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．合成氨工业中采用循环操作，主要原因是 A．降低氨的沸点 B．提高氮气和氢气的利用率 C．增大化学反应速率 D．提高平衡混合物中氨的含量 2．已知830℃时，反应CO(g)+H2O(g)H2(g)+CO2(g)的平衡常数K=1。表中的四组数据能表明反应达到化学平衡状态的是 选项 A B C D c(CO2)/(mol/L) 3 1 2 1 c(H2)/(mol/L) 2 1 2 1 c(CO)/(mol/L) 1 2 3 0.5 c(H2O)/(mol/L) 5 2 3 2 A．A B．B C．C D．D 3．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 4．下列有关化学工业的叙述错误的是 A．工业制备硝酸的第一步反应是N2+O22NO B．煤通过直接液化和间接液化可制得燃料和化工原料 C．合成氨工业采用循环操作，目的是提高氮气和氢气的利用率 D．玻璃是将石灰石、纯碱、石英砂在玻璃窑中高温熔融制得 5．下列三个化学反应焓变、平衡常数与温度的关系分别如下表所示。下列说法正确的是 化学反应 平衡常数 温度 973K 1173K ① 1.47 2.15 ② 2.38 1.67 ③ a b A．1173K时，反应①起始，平衡时约为0.4 B．反应②是吸热反应， C．反应③达平衡后，升高温度或缩小反应容器的容积平衡逆向移动 D．相同温度下，； 6．在一定条件下，将A和B各0.32mol充入40L恒容密闭容器中，发生反应：A(g)+B(g)2C(g) △H＜0，反应过程中测定的数据如表，下列说法正确的是 t/min 0 2 4 7 9 n(B)/mol 0.32 0.24 0.22 0.20 0.20 A．反应前2min的平均速率v(C)=0.004mol•L-1•min-1 B．其他条件不变，降低温度，反应达到新平衡前v(逆)＞v(正) C．其他条件不变，起始时向容器中充入0.64molA和0.64molB，平衡时n(C)＜0.48mol D．其他条件不变，向平衡体系中再充入0.32molA，再次平衡时，B的转化率增大 7．两个恒容密闭容器中平衡体系2HI(g)⇌H2(g)+I2(g)和3O2(g)⇌2O3(g)的反应物平衡转化率分别为α1和α2，反应物的平衡浓度分别为c1和c2，在温度不变的情况下，均增加反应物的物质的量，下列叙述正确的是 A．α1不变、α2增大，c1、c2均增大 B．α1、α2均增大，c1、c2均增大、 C．α1减小，α2增大，c1、c2均增大 D．α1不变、α2增大，c1不变、c2增大 8．一定条件下，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 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__________？ 10．一定条件下，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=_______。 11．在一定条件下xA＋yBzC达到平衡时，请填写： (1)若A、B、C都是气体，在减压后平衡向逆反应方向移动，则x、y、z关系是___________。 (2)已知B、C是气体，现增加A的物质的量，平衡不移动，说明A是___________(填状态)。 (3)若容器容积不变，加入气体B，气体A的转化率___________(填“增大”“减小”或“不变”)。 (4)若加热后，C的百分含量减小，则正反应是___________反应(填“放热”或“吸热”)。 (5)若容器容积不变，且A、B、C都是气体，向容器中充入稀有气体，则___________。 A．化学平衡向正反应方向移动 B．化学平衡向逆反应方向移动 C．化学平衡不移动 D．反应停止 12．CO2在Cu-ZnO催化下，同时发生如下反应I，II，是解决温室效应和能源短缺的重要手段。 Ⅰ、CO2(g)+3H2(g)⇌CH3OH (g)+H2O(g) ∆H1<0 Ⅱ、CO2(g)+H2(g)⇌CO(g)+H2O(g) ∆H2>0 保持温度T时，在容积不变的密闭容器中，充入一定量的CO2及H2，起始及达平衡时，容器内各气体物质的量及总压强如表： CO2 H2 CH3OH(g) CO H2O(g) 总压强/kPa 起始/mol 0.5 0.9 0 0 0 P0 平衡/mol n 0.3 p 若反应I、II均达平衡时，p0=1.4p，则表中n=_______；反应I的平衡常数Kp=_______ (kPa)-2。(用含p的式子表示) 13．某化学兴趣小组对重铬酸铵[(NH4)2Cr2O7]的部分性质及组成进行探究。已知：(橙色)+H2O2(黄色)+2H+。 (1)在试管中加入少量(NH4)2Cr2O7固体，滴加足量的浓KOH溶液，振荡、微热，观察到的主要现象是固体溶解、___________、___________。 (2)为探究(NH4)2Cr2O7(摩尔质量252g/mol)的分解产物，按如下图连接好装置，在A中加入5.040g样品进行实验 ①仪器B的名称是___________。 ②加热A至恒重，观察到D中溶液不变色，同时测得A、B中质量变化分别为2.00g、1.44g。写出重铬酸铵热分解的化学方程式___________ ③C的作用是___________。 【参考答案】 一、选择题 1．B 解析：A．一定温度和压强条件下，氨气的沸点是固有的属性，不会因为循环操作而改变，A不符合题意； B．合成氨工业采用循环操作，主要是为了提高氮气和氢气浓度，使反应平衡向正向移动，从而可提高氮气和氢气的利用率，提高经济效益和产率，B符合题意； C．采用循环操作，可提高反应物的浓度，同时提高反应速率，但不是主要原因，C不符合题意； D．合成氨工业采用循环操作的主要目的是提高反应物N2、H2的利用率，但不会提高平衡体系中氨的含量，D不符合题意； 故答案选B。 2．D 【分析】该反应的化学平衡常数表达式为。 解析：A． ，此时该反应未达到平衡状态，故A不符合题意； B．，此时该反应未达到平衡状态，故B不符合题意； C．，此时该反应未达到平衡状态，故C不符合题意； D．，此时该反应达到平衡状态，故D符合题意； 故答案选D。 3．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。 4．A 解析：A．现代工业采用氨氧化法制硝酸，第一步为氨气与氧气反应制得一氧化氮，故A错误； B．煤通过直接液化和间接液化可得燃料和多种化工原料，故B正确； C．合成氨是可逆反应，采用循环操作，目的是提高氮气和氢气的利用率，故C正确； D．普通玻璃是将石灰石、纯碱、石英砂在玻璃窑中高温熔融反应制得，故D正确； 故选A。 5．D 解析：A．1173K时，反应①起始，，，x≈0.4，平衡时约为0.2，A错误； B．升温，化学平衡常数减小，说明平衡向逆反应方向移动，所以②的正反应为放热反应，，B错误； C．根据盖斯定律可知②-①可得③，故，a=1.62，b=0.78，升温，化学平衡常数减小，说明平衡向逆反应方向移动，所以，反应③达平衡后，升高温度平衡逆向移动，但是由于反应两端气体的化学计量数之和相等缩小反应容器的容积化学平衡不移动，C错误； D．相同温度下，根据盖斯定律可知②-①可得③，故；，D正确； 故选D。 6．D 解析：A．前2min内消耗n(B)=(0.32-0.24) mol=0.08 mol，根据方程式知，前2 min内生成的n(C)=2n(B)(消耗)=0.16 mol，v(C)==0.002 mol/(L·min)，A错误； B．该反应的正反应是放热反应，降低温度平衡正向移动，则v(逆)<v(正)，B错误； C．其他条件不变，起始时向容器中充入各0.64 molA和B，反应物浓度是原来的2倍，相当于增大压强，增大压强，化学平衡逆向移动，所以平衡时生成的C物质的量小于原来2倍，第一次达到平衡状态时n(C)=2n(B)(消耗)=2×(0.32-0.20) mol=0.24 mol，第二次加入A、B时反应达到平衡状态时n(C)<0.24 mol×2=0.48 mol，C错误； D．向平衡体系中再充入0.32molA，则平衡正向移动，B的转化率增大，D正确； 故选D。 7．A 解析：对于2HI(g)⇌H2(g)+I2(g)，该反应为气体体积不变的反应，增加反应物的物质的量，达到新的平衡，与原平衡为等效平衡，则α1不变，但c1增大，反应3O2(g)⇌2O3(g)增大压强，平衡正向移动，所以α2增大，但平衡时反应物和生成物的浓度都原平衡的浓度大，则c2均增大，A正确； 故选A。 8．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。 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．(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。 11． x＋y＞z 固体或液体 增大 放热 C 解析：(1)在一定条件下xA＋yBzC达到平衡时，当其他条件不变时，减小压强平衡向气体物质的量增大的方向移动。若A、B、C都是气体，在减压后平衡向逆反应方向移动，则x、y、z关系是x＋y﹥z； (2)增加固体或纯液体的用量对化学反应速率几乎无影响。现增加A的物质的量，平衡不移动，说明A是固体或液体； (3)若容器容积不变，加入气体B，平衡正向移动，气体A的转化率增大； (4)当其他条件不变时，升高温度，平衡向吸热反应方向移动。若加热后，C的百分含量减小，平衡逆向移动，则正反应是放热反应； (5)若容器容积不变，且A、B、C都是气体，向容器中充入稀有气体，与反应相关的各物质的浓度不变，化学反应速率不变，化学平衡不移动，选C。 12．2 【分析】对于竞争反应，本题同样采取原子守恒法。 解析：设平衡时CO2 为x mol，H2为y mol，CO为z mol，根据： C守恒：x+n+z=0.5，H守恒：2y+4n+0.3×2=0.9×2，O守恒：2x+n+0.3+z=0.5×2， 等温等容条件下，气体的压强之比等于物质的力量之比，则， 解得：x=0.2，y=0.2，z=0.1，n=0.2， 平衡后气体的总物质的量：0.2mol+0.2mol+0.2mol+0.3mol+0.1mol=1.0mol 平衡后各物质分压： CO2(g)：(0.2/1)P=0.2P；H2(g) ：(0.2/1)P=0.2P；CH3OH (g)：(0.2/1)P=0.2P；H2O(g)：(0.3/1)P=0.3P， Kp==，故答案为：0.2；。 13． 产生无色、有刺激性气味的气体 溶液变为黄色 U形管 防止水蒸气进入到B中 【分析】装置A中，(NH4)2Cr2O7受热分解，装置B中装有碱石灰，可以吸收生成的水，加热A至恒重，观察到D中溶液不变色，说明没有NH3生成，B中质量变化为1.44g，说明生成的水的质量为1.44g，则生成的水的物质的量为，，A中质量变化为2.00g，分解生成气体的质量为，而0.04mol N原子的质量为，说明生成了N2，则A中残留的固体中Cr原子为0.04mol，O原子为，二者之比为，A中固体为Cr2O3，其物质的量为0.02mol，质量为，而A中残留固体质量为，符合题意，则(NH4)2Cr2O7的分解产物为：N2、Cr2O3和H2O。 解析：(1)在试管中加入少量(NH4) 2Cr2O7固体，滴加足量浓KOH溶液，固体溶解，溶液中存在平衡：， 加入KOH浓溶液，消耗氢离子，平衡正向移动，溶液显黄色，同时还会发生反应：，产生无色、有刺激性气味的气体，观察到的主要现象是：固体溶解，产生无色、有刺激性气味的气体，溶液变为黄色； (2)①仪器B是U形管； ②根据分析可知，(NH4)2Cr2O7的分解产物为：N2、Cr2O3和H2O，化学方程式为：； ③B装置吸收分解生成的水蒸气，C装置可以防止水蒸气进入到B中，以免影响测定结果。 学科网（北京）股份有限公司 $$