2.4 化学反应的调控-【学霸黑白题】2024-2025学年新教材高中化学选择性必修第一册(人教版2019)

第四节 化学反应的调控 白题基础过关缚 限时：15min 知识点1工业合成氨的原理分析及条件选择 衡状态？ (填“是”或“否”)，此时正 1.(2024·山东德州高二期中)下列有关合成氨 (填“>”“<”或“=”）。 条件选择的说法正确的是 ( 知识点2化学反应的调控 A.适当增加氢气的浓度可提高氮气的平衡转 4.(2024·四川广元高二月考)“碳达峰、碳中 化率 和”是我国社会发展重大战略之一，CH,还原 B.温度越高，速率越快，生产效益越好 C0,是实现“双碳”经济的有效途径之一，相 C.使用铁触媒能提高合成氨反应的平衡转化率 关的主要反应有： D.将氨及时液化分离不利于提高氨的产率 I.CH,(g)+C02(g)→2C0(g)+2H,(g) 2.1913年德国化学家哈伯发明了以低成本制造 △H=+247kJ·mol 大量氨的方法，下列是哈伯法的流程图，其中 Ⅱ.C02(g)+H2(g)-C0(g)+H,0(g） 为提高原料转化率而采取的措施是 △H=+41kJ·mol ①净化八，I 2)加压 ③催化反应 ④液化 NH 有利于提高C0,平衡转化率的条件是( 干燥 2×10'a (500℃，俄化剂 分离 5和 A.使用优良催化剂B.低温高压 再循环 C.高温低压 D.高温高压 A.①2③ B.②④⑤ 5.(2023·湖南株洲高二期中)如图所示为接触 C.①③⑤ D.②③④ 法制硫酸的设备和工艺流程，其中关键步骤 3.(2024·江西景德镇高二期中)合成氨工艺是 是s02的催化氧化：202(g)+02(g)-一 人工固氨最重要的途径。下图是合成氨的简 2S03(g) △H<0,下列说法正确的是( 要流程（已知合成氨为放热反应）： 98.3% 求硫酸 \(1体积) 压缩都 热交涣器 经诗化 催化帝 TI,3依 SO.. 液象 冷缺器 有流化剂 黄 020 化剂 0 的合成塔 铁 供稀释 用硫 T℃时，若在容积为2L的密闭恒容容器中充 空气 so, 沸腾炉 换触定 吸收塔 入0.8molN2(g)和1.6molH2(g),5min后达 A.反应后气体分子数减少，增大反应容器内 到平衡，测得N2的浓度为0.2mol·L。 压强一定有利于提高生产效益 (1)计算此段时间的反应速率(NH,)= B.反应放热，为提高S0,转化率，工业生产应 H2的转化率为 尽可能在较低温度下反应 (2)已知300℃时K=0.86,则反应温度T C.工业生产要求高效，应使用催化剂并控制 300(填“>”“<”或“=”)。 在催化剂活性最佳的温度下反应 (3)若向平衡后的体系中同时加入1.2molN2、 D.该反应为放热反应，在任何条件下都能自 1.6molH2、1.2 mol NH3,该反应是否处于平 发进行，因为吸热反应是非自发的 第二章黑白题059 黑题应用提优烟 限时：35mim 1.(2024·河北石家庄高二期中)合成氨工业 下列说法错误的是 ( 中，原料气(N2、H2及少量C0、NH的混合 A.反应①矿石粉碎的目的是提高反应速率和 气)在进入合成塔前需经过铜氨液处理，目的 矿石的转化率 是除去其中的CO,其反应为[Cu(NH)2]+ B.反应②中即使通入过量的氧气，也不能 CO+NH;=Cu(NH,)CO]* △H<0。以 将S02全部转化成S0 下说法错误的是 C.增大压强有利于反应②的进行，所以工业 A.原料气中H,的体积分数越大，平衡混合物 生产采用高压条件 中氨的体积分数也越大 D.过量的氨水吸收S02的化学方程式： B.杂质有可能引发催化剂中毒 2NH3·H20+S02=(NH.)2S03+H0 C.使用催化剂可降低反应的活化能，大大提 4.常压下羰基化法精炼镍的原理为Ni(s)+ 高生产效率 4C0(g)=Ni(C0).(g)△H<0;230℃时， D.铜氨液再生的适宜条件是高温低压 该反应的平衡常数K=2×103。已知： 2.(2024·江苏镇江高二期中)工业制备四氯化 Ni(C0),的沸点为42.2℃，固体杂质不参与 钛(TiCl1,熔点为-25℃，沸点为136.4℃)有 反应。 以下两种方法： 第一阶段：将粗镍与C0反应转化成气态 ①直接氯化法：Ti02(s)+2Cl2(g)一一 Ni(C0)4: TiCl,(g)+0,(g)） △H=+181.0kJ·molΓ 第二阶段：将第一阶段反应后的气体分离出 ②加碳氯化法： 来，加热至230℃制得高纯镍。 Tio,(s)+2Cl (g)+2C (s)=TiCl (g)+ 下列判断错误的是 ) 2C0(g) △H=-40.0kJ·mol' A.第一阶段，选择反应温度应高于42.2℃ 下列说法不正确的是 ( B.第一阶段增加c(C0),平衡正向移动，反 A.加碳氯化法中△S>0 应的平衡常数不变 B.加碳氯化反应的化学平衡常数K C.第二阶段，Ni(C0).几乎完全分解 c(TiCl4)·c2(C0) D.第二阶段，及时分离出Ni,有利于平 e2(C12) 衡移动 C.增加加碳氯化法中原料C的投入量，既可 5.一定条件下，将一定量的C02和H,混合气体 加快反应速率，又能提高平衡产率 通过装有催化剂的反应器可得到甲烷 D.与直接氯化法相比，加碳氯化法既有利于 已知：I.C02(g)+H2(g)=C0(g)+ 低温正向自发进行，又为氯化提供了能量 H,0(g) △H=+41kJ·mol 3.(2024·湖北十堰高二联考)工业上利用黄铁 Ⅱ.C02(g)+4H,(g)CH(g)+2H0(g) 矿(FeS,)制取硫酸，其反应流程如下： △H=-165kJ·mo ①授烧 ②接能室 下，O准化 在两种不同催化剂作用下反应相同时间，CO, 转化率和生成CH,选择性随温度变化关系如图 CH,的物质的量 983%的汝硫破吸收 所示(CH,选择性= ③吸汝塔 发生反应的CO,的物质的量 选择性必修第一册，RJ黑白题060 ×100%)。 ①L,、L2代表不同 (填“温度”或“压 100 100 强”) 80 ·维化剂A 60 0一雅化剂B ②M、P两点正反应速率较大的是 2 20 (填“M”或“P”)点，理由是 200210280320360 ③在X和L,条件下，达到平衡时容器的体积 温度/： 为1L,平衡时C0,的物质的量分数为 下列说法不正确的是 ( A.反应C0(g)+3H(g)-一CH,(g)+H,0(g) 反应I的平衡常数是 △H=-206kJ·mol (2)工业生产中常用高选择性的YS-8810银 B.在280℃条件下反应制取CH4,应选择催 催化剂催化乙烯氧化生产环氧乙烷，其反应 化剂A的效果较好 机理如下： C.260~300℃间，使用催化剂A或B,升高温 1.Ag+02一Ag02慢 度时CH,的产率都增大 ji.CH.-CH,+Ago,CAgO 快 D.M点可能是该温度下的平衡点，延长反应 时间，不一定能提高CH,的产率 ǚ.CH2=CH2+6Ag02C02+2H,0+6Ag快 6.(2024·山东烟台高二期中)乙烯的产量是衡 ①增大CH2=CH2的浓度 (填“不 量一个国家的石油化工发展水平，研究工业 能”或“能”)显著提高的生成速率。 制取乙烯有重要的意义 (1)工业上用C02氧化C,H。制C,H,是化工 ②一定条件下，对于反应：Ag(s)+02(g) 工业的一个新课题，相关主要化学反应有： =Ag02(s) △H<0。起始状态I中有Ag、 I.C,H。(g)+C02(g)=C,H(g)）+H20(g）+ O2和A02,经下列过程达到各平衡状态： C0(g) △H1=+177kJ·mo 起始状态 温度不变 平衔状态 洗度不变 Ⅱ.C,H,(g)+2C02(g)4C0(g)+3H,(g) 体积不变 1 体积增大 △H2=+430kJ·molΓ 平衡状态 体机不变 平衡状态 Ⅲ 向一密闭容器中通入2molC2H。(g)和3mol 温度升高 C0,(g),乙烷的平衡转化率、乙烯的选择性 已知状态I和Ⅲ的固体质量相等，下列叙 转化为乙烯所消耗乙烷的量× 述正确的是 (填字母)。 (乙烯的选择性 乙烷的总转化量 A.从I到Ⅱ的过程△S>0 100%)与温度和压强的关系如下图所示。 B.压强：P(Ⅱ)<p(Ⅲ) 【.乙枕的平衡转化乘 100 0 C.平衡常数：K(Ⅱ)<K(V) X,75%0 乙命的 &0 选译性 60 D.若体积《)=20，则QD=2人( 40 P代X50%L,乙龙的-平衔 特化率 E.逆反应速率：w(I)<r(Ⅱ)=（Ⅲ）<(V)》 20 进阶突破拔高练PO8 第二章黑白题0612.C解析：常变是与化学反应进行的方向有关的因素之一，但不是决4C解析：生成物气体化学计量数之和小于反应物气体化学计量数 定反应能否自发进行的唯一因素。可逆反应的两个反应方向的培 之和，所以△S<0,则-T△S>0,根据△G=△H-T△S.因为能满足△G<0. 变的数值相等，但是符号（变化趋势）相反，故A,B项错误：△H>0. 所以△H<0,A正确：△G越小，说明它能够反应的趋势更大，983K时 说明反应为吸热反应，不利于反应自发进行，C项正确：燎变只表示 两反应的△G相等，之后两反应的△G大小关系发生变化，则反应主 化学反应是吸热还是放热，不能用来独立判断反应的自发性， 次趋势发生变化，所以983K是反应趋势变化的转折点，B正确：反 D项错误 应①的△S>0,则-△S<0,△G和T成反比，所以斜率小于0,3对应反 3。D解析：氢氧化钡和氯化铵的反应是吸热反应，反应能够白发进行 应①，C错误：当温度低于983K时，4的△G更小，所以以反应②为 是因为其嫡值增加，主要是嫡判据.故A错误：2N205(g) 主，产物以C02为主，D正确 5.(1)高温(2)嫡变(3)927.8-1709,4k(4)C 4N0,(g)+0(g)△H=+56.7kJ·m'.反应格变大于0.为吸热反 解析：(1)由于用天然气制取炭黑的反应是吸热的馆增反应，只有在 应，该反应的嫡值增加，反应能够自发进行是因为其嫡值增加，主要 高温下才会有AH-T△S<0,所以反应①在高温下能自发进行 是饰判据，故B错误；(NH,)2CO,(s)一NH,HC0,(s)+NH,(g) (2)因为反应①吸热，不利于反应的自发进行：面嫡增有利于反应的 △H=+74.9k·,反应为吸热反应，该反应的痛值增加，反应能 自发进行，所以反应①能否自发进行由镝变决定。(3)天然气裂解 够自发进行是因为其熵值增加，主要是熵判据，故C错误：2H,(g)+ 为炭黑时.△H-TAS=74.88k·ml-80.674x103kJ·(d·K)1×T< 02(g)—2H0(1)4H=-285.8kJ·mm.该反应值诚小，反 0.得T>927.8K,即天然气裂解为炭黑的最低温度为927.8K:天然 应为放热反应，反应能够白发进行是因为其格变小于0，主要是常判 气裂解为乙块时.△H-TAS=376.426kJ·ml1-220.211× 据，故D正确。 103kJ·(m·K)×T<0,得T>1709.4K,即温度高于1709.4K 4.D解析：根据题意“中间活塞打开，两种气体分子逐渐都扩散到两 时，天然气会自发裂解为乙炔和氢气，所以要制取炭黑，温度需控制 个容器中“可知，该过程为混乱程度增大，由有序到无序的过程.即 在9278-1709.4K之间。(4)根据(3)，为了提高甲烷的碳化程度 箭增大的过程，故A正确：根据题意“中间活塞打开，两种气体分了 最合适的温度选C项。 逐渐都扩散到两个容器中，这是一个不伴有能量变化的自发过程"” 第四节 化学反应的调控 可知，该过程为自发过程，而且没有热量的吸收或放出，故B正确： 根据题意“中间活塞打开，两种气体分子逐渐都扩散到两个容器中“ 白题 基础过关海 可知，该过程为由有序到无序的过程，属于嫡增加，混乱程度增大的 题号1 2 5 过程.故C正确：由题意知该过程中△H=0,△S>0,所以△H-T△S<0, 答案ABCC 可知该过程为自发过程，其逆过程不能自发进行，即该过程不是自 发可逆的，故D错误 1.A解析：适当增加氢气的浓度，促使反应正向进行，可提高氨气的平 5.C解析：根据热化学方程式可知，该反应气体体积增加，混乱度增 衡转化率，A正确：合成氨是有气体参与的放热反应，温度升高.反应 大，即△S>0,该反应高温下能正向自发进行，根据4G=△H-TAS<0 速率加快，但合成氨的转化率降低，B错误：铁触蝶是催化剂，能使氯 气和氢气在较低温度下反应，提高化学反应速率，但是催化剂不能改 可白发进行，推出△H>0。故选C。 变平衡转化率，C错误：将氨及时液化分离，使得平衡正向移动，有利 四归纳总结 于提高氨的产率，D错误 △H<0且△S>0的化学反应在任何蓝度下都能自发进行，AH<0 2.B解析：合成氨的反应是气体体积减小的、放热的可逆反应。①净 且△S<0的化学反应能在低温条件下自发进行，△>0且△S>0的化 化干燥的目的是减少副反应的发生，提高产物的纯度，不能提高原 学反应能在高温条件下自发进行，△H>0且△S<0的化学反应不能 料转化率，故不符合：②增大压强.平衡向正反应方向移动.可提高 自发进行。 原料的转化率，故符合题意：③催化剂只改变反应速率，不影响平衡 状态，不能提高原料转化率，故不符合：④把生成物氨气及时分离出 6.(1)<(2)>(3)能(4)减小逆反应 来，可以促使平衡向正反应方向移动，提高原料转化率，故符合题 解析：(1)根据图像可知，该反应中反应物的总能量大于生成物的总 意：⑤通过氮气和氢气的所环使用，可以提高原料的利用率，故符合 能量，则Q<0。(2)该反应中，反应物气体分子数小于生成物气体分 题意：即②45正确：答案选B。 子数.则嫡变45>0。(3)该反应为嫡增的放热反应，一定能自发进 3.(1)0.08mol·L·mim175%(2)c(3)否> 行。(4)对于放热反应，升高温度，平衡逆向移动，平衡常数减小。 解析：T℃时，若在容积为2L的密闭但容容器中充人0.8mN,(g) 黑题 应用提优练 和16mlH(g),5min后达到平衡，测得N2的浓度为0,2ml·L1,则此 段时间内消耗0.4ml氨气，根据反应方程式可知，反应消耗 题号12 3 0.8 mol 答案cDDc 1.2H2,生成0.8n氨气。(1)反应速常e(NH1)= 2 Lx5 min 1.C解析：反应能否自发进行需通过培判据和嫡判据进行综合分析。 0.08mL·min',h,的转化率为2m 100%=75%。(2)已 1.6 mol △H>0且△S<0的反应在任何温度下均不能自发进行，C错误 0.8 3 2。D解析：干冰在云层中的变化是一个篇增，吸热，能自发进行的变 2 化。A项是嫡诚、放热，能自发进行的变化，不符合题意，错误：B项 知300℃时K=0.86.T℃时K= 1.6-1.2 13=100,正反应放 是嫡增、放热，能自发进行的变化，不符合题意：C项是嫡增，放热，能 0.2× 2 自发进行的变化.不符合题意：D项是嫡增、吸热，能自发进行的变 热，温度越高平衡常数越小，反应温度T<300。(3)若向平衡后的体 化，符合题意 系中同时加人1.2wlN2,1,6mlH、1.2mlNH2,Q 3.D解析：Ca0和C02反应为放热反应.A错误：步一中反应为C0 0.8+1.212 和C02化合生成CaC03,为嫡减的反应，4S<0,B错误：步骤一和步 2 骤二的条件不同，所以不互为可逆反应，C错误：步骤二的反应为 =1.25<K=100,该反应没有达到平 0.4+1.21 1.6-1.2+1.6 CaC0,高温Ca0+C0,1,为熵增的吸热反应，若要使△G=△1-TAS< 2 2 0,则高温有利于自发进行，D正确 衡状态，反应正向进行，此时正>地 正本参考答案黑白题23 4.C解析：催化剂无法使平衡发生移动，A错误：降低温度，反应I和 CH(g)+2C02(g)4C0(g)+3H2(g) 反应Ⅱ均谨向移动.CO,平衡转化率将降低，B错误：升高祖度.反应 起始量/l 1.4 2.4 0 0 I和反应Ⅱ均正向移动.降低压强使反应I平衡正向移动，C0,平衡 转化量/mdl 0.4 0.8 1.61.2 转化率将增大，C正确：加压使反应1平衡逆向移动，CO,平衡转化 平衡量/l 1 1.6 1.6+0.61.2 率将降低，D错误 平衡时乙烷、二氧化碳、乙烯、水、一氧化碳，氢气分别为1 5.C解析：反应后气体分子数减少，增大反应容器内压强，有利于平 1.6mo,0,6ml,0.6mol、2.2mol.1.2mol.总的物质的量为7.2mol,平 衡正向移动，但由于增大压强对设备要求和动力要求很高，成本高， 1.6ol ×100%=22,2%,反应1的平衡 效益可能不佳，A错误：反应放热，为提高$02转化率，应尽可能在较 商时C0,的物质的量分数为7.2m 低温度下反应，但温度过低会使反应速率太慢，经济效益低，B错误： 常数是22x0.6x0.6 0.495。(2)①决定总反应速率的是慢反应，故 为加快反应速率，应使用催化剂，还需要考虑催化剂的最佳活性温 1×1.6 度，不一定温度越高反应速率越大，C正确：化学反应能否自发进行 H,C- -CH, 增大CH,一CH,的浓度不能显著提高 的生成速率： 的判断依据是△G=△H-T1S,反应能否自发要综合络变和熵变以及 ) 温度来判断，D错误 ②该反应的K=(O,)只随温度的改变面改变，Ⅱ到Ⅲ增大体积.则 四归纳总结 平衡逆向移动，周体质量域小，已知状态1和Ⅲ的周体质量相等，则 I到Ⅱ为平衡正向移动的过程：由分析可知，从I到Ⅱ的过程为正向 工业生产一方面要综合考虑化平反应速率和限度因素，另一方 移动过程，气体量减少.则△S<0.A错误：反应的K。=(02)只随温 面还要结合设爸条件、安全操作，经亦成本等因素，确定生产条件 度的改变面改变，故压强：（Ⅱ）=p(■)，B错误：反应为放热反应， 如木窥中正反应随漏度升高，平衡常数减小，但结合反应速率和设 升高温度，平衡逆向移动，平衡常数诚小，则平衡常数：K(Ⅱ)> 务条件等国素，在较低温度下反应速串过低 k(V),C错误：已知状态I和Ⅲ的固体质量相等，则氧气的物质的 黑题 应用提优 量相等，反应的人。=(0)，根据阿伏加德罗定律可知，若体积 题号12345 ()=21),则2p(Ⅲ)=p(1).放Q(1)=2K,(Ⅲ).D正确： 答案ACADD 由分析可知，I到Ⅱ为平衡正向移动的过程，则逆反应速率：(I)< (Ⅲ)：Ⅱ到Ⅲ增大体积，温度不变，平衡时氧气浓度不变，则逆反应 1.A解析：工业合成氨的反应为N2+3H22NH1,所以适当增大氢 速率：（Ⅱ）=（Ⅲ）：Ⅲ到N体积不变，升高温度，正逆反应均速率增 气的量，会使平衡正向移动，从面使混合物中氨的体积分数变大，但 加.则逆反应速率：r(I)<(N):故逆反应速举：(1)ce(Ⅱ)= 不是原料气中H的体积分数越大平衡混合物中氨的体积分数越大， (Ⅲ)<r(N),E正确。 无杂质时，理论上当投释比：号-3时，氨的体积分数能大，A 第二章 章末检测 错 用题 2.C解析：增大固体用量不会改变浓度，既不影响化学反应速率也不 影响化学平衡，C错误。 题号 123456789101112131415 3.A解析：对矿石进行粉碎，增大原料间接触面积从而增大反应速率， 答案D B A DD B CBBB CA C D C 但是不能改变石的转化率，A错误。 1.D2.B3.A4.D5.D6.B7.C8.B9.B10.B 4.D解析：N(C0):的沸点为422℃，应大于其佛点，便于分离出 11.C解析：恒温恒容条件下，气体的压强之比等于气体物质的量之 (C0):.所以第-一阶段选择反应温度应高于422℃.故A正确：平 比，故起始时实验与实验③的压强相等，实验①的压强是实验②2 衡常数只与温度有关，则增加(C0),平衡正向移动，但反应的平衡 与实验3的3倍，则曲线I对应实验①，A正确：实验①与实验②的 常数不变，拉B正确：AH<0,升高温度平衡向逆反应方向移动. 温度相等，根据等效平衡可知，实验①与实验2最终会达到相同的 230℃时，该反应的平衡常数K=2×103,可知Ni(C0):分解率较 平衡状态，故曲线Ⅱ对应实验②，则曲线Ⅲ对应实验③实验②与实 大，故C正确：第二阶段，因为N为固态，故及时分离出N对反应速 验③充人的Z一样多，实验③比实验2达到平衡所用的时间长，则 率几平没有影响.对化学平衡的移动也无影响，故D错误 实验3温度较低，反应速率较慢，说明逆反应是吸热反应，则正反应 5.D解析：据图可知选用催化剂A时，在与M点相同温度条件下， 为放热反应，B正确：根据p=nRT,c,d两点的压强相同，V相同.由 C02有更高的转化率，而催化剂不影响平衡移动.说明M点一定 于从逆向建立平衡，逆向是吸热反应，e点的温度比d点低，侧©点 是平衡点，D错误 的气体的总物质的量更多，故气体的总物质的量：n。>n,C错误： 6.(1)①压强②PP点的压强和乙烷的浓度均更大，故P点的正反 若都在恒温条件下进行，根据B项中的分析，反应为放热反应，©点 应速率更大322.2%0.495(2)①不能2DE 温度较低，所以达到平衡时③()比①或②(b)更往正向移动，K更 解析：(1)①1、Ⅱ均为吸热反应，升高温度，平衡正向移动.乙烷的 大.D正确 转化率增大：I,Ⅱ均为气体分子数增加的反应，增大压强，平衡逆向 12A解折：眼据山人=兴，图像中南线的斜率等于因此反 △H 移动.乙烷的转化率减小，由图可知，L,L2随X增大面增大，则X代 表温度，L,L代表压强：2相同温度下，增大压强，平衡逆向移动， 应1和反应ⅱ的△H均大于0，均为吸热反应，且两条线儿平平行 乙烷的转化率减小.则压强：L<L2:图中M、P两点温度相同，而P点 斜率几平相等，反应热也几乎相等。由分析可知，图中两条线几乎 的压强和乙烷的浓度均更大，故P点的正反应速常更大：③在X,和 平行，说明反应热儿乎相等，是因为两个反应在反应过程中，断裂和 L2条件下，达到平衡时容器的体积为1山，P点表示乙烷的转化率为 形成的化学键相同.A正确：由分析可知，反应是吸热反应，B错 50%,则反应的乙烷为1ml.乙烯选择性为60%，则生成乙烯 误：反应和反应ⅱ均为气体分子数增大的反应，增大压强平衡向 0.6mol,根据三段式可知（假设先发生反庶1）： 气体分子数减小的方向移动，反应物的转化率减小.C情误：加入催 C2H(s)+C0,(g)C:H(g)+H0(s)+C0(g) 化剂.反应速率加快，当温度无穷大时，1K=:,只与温度有关，与 起始量/mol 2 3 0 0 0 催化剂无关，加人催化剂不能改变，D错误 转化量/mol 0.6 0.6 0.6 0.6 0.6 平衡量/mol 1.4 2.4 0.6 0.6 0.6 13.C解析：反应2的平衡常数为K,=P(C0)·p(H,0)=×2× 选择性必修第一册·R黑白题24