内容正文:
第3课时 影响化学平衡的因素(一) 浓度和压强
◆ 学习任务一 实验探究浓度和压强对化学平衡的影响
1.[2025·北京昌平区高二期中] 为探究浓度对化学平衡的影响,某同学进行如下实验:
已知:ⅰ中发生的化学反应为FeCl3+3KSCNFe(SCN)3+3KCl
下列说法不正确的是 ( )
A.若ⅰ中加入KSCN溶液的体积改为2 mL,不具有说服力,无法达到实验目的
B.观察到现象a比现象b中红色更深,即可证明增加反应物浓度,平衡正向移动
C.进行ⅱ、ⅲ对比实验的主要目的是防止由于溶液体积变化引起各离子浓度变化而干扰实验结论
D.若将ⅱ中加入试剂更换为3滴1 mol·L-1 KCl溶液,记为现象c,则平衡逆向移动,现象c比现象b红色更浅
2.[2026·河北邯郸高二期中] 利用色度传感器探究压强对化学平衡的影响:2NO2(红棕色)N2O4(无色) ΔH<0。将一定量的NO2充入注射器中后封口,如图所示是在拉伸和压缩注射器的过程中气体透射率T随时间t的变化关系(气体颜色越深,透射率越小)。下列说法错误的是 ( )
A.A→B为压缩注射器的过程
B.B→C为平衡移动的过程,平衡正向移动
C.C点达到新平衡,c(NO2)比A大,比B小
D.C点的反应速率小于E点
◆ 学习任务二 浓度、压强对化学平衡的影响规律
3.在一定条件下的溶液中,反应:FeCl3+3KSCNFe(SCN)3+3KCl达到平衡后,在其他条件不变的情况下,改变下列条件,能使平衡逆向移动的是 ( )
A.加入少量KSCN固体
B.加入少量FeCl3固体
C.加入少量KCl固体
D.加入少量氢氧化钠固体
4.下列对化学平衡移动的分析中,不正确的是 ( )
①已达到平衡的反应C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g),当增加反应物的物质的量时,平衡一定向正反应方向移动
②已达到平衡的反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g),当增大N2的浓度时,平衡向正反应方向移动,N2的转化率一定升高
③有气体参加的反应达到平衡时,若减小反应器容积时,平衡一定向气体体积增大的方向移动
④有气体参加的反应达到平衡时,在恒压反应器中充入稀有气体,平衡一定不移动
A.①④ B.①②③ C.②③④ D.①②③④
5.在一密闭容器中发生反应:2A(g)+2B(g)C(s)+3D(g) ΔH<0,达到平衡时采取下列措施,可以使v正增大、c(D)增大的是 ( )
A.移走少量C
B.扩大容积,减小压强
C.缩小容积,增大压强
D.容积不变,充入惰性气体
6.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
7.[2026·福建三明四校高二月考] 已知:CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) ΔH<0。一定条件下CO与H2O(g)反应的v-t图像如图所示。30 min、40 min时分别只改变一个条件。下列说法错误的是 ( )
A.30 min时,降低体系压强
B.40 min时,增加CO2或H2的浓度
C.平衡常数:K(X)=K(Y)
D.CO转化率:α(X)<α(Y)
8.能源短缺是人类社会面临的重大问题。甲醇是一种可再生能源,具有广泛的开发和应用前景。工业上合成甲醇的反应为CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) ΔH<0。在300 ℃、5 MPa条件下,将0.20 mol CO与0.58 mol H2的混合气体充入2 L密闭容器中发生反应,反应过程中甲醇的物质的量浓度随时间的变化如图所示。
(1)列式计算300 ℃时该反应的平衡常数K= 。
(2)300 ℃时,将0.50 mol CO、1.00 mol H2和1.00 mol CH3OH充入容积为2 L的密闭容器中,此时反应将 (填字母,下同) 。
A.向正反应方向进行
B.向逆反应方向进行
C.处于平衡状态
D.无法判断
(3)下列措施可提高甲醇产率的是 。
A.压缩容器容积
B.将CH3OH(g)从体系中分离
C.恒容下充入He,使体系总压强增大
D.恒容下再充入0.20 mol CO和0.58 mol H2
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第3课时 影响化学平衡的因素(一) 浓度和压强
1.D [解析] 该反应为可逆反应,反应的离子方程式为Fe3++3SCN-Fe(SCN)3。将ⅰ中加入KSCN溶液的体积改为2 mL,则氯化铁过量,不仅有浓度问题,还有反应物的用量问题,故不具有说服力,无法达到实验目的,A正确; 现象a比现象b中红色更深,说明ⅱ中生成物的浓度增大,即可证明增加反应物浓度,平衡正向移动,B正确; 进行ⅱ、ⅲ对比实验是取用相同体积的反应物和水,主要目的是排除溶液体积变化的影响,C正确; 由分析可知,K+、Cl-不影响平衡移动,若将ⅱ中加入试剂更换为3滴1 mol·L-1 KCl溶液,相当于实验ⅱ加入3滴水,故现象c与现象b红色相近,D错误。
2.D [解析] 该反应是正向气体分子数减小的放热反应,压缩注射器过程压强增大,平衡虽正向移动,但二氧化氮浓度增大,混合气体颜色变深,拉伸注射器过程压强减小,平衡逆向移动,但二氧化氮浓度减小,混合气体颜色变浅。A→B过程中透射率T迅速减小,说明气体颜色瞬间变深(NO2浓度瞬间增大),这是压缩注射器时体积减小、NO2浓度瞬间增大导致的,故A→B为压缩注射器过程,A正确;B→C过程中透射率T逐渐增大,说明气体颜色逐渐变浅(NO2浓度减小),即平衡正向移动(NO2转化为N2O4),B正确; B点为压缩注射器瞬间NO2浓度瞬间增大(平衡未移动),后逐渐变至C点达到新平衡,因B→C过程中平衡正向移动消耗NO2,则C点NO2浓度小于B点,又因压缩使体积减小,新平衡NO2浓度虽比B点小,但仍大于原平衡A点,故c(NO2):A<C<B,C正确;反应速率与浓度成正比,C点为压缩后达到平衡(体积小、气体浓度大),E点为拉伸后达到平衡(体积大、气体浓度小),则C点反应速率大于E点,D错误。
3.D [解析] 加入少量KSCN固体,SCN-浓度增大,平衡正向移动,故A错误;加入少量的FeCl3固体,铁离子浓度增大,平衡正向移动,故B错误;KCl固体对平衡移动无影响,故C错误;加入少量氢氧化钠固体,氢氧根离子与铁离子反应生成沉淀,铁离子浓度减小,平衡逆向移动,故D正确。
4.D [解析] ①中增加C(s)的物质的量,由于浓度未变,平衡不移动,错误;②中对于有多种物质参加的可逆反应,增大某一反应物的浓度,平衡右移,其他物质的转化率增大,而此物质的转化率降低,错误;③中对于有气体参加的非等体积的可逆反应,缩小容器容积,压强增大,平衡向气体体积减小的方向移动,错误;④中在恒压容器中充入稀有气体,各物质浓度减小,若是等体积反应,则平衡不会发生移动,错误。综上分析可知,D项正确。
5.C [解析] A项,C为固体,改变其量,对反应速率无影响,错误;B项,扩大容积,v正减小,c(D)也减小,错误;C项,缩小容积,浓度增大,速率也增大,平衡正向移动,c(D)也增大,正确;D项,容积不变,充入惰性气体,反应物浓度不变,速率不变,平衡不移动,错误。
6.D [解析] 增大压强,平衡向逆反应方向移动,说明逆向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。
7.D [解析] 由题干图像可知,30 min时改变条件后,正逆反应速率同等幅度地减小,平衡不移动,根据反应前后气体的分子数未改变可知,该条件为降低体系压强或者使用负催化剂,A正确;由题干图像可知,40 min时改变条件后,逆反应速率突然增大,而后正反应速率逐渐增大,故该条件为增大生成物浓度,即增加CO2或H2的浓度,B正确;由A、B分析可知,30 min和40 min时均未改变反应容器的温度,温度不变,平衡常数不变,故平衡常数:K(X)=K(Y),C正确;由A、B分析可知,30 min时改变条件平衡不移动,而40 min时改变条件后平衡逆向移动,CO的转化率减小,即CO转化率:α(X)>α(Y),D错误。
8.(1)==4 (2)B (3)ABD
[解析] 由图知,平衡时甲醇的浓度为0.02 mol·L-1,物质的量为0.02 mol·L-1×2 L=0.04 mol,列出三段式:
(1)K====4。
(2)将0.50 mol CO、1.00 mol H2和1.00 mol CH3OH充入容积为2 L的密闭容器中,Q==
=8>K,此时反应将向逆反应方向进行,故选B。
(3)压缩容器容积,压强增大,平衡右移,甲醇产率增大,A符合题意;将CH3OH(g)从体系中分离降低了生成物的浓度,平衡右移,甲醇产率增大,B符合题意;恒容下充入He,体系总压强增大,但反应体系中各组分浓度不变,平衡不移动,甲醇产率不变,C不符合题意;恒容下再充入0.20 mol CO和0.58 mol H2相当于增大压强,平衡右移,D符合题意。
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