2.4化学反应的调控 同步练习题 2023-2024学年高二上学期化学人教版（2019）选择性必修1

2.4化学反应的调控同步练习题 一、选择题 1．下列不能用勒夏特列原理解释的是 A．向溶液中加入固体后颜色变深 B．用饱和食盐水除去中的，可以减少氯气的损失 C．为保存溶液，要在溶液中加入少量盐酸 D．工业上催化氧化成的反应，选用常压条件而不选用高压 2．某温度下，发生反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH=-92.4 kJ·mol-1，N2的平衡转化率(α)与体系总压强(p)的关系如图所示。下列说法正确的是 A．将1 mol N2和3 mol H2置于1L密闭容器中发生反应，放出的热量为92.4 kJ B．平衡状态由A到B时，平衡常数K(A)<K(B) C．增大压强，H2的平衡转化率增大 D．降低温度，平衡常数K减小 3．在一定条件下的1L密闭容器中，X、Y、C三种气体的物质的量随时间的变化如图所示。下列说法不正确的是 A．0～15min，消耗C的平均速率约为 B．X、Y、C三种气体发生反应的化学方程式为： C．反应开始到25min，X的转化率为25% D．25min时改变的一个条件可能是缩小容器体积 4．捕获和转化可减少排放并实现资源利用，原理如图1所示。反应①完成之后，以为载气，将恒定组成的、混合气，匀速通入反应器，单位时间流出气体各组分的物质的量随反应时间变化如图2所示。反应过程中始终未检测到，在催化剂上有积碳。 下列说法不正确的是 A．时刻，副反应生成的速率大于反应②生成速率 B．反应②为 C．，可能有副反应 D．之后，生成CO的速率为0，是因为反应②不再发生 5．在2L的密闭容器中，放入镍粉并充入一定量的CO气体，一定条件下发生反应Ni(s) +4CO(g) ⇌Ni(CO)4(g)，已知该反应的平衡常数与温度的关系如表： 温度 25°C 80°C 平衡常数 5×104 2 下列说法正确的是 A．该反应的∆H >0 B．该反应达到平衡时，v生成[Ni(CO)4]=4v生成(CO) C．增加c(CO)，平衡向正向移动，反应的平衡常数增大 D．在80 °C时，测得某时刻Ni、CO、Ni(CO)4 物质的量均为1 mol，则此时v(逆)>v(正) 6．向体积为10L的恒容密闭容器中通入1.5mol和1.5mol制备，反应原理为。在不同温度(、)下测得容器中随时间的变化曲线如下图所示。 下列说法不正确的是 A．该反应的正方向 B．时，的平衡转化率 C．时，若改为恒温恒压容器，平衡时 D．达平衡后再充入，不能提高的转化率 7．℃时，向1L密闭容器中充入10mol 和3mol ，发生反应： 部分物质的物质的量n(X)随时间变化曲线如图中实线所示。下列说法错误的是 A．曲线a代表 B．若，则0～3min内 C．平衡时，的转化率 D．若，则虚线b可表示在℃时的变化 8．一定条件下在甲、乙两个密闭容器中发生反应：N2(g)+3H2(g)2NH3(g) △H<0，实验数据如表： 容器编号 容器类型 初始体积 起始物质的量/mol 平衡时NH3物质的量/mol N2 H2 NH3 甲 恒温恒容 1.0L 1 3 0 0.5 乙 恒温恒压 1.0L 1 3 0 n1 丙 恒温恒容 1.0L 0.5 1.5 0 n2 下列说法正确的是 A．n1>0.5 B．平衡时v(正)=v(逆)=0，各物质的物质的量浓度不变 C．选择不同的催化剂，反应速率和H2的平衡转化率均不同 D．n2=0.25 二、填空题 9．工业上一般以CO和H2为原料合成甲醇,该反应的热化学方程式为CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) ΔH1=-116 kJ·mol-1。t℃时,以CO和H2为原料合成甲醇,在容积为2L的密闭容器中加入2.00 molH2(g)和1.00molCO(g)。CO(g)的物质的量随时间的变化如表: 时间/s 0 2 5 10 20 40 80 物质的量/mol 1.00 0.50 0.375 0.25 0.20 0.20 0.20 根据表中数据回答: (1)氢气平衡转化率为_______。 (2)t℃时，该反应的平衡常数为________。 (3)保持其他条件不变,向平衡体系中充入1 mol CO(g)、2 mol H2(g)、1 mol CH3OH(g),此时v正____(填“>”“<”或“=”)v逆。 10．反应A（g）+ B（g） C（g）+ D（g）的能量变化如图所示。 完成下列填空： (1)该反应是________反应(选填“吸热”或“放热”)； (2)当反应达到平衡时，升高温度，A的转化率______(选填“增大”、“减小”或“不变”)，原因是________________________________； (3)反应体系中加入催化剂对反应热（Q）是否有影响?_________ ，原因是_________。 11．已知在448℃时，反应H2(g)+I2(g)2HI(g)的平衡常数K1为49，则该温度下反应H2(g)+I2(g)HI(g)的平衡常数K2为___。 12．平衡转化率的表达式 对于反应：aA＋bB⇌cC＋dD，反应物A平衡转化率可以表示为：α(A)＝___________。 13．可逆反应⇌在密闭容器中建立了平衡。当温度为749 K时，，问： (1)当CO和H2O的起始浓度为2mol/L时，CO的转化率为多少？_____ (2)当CO和H2O的起始浓度分别为2mol/L和6mol/L时，CO的转化率为多少_____ 14．某课外兴趣小组对H2O2的分解速率做了如下实验探究． （1）下表是该小组研究影响过氧化氢（H2O2）分解速率的因素时采集的一组数据。表中数据为在不同条件下用10mL H2O2制取15OmLO2所需的时间（秒）。 ① 上述实验结果体现了______、_____、_____等因素对过氧化氢分解速率的影响； ②从上述影响过氧化氢分解速率的因素中任选一个，说明该因素对化学反应速率的影响___________________________。 （2）某温度时，在一个2L的密闭容器中，M、N、W三种气体的物质的量随时间的变化曲线如图所示。根据图中数据．试填写下列空白： ① 该反应的化学方程式为______________。 ② 从开始至4min，N的平均反应速率为___________；4min 末M的转化率为___________ 【参考答案】 一、选择题 1．D 解析：A．溶液中存在，加入固体后SCN-浓度增大，平衡逆向移动，颜色变深，能用勒夏特列原理解释，A不符题意； B．Cl2+H2OH++Cl-+HClO，饱和食盐水中Cl-使平衡逆向移动，可抑制氯气溶于水，减少氯气的损失，能用勒夏特列原理解释，B不符题意； C．溶液中存在水解平衡FeCl3+3H2OFe(OH)3+3HCl，加入少量盐酸，HCl浓度增大，平衡逆向移动，可抑制水解，能用勒夏特列原理解释，C不符题意； D．工业上催化氧化成的反应为，增大压强有利于平衡正向移动，提高产率，而实际生产中选用常压条件而不选用高压是其它条件相同时常压的产率与高压的产率差别不大且常压对设备的投入低，更符合经济效益，故不能用勒夏特列原理解释，D符题意； 答案选D。 2．C 解析：A．该反应为可逆反应，加入的1 mol N2和3 mol H2不可能完全反应生成2 mol NH3，所以反应放出的热量小于92.4 kJ，A错误； B．从状态A到状态B，改变的是压强，温度未发生变化，所以平衡常数不变，B错误； C．该反应是反应前后气体分子数减小的反应，增大压强平衡向正反应方向移动，H2的转化率增大，C正确； D．该反应焓变小于0，为放热反应，降低温度平衡正向移动，K增大，D错误； 综上所述答案为C。 3．A 解析：A．据图可知C为生成物，0～15min内生成C而不是消耗C，A错误； B．据图可知X、Y的物质的量减少为反应物，C的物质的量增加为生成物，达到平衡时X、Y、C的物质的量变化之比为0.75mol：0.25mol：0.5mol=3:1:2，化学方程式为Y(g)+3X(g)2C(g)，B正确； C．25min时反应已达到平衡，该时段内Δn(X)=0.75mol，转化率为×100%=25%，C正确； D．25min时的瞬间各物质的物质的量不变，所以不是改变投料，而之后C的物质的量增加，X、Y的物质的量减小，说明平衡正向移动，该反应为气体系数之和减小的反应，缩小容器体积增大压强，平衡正向移动，D正确； 故选A。 4．A 【分析】由图1可知反应①为，反应②为，由反应②可知，反应中生成的量和恒相等，，比多，可能发生副反应：。 解析：A．由题干反应②方程式可，H2和CO的反应速率相等，而时刻信息可知，H2的反应速率未变，仍然是2mmol/min，而CO变为1~2mmol/min之间，说明反应②生成速率大于副反应生成的速率，A错误； B．由图1可知，反应①为，结合氧化还原反应配平反应②为，B正确； C．由反应②可知，反应中生成的量和恒相等，，比多，可能发生副反应：，C正确； D．之后，生成的速率为0，是因为反应②不再发生反应，D正确； 故选A。 5．D 解析：A．升高温度平衡常数减小，说明升温平衡逆向移动，正反应为放热反应，∆H＜0，A错误； B．4v生成[Ni(CO)4]=v生成(CO)才表示正逆反应速率相等，反应达到平衡，B错误； C．平衡常数只有温度有关，温度不变则平衡常数不变，C错误； D．容器体积为2L，该时刻CO、Ni(CO)4的浓度均为0.5mol/L，Qc==8＞2，所以平衡逆向移动，v(逆)>v(正)，D正确； 综上所述答案为D。 6．C 解析：A．由题图可知，温度下先达到平衡，温度下的速率快，所以>，温度越高越有利于平衡正向移动生成一氧化碳，该反应的正方向，A正确； B．时，的平衡转化率，由化学方程式知反应掉的和生成的CO的量一样多，生成的CO的量为1.0mol，所以，B正确； C．时，平衡时，若改为恒温恒压容器，由于该反应是气体体积增大的反应，相当于在原来基础上降低压强，平衡正向移动，因此平衡时，，C错误； D．达平衡后再充入，平衡正向移动，水的转化率提高，但不能提高的转化率，D正确； 故选C。 7．D 解析：A．由 可知，达到平衡时生成的物质的量等于消耗的量，故实线a是代表随时间变化的曲线，A正确； B．若，则0～3min内，根据速率之比等于系数之比，所以，B正确； C．平衡时，由图可知平衡时消耗为，所以消耗氢气是，的转化率，C正确； D．此反应是放热反应，所以升高温度平衡左移，反应物的平衡量增大，但达到平衡需要的时间变短，D错误； 故选D。 8．A 解析：A．因正反应气体物质的量减小，乙恒压相对于甲是加压，平衡正向移动，所以n1>0.5，A项正确； B．化学平衡是动态平衡，平衡状态时正逆反应速率不为零，B项错误； C．催化剂不改变反应物的平衡转化率，C项错误； D．若甲和丙相比平衡不移动，则n2=0.25，但丙相对于甲是减小压强，平衡逆向移动，所以n2<0.25，D项错误； 答案为A。 二、填空题 9．(1)80% (2)100 (3)＞ 解析：（1）由表中数据可知，20s时，CO(g)的物质的量不再发生变化，说明已达到平衡状态，反应消耗CO的物质的量是(1-0.2)mol=0.8mol，则反应消耗氢气的物质的量是1.6mol，氢气平衡转化率为。 （2）时，达到平衡时，反应消耗CO的物质的量是(1-0.2)mol=0.8mol，则反应消耗氢气的物质的量是1.6mol，则达到平衡时氢气的物质的量是0.4mol、CO的物质的量是0.2mol、甲醇的物质的量是0.8mol，该反应的平衡常数为。 （3）保持其他条件不变，向平衡体系中充入1 mol CO(g)、2 mol H2(g)、1 mol CH3OH(g)，=1.04＜K，反应正向进行，此时v正＞v逆。 10． 放热 减小 该反应正反应为放热反应，升高温度使平衡向逆反应方向移动 不影响 催化剂只降低反应所需活化能，不改变反应热，反应热只与反应初态和末态物质能量有关； 【分析】(1)主要看反应物能量与生成物能量谁高谁低。 (2)当反应达到平衡时，升高温度，平衡向吸热反应移动即逆向移动，A的转化率减小。 (3)反应体系中加入催化剂，催化剂只降低反应所需活化能，不改变反应热。 解析：(1)反应物能量高，生成物能量低，因此该反应是放热反应；故答案为：放热。 (2)当反应达到平衡时，升高温度，平衡向吸热反应移动即逆向移动，A的转化率减小，原因是该反应正反应为放热反应，升高温度使平衡向逆反应方向移动；故答案为：减小；该反应正反应为放热反应，升高温度使平衡向逆反应方向移动。 (3)反应体系中加入催化剂，催化剂只降低反应所需活化能，不改变反应热，反应热只与反应物质初态和末态能量有关；故答案为：不影响；催化剂只降低反应所需活化能，不改变反应热，反应热只与反应物质初态和末态能量有关。 11．7 解析：H2(g)+I2(g)HI(g)的平衡常数K2==7，故答案为7。 12． ×100% 解析：略 13． 60% 85% 解析：（1）. 设CO转化量为x， ，解得：x=1.2， CO的转化率： 。 （2）. 设CO的转化量为y， ，解得：y=1.7 ， CO的转化率： 。 14． 浓度 温度 催化剂 温度升高化学反应速率加快；反应物浓度增大化学反应速率加快；使用合适的催化剂化学反应速率加快； M+N2W 0.05mol/（L·min） 33.3% 【分析】(1)分析表格可知，上述实验结果体现了浓度、温度、催化剂等对过氧化氢分解速率的影响；由表中数据对比可知，升高温度、浓度或加入催化剂都可以加快反应速率； (2) 由图象可知，从反应开始到4min，M、N均减少了0.4mol，W增加了0.8mol，可知反应物为M、N，生成物是W，其变化量之比即反应系数； 由M、N、W物质的量在4min后不再变化可知反应为可逆反应。 解析：(1)①根据分析可知:上述实验结果体现了浓度、温度、催化剂等因素对过氧化氢分解速率的影响； ②在其它条件不变时，温度升高，反应速率加快；在其它条件不变时，物质的浓度增大，反应速率加快；在其它条件不变时，使用催化剂比不使用催化剂反应速率大大加快； (2)①由分析可知，反应物M、N与生成物W之间的变化量之比1：1：2，故该反应的化学方程式是M+N2W； ② 从开始至4min，N的平均反应速率为v（N）==0.05mol/（L·min）；4min 末M的转化率为==33.3%。 学科网（北京）股份有限公司 $$