2.4 化学反应的调控 课时作业 2024-2025学年高二上学期化学人教版（2019）选择性必修1

2024—2025高中化学人教版选择性必修第一册2.4 化学反应的调控 课时作业 一、单选题 1．亚硝酰氯(NOCl)常用于合成清洁剂、触媒剂及有机合成中间体等。可通过以下反应制得。按投料比把NO和Cl2加入一恒压的密闭容器中发生。上述反应，平衡时NO的转化率与温度T、压强p(总压)的关系如图所示，实验测得，，(、分别为正、逆速率常数，只与温度有关)。下列说法错误的是 A．该反应的 B．压强为p时，M点时容器内NO的体积分数为40% C．达平衡后，升高温度，k正增大的倍数大于k逆增大的倍数 D．若反应一直保持，M点的压强平衡常数 2．在注射器中充入，平衡后在恒温下进行压缩，若体积减小，则（    ） A．体系颜色比原来深 B．体系颜色比原来浅 C．体系颜色不变 D．注射器内压强不变 3．研究表明，一定条件下活性炭可有效地将NO转化为，反应的热化学方程式为，△H。已知：，(、为速率常数，只与温度有关)。在某密闭容器中加入足量C(s)和一定量的NO发生上述反应，测得NO的转化率与温度的关系如图所示。下列说法正确的是 A．该反应的△H>0 B．q点处， C．1050K温度下， D．1100K温度下， 4．把3 mol A和2.5 mol B混合于2 L密闭容器中，发生反应：3A(g)＋B(g) xC(g)＋2D(g)，5 min后反应达到平衡，容器内压强变小，测得D的平均反应速率为0.1 mol/(L·min)，下列结论错误的是 (　　) A．A的平均反应速率为0.15 mol/(L·min) B．平衡时，C的浓度为0.25 mol/L C．平衡时，B的转化率为20% D．平衡时，容器内压强为原来的0.8倍 5．向恒温恒容的密闭容器中加入固体M(足量)，发生反应：反应I为M(s)N(s)+R(g)   K1、反应II为。反应经过t min达到平衡，此时测得，。下列说法不正确的是 A．X(g)的体积分数为 B．反应的平衡常数 C．反应I中，0~t min的平均反应速率 D．tmin后再加一定量的M(s)和R(g)，反应I的逆反应速率增大，平衡逆向移动 6．反应的平衡常数，反应平衡常数，则，的关系为(平衡常数为同温度下的测定值) A． B． C． D． 7．在汽车尾气处理过程中存在反应：，该反应过程及能量变化如图所示。下列说法正确的是 A．升高温度，平衡正向移动 B．改变压强，反应速率不变 C．反应过程中吸收的热量小于放出的热量 D．使用催化剂可以有效提高反应物的平衡转化率 8．已知可逆反应：aA+bBcC在不同温度下反应相同的时间，物质的质量分数A%和C%变化曲线如图所示，下列说法一定正确的是（    ） A．该反应的正反应是吸热反应 B．增大压强，平衡向正反应方向移动 C．该反应在T2温度时达到化学平衡 D．该反应在T1温度时正、逆反应速率相等 9．下列变化不能用平衡移动原理释解的是 A．工业合成氨的反应，往往需要使用催化剂 B．红棕色的加压后颜色先变深再变浅 C．光照新制的氯水，溶液的酸性增强 D．工业生产硫酸的过程中使用过量的氧气，以提高二氧化硫的转化率 10．一定条件下，通过下列反应可实现燃煤烟气中硫的回收：SO2(g)＋2CO(g)2CO2(g)＋S(s)   ΔH <0。若反应在恒容的密闭容器中进行，下列有关说法正确的是(    ) A．平衡前，随着反应的进行，容器内压强始终不变 B．平衡时，其他条件不变，分离出硫，正反应速率加快 C．平衡时，其他条件不变，升高温度可提高 SO2的转化率，平衡常数增大 D．其他条件不变，使用不同催化剂，该反应的平衡常数不变 11．图中所示的实验方案，能达到实验目的的是 A．①探究C和Si非金属性的强弱 B．②除去CO2气体中混有的HCl C．③制备乙酸乙酯 D．④探究温度对平衡2NO2(g)⇌N2O4(g)的影响 12．和都属于大气的污染物之一，对环境有很大危害。它们在一定条件下可以发生可逆反应。若在绝热恒容密闭容器下达到平衡，正反应速率随时间变化的曲线如图所示。下列有关说法正确的是 A．反应在c点达到平衡状态 B．反应物浓度：a点大于b点 C．若减小容器的体积：a~b段的转化率一定保持不变 D．时，的转化率：a~b段一定大于b~c段 13．向体积均为的两恒容容器中分别充入和发生反应：，其中甲为绝热过程，乙为恒温过程，两反应体系的压强随时间的变化曲线如图所示。下列说法不正确的是    A． B．两点气体的总物质的量： C．两点X的转化率： D．a点平衡常数： 14．一定条件下的反应：PCl5(g) PCl3(g)＋Cl2(g)（△H＞0）达到平衡后，下列情况使PCl5分解率降低的是 A．温度、体积不变，充入氩气 B．体积不变，对体系加热 C．温度、体积不变，充入氯气 D．温度不变，增大容器体积 15．容积相同的甲、乙两个容器中，分别都充有等物质的量的和，在相同温度下发生反应：并达到平衡状态。在这个过程中，甲容器保持压强不变，乙容器保持容积不变。若甲容器中的平衡转化率为，则乙容器中的平衡转化率 A．等于 B．大于 C．小于 D．无法判断 二、填空题 16．现有反应m A（g）+n B（g） p C（g），达到平衡后，当升高温度时，B的转化率减小；当减小压强时，混合体系中A的质量分数增大，则： （1）该反应的逆反应是 热反应，且p m+n （填“＞”、“＜”或“=”）。 （2）其他条件不变时，增大压强，C的质量分数 ，逆反应速率 。（填“增大”、“减小”或“不变”） （3）其他条件不变时，若加入B（体积不变），则A的转化率 。（填“增大”、“减小”或“不变”） （4）其他条件不变时，若降低温度，则平衡时B、C的浓度之比c（C）/c（B）比值将 。（填“增大”、“减小”或“不变”） （5）其他条件不变时，若加入催化剂，该反应的反应热 。（填“增大”、“减小”或“不变”） （6）若B是有色物质，A、C均为无色物质，维持容器体积不变，充入氖气时，混合气体的颜色 。（填“变浅”、“变深”或“不变”） 17．丙烯腈(C3H3N)是一种重要的化工原料，工业上可用“丙烯氨氧化法”生产。以丙烯、氨、氧气为原料，在催化剂存在下生成丙烯腈(C3H3N)和副产物丙烯醛(C3H4O)的热化学方程式如下。 ①C3H6(g)＋NH3(g)＋O2(g)⇌C3H3N(g)＋3H2O(g) ΔH＝−515 kJ·mol−1 ②C3H6(g)＋O2(g)⇌C3H4O(g)＋H2O(g) ΔH＝−353 kJ·mol−1 请回答下列各题： (1)关于上述反应，下列说法正确的是 。 A．增大压强有利于提高丙烯腈平衡产率 B．反应②的ΔS等于零 C．可以选择合适的催化剂来提高混合气中丙烯腈的生产效率 D．上述反应在恒温、恒容密闭容器中进行，若H2O(g)浓度保持不变，则说明两反应均达到平衡状态 (2)一定温度下，在体积不变的容器中充入C3H6、NH3、O2各1mol，一定时间后反应达到平衡状态，测得容器内C3H6和H2O的物质的量分别为0.4mol和1.4mol，该温度下反应②的平衡常数为 。 (3)若向容器内充入3mol C3H6和1mol O2只发生反应②，一定时间达到平衡状态，10min时再充入1mol O2，15min重新达到平衡，请在图中画出10min～20min内C3H4O的百分含量的变化图 。 (4)如图为一定时间内丙烯腈产率与反应温度的关系曲线，最高产率对应的温度为460℃。下列说法正确的是 。 A．460℃之前产率随温度升高而增大是因为随温度升高反应平衡常数变大 B．高于460℃产率下降的原因可能是温度升高催化剂活性降低 C．460℃时C3H6的转化率一定大于500℃ D．温度过高副反应可能变多不利于合成丙烯腈 18．我国是以煤炭为主要能源的发展中国家，煤炭燃烧产生的烟气中含有大量的NOx和SO2，带来了严重的大气污染。某化工小组进行了ClO2协同氨水法脱除模拟烟气中NOx和SO2的实验研究，其流程如图： 回答下列问题： （1）制备“模拟烟气”时应首先向装置管道内通入 ，目的是 。 （2）“喷淋液”中所含ClO2可通过向酸性氯酸钠溶液中加入葡萄糖的方法制备，同时产生CO2等物质，则该反应的离子方程式为 ，还可将葡萄糖替换为 （填字母标号）。 A．FeCl3溶液 B．SO3 C．甲醇    D．酸性KMnO4溶液 （3）利用ClO2协同氨水进行脱硫脱硝净化时，污染性气体脱除效率变化情况如图所示，则该脱除技术的最佳温度应为 ℃，喷淋塔中可能产生的一种副产物的化学式为 ，该物质的常见用途是 。 （4）传统湿式氨法烟气处理技术以尿素[CO(NH2)2]热水解产生的NH3溶于水为喷淋液。在催化剂作用下，喷淋除去NO过程中有一种无污染气体生成，该反应的化学方程式为 。 （5）该化工小组设定模拟烟气流量am3/h，进口NO质量浓度bmg/m3，吸收液循环量cL/h，通过离子色谱测定脱除前后吸收液中主要离子浓度如下表所示，则NO的脱除率为 （用含有a、b、c的代数式表示）。       离子种类 浓度数据 ClO2 (mg/L) Cl- (mg/L) SO42- (mg/L) SO32- (mg/L) NO3- (mg/L) NO2- (mg/L) 吸收前 150 43.54 —— —— —— —— 吸收后 12.62 110.49 213.64 —— 62.00 —— 反应前后差值 137.38 66.95 213.64 —— 62.00 —— 注：“——”表示该离子低于检测极限，可以认为不存在。 19．某温度时，在一个2 L的密闭容器中，X、Y、Z三种物质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) 反应开始至2 min，以气体Z表示的平均反应速率为 。 (3)若X、Y、Z均为气体，2 min后反应达到平衡，    反应达平衡时： ①此时体系的压强是开始时的 倍； ②达平衡时，容器内混合气体的平均相对分子质量比起始投料时 (填“增大”“减小”或“相等”）。 (4)可以判断上述反应已经达到平衡的是 。 A．v(A)：v(B)：v(C)等于化学计量系数之比 B．密闭容器中总压强不变 C．密闭容器中混合气体的密度不变 D．混合气体的平均相对分子质量不再改变 E.n(A) ：n(B) ：n(C)等于化学计量系数之比 三、计算题 20．二氧化碳加氢制备甲醇可以实现二氧化碳的转化利用，有利于二氧化碳的减排。 反应A：  ； 反应B：  。 (1)与反应生成和的热化学方程式为 。 (2)500℃时，在2 L恒容密闭容器中充入和，发生反应：，平衡时体系压强为，测得和的浓度随时间的变化关系如图1所示。 ①内平均反应速率 。 ②平衡时的转化率为 。 ③下列能说明该反应已达到平衡状态的是 (填标号)。 A．气体的密度不再变化 B．容器内气体的压强不再变化 C． D．、、和的浓度之比为1：3：1：1 ④该温度下平衡常数 (用含的代数式表示，为以分压表示的平衡常数，)。 (3)一定物质的量之比的和在装有催化剂的反应器中反应12小时。体系中甲醇的产率和催化剂的催化活性与温度的关系如图2所示。温度为470 K时，图2中P点 (填“处于”或“不处于”)平衡状态。490 K之后，甲醇产率下降的原因是 。 21．工业废气中CO的处理和合理利用，越来越受到关注。 (1)在两个固定容积为2L的恒容密闭容器中均充入2molCO和2molNO，在不同条件下发生反应2CO(g)+2NO(g) ⇌2CO2(g)+N2(g)，实验测得反应体系的压强与时间t的变化曲线如图所示。 ①与实验a相比，实验b采取的措施可能是 ，理由是 ； ②0~10min内，实验b对应条件下υ(NO)= ； ③实验a条件下，反应的平衡常数Kc= 。 (2)CO和H2在一定条件下可以合成甲醇：CO(g)+2H2(g) ⇌CH3OH(g)   △H。已知：υ(正)=k(正)·x(CO)·x2(H2)，υ(逆)=k(逆)·x(CH3OH)，其中x为各组分的体积分数。在密闭容器中按物质的量之比为1∶2充入CO和H2，测得平衡混合气体中CO的平衡转化率随温度、压强的变化关系如图所示。 ①P1 P2(填“>”“＜”)；升高温度， (填“增大”“减小”或“不变”)； ②c、d、e三点平衡常数Kc、Kd、Ke三者之间的关系为 ，理由是 ； ③f点，= (保留三位有效数字)。 22．已知：N2O4(g)⇌2NO2(g)=+52.70 kJ/mol。 (1)在恒温、恒容的已达平衡的密闭容器中，再向容器内充入1 mol N2O4(g)，并达新平衡，下列说法正确的 a.N2O4(g)的转化率增大 b.平衡常数K减小 c.新平衡N2O4的百分含量比原平衡大 d.新平衡透明容器的气体颜色比原平衡还要深 (2)t℃恒温下，在固定容积为2 L的密闭容器中充入0.54 mol N2O4，2分钟时达到化学平衡，测得容器中含n(NO2)=0.6 mol，则在前2分钟的平均反应速率v(NO2)= ，t℃时反应N2O4(g)⇌2NO2(g)的平衡常数K= 。 (3)现有两个体积均为2 L的恒容绝热(不与外界进行热交换)密闭容器甲和乙，若在甲容器中加入1 mol N2O4，在乙容器加入2 mol NO2，分别达平衡后，甲容器N2O4(g)⇌2NO2(g)的平衡常数 乙容器N2O4(g)⇌2NO2(g)的平衡常数(填“大于”、“小于”或“等于”)，甲容器中N2O4转化率与乙容器中NO2的转化率之和 1(填“大于”、“小于”或“等于”)。 (4)取五等份NO2，分别加入温度不同、容积相同的恒容密闭容器中，发生反应2NO2(g)⇌N2O4(g)。反应相同时间后，分别测定体系中NO2的百分含量(NO2%)，并作出其随反应温度(T)变化的关系图。下列示意图中，可能与实验结果相符的是 (5)一定温度下，若将3 mol N2O4气体置入开始体积为V但体积可变的等压密闭容器中(如图A)，达平衡后容器体积增大至1.5V。若在另一个体积也为V但体积不变的密闭容器中(如图B)加入 mol NO2，达平衡后A、B两容器的NO2百分含量相等。 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 参考答案： 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 C A D D C C C C A D 题号 11 12 13 14 15 答案 D B D C C 1．C 2．A 3．D 4．D 5．C 6．C 7．C 8．C 9．A 10．D 11．D 12．B 13．D 14．C 15．C 16． 吸 ＜ 增大 增大 增大 增大 不变 不变 17． CD 3.5 BD 18． N2 排尽装置中空气，防止NO被O2氧化 24ClO3-+C6H12O6+24H+=24ClO2↑+6CO2↑+18H2O C 40 NH4Cl或(NH4)2SO4或NH4NO3 作氮肥 4NH3+6NO5N2+6H2O ×100% 19． 3X+Y 2Z 0.05 mol/(L•min) 0.9 增大 BD 20．(1)   (2) 0.125mol·L-1·min-1 75% B (3) 不处于 反应为放热反应，升高温度，平衡逆向移动，且催化剂的催化活性降低 21． 使用催化剂 反应速率加快，但平衡状态与实验a相同 0.05mol·L-1·min-1 1(mol·L-1)-1 > 减小 Kc>Kd=Ke d、e两点温度相同，所以Kd=Ke；CO(g)+2H2(g)⇌CH3OH(g)该反应为放热反应，c点温度低于e点，温度越低，K越大，所以Kc>Kd=Ke 1.79 22． cd 0.15 mol·L−1 ·min-1 0.75 小于 小于 BD 4 答案第1页，共2页 答案第1页，共2页 学科网（北京）股份有限公司 $$