高中化学第四节 化学反应的调控当堂检测题

这是一份高中化学第四节 化学反应的调控当堂检测题，共5页。

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[合格过关练]


1．可逆反应3H2(g)＋N2(g)2NH3(g) ΔH<0，达到平衡后，为了使H2的转化率增大，下列选项中采用的三种方法都正确的是( )


A．升高温度，减小压强，增加氮气


B．降低温度，增大压强，加入催化剂


C．升高温度，增大压强，增加氮气


D．降低温度，增大压强，分离出部分氨


D [要使氢气的转化率增大，需使平衡向正反应方向移动，根据合成氨反应的特点，由于正反应为放热反应，需降低温度；正反应为气体总体积减小的反应，需增大压强；另外还可通过及时分离出部分氨气，减小生成物浓度的方法，促使平衡右移，故D项正确。]


2．对于合成氨的反应来说，使用催化剂和施加高压，下列叙述中正确的是( )


A．都能提高反应速率，都对化学平衡状态无影响


B．都对化学平衡状态有影响，都不影响达到平衡状态所用的时间


C．都能缩短达到平衡状态所用的时间，只有压强对化学平衡状态有影响


D．催化剂能缩短反应达到平衡状态所用的时间，而压强无此作用


C [对于化学反应N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)，催化剂只能降低反应的活化能，提高反应速率，缩短达到平衡状态所用的时间，不能使化学平衡发生移动。高压能提高反应速率，缩短达到平衡状态所用的时间，也能使化学平衡向生成NH3的方向移动。]


3．下列有关合成氨工业的叙述，可用勒夏特列原理来解释的是( )


A．使用铁触媒，使N2和H2混合气体有利于合成氨


B．高压比常压条件更有利于合成氨的反应


C．500 ℃左右比室温更有利于合成氨的反应


D．合成氨时采用循环操作，可提高原料的利用率


B [催化剂不影响平衡移动；合成氨采用500 ℃是综合考虑反应速率、转化率及催化剂的活性温度；采用循环操作与平衡移动无关。]


4．在合成氨时，要使氨的产率增大，又要使化学反应速率增大，可以采取的措施有( )


①增大体积使压强减小 ②减小体积使压强增大


③升高温度 ④降低温度 ⑤恒温恒容，再充入N2和H2 ⑥恒温恒压，再充入N2和H2 ⑦及时分离产生的NH3 ⑧使用催化剂


A．②④⑤⑦ B．②③④⑤⑦⑧


C．②⑤D．②③⑤⑧


C [根据题目要求，既要满足增大速率，又要满足使化学平衡向右移动。从反应速率角度分析，①④⑦三种条件下化学反应速率降低；⑥条件下化学反应速率不变。从平衡移动角度分析：②⑤条件下化学平衡向右移动；⑧条件下化学平衡不移动。]


5．对于合成氨反应，达到平衡后，以下分析正确的是( )


A．升高温度，对正反应的反应速率影响更大


B．增大压强，对正反应的反应速率影响更大


C．减小反应物浓度，对逆反应的反应速率影响更大


D．加入催化剂，对逆反应的反应速率影响更大


B [A项，合成氨反应的正反应是放热反应，升高温度，正、逆反应的反应速率都增大，但是升温对吸热反应的速率影响更大，所以对该反应来说，对逆反应速率影响更大，错误；B项，合成氨的正反应是气体体积减小的反应，增大压强，对正反应的反应速率影响更大，正确；C项，减小反应物浓度，使正反应的速率瞬间减小，由于生成物的浓度没有变化，所以逆反应速率瞬间不变，然后逐渐减小，故减小反应物浓度，对正反应的反应速率影响更大；错误；D项，加入催化剂，对正、逆反应的反应速率的影响相同，错误。]


6．据报道，在300 ℃、70 MPa下由二氧化碳和氢气合成乙醇已成为现实：


2CO2(g)＋6H2(g)CH3CH2OH(g)＋3H2O(g)


下列叙述错误的是( )


A．使用Cu－Zn－Fe催化剂可大大提高生产效率


B．反应需在300 ℃下进行可推测该反应是吸热反应


C．充入大量CO2气体可提高H2的转化率


D．从平衡混合气体中分离出CH3CH2OH和H2O可提高CO2和H2的利用率


B [B项，加热可以加快化学反应速率，放热反应也可能在加热条件下进行，故不正确。]


7．某工业生产中发生反应：2A(g)＋B(g)2M(g) ΔH<0。下列有关该工业生产的说法正确的是( )


A．工业上合成M时，一定采用高压条件，因为高压有利于M的生成


B．若物质B价廉易得，工业上一般采用加入过量的B以提高A和B的转化率


C．工业上一般采用较高温度合成M，因温度越高，反应物的转化率越高


D．工业生产中常采用催化剂，因为生产中使用催化剂可提高M的日产量


D [工业上合成M可能采用常压，如H2SO4工业中SO3的生成；加入过量B只能提高A的转化率，B的转化率降低；温度越高，平衡逆向移动，反应物的转化率降低；使用催化剂可降低反应的活化能，提高反应速率。]


[素养培优练]


8．某温度下，对于反应N2(g)＋3H2(g)2NH3(g) ΔH＝－92.4 kJ·ml－1。N2的平衡转化率(α)与体系总压强(p)的关系如图所示。下列说法正确的是( )





A．将1 ml氮气、3 ml氢气，置于1 L密闭容器中发生反应，放出的热量为92.4 kJ


B．平衡状态由A变为B时，平衡常数K(A)

C．上述反应在达到平衡后，增大压强，H2的转化率增大


D．升高温度，平衡常数K增大


C [该反应为可逆反应，加入的1 ml N2和3 ml H2不可能完全反应生成NH3，所以反应放出的热量小于92.4 kJ，A项错误；从状态A到状态B，改变的是压强，温度未发生变化，所以平衡常数不变，B项错误；该反应是反应前后气体分子数减小的反应，增大压强平衡向正反应方向移动，H2的转化率增大，C项正确；升高温度，平衡逆向移动，K减小，D项错误。]


9．科学家一直致力于研究常温、常压下“人工固氮”的新方法。曾有实验报道：在常温、常压、光照条件下，N2在催化


剂(掺有少量Fe2O3的TiO2)表面与水发生反应，生成的主要产物为NH3。进一步研究NH3生成量与温度的关系，部分实验数据见下表(光照、N2压强1.0×105 Pa、反应时间3 h)：


相应的热化学方程式如下：


N2(g)＋3H2O(l)2NH3(g)＋eq \f(3,2)O2(g)


ΔH＝＋765.2 kJ·ml－1


回答下列问题：


(1)与目前广泛使用的工业合成氨方法相比，该方法中固氮反应速率慢。请提出可提高其反应速率且增大NH3生成量的建议：__________________________。


(2)工业合成氨的反应为N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)。设在容积为2.0 L的密闭容器中充入0.60 ml N2(g)和1.60 ml H2(g)，反应在一定条件下达到平衡时，NH3的物质的量分数(NH3的物质的量与反应体系中总的物质的量之比)为eq \f(4,7)。计算：


①该条件下N2的平衡转化率______________________________。


②该条件下反应2NH3(g)N2(g)＋3H2(g)的平衡常数为____________________________。


[解析] (2)①设反应过程消耗x ml N2(g)。


N2(g) ＋ 3H2(g) 2NH3(g)


起始物质的量(ml) 0.60 1.60 0


平衡物质的量(ml) 0.60－x 1.60－3x 2x


平衡时反应体系总物质的量＝(0.60－x)＋(1.60－3x)＋2x ml＝(2.20－2x)ml


NH3(g)的物质的量分数为2x÷(2.20－2x)＝eq \f(4,7)


解得，x＝0.40，N2的平衡转化率为eq \f(0.40 ml,0.60 ml)×100%≈66.7%。


②设此时反应2NH3(g) N2(g)＋3H2(g)的平衡常数为K。平衡时，c(NH3)＝2×0.40 ml÷2.0 L＝0.40 ml·L－1，c(N2)＝(0.60－0.40) ml÷2.0 L＝0.10 ml·L－1，c(H2)＝(1.60－3×0.40) ml÷2.0 L＝0.20 ml·L－1，K＝5.0×10－3。


[答案] (1)升温、增大N2浓度、不断移出生成物


(2)①66.7% ②5.0×10－3T/K
303
313
323
353
NH3生成量/(10－6 ml)
4.8
5.9
6.0
2.0