第4课时 温度、催化剂对化学平衡的影响 勒夏特列原理
题组一 温度对化学平衡的影响
1．将H2(g)和Br2(g)充入恒容密闭容器，恒温下发生反应：H2(g)＋Br2(g)2HBr(g) ΔH<0，平衡时Br2(g)的转化率为a；若初始条件相同，绝热下进行上述反应，平衡时Br2(g)的转化率为b。a与b的关系是( )
A．a>b B．a＝b
C．a2．在一密闭容器中，发生可逆反应：3A(g)3B＋C(正反应为吸热反应)，平衡时，升高温度，气体的平均相对分子质量有变小的趋势，则下列判断正确的是( )
A．B和C可能都是固体
B．B和C一定都是气体
C．若C为固体，则B一定是气体
D．B和C不可能都是气体
3.I2在KI溶液中存在下列平衡：I2(aq)＋I－(aq)I(aq)，某I2、KI混合溶液中，I的物质的量浓度c(I)与温度T的关系如图所示(曲线上任何一点都表示平衡状态)。下列说法不正确的是( )
A．温度为T1 ℃时，向该平衡体系中加入KI固体，平衡正向移动
B．I2(aq)＋I－(aq) I(aq)的ΔH＜0
C．T1 ℃时，反应进行到状态d时，一定有v正＞v逆
D．状态a与状态b相比，状态b时I2的转化率更高
4.在体积为V L的恒容密闭容器中盛有一定量H2，通入Br2(g)发生反应：H2(g)＋Br2(g)
2HBr(g) ΔH<0。当温度分别为T1、T2，平衡时H2的体积分数与Br2(g)的物质的量的变化关系如图所示。下列说法正确的是( )
A．由图可知：T2
C．为了提高Br2(g)的转化率，可采取增加Br2(g)通入量的方法
D．a点比b点体系的颜色深
题组二 勒夏特列原理
5．下列事实不能用勒夏特列原理解释的是( )
A．夏天，打开啤酒瓶时会从瓶口逸出气体
B．浓氨水中加入氢氧化钠固体时产生较多的刺激性气味的气体
C．压缩氢气与碘蒸气反应的平衡混合气体，颜色变深
D．将盛有NO2和N2O4混合气体的密闭容器置于冷水中，混合气体的颜色变浅
6．(2021·辽宁，11)某温度下，在恒容密闭容器中加入一定量X，发生反应2X(s)Y(s)＋Z(g)，一段时间后达到平衡。下列说法错误的是( )
A．升高温度，若c(Z)增大，则ΔH>0
B．加入一定量Z，达新平衡后m(Y)减小
C．加入等物质的量的Y和Z，达新平衡后c(Z)增大
D．加入一定量氩气，平衡不移动
7．(2022·云南保山高二期中)反应X(g)＋Y(g)3Z(g) ΔH<0达到平衡时，下列说法正确的是( )
A．减小容器体积，平衡向正反应方向移动
B．恒容时充入氦气，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
8．(2022·海口高二期中)利用CO2和CH4反应制备合成气(CO、H2)的原理是CH4(g)＋CO2(g)2CO(g)＋2H2(g) ΔH>0。温度为T ℃时，该反应的平衡常数为K。下列说法正确的是( )
A．K越大，说明反应速率、CO2的平衡转化率越大
B．增大压强，平衡向逆反应方向移动，K减小
C．升高温度，反应速率和平衡常数K都增大
D．加入催化剂，能提高合成气的平衡产率
9.如图是可逆反应A＋2B2C＋3D的化学反应速率与化学平衡随外界条件改变(先降温后加压)而变化的情况。由此可推断下列说法正确的是( )
A．正反应是放热反应
B．D可能是气体
C．逆反应是放热反应
D．A、B、C、D均为气体
10.已知反应：3A(g)＋B(g)2C(g)＋2D(g) ΔH<0，如图a、b曲线分别表示在不同条件下，A与B反应生成D的体积分数随时间t的变化情况。若想使曲线b(实线)变为曲线a(虚线)，可采取的措施是( )
①增大A的浓度 ②升高温度 ③增大D的浓度 ④加入催化剂 ⑤恒温下，缩小反应容器体积 ⑥加入稀有气体，保持容器内压强不变
A．①②③ B．④⑤ C．③④⑤ D．④⑤⑥
11．(2022·广州高二期中)为探究外界条件对反应aA(g)＋bB(g)cC(g) ΔH的影响，以A和B的物质的量之比为a∶b反应，通过实验得到不同条件下反应达到平衡时A的物质的量分数随温度、压强的变化如图所示。下列判断正确的是( )
A．a＋b>c
B．平衡后增大容器体积，反应放出热量
C．升高温度，正、逆反应速率都增大，平衡常数也增大
D．平衡后再充入a mol A，平衡正向移动，再次达到平衡后，A的物质的量分数减小
12．(2022·广州高二期末)2NO2(红棕色)N2O4(无色) ΔH<0。将一定量的NO2充入注射器中并密封，改变活塞位置，气体透光率随时间的变化如图所示(颜色越深，透光率越小)。下列说法正确的是( )
A．a、b、c点：处于平衡状态
B．b点操作：将注射器的活塞向外拉
C．若在c点将温度降低，其透光率将减小
D．d点：v正＜v逆
13．密闭容器中发生如下反应：A(g)＋3B(g)2C(g) ΔH<0，根据v—t图像，回答下列问题。
(1)下列时刻所改变的外界条件分别是：
t1________________；t3________________；t4________________。
(2)物质A的体积分数最大的时间段是_______________________________________。
(3)上述图像中C的体积分数相等的时间段是______________________________。
(4)反应速率最大的时间段是________。
(5)t0～t1、t3～t4、t5～t6时间段的平衡常数K0、K3、K5的关系为________________________。
14．现有反应：mA(g)＋nB(g)pC(g)，达到平衡后，当升高温度时，B的转化率变大；当减小压强时，混合体系中C的质量分数减小，则：
(1)该反应的逆反应为________(填“吸热”或“放热”)反应，且m＋n______(填“＞”“＝”或“＜”)p。
(2)减压使容器体积增大时，A的质量分数________(填“增大”“减小”或“不变”，下同)。
(3)若容积不变加入B，则A的转化率__________，B的转化率__________。
(4)若升高温度，则平衡时B、C的浓度之比将__________。
(5)若加入催化剂，平衡时气体混合物的总物质的量__________。
15．(2022·重庆高二期末)氮元素的单质及其化合物在农业生产、生活、国防和科技方面都有着重要作用，但一些氮的化合物又会对环境造成污染。因此，如何利用氮及氮的化合物是科研人员的重要研究课题。已知：N2O4(无色)2NO2(红棕色)。请回答下列有关问题：
(1)将两只烧瓶分别浸泡在热水和冰水中，如图所示。由图中现象说明该反应为______(填“放热”或“吸热”)反应。
(2)在容积为2 L的容器中，通入一定量的N2O4,100 ℃时，体系中各物质的浓度随时间变化如下表：
时间/s 0 20 40 60 80
c(N2O4)/ (mol·L－1) 0.10 0.07 0.045 0.04 0.04
c(NO2)/ (mol·L－1) 0 0.06 0.11 0.12 0.12
①在0～20 s时段，反应速率v(NO2)＝______________________________________。
②在该温度下，N2O4(g)2NO2(g)的平衡常数K＝______________。
③改变条件重新达到平衡时，要使的值变小，可采取的措施有____________(填字母)。
A．升高温度
B．增大N2O4的起始浓度
C．使用合适的催化剂
D．缩小体积
第4课时 温度、催化剂对化学平衡的影响 勒夏特列原理
1．A 2.C 3.D
4．A [根据反应：H2(g)＋Br2(g)2HBr(g) ΔH<0，升温，平衡向逆反应方向移动，H2的体积分数增大，根据图示变化，可知T1>T2，A正确；b点Br2的浓度比a点Br2的浓度大，反应速率也大，B错误；增加Br2(g)的通入量，Br2(g)的转化率减小，C错误；b点对a点来说，是向a点体系中加入Br2使平衡向正反应方向移动，尽管Br2的量在新基础上会减小，但是Br2的浓度比原来大，颜色变深，即b点比a点体系的颜色深，D错误。]
5．C [B项中考查温度、浓度对NH3＋H2ONH3·H2ONH＋OH－平衡移动的影响；D项中考查温度对2NO2N2O4的影响；C项中颜色加深的根本原因是体积减小，c(I2)浓度增大，由于是反应前后气体体积不变的反应，不涉及平衡的移动，则不能用勒夏特列原理解释。]
6．C 7.D
8．C [K越大，说明反应越完全，CO2的平衡转化率越大，但反应速率不一定越大，A错误；K只受温度影响，温度不变，则K不变，B错误；升高温度，活化分子百分数增大，反应速率增大，该反应ΔH>0为吸热反应，则升温平衡常数K增大，C正确；加入催化剂，只能改变反应速率，平衡不移动，则不能提高合成气的平衡产率，D错误。]
9．A 10.B
11．C [由图可知，同一温度下，增大压强，A的物质的量分数增大，平衡逆向移动，说明a＋b＜c，A项错误；由图可知，同一压强下，升高温度，A的物质的量分数减小，平衡正向移动，即正反应为吸热反应，平衡后增大容器体积，相当于减小压强，平衡正向移动，需要吸收热量，B项错误；升高温度，正、逆反应速率都增大，平衡常数也增大，C项正确；平衡后再充入a mol A，平衡正向移动，再次达到平衡后，A的物质的量分数增大，D项错误。]
12．D
13．(1)升高温度 使用催化剂 减小压强
(2)t5～t6 (3)t2～t3、t3～t4 (4)t3～t4
(5)K0>K3＝K5
14．(1)放热 ＞ (2)增大 (3)增大 减小 (4)减小
(5)不变
15．(1)吸热 (2)①0.003 mol·L－1·s－1
②0.36 ③BD
解析 (1)将两只烧瓶分别放入热水与冰水中，看到热水中气体颜色加深，冰水中气体颜色变浅，说明升高温度化学平衡正向移动，该反应的正反应是吸热反应。(2)①根据表格数据可知：在0～20 s时段，Δc(NO2)＝0.06 mol·L－1，则用NO2的浓度变化表示的化学反应速率v(NO2)＝＝0.003 mol·L－1·s－1。②当反应达到平衡时c(N2O4)＝0.04 mol·L－1，c(NO2)＝0.12 mol·L－1，则该反应的化学平衡常数K＝＝＝0.36。③该反应的正反应是吸热反应，升高温度化学平衡正向移动，导致的值增大，A不符合题意；使用合适的催化剂化学平衡不发生移动，的值不变，C不符合题意；缩小体积导致体系的压强增大，增大压强，化学平衡向气体体积减小的逆反应方向移动，最终达到平衡时的值减小，D符合题意。
