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

2025-2026学年第一学期人教版高中选择性必修1化学同步检查 第二章 化学反应速率与化学平衡第四节 化学反应的调控 一、单选题（本大题共9小题） 1．化学与生产、生活息息相关，下列说法错误的是（    ） A．将黄花梨放在冰雪里保存以减缓腐败速率 B．打开剧烈摇动后的碳酸饮料产生大量气泡的原因是压强对化学平衡的影响 C．工业合成氨选用的温度越低越好，压强越大越好 D．制造蜂窝煤时加入生石灰，与化学反应速率无关 2．下列有关说法正确的是（ ） A．△H＞0、△S＜0的反应在任何条件下都能自发进行 B．对于二氧化硫的催化氧化反应（△H＜0），反应温度越低越好 C．合成氨生产中，为提高氢气的转化率，可增加氮气的量 D．使用催化剂可以提高工业生产中合成氨的产率 3．在硫酸工业中，通过下列反应：，下表列出了在不同温度和压强下，反应达到平衡时的转化率。下列说法正确的是（    ） 温度/ 平衡时的转化率 0.1MPa 0.5MPa 1MPa 5MPa 10MPa 450 97.5 98.9 99.2 99.6 99.7 550 85.6 92.9 94.9 97.7 98.3 A．工业上通入过量空气的主要目的是加快反应速率 B．回收尾气中的仅为了防止空气污染 C．采用常压条件是因为常压下的转化率足够高，增大压强会增加设备成本 D．选择的较高温度既提高反应速率也提高平衡转化率 4．合成氨反应： 下列说法不正确的是（　　） A．该反应，升高温度，反应速率增大 B．对原料气需进行净化处理，防止催化剂中毒 C．生产中采用循环操作主要是为了增大化学反应速率 D．适当增大n(N2)：n(H2)投料比有利于提高的平衡转化率 5．下图所示为工业合成氨的流程图。有关说法错误的是（    ） A．步骤①中“净化”可以防止催化剂中毒 B．步骤②中“加压”既可以提高原料的转化率，又可以加快反应速率 C．步骤③、④、⑤均有利于提高原料平衡的转化率 D．产品液氨除可生产化肥外，还可用作致冷剂 6． 研究一个化学反应时，往往需要关注反应进行的方向、限度、快慢的问题，下列有关说法中正确的是 ①同一可逆反应的正、逆反应在不同条件下都有自发进行的可能 ②恒温时，增大压强，化学反应速率一定加快 ③升高温度可降低化学反应的活化能，提高活化分子百分数，加快化学反应速率 ④根据勒夏特列原理，500℃左右比室温更有利于合成氨的反应 ⑤绝大多数的化学反应是有限度的，限度越大的反应，化学反应速率越大 ⑥化学方程式中化学计量数等倍扩大或缩小，化学平衡常数不会发生改变 ⑦室温下不能自发进行，说明该反应的 ⑧用制备时，需加入大量的水并加热，可用勒夏特列原理来解释 A. ②④⑧ B. ①⑦⑧ C. ②⑤⑥ D. ①③⑤ 7．硫酸工业中涉及反应： 。下表为不同温度和压强下的平衡转化率，下列说法正确的是 温度/℃ 的平衡转化率/% 450 97.5 98.9 99.2 99.6 99.7 550 85.6 92.9 94.9 97.7 98.3 A．工业上通入过量空气的主要目的是加快反应速率 B．回收尾气中的仅为了防止空气污染 C．采用常压生产是因为平衡时的转化率已足够高，增大压强会增加设备成本 D．选择的较高温度既提高反应速率也提高平衡转化率 8．下图是工业合成氨的流程示意图。有关说法不正确的是（    ） A．步骤①中“净化”可以防止催化剂中毒 B．步骤②③既可加快反应速率，也可增大平衡常数 C．步骤④⑤均有利于提高原料平衡的转化率 D．步骤⑤的目的是将未反应的和循环再利用 9．硫酸是一种重要的化工产品，目前主要采用“接触法”进行生产。有关反应的说法不正确的是： A．实际生产中，SO2、O2再循环使用提高原料利用率 B．实际生产中，为了降低成本，提高生成效益，通常采用常压、和较高的反应温度 C．实际生产中，选定400—500℃作为反应温度，主要原因是该温度范围催化剂的活性最高 D．实际生产中，通常通入过量SO2来提高O2的转化率 二、多选题（本大题共4小题） 10．恒压条件下，密闭容器中按照体积比为充入、，合成，其中涉及的主要反应： Ⅰ. Ⅱ. 在不同催化剂作用下发生反应Ⅰ和反应Ⅱ，在相同的时间段内的选择性和产率随温度的变化如图所示： 已知： 的选择性 下列说法正确的是（ ） A．保持恒温恒压下充入氮气，不影响的产率 B．合成甲醇的适宜工业条件是约，催化剂选择 C．使用催化剂，以上，升高温度甲醇的产率降低，原因可能是催化剂的活性降低 D．使用催化剂，以上，升高温度甲醇的产率降低，可能是因为反应Ⅱ平衡正向移动 11．科学家利用实验与计算机模拟合成氨催化反应，其反应历程如图所示。其中吸附在催化剂表面的物种用*标注。下列说法错误的是（　　） A．历程中最大能垒的反应为： B．氨气的脱附是放热反应 C．从速率和平衡角度综合考虑，压强越大、温度越低越有利于工业合成氨 D．NH3的及时脱附有利于空出催化剂上的活性位点 12．在不同压强下，按照 方式进料合成氨 ，反应达平衡时氨的摩尔分数随温度的变化关系如图。实验研究表明，合成氨反应的速率与参与反应的物质浓度的关系式为 。下列说法正确的是 A． B． 点氢气的平衡转化率为 C． 点对应的平衡常数为 D．为同时提高反应速率和氨的平衡产率，可以选择及时分离出氨气 13．下列说法错误的是 A．化学平衡常数改变，化学平衡一定发生移动 B．恒温恒容条件下，反应达平衡后再充入，平衡向正反应方向移动 C．25℃时某容器中发生：，当各组分物质的量不再变化时，达到化学平衡状态 D．实际生产中，反应的条件为400~500℃、常压、合适的催化剂 三、简答题（本大题共3小题） 14．氨是重要的化工产品，我国目前氨的生产能力位居世界首位。 Ⅰ．工业合成氨的反应为 (1)根据如图数据，计算合成氨的 。 (2)下列关于合成氨说法正确的是___________。 A．该反应的 B．液化分离产物，可提高原料转化率 C．使用铁触媒做催化剂，可同时降低反应的活化能和反应热 D．降温、高压、使用催化剂都有利于提高的平衡产率 (3)在不同压强下，按照进料，反应达到平衡时氨的物质的量分数x与温度的计算结果如图所示，则 (填“>”或“<”)，理由是 。 Ⅱ．合成氨原料气的制备 甲烷催化重整制氢可用于制备氢能，其主要反应是。向一恒容密闭容器中加入和一定量的，测得的平衡转化率按不同投料比随温度的变化曲线如图所示。 (4)该反应的 0.(填“>”或“<”)。 (5)a、b、c三点对应的平衡常数的大小关系是 。 (6)的条件下，往刚性密闭容器中充入和进行反应，时，容器内，则的反应速率= (用含的计算式表示)，通过计算判断此时反应是否达到平衡？(已知，时该反应平衡常数为1.2) 。 15．I.在硫酸工业中，通过下列反应使SO2氧化成SO3：2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)     ΔH=-196.6kJ•mol-1。(已知：反应条件为催化剂、加热；催化剂是V2O5，在400～500℃时催化剂效果最好)表中列出了在不同温度和压强下，反应达到平衡时SO2的转化率。 温度/℃ 平衡时SO2的转化率/% 0.1MPa 0.5MPa 1MPa 5MPa 10MPa 450 97.5 98.9 99.2 99.6 99.7 550 85.6 92.9 94.9 97.7 98.3 (1)从理论上分析，为了使二氧化硫尽可能多地转化为三氧化硫，应选择的条件是 。 (2)在实际生产中，选定的温度为400～500℃，原因是 。 (3)在实际生产中，采用的压强为常压，原因是 。 (4)在实际生产中，通入过量的空气，原因是 。 (5)尾气中SO2必须回收，原因是 。 II.Bodenstein研究了反应：2HI(g)H2(g)+I2(g)     ΔH＞0。在716K时，气体混合物中碘化氢的物质的量分数x(HI)与反应时间t的关系如表所示： t/min 0 20 40 60 80 120 x(HI) 1 0.91 0.85 0.815 0.795 0.784 x(HI) 0 0.6 0.73 0.773 0.78 0.784 (6)根据上述实验结果，该反应的平衡常数K的计算式为 。 (7)上述反应中，正反应速率v正=k正x2(HI)，逆反应速率v逆=k逆x(H2)•x(I2)，其中k正、k逆为正、逆反应速率常数，则k逆为 (用含K和k正的代数式表示)。 III.在刚性容器压强为1.01MPa时，乙酸甲酯与氢气制备乙醇主要发生如下反应：CH3COOCH3(g)+2H2(g)CH3OH(g)+CH3CH2OH(g)。一定温度下，以n(CH3COOCH3)∶n(H2)=1∶10的投料比进行反应，乙酸甲酯转化率与气体总压强的关系如图所示： (8)A点时，CH3COOCH3(g)的平衡分压为 ，CH3CH2OH(g)的体积分数为 %(保留一位小数)。 (9)此温度下，该反应的化学平衡常数Kp= MPa-1(Kp为以分压表示的平衡常数，列出计算式，不要求计算结果)。 16．水煤气变换反应是工业上的重要反应,可用于制氢。 水煤气变换反应:CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)　ΔH=-41.2 kJ·mol-1 该反应分两步完成:3Fe2O3(s)+CO(g)2Fe3O4(s)+CO2(g)ΔH1=-47.2 kJ·mol-1 2Fe3O4(s)+H2O(g)3Fe2O3(s)+H2(g)　ΔH2 请回答: (1)ΔH2=　　　　kJ·mol-1。 (2)恒定总压1.70 MPa和水碳比[n(H2O)∶n(CO)=12∶5]投料,在不同条件下达到平衡时CO2和H2的分压(某成分分压=总压×该成分的物质的量分数)如表。 p(CO2)/MPa p(H2)/MPa p(CH4)/MPa 条件1 0.40 0.40 0 条件2 0.42 0.36 0.02 ①在条件1下,水煤气变换反应的平衡常数K=　　　 。 ②对比条件1,条件2中H2产率下降是因为发生了一个不涉及CO2的副反应,写出该反应方程式:　　　　　　　　　　　　　　　　　。 (3)下列说法正确的是　　　　(填序号)。 A．通入反应器的原料气应避免混入O2 B．恒定水碳比[n(H2O)/n(CO)],增加体系总压可提高H2平衡产率 C．通入过量水蒸气可防止Fe3O4被进一步还原为Fe D．通入过量惰性气体增加体系总压,可提高反应速率 (4)水煤气变换反应是放热的可逆反应,需在多个催化剂层间进行降温操作以“去除”反应过程中的余热(如图甲所示),保证反应在最适宜温度附近进行。 ①在催化剂活性温度范围内,图乙中b~c段对应降温操作的过程,实现该过程的一种操作方法是　　　　(填序号)。 A．按原料比通入冷的原料气 B．喷入冷水(蒸气) C．通过热交换器换热 ②若采用喷入冷水(蒸气)的方式降温,在图丙中作出CO平衡转化率随温度变化的曲线。 (5)在催化剂活性温度范围内,水煤气变换反应的历程包含反应物分子在催化剂表面的吸附(快速)、反应及产物分子的脱附等过程。随着温度升高,该反应的速率先增大后减小,其速率减小的主要原因是　　　　　　　　　。 参考答案 1．C 2．C 3．C 4．C 5．C 6．B 7．C 8．B 9．D 10．BD 11．BC 12．CD 13．BC 14．(1)-90 (2)AB (3) ＜ 该反应为气体分子数减小的反应，在相同温度下，增大压强，平衡正向移动，氨的物质的量增大 (4)＞ (5)b=c＞a (6) 浓度商Q===0.03＜1.2=K，所以反应正向进行，没有达到平衡状态 15．(1)450℃、10MPa (2)在此温度下，催化剂活性最高。温度较低，会使反应速率减小，达到平衡所需时间变长；温度较高，SO2转化率会降低 (3)在常压下SO2的转化率就已经很高了(97.5%)，若采用高压，平衡能向右移动，但效果并不明显，且采用高压时会增大对设备的要求而增大生产成本 (4)增大反应物O2的浓度，有利于提高SO2的转化率 (5)防止污染环境；循环利用，提高原料的利用率 (6) (7) (8) 0.01MPa 8.9 (9) 16．(1)+6.0 (2)①2　②CO+3H2H2O+CH4 (3)AC (4)①A　② (5)水煤气变换反应的正反应放热,温度升高到一定程度时,随着温度的升高,相同时间内生成的产物总分子数减少,总反应速率减小 第 page number 页，共 number of pages 页 第 page number 页，共 number of pages 页 学科网（北京）股份有限公司 $