c点的逆反应速率和d点的正反应速率的大小关系为v逆(c)＜v正(d)。 （2）根据图像，温度为T3时反应达平衡，此后温度升高，c(CO2)增大，平衡逆向移动，说明正反应是放热反应，则Kb＞Kc＞Kd。 5、【答案】（1） ΔH=-122.5 kJ/mol 在温度为453-553℃范围内，温度对反应Ⅱ的影响大于温度对反应Ⅰ的影响。升高温度，反应Ⅱ的化学平衡逆向移动，从而导致CO2平衡转化率降低 在较低温度下催化活性较强 （2）温度升高反应速率加快，NO的去除率升高；当温度升高至一定程度，逆反应速率也增大，且温度对吸热反应影响更大，因而逆反应速率增大倍数大于正反应速率增大的倍数，因而NO的去除率有所降低 温度升高导致催化剂的活性降低 【解析】（1）①已知反应： 反应①：   反应②：   反应③：   由盖斯定律可知，2×②+③得：ΔH=-122.5 kJ/mol； ②反应①为吸热反应，升温，平衡正向移动，反应②为放热反应，升温，平衡逆向移动；从453-553℃，升高温度CO2平衡转化率降低的原因是在温度为453-553℃范围内，温度对反应Ⅱ的影响大于温度对反应Ⅰ的影响。升高温度，反应Ⅱ的化学平衡逆向移动，从而导致CO2平衡转化率降低。 ③生成CH3OCH3的反应为放热反应，较低的温度、合适的催化剂利于CH3OCH3的生成，故为提高单位时间内CH3OCH3产率，研发的催化剂需具备的特点是在较低温度下催化活性较强； （2）①温度升高利于反应速率增加，温度升高反应速率加快，NO的去除率升高；反应为放热反应，当温度升高至一定程度，逆反应速率也增大，且温度对吸热反应影响更大，因而逆反应速率增大倍数大于正反应速率增大的倍数，因而NO的去除率有所降低，故无氧环境下，在250~450℃范围内随着温度的升高，NO的去除率先迅速上升后上升缓慢； ②催化剂需要合适的催化温度，温度高于400℃时，NO去除率明显低于无氧环境的可能原因有温度升高导致催化剂的活性降低。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！1 学科网（北京）股份有限公司 $$