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课后提升练(九) 化学反应的调控
1.(2021·安徽合肥高二期末)工业制备CuSO4的方法是在稀硫酸中加入铜粉后,从容器下部吹入细小的空气泡,使Cu粉不断溶解。为提高制备CuSO4的反应速率,同时达到保护环境和充分利用原料的要求,可以采取的下列方法是( )
①将稀硫酸改用浓硫酸;②加入少量Ag粉;③加入少量Zn粉;④将稀硫酸加热
A.只有④ B.只有③④
C.只有②④ D.只有①④
C 解析:题中涉及反应为2Cu+O2+2H2SO4===2CuSO4+2H2O。将稀硫酸改用浓H2SO4,Cu与浓H2SO4反应生成CuSO4和SO2,产生污染性的气体SO2,不符合环保要求,①错误;加入少量Ag粉,形成原电池,Cu的活泼性强于Ag,Cu作负极,反应速率加快,②正确;加入少量Zn粉,形成原电池,Zn比Cu活泼,Zn作负极,不利于制备CuSO4,③错误;将稀H2SO4加热,反应速率加快,且不产生污染性气体,④正确。
2.(2021·辽宁鞍山高二期中)近年来研究推出以生活垃圾热解处理后的残渣为原料生产水煤气的技术工艺,其主要反应为C(s)+H2O(g)⇌CO(g)+H2(g) ΔH>0。欲提高该反应的速率,下列有关措施不合理的是( )
A.将热解残渣粉碎成细小颗粒
B.升高反应体系的温度
C.及时抽出生成的CO和H2
D.使用高效催化剂
C 解析:将热解残渣粉碎成细小颗粒,增大固体表面积,可以加快反应速率,A正确;升高反应体系的温度,活化分子百分数增加,可以加快反应速率,B正确;及时抽出生成的CO和H2,减小生成物的浓度,反应速率减慢,C错误;使用高效催化剂,降低反应的活化能,活化分子百分数增加,可以加快反应速率,D正确。
3.(2021·天津东丽区高二期中)某科研小组对碳酸锰与空气反应制备二氧化锰的条件进行了研究,获得了三幅关于反应物的转化率和条件关系的图(如图所示)。下列对于反应条件的选择不正确的是( )
A.温度350 ℃左右(或325~375 ℃)
B.水分含量为30%左右(或水分含量为20%~40%)
C.湿空气中焙烧
D.干空气中焙烧
D 解析:由转化率与反应温度关系图像可知,开始阶段转化率随温度升高而增大,350 ℃左右时转化率达到最大值,A正确;由转化率与水分含量关系图像可知,水分含量为30%左右时,反应物的转化率最大,B正确;由转化率与焙烧时间关系图像可知,在湿空气中焙烧,反应物转化率大,且焙烧所需时间短,故湿空气中焙烧更好,C正确;由转化率与焙烧时间关系图像可知,在干空气中焙烧,焙烧所需时间较长,浪费较多能源,D错误。
4.(2021·湖南岳阳高二期中)反应C2H6(g)⇌C2H4(g)+H2(g) ΔH>0,在一定条件下于密闭容器中达到平衡。下列各项措施中,不能提高乙烷平衡转化率的是( )
A.增大容器容积 B.升高反应温度
C.分离出部分氢气 D.等容下通入惰性气体
D 解析:增大容器容积,升高反应温度、分离出部分氢气(减小生成物浓度)均能使平衡正向移动,乙烷平衡转化率提高,A、B、C均正确;等容下通入惰性气体,反应体系中各物质的浓度不变,平衡不移动,乙烷平衡转化率不变,D错误。
5.(2022·湖南怀化高二期末)一定条件下合成乙烯:6H2(g)+2CO2(g)⇌CH2===CH2(g)+4H2O(g)。已知温度对CO2的平衡转化率和催化剂催化效率的影响如图所示。下列说法正确的是( )
A.M点的正反应速率v正大于N点的逆反应速率v逆
B.若投料比n(H2)∶n(CO2)=4∶1,则图中M点乙烯的体积分数为5.88%
C.250 ℃,催化剂对CO2的平衡转化率的影响最大
D.当温度高于250 ℃,升高温度,平衡逆向移动,导致催化剂的催化效率降低
B 解析:温度越高,反应速率越快,由于温度:M<N,则M点的正反应速率v正小于N点的逆反应速率v逆,A错误;若投料比n(H2)∶n(CO2)=4∶1,设n(H2)=4 mol,n(CO2)=1 mol;图中M点CO2的平衡转化率为50%,则反应中消耗0.5 mol CO2和1.5 mol H2,同时生成0.25 mol CH2===CH2(g)和1 mol H2O(g),故M点乙烯的体积分数为×100%≈5.88%,B正确;催化剂只改变反应速率,不能改变CO2平衡转化率,图中250 ℃时催化剂的催化效率最高,C错误;催化剂在一定温度范围内具有较高的催化效率,温度过低或过高,其催化效率均较低,当温度高于250 ℃,升高温度,催化剂的催化效率降低与温度过高有关,D错误。
6.(2022·山东枣庄高二期末)工业上利用焦炭与水蒸气生产H2的反应原理为C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g) ΔH>0;CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) Δ