高中化学人教版 (2019)选择性必修1第四节 化学反应的调控习题

这是一份高中化学人教版 (2019)选择性必修1第四节 化学反应的调控习题，共22页。试卷主要包含了4化学反应的调控同步练习题，1kJ·ml-1，1ml CH4、0，25L2∙ml−2，3%等内容，欢迎下载使用。
一、选择题
1．关于工业合成NH3的说法中不正确的是
A．适当加压可提高氨的产率
B．加入催化剂可以加快反应速率
C．选择400-500℃是因该温度下氨的平衡产率最高
D．将含N2和H2的原料气循环使用可以提高原料的转化率
2．碳及其化合物在工农业生产中有着广泛的应用。工业上用CH4与H2O、CO2重整生产H2，CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g) ΔH=+161.1kJ·ml-1。CO是常见的还原剂，可用CH3COO[Cu(NH3)2]溶液吸收CO。CO2可以用于生产CH4、CH3OCH3等有机物，CO2还是侯氏制碱的原料。对于反应CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)，下列说法正确的是
A．反应的平衡常数可表示为K=
B．1mlCO和3mlH2充分反应时放出的热量为161.1kJ
C．达平衡时缩小容器体积，正反应速率增大，逆反应速率减小
D．其他条件相同，增大，CH4的转化率下降
3．为实现碳达峰、碳中和，CO2综合利用的技术不断创新。某实验小组研究CO2和CH4反应得到合成气的原理为CO2(g)+CH4(g)⇌2CO(g)+2H2(g)；向2L的恒容密闭容器中充入1ml CH4和1 ml CO2，反应过程中CO2的平衡转化率与温度、压强的关系如图所示。下列有关说法正确的是
A．该反应的ΔHp1
C．1100 ℃时，该反应的平衡常数为12.96
D．维持X点温度不变，向容器内再充入0.1ml CH4、0.1ml CO2、0.2 mlCO和0.2ml H2，此时，v正 < v逆
4．合成氨工业，在催化剂作用下发生反应，不同条件下测得平衡时的数据如下表。下列说法正确的是
A．该反应的反应物键能总和大于生成物的键能总和
B．工业生产中宜选择200℃、100Mpa条件，以提高生产效率
C．实际生产中，采取迅速冷却的方法，使气态氨变成液氨后及时从平衡混合物中分离出去
D．增大催化剂的比表面积(单位质量的物质所具有的总表面积)，可有效加快反应速率和提高平衡转化率
5．下列叙述正确的是
A．反应NH3(g)+ HCl(g)=NH4Cl(s)在室温下能自发进行，该反应的∆H >0
B．已知C(石墨，s)=C(金刚石，s) ∆H >0， 则石墨比金刚石稳定
C．C(s)+H2O(g)⇌ CO(g)+H2(g)达平衡后，缩小容器体积，H2O(g)平衡转化率不变
D．密闭容器中存在： N2O4(g)=2NO2(g)，当=1：2时，该反应到达限度
6．汽车尾气调节和处理已成为世界上一个至关重要问题。下图是汽车尾气中的、和碳氢化合物净化原理图。下列说法正确的是
A．催化剂对化学反应有选择性
B．、均发生了氧化反应
C．催化剂能提高反应速率和平衡转化率
D．转化为时，转化为
7．合成氨是人类科学技术发展史上的一项重大突破，目前工业上用氢气和氮气直接合成氨：N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)。T℃时，在2L恒容密闭容器中加入1.2mlN2和2mlH2模拟一定条件下工业固氮，体系中n(NH3)随时间的变化如图所示。下列说法错误的是
A．2min内NH3的平均反应速率为0.1125ml∙L−1∙min−1
B．T℃时，从2min到4min，反应的平衡常数增大
C．容器内压强不再变化说明反应达到平衡，且2υ正(H2)=3υ逆(NH3)
D．T℃时，该反应的平衡常数为6.25L2∙ml−2
8．一定温度下，在三个体积均为0.5 L的恒容密闭容器中发生反应：CO(g)+Cl2(g) COCl2(g)，其中容器Ⅰ中反应在5 min时达到平衡状态。
下列说法中正确的是
A．容器Ⅰ中前5 min的平均反应速率v(CO)=0.16 ml·L-1·min-1
B．该反应正反应为吸热反应
C．容器Ⅱ中起始时Cl2的物质的量为0.55 ml
D．若起始时向容器Ⅰ中加入CO 0.8ml、Cl2 0.8ml，达到平衡时CO转化率大于80%
9．一定条件下，分别向体积为1L的密闭容器中充入气体，发生反应Z (g) 2X(g)+Y(g)，测得实验①、②、③反应过程中体系压强随时间的变化曲线如图所示。下列说法正确的是
A．曲线Ⅰ对应实验①，且3m=pB．Z的转化率：b＜c
C．气体的总物质的量：D．b点平衡常数：
10．有关工业合成氨的说法错误的是
A．不断移去液氨，有利于反应正向进行
B．400~500℃时，原料的平衡转化率最大
C．增大压强，氨的分解速率增加
D．原料气须经过净化处理，以防止催化剂中毒
11．T℃时，向某恒温恒容密闭容器中充入等物质的量的CH4 (g)和CO2 (g)，发生二氧化碳重整甲烷反应：CH4(g)＋CO2(g)2CO(g)＋2H2(g)，测得体系中CH4 (g)和CO(g)的物质的量浓度随时间变化如图所示，下列说法错误的是
A．点B的坐标为(5，)
B．反应进行到5min时，v正(CH4)＜v逆(CH4)
C．CO2(g)的平衡转化率约为33.3%
D．T℃时，该反应的平衡常数为
12．温度为T时，将(s)置于抽成真空的容器中，当达到平衡时，测得体系总压强为6kpa，则此条件下该反应的平衡常数Kp为
A．6B．9C．12D．36
13．在催化剂条件下可被还原为无害物质，反应为： 。下列说法正确的是
A．上述反应
B．上述反应平衡常数
C．上述反应中生成，转移电子的数目为
D．上述反应中，充入水蒸气增大压强可以提高平衡转化率
14．向某体积固定的密闭容器中加入0.15ml/L的A、0.05ml/L的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所示。已知在反应过程中混合气体的平均摩尔质量没有变化。下列说法错误的是
A．若，则内反应速率
B．平衡时A的转化率为60%
C．反应的化学方程式
D．压缩容器体积，可提高活化分子百分数，加快化学反应速率。
15．一定温度下，向三个相同体积的密闭容器中充入一定量的Q和P，发生反应：Q(g)＋3P(g)⇌ 2R(g)。
下列说法错误的是
A．该反应是放热反应
B．反应到达平衡时，容器甲中的平均速率：v(Q)=0.045ml·L-1·min-1
C．反应到达平衡时，容器乙中，物质P的转化率为90%
D．反应到达平衡时，向容器丙中再充入0.1ml·L-1的Q、0.2ml·L-1的P和0.2ml·L-1的R，则反应将向正反应方向进行
二、填空题
16．硫酸工业在国民经济中占有重要地位．工业制硫酸主要的生产流程如图：
(1)工业制硫酸通常以______为原料，经造气、______、吸收三个主要生产阶段；
(2)硫酸生产的尾气中含有少量的SO2，通常用______来吸收处理；
(3)在工业生产中，反应条件有重要的作用．请回答：
①除去原料气中的有毒物质是为了防止______；
②使用催化剂是为了提高______．
17．I.一定条件下，在容积为5L的密闭容器中，A、B、C三种气体的物质的量n随时间t的变化如图甲所示。已知达平衡后，降低温度，A的体积分数减小。
(1)该反应的化学方程式为______。
(2)该反应的反应速率v随时间t的关系如图乙所示。
①根据图乙判断，在t3时刻改变的外界条件是_____。
②a、b、c对应的平衡状态中，C的体积分数最大的是状态_____。
③各阶段的平衡常数如表所示：
K1、K2、K3之间的大小关系为_____(用“>”“”“K2=K3
(3)>
(4)p3>p2>p1
(5)
(6)及时分离出产物
解析：（1）A、B为反应物，C为生成物，△n(A)：△n(B)：△n(C)=1:2:2，该反应的化学方程式为A(g)+2B(g)2C(g)；
（2）①在t3时刻改变的外界条件是升高温度，因为正、逆反应速率均增加；
②根据图乙可知，在t1~t2时反应正向进行，A 的转化率逐渐增大，直至t2~t3时反应达到平衡状态，A 的转化率达到最大；t3 ~t4时，升高温度，平衡逆向移动，A 的转化率逐渐减小，直至t4 ~t5时A的转化率达到最小；t5~t6时，正、逆反应速率同时增大且相等，说明平衡没有移动A 的转化率不变，与t4 ~t5时相等，所以 A的转化率最大的时间段是t2~t3，A 的转化率最大时，C的体积分数最大，故答案为：a；
③反应A+2B⇌2C ΔHt2～t3，所以化学平衡常数大小关系为：K1>K2=K3。故答案为：K1>K2=K3；
（3）恒压条件下，温度升高，H2S的转化率升高，即升高温度平衡正向移动，则ΔH> 0；故答案为：>；
（4）2H2S(g)2H2(g)+S2(g) ΔH=+169.8kJ•ml-1，反应是气体体积增大的反应，温度不变，压强增大平衡逆向进行，H2S的转化率减小，则压强关系为：图中压强(p、p、p)的大小顺序为p3>p2>p1。故答案为：p3>p2>p1；
（5）M点的H2S转化率为50%，总压为5MPa，设H2S起始量为2ml：
反应后总压为5MPa×=7.5MPa，
Kp==；故答案为：；
（6）进一步提高H2S的转化率，除改变温度、压强外，还可以采取的措施有及时分离出产物，故答案为：及时分离出产物。
18． 3X+Y2Z 0.075ml•L-1•min-1 10% 30% BE
【分析】根据图象分析，物质的量增大的是生成物，减小的是反应物，再根据参加反应的物质的量之比等于其计量数之比得计量数；先列出三段式，再利用浓度公式计算；化学反应达到平衡状态时，正逆反应速率相等，各物质的浓度不变，由此衍生的一些物理量不发生变化。
解析：(1)由图，物质的量增大的是生成物，减小的是反应物，所以反应物是X、Y，生成物是Z；X、Y、Z物质的量的变化量分别为：0.3 ml、0.1ml、0.2ml，根据参加反应的物质的量之比等于其计量数之比得计量数，所以X、Y、Z的计量数之比为3：1：2，该反应的化学方程式为3X+Y2Z。故答案为：3X+Y2Z；
(2)反应开始至2min，Z物质的量的变化量为0.2ml，
所以用X表示的平均反应速率为v(X)===0.075ml/ml•L-1•mi-1；
平衡时，Y的转化率为 ×100%=10%；
Z的理论产量为：，平衡时，Z的产率为=30%，故用X表示的平均反应速率为0.075ml•L﹣1•mi﹣1；平衡时，Y的转化率为10%，平衡时，Z的产率为30%。故答案为：0.075；10%；30%；
(3)A．X、Y、Z的物质的量之比与反应起始时的物质的量和平衡时转化的程度有关，X、Y、Z的物质的量之比为3︰1，不能说明上述反应达到平衡状态，故A错误；
B．反应前后气体的计量数之和不相等，混合气体的压强不随时间的变化而变化，说明上述反应达到平衡状态，故B正确；
C．无论反应是否平衡，单位时间内每消耗3mlX，同时生成2mlZ，故C错误；
D．反应遵循质量守恒定律，无论是否平衡，混合气体的总质量不随时间的变化而变化，不能说明上述反应达到平衡状态，故D错误；
E．化学反应达到平衡状态时，正逆反应速率相等，各物质的浓度不变，混合气体的总物质的量不随时间的变化而变化，可以说明上述反应达到平衡状态，故E正确。
故答案为：BE。
19．(1) 不是 b和c都没平衡，b点温度高，反应速率快，相同时间内转化率高
(2) 15 1.95
解析：（1）因为催化剂只改变反应速率不改变平衡移动，所以最终不同催化剂(1、II、 II)作用下达平衡时CH4的转化率相同，故a点所代表的状态不是平衡状态，此时反应一直向正反应方向进行，b和c都没平衡，b点温度高，反应速率快，相同时间内转化率高，所以点CH4的转化率高于c点。
（2）①恒温恒容刚性密闭容器中，和的分压分别为20kPa、25kPa，加入催化剂使其发生反应，某时刻测得，可列出三段式：，则15kPa，
。
②达到平衡后测得体系压强是起始时的1.8倍，设甲烷分压减少x kPa，可列出三段式为
，可得45+2x=45×1.8，解得x=18，则平衡时刻，p(CH4)=2kPa，p(CO2)=7kPa，p(CO)=36kPa，p(H2)=36kPa，则该反应的平衡常数的计算式为。
20． 25% 增大 6 41%
解析：(1)根据M的转化率为60%，则△c(M)=60%×1ml•L-1=0.6ml•L-1，浓度变化量之比等于化学计量数之比，所以△c(N)= △c(M)=0.6ml•L-1，故此时N的转化率×100%=25%；
(2) 已知可逆反应：M(g)+N(g)P(g)+Q(g)，△H＞0， 正反应吸热，若反应温度升高，该反应平衡正向移动，M的转化率增大；
(3)根据(1)中数据列三段式：
根据本题数据列三段式：
两次平衡过程温度不变，则平衡常数不变，则K=，解得a=6；
(4)若反应温度不变，反应物的起始浓度为：c(M)=c(N)=1ml•L-1，达到平衡后，设M的浓度变化量为a，列三段式：
平衡过程温度不变，则平衡常数不变，则K=解得a≈0.41ml/L，则M的转化率=×100%=41%。
21． 溶液变为橙色（或橙色加深） 溶液变为黄色 探究浓度（或离子浓度）改变对化学平衡的影响（或探究不同酸碱度对化学平衡的影响等） 增加反应物浓度或者减小生成物浓度平衡正向移动 气体颜色（红棕色）变浅 正 气体颜色（红棕色）变深 温度升高，会使化学平衡向着吸热反应的方向移动；温度降低，会使化学平衡向着放热反应的方向移动 温度
解析：(1)①溶液中存在平衡Cr2O72-+H2O2CrO42-+2H+，滴加3～5滴浓硫酸溶液中氢离子浓度增大，平衡逆向移动，溶液变为橙色；滴加5～10滴5ml·L-1的NaOH溶液，消耗氢离子，平衡正向移动，溶液变为黄色；
②对比两组实验的操作可知本实验探究浓度(或离子浓度)改变对化学平衡的影响(或探究不同酸碱度对化学平衡的影响等)；
③实验结论为增加反应物浓度或者减小生成物浓度平衡正向移动；
(2)①正反应为放热反应，放在冰水中温度降低，平衡向放热方向即正方向移动，NO2浓度减小，气体颜色变浅；
②放在热水中温度升高，平衡向吸热方向即逆反应方向移动，NO2浓度增大，气体颜色变深；
③实验结论为温度升高，会使化学平衡向着吸热反应的方向移动；温度降低，会使化学平衡向着放热反应的方向移动；
④任何反应的平衡常数均只受温度的影响。