化学反应的调控 同步练习题 高二上学期化学人教版（2019）选择性必修1+

2.4化学反应的调控同步练习题一、选择题1．749K向2L恒容真空密闭容器中充入CO和各1mol，发生反应。已知：，，、为速率常数。测得CO的体积分数随时间(t)变化的关系如下表所示：t/min020406080/％5035282020下列说法正确的是A．0～60min内B．速率常数与温度有关，当升高温度时，该反应k正变化的程度小于k逆变化的程度C．80min时，保持温度不变向容器中再通入2molCO和，此时D．若保持绝热，60min时，2．下列化学反应的平衡常数表达式正确的是A．B．C．D．3．Ti12O18}团簇是比较罕见的一个穴醚无机类似物，我国科学家通过将Rb@Ti12O18}和Cs+反应，测定笼内Cs+的浓度，计算Cs+取代Rb+反应的平衡常数(Keq)，反应示意图和所测数据如图。有关说法不正确的是(图中表示平衡时铯离子浓度和铷离子浓度之比，其它类似)A．Keq≈10B．Rb@Ti12O18}团簇属于超分子C．预测该团簇对K+的亲和力比对Rb+大D．已知冠醚18−冠−6能识别Rb+而不能识别Cs+，则往体系中加18−冠−6时，上述平衡会正向移动4．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．用铁触煤作催化剂C．温度500℃左右 D．压强为20~50MPa5．为实现碳达峰、碳中和，CO2综合利用的技术不断创新。某实验小组研究CO2和CH4反应得到合成气的原理为CO2(g)+CH4(g)⇌2CO(g)+2H2(g)；向2L的恒容密闭容器中充入1molCH4和1molCO2，反应过程中CO2的平衡转化率与温度、压强的关系如图所示。下列有关说法正确的是A．该反应的ΔH<0B．压强：p2>p1C．1100℃时，该反应的平衡常数为12.96D．维持X点温度不变，向容器内再充入0.1molCH4、0.1molCO2、0.2molCO和0.2molH2，此时，v正<v逆6．下列有关合成氨条件的选择和解释不合理的是A．使用催化剂，可加快N2和H2合成氨的速率B．高压比常压条件更有利于合成氨C．采用500℃左右主要考虑反应速率问题D．采用高温高压合成氨有利于提高反应速率和平衡产率7．下列各反应达到化学平衡后，增大压强或降低温度，都能使化学平衡向正反应方向移动的是（）A．C(s)+CO2(g)2CO(g)(正反应为吸热反应)B．3O2(g)2O3(g)(正反应为吸热反应)C．CO(g)+NO2(g)CO2(g)+NO(g)(正反应为放热反应)D．N2(g)+3H2(g)2NH3(g)(正反应为放热反应)8．是一种新型硝化剂，在一定温度下可以发生以下反应：，温度时，向密闭的2L容器中通入，部分实验数据见表：05001000150010.07.05.05.0下列说法中不正确的是A．内的反应速率B．温度下的平衡常数为，平衡时的转化率为50%C．温度下的平衡常数为，温度下的平衡常数为，若，则D．平衡后，其他条件不变，将容器体积压缩到原来的，则二、填空题9．丙烷脱氢是工业生产丙烯的重要途径，其热化学方程式为：C3H8(g)C3H6(g)+H2(g)。请回答下列相关问题。(1)一定温度下，向2L的密闭容器中充入2molC3H8发生脱氢反应，经过10min达到平衡状态，测得平衡时气体压强是开始的1.4倍。①0～10min内氢气的生成速率υ(H2)=_________，C3H8的平衡转化率为_________。②下列情况能说明该反应达到平衡状态的是___________。A．混合气体的平均分子量保持不变B．C3H6与H2的物质的量之比保持不变C．混合气体的密度保持不变D．C3H8的分解速率与C3H6的消耗速率相等(2)脱氢反应分别在压强为p1和p2时发生，丙烷及丙烯的平衡物质的量分数随温度变化如图所示。①压强：p1______p2(填“>”或“<”)。②为了同时提高反应速率和反应物的平衡转化率，可采取的措施是_________。③若p1=0.1MPa，起始时充入丙烷发生反应，则Q点对应温度下，反应的平衡常数Kp=________(用平衡分压代替平衡浓度计算，分压=总压×物质的量分数)。④在恒温、恒压的密闭容器中充入丙烷和氩气发生脱氢反应，起始n(氩气)/n(丙烷)越大，丙烷的平衡转化率越大，其原因是_________。10．合成氨工业中，原料气(N2、H2及少量CO、NH3的混合气)在进入合成塔前常用醋酸二氨合铜(Ⅰ)溶液来吸收原料气中的CO，其反应是[Cu(NH3)2]Ac+CO+NH3[Cu(NH3)2]Ac·COΔH<0。(1)必须除去原料气中CO的原因为_______。(2)醋酸二氨合铜(Ⅰ)溶液吸收CO的生产适宜条件应是_______。(3)吸收CO后的醋酸二氨合铜溶液经过适当处理又可再生，恢复其吸收CO的能力以供循环使用。醋酸二氨合铜溶液再生的生产适宜条件应是_______。11．尿素(H2NCONH2)是一种非常重要的高氮化肥，氨基甲酸铵(NH2COONH4)是尿素合成过程的中间体，某研究小组在实验室进行氨基甲酸铵分解反应平衡常数和分解反应速率的测定。(1)工业上合成尿素的反应：2NH3(g)+CO2(g)H2O(1)+H2NCONH4(1)ΔH=-103.7kJ·mol-1①上述可逆反应的逆反应为_______(填“放热”或“吸热”)反应②下列措施中有利于提高尿素产率的是_______(填字母)。A．采用高压B．采用高温C．寻找更高效的催化剂(2)将一定量纯净的氨基甲酸铵固体置于特制的密闭真空容器中(假设容器体积不变，固体试样体积忽略不计)，在恒定温度下使其达到分解平衡：NH2COONH4(s)2NH3(g)+CO2(g)ΔH。实验测得不同温度下的平衡数据列于下表：温度／℃15.020.025.030.035.0平衡总压强／kPa5.78.312.017.124.0平衡气体总浓度／(mol/L)2.4×10-33.4×10-34.8×10-36.8×10-39.4×10-3①ΔH_______(填“>”或“＜”)②根据表中数据，计算25.0℃时氨基甲酸铵分解反应的平衡常数K=_______(mol·L-1)3。③取一定量的氨基甲酸铵固体放在一个带活塞的密闭真空容器中，在25.0℃下分解应达到平衡。若在恒温下压缩容器体积，氨基甲酸铵固体的质量_______(填“增加“减少”或“不变”)。12．某温度下，在一个1L的密闭容器中，X、Y、Z三种物质的物质的量随时间的变化曲线如图所示。根据图中数据，填写下列空白：(1)从开始至2min，X的平均反应速率为__________；(2)该反应的化学方程式为_______________________；(3)1min时，正逆反应速率的大小关系为：v(正)_______v(逆)，2min时，v(正)_______v(逆)。(填“>”或“<”或“=”)(4)若X、Y、Z均为气体，在2min时，向容器中通入氩气，增大体系压强，X的化学反应速率将______，若加入适合的催化剂，Y的化学反应速率将______。(填“变大”或“不变”或“变小”)(5)若X、Y、Z均为气体，下列能说明反应已达平衡的是_____________。a．X、Y、Z三种气体的浓度相等b．气体混合物物质的量不再改变c．反应已经停止d．反应速率v(X)︰v(Y)=2︰1e．(单位时间内消耗X的物质的量)︰(单位时间内消耗Z的物质的量)=3︰213．无水碘化钠是一种白色粉末被广泛地应用于石油探测、安检、环境监测等领域。其制备方法如下：Ⅰ.称取碘、碳酸氢钠，将其混合后置于高纯水中，充分搅拌得到混合溶液一；Ⅱ.在混合溶液一中加入水合肼()，混合均匀后得到混合溶液二；Ⅲ.将混合溶液二在50℃温度下反应1h，得到pH为6.5的粗NaI溶液；Ⅳ.在制得的粗NaI溶液中加入活性炭，混合均匀后静置24h后过滤除杂，并将滤液经减压蒸馏后得到浓缩溶液；Ⅴ.将浓缩溶液经离心分离除去液体，将固体干燥后得到碘化钠粉体；Ⅵ.将干燥后的碘化钠粉体置于无水酒精中进行重结晶提纯，干燥后制得99.9%的高纯无水碘化钠粉体。实验室制取高纯NaI晶体(无色)可按上述步骤进行：按化学计量称取各原料，在三颈烧瓶中(如图)先加入适量的高纯水，然后按、和水合肼的投料顺序分批加入。已知：①②③水合肼()具有强还原性，可分别将、和还原为，自身被氧化为(放热反应)；减压可在80℃左右分解为氮气和氨气等。回答下列问题：(1)①写出与反应生成的离子方程式：_________。②加入稍过量水合肼与反应的离子方程式为_________。③常温常压时，与溶液反应慢，下列措施不能够加快反应速率的是_________(填字母)。a.将碘块研成粉末b.起始时加少量NaIc.将溶液适当加热d.加大高纯水的用量(2)与溶液反应适宜温度为50~60℃，温度不宜低于50℃原因是_________，不宜高于60℃原因可能是_________，整个实验过程中都需要开动搅拌器，其目的是_________。(3)所得溶液(含)进行提纯并结晶，可制得高纯NaI晶体。实验方案为：在溶液中加入_________[实验中须使用的试剂：活性炭、HI溶液、溶液、溶液、无水乙醇；除常用仪器外须使用的仪器：pH计]。【参考答案】一、选择题1．B解析：A．在反应开始时n(CO)=n(H2O)=1mol，假设60min时反应消耗CO的物质的量为x，此时CO的物质的量是(1-x)mol，该反应是反应前后气体物质的量不变的反应，则，解得x=0.6mol，所以0～60min内v(CO)=mol/(L·min)，A错误；B．v正=k正c(CO)c(H2O)，v逆=k逆c(CO2)c(H2)，，该反应的正反应为放热，温度升高平衡逆向移动，c(CO)、c(H2O)增大，c(CO2)、c(H2)减小，因此减小，即该反应k正变化的程度小于k逆变化的程度，B正确；C．80min时反应达到平衡状态，设反应的CO的浓度为x，列出三段式：，=0.2，解得x=0.3mol/L，K===2.25，保持温度不变向容器中再通入2molCO和3molCO，此时c(CO)=1.2mol/L，c(CO2)=1.8mol/L，Qc===2.25=K，因此平衡不移动，即v正=v逆，C错误；D．该反应的正反应是放热反应，所以若保持绝热进行到60min，随着反应的进行，反应体系温度升高，升高温度，化学平衡逆向移动，最终达到平衡时CO的含量大于20%，D错误；故选B。2．C【分析】化学平衡常数是指：在一定温度下，反应达到平衡后，反应物与生成物浓度系数次方的比是一个常数。用K表示，K值表达式中，固体、水溶液中液态水不写。解析：A．气态水的浓度是变化量，要写，A错误；B．H2的浓度要4次方，B错误；C．水溶液反应的体系中，液态水不写，C正确；D．非水溶液反应的体系中，液态水要写，D错误；故答案选C。3．C解析：A．，根据右边图像的意义看，Keq=直线的斜率，故A正确；B．Ti12O18}团簇是比较罕见的一个穴醚无机类似物，说明Rb@Ti12O18}团簇属于超分子，故B正确；C．根据Cs+取代Rb+反应的平衡常数Keq≈10，Ti12O18}团簇对Cs+的亲和力比对Rb+大，则Ti12O18}团簇对K+的亲和力比对Rb+小，故C错误；D．已知冠醚18－冠－6能识别Rb+而不能识别Cs+，则往体系中加18－冠－6时，则识别出Rb+，平衡正向移动，故D正确。综上所述，答案为C。4．A【分析】分析工业生产氨气整个反应。催化剂不能改变化学平衡，但可以加快反应速率。升高温度可以加快反应速率，考虑反应平衡，温度不宜太高。增大压强可以加快反应速率，也可以促进化学平衡正向移动，但生产时的条件会限制压强。从反应速率和化学平衡两方面看，合成氨的适宜条件一般为压强：20MPa-50MPa，温度：500℃左右，催化剂：铁触媒。解析：从反应速率和化学平衡两方面看，合成氨的适宜条件一般为压强：20MPa-50MPa，温度：500℃左右，催化剂：铁触媒。用浓硫酸吸收氨气会生成硫酸铵，不适合吸收产物。答案为A。【点睛】本题主要考查工业制氨气的反应中反应条件的选择，综合反应速率、反应平衡考虑。5．D解析：A．根据图像，其他条件不变时，升高温度，的转化率增大，平衡正向移动，正反应为吸热反应，A错误；B．根据反应前后气体分子数增大，其他条件不变时，增大压强，平衡逆向移动，的转化率减小，，B错误；C．根据三段式：，，C错误；D．X点温度不变，向容器内再充入，，反应逆向进行，，D正确；故选D。6．D解析：A．催化剂能够加快反应速率，选项A合理；B．合成氨反应的化学方程式为N2+3H22NH3，该反应为气体体积减小的反应，加压有利于平衡正向移动，因此高压比常压条件更有利于合成氨，选项B合理；C．温度越高，反应速率越快，且在时500℃催化剂活性最大，因此采用500℃左右主要考虑反应速率问题，选项C合理；D．采用高温有利于提高反应速率，由于合成氨反应为气体体积减小的放热反应，因此低温、高压有利于提高平衡产率，选项D不合理；答案选D。7．D解析：A．C(s)+CO2(g)2CO(g)(正反应为吸热反应)，增大压强，平衡逆向移动，降低温度，平衡逆向移动，A不符合题意；B．3O2(g)2O3(g)(正反应为吸热反应)，增大压强，平衡正向移动，降低温度，平衡逆向移动，B不符合题意；C．CO(g)+NO2(g)CO2(g)+NO(g)(正反应为放热反应)，增大压强，平衡不移动，降低温度，平衡正向移动，C不符合题意；D．N2(g)+3H2(g)2NH3(g)(正反应为放热反应)，增大压强，平衡正向移动，降低温度，平衡正向移动，D符合题意。答案选D。8．D解析：A．500s内N2O5分解速率为υ(N2O5)=÷500s=6×10-3mol·L-1·s-1，A正确；B．T1温度下反应达到平衡时，各种物质的浓度分别是：c(N2O5)=2.50mol/L，c(NO2)=5.0mol/L，c(O2)=1.250mol/L，所以反应的平衡常数为K1===125，平衡时N2O5的转化率为（2.50÷5.00）×100％=50%，B正确；C．T1温度下的平衡常数为K1，T2温度下的平衡常数为K2，若T1>T2，由于该反应的正反应是吸热反应，升高温度，平衡向吸热的正反应方向移动，化学平衡常数增大，所以K1>K2，C错误；D．达平衡后其他条件不变，将容器的体积压缩到原来的，假如平衡不发生移动，则c(N2O5)=5.00mol·L-1，缩小体积即增大压强，由于该反应的正反应是气体体积增大的反应，增大压强，平衡逆向移动，则再次平衡时c(N2O5)>5.00mol·L-1，D正确；答案选C。二、填空题9．40%AD＞升高温度0.0125MPa该反应为气体分子数增加的反应，恒压条件下增大氩气的比例，相当于减压，平衡正向移动，丙烷的平衡转化率增大解析：(1)①根据题意建立三段式，根据压强之比等于物质的量之比，因此，a＝0.8，则0～10min内氢气的生成速率，C3H8的平衡转化率为；故答案为：；40%。②A．平均摩尔质量等于气体质量除以气体物质的量，气体质量不变，气体物质的量减小，气体摩尔质增大，因此当混合气体的平均分子量保持不变，则可以作为判断平衡标志，故A符合题意；B．C3H6与H2的物质的量之比始终按照1:1增加，因此两者比值始终保持不变，因此不能作为判断平衡的标志，故B不符合题意；C．气体密度等于气体质量除以容器体积，气体质量不变，容器体积不变，密度始终不变，因此当混合气体的密度保持不变，不能作为判断平衡的标志，故C不符合题意；D．C3H8的分解，正向进行，C3H6的消耗，逆向进行，两者速率比等于计量系数比，因此能作为判断平衡标志，故D符合题意；综上所述，答案为AD。(2)①以Q点纵看，从下到上看，丙烯物质的量增加，说明平衡正向移动，正向是体积增大的反应，即减小压强，因此压强：p1＞p2；故答案为：＞。②根据图象，升高温度，平衡正向移动，即正向是吸热反应；提高反应速率，可以是加压、升温、加催化剂、增加浓度，但要提高反应物的平衡转化率，只能是升高温度；故答案为：升高温度。③若p1=0.1MPa，起始时充入丙烷发生反应，假设丙烷加入了1mol，则Q点对应温度下建立三段式，，则，反应的平衡常数；故答案为：0.0125MPa。④在恒温、恒压的密闭容器中充入丙烷和氩气发生脱氢反应，起始n(氩气)/n(丙烷)越大，丙烷的平衡转化率越大，其原因是该反应为气体分子数增加的反应，恒压条件下增大氩气的比例，相当于减压，平衡正向移动，丙烷的平衡转化率增大；故答案为：该反应为气体分子数增加的反应，恒压条件下增大氩气的比例，相当于减压，平衡正向移动，丙烷的平衡转化率增大。10．(1)防止合成塔中的催化剂中毒(2)低温、高压(3)高温、低压解析：（1）用氢气和氮气合成氨气，需要在高温高压催化剂条件下进行，而CO在反应体系中的影响就是针对催化剂，如果不除去的话，会造成催化剂中毒；（2）要使生产适宜，即控制条件让反应正向移动，该反应为放热反应，且系数和减少，故低温、高压使平衡正向移动，即适宜条件为低温、高压；（3）要实现醋酸二氨合铜溶液再生，即使平衡逆向移动即可，该反应为放热反应，且系数和减少，故高温、低压使平衡逆向移动，即适宜条件为高温、低压。11．(1)吸热A(2)>1.64×10-8增加解析：（1）①因为-103.7kJ·mol-1<0，所以方程式为放热反应，故可逆反应的逆反应为吸热反应；②A．该反应的反应物都是气体，生成物都是固体，故采用高压时，平衡正向移动，尿素的产率提高，A正确；B．该可逆反应为放热反应，若采用高温，平衡逆向移动，尿素的产率降低，B错误；C．催化剂改变反应的速率，但是不影响平衡移动，尿素的产率不变，C错误；故答案为：A；（2）①由表格数据可知，升高温度时平衡总压强不断增大，所以升高温度时，平衡正向移动，>0；②25.0℃时，平衡气体总浓度为4.8×10-3，在容器中只有生成物NH3和CO2是气体，并且两者体积恒定为2：1，所以，=1.6×10-3，则平衡常数K==(mol·L-1)3；③在恒温下压缩容器体积，平衡逆向移动，氨基甲酸铵固体的质量增加。【点睛】根据勒夏特列原理：①升高温度时，反应向着吸热方向移动；降低温度时，反应向着放热方向移动；②增大压强时，反应向着系数变小的方向移动；减小压强时，反应向着系数变大的方向移动。12．15mol·L-1·min-13X+Y2Z＞=不变变大be解析：（1）从开始至2min，X的物质的量减少了1mol-0.7mol=0.3mol，浓度是0.3mol/L，则平均反应速率为0.3mol/L÷2min=0.15mol·L-1·min-1；（2）从开始至2min，Y的物质的量减少了1mol-0.9mol=0.1mol，Z增加了0.2mol，则根据变化量之比是相应的化学计量数之比可知该反应的化学方程式为3X+Y2Z；（3）1min时反应没有达到平衡状态，反应向正反应方向进行，则正逆反应速率的大小关系为：v(正)＞v(逆)，2min时反应达到平衡状态，则v(正)=v(逆)；（4）若X、Y、Z均为气体，在2min时，向容器中通入氩气，增大体系压强，由于物质的浓度不变，则X的化学反应速率将不变，若加入适合的催化剂，Y的化学反应速率将变大；（5）a．X、Y、Z三种气体的浓度相等不能说明正逆反应速率相等，