鲁科版2021高中化学选择性必修第一册第二章化学反响的方向、限度与速率第四节化学反响条件的优化——工业合成氨同步练习
一、单项选择题
1.在以下过程中，需要加快化学反响速率的是〔
〕
A.钢铁腐蚀 B.食物腐败 C.炼钢 D.塑料老化
2.生产中常要控制化学反响条件增大反响速率．以下措施中不能加快化学反响速率的是〔
〕
A.尽可能使用稀溶液 B.选择适宜的催化剂 C.碾细固体反响物 D.提高反响体系的温度
3.在地壳内，深度每增加1km，压强大约增加25250～30300kPa，在这样的压强下，对固体物质的平衡会发生较大的影响。如：
CaAl2Si2O8＋
(钙长石)
Mg2SiO4＝
〔镁橄榄石〕
CaMg2Al2Si3O12
〔钙镁〕石榴子石
摩尔质量〔g/mol〕
278
140.6
413.6
密度(g/cm3)
2.70
3.22
3.50
在地壳区域变质的高压条件下，有利于〔
〕
A.钙长石生成 B.镁橄榄石生成 C.钙长石和镁橄榄石共存 D.〔钙镁〕石榴子石生成4.一定条件下的密闭容器中，进行如下反响：NO(g)＋CO(g)
⇌
1/2N2(g)＋CO2(g)
ΔH＝－373.2
kJ/mol，为提高该反响的反响速率，缩短到达平衡的时间，以下措施不可取的是（）
A.加(正)催化剂 B.增大压强(体积减小)C.给体系加热 D.从体系中不断移去局部CO2
5.在相同条件下〔T=500K〕，有相同体积的甲、乙两密闭容器。甲容器中充入1
g
SO2和1
g
O2；乙容器中充入2
g
SO2和2
g
O2。以下表达错误的选项是〔
〕
A.化学反响速率：乙>甲
B.平衡后SO3的浓度：乙>甲
C.SO2的转化率：乙>甲
D.平衡后SO2的体积分数：乙>甲
6.：C〔s〕＋CO2〔g〕
⇌
2CO〔g〕
△H＞0。该反响的到达平衡后，以下条件有利于反响向正方向进行的是〔
〕
A.升高温度和减小压强 B.降低温度和减小压强
C.降低温度和增大压强 D.升高温度和增大压强
7.可逆反响xH2S(g)
⇌
xH2(g)+Sx(g)〔x>1〕到达平衡后，以下说法错误的选项是〔
〕
A.假设恒容充入H2，那么新平衡后H2S分解率下降
B.假设增大压强，气体颜色变深，那么Sx为有色气体
C.假设恒容升温后，气体密度不变，说明到达了新平衡
D.假设改变某一条件后，压强不能作为判断新平衡的标志，那么Sx状态发生改变
8.K2Cr2O7溶液中存在平衡：
Cr2O72-(橙色)+H2O
⇌
2CrO42-(黄色)+2H+。保持温度不变，用K2Cr2O7溶液进行以下实验：
结合实验，以下说法正确的选项是〔
〕
A.①中溶液变黄，③中溶液橙色加深
B.上述可逆反响的平衡常数：①＜③
C.K2Cr2O7溶液的氧化性在酸性条件下更强
D.假设向④中参加70%H2S04溶液至过量，溶液变为橙色
9.实验测得
0.5mol⋅L-1CH3COONa
溶液、0.5mol⋅L-1CuSO4
溶液以及
H2O的pH随温度变化的曲线如下图。以下说法正确的选项是〔
〕
A.随温度升高，纯水中
c(H+)>c(OH-)
B.随温度升高，CH3COONa的溶液的c(OH-)
减小
C.随温度升高，CuSO4的溶液的pH变化是
Kw
改变与水解平衡移动共同作用的结果
D.随水温升高，CH3COONa
溶液和
CuSO4
溶液的pH均降低，是因为
CH3COO-、Cu2+
水解平衡移动方向不同
10.为实现实验目的，选用的装置、实验操作均正确的选项是〔
〕
实验目的实验步骤和装置
A
探究温度对反响速率的影响
不同温度下，取0.1
mol/LKI
溶液，向其中先参加淀粉溶液，再参加0.1
mol/L
硫酸，记录溶液出现蓝色的时间
B
配制100mL1.0mol/L
NaOH溶液
向100mL容量瓶中参加4.0gNaOH固体，加水到刻度线
C
验证牺牲阳极的阴极保护法
往铁电极附近滴加铁氰化钾溶液
D
比拟H2O2
和Fe3+的氧化性
将盐酸酸化的双氧水滴入Fe(NO3)2溶液中
A.A B.B C.C D.D
11.电化学在化学实验、工业生产和生活中都有重要应用．以下说法正确的选项是〔
〕
A.实验室利用锌片和稀硫酸制H2时，在稀硫酸中滴加MgSO4溶液可以加快反响速率
B.将反响2FeCl3+Cu═2FeCl2+CuCl2设计为原电池，正极反响为Cu﹣2e﹣═Cu2+
C.利用电解法除去酸性废水中的CN﹣离子，CN﹣在阳极被复原为N2和CO2
D.利用电解法精炼铜，原粗铜中的杂质有以离子形式被除去，也有以单质形式被除去
12.硝酸生产中，500℃时，NH3和O2可能发生如下反响：
①4NH3〔g〕+5O2〔g〕⇌4NO〔g〕+6H2O〔g〕+9072kJ/K=1.1×1026
②4NH3〔g〕+4O2〔g〕⇌2N2O〔g〕+6H2O〔g〕+1105kJ/K=4.4×1028
③4NH3〔g〕+3O2〔g〕⇌2N2〔g〕+6H2O〔g〕+1269kJ/K=7.1×1034
其中，②、③是副反响．假设要减少副反响，提高NO的产率，最合理的措施是〔 〕
A.减小压强 B.降低温度 C.增大O2浓度 D.使用适宜的催化剂
13.NO2存在以下平衡：2NO2〔g〕⇌N2O4〔g〕+Q〔Q＞0〕在测定NO2的相对分子质量时，以下条件下测定结果最接近理论值的是〔 〕
A.温度130℃、压强3.03×105Pa B.温度25℃、压强1.01×105Pa
C.温度130℃、压强5.05×104Pa D.温度0℃、压强5.05×104Pa
14.2SO2〔g〕+O2〔g〕
2SO3〔g〕△H＜0是制备硫酸的重要反响．以下表达正确的选项是〔 〕
A.催化剂V2O5不改变该反响的逆反响速率
B.当v〔SO2〕：v〔O2〕：v〔SO3
〕=2：1：2时，反响到达平衡状态
C.该反响是放热反响，降低温度将缩短反响到达平衡的时间
D.在t1、t2时刻，SO3〔g〕的浓度分别是c1、c2，那么时间间隔t1～t2内，SO3〔g〕生成的平均反响速率为v=c2-c1t2-t1
15.工业炼铁是在高炉中进行的，高炉炼铁的主要反响是：①2C〔焦炭〕+O2〔空气〕=2CO；②Fe2O3+3CO=2Fe+3CO该炼铁工艺中，对焦炭的实际使用量要远远高于按照化学方程式计算所需其主要原因是：〔 〕
A.CO过量
B.CO与铁矿石接触不充分
C.炼铁高炉的高度不够 D.CO与Fe2O3的反响有一定限度
16.以下对化学平衡移动的分析中，不正确的选项是〔 〕
①已达平衡的反响C〔s〕+H2O〔g〕⇌CO〔g〕+H2〔g〕，当增加反响物物质的量时，平衡一定向正反响方向移动
②已达平衡的反响N2〔g〕+3H2〔g〕⇌2NH3〔g〕，当增大N2的浓度时，平衡向正反响方向移动，N2的转化率一定升高
③有气体参加的反响平衡时，假设减小反响器容积时，平衡一定向气体体积增大的方向移动
④有气体参加的反响达平衡时，在恒压反响器中充入稀有气体，平衡一定不移动．
A.①④ B.①②③ C.②③④ D.①②③④
二、综合题〔共4题；共30分〕
17.氨是重要的无机化工产品，合成氨工业对国民经济和社会开展具有重要的意义。其原理如下:N2(g)+3H2(g)
⇌
2NH3
(g)ΔH< 0。在恒温恒容密闭容器中进行合成氨反响，各组分浓度与时间的关系如下图。
〔1〕表示N2浓度变化的曲线是________(填字母)，25 min 时c(NH3)=________。
〔2〕0~25min内，用H2 浓度变化表示的化学反响速率是________。
〔3〕此温度下，上述反响的平衡常数K 的数值为________。
〔4〕假设升高温度，那么平衡向________(填“正反响〞或“逆反响〞)方向移动；正反响速率________(填“增大〞“减小〞或“不变〞，下同), 逆反响速率________。
18.甲醇是一种重要的有机化工原料，需求量巨大．目前我国独创的联醇工艺的核心是采用一氧化碳加氢中压合成法．主要反响如下：CO〔g〕+2H2〔g〕═CH3OH〔g〕；△H=﹣111.0kJ/mol
另有副反响：2CO+2H2O═CO2+CH4
等；中压法操作：压力为10﹣15MPa，温度控制在513K﹣543K，所用催化剂是CuO﹣ZnO﹣Al2O3
．
合成甲醇的流程如下图，请答复：
〔1〕实际生产中CO不能过量，以免生成羰基铁使催化剂失去活性，而氢气过量是有益的，指出两点理由：________、________．
〔2〕采取10﹣15MPa压力的作用是________；温度控制在513K﹣543K的原因是________．
〔3〕原料气中的H2S对铜催化剂影响甚重，故必先去除之，通常用生石灰除杂，该反响的化学方程式为________：
〔4〕粗甲醇中含有二甲醚等副产物，在常压下蒸馏粗甲醇，首先获得的馏分是________〔写结构简式〕；获得的甲醇又可在银催化下氧化成甲醛，该反响的化学方程式为：________．
〔5〕假设CO的转化率为80%，当有22.4M3〔标况〕CO与过量H2充分反响〔不计其它副反响〕，可制得纯度为96%的甲醇的质量为________kg，同时获得热量________kJ．
19.氨是重要的化工产品之一，研究合成氨反响具有重要意义．σ
〔1〕断裂以下化学键需要吸收的能量分别为：N≡N
946.0kJ•mol﹣1、H﹣H
436kJ•mol﹣1、N﹣H
390.8kJ•mol﹣1，写出以N2〔g〕和H2〔g〕为原料合成NH3〔g〕的热化学方程式________
〔2〕某小组研究了其他条件不变时，改变某一条件对上述反响的影响，实验结果如图1所示：
①t1时刻改变的条件为________
②t2时刻，恒压充入氦气，t3时刻到达平衡．在图中画出t2时刻后的速率变化图象．
〔3〕相同温度下，A、B、C三个密闭容器，A、B恒容，C带有可自由移动的活塞K，各向其中充入如图2所示反响物，初始时控制活塞K，使三者体积相等，一段时间后均到达平衡．
①到达平衡时，A、C两个容器中NH3的浓度分别为c1、c2，那么c1________ c2〔填“＞〞、“＜〞或“=〞〕．
②到达平衡时，假设A、B两容器中反响物的转化率分别为α〔A〕、α〔B〕，那么
α〔A〕+α〔B〕________ 1〔填“＞〞、“＜〞或“=〞〕．
③到达平衡时，假设容器C的体积是起始时的34，那么平衡时容器C中H2的体积分数为________
〔4〕直接供氨式碱性燃料电池〔DAFC〕，以KOH溶液为电解质溶液，其电池反响为
4NH3+3O2═2N2+6H2O，那么负极的电极反响式为________
20.“绿水青山就是金山银山〞，因此研究NOx、SO2等大气污染物的妥善处理具有重要意义。
〔1〕亚硝酰氯(Cl—N=O)气体是有机合成的重要试剂，它可由Cl2和NO在通常条件下反响制得，该反响的热化学方程式为________。
相关化学键的键能如下表所示：
化学键
Cl—Cl
N
≡
O(NO气体)
Cl—N
N=O
键能/(kJ·mol-1)
243
630
200
607
〔2〕燃煤发电厂常利用反响2CaCO3(s)+2SO2(g)+O2(g)
⇌
2CaSO4(s)+2CO2(g)
ΔH=-681.8kJ·mol-1，对煤进行脱硫处理来减少SO2的排放。对于该反响，在T℃时，借助传感器测得反响在不同时间点上各物质的浓度如下：
时间/min
浓度/mol·L-1
0
O2
1.00
0.79
0.60
0.60
0.64
0.64
CO2
0
0.42
0.80
0.80
0.88
0.88
①0～10min内，平均反响速率v(CO2)=________mol·L-1·min-1；当升高温度，该反响的平衡常数K________(填“增大〞、“减小〞或“不变〞)。
②30min后，只改变某一条件，反响重新到达平衡。根据上表中的数据判断，改变的条件可能是________(填字母)。
A．参加一定量的粉状碳酸钙
B．适当缩小容器的体积
C．通入一定量的O2
D．参加适宜的催化剂
〔3〕NOx的排放主要来自于汽车尾气，有人利用反响C(s)+2NO(g)
⇌
N2(g)+CO2(g)
ΔH=-34.0kJ·mol-1，用活性炭对NO进行吸附。在密闭容器中参加足量的C和一定量的NO气体，保持恒压测得NO的转化率随温度的变化如下图：
由图可知，1050K前反响中NO的转化率随温度升髙而增大，其原因为________。
②用某物质的平衡分压代替其物质的量浓度也可以表示化学平衡常数(记作Kp)。在1050K、1.1×106Pa时，该反响的化学平衡常数Kp=________[：气体分压(P分)=气体总压(Pa)×体积分数]
〔4〕为防止汽车尾气中的有害气体对大气的污染，需给汽车安装尾气净化装置。在净化装置中CO和NO发生反响2NO(g)+2CO(g)
⇌
N2(g)+2CO2(g)
ΔH=-746.8kJ·mol-1，生成无毒的N2和CO2实验测得，v正=k正c2(NO)·c2(CO)，v逆=k逆c(N2)
c2(CO2)(k正、k逆为速率常数，只与温度有关)。①到达平衡后，仅降低温度，k正减小的倍数________(填“>〞、“<〞或“=〞)k逆减小的倍数。②假设在1L的密闭容器中充入1molCO和1molNO，在一定温度下到达平衡时，CO的转化率为20%，那么
k正k逆
=________(计算结果用分数表示)
参考答案
1.C
2.A
3.D
4.D
5.D
6.A
7.C
8.C
9.C
10.A
11.D
12.D
13.C
14.D
15.D
16.D
17.〔1〕C；2.0mol/L
〔2〕0.12mol·L-1·min-1
〔3〕0.15(或4/27)
〔4〕逆反响；增大；增大
18.〔1〕既可以防止或减少副反响发生；又可带走反响热防止催化剂过热而中毒
〔2〕加压有利于提高CO转化率，但也增加了能源消耗和设备强度，故宜采取经济效益较好的压力；此温度下催化剂活性较高，甲醇产率较大
〔3〕H2S+CaO=CaS+H2O
〔4〕CH3OCH3；2CH3OH+O2
→Δ催化剂
2HCHO+2H2O
〔5〕26.67；8.88×104
19.N2〔g〕+3H2〔g〕⇌2NH3〔g〕△H=﹣90.8
kJ•mol﹣1；升高温度；＜；＜；50% ；2NH3﹣6e﹣+6OH﹣═N2+6H2O
20.〔1〕2NO(g)+Cl2(g)=2NOCl(g)
ΔH=-111kJ/mol
〔2〕0.042；减小；BC
〔3〕1050K前反响未到达平衡状态，随着温度升高，反响速率加快，NO转化率增大；4
〔4〕<；5512
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