2024北京重点校高一（下）期末化学汇编：化学反应条件的优化-工业合成氨（鲁科版）

2024北京重点校高一（下）期末化学汇编

化学反应条件的优化一工业合成氨（鲁科版）

一、单选题

1.（2024北京二中高一下期末）一定温度下，探究铜与稀HNO3反应，过程如图，下列说法不正确的是

B.过程III反应速率比I快的原因是NCh溶于水，使c（HNO3）增大

C.由实验可知，NO2对该反应具有催化作用

D.当活塞不再移动时，再抽入空气，铜可以继续溶解

2.（2024北京四中高一下期末）在2L恒容密闭容器中充入2molX和ImolY发生反应

2X（g）+Y（g）^3Z（g）AH<0,反应过程持续升高温度，测得混合体系中X的体积分数与温度的关系如

图所示，下列推断正确的是

A.Q点时，Y的转化率最大

B.W点X的正反应速率等于M点X的正反应速率

C.升高温度，平衡常数增大

D.平衡时充入Z,达到新平衡时Z的体积分数比原平衡时大

3.（2024北京四中高一下期末）不同温度下，将ImolCCh和3moi比充入体积为1L的恒容密闭容器中发

生反应：CO2（g）+3H2（g）^CH3OH（g）+H2O（g）AHo平衡时CH30H的物质的量分数随温度变化如图所示。

%

或

白

啾

金

/

鬓

S

H

O

X22O

)()2024260280300温度/c

CJ

下列说法不正确的是

A.该反应的AH<0

2

B.240℃时，该反应的化学平衡常数K=§

C.240℃时，若充入2moice）2和6m0IH2,平衡时CH30H的物质的量分数大于25%

D.240℃时，若起始时充入0.5molCO2、2molH2>1molCH3OH,1molH2O,反应向正反应方向进

行

4.（2024北京北师大附中高一下期末）HI常用作有机反应中的还原剂，受热发生反应：

2HI（g）v^H2（g）+I2（g）0一定温度时，向1L密闭容器中充入ImolHI,体系中C（HI）与反应时间t的关系

如图。下列说法中，不正确的是

L0o

。9

7)o5

3

•。9

O(20,0.91)

E5

X\(40,0.85)

I。8

HO

)

。

。8120,0.78)

一面向8)

0.751ii[iii11'।1

020406080100120140

//min

A.HI的还原性与-1价碘元素有关

B.20min时，n（HI）=0.91mol

C.40min时，有85%的HI发生分解

D.120min时，反应达到了平衡状态

5.（2024北京清华附中高一下期末）对于二氧化硫与氧气化合生成三氧化硫的反应，下列说法中错误的是

A.降低温度会使反应速率减小

B.使用合适的催化剂能使反应速率增大

C.达到平衡状态时，仍有SO2与。2反应生成SO3

D.增大压强会使SO2完全转化为SO3

6.（2024北京四中高一下期末）根据下列实验操作和现象所得到的结论正确的是

5ml,2mol/L“

1NaOH溶液20滴浓硫酸

鎏LJ口a1

将NO球浸NO.

2/

泡在冷水和热!=a/

12U

H(g)+l2(g步骤：5mL0.1mol/LLCnCh溶液

水中2

推动注射器活塞(橙色)(黄色)

2NCh(g)U

+

2HI(g)Cr2O,■(aq)+H2O(1)Q2CrO：(aq)+2H

N2O4(g)AH<

(aq)AH=+13.8kJ/mol

0

B.平衡

A.气体在热

体系加压D.与a颜色相比，b溶液颜色变浅不能证明

水中C.加压后气体颜色变

后颜色先减小生成物浓度使平衡正向移动；c溶液颜色

比在冷水中颜深后不再变化

变深后变变深能证明增加生成物浓度平衡逆向移动

色浅

浅

A.AB.BC.CD.D

7.(2024北京牛栏山一中高一下期末)某温度下，向10mL0.40moi也-底。2溶液中加入适量FeCb溶液,

不同时刻测得生成O2的体积(已折算标况)如表所示。

t/min0246

V(O2)/mL09.917.222.4

资料显示，反应分两步进行:

①2Fe3++H2O2=2Fe2++O2f+2H+

②H2O2+2Fe2++2H+=2H2O+2Fe3+

反应过程中能量变化如图所示：

A.Fe3+的作用是增大过氧化氢的分解速率

B.0~6min的平均反应速率；v(H2O2)=3.33x1O^mobL1•min-1

C.反应2H2O2(aq)=2H2O(l)+Ch(g)的△H=EI-E2<0

D.反应①是吸热反应、反应②是放热反应

8.(2024北京首师大附中高一下期末)现有反应2^0®修为2N2(g)+O?(g),在四个恒容密闭容器中按下表

充入气体进行反应，容器I、II、III中Ng的平衡转化率如图所示。下列说法正确的是

起始物质的量/mol

容器容积/L

NO

2N2O2

IV、0.100

II1.00.100

IIIV30.100

IV1.00.060.060.04

%

/

郎

^

/

奥

T

t

s

O

O

N

B.相同温度下，起始反应速率：v(i)>v(n)

C.图中A、B、C三点处，三个容器内的压强：pA(I)<pB(II)<pc(in)

D.IV在470℃进行反应，其起始速率：vE(N2O)<Vj2(N2O)

9.(2024北京首师大附中高一下期末)工业上可用“氨催化氧化法”生产NO,以氨气、氧气为原料，在Pt

-Rh合金催化剂存在下生成NO和副产物N2,两个竞争反应化学方程式如下：

I.4NH3(g)+5O2(g)<飞4NO(g)+6H2O(g)

II.4NH3(g)+3O2(g)<飞2N2(g)+6H2O(g)

现将ImolNft、1.45molO2充入1L恒容密闭容器中，在上述催化剂作用下反应，相同时间内有关生成物物

质的量随温度变化曲线如图所示：

制备目标物质消耗原料的量

已知：有效转化率=X100%

原料总的转化量

下列说法不正确的是

A.400℃时，主要发生反应n

B.由图分析工业上用氨催化氧化制备HN03,最佳温度约为840℃

C.520℃时，NH3的有效转化率约为66.7%

D.840℃后，NO的物质的量下降，可能是反应I平衡逆向移动所致

10.（2024北京四中高一下期末）向一恒容密闭容器中加入ImolCH,和一定量的HQ,发生反应:

n(CHj、

CH(g)+HO(g)CO(g)+3H(g)CH4的平衡转化率按不同投料比xx=随温度的变化曲线

422on(H。,

如图所示。下列说法错误的是

%

<、

—

髀

翅

详

£

£

。

A.Xj<x2

V

B.反应速率：blE<VCJE

C.点a、b、c对应的平衡常数：Ka<Kb=Kc

D.反应温度为E，当容器内压强不变时，反应达到平衡状态

二、解答题

11.（2024北京四中高一下期末）近年来，研究人员提出利用含硫物质热化学循环实现太阳能的转化与存

储。过程如下：

太阳能一A热能电能(1)反应I：

2H2so4(l)=2SO2(g)+2H2O(g)+O2(g)Aft=+551kJmoF1

1

反应DI：S(s)+O2(g)=SO2(g)AH3=-297kJmoF

反应n的热化学方程式：o

(2)对反应II,在某一投料比时，两种压强下，H2SO4在平衡体系中物质的量分数随温度的变化关系如图

暇

照

东

*

田

蜓

蜃

g（填“>”或得出该结论的理由是

d

/

H

(3)「可以作为水溶液中S02歧化反应的催化剂，可能的催化过程如下。将ii补充完整。

+

i.SO2+4r+4H===S；+2I2+2H2O

ii.I2+2H2O+===++2厂

(4)探究i、ii反应速率与SO2歧化反应速率的关系，实验如下：分别将18mLs02饱和溶液加入到2mL

下列试剂中，密闭放置观察现象。(已知：卜易溶解在KI溶液中)

ABCD

试剂amol-L_1KI0.2mol-L-10.2mol-L1KI

0.4molL-|KI

组成0.2molL-1H2SO4H2SO40.0002molI2

实验溶液变黄，一段时间溶液变黄，出现浑溶液由棕褐色很快褪色，变成黄

无明显现象

现象后出现浑浊浊较A快色，出现浑浊较A快

①B是A的对比实验，则a=。

②比较A、B、C,可得出的结论是o

③实验表明，S02的歧化反应速率D>A,结合i、ii反应速率解释原因：0

12.(2024北京首师大附中高一下期末)二氧化碳是主要的温室气体，也是一种工业原料。将其固定及利

用，有利于缓解温室效应带来的环境问题。

(1)用二氧化碳合成甲醇。

已知：2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)AH=-484kJ/mol

2CH3OH（g）+3O2（g）=2CO2（g）+4H2O（g）AH=-1348kJ/mol

在催化剂作用下，C02（g）和H2（g）反应生成CH30H（g）和H20（g）,该反应的热化学方程式是

O

（2）用二氧化碳与环氧丙烷（/、）反应合成可降解塑料PPC,同时也能生成副产物CPC,

TI-）HC-11

其化学反应过程中的能量变化如下图所示：在不同温度和压强下，PPC的选择性（产物中PPC的质量与产

物总质量的比值）和总产率（产物总质量与反应物投料总质量的比值）如下表所示。

序号温度/℃压强/MPa总产率/%PPC的选择性/%

i250.59092.1

ii251.594.9>99

iii252.095.4>99

iv401.595.696.2

V601.59976

①通过表中数据i、ii、运可以得出的结论是。在25℃时，实际生产中反应压强为L5MPa,而

不是2.0MPa,理由是o

②通过表中数据ii、iv、v可知温度升高会使PPC的选择性下降，结合上图说明其原因可能

是一

参考答案

1.B

【详解】A.过程发生的反应为Cu和稀HNO3的反应离子方程式为3CU+2NC)3+8H+=3CU2++2NOT+

4H2O,故A正确；

B.随着反应的进行，溶液里生成硝酸铜，根据氮元素守恒，溶液中c(HNO3)应比原硝酸浓度减小，不会

增大，故B错误；

C.加入NCh后反应速率加快，说明NO2对该反应具有催化剂，故C正确；

D.反应停止后，再抽入空气，空气中的氧气能与一氧化氮，水继续反应生成硝酸，可继续溶解铜，故D正

确；

故选B。

2.A

【分析】温度在Q之前，升高温度，X的含量减小，温度在Q之后，升高温度，X的含量增大，曲线上最

低点Q为平衡点，最低点之前未达平衡，反应向正反应进行，最低点之后，升高温度X的含量增大，平

衡向逆反应方向移动，故正反应是放热反应。

【详解】A.曲线上最低点Q为平衡点，Q点之后，升高温度平衡向逆反应移动，丫的转化率减小，所以

Q点时，丫的转化率最大，A正确；

B.W点对应的温度低于M点对应的温度，温度越高，反应速率越高，所以W点X的正反应速率小于M

点X的正反应速率，B错误；

C.正反应是放热反应，升高温度，平衡逆向移动，平衡常数减小，c错误；

D.恒容密闭容器中进行的反应，平衡时充入Z,不影响反应中各物质的分压，不影响平衡移动，所以Z

的体积分数不变，故D错误；

故选A„

3.B

【详解】A.据图知温度升高，甲醇的物质的量分数减小，则平衡逆向移动，该反应为放热反应，则AH<

0,故A正确；

B.240℃时，甲醇的物质的量分数为25%,设甲醇的转化物质的量为xmol,列三段式：

加)UCH30H(g)+HO()

co2(g)+3H2g

起始量/mol1300

转化量/molX3xXX

平衡量/mol1-x3-3xXX

x9

平衡时甲醇的物质的量分数3^『1。。％=25%,解得一，化学平衡常数

K_"CHsOHAcCH?。)_5_4

3--故B错误;

C(CO2).C(H2)1X(1)33

C.240℃时，若充入2moic02和6moiH2,即建立新的等效平衡，相当于在原平衡上增大压强，该反应

是气体分子数减小，则平衡正向进行，CH30H的物质的量分数大于25%,故C正确；

ixl

D.240℃时，若起始时充入0.5molCO2、2molH2>1molCHQH、1molH2O,Q=,=-<K=~,

0.5x2343

反应向正反应方向进行，故D正确；

故选：B„

4.C

【详解】A.-1价碘元素易失去电子，HI具有还原性与1价碘元素有关，故A正确；

B.1L密闭容器中根据图象可知20min时，c（HI）=0.91mol",所以n（HI）=0.91mol,故B正确；

C.根据图象可知40min时，有以印）=0.85加4?"剩余，印发生分解的可印）=0」5加4?「1,有15%的HI

发生分解，故C错误；

D.120min时，可叫=。78moi?«,不随时间变化而变化了，浓度恒定则反应达到了平衡状态，故D正

确；

故答案为Co

5.D

【详解】A.降低温度，活化分子百分数降低，反应速率减小，选项A正确；

B.使用合适的催化剂，活化能降低，活化分子百分数增大，使反应速率增大，选项B正确；

C.化学平衡状态是动态平衡，平衡时反应仍在进行，仍有与反应生成，选项C错误；

D.增大压强，平衡正向移动，但不可能使SO2完全转化为SO3,选项D正确；

答案选C。

6.D

【详解】A.反应2NO2（g）UN2O4（g）AH<0,升高温度平衡逆向移动，混合气的颜色加深，故气体在热水

中比在冷水中颜色深，故A错误；

B.由于反应前后气体分子数不变，则加压平衡不移动，但加压时各物质的浓度增大，所以平衡体系的颜

色加深后不再变化，故B错误；

C.加压的瞬间各物质的浓度都增大，故气体的颜色加深，加压平衡2NO2（g）UN2O4（g）正向移动，故气体

的颜色后又变浅、但新平衡时颜色比原平衡时要深，故C错误；

D.b中加入等体积的氢氧化钠溶液，离子浓度都减小，b溶液颜色变浅不能证明说明平衡正向移动；c中

加入浓硫酸，氢离子浓度增大，溶液颜色变深能证明增加生成物浓度平衡逆向移动，故D正确；

故选：D。

7.C

p3+

【分析】通过两步反应可知总反应为：2H2O2=2H2O+O2T0

【详解】A.根据分析，铁离子为催化剂，作用是增大过氧化氢的分解速率，A正确;

2g）2,〈22.4x104

B-0〜6min的平均反应速率；V（H,O,）=国1匚=}S5EE^=3.33xl01oi.LLmin「B正

12276min6min

确；

C.由图可知，反应2H2O2（aq）=2H2O（l）+O2（g）的AH=AH「AH2<0,C错误；

D.由题可知，反应①是吸热反应、反应②是放热反应，D正确；

故选C。

8.C

【详解】A.从图中可以看出，随着温度的升高，90的平衡转化率增大，故升温平衡正向移动，反应为

吸热反应，A错误；

B.从图中可以看出，相同温度下N2。的平衡转化率：i>n>ni,三者的起始投料量相同，该反应为气体分

子数减少的反应，压强减小，平衡正向移动，N2O的转化率增大，故压强pi<pii<pin,故容器体积

V1>1>V3,温度相同时，容器体积越大，反应物浓度越低，起始的反应速率越低，故起始反应速率：

v（i）<v（n）,B错误；

C.从图中可以看出，A、B、C三点N2O的转化率相同，容器中各物质的物质的量均相同，由B中分析可

、、

知，V1>1>V3,且ABc三点中c点对应的温度最高，故压强：pA（i）<pB（n）<pc（in）,c正确；

D.IV中Qc=0°黑譬>=004,平衡常数只与温度有关，如图，470℃时，II的N2O的转化率为

2NO(g)峰”

22N2(g)+O2(g)

60%,可列出二段式:W（mol）0.100K」O3X(O.O6)、OO

转化(mol)0.060.060.03(0.04)2

平衡(mol)0.040.060.03

Qc<K,故平衡正向移动，vI（N2O）>vjS（N2O）,D错误；

故选Co

9.C

【详解】A.400℃时，氮气的物质的量最大，说明主要发生反应II,A正确；

B.840℃时一氧化氮的产率最高副产物氮气产率最低，则工业用氨催化氧化制备HNCh,选择的最佳温度是

840℃,B正确；

C.由图知520c时，生成氮气和一氧化氮的物质的量均为0.2mol,则反应H消耗的氨气的物质的量为

0.4mol,反应I消耗的氨气的物质的量为0.2mol,NH3的有效转化率为二.一-x100%«33.3%,C

0.2mol+0.4mol

错误；

D.840℃后，NO的物质的量下降，可能是反应I为放热反应，升温，反应I平衡逆向移动所致，D正

确；

故选Co

10.B

【详解】A.一定条件下，增大水的浓度，能提高CH4的转化率，即x值越小，CH4的转化率越大，则

Xj<x2,故A正确；

B.b点和c点温度相同，CH4的起始物质的量都为Imol,b点x值小于c点，则b点加水多，反应物浓度

大，平衡正向移动，甲烷的转化率增大，生成物的浓度增大，则在相同温度下反应速率：丫。正正，故B

错误；

C.由图像可知，x一定时，温度升高CH4的平衡转化率增大，说明正反应为吸热反应，温度升高平衡正

向移动，K增大；温度相同，K不变，则点a、b、c对应的平衡常数：Ka<Kb=Kc,故C正确；

D.该反应为气体分子数增大的反应，反应进行时压强发生改变，所以温度一定时，当容器内压强不变

时，反应达到平衡状态，故D正确；

答案选B。

1

11.3SO2(g)+2H2O(g)=2H2SO4(1)+S(s)Aft=-254kJ-mol>反应H是气体物质的量减

小的反应，温度一定时，增大压强使反应正向移动，H2SO4的物质的量增大，体系总物质的量减小，

2+

H2so4的物质的量分数增大SO2SO4-4H0.4「是SCh歧化反应的催化

剂，H+单独存在时不具有催化作用，但H+可以加快歧化反应速率反应ii比i快；D中由反应ii产生

的H+使反应i加快

【详解】分析：(I)应用盖斯定律结合反应n分析。

(2)采用“定一议二”法，根据温度相同时，压强与H2SO4物质的量分数判断。

(3)依据催化剂在反应前后质量和化学性质不变，反应i+反应ii消去r得总反应。

(4)用控制变量法对比分析。

详解：(1)根据过程，反应n为SO2催化歧化生成H2s。4和S,反应为3so2+2H2O=2H2sO4+S。应用盖斯

定律，反应1+反应m得,2H律。4(1)+S(s)=3SO2(g)+2H2O(g)AH=AH1+AH3=(+551kJ/mol)+(-

297kJ/mol)=+254kJ/moL反应U的热化学方程式为3sO2(g)+2H2O(g)=2H2sO4(1)+S(s)AH=-

254kJ/molo

(2)在横坐标上任取一点，作纵坐标的平行线，可见温度相同时，P2时H2s04物质的量分数大于p