人教版 (2019)选择性必修1第四节 化学反应的调控课时作业

这是一份人教版 (2019)选择性必修1第四节 化学反应的调控课时作业，共15页。试卷主要包含了单选题，填空题，实验题等内容，欢迎下载使用。

2.4化学反应的调控同步练习-人教版高中化学选择性必修1
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________

一、单选题
1．一定条件下，将TiO2和焦炭放入密闭真空容器中，反应TiO2 (s)+C(s)Ti(s)+CO2 (g)达到平衡，保持温度不变，缩小容器容积，体系重新达到平衡，下列说法一定正确的是
A．平衡常数减小 B．TiO2的质量不变
C．CO2的浓度不变 D．Ti的质量增加
2．向某密闭容器中加入0.3 mol A、0.1 mol C和一定量的B三种气体。一定条件下发生反应，各物质浓度随时间变化如图甲所示[阶段未画出]。图乙中四个阶段各改变一种不同的条件。已知，阶段为使用催化剂。下列说法不正确的是

A．若，则在时间段用C表示的化学反应速率为0.004
B．B的起始物质的量为0.02 mol
C．阶段改变的条件可能是升高温度
D．阶段的K等于阶段的K
3．下列关于化学反应的调控措施说法不正确的是
A．硫酸工业中，为使黄铁矿充分燃烧，可将矿石粉碎
B．硝酸工业中，氨的氧化使用催化剂是为了增大反应速率，提高生产效率
C．合成氨工业中，为提高氮气和氢气的利用率，采用循环操作
D．对于合成氨的反应，如果调控好反应条件，可使一种反应物的转化率达到100%
4．下列叙述符合工业合成氨生产实际的是
A．V2O5做催化剂 B．NH3循环利用
C．将N2和H2从体系中分离出去 D．反应温度由催化剂决定
5．对于可逆反应2A(s)+3B(g)⇌C(g)+2D(g)  ΔH<0，在一定条件下达到平衡。下列有关叙述正确的是
A．增加A的量，平衡向正反应方向移动
B．升高温度，平衡向逆反应方向移动，v(正)减小
C．压强增大一倍，平衡不移动，v(正)、v(逆)不变
D．增大B的浓度，v(正)>v(逆)
6．下列事实不能用勒夏特列原理解释的是
A．用排饱和食盐水法收集Cl2
B．加压有利于合成氨反应
C．冰镇的啤酒打开后泛起泡沫
D．对2NO2⇌N2O4平衡体系增加压强使颜色变深
7．已知：2N2O5(g) ⇌4NO2(g) +O2(g)  ∆H= +Q kJ·mol-1(Q>0)，某温度下，向2L的密闭容器中通入N2O5，部分实验数据见表：
时间/s
0
500
1000
1500
n(N2O5)/mol
10.0
7.0
5.0
5.0
下列说法正确的是
A．在500s内，N2O5 分解速率为6 ×10 -3 mol·L-1·s-1
B．在1000s时，反应恰好达到平衡
C．在1000s内，反应吸收的热量为2.5Q kJ
D．在1500s时，N2O5的正反应速率等于NO2的逆反应速率
8．下列事实不能用勒夏特列原理解释的是
A．新制的氯水在光照下颜色变浅
B．合成氨时，加催化剂，使和在一定条件下转化为
C．由和组成的平衡体系加压后颜色先变深、后变浅
D．增大压强，有利于与反应生成
9．已知烯烃和H2O2在磺酸树脂()作用下可以生成二元醇，其反应历程的示意图如下(R1、R2、R3、R4均表示烃基或H原子。下列说法错误的是（    ）

A．整个过程的总反应为H2O2+
B．是该反应的催化剂
C．操作时温度不能过高或过低
D．过程③中反应的原子利用率为100%
10．反应X(g)＋Y(g)2Z(g)  ΔH＜0，达到平衡时，下列说法不正确的是
A．减小容器体积，平衡不移动，X的转化率不变
B．增大c(X)，X的转化率减小
C．保持容器体积不变，同时充入0.1 mol X和0.2 mol Y，X的转化率增大
D．加入催化剂，正反应速率增大，Z的产率增大

二、填空题
11．回答下列问题
(1)已知CO与合成甲醇的能量变化如图所示，将一定量的CO和充入某恒容密闭容器中发生上述反应，测得在不同催化剂作用下，相同时间内CO的转化率与温度的关系如图所示。催化效果最好的催化剂是 (填“Ⅰ”“Ⅱ”或“Ⅲ”)，该反应在a点达到平衡状态，a点的转化率比b点的高，其原因是 。

(2)利用CO和水蒸气可制备，反应的化学方程式为。将不同量的CO(g)和分别通入容积为2L的恒容密闭容器中进行上述反应，得到的三组数据如下表所示：
温度/℃
起始量
达到平衡
n(CO)/mol


CO转化率
时间/min
650
4
2
1.6

6
900
3
2


3
①该反应的正反应为 (填“放热”或“吸热”)反应。
②900℃时，0~3min内反应的平均速率 ，达到平衡时 。(保留2位小数)
(3)丙烯是重要的有机化工原料，主要用于生产聚丙烯、丙烯腈、环氧丙烷等。以丁烯和乙烯为原料反应生成丙烯的方法被称为“烯烃歧化法”，反应为。一定温度下，在容积为VL的恒容密闭容器中充入和发生上述反应。tmin时达到平衡状态，此时容器中，，，且占平衡总体积的，该时间段内的反应速率 (用含a、V、t的式子表示)。
12．将CH4(g)与H2O(g)通入聚集太阳能反应器，发生反应：CH4(g)＋H2O(g) CO(g)＋3H2(g)。将等物质的量的CH4(g)和H2O(g)充入1 L恒容密闭反应器，某温度下反应达到平衡，平衡常数K=27，此时测得CO的物质的量为0.10 mol，求CH4的平衡转化率 (计算结果保留两位有效数字)。
13．由γ-羟基丁酸()生成γ-丁内酯()的反应为：
(1)上述反应的反应类型是 ，写出γ-羟基丁酸中官能团的名称
(2)在25℃时，溶液中γ-羟基丁酸的初始浓度为0.200mol/L，随着反应的进行，测得γ-丁内酯浓度随时间的变化如表所示。
t/min
21
50
80
100
120
160
220
∞
c(mol/L)
0.024
0.050
0.071
0.081
0.090
0.104
0.116
0.132
①该反应达到平衡后，升高温度，平衡 移动(填“正向”“不”或“逆向”)。
②在50min时，γ-羟基丁酸的转化率为
③为提高平衡时γ-羟基丁酸的转化率，除适当控制反应温度外，还可采取的措施是
④25℃时，该反应的平衡常数K (结果保留两位小数)，在25℃时，当γ-丁内酯与γ-羟基丁酸的物质的量浓度之比保持不变时，反应 达到平横(填“一定”或“不一定”)
14．催化还原CO2是解决温室效应及能源问题的重要手段之一。研究表明，在Cu/ZnO催化剂存在下，在CO2中通入H2，二者可发生以下两个平行反应：
反应Ⅰ CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)      ΔH1=-53.7 kJ·mol-1　
反应Ⅱ CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)　      　ΔH2=+41.2 kJ·mol-1
某实验室控制一定的CO2和H2初始投料比，在相同压强下,经过相同反应时间测得如下实验数据（其中“甲醇选择性”是指转化的CO2中生成甲醇的百分比）：
反应序号
T/K
催化剂
CO2转化率/%
甲醇选择性/%
①
543
Cu/ZnO纳米棒
12.3
42.3
②
543
Cu/ZnO纳米片
10.9
72.7
③
553
Cu/ZnO纳米棒
15.3
39.1
④
553
Cu/ZnO纳米片
12.0
71.6
（1）CO2的电子式是 。
（2）反应Ⅰ的平衡常数表达式是K= 。
（3）对比①和③可发现：同样催化剂条件下，温度升高，CO2转化率升高， 而甲醇的选择性却降低，请解释甲醇选择性降低的可能原因 ；
对比①、②可发现，在同样温度下，采用Cu/ZnO纳米片使CO2转化率降低， 而甲醇的选择性却提高，请解释甲醇的选择性提高的可能原因 。
（4）有利于提高CO2转化为CH3OH平衡转化率的措施有 。
a．使用Cu/ZnO纳米棒做催化剂
b．使用Cu/ZnO纳米片做催化剂
c．降低反应温度
d．投料比不变,增加反应物的浓度
e．增大CO2和H2的初始投料比
15．二氧化氮可由NO和O2生成，已知在2L密闭容器内，800℃时反应：2NO(g)＋O2(g)2NO2(g)  ΔH，n(NO)、n(O2)随时间的变化如表：
时间/s
0
1
2
3
4
5
n(NO)/mol
0.200
0.100
0.080
0.050
0.050
0.050
n(O2)/mol
0.100
0.050
0.040
0.025
0.025
0.025
（1）已知：K800℃>K1000℃，则该反应的ΔH 0(填“大于”或“小于”)，用O2表示0～2 s内该反应的平均速率为 。
（2）能说明该反应已达到平衡状态的是 。
a．容器内气体颜色保持不变       b．2v逆(NO)＝v正(O2)
c．容器内压强保持不变           d．容器内气体密度保持不变
（3）为使该反应的速率增大，提高NO的转化率，且平衡向正反应方向移动，应采取的措施有 。
（4）在题述条件下，计算通入2molNO和1molO2的平衡常数K＝ 。
（5）在题述条件下，若开始通入的是0.2molNO2气体，达到化学平衡时，NO2的转化率为 。
（6）煤燃烧产生的烟气含氮的氧化物，用CH4催化还原NOx可以消除氮氧化物的污染。
①CH4(g)＋4NO(g)2N2(g)＋CO2(g)＋2H2O  ΔH<0
②CH4(g)＋2NO2(g)N2(g)＋CO2(g)＋2H2O(g)  ΔH<0
对于反应②，欲提高NO2的转化率，可采取的措施有 。
a．增加原催化剂的表面积  b．降低温度  c．减小投料比[n(NO2)/n(CH4)]  d．增大压强
16．如图表示反应 2CO(g)+2NO(g)N2(g)+2CO2(g) ΔH的反应物NO、CO的起始物质的量比、温度对平衡时CO2的体积分数的影响。

(1)W、Y、Z三点的平衡常数的大小关系为： (用W、Y、Z表示)，X、Y、Z三点，CO的转化率由大到小的顺序是 (用X、Y、Z表示)。
(2)T1℃时，在1L密闭容器中，0.1molCO和0.1molNO，达到Y点时，测得NO的浓度为0.02mol/L，则此温度下平衡常数K= (算出数值)。若此温度下，某时刻测得CO、NO、N2、CO2的浓度分别为0.01mol/L、amol/L、0.01mol/L、0.04mol/L，要使反应向正方向进行，a的取值范围为 。
17．合成氨对人类的生存和发展有着重要意义，1909年哈伯在实验室中首次利用氮气与氢气反应合成氨，实现了人工固氮。
（1）反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g)的化学平衡常数表达式为 。
（2）请结合下列数据分析，工业上选用氮气与氢气反应固氮，而没有选用氮气和氧气反应固氮的原因是 。
序号
化学反应
K(298K)的数值
①
N2(g)+O2(g)2NO(g)
5×10-31
②
N2(g)+3H2(g)2NH3(g)
4.1×106
（3）某实验室在三个不同条件的密闭容器中，分别加入浓度均为c(N2)=0.100mol/L，c(H2)=0.300mol/L的反应物进行合成氨反应，N2的浓度随时间的变化如图①、②、③曲线所示。

实验②平衡时H2的转化率为 。
据图所示，②、③两装置中各有一个条件与①不同。请指出，并说明判断的理由。
②条件： 理由： 。
③条件： 理由： 。
18．在硫酸工业中，通过下列反应使SO2转化为SO3：2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g)  ΔH=-196.6kJ·mol-1，下表列出了不同温度和压强下，反应达到平衡时SO2的转化率
温度\压强
1×105Pa
5×105Pa
1×106Pa
1×107Pa
400℃
99.2%
99.6%
99.7%
99.9%
500℃
93.5%
96.9%
97.8%
99.3%
600℃
73.7%
85.8%
89.5%
96.4%
(1)在生产中常用过量的空气是为了
(2)在实际生产中，操作温度选定400—500℃，是因为
(3)硫酸工业选定压强通常采用常压，做出这种选择的依据是
19．煤是重要能源。燃煤会释放SO2、CO等有毒气体。消除有毒气体的研究和实践从未停止。完成下列填空：
I.用CaSO4消除CO。CaSO4和CO可发生如下两个反应：
反应①：CaSO4（s）+4CO（g）CaS（s）+4CO2（g）+175.6kJ
反应②：CaSO4（s）+4CO（g）CaO（s）+SO2（g）+CO2（g）—218.4kJ
(1)写出反应①的平衡常数表达式： ；一定条件下的密闭容器中，两反应均达平衡后，若使反应①K的减小，需要改变的反应条件是 ，则反应②的K （选填编号）、反应①的v(CO2)正 （选填编号）。
a. 增大    b. 减小    c. 不变   d. 无法判断
（2）补全下图中反应②的能量变化示意图 （即，注明生成物能量的大致位置及反应热效应数值）

（3）下图是不同温度下，CO初始体积百分数与平衡时固体产物中CaS质量百分数的关系曲线。写出两种降低SO2生成量的措施 。

II. Fe2(SO4)3溶液可除去煤中以黄铁矿（FeS2）形式存在的硫元素，反应如下：8H2O + FeS2+ 7Fe2(SO4)3→15FeSO4+ 8H2SO4
(4)标出电子转移的数目和方向 ；还原产物是 。
(5)检验上述反应中Fe2(SO4)3是否消耗完的实验方案： 。
(6)该方法的优点之一是Fe2(SO4)3易再生。向反应后的溶液中通入 ，就能达到使Fe2(SO4)3再生的目的，方便且价廉。
20．医用口罩是预防新冠病毒感染的“明星”，其主要原材料是聚丙烯。工业上制备丙烯的化学原理是 ，在密闭容器中发生上述反应，，，其中，、分别为正、逆反应速率，、分别为正、逆反应速率常数，c为浓度。
(1)已知：瑞典化学家阿伦尼乌斯的化学反应速率常数与温度之间关系的经验公式为(其中，k为速率常数，A、R为常数，为活化能，T为绝对温度，e为自然对数的底)。下列有关速率常数k的说法正确的是___________(填字母)。
A．其它条件不变，升高温度，增大，减小
B．其它条件不变，加入催化剂，、同倍数增大
C．其它条件不变，增大反应物浓度，增大，不变
D．其它条件不变，增大压强，、都增大
(2)一定条件下，向某密闭容器中投入一定量和发生上述反应，平衡常数 (用、表示)；升高温度， (填“增大”“减小”“不变”或“不确定”)。
(3)向三个体积相同的恒容密闭容器中充入和发生上述反应，测得有关数据如下：
容器
温度/K
起始时物质的物质的量/mol
平衡时物质的物质的量/ mol



Ⅰ

1
2
0.50
Ⅱ

1
2
0.80
Ⅲ

2
4
a
(填“＞”“＜”或“=”，下同)；a 1.0。

三、实验题
21．某化学反应2AB+D在四种不同条件下进行，B、D起始浓度为0，反应物A的浓度(mol·L-1)随反应时间(min)的变化情况如下表

据上述数据，完成下列填空：
(1)在实验1，反应在10至20分钟时间内平均速率为 mol／(L· min)。
(2)在实验2，A的初始浓度c2= mol·L-1，反应经20min就达到平衡，可推测实验2中还隐含的条件是 。
(3)设实验3的反应速率为v3，实验1的反应速率为v1，则v3 v1(填“>”“=”“<”)，且c3 1.0mol·L-1(填“>”“=”“<”)。
(4)比较实验4和实验1，可推测T 800℃(填“>”“=”“<”)，若A、B、C均为气体，平衡时B的体积分数为 。
22．乙醇是重要的有机化工原料，可由乙烯直接水合法或间接水合法生产。回答下列问题：
（1）间接水合法是指先将乙烯与浓硫酸反应生成硫酸氢乙酯(C2H5OSO3H)。再水解生成乙醇。写出相应的反应的化学方程式
（2）已知：
甲醇脱水反应①2CH3OH(g)＝CH3OCH3(g)＋H2O(g)D△H1＝－23.9KJ·mol－1
甲醇制烯烃反应②2CH3OH(g)＝C2H4 (g)＋2H2O(g)D △H2＝－29.1KJ·mol－1
乙醇异构化反应③CH3CH2OH(g)＝CH3OCH3(g))D △H3＝+50.7KJ·mol－1
则乙烯气相直接水合反应C2H4 (g)＋H2O(g)＝C2H5OH(g)的D△H＝ KJ·mol－1
与间接水合法相比，气相直接水合法的优点是： 。
（3）下图为气相直接水合法中乙烯的平衡转化率与温度、压强的关系(其中n(H2O)︰n(C2H4)=1︰1)

①列式计算乙烯水合制乙醇反应在图中A点的平衡常数K＝ (用平衡分压代替平衡浓度计算，分压＝总压×物质的量分数)
②图中压强P1、P2、P3、P4的大小顺序为： ，理由是：
③气相直接水合法党采用的工艺条件为：磷酸/硅藻土为催化剂，反应温度290 ℃，压强6．9MPa，n(H2O)︰n(C2H4)=0．6︰1。乙烯的转化率为5℅。若要进一步提高乙烯的转化率，除了可以适当改变反应温度和压强外，还可以采取的措施有： 、 。
23．某同学学习了化学反应速率后，联想到曾用H2O2制备氧气，于是设计了下面的实验方案并进行实验探究。
实验编号
反 应 物
催 化 剂
甲
试管中加入3 mL 2﹪ H2O2溶液和3滴蒸馏水
无
乙
试管中加入3 mL 5﹪ H2O2溶液和3滴蒸馏水
无
丙
试管中加入3 mL 5﹪ H2O2溶液和3滴蒸馏水
1 mL 0.1 mol/L FeCl3溶液
丁
试管中加入3 mL 5﹪ H2O2溶液和3滴稀盐酸溶液
1 mL 0.1 mol/L FeCl3溶液
戊
试管中加入3 mL 5﹪ H2O2溶液和3滴NaOH溶液
1 mL 0.1 mol/L FeCl3溶液
【查阅资料】过氧化氢(H2O2)，其水溶液俗称双氧水，常温下是一种无色液体，性质比较稳定。在加热的条件下，它能分解生成氧气。研究表明，将新制的5﹪的H2O2溶液加热到65℃时就有氧气放出，加热到80℃时就有较多氧气产生。
(1)上述实验发生反应的化学方程式为 。
(2)实验甲和实验乙的实验目的是 ；实验丙、实验丁和实验戊的实验目的是 。
(3)实验过程中该同学对实验丙、丁、戊中产生的气体进行收集，并在2分钟内6个时间点对注射器内气体进行读数，记录数据如下表。(注：速率用v=△V/△t)
时间／s
20
40
60
80
100
120
气体体积／mL
实验丙
9.5
19.5
29.0
36.5
46.0
54.5
实验丁
8.0
16.0
23.5
31.5
39.0
46.5
实验戊
15.5
30.0
44.5
58.5
71.5
83.0
对实验戊，0～20 s的反应速率v1＝ mL/s，100～120 s的反应速率v2＝ mL/s。不考虑实验测量误差，二者速率存在差异的主要原因是 。

参考答案：
1．C
2．B
3．D
4．D
5．D
6．D
7．C
8．B
9．B
10．D
11．(1) I 该反应为放热反应，升高温度，平衡逆向移动，CO的转化率降低
(2) 放热
(3)

12．91%
13．(1) 酯化反应(或取代反应) 羟基、羧基
(2) 逆向 25% 移出γ—丁内酯(或减小γ—丁内酯的浓度) 1.94 一定

14． 反应Ⅰ为生成甲醇的反应，该反应是放热反应，因此升高温度，平衡逆向进行，因此甲醇的产率减小，甲醇的选择性降低 因为在该时间内，使用Cu/ZnO纳米片催化剂使反应I速率增加，因此测得该时间内得到的甲醇较多，甲醇选择性提高 cd
15． 小于 0.015mol·L－1·s－1 ac 通入氧气、增大压强(缩小容器体积) 720 25% bc
16．(1) W>Y=Z Z> Y >X
(2) 1600 a>0.01

17． K= 氮气与氢气反应的限度（或化学平衡常数）远大于氮气与氧气反应的限度 40% 加了催化剂 因为加入催化剂能缩短达到平衡的时间，但化学平衡不移动，所以①②两装置达到平衡时N2的浓度相同 温度升高 该反应为放热反应，温度升高，达到平衡的时间缩短，但平衡向逆反应方向移动，③中到达平衡时N2的浓度高于①
18．(1)增大氧气浓度，提高成本较高的SO2的转化率
(2)温度较低时，催化剂活性低，反应速率慢；温度过高，SO2的平衡转化率会降低
(3)在常压及400～500 ℃时，SO2的转化率已经很高；若加压会增加设备、增大投资和能量消耗

19． 升高温度 a a 调节CO初始体积百分数为左右、控制温度在左右等    取上层清液，滴加几滴KSCN溶液，若无明显现象，则已消耗完，若溶液变红则没消耗完 空气
20．(1)B
(2) 减小
(3) ＞ =

21． 0.013 1.0 催化剂 > > > 40%
22． C2H4+H2SO4= C2H5OSO3H; C2H5OSO3H＋H2O=C2H5OH+ H2SO4; -45.5 污染小，腐蚀性小等 0.07(MPa)-1 P1< P2< P3< P4 反应分子数减少，相同温度下，压强升高，乙烯转化率提高 将产物乙醇液化转移去 增加n(H2O):n(C2H4)的比
23． 2H2O2 2H2O＋O2↑ 探究反应物的不同浓度对反应速率的影响 探究在不同酸碱性条件下，催化剂对反应速率的影响 0.775 0.575 随反应的不断进行，H2O2溶液的浓度逐渐降低，反应速率减小