2.4化学反应的调控同步练习2024-2025学年上学期高二化学人教版（2019）选择性必修1

2.4化学反应的调控 同步练习 1．下列有关说法正确的是(　　) A．等质量的硫蒸气和硫固体分别完全燃烧，后者放出的热量多 B．化学反应过程中吸热或放热越多，则温度变化对速率的影响越明显 C．使用高效催化剂，可大大提高原料平衡转化率的有效方法 D．升高温度能增大单位体积内的活化分子百分数，加快反应速率 2．在一定体积的密闭容器中，进行如下化学反应：CO2(g)+H2(g)⇌CO(g)+H2O(g)，其平衡常数K与温度T的关系如下表： T/°C 700 800 830 1000 1200 K 0.6 0.9 1.0 1.7 2.6 下列说法中，正确的是(　　) A．该反应的ΔH<0 B．能判断该反应是否达到化学平衡状态的依据是：容器中压强不变 C．若各物质的平衡浓度满足c(CO2)·c(H2)=c(CO)·c(H2O)，则此时的温度一定是830°C D．750°C下，反应CO(g)+H2O(g)⇌CO2(g)+H2(g)的平衡常数值约为1.8 3．丙烯氢甲酰化可用于合成正丁醛，但体系中会发生副反应，相关方程式如下： 主反应： CH2=CHCH3(g)+CO(g)+H2(g)=CH3CH2CH2CHO(g)(正丁醛)    △H1=-123.8 kJ/mol 副反应CH2=CHCH3(g)+CO(g)+H2(g)=(CH3)2CH2CHO(g)( 异丁醛)    △H2=-130.1k J/mol CH2=CHCH3(g)+ H2(g)=CH3CH2CH3       △H3 若在一定温度下，向一个密闭恒容体系中三种原料气均投入1mol，平衡时丙烯的转化率为50%，，，下列说法正确的是(　　) A．相同条件下，正丁醛更稳定 B．， 主反应在高温条件下更有利于自发 C．平衡时， 正丁醛与异丁醛物质的量之比为x：(0.4-x) D．平衡时，丙烷的物质的量会随x的变化而变化 4．在3个体积均为2.0L的恒容密闭容器中，反应  △H＞0，分别在一定温度下达到化学平衡状态。下列说法不正确的是(　　) 容器 温度/K 起始时物质的量/mol 平衡时物质的量/mol I 977 0.28 0.56 0 0.4 II 977 0.56 0.56 0 III 1250 0 0 0.56 A．977K，该反应的化学平衡常数值为1 B．达到平衡时，向容器I中增加C的量，平衡不移动 C．达到平衡时，容器II中CO2的转化率比容器I中的小 D．达到平衡时，容器III中的CO的转化率大于28.6% 5．向一容积为1L的密闭容器中加入一定量的X、Y，发生化学反应aX(g)＋2Y(s)bZ(g)  △H＜0.图是容器中X、Z的物质的量浓度随时间变化的曲线。根据以上信息，下列说法正确的是(　　) A．根据上图可求得方程式中a∶b=1：3 B．推测在第7min时曲线变化的原因可能是升温 C．推测在第13min时曲线变化的原因可能是降温 D．用X表示0~10min内该反应的平均速率为v(X)=0.045mol/(L·min) 6．对于反应AX3(g)+X2(g)AX5(g)在容积为10L的密闭容器中进行。起始时和均为0.20mol。反应在不同条件下进行，反应体系总压强随时间的变化如图所示。下列说法不正确的是(　　) A．比较实验a、c可判断升高温度反应速率加快 B．实验a条件下，用浓度表示的平衡常数为100 C．该反应的∆H>0 D．实验c条件下，从反应开始至达到平衡时的平均速率为1.8×10-4mol/(L·min) 7．已建立平衡的某可逆反应，当改变条件使平衡向正反应方向移动时，下列叙述正确的是(　　) ①正反应速率一定大于逆反应速率  ②反应物的转化率一定增加 ③反应物的浓度一定降低          ④生成物的产量一定增加 ⑤生成物的体积分数一定增加      ⑥正逆反应速率均增大 A．①②④ B．②③⑤ C．①④ D．③⑤⑥ 8．已知反应：，在某温度下的平衡常数为。此温度下，在密闭容器中加入，反应到某时刻t时，测得各组分的浓度如下。下列叙述错误的是(　　) 物质 浓度() 0.44 0.6 0.6 A．比较此时刻t时，正、逆反应速率的大小： B．该反应平衡后，升高温度，平衡逆向移动，K值减小 C．该反应平衡常数表达式： D．若加入后，经10min反应达平衡，该时间内反应速： 9．尿素[CO(NH2)2]是一种高效缓释氮肥。利用NH3和CO2合成尿素的反应分两步进行： ①； ②。 下列说法正确的是(　　) A．反应①的 B．反应①的平衡常数可表示为 C．的 D．温度越高，反应速率越快，NH3的平衡转化率越大 10．在一定压强下，向10L密闭容器中充入1mol S2C12和1mol Cl2发生反应。Cl2与SC12的消耗速率(v)与温度(T)的关系如图所示，下列说法错误的是(　　) A．A、B、C、D点中，达到平衡状态的为A点 B．达到平衡后继续加热，平衡向逆反应方向移动， C．升高温度，该反应的化学平衡常数减小 D．一定温度下，在密闭容器中达到平衡后缩小容器体积，重新达到平衡后，S2C12的平衡转化率不变 11．已知：  ，向某一定体积密闭容器中通入和，达到平衡后，的转化率为60%，下列说法中正确的是(　　) A．使用高效的催化剂，可以使该反应的减小 B．逆反应的活化能与正反应的活化能差值为 C．相同条件下，起始加入，达到平衡时放出热量 D．其它条件不变，若将容器改为绝热容器，则达到平衡时的转化率大于60% 12．图1是两个容积均为的恒容容器，现向甲中充入、，乙中充入、，相同温度下发生反应：实验测得容器乙中随时间t的变化曲线如图2所示。下列说法正确的是(　　) A．平衡时甲容器中A的转化率为50% B．反应达平衡时，两容器中平衡常数：K甲＞K乙 C．将乙容器升温可使两容器内各物质的体积分数相同 D．平衡时甲中0.5mol/L＜c(A)＜1mol/L 13．中国首条“生态马路”在上海复兴路隧道建成，它运用了“光触媒”技术，在路面涂上一种光催化剂涂料，可将汽车尾气中45%的NO和CO转化成N2和CO2：2NO+2CO⇌N2+2CO2 ΔH＜0，下列对此反应的叙述中正确的是(　　) A．降低温度能使v(正)增大，v(逆)减小 B．增大压强能使该反应的化学平衡常数K增大 C．使用光催化剂能增大NO的转化率 D．使用光催化剂能增大活化分子的百分数 14．在3个初始温度均为T ℃的密闭容器中发生反应：2SO2(g) + O2(g)⇌2SO3(g)  ΔH < 0。下列说法错误的是(　　) 容器编号 容器类型 初始体积 起始物质的量/mol 平衡时SO3物质的量/mol SO2 O2 SO3 I 恒温恒容 1.0 L 2 1 0 1.6 II 绝热恒容 1.0 L 2 1 0 a III 恒温恒压 2.0 L 0 0 4 b A．达平衡时，SO2的转化率α(I) = 80% B．b > 3.2 C．平衡时v正(SO2)：v(I) < v(II) D．若起始时向容器I中充入1.0 mol SO2(g)、0.20 mol O2(g)和4.0 mol SO3(g)，则反应将向正反应方向进行 15．CO2催化加氢合成CH4的反应为CO2(g)+4H2(g)=CH4(g)+2H2O(g)   ΔH 已知：①CH4(g)+2O2(g)⇌CO2(g)+2H2O(g)    ΔH1=-802.0kJ·mol-1 ②CO2(g)+H2(g)⇌CO(g)+H2O(g)    ΔH2=+41.2kJ·mol-1 ③2CO(g)+O2(g)⇌2CO2(g)    ΔH3=-566.0kJ·mol-1 下列有关说法正确的是(　　) A．CH4的摩尔燃烧焓为802.0kJ·mol-1 B．ΔH=+165.2kJ·mol-1 C．使用催化剂是为了提高CO2加氢时原料的平衡转化率 D．反应②能自发进行，其原因是ΔS>0 16．下列描述不能用勒夏特列原理解释的是(　　) A．H2、I2、HI混合气体加压颜色变深 B．氨水中加酸，浓度增大 C．实验室用排饱和食盐水的方法收集Cl2 D．工业合成氨时将氨液化分离，可以提高原料利用率 17．氮的固定意义重大，氮肥的使用大面积提高了粮食产量。 (1)目前人工固氮最有效的方法是 (用一个化学方程式表示)。 (2)自然界发生的一个固氮反应是N2(g)+O2(g)2NO(g)，已知N2、O2、NO三种分子中化学键断裂所吸收的能量依次为946 kJ∙mol-1、498 kJ∙mol-1、632 kJ∙mol-1，则该反应的ΔH = kJ∙mol-1.该反应在放电或极高温下才能发生，原因是 。 (3)100kPa时，反应2NO(g)+O2(g) 2NO2(g)中NO的平衡转化率与温度的关系曲线如图1，反应2NO2(g) N2O4(g)中NO2的平衡转化率与温度的关系曲线如图2。    ①图1中A、B、C三点表示不同温度、压强下2NO(g)+O2(g) 2NO2(g)达到平衡时NO的转化率，则 点对应的压强最大。 ② 100kPa、25℃时，2NO2(g) N2O4(g)平衡体系中N2O4的物质的量分数为 ，N2O4的分压p(N2O4)= kPa，列式计算平衡常数Kp= 。(Kp用平衡分压代替平衡浓度计算，分压=总压×物质的量分数) ③ 100kPa、25℃时，VmL NO与0.5V mLO2混合后最终气体的体积为 mL。 (4)室温下，用注射器吸入一定量NO2气体，将针头插入胶塞密封(如图3)，然后迅速将气体体积压缩为原来的一半并使活塞固定，此时手握针筒有热感，继续放置一段时间。从活塞固定时开始观察，气体颜色逐渐 (填“变深”或“变浅”)，原因是 。[已知2NO2(g) N2O4(g)在几微秒内即可达到化学平衡]    18．工业上用焦炭与石英在高温下氮气流中发生如下反应，3SiO2(s)+6C(s)+2N2(g)⇌Si3N4(s)+6CO(g) +Q(Q>0)，可制得一种新型陶瓷材料氮化硅(Si3N4)，该材料熔点高，硬度大 ，广泛应用于光伏、轴承、冶金、化工、能源、环保等行业。回答下列问题： (1)N2的电子式为 ，Si在元素周期表中的位置是 ，氮化硅晶体属于 晶体。 (2)该反应中，还原产物是 。若测得反应生成22.4 L CO气体（标准状况下），则转移的电子的物质的量为 。 (3)该反应的平衡常数表达式K= ；若其他条件不变，降低温度，达到新的平衡时，K值 (填“增大”、“减小”或“不变”，以下同)。CO的浓度 ，SiO2的质量 。 (4)已知在一定条件下的2L密闭容器中制备氮化硅，SiO2（纯度98.5%，所含杂质不与参与反应）剩余质量和反应时间的关系如右图所示。CO在0～10min的平均反应速率为 。    (5)现用四氯化硅、氮气和氢气在高温下发生反应，可得较高纯度的氮化硅。反应的化学方程式为 。 19．一定温度下，在容积为VL的密闭容器中进行反应：aN(g) bM(g)，M、N的物质的量随时间的变化曲线如图所示： （1）此反应的化学方程式中= ， （2）t1到t2时刻，以M的浓度变化表示的平均反应速率为 。 （3）此反应达到平衡状态时N的转化率是 。 （4）下列叙述中能说明上述反应达到平衡状态的是 (填字母)。 A．反应中M与N的物质的量之比为1︰1 B．混合气体的总质量不随时间的变化而变化 C．混合气体的总物质的量不随时间的变化而变化 D．单位时间内每消耗amolN，同时生成bmolM E.混合气体的压强不随时间的变化而变化 F.N的质量分数在混合气体中保持不变 20．的减排和综合利用是解决温室及能源问题的有效途径。 (1)工业中，和在催化剂作用下可发生两个平行反应，分别生成和。 反应A： 反应B： 控制和初始投料比为时，温度对平衡转化率及甲醇和产率的影响如图所示。 ①由图可知温度升高的产率上升，其主要原因可能是 。 ②由图可知获取最适宜的温度是 。下列措施有利于提高转化为的平衡转化率的有 (填字母)。 A．使用催化剂 B．增大体系压强 C．增大和的初始投料比 D．投料比不变和容器体积不变，增加反应物的浓度 (2)250℃下物质的量随时间的变化曲线如图所示。画出280℃下时刻物质的量随时间的变化曲线示意图 。 (3)汽车尾气里含有的气体是由于内燃机燃烧的高温引起氮气和氧气反应所致：  ，已知该反应在2404℃，平衡常数。请回答： ①将、混合气体充入恒温恒容密闭容器中，如图变化趋势正确的是 (填字母序号)。 A．        B．        C． ②该温度下，某时刻测得容器内、、的浓度分别为、和，此时反应 (填“处于化学平衡状态”、“向正反应方向进行”或“向逆反应方向进行”)，理由是 。 21．红矾钠(Na2Cr2O7·2H2O)是重要的化工原料，工业上用铬铁矿(主要成分是FeO·Cr2O3)制备红矾钠的过程中会发生如下反应： 4FeO(s)＋4Cr2O3(s)＋8Na2CO3(s)＋7O2(g) 8Na2CrO4(s)＋2Fe2O3(s)＋8CO2(g)　ΔH<0 (1)如图为上述反应的浓度—时间图象，由图象判断反应进行至t2时刻时，改变的条件是 ，如图为上述反应的速率—时间图象，表示上述反应在t1时达到平衡， 在t2时因改变某个条件而使曲线发生变化。由图判断，t2时刻曲线变化的原因可能是 (填写序号)。 a．升高温度      b．加催化剂   c．通入O2 d．缩小容器体积    (2)工业上可利用上述反应的副产物CO2来生产甲醇：CO2(g)＋3H2(g) CH3OH(g)＋H2O(g)。 ①一定温度下，在容积为1L的密闭容器中，充入2 mol CO2和4 mol H2，一段时间后达到平衡，测得CH3OH的物质的量浓度为1mol/L，则该温度下此反应的平衡常数为 ，某时刻测得CO2、H2、CH3OH和H2O的物质的量分别为2mol，1mol，1mol，1mol，则这一时刻v(正) v(逆) ②在T1温度时，将1 mol CO2和3 mol H2充入一密闭容器中，充分反应达到平衡后，CO2转化率为α，则容器内的压强与起始压强之比为 。 22．密闭容器中发生如下反应：A(g)＋3B(g)2C(g) ΔH<0，根据下列速率—时间图象，回答下列问题。 (1)下列时刻所改变的外界条件是：t1 ；t4 ； (2)物质A的体积分数最大的时间段是 ；（时间段用t0~t1形式表示，下同） (3)反应速率最大的时间段是 。 (4)t0~t1、t3~t4、t5~t6时间段的平衡常数K0、K3、K5的关系 。 参考答案： 1．D2．C3．C4．D5．B6．C7．C8．D9．C10．A11．B12．D13．D14．D15．D16．A 17．(1)N2+3H22NH3 (2)+180 N2分子中化学键很稳定，反应需要很高的活化能 (3)B 66.7% 66.7 0.6V (4)变浅 活塞固定时2NO2(g)N2O4(g)已达平衡状态，因反应是放热反应，放置时气体温度下降，平衡向正反应方向移动，NO2浓度降低 18．   第三周期第ⅣA族 原子 Si3N4 2mol 增大 增大 减小 0.1mol/(L·min) 3SiCl4+2N2+6H2Si3N4+12HCl 19．2 mol/(L·min) 75% C、E、F 20．(1)反应B是吸热反应，升高温度平衡正向移动，产率升高 250℃ BD (2) (3)AC 向正反应方向进行 21．降低温度 b 1 > (2－α)∶2 22．升高温度 减小压强 t5~t6 t3~t4 K0 〉K3=K5 学科网（北京）股份有限公司 $$