第2章 第2节 化学平衡 素养提升练-【金版教程】2024-2025学年新教材高中化学选择性必修1作业与测评课件PPT（人教版2019）

第二章　化学反应速率与化学平衡 第二节　化学平衡 素养提升练 素养提升练 (建议用时：40分钟) 答案 素养提升练 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 解析 解析　容器的容积不变，若A为气体，则气体的密度不变，因此A应为固体(或液体)物质；升高温度，气体的密度增大，说明气体的质量增加，非气态物质A转化为气体，平衡向右移动，因此正反应为吸热反应，A、B错误，C正确；充入惰性气体后，容器的容积不变，平衡体系中各物质的浓度不变，故平衡不移动，D错误。 素养提升练 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 答案 解析 解析　题给反应为反应前后气体分子数不变的反应，减小容器体积，压强增大，平衡不移动，A错误；催化剂只改变反应速率，不改变化学平衡，Z的产率不变，B错误；增大c(X)，X的转化率降低，C错误；该反应是放热反应，降温平衡正向移动，Y的转化率增大，D正确。 素养提升练 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 答案 素养提升练 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 解析 解析　向该溶液中加入过量浓NaOH溶液后，氢离子浓度减小，平衡向正反应方向移动，则溶液呈黄色，A错误；该反应中元素的化合价均没有变化，为非氧化还原反应，B错误；加入少量水，总体积变大，离子浓度变小，由平衡移动原理可知，平衡向正反应方向移动，D错误。 素养提升练 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 [易错警示]　“浓度对化学平衡移动的影响”中的“浓度”是指与反应有关的气体或溶液中参与反应的离子的浓度。 素养提升练 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 答案 素养提升练 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 解析 素养提升练 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 答案 素养提升练 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 答案 素养提升练 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 解析 素养提升练 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 答案 素养提升练 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 解析 解析　 素养提升练 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 答案 素养提升练 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 解析 素养提升练 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 素养提升练 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 下列说法正确的是(　　) A．其他条件不变，升高温度，CO2的平衡转化率增大 B．其他条件不变，T>236 ℃时，曲线下降的可能原因是反应Ⅰ正反应程度减弱 C．一定温度下，增大n始(CO2)∶n始(H2)可提高CO2平衡转化率 D．研发高温高效催化剂可提高平衡时CH3OH的选择性 答案 素养提升练 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 解析 解析　从题图中可知，升高温度，CO2的平衡转化率下降，A错误；温度升高，反应Ⅰ化学平衡逆向移动，反应Ⅱ化学平衡正向移动，则CH3OH的选择性下降，同时因为反应Ⅰ化学平衡逆向移动，导致CO2的转化率也有所下降，B正确；增大n始(CO2)∶n始(H2)，CO2的平衡转化率减小，C错误；研发高效的催化剂可提高反应速率，但是催化剂不能影响化学平衡的移动，由图知，温度越高甲醇的选择性越低，D错误。 素养提升练 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 素养提升练 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 (1)ΔH______0(填“>”或“<”)，图中表示平衡状态的曲线为______(填“a”或“b”)。 (2)下列关于高温热分解法的说法正确的有________(填标号)。 A．该反应平衡常数K随温度升高而减小 B．该反应平衡常数K随投料比n(H2S)∶n(Ar)增大而增大 C．恒温恒压下，增加Ar的体积分数，H2S的平衡转化率增大 D．图中M点正反应速率大于逆反应速率 (3)某温度下，平衡时H2S的体积分数为20%，则此时Ar的分压是________ kPa；该反应的平衡常数Kp＝________ kPa。 (4)随温度升高，图中a、b两条曲线逐渐靠近的原因是____________________ __________________________________________________________。 答案 > b CD 20 80 随着温度升高，反应速率加快，达到平衡所需的时间缩短，曲线a向b靠近 素养提升练 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 解析 素养提升练 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 素养提升练 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 答案 N2O2(g)＋O2(g)===2NO2(g)　 ΔH＝(E1－E2) kJ•mol－1 反应Ⅱ 反应Ⅱ的活化能大于反应Ⅰ的活化能，反应速率慢 素养提升练 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 ①T ℃时，该反应的平衡常数为____________。 ②在12 min时，若只改变某一条件使平衡发生移动，15 min时重新达到平衡，则改变的条件是___________________。 ③在15 min时，保持温度和容器容积不变再充入NO和N2，使二者的浓度均增加至原来的两倍，此时反应v正________v逆(填“>”“<”或“＝”)。 答案 2.25 增大N2的浓度 > 时间/min 浓度/(mol·L－1) NO CO2 N2 0 0.200 0 0 12 0.050 0.075 0.075 15 0.100 0.050 0.450 素养提升练 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 答案 素养提升练 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 解析 素养提升练 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 解析 素养提升练 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 　　　　　　　　　　　　　 R 一、选择题 1．在容积不变的密闭容器中，一定条件下发生反应：2A(？)B(g)＋2C(g)，且达到平衡。当升高温度时气体的密度增大，则下列叙述中正确的是(　　) A．升高温度，平衡向逆反应方向移动 B．正反应是放热反应，且A为气态 C．物质A一定为非气态，且正反应是吸热反应 D．若向容器中充入惰性气体，则平衡向右移动 2．反应X(g)＋Y(g)2Z(g)　ΔH<0，达到平衡时，下列说法正确的是(　　) A．减小容器体积，平衡向右移动 B．加入催化剂，Z的产率增大 C．增大c(X)，X的转化率增大 D．降低温度，Y的转化率增大 3．在水溶液中，CrOeq \o\al(2－,4)呈黄色，Cr2Oeq \o\al(2－,7)呈橙红色，重铬酸钾(K2Cr2O7)在水溶液中存在以下平衡：Cr2Oeq \o\al(2－,7)＋H2O2H＋＋2CrOeq \o\al(2－,4)，下列说法正确的是(　　) A．向该溶液中加入过量浓NaOH溶液后，溶液呈橙红色 B．该反应是氧化还原反应 C．向该溶液中滴加适量的浓硫酸，平衡向逆反应方向移动，再次达到平衡后，氢离子浓度比原溶液大 D．向体系中加入少量水，平衡向逆反应方向移动 4．(2023·广东省惠州市三校高三模拟)工业上利用氨气生产氢氰酸(HCN)的反应为CH4(g)＋NH3(g)HCN(g)＋3H2(g)　ΔH>0。其他条件一定，达到平衡时NH3转化率随外界条件X变化的关系如图所示。则X可以是(　　) ①温度　②压强　③催化剂　④eq \f(n（NH3）,n（CH4）) A．①② B．②③ C．②④ D．①④ 解析　图像趋势为平衡时NH3的转化率随外界条件X增大而减小。反应是吸热反应，升高温度平衡正向移动，NH3转化率随温度的升高而增大；反应是气体体积增大的反应，增大压强平衡逆向移动，NH3转化率随压强增大而减小；催化剂不影响平衡；eq \f(n（NH3）,n（CH4）)越大，代表NH3的量越大，有利于平衡正向移动，但是NH3的转化率随着NH3的增多而减小。 5．反应N2(g)＋O2(g)2NO(g)在恒容密闭容器中进行，达到平衡后，充入N2，下列说法正确的是(　　) A．平衡向逆反应方向移动，N2和O2的转化率都减小 B．平衡向正反应方向移动，N2和O2的转化率都增大 C．压强增大平衡不移动，N2的转化率不变 D．平衡向正反应方向移动，N2的转化率减小，O2的转化率增大 6．已知A(g)＋B(g)C(g)＋D(g)，反应的平衡常数和温度的关系如下： 温度/℃ 700 800 830 1000 1200 平衡常数 1.7 1.1 1.0 0.6 0.4 830 ℃时，向一个2 L的密闭容器中充入0.2 mol的A和0.8 mol的B，反应初始4 s内A的平均反应速率v(A)＝0.005 mol·L－1·s－1。下列说法正确的是(　　) A．4 s时，c(B)为0.76 mol·L－1 B．830 ℃达平衡时，A的转化率为80% C．反应达平衡后，升高温度，平衡正向移动 D．1200 ℃时反应C(g)＋D(g)A(g)＋B(g)的平衡常数的值为5 解析　A项，4 s时Δc(A)＝v(A)·Δt＝0.005 mol·L－1·s－1×4 s＝0.02 mol·L－1，则Δc(B)＝0.02 mol·L－1，则4 s时c(B)＝eq \f(0.8 mol,2 L)－0.02 mol·L－1＝0.38 mol·L－1，错误；B项，设830 ℃时，A的平衡转化率为x，则 A(g) 　＋　 B(g)  　C(g)＋D(g) 起始/（mol·L－1） 0.1 0.4 0 0 转化/（mol·L－1） 0.1x 0.1x 0.1x 0.1x 平衡/（mol·L－1） 0.1(1－x) 0.4－0.1x 0.1x 0.1x K(830 ℃)＝eq \f(（0.1x）2,0.1（1－x）×（0.4－0.1x）)＝1，x＝80%，正确；C项，由表中数据可知，升高温度，平衡常数减小，说明平衡逆向移动，错误；D项中的反应是题干中已知反应的逆反应，故1200 ℃时，K逆(1200 ℃)＝eq \f(1,K（1200 ℃）)＝eq \f(1,0.4)＝2.5，错误。 7．(2023·河北邯郸开学考)在密闭容器中，充入一定量的N2(g)和H2(g)，发生反应N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)，已知在相同的反应时间内，NH3的体积分数和反应温度的变化关系如图所示，下列说法正确的是(　　) A．该反应为吸热反应 B．平衡常数K：D点<E点 C．C点时，H2的转化率最高 D．A、B、C、D、E五点对应的反应都达到了平衡状态 8．(2023·广东省惠州市三校高三模拟)已知2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)　ΔH<0。将SO2、O2的混合气分别通入体积为1 L的恒容密闭容器中，不同温度下进行反应的数据见下表： 实验编号 温度/℃ 起始量/mol 平衡量/mol 达到平衡所需时间/min SO2 O2 SO2 O2 1 T1 4 2 x 0.8 6 2 T2 4 2 0.4 0.2 t 下列说法不正确的是(　　) A．x＝1.6 B．实验1前6 min v(SO2)＝0.4 mol·L－1·min－1 C．T1、T2的关系：T2>T1 D．t>6 解析　根据实验1从开始到反应达到化学平衡的数据列三段式： 2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g) 初始量(mol) 4 2 0 变化量(mol) 2.4 1.2 2.4 平衡量(mol) 1.6 0.8 2.4 可知x＝1.6，A正确；实验1前6 min v(SO2)＝eq \f(Δn,V×Δt)＝eq \f(2.4 mol,1 L×6 min)＝0.4 mol· L－1·min－1，B正确；根据题中数据可知，实验2相当于实验1反应正向移动，该反应为放热反应，所以是降低温度的结果，即T2<T1，温度越低，反应速率越慢，则t>6，C错误，D正确。 9．(2023·江苏省苏北四市高三调研)CO2­H2催化重整可获得CH3OH。其主要反应为 反应Ⅰ：CO2(g)＋3H2(g)===CH3OH(g)＋H2O(g)　ΔH1＝－53.7 kJ·mol－1 反应Ⅱ：CO2(g)＋H2(g)===CO(g)＋H2O(g) ΔH2＝＋41 kJ·mol－1 若仅考虑上述反应，在5.0 MPa、n始(CO2)∶n始(H2)＝1∶3时，原料按一定流速通过反应器，CO2的转化率和CH3OH的选择性随温度变化如图所示。CH3OH的选择性＝eq \f(n生成（CH3OH）,n消耗（CO2）)×100% 二、非选择题 10．(2023·广州市高三年级一模)硫化氢的转化是资源利用与环境保护的重要研究课题。 高温热分解法：2H2S(g)S2(g)＋2H2(g)　ΔH 在总压强为100 kPa恒压条件下，n(H2S)∶n(Ar)＝3∶1的混合气在不同温度下反应相同时间，测得H2S的体积分数及H2S在不同温度下的平衡体积分数如图所示： 解析　(3)设起始硫化氢、氩气分别为3 mol、1 mol，平衡时H2S转化了2a mol，列三段式： 2H2S(g)S2(g)＋2H2(g) 起始(mol) 3 0 0 转化(mol) 2a a 2a 平衡(mol) 3－2a a 2a 反应后总的物质的量为(4＋a) mol，某温度下，平衡时H2S的体积分数为20%，则eq \f(3－2a,4＋a)×100%＝20%，a＝1；此时Ar的分压是eq \f(1,4＋1)×100 kPa＝20 kPa；硫化氢、S2、氢气分压分别为20 kPa、20 kPa、40 kPa，该反应的平衡常数Kp＝eq \f(402×20,202) kPa＝80 kPa。 11．氮的氧化物是造成大气污染的主要物质。研究氮氧化物的反应机理和化学平衡对于消除环境污染有重要意义。 (1)NO在空气中存在如下反应：2NO(g)＋O2(g)2NO2(g)　ΔH。上述反应分两步完成，其反应过程如图所示。 请回答下列问题： ①写出反应Ⅱ的热化学方程式：_______________________________________ ________________________________________。 ②反应Ⅰ和反应Ⅱ中，一个是快反应，会快速建立平衡状态，而另一个是慢反应。决定2NO(g)＋O2(g)2NO2(g)反应速率的是________(填“反应Ⅰ”或“反应Ⅱ”)，请写出判断的理由：________________________________________________。 (2)用活性炭还原法处理氮氧化物的有关反应为C(s)＋2NO(g)N2(g)＋CO2(g)。向恒容密闭容器中加入一定量的活性炭和NO，T ℃时，各物质起始浓度及12 min和15 min时各物质的平衡浓度如表所示： (3)NO2存在如下平衡：2NO2(g)N2O4(g)　ΔH<0，在一定条件下NO2与N2O4的消耗速率与各自的分压(分压＝总压×物质的量分数)有如下关系：v正(NO2)＝k1p2(NO2)，v逆(N2O4)＝k2p(N2O4)。一定温度下，k1、k2与平衡常数Kp(压强平衡常数，用平衡分压代替平衡浓度计算)间的关系是Kp＝______________(用k1、k2表示)。 eq \f(k1,2k2) 解析　(1)①由题图可知，反应Ⅱ中反应物1 mol N2O2(g)和1 mol O2(g)的总能量为E2，生成物2 mol NO2(g)的总能量为E1，反应热＝生成物的总能量－反应物的总能量，该反应为放热反应，热化学方程式为N2O2(g)＋O2(g)===2NO2(g)　ΔH＝(E1－E2) kJ·mol－1。 (2)①12 min达到平衡时，NO、N2和CO2的平衡浓度分别为0.050 mol·L－1、0.075 mol·L－1、0.075 mol·L－1，则T ℃时，该反应的平衡常数K＝eq \f(c（N2）·c（CO2）,c2（NO）)＝2.25。 ②对比第12 min和第15 min时各物质的平衡浓度，c(N2)明显增大，c(NO)增大，c(CO2)减小，推测改变条件是充入一定量N2，增大了N2的浓度。 ③在15 min时，保持温度和容器容积不变再充入NO和N2，使二者的浓度均增加至原来的两倍，此时c(NO)＝0.200 mol·L－1，c(N2)＝0.900 mol·L－1，c(CO2)＝0.050 mol·L－1，Q＝eq \f(c（N2）·c（CO2）,c2（NO）)＝eq \f(0.900×0.050,（0.200）2)＝1.125<K，推知反应正向进行，则有v正>v逆。 (3)达到平衡状态时，则有v正(NO2)＝2v逆(N2O4)，即k1p2(NO2)＝2k2p(N2O4)，压强平衡常数Kp＝eq \f(p（N2O4）,p2（NO2）)＝eq \f(k1,2k2)。 $$