人教版（2022）化学选择性必修一2.4化学反应的调控同步练习（含解析）

2022—2022学年人教版（2022）选择性必修一章节自我强化训练化学反应的调控1.工业合成氨：，一般采用770K左右的温度，其原因是()①提高的转化率 ②适当提高氨的合成速率③提高氨的产率 ④催化剂在700K左右时活性最大A.只有① B.②④ C.②③④ D.①②2.工业生产氨气的适宜条件中不包括()A.用浓硫酸吸收产物B.用铁触媒作催化剂C.温度为400~500℃D.压强为10~30MPa3.关于反应速率、反应限度的下列说法中正确的是()A.其他条件不变时，升高温度，只有吸热反应，反应速率加快

B.化学反应的限度是不可改变的

C.化学反应达到反应限度时，反应物的浓度与生成物的浓度相等

D.化学反应达到反应限度时，同一物质的正反应速率与逆反应速率相等4.下列图示与对应的叙述相符的是(

)A.图甲表示1LpH=2的溶液加水稀释至VL,pH随lgV的变化

B.图乙表示不同温度下水溶液中H+和OH-浓度的变化的曲线,图中温度

C.图丙表示一定条件下的合成氨反应中,NH3平衡体积分数随H2始体积分数(N2起始量恒定)的变化,图中a点N2转化率小于b点

D.图丁表示同一温度下,在不同容积的容器中进行反应,O2的平衡浓度与容器容积的关系5.下图所示为工业合成氨的流程图。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②中“加压”既可以提髙原料的转化率，又可以加快反应速率C.步骤③、④、⑤均有利于提高原料的转化率D.产品液氨除可生产化肥外，还可用作制冷剂6.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，使和混合气体有利于合成氨B.高压比常压更有利于合成氨的反应℃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7.已知反应A2(g)＋2B2(g)2AB2(g)的ΔH＜0，下列说法正确的是()A．升高温度，正向反应速率增加，逆向反应速率减小B．升高温度有利于反应速率增加，从而缩短达到平衡的时间C．达到平衡后，升高温度或增大压强都有利于该反应平衡正向移动D．达到平衡后，降低温度或减小压强都有利于该反应平衡正向移动8.下列对于合成氨的叙述中不正确的是(

)A.由于合成氨反应属于放热反应,所以反应无需加热

B.合成氨工艺是哈伯发明的

C.合成氨工业需要提供高温、高压、催化剂等条件

D.合成氨可以提供氮肥9.已知和都可做分解制的催化剂，为了探究温度对化学反应速率的影响，下列实验方案可行的是（）A.B.

C.D.10.对于合成氨反应,达到平衡后,以下分析正确的是()A.升高温度,对正反应的反应速率影响更大B.增大压强,对正反应的反应速率影响更大C.减小反应物浓度,对逆反应的反应速率影响更大D.加入催化剂,对逆反应的反应速率影响更大11.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.②③④12.固体表面的化学过程研究对于化学工业非常重要。在Fe作催化剂定压强和温度下合成氨的反应机理如下图所示：下列说法不正确的是（）和H2分子被吸附在铁表面发生反应B.吸附在铁表面的N2断裂了键分子中的N—H键不是同时形成的催化剂可以有效提高反应物的平衡转化率13.合成氨工业中，下列措施有利于提高平衡转化率的是（）A.提高反应温度 B.从反应体系中分离出氨C．使用催化剂 D.恒温恒压下，充入稀有气体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。哈伯法合成氨需要在20—50MPa的高压和500℃的高温下,用铁作催化剂,且氨转化率10%-15%。2022年6月27日美国化学会刊报道,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。用transFe(DMeOPrPE)2Cl2作催化剂,在常温常压下合成出氨,反应可表示为N2+3H22NH3,有关说法正确的是(

)A.不同的催化剂对化学反应速率影响均相同

B.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,极具发展远景

C.新法合成能在常温下进行是因为不需要断裂化学键

D.哈伯法合成氨是吸热反应,新法合成氨是放热反应15.在一定温度下的定容密闭容器中,取一定量的A、B于反应容器中,当下列物理量不再改变时,表明反应:A(s)+2B(g)C(g)+D(g)已达平衡的是(

)A.混合气体的压强 B.混合气体的密度

、D的物质的量的比值 D.气体的总物质的量16.合成氨工业对国民经济和社会发展具有重要的意义。对于密闭容器中的反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g),673K、30MPa下,n(NH3)和n(H2)随时间的变化关系如图所示。下列说法正确的是(

)点处反应达到平衡

点(t1时刻)和e点(t2时刻)处n(N2)不同

C.其他条件不变,773K下反应至t1时刻,n(H2)比图中的d点的值要大

点的正反应速率比b点的小℃、条件下,合成氨原料气投料比与平衡时NH3体积分数的关系,下列说法正确的是(

)A.反应到达平衡状态时升高温度,混合气体的平均相对分子质量增大

B.原料气中H2的比例越大,平衡混合气体中NH3的体积分数就越高

C.图中a点H2的平衡体积分数为%

D.平衡状态时移走部分氨气,保持条件不变,△H减小18.工业上利用可逆反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g)合成氨,下列叙述正确的是(

)A.合成氨的适宜条件是高温、高压、催化剂,其中催化剂不改变该反应的逆反应速率

B.恒容通入氩气,使反应体系的压强增大,反应速率一定增大

C.该反应是放热反应,降低温度将缩短反应达到平衡的时间

D.在时刻,的浓度分别是则时间间隔内,生成的平均速率为19.一定条件下反应N2+3H22NH3

△H<0达平衡时,当单独改变下述条件后有关叙述一定错误是(

)A.加催化剂,v(正)和v(逆)都发生变化,且变化的倍数相等

B.加压,v(正)和v(逆)都增大,且v(正)增加倍数大于v(逆)增加倍数

C.降温,v(正)和v(逆)都减少,且v(正)减少倍数大于v(逆)减少倍数

D.增加c(N2),瞬间后v(正)和v(逆)都增大,且v(正)增加倍数大于v(逆)增加倍数20.一定温度下,可逆反应在体积固定的密闭容器中反应,达到平衡状态的标志是(

)①单位时间内生成

的同时生成2

②单位时间内生成

的同时,生成2③用、、的物质的量浓度变化表示的反应速率之比为2:2:1④混合气体的压强不再改变⑤混合气体的颜色不再改变⑥混合气体的平均相对分子质量不再改变①④⑤⑥

B.①②③⑤

C.②③④⑥

D.以上全部21.水煤气变换[]是重要的化工过程，主要用于合成氨、制氢以及合成气加工等工业领域中。回答下列问题：（1）Shibata曾做过下列实验：①使纯H2缓慢地通过处于721℃下的过量氧化钴CoO(s)，氧化钴部分被还原为金属钴(Co)，平衡后气体中H2的物质的量分数为。②在同一温度下用CO还原CoO(s)，平衡后气体中CO的物质的量分数为。根据上述实验结果判断，还原CoO(s)为Co(s)的倾向是CO_________H2（填“大于”或“小于”）。（2）721℃时，在密闭容器中将等物质的量的CO(g)和H2O(g)混合，采用适当的催化剂进行反应，则平衡时体系中H2的物质的量分数为()A.< E.>（3）我国学者结合实验与计算机模拟结果，研究了在金催化剂表面上水煤气变换的反应历程，如图所示，其中吸附在金催化剂表面上的物种用*标注。可知水煤气变换的ΔH________0（填“大于”“等于”或“小于”），该历程中最大能垒（活化能）E正=_________eV，写出该步骤的化学方程式_______________________。（4）Shoichi研究了467℃、489℃时水煤气变换中CO和H2分压随时间变化关系（如下图所示），催化剂为氧化铁，实验初始时体系中的和相等、和相等。计算曲线a的反应在30~90min内的平均速率=___________。467℃时和随时间变化关系的曲线分别是___________、___________。489℃时和随时间变化关系的曲线分别是___________、___________。22.合金贮氢材料具有优异的吸收氢性能，在配合氢能的开发中起到重要作用。（1）一定温度下，某贮氢合金（M）的贮氢过程如图所示，纵轴为平衡时氢气的压强（p），横轴表示固相中氢原子与金属原子的个数比（H/M）。在OA段，氢溶解于M中形成固溶体MHx，随着氢气压强的增大，H/M逐惭增大；在AB段，MHx与氢气发生氢化反应生成氢化物MHy，氢化反应方程式为：zMHx(s)+H2(g)==ZMHy(s)△H(Ⅰ)；在B点，氢化反应结束，进一步增大氢气压强，H/M几乎不变。反应（Ⅰ）中z=_____（用含x和y的代数式表示）。温度为T1时，2g某合金4min内吸收氢气240mL，吸氢速率v=______mL•g-1•min。反应的焓变△HⅠ_____0（填“>”“<”或“=”）。（2）η表示单位质量贮氢合金在氢化反应阶段的最大吸氢量占其总吸氢量的比例，则温度为T1、T2时，η（T1）____η（T2）（填“>”“<”或“=”）。当反应（Ⅰ）处于图中a点时，保持温度不变，向恒容体系中通入少量氢气，达到平衡后反应（Ⅰ）可能处于图中的_____点（填“b”“c”或“d”），该贮氢合金可通过______或_______的方式释放氢气。（3）贮氢合金ThNi5可催化由CO、H2合成CH4的反应，温度为T时，该反应的热化学方程式为_________。已知温度为T时：CH4(g)+2H2O=CO2(g)+4H2(g)△H=+165KJ•molCO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g)△H=-41KJ•mol23.基于CaSO4为载氧体的天然气燃烧是一种新型绿色的燃烧方式,CaSO4作为氧和热量的有效载体,能够高效低能耗地实现CO2的分离和捕获,其原理如图所示:（1）.已知在燃料反应器中发生如下反应:(s)+CH4(g)=4CaO(s)+CO2(g)+4SO2(g)+2H2O(g)ΔH1=akJ·mol-1(s)+CH4(g)=CaS(s)+2H2O(g)+CO2(g)ΔH2=bkJ·mol-1(s)+3CaSO4(s)=4CaO(s)+4SO2(g)

ΔH3=ckJ·mol-1①燃料反应器中主反应为__________(填"i""ii"或"iii")。②反应i和ii的平衡常数Kp与温度的关系如图甲,则a__________(填">""="或"<")0;720℃时反应iii的平衡常数Kp=__________。③下列措施可提高反应ii中甲烷平衡转化率的是__________。A.增加CaSO4固体的投入量B.将水蒸气冷凝C.降温D.增大甲烷流量（2）.如图乙所示,该燃料反应器最佳温度范围为850~900℃之间,从化学反应原理的角度说明原因:__________。（3）.空气反应器中发生的反应为CaS(s)+2O2(g)=CaSO4(s)ΔH4=dkJ·mol-1①根据热化学原理推测该反应为__________反应。②在天然气燃烧过程中,可循环利用的物质为__________。（4）.该原理总反应的热化学方程式为__________。24.氨是重要的工业原料,在农业、医药和化工等领域有重要应用。I.(1)工业上用和在一定条件下合成氨,下列措施能使正反应速率增大,且平衡混合物中的体积分数—定增大的是__________。A.降低反应温度 B.压缩反应混合物 C.充入 D.液化分离(2)常温下,向L,的氨水中逐滴加入L的盐酸,所得溶液的pH、溶液中和物质的量分数与加入盐酸的体积的关系如图所示,根据图像回答下列问题。①表示浓度变化的曲线是________(填“A”或“B”)。②的电离常数为_________(已知=。③当加入盐酸体积为50mL,溶液中=________mol/L(用数字表示)。II.若液氨中也存在类似水的电离(),碳酸钠溶于液氨后也能发生完全电离和类似水解的氨解。(1)写出液氨的电离方程式:_________________________________。(2)写出碳酸钠溶于液氨后一级氨解的离子方程式:_____________________________________。(3)写出碳酸钠的液氨溶液中各离子浓度的大小关系:___________________________________。

参考答案1.答案：B解析：工业合成氨：，正反应为放热反应，温度越低原料转化率越高，但是低温下反应速率较小，为提高氨的合成速率，温度不能太低，且催化剂在700K左右时活性最大，综合考虑转化率和反应速率，一般采用700K左右的温度。2.答案：A解析：工业生产中，要求反应速率快，转化率高，从反应速率方面考虑应选择高效催化剂、升高温度，从转化率方面考虑应选择较高的压强，所以B、C、D都是工业生产氨气的适宜条件。3.答案：D解析：A.升高温度，活化分子百分数增大，无论是吸热反应还是放热反应，反应速率都加快，故A错误；B.外在条件改变，化学反应的限度是可改变的，故B错误；C.达到平衡状态时，各物质的浓度不变，但不一定相等，故C错误。D.当达到反应限度时，正逆反应速率相等，故D正确；故选：D。4.答案：C解析：本题考査化学反应原理中图象的分析。A项,lgV=1,则V=10,横坐标依次取值10、100、1000、10000,对于强酸的稀释,每稀释10n倍时,pH增加n,但如果是弱酸的稀释,由于其还存在电离平衡,加水时会促进电离,平衡正向移动,比强酸的变化小,故pH的增加值不等于n,错误;B项,当时,T1时的大于时的T2(OH-),T1时的Kw大于T2时的Kw,水的电离为吸热过程,温度越低,Kw越小,,错误;C项,在反应N2+3H22NH3的过程中,增大H2的量,平衡会正向移动,N2的转化率增大,正确;D项.该反应的平衡常数,K仅与温度有关,温度不变,K不变,O2的平衡浓度不变,与容器的体积无关,错误。5.答案：C解析：A.为防止催化剂中毒，反应前的混合气体氮气和氢气混合气体需要除杂净化，故A正确；B.工业合成氨的反应是气体体积减小的反应，增大压强加快反应速率，平衡正向进行，能增大反应物转化率，故B正确；C.步骤③催化剂不改变化学平衡，反应物转化率不变，反应为放热反应。升温平衡逆向进行，转化率减小，④液化氨气平衡正向进行，反应物转化率增大，⑤氮气和氢气循环使用有利于提高原料的转化率，故C错误；D.氨气是工业重要的原料和酸反应生成铵盐可生产化肥外，氨气易液化，变为气体时吸收周围热量可用作制冷剂，故D正确。6.答案：B解析：催化剂不影响化学平衡，A项错误；合成氨反应是放热反应，在低温下转化率高，合成氨工业采用500℃左右的温度是综合考虑了反应速率、转化率及催化剂的活性，C项错误；采用循环操作提高原料利用率不能用勒夏特列原理解释，D项错误。7.答案：B解析：升高温度,正逆反应速率都增大,可缩短得到平衡所用时间,则A错误、B正确;因正反应为放热反应,则平衡向逆反应方向移动,反应物气体的计量数之和大于生成物气体的化学计量数之和,则增大压强平衡向正反应方向移动,则C、D错误.故选B.8.答案：A解析：氮气与氢气的反应式在高温、高压、催化剂的条件下进行的,A项错误、C项正确;德国科学家哈伯首先发明了合成氨工艺,B项正确;氨气属于氮肥的一种,D项正确。9.答案：D解析：A项没有对比实验,错误;B项中催化剂不同,温度不同,无法比较,错误;C项,前者没有催化剂,后者有催化剂,且温度不同,无法比较,错误;D项中只有温度不同,其他条件都相同,该方案可行。10.答案：B解析：A.合成氨反应的正反应是放热反应,升高温度,正反应、逆反应的反应速率都增大,但是温度对吸热反应的速率影响更大,所以对该反应来说,对逆速率影响更大,错误。B.合成氨的正反应是气体体积减小的反应。增大压强,对正反应的反应速率影响更大,正反应速率大于逆反应速率,所以平衡正向移动,正确。C.减小反应物浓度,使正反应的速率减小,由于生成物的浓度没有变化,所以逆反应速率不变,逆反应速率大于正反应速率,所以化学平衡逆向移动,错误。D.加入催化剂,使正反应、逆反应速率改变的倍数相同,正反应、逆反应速率相同,化学平衡不发生移动,错误。11.答案：C解析：反应原理为N2（g）+3H2（g）2NH3（g），△H＜0，为提高原料转化率，应使平衡向正方向移动，

根据方程式反应前后气体的化学计量数的关系可知增大压强有利于平衡向正方向移动；正反应放热，升高温度不利用平衡向正反应方向移动，催化剂对平衡移动无影响，液化分离出氨气，可使生成物浓度减小，则可使平衡向正向移动，氮气和氢气的再循环，可增大反应物浓度，有利于平衡向正向移动，

故选：C．12.答案：D解析：A项，由2、3可知N2和H2分子被吸附在铁表面，而4、5、6、7表示发生反应，所以N2和H2分子被吸附在铁表面发生反应，正确；B项，由4可知氮气吸附在铁表面，并断裂了键，正确;C可知，NH3分子中的N—H键不是同时形成的，正确；D项，催化剂能改变化学反应速率，不能提高反应物的平衡转化率，错误。13.答案：B解析：14.答案：B解析：15.答案：B解析：A.由于A是固态,反应前后的气体的化学计量数之和都是2,压强始终不变,A错误;B.因为A是固体,反应两边气体的质量不相等,而体积不变,若混合气体的密度不变,说明达到了平衡状态,若是发生变化,则没有达到平衡,B正确C.它们的物质的量比值始终为1:1,无法判断平衡状态,C错误;D.反应两边气体的化学计量数都是2,总的气体物质的量不会变化,D错误;选B。16.答案：C解析：A项,c点是氢气和氨气物质的量相等的点,该点以后,氢气的量还在减少,氨气的量还在增加,故c点没有达到平衡,A项错误.B项,t1和t2两个时刻反应均处于平衡状态,体系中各物质的物质的量不再变化,故d、e两点氮气的物质的量相等,B项错误。773K>673K,工业合成氨为放热反应,升高温度,平衡逆向移动,氢气的物质的量增大,C项正确.反应达到平衡前,a点反应物浓度大于b点,因此a点的正反应速率比b点的大,D项错误。17.答案：C解析：18.答案：D解析：19.答案：C解析：20.答案：A解析：判断一个化学反应是否达到化学平衡状态,关键在于判断该反应的正、逆反应速率是否相等或各组分的浓度是否不再变化。①单位时间内生成

同时生成2

,即生成的速率与消耗的速率相等,,正确;②单位时间内生成

同时必生成2

(无论反应达到平衡与否),因为它们表示同一方向的反应速率,不正确;③只要发生反应,或者说不论反应是否达到平衡状态,、、的反应速率之比都为2:2:1,不正确;④温度、体积一定,混合气体的压强不再改变,说明气体的总物质的量不变,表明反应已达到平衡状态,正确;⑤颜色的深浅取决于有色物质的浓度,混合气体的颜色不变,说明的浓度不再改变,对容积固定的密闭容器来说,的物质的量不再改变,表明反应已达到平衡状态,正确;⑥混合气体的平均相对分子质量不再改变,说明气体的总物质的量不变,表明反应已达到平衡状态,正确。21.答案：（1）大于；（2）C；（3）小于；；COOH*+H*+H2O*=COOH*+2H*+OH*（或H2O*=H*+OH*）；（4）；b；c；a；d解析：（1）H2还原氧化钴的方程式为：H2(g)＋CoO(s)=Co(s)＋H2O(g)；CO还原氧化钴的方程式为：CO(g)＋CoO(s)=Co(s)＋CO2(g)，平衡时H2还原体系中H2的物质的量分数（）高于CO还原体系中CO的物质的量分数（），故还原CoO(s)为Co(s)的倾向是CO大于H2；（2）利用“三段式”解答。721℃时，设气体反应物开始浓度均为1mol•L-1，则H2（g）+CoO（s）Co（s）+H2O（g）起始（mol•L-1）10转化（mol•L-1）xx平衡（mol•L-1）1-xx则有(1-x)/x=0，解得x=，故K1==39;CO（g）+CoO（s）Co（s）+CO2（g）起始（mol•L-1）10转化（mol•L-1）yy平衡（mol•L-1）1-yy则有(1-y)/1=,解得y=，故K2=≈51；CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)起始（mol•L-1）1100转化（mol•L-1）zzzz平衡（mol•L-1）1-z1-zzz则有K3==51/39,解得z=。H2的物质的量分数为z/2=,故选C。（3）观察计算机模拟结果，据ΔH=生成物总能量-反应物总能量，可知ΔH=<0；该历程中最大能垒（活化能）E正=eV-（eV）=eV,该步骤的化学方程式为COOH*+H*+H2O*=COOH*+2H*+OH*或H2O*=H*+OH*。（4）；据“先拐先平数值大”，结合图像可知，虚线（a、d）表示489℃时气体分压变化曲线，实线（b、c）表示467℃时气体分压变化曲线；当温度由467℃升至489℃时，平衡逆向移动，则减小，增大，由图像可知，b→a气体分压减小，故曲线b表示467℃时变化曲线，曲线a表示489℃时变化曲线；c→d气体分压增大，则曲线c表示467℃时变化曲线，曲线d表示489℃时变化曲线。22.答案：（1）2/(y—x)；30；<（2）>；c；加热减压（3）CO(g)+3H2(g)=CH4(g)+H2O(g)∆H=—206kJ•mol‾1解析：（1）由氢原子守恒可知反应式(Ⅰ)中,故

。吸氢速率:

。已知:,升高温度,平衡时的压强增大,平衡逆向移动,为放热反应,。

（2）比较段和

段吸氢量,可知时段值迅速增大,点的值比

大,所以温度时,吸氢量更大,故

。温度不变,充入,化学平衡向右移动,达平衡后可能处于c点。要想释放,即化学平衡逆向移动,可加热或减压。

（3）①

②

②-①得:23.答案：（1）.①ii;②>;×10-18;③B

（2）.温度过低,反应速率较慢;温度过高,副反应增多

（3）.①放热;②CaS、CaSO4

（4）.CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g)ΔH=(b+d)kJ·mol-1或ΔH=(a-c+d)kJ·mol-1解析：（1）.①由图示可得,天然气和CaSO4进入燃料反应器,反应生成CaS、CO2和H2O,故燃料反应器中主反应为ii。②由图甲可看出,温度越高lgKp越大,即升温Kp增