2.4 化学反应的调控（同步练习）-2026-2027学年高二上学期化学人教版选择性必修1

**基本信息** 聚焦化学反应调控核心知识，通过基础概念辨析、综合图像分析及工业实践应用三层设计，构建从单一到综合的知识巩固路径，培养化学观念与科学思维。 **分层设计** |层次|知识覆盖|设计特色| |----|----------|----------| |基础层|单一反应条件调控|单选1-5考查勒夏特列原理、催化剂作用等基础概念| |提升层|多因素综合分析|单选6-15含图像分析（如反应速率与平衡关系）、活化能比较| |综合层|工业流程与实验探究|非选择题21-23结合数据图表（如转化率随温度变化）、实验方案设计|

2.4 化学反应的调控（同步练习）原卷版 姓名：___________班级：___________ 一、单选题 1．合成氨工业对国民经济和社会发展具有重要的意义。哈伯法合成氨需要在的高压下合成出氨。美国俄勒冈大学的化学家使用了一种名为的催化剂，在常温下用氮气和氢气合成出氨。下列说法正确的是 A．哈伯法合成氨是吸热反应，新法合成氨是放热反应 B．新法合成氨比哈伯法合成氨能节约能源，具有很好的发展前景 C．新法合成能在常温下进行是因为不需要断裂化学键 D．加压不利于新法合成氨 2．下列关于工业合成氨反应的调控说法正确的是 A．合成氨时，常采用迅速冷却的方法将氨液化，提高平衡转化率 B．合成氨时为提高平衡转化率，温度越高越好 C．增大浓度，可以提高活化分子百分数，从而加快反应速率 D．合成氨选择压强越高越好，可以加快反应速率，并提高转化率 3．下列关于合成氨工业说法不正确的是 A．使用铁触媒，使和混合气体有利于合成氨 B．根据勒夏特列原理，500℃左右比室温更有利于合成氨的反应 C．合成氨厂一般采用10 MPa~30 MPa，综合考虑了反应速率、转化率和经济成本等因素 D．将混合气体中的氨液化有利于合成氨反应 4．弗里茨•哈伯是第一个制造出氨的科学家，被誉为“空气制面包的圣人”。合成氨反应原理为(反应流程如图)。下列说法正确的是 A．合成塔中充入的越多越有利于合成 B．催化剂不参与反应，可循环往复无限制的使用 C．及时分离出液氨，可提高原料的利用率 D．实际生产中，采用压强越高，经济效益越好 5．用催化还原，是柴油机车辆尾气净化的主要方法。反应原理为  。下列说法正确的是 A．仅从平衡角度考虑，高压条件有利于柴油机车尾气的净化 B．使用合适的催化剂可以提高活化分子百分率，增大反应速率 C．上述反应只有在高温下才能正向自发进行 D．为减小柴油机车辆尾气对空气的污染，通入越多越好 6．下面是某化学研究小组探究外界条件对化学反应速率和化学平衡影响的图像，其中图像和实验结论正确的是 A．图①中该反应中各物质均为气体 B．图②中M点正反应速率点逆反应速率 C．图③是在恒温恒容的密闭容器中，反应物按不同投料比进行反应，若平衡时和的转化率相等，则 D．图④中A、B、C三点表示不同温度、不同压强下NO的平衡转化率，压强最小的是B点，化学平衡常数最小的是A点 7．对于反应：,下列图像正确的是 A．①④ B．② C．①③ D．②③④ 8．和反应过程中能量变化示意图如下。其它条件相同时，下列说法错误的是 A．低温下，以反应②为主 B．反应①、②在低温下均能自发进行 C．升高温度反应①的正反应速率减小，逆反应速率增大 D．从平衡的角度分析，脱除生成的有利条件是高温、低压 9．氢能是极具潜力的清洁能源，通过反应CO(g)+H2O(g)⇌CO2(g)+H2(g) ∆H<0，可大规模制取氢气。在恒容密闭容器中模拟该反应，下列措施中既能提高CO的平衡转化率又能加快反应速率的是 A．适当升高温度 B．增大催化剂表面积 C．增大H2O(g)的浓度 D．不断分离出H2和CO2 10．北京化工大学化学学院国家重点实验室用甲醇水蒸气重整制氢的主副反应如下： 主反应Ⅰ：   副反应Ⅱ：   在恒容密闭容器中甲醇水蒸气重整制氢反应体系中，平衡时的转化率、和的物质的量随温度的变化如图所示： 下列有关说法正确的是 A．曲线M表示的物质的量随温度的变化 B．曲线N在T℃之前上升的原因是以副反应Ⅱ为主 C．反应体系中混合气体的密度不变时，反应均达平衡 D．其他条件不变时，减压或加水蒸气有利于重整制氢 11．硫酸工业中，催化氧化为 温度 平衡时的转化率 450 97.5 98.9 99.2 99.6 99.7 550 85.6 92.9 94.9 97.7 98.3 根据反应原理和上表中数据分析下列叙述错误的是 A．实际生产中可以通过通入适当过量的空气来提高的转化率 B．常压下的转化率已经比较大了，从成本角度考虑，实际生产中没必要采用高压环境 C．尾气中的必须回收循环利用防止污染环境并提高原料的利用率 D．生产中采用温度的较高温度，主要考虑是提高平衡时反应物的转化率 12．利用Sabatier反应可以实现能量的化学储存，反应原理为  。下列关于该反应的说法正确的是 A．该反应中，反应物的总键能大于生成物的总键能 B．使用新型纳米镍催化剂可以降低反应的焓变，从而提高的平衡转化率 C．在恒容密闭容器中，及时分离出水蒸气，有利于反应正向进行，提高的产率 D．为了提高反应速率，工业生产中采用的反应温度越高越好 13．一定条件下，向容器中加入、和，发生反应：，改变条件达到各平衡状态，状态I和III的固体质量相等。 下列说法错误的是 A．压强： B．平衡常数： C．逆反应速率： D．若体积，则数值上： 14．甲醇脱氢反应为  。研究指出，在催化剂作用下，反应的部分机理为 历程Ⅰ：     历程Ⅱ： 历程Ⅲ：     历程Ⅳ： 实验测得，反应相同时间后甲醇的转化率()、甲醇生成甲醛的转化率()和甲醛的选择性()与温度的关系如图所示(甲醛的选择性)。 下列说法正确的是 A．甲醇直接脱氢制取甲醛的最佳温度为600℃ B．650~750℃，升高温度，脱氢生成甲醛的反应逆向进行 C．历程Ⅰ的活化能大于脱氢生成甲醛总反应的活化能 D．700℃时，历程Ⅱ的速率小于历程Ⅲ的速率 15．由Si和耦合加氢的热化学方程式为  ，相同条件下，用Cu、CuO和CuCl分别催化上述反应，一段时间内的转化率如下表所示。 催化剂 Cu CuO CuCl 的转化率/% 7.3 14.3 22.3 下列说法正确的是 A．有利于反应自发进行的条件为高温 B．用Cu作催化剂所需要的活化能大于用CuCl作催化剂 C．分离出产物时，可加快正反应速率，平衡正向移动 D．为了加快化学反应速率，反应温度越高越好，但的平衡转化率减小 16．硫酸是重要化工原料，工业生产制取硫酸的原理示意图如图。 下列说法不正确的是 A．能与稀硝酸发生氧化还原反应 B．Ⅱ中的反应条件都是为了提高平衡转化率 C．将黄铁矿换成硫黄可以减少废渣的产生 D．Ⅲ中用98.3%的浓硫酸吸收SO3可避免形成酸雾 17．工业可通过甲醇羰基化法制取甲酸甲酯 ，在容积固定的密闭容器中，投入等物质的量和，测得相同时间内的转化率随温度变化如下图所示。下列说法不正确的是 A．b点反应速率 B．升高温度，甲醇平衡转化率会增大 C．生产时反应温度控制在为宜 D．平衡常数，反应速率 18．温度改变对催化剂活性有影响，评价催化剂的活性参数——空时收率和CO的选择性可表示如下： 空时收率 CO的选择性 某学习小组以反应：  为研究对象，在不同温度下，对四组其他条件都相同的反应物进行研究，经过相同时间小时，测得空时收率、CO的选择性数据如下表所示。 组别 反应温度(℃) 空时收率 CO的选择性(%) ① 130 0.70 72.5 ② 140 0.75 71.0 ③ 150 0.71 55.6 ④ 160 0.66 63.3 下列说法正确的是 A．温度升高，空时收率先增大后减小，说明 B．温度升高，催化剂活性逐渐减弱，对CO的选择性逐渐降低 C．时，CO的选择性最高，说明CO生成的转化率最高 D．综合考虑空时收率和CO的选择性，工业生成时，选择效果最好 19．工业合成甲醇的原理为  H<0，其工艺流程如图所示。下列叙述正确的是 A．“干燥净化”的目的是防止催化剂失活 B．合成甲醇时压强越大越好 C．“冷却装置”能提高原料平衡转化率和反应速率 D．采用“高温”有利于提高甲醇的平衡产率 20．工业上以纯度为98%左右的粗硅为原料制备高纯硅的反应如下：①  ；②  。当①、②反应体系的压强各为、时，分别改变进料比和反应温度，二者对产率和的平衡转化率影响如图1、图2所示。下列说法正确的是 A． B．反应①，增加HCl浓度，反应速率加快，产率增大 C．反应①更适合在较低温度下进行 D．反应②，工业上选择反应温度1300℃更合适 二、非选择题 21．和在一定条件下反应：正反应放热，为甲醇。若在一定条件下，向体积为的恒容恒温密闭容器中通入 和 ，测得和的物质的量浓度随时间的变化如图2所示。 (1)内，氢气的平均反应速率为________。 (2)点时，________。 (3)下列叙述一定能说明该反应达到平衡状态的是________。 A．化学反应速率关系： B．容器内混合气体的密度不再改变 C．的物质的量浓度不再改变 D．容器内混合气体的平均摩尔质量不再改变 若在恒压条件下，和的起始物质的量之比为时，该反应在无分子筛膜和有分子筛膜时甲醇的平衡产率随温度的变化如图3所示，其中分子筛膜能选择性分离出。 (4)甲醇平衡产率随温度升高而降低的原因为______________________________。 (5)点甲醇产率高于点的主要原因为______________________________。 (6)根据图3，在此条件下采用该分子筛膜时的最佳反应温度为________℃。 22．凡运用化学方法改变物质组成、结构或合成新物质的技术，都属于化学生产技术，也就是化学工艺，所得产品被称为化学品或化工产品。人类与化工的关系十分密切，有些化工产品在人类发展历史中，起着划时代的重要作用，它们的生产和应用，甚至代表着人类文明的一定历史阶段。哈伯工业合成氨的流程如图: （1）为提高原料平衡转化率采取的措施是________。 A．①②③④⑤ B．②③④ C．②④⑤ D．②③④ （2）合成氨的反应采用400~500℃最主要的原因是________。 A．温度太低反应速率太小 B．该温度时催化剂活性较高 C．该温度时反应速率最大 D．该温度时的转化率最高 （3）工业合成氨的原理为  。 一定温度下，在体积可变的密闭容器中充入和合成，相同时间内，测得体积分数与压强的关系如图2所示。 cd段体积分数急剧降低的原因可能是________(填标号)。 A． 平衡向左移动    B．反应速率降低    C．氨气开始液化 (4)工业尾气中的可通过催化氧化为除去，已知与作用分别生成、NO、的反应均为放热反应。将一定比例的、和的混合气体以一定流速经过装有催化剂的反应管，的转化率、的选择性[]与温度的关系如下图。 其他条件不变，在200～300℃范围内升高温度，出口处氮氧化物的量___________(填“增大”或“减小”)，作出该判断的依据是___________。 23．等大气污染物的妥善处理对保护环境具有重要意义。 (1)汽车中的三元催化器能使尾气中的和发生反应转化为无污染的气体，主要反应的化学方程式为。 ①如图为相同时间内不同温度下汽车尾气中的转化率的变化情况。该反应最佳的催化剂与温度为___________。 ②若在恒容密闭容器中，充入和，下列选项中不能说明该反应已经达到平衡状态的是___________(填字母)。 A．和的物质的量之比不变        B．混合气体的密度保持不变 C．混合气体的压强保持不变            D． (2)为研究如何增大和催化反应的速率，某课题组进行了以下实验探究。 编号 催化剂的比表面积 Ⅰ 280 80.0 Ⅱ 280 120.0 Ⅲ 360 80.0 回答下列问题： ①第I组实验中，达到平衡时的浓度为___________。 ②由曲线可知，增大催化剂比表面积，该化学反应速率将___________(填“增大”“减小”或“无影响”)。 ③由实验I和Ⅲ可得出的结论是___________。 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 $ 2.4 化学反应的调控（同步练习）解析版 姓名：___________班级：___________ 一、单选题 1．合成氨工业对国民经济和社会发展具有重要的意义。哈伯法合成氨需要在的高压下合成出氨。美国俄勒冈大学的化学家使用了一种名为的催化剂，在常温下用氮气和氢气合成出氨。下列说法正确的是 A．哈伯法合成氨是吸热反应，新法合成氨是放热反应 B．新法合成氨比哈伯法合成氨能节约能源，具有很好的发展前景 C．新法合成能在常温下进行是因为不需要断裂化学键 D．加压不利于新法合成氨 【参考答案】B 【解析】A．两种方法合成氨的总反应相同，均为，都是放热反应，A错误； B．新催化剂使合成氨能在常温下进行，与需要较高温度的哈伯法相比可减少加热能耗，因而具有较好的发展前景，B正确； C．合成氨时仍需断裂氮气和氢气分子中的化学键并形成氮氢键；催化剂的作用是提供活化能较低的反应途径，而不是使反应不再断键，C错误； D．合成氨的正反应方向气体总物质的量减小，增大压强可使平衡向生成氨的方向移动，并能增大反应速率，因此加压并非不利，D错误； 故选B。 2．下列关于工业合成氨反应的调控说法正确的是 A．合成氨时，常采用迅速冷却的方法将氨液化，提高平衡转化率 B．合成氨时为提高平衡转化率，温度越高越好 C．增大浓度，可以提高活化分子百分数，从而加快反应速率 D．合成氨选择压强越高越好，可以加快反应速率，并提高转化率 【参考答案】A 【解析】A．合成氨反应为可逆反应，将氨液化分离会减小生成物浓度，使平衡正向移动，提高原料平衡转化率，A正确； B．合成氨反应为放热反应，温度越高平衡逆向移动，平衡转化率越低，且过高温度会降低催化剂活性，B错误； C．增大浓度，仅会增加单位体积内活化分子数目，活化分子百分数不变，C错误； D．压强过高会大幅提升设备成本和技术要求，并非压强越高越好，D错误； 故选A。 3．下列关于合成氨工业说法不正确的是 A．使用铁触媒，使和混合气体有利于合成氨 B．根据勒夏特列原理，500℃左右比室温更有利于合成氨的反应 C．合成氨厂一般采用10 MPa~30 MPa，综合考虑了反应速率、转化率和经济成本等因素 D．将混合气体中的氨液化有利于合成氨反应 【参考答案】B 【解析】A．铁触媒是合成氨反应的催化剂，能够加快反应速率，有利于合成氨，A正确； B．合成氨正反应为放热反应，根据勒夏特列原理，低温更有利于平衡正向移动、提高反应物转化率，选择500℃左右是因为该温度下催化剂活性最高、反应速率快，与勒夏特列原理无关，B错误； C．合成氨是气体分子数减少的反应，增大压强可加快反应速率、使平衡正向移动提高反应物转化率，10MPa~30MPa的压强条件下设备成本适中，综合考虑了反应速率、转化率和经济成本，C正确； D．将混合气体中的氨液化，降低生成物浓度，平衡正向移动，可提高、的转化率，有利于合成氨反应，D正确； 故答案为B。 4．弗里茨•哈伯是第一个制造出氨的科学家，被誉为“空气制面包的圣人”。合成氨反应原理为(反应流程如图)。下列说法正确的是 A．合成塔中充入的越多越有利于合成 B．催化剂不参与反应，可循环往复无限制的使用 C．及时分离出液氨，可提高原料的利用率 D．实际生产中，采用压强越高，经济效益越好 【参考答案】C 【解析】A．合成氨中仅需适当过量，若充入过多，会稀释反应物，且会占据催化剂的活性位点，并非越多越有利于合成氨，A错误； B．催化剂会参与反应过程，只是反应前后质量和化学性质不变；且催化剂会发生中毒失活，不能无限制使用，B错误； C．合成氨是可逆反应，及时分离出液氨，会使平衡正向移动，促进、转化，提高原料利用率，C正确； D．压强越高，对设备的抗压要求越高、能耗和生产成本越高，并不是压强越高经济效益越好，实际工业选择合适压强而非最高压强，D错误； 故选C。 5．用催化还原，是柴油机车辆尾气净化的主要方法。反应原理为  。下列说法正确的是 A．仅从平衡角度考虑，高压条件有利于柴油机车尾气的净化 B．使用合适的催化剂可以提高活化分子百分率，增大反应速率 C．上述反应只有在高温下才能正向自发进行 D．为减小柴油机车辆尾气对空气的污染，通入越多越好 【参考答案】B 【解析】A．该反应气体分子数增加（反应物，生成物），根据勒夏特列原理，高压使平衡向气体分子数减少的方向（逆向）移动，不利于尾气净化，A错误； B．催化剂通过降低活化能，提高活化分子百分率，从而增大反应速率，B正确； C．反应（放热）且（气体分子数增加），，故在任何温度下均自发进行，C错误； D．过量通入可能导致未反应的的排放，造成二次污染，，D错误； 故答案选B。 6．下面是某化学研究小组探究外界条件对化学反应速率和化学平衡影响的图像，其中图像和实验结论正确的是 A．图①中该反应中各物质均为气体 B．图②中M点正反应速率点逆反应速率 C．图③是在恒温恒容的密闭容器中，反应物按不同投料比进行反应，若平衡时和的转化率相等，则 D．图④中A、B、C三点表示不同温度、不同压强下NO的平衡转化率，压强最小的是B点，化学平衡常数最小的是A点 【参考答案】C 【解析】A．如果各物质均为气体，则反应为等气体体积的反应，压强的改变对平衡不影响，D的体积分数不随压强的改变而改变，A错误； B．根据图形，温度T1比温度T2更早达到平衡，T1温度更高，N点为温度T2，温度低，反应速率比T1的M点慢，且还处于建立平衡的过程中，逆反应速率更慢，N点逆反应速率<M点正反应速率，B错误； C．当投料比等于化学计量数之比时，所有反应物的转化率相等，若平衡时的转化率相等，则a=2，C正确； D．该反应为气体体积减小的反应，增大压强，平衡正向移动，NO的平衡转化率增大，则压强最小的是A点；根据图形，升高温度，NO的平衡转化率减小，则平衡逆向移动，该反应为放热反应，A点温度最低，化学平衡常数最大，D错误； 故选C。 7．对于反应：,下列图像正确的是 A．①④ B．② C．①③ D．②③④ 【参考答案】B 【解析】①该反应，正反应放热，升高温度平衡逆向移动，C的物质的量分数应随温度升高而减小，图中C的物质的量分数随温度升高而增大，①错误； ②该反应正反应放热，升高温度平衡逆向移动，A的转化率随温度升高而降低，符合规律；正反应为气体分子数减小的反应，相同温度下压强越大，平衡正向移动程度越大，A的转化率越高，压强越高对应曲线位置越靠上，②正确； ③温度越高反应速率越快，400℃先达到平衡，符合反应速率规律，但升高温度平衡逆向移动，400℃平衡时B的物质的量分数应该大于200℃平衡时B的物质的量分数，③错误； ④该反应正反应为气体分子数减小的反应，相同温度下压强越大，平衡正向移动程度越大，A的转化率越高；该反应正反应放热，相同压强下温度越高，平衡逆向移动程度越大，A的转化率越低，温度越高对应曲线位置越靠下，而图中温度越高对应曲线位置越靠上，④错误； 只有②正确，故选B。 8．和反应过程中能量变化示意图如下。其它条件相同时，下列说法错误的是 A．低温下，以反应②为主 B．反应①、②在低温下均能自发进行 C．升高温度反应①的正反应速率减小，逆反应速率增大 D．从平衡的角度分析，脱除生成的有利条件是高温、低压 【参考答案】C 【解析】A．反应②活化能低于反应①，低温下活化能低的反应速率更快，以反应②为主，A正确； B．反应①、②均为放热反应，且都是气体分子数减少的反应，根据的自发判据，低温下均满足自发条件，B正确； C．升高温度会使活化分子百分数增大，正、逆反应速率均增大，只是增大程度不同，C错误； D．脱氨反应为，是反应①的逆反应，故，且气体分子数增加，高温（吸热反应升温平衡正向移动）、低压（气体分子数增多减压平衡正向移动）均有利于脱氨，D正确； 故选C。 9．氢能是极具潜力的清洁能源，通过反应CO(g)+H2O(g)⇌CO2(g)+H2(g) ∆H<0，可大规模制取氢气。在恒容密闭容器中模拟该反应，下列措施中既能提高CO的平衡转化率又能加快反应速率的是 A．适当升高温度 B．增大催化剂表面积 C．增大H2O(g)的浓度 D．不断分离出H2和CO2 【参考答案】C 【解析】A. 升高温度会加快反应速率，但由于反应是放热的（ΔH<0），升高温度会使平衡向逆反应方向移动，降低CO的平衡转化率，A错误； B. 增大催化剂表面积可以加快反应速率，但催化剂不影响化学平衡，因此CO的平衡转化率不变，B错误； C. 增大H2O(g)的浓度可以加快反应速率（反应物浓度增大），同时使平衡向正反应方向移动，提高CO的平衡转化率，C正确； D. 不断分离出H2和CO2会使平衡向正反应方向移动，提高CO的平衡转化率，但分离产物对反应速率的加快效果不直接（反应速率主要取决于反应物浓度），D错误； 故选C。 10．北京化工大学化学学院国家重点实验室用甲醇水蒸气重整制氢的主副反应如下： 主反应Ⅰ：   副反应Ⅱ：   在恒容密闭容器中甲醇水蒸气重整制氢反应体系中，平衡时的转化率、和的物质的量随温度的变化如图所示： 下列有关说法正确的是 A．曲线M表示的物质的量随温度的变化 B．曲线N在T℃之前上升的原因是以副反应Ⅱ为主 C．反应体系中混合气体的密度不变时，反应均达平衡 D．其他条件不变时，减压或加水蒸气有利于重整制氢 【参考答案】D 【分析】主反应I为CH3OH(g)+H2O(g)⇌CO2(g)+3H2(g)，ΔH1>0，是吸热反应，且反应前气体物质的量为2mol，反应后为4mol，正反应是气体分子数增大的方向；副反应II为2CH3OH(g)⇌CH3OCH3(g)+H2O(g)，ΔH2<0，是放热反应，且反应前后气体分子数均为2mol。升高温度有利于主反应I正向进行，不利于副反应II正向进行；减压有利于主反应I正向进行，而对副反应II影响不大；加入水蒸气既能促进主反应I正向进行，又能使副反应II逆向移动，从而抑制CH3OCH3生成。 【解析】A．副反应II生成CH3OCH3，且该反应为放热反应，升高温度不利于CH3OCH3的生成，因此CH3OCH3的物质的量不应表现为曲线M这种随温度升高明显增大的趋势。曲线M更符合吸热的主反应I增强后，CH3OH转化率或H2物质的量增大的变化趋势，A错误； B．曲线N在T℃之前上升，不能简单归因于“以副反应II为主”。副反应II是放热反应，若单从温度对副反应平衡的影响看，升温应不利于其正向进行；若图中某物质在T℃前增加，应综合考虑主反应I吸热、升温促进甲醇参与重整等因素，不能说原因是副反应II为主，B错误；   C．该体系是在恒容密闭容器中进行的，反应物和生成物均为气体，反应过程中气体总质量不变，容器体积也不变，因此混合气体的密度始终不变。密度不变不能说明反应达到平衡，C错误；   D．主反应I为气体分子数增大的吸热反应，减压有利于平衡向气体分子数增大的方向移动，即有利于主反应I正向进行，生成更多H2；加入水蒸气相当于增大反应物H2O浓度，也有利于主反应I正向移动，同时水蒸气是副反应II的生成物，加入水蒸气还能抑制副反应II正向进行，减少CH3OCH3生成，因此有利于重整制氢，D正确； 故答案选D。 11．硫酸工业中，催化氧化为 温度 平衡时的转化率 450 97.5 98.9 99.2 99.6 99.7 550 85.6 92.9 94.9 97.7 98.3 根据反应原理和上表中数据分析下列叙述错误的是 A．实际生产中可以通过通入适当过量的空气来提高的转化率 B．常压下的转化率已经比较大了，从成本角度考虑，实际生产中没必要采用高压环境 C．尾气中的必须回收循环利用防止污染环境并提高原料的利用率 D．生产中采用温度的较高温度，主要考虑是提高平衡时反应物的转化率 【参考答案】D 【解析】A．通入适当过量的空气，可增大反应物的浓度，使平衡正向移动，提高的转化率，A正确； B．由表格可知，常压下时转化率已经达到，转化率已经很高；加压对转化率提升幅度很小，还会增加设备和生产成本，因此实际生产无需高压，B正确； C．是有毒大气污染物，回收循环利用既可以防止污染环境，也能提高原料利用率，C正确； D．该反应正反应为放热反应，升高温度平衡逆向移动，会降低平衡转化率。工业生产采用，主要是因为该温度下催化剂活性最高，可大幅加快反应速率，不是为了提高平衡转化率，D错误； 故选D。 12．利用Sabatier反应可以实现能量的化学储存，反应原理为  。下列关于该反应的说法正确的是 A．该反应中，反应物的总键能大于生成物的总键能 B．使用新型纳米镍催化剂可以降低反应的焓变，从而提高的平衡转化率 C．在恒容密闭容器中，及时分离出水蒸气，有利于反应正向进行，提高的产率 D．为了提高反应速率，工业生产中采用的反应温度越高越好 【参考答案】C 【解析】A．该反应为放热反应（ΔH = -165 kJ/mol），放热反应中反应物的总键能小于生成物的总键能，因为ΔH = Σ(反应物键能) - Σ(生成物键能) < 0，A错误； B．催化剂只改变反应路径，降低活化能，从而加快反应速率，但不改变反应的焓变（ΔH）和平衡常数，因此无法提高CO2的平衡转化率，B错误； C．在恒容密闭容器中，及时分离出水蒸气（生成物），根据勒夏特列原理，减少生成物浓度会使平衡正向移动，从而促进反应正向进行，提高CH4的产率，C正确； D．升高温度可加快反应速率，但该反应为放热反应，升高温度会使平衡逆向移动，降低CH4的平衡产率，因此并非温度越高越好，需综合考虑速率和平衡，D错误； 故答案选C。 13．一定条件下，向容器中加入、和，发生反应：，改变条件达到各平衡状态，状态I和III的固体质量相等。 下列说法错误的是 A．压强： B．平衡常数： C．逆反应速率： D．若体积，则数值上： 【参考答案】B 【分析】该反应体系中仅氧气为气态，因此平衡常数的表达式可写为，K仅由温度决定，该反应，温度升高平衡正向移动，K增大；温度降低平衡逆向移动，K减小。同时固体总质量变化规律：反应正向进行时， 分解，固体总质量减小；反应逆向进行时，Ag氧化生成，固体总质量增大。 【解析】A．从初始状态I到平衡状态II，条件为温度不变、体积不变，已知状态I和固体质量相等，从II到时体积增大，平衡正向移动，固体总质量减小，因此状态II的固体质量＞状态的固体质量=状态I的固体质量，说明从I到的过程中反应逆向进行，体系中氧气被消耗，氧气的物质的量减少，在体积不变的前提下，体系压强降低，因此可得，A正确； B．从平衡状态II到平衡状态，条件明确为温度不变，由于平衡常数仅与温度有关，温度相同时K完全相等，因此，B错误； C．逆反应速率与氧气浓度、体系温度正相关：状态I的氧气浓度大于平衡态II的氧气浓度，因此逆反应速率，状态II和温度相同，且平衡时氧气浓度相等，因此逆反应速率；状态是在状态基础上降温得到，温度降低且平衡逆向移动，氧气浓度小于，因此逆反应速率，综上可得逆反应速率关系为，C正确； D．浓度商，平衡常数，由于状态I和固体质量相等，说明两个状态下氧气的物质的量完全相等，已知，代入浓度定义：，整理可得，D正确； 因此答案选B。 14．甲醇脱氢反应为  。研究指出，在催化剂作用下，反应的部分机理为 历程Ⅰ：     历程Ⅱ： 历程Ⅲ：     历程Ⅳ： 实验测得，反应相同时间后甲醇的转化率()、甲醇生成甲醛的转化率()和甲醛的选择性()与温度的关系如图所示(甲醛的选择性)。 下列说法正确的是 A．甲醇直接脱氢制取甲醛的最佳温度为600℃ B．650~750℃，升高温度，脱氢生成甲醛的反应逆向进行 C．历程Ⅰ的活化能大于脱氢生成甲醛总反应的活化能 D．700℃时，历程Ⅱ的速率小于历程Ⅲ的速率 【参考答案】D 【解析】A．由题意及图可知，X与S的乘积等于Y，图中650°C时，Y最大，则甲醛产率最高，故最佳温度为650 °C，A错误； B．甲醇脱氢反应为吸热反应，升高温度，平衡正向移动，但高于650°C时，甲醇生成甲醛的转化率降低，原因是催化剂选择性降低、副反应增多，甲醛产率降低，B错误； C．历程Ⅰ是多步反应中的一个基元反应，其活化能与总反应的表观活化能没有必然的大小关系，C错误； D．700 °C时，甲醛的选择性(S)小于50%，故历程Ⅱ的速率小于历程Ⅲ的速率，D正确； 故选D。 15．由Si和耦合加氢的热化学方程式为  ，相同条件下，用Cu、CuO和CuCl分别催化上述反应，一段时间内的转化率如下表所示。 催化剂 Cu CuO CuCl 的转化率/% 7.3 14.3 22.3 下列说法正确的是 A．有利于反应自发进行的条件为高温 B．用Cu作催化剂所需要的活化能大于用CuCl作催化剂 C．分离出产物时，可加快正反应速率，平衡正向移动 D．为了加快化学反应速率，反应温度越高越好，但的平衡转化率减小 【参考答案】B 【解析】A．反应ΔH = -80 kJ/mol < 0（放热），气体摩尔数减少（5 mol → 4 mol），ΔS < 0，根据ΔG = ΔH - TΔS，高温时ΔG > 0，非自发。因此，高温不利于自发进行，A错误； B．催化剂通过降低活化能加快反应速率。相同条件下，Cu催化时SiCl4转化率（7.3%）低于CuCl催化时（22.3%），说明Cu催化效果较差，所需活化能更高，B正确； C．分离出产物，生成物浓度降低，逆反应速率减小，平衡正向移动，但反应物浓度不变，分离瞬间正反应速率不变，随后随平衡移动正反应速率逐渐减小，并不会加快正反应速率，C错误； D．升高温度通常加快反应速率，但该反应放热（ΔH < 0），升高温度使平衡逆向移动，SiCl4平衡转化率减小；但温度过高可能引起副反应或催化剂失活，D错误； 故选B。 16．硫酸是重要化工原料，工业生产制取硫酸的原理示意图如图。 下列说法不正确的是 A．能与稀硝酸发生氧化还原反应 B．Ⅱ中的反应条件都是为了提高平衡转化率 C．将黄铁矿换成硫黄可以减少废渣的产生 D．Ⅲ中用98.3%的浓硫酸吸收SO3可避免形成酸雾 【参考答案】B 【分析】工业生产硫酸的流程为：将黄铁矿在空气中加热，产物为等和，将净化、干燥后，通入催化反应室，与空气在催化剂作用下发生反应生成，在吸收塔中用98.3%浓硫酸吸收，最后得到硫酸。 【解析】A．中含有+2价铁元素，稀硝酸具有强氧化性，可将+2价铁氧化为+3价，发生氧化还原反应，A正确； B．催化氧化反应中：催化剂只改变化学反应速率，不影响平衡移动，不能提高的平衡转化率；该反应正反应放热，升高温度平衡逆向移动，会降低平衡转化率，选择是为了保证催化剂活性、加快反应速率，B错误； C．黄铁矿煅烧会生成铁的氧化物固体废渣，硫磺燃烧只生成，无固体废渣，因此将黄铁矿换成硫磺可以减少废渣产生，C正确； D．若用水直接吸收，反应放热易形成酸雾，吸收效率低；用的浓硫酸吸收可避免形成酸雾，D正确； 故选B。 17．工业可通过甲醇羰基化法制取甲酸甲酯 ，在容积固定的密闭容器中，投入等物质的量和，测得相同时间内的转化率随温度变化如下图所示。下列说法不正确的是 A．b点反应速率 B．升高温度，甲醇平衡转化率会增大 C．生产时反应温度控制在为宜 D．平衡常数，反应速率 【参考答案】B 【解析】A．b点位于转化率随温度升高而增大的阶段，反应未达到平衡，正向进行，因此，A正确； B．由最高点后温度升高CO转化率降低可知，该反应正反应为放热反应，升高温度平衡逆向移动，甲醇平衡转化率减小，B错误； C．温度在范围内CO转化率最高，生产效益最优，因此反应温度控制在该范围为宜，C正确； D．该反应为放热反应，温度越高平衡常数越小，故；温度越高反应速率越快，d点温度高于b点，故，D正确； 故选B。 18．温度改变对催化剂活性有影响，评价催化剂的活性参数——空时收率和CO的选择性可表示如下： 空时收率 CO的选择性 某学习小组以反应：  为研究对象，在不同温度下，对四组其他条件都相同的反应物进行研究，经过相同时间小时，测得空时收率、CO的选择性数据如下表所示。 组别 反应温度(℃) 空时收率 CO的选择性(%) ① 130 0.70 72.5 ② 140 0.75 71.0 ③ 150 0.71 55.6 ④ 160 0.66 63.3 下列说法正确的是 A．温度升高，空时收率先增大后减小，说明 B．温度升高，催化剂活性逐渐减弱，对CO的选择性逐渐降低 C．时，CO的选择性最高，说明CO生成的转化率最高 D．综合考虑空时收率和CO的选择性，工业生成时，选择效果最好 【参考答案】D 【解析】A．根据表格数据，温度升高，空时收率先增大后减少，空时收率与的质量、反应时间、催化剂的体积三个因素有关，温度越高，建立平衡需要的反应时间越少，不能判断的质量的变化，也就无法判断反应的焓变，A错误； B．根据数据，温度升高，CO的选择性先逐渐降低，后又升高，说明反应温度在时副反应较多，随着温度升高，催化剂活性可能逐渐增强，对CO的选择性又逐渐升高，B错误； C．时，CO的选择性最高，只能说明此时的副反应较少，不能说明CO生成的转化率是否最高，C错误； D．在时空时收率达到最高，CO的选择性也较高，副反应较少，因此工业生成时，选择效果最好，D正确； 故选D。 19．工业合成甲醇的原理为  H<0，其工艺流程如图所示。下列叙述正确的是 A．“干燥净化”的目的是防止催化剂失活 B．合成甲醇时压强越大越好 C．“冷却装置”能提高原料平衡转化率和反应速率 D．采用“高温”有利于提高甲醇的平衡产率 【参考答案】A 【解析】A．步骤①中“净化”是除去杂质以防止铁触媒中毒失活，确保工业生产过程中的效率和产品质量，故A正确； B．是气体体积减小的反应，增大压强可以使平衡正向移动，增大反应物的转化率，但压强过大会增加对设备材料和制造的要求，提高投资费用，在实际生产中，压强的选择并不是越大越好，而是需要综合考虑多个因素，故B错误； C．是放热反应，“冷却装置”能提高原料平衡转化率，但不能提高反应速率，故C错误； D．是放热反应，采用“高温”不利于提高甲醇的平衡产率，故D错误； 故选A。 20．工业上以纯度为98%左右的粗硅为原料制备高纯硅的反应如下：①  ；②  。当①、②反应体系的压强各为、时，分别改变进料比和反应温度，二者对产率和的平衡转化率影响如图1、图2所示。下列说法正确的是 A． B．反应①，增加HCl浓度，反应速率加快，产率增大 C．反应①更适合在较低温度下进行 D．反应②，工业上选择反应温度1300℃更合适 【参考答案】C 【解析】A．由图1可知，随温度升高，的产率下降，，图2可知，随温度升高，的平衡转化率增大，，因此，A错误； B．由图1可知，反应①，增加HCl浓度，反应速率加快，产率减小，B错误； C．反应①，，，根据，反应①更适合在较低温度下进行，C正确； D．由图2可知，1300℃与1100℃曲线很接近，工业上选择反应温度还要考虑效能与成本的关系，故选择1100℃更合适，D错误； 故选C。 二、非选择题 21．和在一定条件下反应：正反应放热，为甲醇。若在一定条件下，向体积为的恒容恒温密闭容器中通入 和 ，测得和的物质的量浓度随时间的变化如图2所示。 (1)内，氢气的平均反应速率为________。 (2)点时，________。 (3)下列叙述一定能说明该反应达到平衡状态的是________。 A．化学反应速率关系： B．容器内混合气体的密度不再改变 C．的物质的量浓度不再改变 D．容器内混合气体的平均摩尔质量不再改变 若在恒压条件下，和的起始物质的量之比为时，该反应在无分子筛膜和有分子筛膜时甲醇的平衡产率随温度的变化如图3所示，其中分子筛膜能选择性分离出。 (4)甲醇平衡产率随温度升高而降低的原因为______________________________。 (5)点甲醇产率高于点的主要原因为______________________________。 (6)根据图3，在此条件下采用该分子筛膜时的最佳反应温度为________℃。 【参考答案】(1) (2) (3)CD (4)该反应的正反应为放热反应，升高温度，平衡向逆反应方向移动 (5)点使用了分子筛膜，能选择性分离出，降低了生成物浓度，促使平衡正向移动 (6) 【解析】(1)由图2可知，内的浓度变化量为，则。根据化学反应速率之比等于化学计量数之比，； (2)点时和的浓度相等。设此时消耗了的，则生成了的，此时。由解得，故点时； (3)A．未指明正、逆反应速率，不能说明反应达到平衡状态，A错误； B．该反应在恒容密闭容器中进行，混合气体的总质量和总体积均不变，密度始终不变，不能说明反应达到平衡状态，B错误； C．的物质的量浓度不再改变，说明正、逆反应速率相等，反应达到平衡状态，C正确； D．该反应前后气体的总物质的量发生变化，而气体总质量不变，故混合气体的平均摩尔质量是变量，当其不再改变时，说明反应达到平衡状态，D正确； 故选CD； (4)根据勒夏特列原理，该反应的正反应为放热反应，升高温度，平衡向逆反应方向移动，导致甲醇的平衡产率降低； (5)点使用了分子筛膜，分子筛膜能选择性分离出，降低了生成物的浓度，促使平衡正向移动，从而提高了甲醇的产率； (6)由图3可知，采用该分子筛膜时，在时甲醇的平衡产率最高，故最佳反应温度为。 22．凡运用化学方法改变物质组成、结构或合成新物质的技术，都属于化学生产技术，也就是化学工艺，所得产品被称为化学品或化工产品。人类与化工的关系十分密切，有些化工产品在人类发展历史中，起着划时代的重要作用，它们的生产和应用，甚至代表着人类文明的一定历史阶段。哈伯工业合成氨的流程如图: （1）为提高原料平衡转化率采取的措施是________。 A．①②③④⑤ B．②③④ C．②④⑤ D．②③④ （2）合成氨的反应采用400~500℃最主要的原因是________。 A．温度太低反应速率太小 B．该温度时催化剂活性较高 C．该温度时反应速率最大 D．该温度时的转化率最高 （3）工业合成氨的原理为  。 一定温度下，在体积可变的密闭容器中充入和合成，相同时间内，测得体积分数与压强的关系如图2所示。 cd段体积分数急剧降低的原因可能是________(填标号)。 A． 平衡向左移动    B．反应速率降低    C．氨气开始液化 (4)工业尾气中的可通过催化氧化为除去，已知与作用分别生成、NO、的反应均为放热反应。将一定比例的、和的混合气体以一定流速经过装有催化剂的反应管，的转化率、的选择性[]与温度的关系如下图。 其他条件不变，在200～300℃范围内升高温度，出口处氮氧化物的量___________(填“增大”或“减小”)，作出该判断的依据是___________。 【参考答案】(1)C (2)B (3)C (4)增大 在200～300℃范围内，温度升高，的转化率增大，但的选择性下降 【解析】(1)工业合成氨反应为，平衡正向移动时，可以提高原料的平衡转化率； ①净化干燥的目的是除去原料气体中的杂质，避免杂质导致催化剂中毒，不会使化学平衡发生移动，无法提高原料的平衡转化率，①不符合题意； ②该反应为气体分子数减小的反应，增大压强会使平衡正向移动，能够提高原料的平衡转化率，②符合题意； ③使用催化剂仅能增大反应速率，不会改变平衡状态；该反应为放热反应，500℃的高温条件相较于常温会使平衡逆向移动，反而降低平衡转化率，因此该操作不能提高原料的平衡转化率，③不符合题意； ④分离出液氨降低了生成物浓度，使平衡正向移动，可提高原料的平衡转化率，④符合题意； ⑤将未反应的气体循环利用，提高了原料的整体利用率和转化率，⑤符合题意； 符合题意的为②④⑤，故选C； (2)A．温度太低反应速率太小，生产效率无法满足工业需求，因此该原因不是工业生产选择该温度范围的最核心原因，A不符合题意； B．该温度下催化剂的活性较高，能够最大程度的加快反应速率，这是工业生产选择该温度范围的最核心原因，B符合题意； C．温度越高反应速率越大，更高的反应温度理论上可以获得更快的反应速率，因此该原因不是工业生产选择该温度范围的最核心原因，C不符合题意； D．该反应为放热反应，温度越低，平衡正向移动，氮气的转化率越高，低温有利于提高氮气转化率，因此该原因不是工业生产选择该温度范围的最核心原因，D不符合题意； 故选B； (3)A．该反应正反应是气体分子数目减少的反应，增大压强，平衡向右移动，A不符合题意； B．增大压强，活化分子数目增多，反应速率增大，B不符合题意； C．因为氨的沸点较高，加压可能导致氨液化，氨气体积分数减小，C符合题意； 故选C。 (4)由题图可知，其他条件不变时，在200～300℃范围内升高温度，的转化率一直增大，的选择性一直下降，根据氮元素质量守恒可知，出口处氮氧化物的量增大，作出该判断的依据是：在200～300℃范围，温度升高，速率增大，的转化率增大，但的选择性下降。 23．等大气污染物的妥善处理对保护环境具有重要意义。 (1)汽车中的三元催化器能使尾气中的和发生反应转化为无污染的气体，主要反应的化学方程式为。 ①如图为相同时间内不同温度下汽车尾气中的转化率的变化情况。该反应最佳的催化剂与温度为___________。 ②若在恒容密闭容器中，充入和，下列选项中不能说明该反应已经达到平衡状态的是___________(填字母)。 A．和的物质的量之比不变        B．混合气体的密度保持不变 C．混合气体的压强保持不变            D． (2)为研究如何增大和催化反应的速率，某课题组进行了以下实验探究。 编号 催化剂的比表面积 Ⅰ 280 80.0 Ⅱ 280 120.0 Ⅲ 360 80.0 回答下列问题： ①第I组实验中，达到平衡时的浓度为___________。 ②由曲线可知，增大催化剂比表面积，该化学反应速率将___________(填“增大”“减小”或“无影响”)。 ③由实验I和Ⅲ可得出的结论是___________。 【参考答案】(1) B (2) 增大 当其他条件相同时，升高温度，化学反应速率增大 【解析】（1）①由题图知，当催化剂为、温度在左右时的转化率已经比较高了，故该反应最佳的催化剂与温度为：； ②A．由于充入的和的物质的量分别为和，反应时消耗的和的物质的量相同，那么当和的物质的量之比不变时，说明反应达到了平衡，A不符合题意； B．气体总质量不变，容器恒容，则混合气体的密度一直不变，故密度保持不变不能说明反应已经达到平衡状态，B符合题意； C．该反应前后气体的总物质的量不同，那么在恒温恒容条件下，混合气体的压强一直在变化，当混合气体的压强保持不变时说明反应达到了平衡，C不符合题意； D．说明正、逆反应程度相当，反应达到了平衡，D不符合题意； 故选B； （2）①由图知，第I组实验中，从开始反应到达到平衡，的浓度减少了，则的浓度也减少这么多，达到平衡时的浓度为； ②实验I和Ⅱ的反应物浓度相同而Ⅱ中催化剂比表面积较大，由图中对应的曲线知，二者平衡时各组分浓度相同，但曲线Ⅱ先达到平衡，说明增大催化剂比表面积，该化学反应速率将增大； ③实验I和Ⅲ的反应物浓度和催化剂比表面积均相同，Ⅲ的温度高于I，由图中对应的曲线知，曲线Ⅲ先达到平衡，故由实验I和Ⅲ可得出的结论是：当其他条件相同时，升高温度，化学反应速率增大。 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 $