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 1．一定温度下，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。 容器编号 温度/℃ 起始物质的量/mol 平衡物质的量/mol CO Cl2 COCl2 COCl2 Ⅰ 500 1.0 1.0 0 0.8 Ⅱ 500 1.0 a 0 0.5 Ⅲ 600 0.5 0.5 0.5 0.7 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 mol·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 mol D．若起始时向容器Ⅰ中加入CO 0.8mol、Cl2 0.8mol，达到平衡时CO转化率大于80% 2．下列有关说法正确的是 A．CaCO3(s) == CaO(s) + CO2(g)室温下不能自发进行，说明该反应的△H＜0 B．镀铜铁制品镀层受损后，铁制品比受损前更容易生锈 C．N2 (g)+ 3H2(g) 2NH3(g) △H＜0，其他条件不变时升高温度，反应速率v(H2)和H2的平衡转化率均增大 D．水的离子积常数KW随着温度的升高而增大，说明水的电离是放热反应 3．利用无水乙醇催化脱水制备乙烯时发生反应Ⅰ、Ⅱ，有关反应在不同温度下的化学平衡常数如下表所示。下列说法正确的是 温度/K 化学平衡常数 Ⅰ. Ⅱ. 500 3.2 0.80 700 7.7 0.14 900 12.3 0.12 A．升高温度，反应Ⅰ的速率加快，反应Ⅱ的速率减慢 B．增大压强有利于提高乙烯的产量 C．升高温度有利于提高乙烯的产量 D．700K时，的平衡常数为15.26 4．我国科学家合成了一种新型Au15/MoC材料，实现了低温催化水煤气变换。反应历程如图所示，其中吸附在催化剂表面的物种用“*”标注，TS指过渡态。下列有关说法不正确的是 A．温度一定时，加压无法提高平衡转化率 B．分子从催化剂表面脱附的过程都是吸热的 C．反应历程中活化能最大的一步为CO*+2H2O*→CO*+H2O*+OH*+H* D．该过程有极性键的断裂和生成 5．在密闭容器中，一定条件下，进行如下反应，达到平衡后，为提高该反应的速率和NO的转化率，采取最好的措施是 A．增大压强同时加催化剂 B．加催化剂同时升高温度 C．充入同时升高温度 D．升高温度同时增大压强 6．已知反应2NH3⇌N2+3H2，在某温度下的平衡常数为0.25，在此条件下，氨的合成反应N2+3H2⇌2NH3的平衡常数为 A．4 B．2 C．1 D．0.5 7．一定条件下，可逆反应X(s)+ Y(g) ⇌W(g)+Z(g)(正反应是放热反应)。在体积不变的容器中反应达到平衡后，改变条件，反应速率(v) 随时间变化的情况如图所示，下列条件的改变与图中情况相符的是 A．增加了X的物质的量 B．降低了温度 C．增大了压强 D．增大了Y的物质的量 8．臭氧是一种很好的消毒剂，具有高效、洁净、方便、经济等优点。臭氧可溶于水，在水中易分解，产生的[O]为游离氧原子，有很强的杀菌消毒能力。常温常压下发生如下反应①：O3⇌O2＋[O] ΔH>0平衡常数为Ka，反应②：[O]＋O3⇌2O2 ΔH＜0平衡常数为Kb，总反应：2O3⇌3O2 ΔH＜0平衡常数为K。下列说法错误的是 A．降低温度，K减小 B．K=Ka·Kb C．适当升温，可提高消毒效率 D．压强增大，Kb不变 二、填空题 9．氮气与氢气生成氨气、二氧化硫的催化氧化都是可逆反应，研究发现降低温度有利于平衡向生成氨气或三氧化硫的方向移动，但是在实际生产中这两个反应都是在较高温度下进行的，这主要是考虑了什么因素__________？ 10．反应，在5L的密闭容器中进行，半分钟后，C的质量增加了。 容器中A的物质的量减少了______。 容器中生成D物质的量为______。 的平均反应速率是______。 若最初投入A物质的量为，则半分钟时A的转化率______。 11．一定条件下，在容积为0.1L的密闭容器中，通入0.4molN2和1.2molH2，进行反应，2s后达到平衡，此时容器内的气体物质的量为起始时的3/4，试回答： (1)能判断该反应达到平衡状态的依据是_______ A．断开3molH-H键的同时断开2molN-H键 B．c(N2)：c(H2)：c(NH3)=1：3：2 C．混合气体的平均相对分子质量不变 D．容器内密度不变 (2)N2的转化率α%=_______ (3)该温度下，反应的化学平衡常数K=_______。 12．在恒温、恒容的密闭容器中，混合气体A、B、C的物质的量浓度(c)与时间(t)的关系如下表所示： tc 初始 2min 4min 6min 8min c(A)(mol·L-1) 2.50 2.20 2.00 2.00 2.20 c(B)(mol·L-1) 1.56 2.16 2.56 2.56. 2.16 c(C)(mol·L-1) 0.39 0.54 0.64. 0.64 1.54 请填空： (1)前2min内，v(B)=___________。 (2)6min- 8min若只改变了反应体系中某一种物质的浓度，则应为___________ (填选项字母) a．增大A的浓度 b．减小B的浓度 c．增大C的浓度 则该物质的浓度改变量为 ___________mol·L-1 (3)如果在相同条件下，要使该反应从逆反应方向开始进行，且达平衡时与第4min时各物质的物质的量浓度完全相同，则加入B的物质的量浓度的取值范围为___________。 13．化学反应速率的影响因素及化学反应中的能量变化是高中化学中的重要组成部分。回答下列问题： (1)H2O2(g)分解生成H2O(g)与O2(g)的热化学方程式为_______[已知O-O、H-O、O=O的键能(kJ/mol)分别为138、465、498]。 (2)某化学兴趣小组设计实验探究H+对MnO2与H2O2反应速率的影响：取等量MnO2和表中有关物质，在相同温度下进行4组实验，分别记录收集20.0mL O2所需时间。 实验编号 1 2 3 4 10% H2O2的体积/mL 10.0 10.0 10.0 V2 20%硫酸的体积/mL 0 0.5 1.0 1.5 水的体积/mL 15.0 14.5 V1 13.5 所需时间t/s t1 t2 t3 t4 已知酸性条件下：MnO2+H2O2+2H+=Mn2++O2↑+2H2O。 ①表中V1=_______mL，V2=_______mL。 ②实验测得t2>t3>t4，则可得出的实验结论是_______。 (3)一定温度下，某密闭容器中发生反应2NO(g)+2H2(g)=N2(g)+2H2O(g)，v(正)=k正c2(NO)·c2(H2)，v(逆)=k逆c2(H2O)·c(N2)(k正、k逆为速率常数)。 ①温度升高，k逆_______(填“增大”“减小”或“不变”)。 ②该温度下该反应的平衡常数为_______(用k正、k逆表示)。 【参考答案】 一、选择题 1．C 解析：A．容器Ⅰ中，5 min时达到平衡状态，则5 min内的平均反应速率为v(CO)==0.32 mol·L-1·min-1，则前5 min的平均反应速率v(CO)＞0.32 mol·L-1·min-1，A不正确； B．采用一边倒，容器Ⅲ中若COCl2的起始物质的量为0，则CO、Cl2的起始量都为1mol，比较容器Ⅰ与Ⅲ，Ⅲ相当于Ⅰ升温，而平衡时COCl2的物质的量减小，则平衡逆向移动，该反应正反应为放热反应，B不正确； C．容器Ⅱ与容器Ⅰ温度相同，平衡常数相同，容器Ⅰ中，K==10，则容器Ⅱ中，K=，a=0.55mol，从而得出Ⅱ中起始时Cl2的物质的量为0.55 mol，C正确； D．表中容器Ⅰ达平衡时，CO的转化率为80%，若起始时向容器Ⅰ中加入CO 0.8mol、Cl2 0.8mol，相当于表中的容器Ⅰ中平衡体系减小压强，则平衡逆向移动，达到平衡时CO转化率小于80%，D不正确； 故选C。 2．B 解析：A．碳酸钙分解的反应，是熵增的反应，但反应不能在室温下自发进行，说明该反应的△H>0，错误； B．镀铜铁制品镀层受损后，铁制品比受损前更容易生锈，是因为铁比铜活泼，形成原电池时，铁做负极，被腐蚀，正确； C．N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) △H<0，其他条件不变时升高温度，反应速率v(H2 )加快，而平衡逆向移动，氢气的转化率降低，错误； D．水的离子积常数Kw随着温度的升高而增大，说明升高温度，平衡正向移动，则水的电离是放吸热反应，错误； 答案选B。 3．C 解析：A．温度升高，反应Ⅰ和反应Ⅱ反应速率都增快，A错误； B．根据勒夏特列原理可知，增大压强反应Ⅰ平衡逆向移动，乙烯产量降低，B错误； C．根据上表可知，温度越高反应Ⅱ平衡常数越低，反应产生的副产物越少，反应Ⅰ平衡常数增大，使得乙烯产量提高，C正确； D．700K时，的平衡常数为，D错误； 故选：C。 4．B 解析：A．该反应为CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)，该反应为等体积反应，温度一定时加压化学平衡不移动，平衡转化率不变，A正确； B．从图中可知并不是所有分子从催化剂表面脱附的过程都是吸热的，如CO2*+H2O*+2H*转化为CO2+H2O*+2H*的过程就是放热的，B错误； C．从图中可知，过渡态TS1的相对能量最大，此时的活化能最大，因此反应历程中活化能最大的一步为CO*+2H2O*→CO*+H2O*+OH*+H*，C正确； D．该过程中H2O中的O-H键断裂，同时也有CO2中C=O键的生成，D正确； 故答案选B。 5．A 解析：A．加催化剂、增大压强均加快反应速率，且增大压强平衡正向移动，NO的转化率增大，A正确； B．正反应放热，升高温度平衡逆向移动，NO的转化率减小，B错误； C．升高温度同时充入N2，均使平衡逆向移动，NO的转化率减小，C错误； D．升高温度同时增大压强均加快反应的速率，但升高温度平衡逆向移动，增大压强平衡正向移动，无法判断NO的转化率增大还是减小，D错误； 故答案选A。 6．A 解析：反应2NH3⇌N2+3H2，在某温度下的平衡常数为0.25，在此条件下，其逆反应的平衡常数，故选A。 7．D 解析：A．X为纯固体，改变X的量化学平衡不移动，化学反应速率也不变化，与图象不符，A错误； B．降温时正逆反应速率都减小，与图象不符，B错误； C．由反应方程式可知，增大压强，化学平衡逆向移动，正逆反应速率都增大，但逆反应速率比正反应速率大，与图象不符，C错误； D．增大Y的物质的量，化学平衡正向移动，正逆反应速率都增大，但正反应速率比逆反应速率大，与图象相符，D正确； 故答案选D。 8．A 解析：A．由总反应： 可知，正反应为放热反应，则降低温度平衡向正反应方向移动，平衡常数增大，选项A错误； B．由，选项B正确； C．适当升温，反应①的平衡正向移动，生成，反应②的平衡逆向移动，的量增多，则可提高消毒效率，选项C正确； D．平衡常数只受温度的影响，温度不变，平衡常数不变，选项D正确； 答案选A。 二、填空题 9．反应速率因素 解析：降低温度虽然有利于平衡正向移动，利于产物的生成，但温度太低反应速率较小，且催化剂的活性低，反应太慢，不利于日产量的提高，因此工业上仍采用高温条件，主要考虑的是反应速率问题，故答案为：反应速率因素； 10． 或 【分析】根据反应列式如下： 据此分析。 解析：的物质的量增加了，根据分析可知，A物质的量减少； 故答案为：； 的物质的量增加了，根据方程式可知，生成D的物质的量为，容器中含D物质的量至少为； 故答案为：； 根据分析，或者； 故答案为： 或； 若最初投入A物质的量为，则半分钟时A的转化率； 故答案为：。 11．(1)C (2)50% (3) 【分析】一定条件下，在容积为0.1L的密闭容器中，通入0.4molN2和1.2molH2，发生反应，根据题意， 平衡时，容器内的气体物质的量为起始时的，，解得； 解析：（1）对于可逆反应，达到平衡时，正逆反应速率相等，体系中各物质浓度保持不变，即变量不变； A．断开3molH-H键的同时断开6molN-H键，达到平衡，故A不选； B．平衡时，体系中各物质浓度不一定成比例，故B不选； C．该反应为分子数减少的反应，混合气体的物质的量为变量，根据质量守恒，混合气体质量不变，根据，M为变量，当平均摩尔质量不变时，反应达平衡，故C选； D．该反应在恒容密闭容器中进行，根据质量守恒，混合气体质量不变，根据，ρ在平衡前后始终不变，所以当密度不变时，反应不一定达平衡，故D不选； 故填C； （2）经计算，平衡时，氮气的转化量为0.2mol，转化率为50%，故填50%； （3）根据分析计算，平衡时甲容器中，；； ，对于反应，平衡常数，故填。 12．30mol·L-1·min-1 c 1.00 2. 56mol·L-1＜c(B)≤6. 56mol·L-1 解析：略 13．(1)2H2O2(g)=2H2O(g)+O2(g) ΔH=-222kJ/mol (2) 14 10 其他条件相同的情况下，H+的浓度越大，反应速率越快 (3) 增大 【分析】该实验探究H+对MnO2与H2O2反应速率的影响，保证溶液的总体积不变，通过调节20%硫酸的体积来改变H+浓度，同时保证10% H2O2的体积相同；化学平衡常数是生成物的浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比值； 解析：（1）H2O2(g)分解生成H2O(g)与O2(g)的反应为2H2O2(g)=2H2O(g)+O2(g)，∆H=反应物的总键能-生成物的总键能=2×(2×465+138)-(2×2×465+498)=-222 kJ/mol； （2）①该实验探究H+浓度对速率的影响，H+是单一变量，故其他条件相同，10%H2O2的体积不变，V2=10.0mL，混合溶液的总体积不变，所以10.0+1.0+V1=10.0+1.5+13.5，V1=14mL； ②由表知在其他条件相同下，酸用量越多，酸的浓度越大，所需时间越短，反应速率越快，则可得出的实验结论是：其他条件相同的情况下，H+的浓度越大，反应速率越快； （3）①温度升高，正逆反应速率都加快，则k逆增大； ②该温度下该反应的平衡常数为。 学科网（北京）股份有限公司 $$