化学选择性必修1第4节 化学反应条件的优化——工业合成氨课后复习题

这是一份化学选择性必修1第4节 化学反应条件的优化——工业合成氨课后复习题，共19页。试卷主要包含了单选题，共15小题，填空题，共5小题等内容，欢迎下载使用。
工业合成氨（四）
一、单选题，共15小题
1．化学中常借助曲线图来表示某种变化过程，有关下列四个曲线图的说法正确的是

A．对反应：aA(s)+2B(g)xC(g)，根据图①可以求出x=3
B．图②可以表示对某化学平衡体系改变温度后反应速率随时间的变化
C．图③表示压强对可逆反应2A(g)+2B(g)3C(g)+D(g)的影响，乙的压强大
D．升高温度，图④表示的反应中反应物的的转化率减小
2．将一定比例的O2、NH3和NOx的混合气体，匀速通入装有催化剂M的反应器中反应，模拟NOx的去除。在不同温度下，相同时间内，测得NOx的去除率如图所示，下列说法不合理的是（ ）

A．混合气体通过催化剂，所有气体与催化剂接触时间相同
B．低于50℃时，NOx去除率较低可能是因为反应速率较慢
C．50~100℃时，NOx去除率迅速上升，主要是温度升高导致反应速率加快引起的
D．380℃以上，可能发生氨气的催化氧化反应，导致NOx的去除率降低
3．已知25 ℃、101 kPa下，12 g石墨、12 g金刚石完全燃烧分别释放出393.51 kJ、395.41 kJ的热量。据此和下图判断，下列说法正确的是(　　)

A．由石墨制备金刚石是放热反应；等质量石墨的能量比金刚石的高；金刚石比石墨稳定
B．由石墨制备金刚石是吸热反应；等质量石墨的能量比金刚石的高；石墨比金刚石稳定
C．由石墨制备金刚石是放热反应；等质量石墨的能量比金刚石的低；金刚石比石墨稳定
D．由石墨制备金刚石是吸热反应；等质量石墨的能量比金刚石的低；石墨比金刚石稳定
4．下列说法不正确的是
A．Na 与 H2O 的反应是熵增的放热反应，该反应能自发进行
B．饱和 NaCl 溶液加入浓盐酸析出晶体，易溶电解质也存在溶解平衡
C．FeCl3 和 MnO2 均可加快 H2O2 分解，同等条件下二者对 H2O2 分解速率的改变相同
D．Mg(OH)2 固体在溶液中存在平衡：Mg(OH)2(s)⇌Mg2+(aq)+2OH-(aq)，该固体可溶于NH4Cl溶液
5．某温度下，在恒容密闭容器中发生反应：当反应达到平衡时，下列有关说法正确的是
A．
B．升高温度能使正反应速率加快，逆反应速率减慢
C．使用催化剂可使全部转化为
D．的浓度不再发生变化
6．对于工业合成氨反应：N2+3H22NH3，下列说法错误的是（　　）
A．使用合适的催化剂可以加大反应速率 B．升高温度可以增大反应速率
C．增大N2浓度可以使H2完全反应 D．增大N2浓度可以增大反应速率
7．意大利罗马大学的Fulvio Cacace等人获得了极具理论研究意义的气态N4分子，其分子结构如图所示。N4转变为N2并释放出大量能量。判断下列说法正确的是

A．N4属于一种新型的化合物 B．N4分子中存在非极性键
C．N4和N2互为同位素 D．N4比N2更稳定
8．硫代硫酸钠溶液与稀硫酸反应的化学方程式为：Na2S2O3+H2SO4=Na2SO4+SO2+S↓+H2O，下列各组实验中最先出现浑浊的是
实验
反应温度/℃
Na2S2O3溶液
稀H2SO4
H2O
V/mL
c/(mol/L)
V/mL
c/(mol/L)
V/mL
A
25
5
0.2
5
0.2
10
B
25
5
0.1
5
0.1
10
C
35
5
0.1
10
0.1
5
D
35
5
0.2
5
0.2
10
A．A B．B C．C D．D
9．除去下列试样中的杂质(括号内的物质为杂质)，选用的试剂正确的是
选项
A
B
C
D
试样




除杂试剂
盐酸
水
饱和溶液
溶液

A．A B．B C．C D．D
10．低温脱硝技术可用于处理废气中的氮氧化物，发生的化学反应为2NH3(g)＋NO(g)＋NO2(g)2N2(g)＋3H2O(g) ΔH0 B．温度较低时，△H影响为主
C．△S”“0的影响，即温度较低时，△H影响为主，故答案为B。
18．D 减小压强或增大容积体积 0.08mol/(L·min) （或0. 148或0. 15均可） > 乙 B
【分析】
（1）从化学平衡移动的角度进行分析；
（2）根据化学速率的表达式进行计算；利用三段式计算化学平衡；
（3）利用Qc与K之间的关系进行分析；
（4）利用影响化学速率的因素以及影响化学平衡移动的因素进行分析。
【详解】
（1）根据图像，t1－t2时间反应向逆反应方向进行，消耗NH3，t3－t4时间段，化学平衡不移动，t4－t5时间段，反应向逆反应方向进行，消耗NH3，因此氨气的体积分数最小的时间段是t5－t6，故选项D正确；t4时刻，正逆反应速率都降低，可能降低温度，也可能减小压强，如果是降低温度，该反应为放热反应，平衡影响正反应方向进行，v正>v逆，不符合图像，因此只能是减小压强，
故答案为D；减小压强或增大容器的体积；
（2）0－10min消耗H2的物质的量为(6.00－3.60)mol=2.40mol，根据反应方程式，消耗N2的物质的量为=0.8mol，依据反应速率的数学表达式，v(N2)= =0.08mol/(L·min)；容器的体积为1L，则N2、H2、NH3的平衡浓度分别是1mol·L－1、3mol·L－1、2mol·L－1，根据化学平衡常数的表达式，K=，
故答案为0.08mol/(L·min)；（或0. 148或0. 15均可）；
（3）利用Qc=v(逆)，
故答案为>；
（4）开始通入N2、H2物质的量浓度分别是2mol·L－1、6mol·L－1，根据图像，起点为2mol·L－1的点为乙曲线，则乙曲线表示c(N2)－t的曲线；根据上述分析，曲线甲表示c(H2)－t，在此温度下，起始充入4molN2和12molH2，相当于在原来基础上增大压强，化学反应速率加快，达到平衡所用时间缩短，相当于在原来基础上增大压强，该反应的平衡向正反应方向进行，即比原平衡的2倍小，则应是B点，
故答案为乙；B。
19．CH3CH2OH ＋ H2O 2CO ＋ 4H2 增大 恒温恒压充入惰性气体，相当于减压，朝气体分子数增大方向移动 < 反应温度与进气比成反比 平衡常数小，原料转化率低 反应放热量增加，能量越低越稳定
【解析】
【分析】
(1)①根据图1判断反应I中的反应物和生成物写出反应的化学方程式；②在恒温恒压条件下，向体系中充入N2，容器的体积增大，相当于减小压强，结合书写的反应I的方程式分析判断；(2)根据图1写出反应Ⅱ的反应方程式，并根据图2分析出反应Ⅱ的热量变化情况，结合化学平衡的影响因素分析解答①；结合反应Ⅱ的反应方程式和图中BEF三点，分析反应温度与进气比的关系；(3)根据反应a的K≈10-4.5，结合化学平衡常数的意义分析解答；根据反应b的 △H = -110.7 kJ/mol，结合物质的稳定性与能量的关系分析解答。
【详解】
(1)①根据图1，反应I中的反应物为CH3CH2OH和H2O，生成物为CO和H2，反应的化学方程式为CH3CH2OH(g)＋ H2O(g)→2CO(g)＋ 4H2(g)，故答案为：CH3CH2OH(g)＋ H2O(g)→2CO(g)＋ 4H2(g)；
②反应I为CH3CH2OH(g)＋ H2O(g)→2CO(g)＋ 4H2(g)，在恒温恒压条件下，向体系中充入N2，容器的体积增大，相当于减小压强，平衡正向移动，乙醇的平衡转化率增大，故答案为：增大；恒温恒压充入惰性气体，相当于减压，平衡朝气体分子数增大方向移动；
(2)根据图1，反应Ⅱ为CO(g) +H2O(g) → H2(g) +CO2(g)，根据图2，反应Ⅱ随温度的升高，平衡常数K减小，说明升高温度，平衡逆向移动，则正反应为放热反应；
①图中D、E两点时=1，CO的平衡转化率D＞E，由于该反应的平衡不受压强的影响，影响改变的条件为温度，由于正反应为放热反应，升高温度，平衡逆向进行，CO转化率减小，图中D、E两点对应的反应温度分别为TD和TE．D点CO转化率大于E点CO转化率，说明温度TD＜TE，故答案为：＜；
②CO(g) +H2O(g) → H2(g) +CO2(g) △H＜0。根据方程式可知，在其他条件不变时，越大，CO的转化率越小；温度越高，CO的平衡转化率越小；因此当不同的进气比达到相同的CO平衡转化率时，如图中BEF三点，当CO的转化率相同时，温度由低到高对应的进气比为0.5、1、1.5，进气比越高达到相同转化率所需的温度越低，即反应温度与进气比成反比，故答案为：反应温度与进气比成反比；
(3)反应a：2CH3OH(g) + CO2(g) CO(OCH3)2(g) + H2O(g) △H = -15.5 kJ/mol的K≈10-4.5，表示反应进行的程度很小，原料转化率低，没有工业价值；反应b：2CH3OH(g) + CO2(g) + (g) CO(OCH3)2(g) + (g) △H = -110.7 kJ/mol，由于该反应放出的热量增加，能量越低越稳定，因此引入环氧丙烷()可有效促进CO2与CH3OH反应生成CO(OCH3)2，故答案为：平衡常数小，原料转化率低；反应放热量增加，能量越低越稳定。
20．BC Vx2/n（1-x）3 C 升温或增大C的浓度 使用催化剂 逆反应
【分析】
（1）平衡状态的判断依据是正逆反应速率相等，各组分的浓度保持不变；用三段式分析计算；根据外界条件对化学平衡的影响分析。
（2）根据三段式计算平衡浓度，结合平衡常数概念计算得到平衡常数；根据浓度商与K的关系判断。
（3）①由于纵坐标只表示υ逆，为了便于求解，在解题时可把υ正补上，t2时平衡逆向移动，采用的条件可以是升温或增大C的浓度；t8时平衡不移动，采用的条件是使用了催化剂。
②t2时逆反应速率突然增大，后逐渐减小达到新平衡，且新平衡时反应速率大于原平衡时反应速率，平衡向逆反应方向移动。
【详解】
（1）A.反应物A与B加入的物质的量之比等于其化学计量数之比，所以平衡后A与B的转化率之比1: 1，故A错误；
B.A的转化率为x，则平衡后有A、B、C物质的量分别为（n-nx）mol、（2n-2nx）mol、 2nxmol, 平衡后气体总物质的量为（3n-nx）mol，恒容容器中，气体物质的量之比等于其压强之比，故B正确；
C.当2υ正(A)＝υ逆(B)时，说明正逆反应速率相等，反应达到平衡状态，故C正确；
D. 恒容容器中，充入惰性气体(如Ar) ，平衡不移动，故D错误。
故选BC。
（2）在容积固定的V L密闭容器中加入n mol A、2n mol B，发生反应：A(g)＋2B(g)2C(g)　ΔH