【步步高】2014-2015学年高中化学对点训练（全册打包37套）鲁科版选修4
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【步步高】2014-2015学年高中化学对点训练（全册打包37套）鲁科版选修4,步步高,学年,高中化学,对于,训练,打包,37,鲁科,选修
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1 第 3 课时 习题课 练基础落实 1下列说法中正确的是 ( ) 活化分子间的碰撞一定能发生化学反应 普通分子间的碰撞有时也能发生化学反应 活化分子比普通分子具有较高的能量 化学反应的实质是原子的重新组合 化学反应的实质是旧化学键的断裂和新化学键的形成过程 化学反应的实质是活化分子有合适取向的有效碰撞 A B C D 2可逆反应 A(g) B(g) C(g) D(g)，在四种不同情况下的反应速率如下，其中反应进行的最快的是 ( ) A v(A) 11 B v(B) 0.6 11 C v(C) 0.4 11 D v(D) 1s 1 3在 C(s) g)=2CO(g)的反应中，现采取下列措施： 缩小体积，增大压强 增加碳的量 通入 恒容下充入 恒压下充入 够使反应速率增大的措施是 ( ) A B C D 4在一定条件下，向 2 L 密闭容器中加入 2 2 和 10 2 发生反应： 2 ，测得剩余 1 于这个化学反应的反应速率表示不正确的是 ( ) A v( 11 B v( 11 C v( 0.5 11 D v( 0.5 11 5如图表示容积固定的密闭容器中进行的某一可逆反应： A(g) 2B(g) 2C(g)，以 B 浓度表示反应速率与时间的关系，已知速率单位为 1s 1，图中阴影面积的数值相当于( ) A A 浓度的减少量 B B 浓度的减少量 C C 物质的量的增加量 D B 物质的量的减少量 练方法技巧 6某探究小组利用丙酮的溴代反应 ( 研究反应物浓度与反应速率的关系。反应速率 v(过测定溴的颜色消失所需的时间来确定。在高温、高压 催化剂 2 一定温度下，获得如下实验数据： 实验 序号 初始浓度 c/ 1 溴颜色消失 所需时间 t/s 290 145 145 580 分析实验数据所得出的结论不正确的是 ( ) A增大 v(大 B实验 和 的 v(等 C增大 v(大 D增大 v(大 7某温度下，在体积为 2 L 的密闭容器中充入 1 和 b 气体，发生如下反应：A(g) B(g) 2C(g)， 5 反应达平衡时 n(A)为 0.4 反应过程中体系的温度持续升高，实验测得混合气体中 C 的含量与温度的关系如下图所示。下列叙述正确的是 ( ) A 0 5 C 物质的平均反应速率为 11 B图中温度 的正反应速率等于温度 的正反应速率 C该反应温度 的平衡常数大于温度 的平衡常数 D图中 ，若只增大压强，则正、逆反应速率不改变 题号 1 2 3 4 5 6 7 答案 练综合拓展 8在一定温度下将 2 和 2 两种气体混合于 2 生如下反应： 3A(g) B(g) 2C(g) 2D(g)， 2 反应达到平衡状态，生成了 0.8 。则用 B 表示的平均反应速率为 _； A 的转化率为 _。 l( 1价 )和 S( 6价 )的速率 v(纵坐标 )与反应时间 t(横坐标 )的关系如图所示，已知该反应速率随着溶液中 H 的增大而加快。 3 反应开始时反应速率加快的原因是 _ _ _； 反应后期反应速率减慢的原因是 _ _。 10有甲、乙两容器，甲容器容积固定，乙容器容积可变。一定温度下，在甲中加入 2 2、 3 2，反应 N2(g) 3H2(g) 2g)达到平衡时生成 物质的量为 m (1)相同温度下，在乙中加入 4 2、 6 2，若乙的 压强始终与甲的压强相等，乙中反应达到平衡时，生成 物质的量为 _下列各项中选择，只填序号，下同 )；若乙的容积与甲的容积始终相等，乙中反应达到平衡时，生成 物质的量为_ A小于 m B等于 m C在 m 2m 之间 D等于 2m E大于 2m (2)相同温度下，保持乙的容积为甲的一半，并加入 1 使乙中反应达到平衡时各物质的体积分数与上述甲容器中达到平衡时相同，则起始应加入 _2 和_2。 L 的密闭容器中，放入气态物质 X 和 Y 在一定条件下发生反应 2X Y=2Z，如图所示是该反应中 X 的物质的量随时间变化的曲线。 (1)分别求出 2 和 4 的平均速率。 (2)从 (1)中数据可以得出什么结论？ 1 C 本题考查的主要内容是活化分子、有效碰撞、化学反应的实质及其某些关系。 观点错误，因为活化分子有合适取向时的碰撞，才能发生化学反应，选项中有 不可 选， A 被排除。 观点错误，因为普通分子间的碰撞并非有效碰撞，因而不会发生化学反应，选项中有 不可选， B、 D 被排除。 指代不明确，即某种普通分子所具有的能量可能比另一种活化分子的能量高，因而是错误的。 2 B 解答此类题时，一是要注意换算成同一种物质表示的速率，二是要注意时间单位。反应式的计量系数都相同， A、 B、 C 三选项中 v(B)最快， v(B)与 v(D)选项单位不同，将 v(D)的时间换成 .3 11，即此速率下用 v(D)表示的反应速率应为 0.3 11， 则 B 最快。 3 C 中增大压强即缩小体积可以增大反应物浓度，从而使反应速率增大； 中碳是固 4 体，增加固体的量对反应速率无影响； 中通入 其浓度增大，反应速率增大； 中总压强增大，但参加反应的气体的浓度不变，反应速率不变； 中总压强不变，但参加反应的气体的浓度变小，反应速率减小。 4 D 要正确解答本题必须要弄清两个概念： 用某一物质来表示反应速率时，通常是用单位时间内其物质的量浓度的变化来表示，而不是用单位时间内其物质的量的变化来表示。 用不同物质来表示同一时间内的反应速率时，各物质速率之比 与其化学计量数之比是相等的。因此，用 别来表示其反应速率时： v( 1 2 L2 11 v( 3v( 11 v( 2v( 0.5 11 5 B 图中的阴影面积可分解成下图中两个阴影面积之差。即由于正反应而使 B 的物质的量浓度的减少值与由于逆反应而使 B 的物质的量浓度增加值之差值。因为起始时正反应速率大于逆反应速率，所以阴影部分是 B 的物质的量浓度的减少值 。 6 D 由实验 可以看出，增大 v(大， A 正确；由实验数据可以看出， 和 的 v(等， B 正确；由实验 可以看出，增大 v(大， C 正确；由实验 可以看出，增大 v(小， D 不正确。 7 C A 项 C 物质的平均反应速率为 11； B 项 各物质的浓度相等，但 度高，正反应速率快； C 项对图象分析， 度升高，生成 C 的物质 的量减少，反应向逆反应方向进行，正反应是放热的，升高温度，反应进行的程度减小，平衡常数减小，故 的平衡常数大于 的平衡常数； D 项增大压强，减小体积，各物质的浓度均增大，正、逆反应速率都增大，但平衡不移动。 8 0.1 11 60% 9 (1)26=323液中 H 增大 (2) 和 浓度减小 解析 该反应的实质为： 3 = 3 3H 由题意知，反应随溶液中 H 的增大而加快，一开始 H 很小，速率很小，但随反应进行，H 增大，反应速率增大，但到一定程度后， 、 减小，此时反应物的浓度起主要作用，反应速率减小。 10 (1)D E (2) 解析 (1)由于甲容器定容，而乙容器定压，它们的压强相等，达到平衡时，乙的容积应该为甲的两倍，生成的 物质的量应该等于 2m。当甲、乙两容器的体积相等时，相当于将建立等效平衡后的乙容器压缩，故乙中 物质的量大于 2m。 (2)乙的容积为甲的一半时，要建立与甲一样的平衡，只有乙中的投入量是甲的一半才行，故乙中应该投入 (1 0.5 (0 11 (1)2 平均速率为 v(X) 16 11 v(Y) 112 11 5 v(Z) 16 11 4 平均速率为 v(X) 18 11 v(Y) 116 11 v(Z) 18 11 (2)由上述数据可以得出以下两个结论： 用不同物质表示同一化学反应速率，其数值之比等于化学方程式的化学计量数之比。 随着时间的推移，反应物浓度逐渐减小，反应速率也随之减慢，化学反应速率在每个瞬间均改变。而我们通常计算的是在一定时间内的平均速率。 解析 (1)根据化 学反应速率表达式可知， 2 v(X) 2.5 1.5 2 16 11 v(Y)2.5 1.5 123 L2 112 11 v(Z) 2.5 1.5 13 L2 16 11 4 计算方法同上。 (2)(1)中数 据反映了不同物质表示同一化学反应速率的情况以及不同时间的反应速率。 第 4 节 化学反应条件的优化 工业合成氨 目标要求 一、合成氨反应的限度 1合成氨的化学反应方程式 _。 2合成氨反应的特点 (1)它是一个 _反应。 (2)正反应是一个 _反应。 (3)正反应是气体体积 _的反应。 因此， _温度、 _压强将有利于化学平衡向生成 _的方向移动。在一定温度、压强下，反应物氮气、氢气的体积比为 1 3 时平衡混合物中氨的含量最高。 二、合成氨反应的速率 1速率方程：在特定条件下，合成氨反应的速率与参加反应的物质的浓度的关系式为： v 2)(c 1(由速率方程可知： _ 浓度，减小 浓度，都有利于提高合成氨反应的速率。 2温度升高时， k 增大，因此升温有利于提高合成氨的速率。 6 3加入合适的催化剂能降低合成氨反应的活化能，使合成氨反应的速率提高上万亿倍。 三、合成氨的适宜条件 1合成氨反应条件的选择原理 工业生产中，既要考虑尽量增大反应物的 _，充分利用原料，又要选择较快的_，提高单位时间内的产量。以上两点是选择反应条件的出发点，当二者发生矛盾时，要结合具体情况具体分析，找出最佳的反应条件。 2合成氨反应的适宜条件 (1)压强 适宜条件 理论依据：压强越大，要求动力越大，对材料和设备的制造要求就越高。 (2)温度 适宜条件： _左右。 理论依据：该温度下催化剂的活性最高，反应速率比较快，氨的含量也相对较高。 (3)催化剂 适宜条件：以 _为主的多成分催化剂。 理论依据：加快反应速率。 (4)浓度 适宜条件：氮气和氢气按 物质的量之比 1 混合，适时分离出氨气。 理论依据：适当提高氮气的分压，来提高氢气的转化率。 (5)其他 为了提高原料的 _，未反应的氮气和氢气循环使用并及时补充氮气和氢气。 3合成氨工业生产流程 (1)原料气的制取 空气液化、蒸发分离出 者将空气中的 碳作用生成 去 得 水和燃料 (煤、焦炭、石油、天然气等 )在高温下制取。用天然气和水制 主要反应为： g)=高温 3O g)=催化剂 2)制得的 净化、除杂质，再用压缩机压缩至高压。 (3)氨的合成：在适宜的条件下，在合成塔中进行。 (4)氨的分 离：经冷凝使氨液化，将氨分离出来，提高原料的利用率，并将没有完全反应的 7 环送入合成塔，使其被充分利用。 4合成氨的发展前景 (1)寻找 _温度下合成氨的催化剂。 (2)研制出能承受 _且廉价的新材料。 (3)人工模拟生物固氮。 知识点一 合成氨反应的限度 1能够使合成氨反应进行的程度增大的措施是 ( ) A升高温度 B降低压强 C使用催化剂 D不断移去 利用原料气在合成塔中合成 提高 转化率应采取的措施是 ( ) A高温 B高压 C使用催化剂 D增大 浓度 知识点二 合成氨条件的选择 3下列有关合成氨工业的叙述，可用勒 夏特列原理来解释的是 ( ) A使用铁触媒，使 合气体有利于合成氨 B高压比常压条件更有利于合成氨的反应 C 500 左右比室温更有利于合成氨的反应 D合成氨时采用循环操作，可提高原料的利用率 4 2007 年 10 月 10 日，德国 科学家格哈德 埃尔特生日的当天获得了诺贝尔化学奖，以奖励他在表面化学领域做出的开拓性贡献。合成氨反应在铁催化剂表面进行时效率显著提高，就是埃尔特的研究成果。下列关于合成氨反应的叙述中，正确的是 ( ) A铁作催化剂可加快反应速率，且有利于平衡向合成氨的方向移动 B将氨从混合气中分离，可加快反应速率，且有利于平衡向合成氨的方向移动 C升高温度可以加快反应速率，且有利于平衡向合成氨的方向移动 D增大压强可加快反应速率，且有利于平衡向合成氨的方向移动 5工业合成氨的反应是在 500 左右进行的， 这主要是因为 ( ) A 500 时此反应速率最快 B 500 时 平衡浓度最大 C 500 时 转化率最高 D 500 时该反应的催化剂活性最大 练基础落实 1关于工业合成氨的叙述中，错误的是 ( ) A在动力、设备、材料允许的情况下，反应尽可能在高压下进行 B温度越高越有利于工业合成氨 C在工业合成氨中 循环利用可提 高其利用率，降低成本 D及时从反应体系中分离出氨气有利于平衡向正反应方向移动 2在合成氨时，要使氨的产率增大，又要使化学反应速率增大，可以采取的措施有 ( ) 增大体积使压强减小 减小体积使压强增大 升高温度 降低温度 恒温恒容，再充入等量的 恒温恒压，再充入等量的 及时分离产生的 使用正催化剂 A B C D 8 3在 N2(g) 3H2(g) 2g) 平衡体系中 含量增大 D 转化率增大 4在一定条件下，合成氨反应达到平衡后，混合气体中 体积分数为 25%。若反应前后压强不变，则反应后缩小的气体体积与原反应物体积的比值为 ( ) A 1 5 B 1 4 C 1 3 D 1 2 5对于合成氨的反应，使用催化剂和施加高压，下列叙述中，正确的是 ( ) A都能提高反应速率，都对化学平衡状态无影响 B都对化学平衡状态有影响，都不影响达到平衡状态所用的时间 C都能缩短达到平衡状态所用的时间，只有压强对化学平衡状态有影响 D催化剂能缩短反应达到平衡状态所用的时间，而压强无此作用 题号 1 2 3 4 5 答案 练方法技巧 6在硫酸工业中，通过下列反应使 化成 2g) O2(g) 2g) H 198 kJ1。 (已知制 程中催化剂是在 400 500 时催化效果最好 ) 下表为不同温度和压强下 转化率 (%)： (1)根据化学理论综合分析，为了使二氧化硫尽可能转化为三氧化硫，可控制的条件是_。 (2)实际生产中，选定 400 500 作为操作温度，其原因是 _。 实际生产中，采用的压强为常压，其原因是 _ _ _。 催化剂 高温、高压 催化剂 9 在生产中，通入过量空气的目的是 _ _。 (5)尾气中有 须回收是为了 _。 7根据碰撞理论，分子在发生反应时必须要进行有效碰撞。那些具有足够高能量，能发生有效碰撞的分子称为活化分子，要使普通分子成为活化分子所需最小能量称为活化能 (一定温度下气体分子中的活化分子百分数是一定的，而催化剂可以改变活化能的大小。如图表示 时， 平均能量与合成氨反应的活化能的曲线图，据图回答： (1)若反应中生成 2 ，则反应 _(填 “吸热 ”或 “放热 ”)_ (2)在图中曲线 _(填 “a”或 “b”)表示加入铁触媒的能量变化曲线，铁触媒能加快反应速率的原理是 _ _。 (3)目前合成氨工业广泛采用的反应条件 500 、 20 50 触媒， 反应转化率不超过 50%，工业上为了进一步提高氨气产率，你认为下列措施最经济可行的是 _。 A降低反应温度，让反应向着有利于氨气生成的方向进行 B升高温度，让更多的分子变成活化分子 C寻求能在更低的温度下有很强催化活性的新型催化剂 D寻求新型耐高压材料，将压强增大一倍 8在容积相同的密闭容器中，分别充入等量的氮气和氢气，在不同温度下发生反应： N2(g) 3H2(g) 2g)，并分别在不同的时间内测定其中 质量分数 (y 轴所表示的 )，绘成图象如图所示，请回答： (1)A、 B、 C、 D、 E 五点中，肯定未达平衡的点是 _。 (2)此可逆反应的正反应是 _热反应。 (3)线是增函数曲线， 线是减函数曲线，试从化学反应速率和化学平衡的角度分析，并说明理由 高温、高压 催化剂 10 _ _ _ _ _。 练综合拓展 9下表的实验数据是在不同温度和压强下，平衡混合物中 量的变化情况。达到平衡时平衡混合物中 含 量 (体积分数 )入料 V( V( 1 3 (1)比较 200 和 300 时的数据，可判断升高温度，平衡向 _方向移动，正反应方向为 _(填 “吸热 ”或 “放热 ”)反应。 (2)根据平衡移动原理，合成氨适宜的条件是 _。 A高温高压 B高温低压 C低温高压 D低温低压 (3)计算 500 ， 30 转化率 _。 (4)实际工业生产合成氨时，考虑浓度对化学平衡的影响，还采取了一些措施。请写出其中的一个措施： _ _ _ _。 10科学家一直致力于研究常温、常压下 “人工固氮 ”的新方法。曾有实验报道：在常温、常压、光照条件下， 催化剂 (掺有少量 面与水发生反应，生成的主要产物为 一步研究 成量与温度的关系，部分实验数据见下表 (光照、 05 应时间 3 h)： T/K 303 313 323 353 成量 /(10 6 应的热化学方程式如下： N2(g) 3l)=2g) 32O2(g) H 765.2 kJ1 回答下列问题： (1)请画出上述反应在有催化剂与无催化剂两种情况下反应过程中体系能量变化示意 图，并进行必要标注。 11 (2)与目前广泛使用的工业合成氨方法相比，该方法中固氮反应速率慢。请提出可提高其反应速率且增大 成量的建议： _ _。 (3)工业合成氨的反应为 N2(g) 3H2(g) 2g)。设在容积为 的密闭容器中充入 2(g)和 2(g)，反应在一定条件下达到平衡时， 物质的量分数 (物质的量与反应体系中总的物质的量之比 )为 47。计算： 该条件下 平衡转化率； 该条件下反应 2g) N2(g) 3H2(g)的平衡常数。 基础落实 一、 g) 3H2(g) 2g) 2 (1)可逆 (2)放热 (3)减小 降低 增大 氨 二、 三、 反应速率 2 (1) 低压 中压 高压 (2) 700 K (3) 铁 (5)利用率 4 (1)较低 (2)高压 对点训练 1 D 合成氨的反应特点：体积减小的放热反应，增大压强或降低温度均可增大反应进行的程度，此外增大反应物浓度或减小生成物浓度也可达到目的。 2 B 由于合成氨的反应是一个体积减少的反应，高压有利于平衡右移，提高 转化率；又由于该反应为放热反应，高温平衡逆向移动 ， 转化率降低；使用催化剂仅提高反应速率，不会使平衡发生移动；增大 浓度，使平衡右移，但 转化率降低。 3 B 催化剂不影响平衡移动；合成氨采用 500 是综合考虑反应速率和转化率及催化剂的活性温度；采用循环操作与平衡移动无关。 4 D 时作业 1 B 合成氨的反应为放热反应，温度越高， 产率越低，温度太高会影响催化剂的催化效果。 2 C 3 D 分离出 平衡向正反应方向移动，故 v 正 v 逆， A 项不正确；此状态下应是QK， B 项不正确；由于分离出 体系中 含量减小。 高温、高压 催化剂 高温、高压 催化剂 12 4 A 假设平衡时混合气体的物质的量为 100 到 25 反应方程式的差值关系得到反应中气体减少了 25 原气体为 125 5 C 6 (1)常压、 450 、催化剂 (2)在此温度下催化剂的活性最高 (3)在常压下 转化率就已经很高了 (，若采用高压，平衡能向右移动，但效果并不明显，比起高压设备，得不偿失 (4)增大反应物 浓度，提高 转化率 (5)防止污染环境 解析 解答本题注意以下两点： 抓住本反应的反应特点。 把 外界条件对化学反应速率和化学平衡的影响和实际情况有机结合起来。 从提高反应速率考虑，合成 要加入催化剂和升温，加压；从增大反应物的转化率方面考虑，合成 低温，加压，通入廉价空气；从表中数据和设备材料的要求以及催化剂的活性方面综合考虑，选择最适宜条件。 7 (1)放热 92 (2)b 降低了合成氨反应的活化能 (3)C 解析 (1)由图中能量状态可知 3有的总能量高于 2具有的能量，故该反应
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