2.4化学反应的调控 随堂提升 -2025-2026学年高二上学期化学人教版选择性必修1

2.4化学反应的调控 一、单选题 1．哈伯法合成氨技术是德国诺贝尔化学奖获得者哈伯发明的。其合成原理为：N2(g)+3H2(g)2NH3(g)  H<0，S<0。下列有关工业合成氨的说法正确的是 A．因为H<0，所以该反应一定能自发进行 B．因为S<0，所以该反应一定不能自发进行 C．在低温下进行是为了提高反应物的转化率 D．使用催化剂加快反应速率是因为催化剂降低了反应的活化能 2．某研究小组为探究催化剂对尾气中CO、NO转化的影响，将含NO和CO的尾气在不同温度下，以一定的流速通过两种不同的催化剂进行反应：2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g)  △H<0，测量相同时间内逸出气体中NO的含量，从而确定尾气脱氮率(脱氮率即NO的转化率)，结果如图所示。 下列说法不正确的是 A．适当加压有助于脱氮率的提高 B．两种催化剂均能降低反应的活化能，但均不变 C．曲线Ⅱ中的催化剂的最适宜温度为450℃左右 D．a点的脱氮率是对应温度下的平衡脱氮率 3．二氧化钛在一定波长光的照射下，可有效降解甲醛、苯等有机物，效果持久，且自身对人体无害。某课题组研究了溶液的酸碱性对TiO2光催化染料R降解反应的影响，结果如图所示。下列判断不正确的是    A．在0～20min之间，pH＝7时R的降解速率为7×10-6mol·L-1·min-1 B．R的起始浓度不同，无法判断溶液的酸碱性对R的降解速率的影响 C．在这三种pH条件下，二氧化钛对pH＝2的R溶液催化降解效率最好 D．在0～50 min之间，R的降解百分率pH＝2等于pH＝7 4．下列关于化学反应的调控措施说法不正确的是 A．硫酸工业中，为提高的转化率，通入过量的空气 B．工业上增加炼铁高炉的高度可以有效降低尾气中CO的含量 C．合成氨工业中，从生产实际条件考虑，不盲目增大反应压强 D．工业以CO和为原料合成甲醇，为提高原料的利用率采用循环操作 5．下列关于合成氨工业说法不正确的是 A．根据勒夏特列原理，500℃左右比室温更有利于合成氨的反应 B．合成氨厂一般采用10MPa~30MPa，综合考虑了反应速率、转化率和成本等因素 C．将混合气体中的氨液化有利于合成氨反应 D．将原料气进行净化处理，是为了防止其中混有的杂质使催化剂“中毒” 6．1905年德国化学家哈伯发明了合成氨的方法，他因此获得了1918年度诺贝尔化学奖。哈伯法合成氨需要20﹣50Mpa的高压和500℃的高温下，用铁作催化剂，且氨的产率为10%～15%。2005年美国俄勒冈大学的化学家使用了一种名为transFe(DMeOPrPE)2Cl2的铁化合物作催化剂，在常温常压下合成出氨，反应可表示为N2+3H2=2NH3，下列有关说法正确的是（　　） A．不同的催化剂对化学反应速率的影响均相同 B．哈伯法合成氨是吸热反应，新法合成氨是放热反应 C．新法合成能在常温下进行是因为不需要断裂化学键 D．新法合成与哈伯法相比不需要在高温条件下，可节约大量能源，极具发展愿景 7．下列措施能明显增大原反应的化学反应速率的是 A．Na与水反应时，增加水的质量 B．在H2SO4与NaOH两溶液反应时，增大压强 C．实验室制氢气时，将稀H2SO4改为98％的浓H2SO4与Zn反应 D．在工业合成氨反应中，温度一定、容器体积一定时，增加氮气的量 8．工业上以CO和H2为原料合成甲醇的反应：CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)  △H＜0，在容积为1 L的恒容容器中，分别在T1、T2、T3三种温度下合成甲醇。如图是上述三种温度下不同H2和CO的起始组成比(起始时CO的物质的量均为1mol)与CO平衡转化率的关系。下列说法不正确的是 A．H2转化率：a＞b＞c B．上述三种温度之间关系为T1＞T2＞T3 C．a点状态下再通入0.5 mol CO和0.5 molCH3OH，平衡不移动 D．c点状态下再通入1 molCO和4 mol H2，新平衡中H2的体积分数减小 9．纳米钴常用于CO加氢反应的催化剂：CO(g)+3H2(g)CH4(g)+H2O(g)  ΔH＜0。下列说法正确的是 A．纳米技术的应用，优化了催化剂的性能，提高了反应的转化率 B．缩小容器体积，平衡向正反应方向移动，CO的浓度增大 C．从平衡体系中分离出H2O(g)能加快正反应速率 D．工业生产中采用高温条件下进行，其目的是提高CO的平衡转化率 10．化学反应广泛联系生活、生产及研究领域。下列叙述与化学反应调控无关的是 A．油锅起火，盖上锅盖灭火 B．生产糖果，加入食用色素 C．鲜牛奶冷藏，冷链运输 D．工业合成氨，研发新型催化剂 11．下列有关以和为原料气的工业合成氨反应的说法不正确的是（    ） A．属于放热反应 B． C．属于可逆反应 D．在恒容容器中反应，压强逐渐减小 12．下图为工业合成氨的流程图。图中为提高原料转化率而采取的措施是 A．①②③ B．①③⑤ C．②④⑤ D．②③④ 二、非选择题 13．乙酸制氢具有重要意义，发生的反应如下： 热裂解反应：CH3COOH(g)=2CO(g)＋2H2(g)　ΔH=＋213.7 kJ·mol-1 脱羧基反应：CH3COOH(g)=CH4(g)＋CO2(g)　ΔH=-33.5 kJ·mol-1 (1)请写出CO与H2反应生成甲烷的热化学方程式： 。 (2)在密闭容器中，利用乙酸制氢，选择的压强为 (填“高压”或“常压”)。其中温度与气体产率的关系如图：    ①约650 ℃之前，脱羧基反应活化能低，速率快，故氢气产率低于甲烷；650 ℃之后氢气产率高于甲烷，理由是随着温度升高，热裂解反应速率加快，同时 。 ②保持其他条件不变，在乙酸气中掺杂一定量水，氢气产率显著提高而CO的产率下降，请分析原因： 。 (3)若利用合适的催化剂控制其他副反应，温度为T ℃时达到平衡，总压强为p kPa，热裂解反应消耗乙酸30%，脱羧基反应消耗乙酸50%，H2体积分数为 ；脱羧基反应的平衡常数Kp为 kPa(Kp为以分压表示的平衡常数，分压=总压×体积分数，计算结果用最简式表示)。 14．近年来我国大力加强温室气体催化氢化合成甲醇技术的工业化量产研究，实现可持续发展。回答下列问题： (1)已知：      写出催化氢化合成甲醇的热化学方程式 。 (2)为提高的产率，理论上应采用的条件是 (填序号)。 a．高温高压     b．低温低压       c．高温低压    d．低温高压 (3)250℃时，在恒容密闭容器中由催化氢化合成，如图为不同投料比 时某反应物X的平衡转化率的变化曲线。 反应物X是 (填“”或“”)。 (4)250℃时，在体积为的恒容密闭容器中加入、和催化剂，10min时反应达到平衡，测得。 ①前10min内的平均反应速率 。 ②化学平衡常数 。 ③催化剂和反应条件与反应物的转化率和产物的选择性高度相关。控制相同投料比和相同反应时间，得到如下四组实验数据： 实验编号 温度/K 催化剂 的转化率/% 甲醇的选择性/% A 543 纳米棒 B 543 纳米片 C 553 纳米棒 D 553 纳米片 根据上表所给数据，用生产甲醇的最优条件为 (填实验编号)。 15．综合利用CO2、CO对实现“零排放”有重要意义。H2和CO合成甲醇反应为：。回答下列问题： (1)决定化学反应速率的主要因素是_______。 A．温度和压强 B．反应物浓度 C．反应物自身的性质 D．催化剂 (2)以下四种情况反应速率最快的是_______。 A． B． C． D． (3)若要加快CH3OH的生成速率并提高CO的转化率，可采取的措施是_______。 A．增大CO浓度 B．不断移出CH3OH C．减小压强 D．增大H2浓度 (4)下图为CO的转化率与温度、压强的相关实验数据： 5.05×105Pa 1.01×106Pa 3.03×106Pa 230℃ 0.7961 0.8972 0.8974 330℃ 0.6675 0.7767 0.7770 430℃ 0.5520 0.6897 0.6906 根据表中信息回答下列问题： ①合成甲醇最合适的温度和压强分别是 、 ，理由是 。 ②能正确表示合成甲醇反应中能量变化的图像是 。 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 D D B B A D D B B B 题号 11 12 答案 B C 13．(1)2CO(g)＋2H2(g)=CH4(g)＋CO2(g)　ΔH=-247.2 kJ·mol-1 (2) 常压 热裂解反应正向进行，而脱羧基反应逆向进行 CO(g)和H2O(g)在高温下反应生成H2(g)和CO2(g) (3) 25% p 14．      d CO2 0.225 5.33 B 15．(1)C (2)D (3)D (4) 的转化率在下已经很高，无需使用高压增加生成成本，该反应正反应为放热反应，高温不利于生成 B 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 $