2.2.2温度对化学平衡的影响2 同步练习 2024-2025学年高二上学期化学人教版（2019）选择性必修1

温度对化学平衡的影响2 1．和可以相互转化：，反应过程放热，现将一定量和的混合气体通入体积为1L的恒容密闭容器中，和浓度随时间变化关系如图。下列说法正确的是 A．25min时改变的条件是增大了的浓度 B．容器内混合气体的平均摩尔质量不变时可判断达到了化学平衡状态 C．a点时正、逆反应速率相等，达到了化学平衡状态 D．温度一定时，容器中b与c点气体总压强相等 2．时将三个相同烧瓶中均充满气体并分别放置在盛有下列物质的烧杯(烧杯内有等量等温的水)中：在(1)中加入氧化钙粉末，在(3)中加入晶体，最终现象如图所示。已知：，图中阴影表示颜色深浅。下列叙述错误的是 A．加入固体后短时间内三个烧杯中温度高低：(1)>(2)>(3) B．三个烧瓶中平衡时混合气体的平均相对分子质量大小：((1)>(2)>(3) C．三个烧瓶中平衡时混合气体的总压强大小：(1)>(2)>(3) D．由该实验现象可知温度会影响化学平衡状态 3．若将固体置于恒容密闭容器中，在一定温度下发生下列反应： ①； ②。 达到平衡时，的体积分数为0.16。下列说法正确的是 A．若混合气体中不再发生变化，则体系达到平衡状态 B．平衡时容器中的物质的量为 C．该温度下化学反应的平衡常数： D．若仅改变容器体积为，再次平衡后不变 4．高炉炼铁过程中发生反应：，该反应下列说法正确的是 A．恒温恒容时，再充入一定量CO，平衡正向移动，可以提高CO的转化率 B．恒温时，增大压强，体积减小，平衡时，c(CO)/c(CO2)增大 C．恒容时，升高温度，混合气体的平均相对分子质量增大 D．1000℃下在密闭容器中1mol与1molCO反应，达到平衡时CO的转化率是40%，则1000℃时该反应的平衡常数是2/3 5．不同温度下，在某一恒容密闭容器中充入一定量的和，发生反应  ，测得的平衡转化率的变化关系如图所示。下列说法错误的是 A．正反应速率： B．平衡常数： C．若混合气体的平均摩尔质量不再随时间改变时，表明反应达到平衡状态 D．a点时，再向容器中通入一定量的，的平衡转化率一定增大 6．某温度下，在起始压强为的刚性容器中，发生的氧化反应：，该反应的反应方程分两步进行，其速率方程和反应过程中能量变化如下： ① ② 下列说法正确的是 A．氧化反应速率快慢的决定步骤的活化能是 B．一定温度下，平衡常数表达式 C．升高温度，氧化反应的化学平衡向逆反应方向移动 D．该温度下，将等物质的量的和混合反应(忽略)，的平衡转化率为时，该反应的平衡常数 7．某合成气的主要成分是一氧化碳和氢气，可用于合成甲醚等清洁燃料。由天然气获得该合成气过程中可能发生的反应有： ① ② ③ (1)在一密闭容器中进行反应①，测得的物质的量浓度随反应时间的变化如图1所示。 反应进行的前内， ；时，改变的外界条件可能是 。 (2)如图2所示，在甲、乙两容器中分别充入等物质的量的和，使甲、乙两容器初始容积相等。在相同温度下发生反应②，并维持反应过程中温度不变。已知甲容器中的转化率随时间的变化如图3所示，请在图3中画出乙容器中的转化率随时间变化的图像 。 (3)反应③中 。时，反应③的平衡常数，测得该温度下密闭容器中某时刻各物质的物质的量见下表： 此时反应③中正、逆反应速率的关系式是 (填代号)。 a．    b．    c．    d．无法判断 (4)用该合成气制取甲醚的化学方程式为 。 该反应的原子利用率为 (设反应完全进行，用质量百分比表示)。 8．减少的排放、捕集并利用是我国能源、环保领域的一个重要战略方向。 Ⅰ．航天员呼吸所用的循环利用，原理为Bosch反应： ； 热力学中规定由最稳定单质生成1mol某物质的焓变称为该物质的标准生成焓，最稳定单质的标准生成焓为0. (1) Bosch反应的 Ⅱ．催化重整制，原理为在体积相等的多个恒容密闭容器中，分别充入和，在不同温度下反应相同时间，测得的转化率与温度的关系如图所示。已知该反应的速率方程为，，其中为速率常数，只受温度影响。 (2) O(填“>”或“<”)。 (3)a点时反应速率 (填“>”“<”或“=”)。 (4)温度下反应达到平衡时，气体总压强为pkPa，则温度下反应的 (列出计算式)。 Ⅲ．催化合成甲醇，原理为，反应进程如图2所示(吸附在催化剂表面的物质用*标注，TS代表过渡态)。 (5) 反应进程中甲醇分子从催化剂表面上“脱附”下来，需要 (填“吸收”或“放出”)能量， 降低步骤 (填反应方程式)的能垒，能有效加快甲醇的生成速率。 (6)恒定总压和碳氢投料比时，在不同温度下反应相同时间后甲醇的产率如图3所示。当温度高于520K时，甲醇的产率随温度升高而下降的原因可能为 (写两条)。 温度对化学平衡的影响2 参考答案 1．B 【分析】结合的系数关系，X为NO2浓度的变化，Y为N2O4浓度变化，据此解答。 【详解】A．25min时二氧化氮浓度瞬间增大，而四氧化二氮浓度不变，则改变的条件是增大了的浓度，A错误； B．混合气体的平均摩尔质量为，气体质量不变，但是气体的总物质的量随反应进行而改变，所以M会发生改变，当M不变时，反应达到平衡，B正确； C．a点不是反应速率相等，是二者浓度相等，a点后物质浓度继续变化，此时没有达到化学平衡状态，C错误； D．温度一定时，容器为1升恒容容器，b点与c点气体总物质的量c点的大，总压强c>b，故D错误； 2．B 【详解】A．氧化钙溶于水会放热，碳酸氢钠溶于水吸热，加入固体后短时间内三个烧杯中温度高低：(1)>(2)>(3)，A正确； B．为红棕色，(1)中颜色最深说明分子数最多，混合气体的物质的量增大，混合气体的分子数增多，红棕色变浅，说明分子数增多，混合气体的物质的量减少，混合气体分子数减少，因混合气体的总质量不变，故三个烧瓶中平衡时混合气体的平均相对分子质量大小：(1)<(2)<(3)，B错误； C．为红棕色，(1)中颜色最深说明分子数最多，混合气体的物质的量增大，混合气体的分子数增多，红棕色变浅，说明分子数增多，混合气体的物质的量减少，混合气体分子数减少，因混合气体的总质量不变，故三个烧瓶中平衡时混合气体的总压强大小：(1)>(2)>(3)，C正确； D．由该实验现象可知温度会影响化学平衡状态，D正确； 3．D 【详解】A．气体中，始终为1：2，反应过程中总C和O的物质的量之比恒定，故该比值不变不能作为平衡依据，A错误； B．的体积分数为0.16，的体积分数为0.32，故的体积分数为0.52，，可知在平衡时物质的量为0.52mol，反应①生成的CaO物质的量等于CO₂的初始生成量，即0.52+0.32=0.84mol，平衡时容器中的物质的量为0.84mol，而非0.52mol，B错误； C．计算得K2≈0.061，小于K1=0.52，C错误； D．反应①的平衡常数K1=c(CO2)，仅与温度相关，改变容器体积不影响K1，故c(CO2)不变，D正确； 4．D 【详解】A．恒温恒容时，再充入一定量CO，平衡正向移动，平衡常数不变，平衡时，c(CO2)：c(CO)是定值，所以CO的转化率不变，故A错误； B．恒温时，增大压强，体积减小，平衡常数不变，平衡时，c(CO)/c(CO2)不变，故B错误； C．恒容时，升高温度，平衡逆向移动，混合气体中CO2含量降低，所以混合气体的平均相对分子质量减小，故C错误； D．1000℃下在密闭容器中1mol与1molCO反应，达到平衡时CO的转化率是40%，平衡时n(CO2)=0.4mol，n(CO)=0.6mol，则1000℃时该反应的平衡常数=，故D正确； 5．D 【详解】A．该反应的正反应放热，同一压强下，降低温度，平衡正向移动，的平衡转化率增大，所以，同一压强下，升高温度，反应速率加快，所以正反应速率：，A正确； B．平衡常数只跟温度有关，该反应的正反应放热，温度降低，平衡正向移动，平衡常数增大，因，则，B正确； C．由可知，反应前后均为气体，遵循质量守恒定律，所以混合气体总质量为定值，平衡之前混合气体的总物质的量随时间改变，所以混合气体平均摩尔质量不再随时间而改变时，能说明反应达到平衡，C正确； D．点时，再向容器中通入一定量的，氢气的转化率会增大，的平衡转化率将减小，D错误； 6．C 【详解】A．整体的反应速率取决于慢反应，活化能越大，反应速率越慢，据图可知活化能大的步骤为第二步反应，则氧化反应速率快慢的决定步骤的活化能是，A错误； B．平衡常数表达式，而对于反应①平衡时正、逆反应速率相等，即，所以，同理可得反应②平衡常数，所以，B错误； C．据图可知该反应的反应物总能量高于生成物总能量，属于放热反应，升高温度，平衡逆向移动，C正确； D．设等物质的量的和均为，的平衡转化率为，列三段式有： 刚性容器中气体的压强之比等于其物质的量之比，起始气体的总物质的量为，压强为，则平衡时，D错误； 7． (1) 升高温度(或充入水蒸气) (2) (3) a (4) 【详解】（1）应根据图象可知在前5 min内CH4的浓度降低了0.50 mol/L，则v(CH4)=，根据方程式中物质反应转化关系可知v(H2)=3v(CH4)=0.30 mol/(L·min)；根据图象可知：在第10 min时，CH4的浓度由0.50 mol/L逐渐变为0.25 mol/L，改变的条件不可能是增大容器体积(否则改变条件的瞬间CH4浓度应突然减小)，由于该反应的正反应是吸热反应，所以改变的条件可能是升高温度(或充入水蒸气)； （2）根据图象可知：甲容器是恒温恒容，乙容器是恒温恒压，反应开始时甲、乙两容器初始容积相等，在相同温度下发生反应②CH4(g)＋CO2(g) 2CO(g)＋2H2(g) ΔH2=+247.3 kJ·mol-1.甲容器反应开始后气体压强增大，而乙容器压强不变、体积增大，故可看成是由甲容器反应达到平衡后又减压得到乙，则乙容器的气体物质浓度小，化学反应速率慢，达到平衡所需时间长；由于减小压强，化学平衡向气体体积扩大的正反应方向移动，因此乙容器中CH4的转化率比甲大。即相对于甲容器来说：乙达到平衡所需时间长，平衡时甲烷的转化率更高，故用图学科表示为：； （3）根据盖斯定律，反应①-反应②=反应③，进而通过计算求得=；根据浓度商：，可知反应向正反应方向进行，即，故选a； （4）反应前碳元素由+2价降到-2价，氢元素由0价升到+1价，根据化合价升降守恒，进行氧化还原反应配平可知，反应的化学方程式为，该反应的原子利用率为； 8．(1) (2)< (3)= (4)(或其他正确计算式) (5) 吸收 (或) (6)高于520K后，温度升高，催化剂的活性降低；反应放热温度升高，平衡逆向移动；温度高于520K，促进了副反应的进行 【详解】（1）根据标准生成焓计算：； （2）由升温，体积相等的多个恒容密闭容器中，分别充入和，在不同温度下反应相同时间时，温度越高，化学反应速率越快，由图可知c、a氢气的转化率已经过了最高点，所以c、a两点是平衡后升温，平衡左移而引起的氢气转化率降低，即c、a两点处于平衡状态，说明反应为放热反应热，； （3）由升温，体积相等的多个恒容密闭容器中，分别充入和，在不同温度下反应相同时间时，温度越高，化学反应速率越快，由图可知c、a氢气的转化率已经过了最高点，所以c、a两点是平衡后升温，平衡左移而引起的氢气转化率降低，即c、a两点处于平衡状态，因此a点时反应速率； （4）设转化，平衡时各物质的量：、、、，总物质的量4.2 mol，分压、、、，； （5）甲醇脱附能量升高，需吸收能量；降低步骤能垒，能有效加快甲醇的生成速率。 （6）高于520K后，温度升高，催化剂的活性降低；反应放热温度升高，平衡逆向移动；温度高于520K，促进了副反应的进行。 学科网（北京）股份有限公司 $$