第二章 第四节 化学反应的调控-【志鸿优化训练】2024-2025学年新教材高中化学选择性必修1 化学反应原理（人教版2019）

第二章 化学反应速率与化学平衡 第四节 化学反应的调控 核心素养达标 夯实基础 一、选择题 5.已知合成氢反应N。(g)+3H。(g) 1.通过控制化学反应条件,可以使化学反应速 2NH(g)△H 0,当反应器中按n(N); 率按我们的需求变化。下列现象的反应速 n(H)-1:3投料后,在不同温度下,反应 率需要减小的是( ) 达到平衡时,得到混合物中NH,的物质的 A.用白醋清理水壶中的水垢 量分数随压强的变化曲线a、b、c如下图所 B.作肥料的厨余垃圾的腐败 示。下列说法正确的是( . C.轮胎的老化 .NH的物质的量分数/% 100 D.汽车尾气的净化 8 60 2.反应:2A(g)--2B(g)十E(g) △H>0,达 到平衡时,要使正反应速率减小,A的浓度 增大,应采取的措施是( ) A.曲线a对应的反应温度最高 A.加压 B.降温 B. 上图中M、N、Q点的平衡常数K的大小 C.减小E的浓度 D.加催化剂 关系为K(M)-K(Q) K(N) 3.1913年,德国化学家哈伯发明了以低成 C.相同压强下,投料相同,达到平衡所需时 本制造大量氛的方法,从而大大满足了当 间关系为c>b>a 时目益增长的人口对粮食的需求。下列 D. N点c(NH)-0.2mol·L-I,且N点的 是哈伯法的流程图,其中为提高原料转化 c(N。):c(NH)-1:1 率而采取的措施是 ) 6.在疏酸工业中,通过下列反应使SO。氧化为 -0 SO:2SO(g)+O(g)-2SO(g)△H= 一196kJ/mol。下表列出了在不同温度和 N和H 再环 压强下,反应达到平衡时SO。的转化率。下 列说法错误的是 -. A.①②③ B.②④ 平衡时SO:的转化率/% C.①③ D.②③④ 温度/ 0. 1 MPao.5 MPa 1 MPa 5 MPa 10MPa 4.工业上合成氢时一般采用400~500C的温 98. 450 9.2 97.5 9.6 9.7 550 85.6 92.9 94.9 97.7 度,其原因是( ) 98.3 ①适当提高NH。的合成速率;②适当提高 A.从理论上分析,选择温度450~550C,既 H。和N:的转化率;③提高NH;的产率; 利于平衡正向移动,又利干提高反应速率 ④催化剂在500C左右时活性最大 B.从理论上分析,为了使SO。尽可能多地转 A.仅① B.仅①④ 化为SO,应选择的条件是450C、 C.仅②③ D.①②③④ 10 MPa ·化学. 课时夯基过关练 7 C.在实际生产中,为了降低成本采用常压条 消碳反应 积碳反应 件,因为常压下SO;的转化率已经很 CO(g)+ 反应 CH(g)- C(s)- 高了 C(s)+2H:(g) 2CO(g] D.在实际生产中,通入过量的空气,既利于 75 AH/(kJ·mol ) 172 平衡正向移动,又利于提高反应速率 催化剂X 3 活化能 o1 (kJ·mol) 催化剂Y 43 二、非选择题 72 ①由上表判断,催化剂X 7.CH-CO。催化重整不仅可以得到合成气 Y (CO和H。),还对温室气体的减排具有重要 (填“优于”或“劣于”),理由是 意义。回答下列问题: 在反应进料气组成。 压强及反应时间相同的情况下,某催化 (1)CH-CO。催化重整反应为CH(g)十 CO(g)-2CO(g)+2H。(g)。 剂表面的积碳量随温度的变化关系如下 图所示,升高温度时,下列关于积碳反 已知: 应、消碳反应的平衡常数(K)和速率(。) C(s)+2H。(g)--CH.(g) △H- 的叙述正确的是 (填字母)。 -75kJ·mol1 C(s)+O(g)-CO(g) △H一 -394 kI·mol-1 △H一 温度/C -111kJ·mol-1 A.K、K。均增加 B.v减小、增加 该催化重整反应的△H一 C. K减小、K。增加 kJ·mol,有利于提高CH.平衡转化率 D.v。增加的倍数比v增加的倍数大 的条件是 (填字母)。 ②在一定温度下,测得某催化剂上沉积 A.高温、低压 碳的生成速率方程为y三h·?(CH); B.低温、高压 [(CO)]-0(b为速率常数),在 C.高温、高压 (CH)一定时,不同y(CO)下积碳量 D.低温、低压 随时间的变化趋势如下图所示,则 某温度下,在体积为2L的容器中加人 .(CO)、p(CO)、(CO)从大到小 2molCH、1molCO.以及催化剂进行 的顺序为 重整反应,达到平衡时CO,的转化率是 二0.16 50%,其平衡常数为 (2)反应中催化剂活性会因积碳反应而降 0 时16 低,同时存在的消碳反应则使积碳量减 反应时间/min 少,相关数据如下表: ·化学· 43 第二章 化学反应速率与化学平衡 核心素养培优 拓展提升 1.常压下碳基化法精炼锦的原理为Ni(s)士 B.其他条件不变,在175~300°C范围,随温 4CO(g)一Ni(CO)(g)。230C时,该反 度的升高,出口处N。和氢氧化物的量均 应的平衡常数K=2×10。已知; 不增大 Ni(CO).的沸点为42.2C,固体杂质不参 C.催化氧化除去尾气中的NH。应选择反应 与反应。 温度高于250C 第一阶段:将粗锦与CO反应转化成气态 D.高效除去尾气中的NH。,需研发低温下 Ni(CO); NH.转化率高和N。选择性高的催化剂 第二阶段:将第一阶段反应后的气体分离出 3.以CO。、H。为原料合成CH。OH涉及的反 来,加热至230C制得高纯锦。 应如下: 下列判断正确的是( ) 反应I:CO.(g)+3H.(g)-CHOH(g)十 A.增加c(CO),平衡正向移动,反应的平衡 H.O(g) △H.--49 kJ·moll 常数增大 反应II:CO(g)+H(g)CO(g)+HOg) B.第一阶段,在30C和50C两者之间选择 AH-+41kI.mol1 反应温度,选30C 反应II:CO(g)+2H(g)--CH.OH(g) C.第二阶段,Ni(CO).分解率较高 △H D.该反应达到平衡时,[Ni(CO)] 在5MPa下,按照n(CO):n(H)=1:3 4v(CO) 投料,平衡时,CO和CH。OH在含碳产物中 2.NH与O. 作用分别生成N、NO、N.O的 物质的量分数及CO。的转化率随温度的变 反应均为放热反应。工业尾气中的NH。可 化如图。下列说法正确的是( ) 通过催化氧化为N。除去。将一定比例的 100 NH。、O。和N。的混合气体以一定流速通过 装有催化剂的反应管,NH。的转化率、生成 co转化率 2n(N) N. 的选择性[ (N)×100%]与温度 的关系如图所示。 温度/C -100 一误进 A.反应III中反应物的总键能大于生成物的 总键能 B.曲线m代表CO在含碳产物中物质的量 -70 2 分数 温度/C C.该条件下温度越低,越有利于工业生产 ) 下列说法正确的是 CH.OH A.其他条件不变,升高温度,NH;的平衡转 D.图示270C时,平衡体系中H。的体积分 化率增大 数约为66.7% ·化学: 课时夯基过关练 7 4.合成氢工艺(流程如图1所示)是人工固氢 NH:的平衡产率为a,则K^{}= 最重要的途径。2022年是合成氛工业先驱 (用含的最 哈伯(F.Haber)获得诺贝尔奖104周年。 简式表示)。 ②下图中可以示意标准平衡常数K*随 冷却 HN 温度T变化趋势的是 (填标号)。 未反应的 H.和N: 催化剂 / 400600 800 400600 800 加热 { B 不断移 去渡氛 加压原料气 图1 -8400600 800 ## N。和H。生成NH。的反应为N。(g)+ (3)实际生产中,常用工艺条件为:Fe作催 △H(298 K)= 化剂,控制温度为773K,压强为3.0× 10* Pa,原料气中N.和H。的物质的量 -46.2kI·mol-1 之比为1:2.8。 在Fe催化剂作用下的反应历程为(*表示吸 ①分析说明原料气中N。过量的理由: 附态): 化学吸附:N。(g)-→2N:H。(g)--2H* 表面反应:N*+H一NH*;NH'+H NH$;NH+H'-NH 脱附:NH--NH(g) ②关于合成氢工艺的下列理解,正确的 是 (填标号)。 其中,N。的吸附分解反应活化能高、速率 慢,决定了合成氢的整体反应速率。 A.合成氛反应在不同温度下的△H和 请回答: △S都小于零 (1)利干提高合成氢平衡产率的条件有 B.控制温度(773K)远高于室温,是为了 (填标号)。 保证尽可能高的平衡转化率和快的 A.低温 B.高温 C.低压 D.高压 反应速率 E.催化剂 C.当温度、压强一定时,在原料气(N。和 #/ H.的比例不变)中添加少量惰性气 (2)标准平衡常数K^{} #/P”){(p/P) 体,有利于提高平衡转化率 其中p*为标准压强(1×10{Pa),NH) D.基于NH。有较强的分子间作用力可 、和.为各组分的平衡分压,如 将其液化,不断将液氛移去,利于反 .为平衡总压,x为平衡系统中 应正向进行 NH.的物质的量分数。 E.分离空气可得N,通过天然气和水蒸气 ①N:和H:起始物质的量之比为1:3 转化可得H。,原料气须经过净化处理 反应在恒定温度和标准压强下进行, 以防止催化剂中毒和安全事故发生 ·化学· 45的来及的为自，7d▣【，量L客显中M的象观的为 5五0×101一年高1》·。'八md·L',总据平制常额 量工t,骑1，产情t地通山。 L.M 解新：)单堂量表以又X-C0以二00日 CH-71 10wTX450T00 应物总地童大子生成物总地，让储 02地， 1) 42折发7e,41小 (0)m 我入可再N 5)不变 4 象(1)高■ 延克2MA十A+2M+,可 折；A量。正h14死A用家凌意反年高目 (2)不尾，拉应的H>0.s<.,3H-T15 山①X2十白得.两以K4K,K为K 得铁，放A不井令是意：非项，陆◆图信夏化可如，X点 Q,任有国度下反位均木提自发连行 2他是娇点竹想3与-，小生 增，平雨玉南得，玉反应角热且，Q 9% 4》 风心2异C缺名开竹其4。山国军为，直 0,厦分自1质， 解：(g)十1(g1 使期比日时达平马，t”年+量国 事并0=5H一TS0可知，高温时度良角自丸 含奇月修。九50套布时用的其竹花单花 有可，在民时化刺A效好，北 5生 (2)不蕴，e) H行， C丰式线其 4 1)Aa+2以0 从三为气体体g或中的是反，550，凸1一7昌5户0，周 第四节化学反应的调控 A)4B (3)根每表中量盖：升蛋，反是色向形神，制H=0,民林 【核心囊养达标·买基】 2)带大压强小器体积 3,白2￥目，h17年c0.月h0 【核心素养培饮，拓展提升】 平青证向移 15解桥：根据=d川=了1S,当△6D,3520时， 0,克一不镜自发什 的 工B解斯：电化学式直人可每。位反受为填增的厘盐反 TAS 解：合及应为N3H 时间是 第三节化学反应的方向 大 【核心素养达标·奔实基碑】 李者程式可和，流及应为确或的及应，风庭金奢国下望 0,D情保 马0.花可食模年 转可在常下角做，自进行的化运厘足 料使热时，3约非市位地七，将江性时 年身子数耳或小的成应，则△5C目，及是色虚俱国F才 月军●写妈，t黑且及不工使川发1更P.指其题 不一况增火，如象气和H反速生长氧化惜，故C错 2半，有尾力时写为。二：)特. 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