【化学】鲁科版选修4《化学反应原理》教案：2.4《化学反应条件的优化_选修四化学反应原理

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（第四课时）

【题1】在体积可变的密闭容器中，反应mA(g)＋nB(s)

pC(g)达到平衡后，压缩容器的体积，发现A的转化率随之降低。下列说法中，正确的是（C）

A.(m＋n)必定小于p

B.(m＋n)必定大于p C.m必定小于p

D.m必定大于p 【解析】压缩容器的体积，A的转化率降低，说明压强增大时平衡向逆反应方向移动，逆反应是气体体积（气体系数）缩小的反应，即m

A.反应物分子间的碰撞

B.反应物活化分子间的碰撞

C.能发生化学反应的碰撞

D.反应物活化分子间有合适取向的碰撞

【解析】反应物分子间的碰撞是随时可以发生的，但是只有反应物活化分子之间的碰撞才可能发生化学反应，而能发生化学反应的碰撞就是有效碰撞，这也正是活化分子中有合适取向的碰撞。

【题３】可逆反应2NO

22NO＋O2在密闭容器中进行，达到平衡状态的标志是（B）

①单位时间内生成n mol O2，同时生成2n mol NO ②单位时间内生成n mol O2，同时生成2n mol NO2

③用NO2、NO、O2的物质的量浓度变化表示的反应速率的比为２：２：１的状态 ④混合气体的颜色不再改变的状态 ⑤混合气体的密度不再改变的状态

⑥混合气体的平均相对分子质量不再改变的状态

A.①③⑤ B.②④⑥ C.②③④ D.③④⑤

【解析】化学平衡状态的本质特征是正、逆反应速率相等。①中当生成n mol O2时，必然同时生成2n mol NO。在任何时刻均是这样。因为两者生成物，且物质的量之比为n(O2)：n(NO)＝１：２，所以不是平衡状态的标志；②中单位时间内生成n mol O2时，由方程式可知必然消耗2n mol NO2，这样单位时间内NO2的消耗量和生成量相等，达到平衡状态；③中主要是针对正反应或逆反应，在任何时刻都有这个比值关系；④中，混合气中只有NO2有颜色，呈红棕色，当混合气体的颜色不再改变时，表示NO2的浓度不再改变，表明达到平衡状态；⑤混合气体的密度等于混合气体的质量除以混合气体的体积。由于反应物和生成物均是气体，由质量守恒定律得反应前后混合气体的质量保持不变，而密闭容器的体积也是固定不变的，所以混合气体密度保持不变，不能由恒定不变的量来判断反应是否达到平衡状态；⑥混合气体的平均相对分子质量为总质量除以总气体物质的量，总质量恒定不变，气体物质的量发生变化，当变到不再改变时，表明达到平衡状态。【题４】在一密闭容器中，反应mA(g)

nC(g)＋nB(g)达平衡后，保持温度不变，将容器容积压缩到原来的一半，当达到新的平衡时，B和C的浓度均是原来的1.8倍，则（A）A.平衡向逆反应方向移动了

B.物质A的转化率增加了

C.物质C的质量分数增加了

D.m>2n 【解析】由于c＝n/V，当V变为原来的一半时，如果平衡不发生移动，则n不变，c必然是原来的２倍。现在B和C的浓度均是原来的1.8倍，则说明B和C均减少，进而推知平衡向左移动。而物质C的质量分数等于C的质量占混合体系总质量的百分数，而总质量不变，所以C的质量分数减小，物质A的量增加，所以A的转化率减小。而增加压强，平衡向气体体积减小的方向移动，所以m

【解析】由方程式可知，BD的凝聚状态不确定选项A中增加B的量，若B是有颜色的气体，则B的量在任何时刻都比原来大，平衡体系颜色应加深，这时D既可以是固体也可以是气体，若D是有颜色的气体，当平衡向右移动之后，平衡体系颜色也加深。选项B中，增大压强平衡不移动，则说明反应物气体计量数之和等于生成物的气体计量数之和，而物质B和D的状态不确定，所以m＋n和p＋q的关系也不确定。选项C中，升高温度，A的转化率减小，表明平衡向左移动，说明逆反应是吸热反应，则正反应必定是放热反应。选项D中，若物质B是气体，增大A的量，平衡向右移动，B的转化率增大，A的转化率减小。【题６】一定温度下，在恒容密闭容器中发生如下反应2A(g)＋B(g)

3C(g)，若反应开

pC(g)＋qD中，A和C都是无色气体，达到平衡后，下始时充入2 molA和2 molB达到平衡后，A的体积分数为a%，其他条件不变时，若按下列四种配比作为起始物质，平衡后A的体积分数大于a%的是（AB）

A.2 mol C

B.2 mol A、1 mol B和１mol He（不参加反应）C.1 mol B和1 mol C

D.2 mol A、3 mol B和3 mol C 【解析】本题主要考查对等效平衡和平衡移动原理的理解。该反应为反应前后气体体积不变的反应，A项中若将2 mol C全部转化为A、B，分别得到4/3 mol A和2/3 mol B，与起始加入的2 mol A和2 mol B比较，相当于少加了B，A的转化率减小，百分含量增加；B项中，加入He对平衡无影响，也相当于少加了B，A的含量增加；由C项的投料情况看，反应只能逆向进行，而1 mol B对逆向反应有抑制作用，致使A的含量减少；D项若按2 mol A、2 mol B和3 mol C与原来2 mol A和2 mol B等效，多余的1 mol B使A的转化率增大，百分含量减小。

【题7】如右图，装有活塞的密闭容器内盛有22.4 mL一氧化氮。若通入11.2 mL氧气（气体体积均在标准状况下测定），保持温度、压强不变，则容器内的密度为（D）A.等于1.369 g•L－１

B.等于2.054 g•L－１

C.在等于1.369 g•L和等于2.054 g•L之间

D.大于2.054 g•L

【解析】2NO＋O2＝2NO2由方程式可以看出，22.4 mL一氧化氮与11.2 mL氧气恰好完全反应生成NO2，由于存在2NO

2N2O4，所以混合气体应该是NO2和N2O4的混合气体，－１－１－１其密度应该大于NO2的而小于N2O4的。在标准状况下，二氧化氮的密度可计算得2.054 g•L，N2O4等于1.369 g•L，分析各选项可知答案。

【题８】在一固定容积的密闭容器中充入2 mol A和1 mol B，发生反应2A(g)＋B(g)xC(g)，达到平衡后，C的体积分数为W ％。若维持容器体积和温度不变，按0.6 －１

－１mol A，0.3 mol B和1.4 mol C为起始物质，达到平衡后，C的体积分数也为W %，则x值为（BC）

A.1

B.2

C.3

D.4 【解析】这样题目属于等效平衡的问题。一种平衡状态的建立只与条件有关而与途径无关。在恒容恒温的密闭容器中，若反应前后气体计量数和不相等，要想建立同一种平衡状态，则两组数据值必须完全对应相等，该题中，则有0.6 mol ＋2/x1.4mol＝2 mol，同时必定有0.3 mol＋1/x1.4mol＝1 mol，解得x＝２，由于n(A)：n(B)＝0.6 mol：0.3 mol＝2：１，与第一次中物质A、B的物质的量相等，所以，当反应前后计量数和相等时，也符合题意，所以x也可等于3。

【题9】一定温度下，反应2SO2＋O

22SO3达到平衡时，n(SO2)：n(O2)：n(SO3)＝２：３：４。缩小体积，反应再次达到平衡时，n(O2)＝0.8 mol，n(SO3)＝1.4 mol，此时SO2的物质的量应是（A）

A.0.4 mol

B.0.6 mol

C.0.8 mol

D.1.2 mol 【解析】缩小体积时，压强增大，平衡向右，设达新平衡时SO2转化的物质的量是x，而原平衡中三者物质的量分别是2a，３a，4a。

2SO2

＋

O2

2SO3

原平衡

２a

3a

4a 转化

x

x/2

x 新平衡

２a－x

3a－x/2

4a＋x 3a－x/2＝0.8 mol

4a＋x＝1.4 mol

解得a＝0.3 mol

x＝0.2 mol n(SO2)＝２0.3 mol－0.2 mol＝0.4 mol 【题10】在一个固定体积的密闭容器中，加入2 mol A和1 mol B，发生反应２A(g)＋B(g)３C(g)＋D(g)，达到平衡时，C的浓度为 a mol•L－１。若维持容器体积和温度不变，按下列四种配比为起始物质，达到平衡后，C的浓度仍为a mol•L的是（）A.4 mol A＋2 mol B

B.2 mol A＋1 mol B＋3 mol C＋1 mol D C.3 mol C＋1 mol D＋1 mol B

D.3 mol＋1 mol D 【解析】思路方法同第８题，即由于反应前后计量数不同，只能取起始条件相同，当反应只

－１

从逆反应开始时，与2 mol A和1 mol B相当的量只能是3 mol C和1 mol D。

【题11】在体积固定的密闭容器中进行下列反应，达到平衡后若升高温度，则混合气体平均相对分子质量一定增大的是（D）A.2SO2(g)＋O2(g)B.2C2H2(g)＋5O2(g)C.2NH3(g)＋CO2(g)D.4NH3(g)＋5O2(g)2SO3(g)

(正反应为放热反应)

4CO2(g)＋2H2O(g)（正反应为放热反应）CO(NH2)2(s)＋H2O(g)（正反应为吸热反应）4NO(g)＋6H2O(g)（正反应为放热反应）

【解析】M＝m(总)／n(总)，A选项中，升高温度，平衡向左移动，m(总)不变，但n(总)减少，所以，M减小；同理，B选项也如此；C选项中，升高温度，平衡向右移动，由于有固体物质生成，所以混合气体的总质量和总物质的量均减少，不能再依据公式判断M的变化，应该采用极限法。由数值可知，平衡右移时，M减小；D选项中，平衡左移，n(总)减小，所以M增大。

【题12】决定化学反应速率的主要因素是（B）

①温度

②压强

③催化剂

④浓度

⑤反应物本身的性质 A.①②③④⑤ B.⑤ C.①④ D.①②③④

【解析】决定化学反应速率的主要因素，也就是内因就是反应物本身的结构和性质。【题13】下图表示某反应N2(g)＋3H2(g)

2NH3(g)

ΔH＝－a kJ·mol－１（a>0）在某一时间段t0～t6中反应速率与反应过程的曲线图，则氨的百分含量最高的一段时间是（A）

A.０～tB.t2～tC.t3～tD.t5～t6

【解析】这是一个v～t图分析题。图中：０～t1，是原平衡状态，t1～t2为平衡左移过程，所以氨的百分含量下降，t2又达平衡状态，t2～t3保持平衡；t3～t4为加入催化剂，平衡不移动，正、逆反应速率同等程度增大，氨的百分含量不变，t4～t 5为平衡左移过程，氨的百分含量下降，t5～t为又一新平衡阶段，整个过程中，氨的百分含量间断性地下降，所以整个过程中只有在开始阶段氨的百分含量最高。【题14】反应 aX(g)＋bY(g)１

cZ(g)＋dW(g)５min后达到平衡时，X减少 n mol·L－，Y减少n/3 mol·L－１。若体系压强增大，W的百分含量不发生变化，则反应物质分子式的化学计量数比a：b：c：d为（D）

A.１：３：１：２ B.１：３：２：２ C.３：１：２：１ D.３：１：２：２ 【解析】由题意知：n mol·L

－１

：n/3 mol·L

－１

＝a：b，所以a：b=3：1，由于体系增大压强时，物质W百分含量不变，可知平衡不发生移动，可知反应前后气体计量数和相等，所以a：b：c：d＝３：１：２：２或３：１：１：３或３：１：３：１，分析选项，只有D符合。