第2章 第4节 化学反应的调控-【高中必刷题】2024-2025学年新教材高中化学选择性必修1同步课件（人教版2019）

化学 选择性必修1 化学反应原理 RJ 1 4 第四节 化学反应的调控 刷基础 2 1.[广东佛山一中2023高二月考] 当反应 达到平衡时，下列措 施能提高 转化率的是( ) A ①降低温度 恒压通入惰性气体 ③增加的浓度 增大压强 A.①④ B.①② C.②③ D.③④ 题型1 合成氨反应的原理 3 解析 合成氨反应是放热反应，降低温度，平衡向正反应方向移动，氮气转化率增大，①正确；该 反应是反应后气体分子数减小的反应，恒压通入惰性气体，容器容积增大，相当于减小压强，平衡 向逆反应方向移动，氮气转化率降低，②错误；增加氮气浓度，平衡向正反应方向移动，但氮气转 化率降低，③错误；增大压强，平衡向正反应方向移动，氮气转化率增大，④正确。故A正确。 题型1 合成氨反应的原理 4 2. [山东泰安一中2023高二质量检测] 对于可逆反应 ， 下列研究目的和示意图相符的是( ) C A.温度对反应的影响 B.压强对反应的影响 C.恒容时加入 对平衡 体系的影响 D.恒温时加入催化剂对 平衡体系的影响 题型1 合成氨反应的原理 5 【教材变式】本题是教材P46工业合成氨变式题，教材给出了压强与温度对化学平衡影响的相关 图像；变式题则补充了反应物及催化剂对化学平衡影响的图像。 题型1 合成氨反应的原理 6 解析 合成氨反应为放热反应，升高温度，平衡逆向移动，氮气的转化率降低，与图不符，A错 误。条件下达到平衡所用的时间短，则由“先拐先平数值大”的原则可知，压强： ；合 成氨反应是气体体积减小的反应，增大压强，平衡正向移动，平衡时 的体积分数增大，与图 不符，B错误。恒容时，反应达到平衡后，加入 的瞬间，正反应速率增大，逆反应速率不变； 增大反应物浓度，平衡正向移动，与图相符，C正确。催化剂能降低反应的活化能，增大反应速 率，使反应达到平衡所用的时间变短，与图不符，D错误。 题型1 合成氨反应的原理 7 3.[陕西西安中学2024高二综评] 如图所示为工业合成氨的流程图。下列有关说法错误的是( ) C A.步骤①中，净化可以防止催化剂中毒 B.步骤②中，加压既可以提高原料的转化率，又可以 加快反应速率 C.步骤③④⑤均有利于提高原料的平衡转化率 D.产品液氨除可生产化肥外，还可用作制冷剂 题型2 合成氨的适宜条件 8 解析 催化剂中毒指因吸附或沉积毒物而使催化剂活性降低或丧失的过程，合成氨使用铁触媒作 催化剂，为防止混有的杂质使催化剂中毒，须将原料净化处理，A项正确；步骤②中，加压可增 大氮气、氢气的浓度，加快合成氨反应速率，使平衡正向移动，提高原料转化率，B项正确；合 成氨反应为放热反应，步骤③使用较高温度不利于提高原料转化率，使用催化剂也不能使平衡移 动，步骤④⑤有利于提高原料的转化率，C项错误；产品液氨可用酸吸收生成铵态氮肥，液氨汽 化时会吸收大量热，可用作制冷剂，D项正确。 题型2 合成氨的适宜条件 9 4.[浙江杭州2024高二期中联考] 下列有关工业合成氨反应： 的说法不正确的是( ) D A.合成氨采取循环操作，目的是提高氮气和氢气的利用率 B.除去原料气中的反应： ，适 宜低温高压环境 C.合成塔压强调控在 之间，是对生产设备条件和经济成本的综合考虑结果 D.合成塔使用热交换控制体系温度在 之间，主要原因是有利于平衡正向移动 题型3 化学反应的调控 10 解析 合成氨反应为可逆反应，氮气和氢气不能完全转化为产物 ，采取循环操作能提高氮气 和氢气的利用率，A正确；该反应为气体体积减小的放热反应，降低温度或增大压强均能使平衡 向正反应方向移动，故除去原料气中的 适宜低温高压环境，B正确；增大压强有利于氨的合成， 但是压强过大会增加设备成本，因此合成塔压强调控在 之间，是对生产设备条 件和经济成本的综合考虑结果，C正确；合成塔使用热交换控制体系温度在 之间， 主要原因是该温度区间内催化剂铁触媒的活性达到最佳状态，D错误。 题型3 化学反应的调控 11 5.[河北石家庄2023高二月考] 工业上可通过甲醇羰基化法制取甲酸 甲酯： ，在容积固定的密闭容器中， 投入等物质的量和，测得相同时间内 的转化率随温度的 变化如图所示。下列说法不正确的是( ) B A.增大压强，甲醇转化率增大 B.点反应速率 C.反应速率： D.生产时反应温度控制在 为宜 题型3 化学反应的调控 12 解析 的正反应是气体分子数减小的反应，增大压强，平衡向 正反应方向移动，甲醇的转化率增大，A正确。由题图可知，随着温度的升高， 的转化率先增 大后减小，在相同时间内，约时反应达到平衡， 点时反应没有达到平衡，仍向正反应方向 进行，则，B错误。温度越高反应速率越快，因此反应速率： ，C正确。由题图 可知，在之间时， 的转化率较大，且反应速率较快，因此生产时反应温度控制在 为宜，D正确。 题型3 化学反应的调控 13 4 第四节 化学反应的调控 刷提升 14 1.[河南郑州十校2024高二期中联考] 氨是重要的化学品之一，我 国目前氨的生产能力位居世界首位。工业合成氨的反应为 ，能量转化关系如图所示。下列有关 说法错误的是( ) B A.低温、高压有利于提高产率 B.选择铁做催化剂可以提高和 的转化率 C.将 液化分离有利于提高产率 D.合成氨采取循环操作，能提高和 的利用率 15 解析 合成氨反应正向是气体体积减小的放热反应，因此低温、高压有利于平衡正向移动提高产 率，A正确；催化剂只能提高反应速率，不能使平衡发生移动，即不能提高和 的转化率，B 错误；将液化分离降低生成物 的浓度，使平衡正向移动有利于提高产率，C正确；循环 操作可以让未反应的和再次作为原料参与反应，能提高和 的利用率，D正确。 16 2.[北京清华附中2024高二统练] 催化加氢制取甲醇的研究，对于环境、能源问题都具有重要 意义。反应如下： 下列说法不正确的是( ) B A.增大氢气浓度能提高二氧化碳的转化率 B.增大压强，有利于向生成甲醇的方向进行，①的平衡常数增大 C.升高温度，生成甲醇的速率加快，②的限度增加 D.选用理想的催化剂可以提高甲醇在最终产物中的比率 17 解析 增大氢气浓度有利于平衡正向移动，导致二氧化碳消耗增大，所以二氧化碳的转化率增大， A正确；增大压强，平衡向气体体积减小的方向移动，①的平衡向正反应方向移动，向生成甲醇 的方向移动，但是化学平衡常数只与温度有关，温度不变化学平衡常数不变，所以增大压强①的 平衡常数不变，B错误；升高温度，①②反应速率都增大，平衡向吸热反应方向移动，②向正反 应方向移动，则②的反应限度增大，C正确；催化剂具有选择性、专一性和高效性，所以选用理 想的催化剂可以提高甲醇在最终产物中的比率，D正确。 18 3.[四川成都外国语学校2024高二月考] 在硫酸工业生产中，通过下列反应使 氧化成 。在不同温度和压强下，反应达到平 衡时 的转化率如表所示： 温度/ 平衡时的转化率/% 450 97.5 98.9 99.2 99.6 99.7 550 85.6 92.9 94.9 97.7 98.3 在实际生产中，有关该反应适宜条件选择的说法正确的是( ) B A. 的转化率与温度成反比，故采用尽可能低的温度 B.该反应在左右、 （常压）下进行较为合适 C. 的转化率与压强成正比，故采用尽可能高的压强 D.为了提高的 的转化率，应使用合适的催化剂 19 解析 由题表数据可知， 的转化率与温度成反比，降低温度，平衡向正反应方向移动，但反 应速率减小，达到平衡所需时间变长，生产成本会增大，不利于实际生产，A错误；在 、 时的平衡转化率 就已经很高了，若继续增大压强，平衡虽正向移动，但效果并 不明显，且会增大生产成本，因此该反应在左右、 条件下进行较为合适，B正确；由 题表数据可知， 的转化率与压强成正比，采用高压，平衡虽正向移动，但效果并不明显，且 会增大生产成本，得不偿失，C错误；催化剂不能改变 的平衡转化率，D错误。 20 4.氯化氢直接氧化法制氯气的反应为 。恒容密闭容器中，进料比 分别等于1、4、7时， 平衡转化率随温度变化的关系如图所 示。下列说法不正确的是( ) C A. B.增大反应的压强和及时分离出氯气都可以提高氯化氢的平衡转化率 C.当进料比过低时，的转化率较低，且不利于分离和 D.若的初始浓度为，进料比为1时， 21 解析 由题图可知，升高温度， 平衡转化率降低，平衡逆向移动，平衡常数减小，则 ，A正确；该反应为气体分子数减小的反应，增大反应的压强和及时分离 出氯气，平衡均向正反应方向移动，都可以提高氯化氢的平衡转化率，B正确；相同条件下， 越小，的转化率越大，C错误；相同温度下，越小， 平衡转化率越大，题图中 曲线A表示进料比为1时的平衡转化率，时，平衡转化率为 ，可列三段式： ，D正确。 22 5.工业上，常采用氧化还原法处理尾气中的、 。已知沥青混凝 土可作为反应 的催化剂。如图表示在相同 的恒容密闭容器中，相同起始浓度、相同反应时间段内，使用相同质 量的不同沥青混凝土（ 型、 型）催化时， 的转化率与温度的 关系。 （1）在、、、 四点中，一定未达到平衡状态的是___。 解析 由题图可知，相同反应时间段内，随着温度的升高， 的转化率先增大后减小，温度较低 时，反应未达到平衡状态，的转化率随温度升高而增大；当反应达到平衡后，升高温度， 的转化率降低，所以是放热反应，、、点反应达到平衡状态， 点 反应未达到平衡状态。 23 （2）已知点时容器中的浓度为，则时，在 型沥青混凝土中 转化反应 的平衡常数_ _____（用含 的代数式表示）。 解析 点时，的转化率为，设的起始浓度为 ，可列出三段式： 则 。 24 （3）转化反应的平衡常数：___（填“ ”“ ”或“ ”）。 解析 只受温度的影响，由（1）中分析可知，该反应为放热反应，升高温度，平衡向逆反应方 向移动，减小，点温度高于点温度，则 。 （4）在均未达到平衡状态时，相同反应时间段内，同温下___（填“ ”或“ ”）型沥青混 凝土中 转化速率大。 解析 由题图可知，同温下反应未达到平衡状态时，相同反应时间段内， 型沥青混凝土中 转 化率高，则其转化速率大。 （5） 点转化率出现突变的原因可能是__________________________。 温度较高，催化剂失去活性 解析 催化剂有一定的活性温度， 点时转化率突变，原因可能是温度较高，催化剂失去活性。 25 【关键点拨】工业生产一方面要综合考虑化学反应的速率和限度因素，另一方面还要结合设备条 件、安全操作、经济成本等因素，确定生产条件。常见的考点一般是催化剂的活性，注意根据条 件判断催化剂的最适温度。 26 6.[江西赣州2023高二期中] 甲醇是重要的化工原料，可用多种方法制备甲醇。已知在一定温度和 压强下，发生如下反应： （1）利用反应合成甲醇。 时向恒容密闭容器中充入 、，反应到 时刻测得各组分的浓度如表： 物质 浓度/ 0.60 0.40 1.20 1.20 若时该反应的平衡常数，比较时刻正、逆反应速率的大小：______（填“ ” “ ”或“ ”）。 大于 27 解析 时，该反应的平衡常数，时刻下浓度商 ，所以 平衡向正反应方向移动，时刻正、逆反应速率的大小： 。 28 （2）向的恒容密闭容器中按物质的量之比充入一定量的 和，在催化剂的作用下合成甲醇，测得平衡时混合物中 的 体积分数在不同压强下随温度的变化如图甲所示（已知 时最初充 入 ）。 ①下列说法正确的是_____（填序号）。 CD A. B. C.、、点对应的平衡常数大小： D.在压强为下，反应经过达到点的平衡状态，则 29 解析 对于反应，增大压强，平衡向正反应方向移动， 的体 积分数增大，由题图甲可知，相同温度下，的体积分数：B点点 点，所以 ，A错误。题述反应的逆反应为吸热反应，A点温度比B点低，则反应速率： ，题述反应的逆反应为气体分子数增大的反应，D点压强比B点小，但D点对应的 体积分数比B点小，D点生成物浓度比B点小，则反应速率： ，B错误。由 题给信息可知，该反应是放热反应，温度升高，平衡常数减小，A点温度比B、C点低，B、C点温 度相同，所以A、B、C点的平衡常数大小：，C正确。容器的容积为 ，B 点的体积分数为，时最初充入、，设的变化浓度为 ， 列出三段式： 30 ，解得 ， ，D正确。 ②点时反应的平衡常数 _____。 112 解析 温度不变，则平衡常数不变，、两点温度相等，所以点的平衡常数等于 点的平衡常 数， 。 32 （3）向恒容密闭容器中充入和 ，发生反应 ，在使用不同催 化剂时，相同时间内测得 的转化率随温度的变化如图 乙所示： ①点转化率比 点低的原因是_______________________ _________________________________________________ ___________________________________。 温度等于或高于时，反应已达到平衡，该反应的正反应是放热反应，升高温度，平衡逆向移动，的转化率降低 解析 由题图乙可知，温度等于或大于时，反应已达到平衡，点、 点都是平衡点，因为该 反应的正反应是放热反应，升高温度，平衡向逆反应方向移动，所以 的转化率降低。 33 ②下列措施有利于提高 平衡转化率的有____（填序号）。 BC A.恒容条件下充入稀有气体 B.在达到平衡后的体系中移出部分甲醇 C.保持反应容器的容积不变，平衡时再按照原投料比投入一定量的原料 D.选择催化效率更高的催化剂 解析 恒容条件下充入稀有气体，平衡不会移动，所以 的平衡转化率不变，A不符合题意； 在平衡后的体系中移出部分甲醇，平衡向正反应方向移动， 的平衡转化率升高，B符合题意； 保持反应容器的容积不变，平衡时再按照原投料比投入一定量的原料，则相当于增大压强，平衡 向正反应方向移动，的平衡转化率增大，C符合题意；催化剂不能改变 的平衡转化率，D 不符合题意。 34 ③维持足够长时间，则此时的转化率______点 的转化率（填“大于”“小于”或 “等于”）。 大于 解析 维持温度 足够长时间后，反应达到平衡，该反应为放热反应，较低的温度有利于反应 向正反应方向进行，，下的平衡转化率大于，则此时 的转化率将会大 于点 的转化率。 35 $$