内容正文:
[课后分层练(九)] 浓度和压强对化学平衡的影响
(限时35 min,选择题每题3分,非选择题23分)
【基础达标练】
1.下列做法或现象不涉及平衡移动的是( )
A.海水提溴中,通入氯气之前用硫酸酸化海水
B.将H2(g)、I2(g)、HI(g)的平衡体系加压后颜色变深
C.石灰岩受地下水长期溶蚀形成溶洞
D.用乙酸和乙醇反应制备乙酸乙酯时添加过量乙醇
解析:选B。用硫酸酸化海水,抑制氯气与水反应,与平衡移动有关,A不符合;反应H2(g)+I2(g)⥫⥬2HI(g)是一个反应前后气体分子数不变的反应,压强改变并不能使平衡发生移动,混合气体加压后颜色变深,是因为I2的浓度增大,不涉及平衡移动,B符合;石灰岩溶蚀发生反应CaCO3+CO2+H2O⥫⥬Ca(HCO3)2,涉及平衡移动原理,C不符合;合成乙酸乙酯的反应是可逆反应,增大乙醇用量,促进平衡向生成乙酸乙酯的方向移动,有利于提高乙酸的转化率,D不符合。
2.已知反应COCl2(g)⥫⥬CO(g)+Cl2(g) ΔH>0。当反应达到平衡时,下列措施中能提高COCl2转化率的是( )
①升温 ②恒容通入惰性气体 ③增加CO浓度 ④增大容器的容积 ⑤加催化剂
⑥恒压通入惰性气体
A.①②④ B.①④⑥
C.②③⑤ D.③⑤⑥
答案:B。
3.可逆反应aA(g)+bB(g)⥫⥬pC(g),C%(产物C的体积分数)与压强的关系如图所示,下列结论正确的是( )
A.P1<P2 a+b<p
B.P1>P2 a+b>p
C.P1>P2 a+b<p
D.P1<P2 a+b>p
解析:选B。根据“先拐先平”,由图像可知P1>P2;增大压强,C%增大,可知增大压强平衡向正反应方向移动,所以a+b>p。
4.一定温度下,将1 mol X、1 mol Y和1 mol W充入2 L恒容密闭容器,发生反应X(g)+Y(g)⥫⥬mZ(g)+W(s),t1时达到平衡。在t2、t3时刻分别改变影响反应的一个条件,测得容器中气体Z的浓度随时间变化如图所示。下列说法正确的是( )
A.反应的化学方程式中的m=1
B.t2时刻改变的条件是增加Y的浓度
C.t3时刻改变的条件是移去少量物质W
D.t3时刻改变的条件可能是增加了X的物质的量
解析:选D。由图可知t2时刻Z的浓度突然增大,但平衡没有移动,不可能加入Z,所以该反应是气体体积不变的反应,m=2,A错误;因为Z的浓度变化,t2时刻改变的条件只能是加压,B错误;W是固体,移去W不影响平衡的移动,C错误;t3时刻,若增大X的量,平衡正向移动,Z的浓度增加,D正确。
5.已知化学反应2A(?)+B(g)⥫⥬2C(?)达到平衡,当增大压强时,平衡向逆反应方向移动,则下列情况可能的是( )
A.A是气体,C是固体
B.A、C均为气体
C.A、C均为固体
D.A是固体或液体,C是气体
解析:选D。增大压强,平衡向逆反应方向移动,说明逆反应为气体体积减小的反应,由于B为气体,所以C为气体,A为非气体。
6.实验小组探究酸对Fe3++3SCN-⥫⥬Fe(SCN)3平衡的影响。将0.050 mol/L FeCl3溶液(接近无色)和0.1 mol/L KSCN溶液等体积混合,得到红色溶液。取两等份红色溶液,进行如下操作并记录现象。
(1)甲同学认为加入酸后,会使Fe3++3SCN-⥫⥬Fe(SCN)3体系中___________浓度改变,导致该平衡正向移动,溶液颜色加深。
【设计并实施实验】
【查阅资料】
Fe3+和Cl-、SO均能发生络合反应:
Fe3++4Cl-⥫⥬[FeCl4]-(黄色);
Fe3++2SO⥫⥬[Fe(SO4)2]-(无色)。
实验:探究现象a中溶液颜色变化的原因
编号
操作
现象
①
向2 mL红色溶液中滴加5滴水
溶液颜色无明显变化
②
向2 mL红色溶液中滴加5滴3 mol/L KCl溶液
溶液颜色变浅,呈橙色
(2)实验①的目的是________________________________________________________________________。
(3)根据实验①和实验②的结果,从平衡移动角度解释现象a:________________________________________________________________________。
解析:(1)甲同学认为加入酸后,会抑制Fe3+的水解,使Fe3++3SCN-⥫⥬Fe(SCN)3体系中Fe3+浓度增大,导致该平衡正向移动,溶液颜色加深。(2)滴入KCl溶液时,溶液被稀释,实验①滴入相同体积的水,可以排除稀释使溶液颜色产生变化的干扰。
答案:(1)Fe3+ (2)排除稀释对溶液颜色变化的干扰 (3)在Fe3++3SCN-⥫⥬Fe(SCN)3 平衡体系中加入盐酸,铁离子、氯离子发生络合反应,使得铁离子浓度减小,平衡逆向进行,Fe(SCN)3浓度减小,溶液颜色变浅,呈橙色
【拓展提能练】
7.恒温密闭容器中充入1 mol SO3,发生反应2SO3(g)⥫⥬2SO2(g)+O2(g)。在相同时间内测得各容器中SO3的转化率与容器体积的关系如图所示,下列说法正确的是( )
A.A点:v正>v逆
B.B点、C点时混合气体的物质的量分别为1.4 mol、1.2 mol
C.对C点,缩小容器体积,则此时v逆>v正
D.向B点体系中再充入一定量的SO3,达到平衡时,SO3的体积分数比原平衡小
解析:选B。该反应为气体体积增大的反应,增大压强,平衡向逆反应方向移动,SO3的转化率减小,由图可知,B点SO3的转化率最大,说明反应达到平衡,则C→B为平衡的形成过程、B→A为平衡的移动过程。A点反应达到平衡,正反应速率和逆反应速率相等,A错误;B点、C点时SO3的转化率分别为80%、40%,由化学方程式可知,混合气体的物质的量分别为1 mol+1 mol×80%×=1.4 mol、1 mol+1 mol×40%×=1.2 mol,B正确;C点反应未达平衡,缩小容器体积,正、逆反应速率均增大,但正反应速率大于逆反应速率,C错误;该反应为气体体积增大的反应,向B点体系中再充入一定量的SO3相当于增大压强,平衡向逆反应方向移动,SO3的体积分数增大,D错误。
8.起始体积相等的Ⅰ、Ⅱ容器中分别充入1 mol CH4和2 mol NO2,发生反应CH4(g)+2NO2(g)⥫⥬N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)。实验如下:
容器
Ⅰ
Ⅱ
反应条件
恒温恒容
恒温恒压
气体密度
ρ(Ⅰ)
ρ(Ⅱ)
CH4的平衡转化率
α(Ⅰ)
α(Ⅱ)
达到平衡所用时间
t(Ⅰ)
t(Ⅱ)
气体平均摩尔质量
M(Ⅰ)
M(Ⅱ)
下列大小比较中,正确的是( )
A.α(Ⅰ)>α(Ⅱ) B.t(Ⅰ)>t(Ⅱ)
C.ρ(Ⅰ)>ρ(Ⅱ) D.M(Ⅰ)<M(Ⅱ)
解析:选C。正反应是气体分子数增大的反应,以容器Ⅱ为参照,随反应进行容器Ⅰ压强增大,平衡向左移动,α(Ⅰ)<α(Ⅱ),A错误;加压,反应速率增大,达到平衡所用时间缩短,t(Ⅰ)<t(Ⅱ),B错误;气体总质量不变,容器Ⅰ为恒容,容器Ⅱ为恒压,因反应后气体分子数增大,恒压条件下,只能增大容器Ⅱ的体积,故ρ(Ⅰ)>ρ(Ⅱ),C正确;平衡向左移动,气体物质的量减小,平均相对分子质量增大,即M(Ⅰ)>M(Ⅱ),D错误。
9.(2025·北京市广渠门中学期中)小组同学探究盐溶液对反应Fe3++SCN-⥫⥬[Fe(SCN)]2+(红色)的影响。将2 mL 0.01 mol·L-1的FeCl3溶液与2 mL 0.02 mol·L-1的KSCN溶液混合,分别加入等量的试剂①~④,测得体系的透光率如图所示。
已知:ⅰ.溶液红色越深,透光率越小,其他颜色对透光率的影响可忽略。
ⅱ.Fe3++4Cl-⥫⥬[FeCl4]-(黄色)。
ⅲ.NH4Cl溶液显酸性。
ⅳ.NO对实验无影响。
下列说法不正确的是( )
A.注入试剂①后溶液透光率增大,证明Fe3++SCN-⥫⥬[Fe(SCN)]2+逆向移动
B.透光率③比②高,可能是阳离子种类或溶液pH导致的
C.透光率④比③高,可能发生了反应[Fe(SCN)]2++4Cl-⥫⥬[FeCl4]-+SCN-
D.若要证明试剂③中Cl-对平衡体系有影响,还应使用0.04 mol·L-1的KNO3溶液进行实验
解析:选A。注入试剂①溶液透光率增大,可能是稀释溶液的过程[Fe(SCN)]2+浓度减小,也可能是平衡逆向移动使[Fe(SCN)]2+浓度减小,不符合控制变量的原则,不能证明Fe3++SCN-⥫⥬[Fe(SCN)]2+平衡逆向移动,A错误。
10.(2025·华中师范大学第一附属中学期中)在一密闭容器中进行反应A(s)+D(g)⥫⥬E(g),其逆反应速率随时间的变化情况如图所示,试判断下列说法正确的是( )
A.t3时刻可能采取的措施是减少c(D)
B.t5时刻可能采取的措施是增大压强
C.t7时刻可能采取的措施是移出部分A
D.图中条件改变均为单一变化时,该容器的体积可以始终保持不变
解析:选A。由图象,t3时刻v逆减小,是渐变不是突变,则是改变反应物的浓度引起的,A是固体,则可能是减少c(D),A正确;增大压强反应速率增大,而t5时刻,逆反应速率突然减小,之后慢慢增大,所以不可能是增大压强所致,B错误;t7时刻,逆反应瞬时速率减小,t7之后,逆反应速率不再改变,反应为气体分子总数不变的反应,可能是减小压强所致,C错误;t5时刻v逆减小,是突变,并逐渐增大,最终高于改变条件之前的v逆,无法通过改变单一条件实现,t7时刻,可通过增大容器体积实现减小压强, D错误。
11.(2025·江西宜春高二检测)(1)恒温条件下,在一密闭容器中进行反应CH4(g)+H2O(g)⥫⥬CO(g)+3H2(g),测得CH4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5 min内,v(H2)=________________________________________________________________________;
10 min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CH4和CO2,使甲、乙两容器初始容积相等。在相同温度下发生反应CH4(g)+CO2(g)⥫⥬2CO(g)+2H2(g)并维持反应过程中温度不变。已知甲容器中CH4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CH4的转化率随时间变化的图像。
解析:(1)反应进行的前5 min内,Δc(CH4)=0.5 mol·L-1,Δc(H2)=3Δc(CH4)=3×0.5 mol·L-1=1.5 mol·L-1,因此v(H2)===0.3 mol·L-1·min-1;10 min时,CH4浓度瞬间不变,后续CH4浓度逐渐降低,说明平衡正向移动,因此改变的外界条件可能是充入水蒸气或分离出CO或H2。(2)反应CH4(g)+CO2(g)⥫⥬2CO(g)+2H2(g)为气体体积增大的反应,因此乙容器的体积将增大,相较于甲容器压强减小,因此达到平衡所需时间将增大,减小压强,平衡正向移动,故达到平衡时CH4的转化率将增大,相关图像见答案。
答案:(1)0.3 mol·L-1·min-1 充入水蒸气(或分离出CO、分离出H2等) (2)
12.(2025·辽宁抚顺高二期末)K2Cr2O7溶液中存在平衡:Cr2O(橙色)+H2O⥫⥬2CrO(黄色)+2H+。用K2Cr2O7溶液进行如图所示的实验。
已知:Cr3+为绿色。
回答下列问题:
(1)试管Ⅰ中溶液橙色____________(填“加深”或“变浅”),判断的理由为________________________________________________________________________。
(2)Ⅰ→Ⅱ发生反应的离子方程式为_________________________________________________________________________。
(3)试管Ⅳ中溶液为________色。
(4)若向试管Ⅳ中加70% H2SO4溶液至过量,此时溶液呈___________,由此得出的结论为___________________________________________________________________。
解析:(1)溶液中存在平衡Cr2O(橙色)+H2O⥫⥬2CrO(黄色)+2H+,向该溶液中滴加70%硫酸溶液,c(H+)增大,平衡逆向移动,Cr2O(橙色)浓度增大,试管Ⅰ中溶液橙色加深;(2)试管Ⅰ中溶液存在Cr2O,具有强氧化性,可以将乙醇氧化生成乙酸,本身被还原为Cr3+; (3)试管Ⅲ中溶液是K2Cr2O7溶液中加入NaOH溶液,OH-与H+反应,c(H+)减小,平衡Cr2O(橙色)+H2O⥫⥬2CrO(黄色)+2H+正向移动,Cr2O(橙色)浓度减小,CrO(黄色)浓度增大,溶液颜色为黄色,加入过量乙醇后,根据试管Ⅳ溶液颜色不变,试管Ⅳ溶液颜色为黄色;(4)根据试管Ⅳ溶液颜色不变,说明在碱性环境中Cr2O(橙色)浓度小,氧化性弱,与乙醇不反应,滴加70%硫酸溶液至过量,溶液显酸性,平衡Cr2O(橙色)+H2O⥫⥬2CrO(黄色)+2H+逆向移动,Cr2O(橙色)浓度大,氧化性强,可以氧化乙醇,本身被还原为Cr3+,故溶液变为绿色,实验现象说明Cr2O在酸性条件下的氧化性强于在碱性条件下的。
答案:(1)加深 增大H+浓度,平衡逆向移动 (2)2Cr2O+16H++3C2H5OH===4Cr3++3CH3COOH+11H2O (3)黄 (4)绿色 Cr2O在酸性条件下的氧化性强于在碱性条件下的
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