2022北京高一（下）期中化学汇编：化学反应条件的优化-工业合成氨

2022北京高一（下）期中化学汇编

化学反应条件的优化一工业合成氨

一、单选题

1.（2022・北京・清华附中高一期中）某小组同学欲通过实验探究影响金属与酸反应速率的因素，进行下列

实验。

序

实验装置实验操作实验现象

号

实钠浮在液面上并来回移动，表面出现有白色固

取下胶塞，放入一小片

验体；白色固体逐渐沉到烧杯底部，液体不沸腾；

""*<•金属钠，迅速塞上胶塞

1气球迅速鼓起，15s时测量气球直径约为3cm

TrAlSml15%实取下胶塞，放入与钠表镁条开始时下沉，很快上浮至液面，片刻后液体

心飞囱中足

1验面积基本相同的镁条，呈沸腾状，同时产生大量白雾；气球迅速鼓起，

2迅速塞上胶塞15s时测量气球直径约为5cm

下列说法不正确的是

A.实验1获得的白色小颗粒可用焰色反应检验其中的Na元素

B.上述实验说明，钠与酸的反应速率比镁与酸的反应速率慢

C.向实验1所得溶液中通入HC1气体，可能会继续析出沉淀

D.金属钠、镁与盐酸反应的速率与固液接触面积等因素有关

2.（2022・北京・昌平一中高一期中）某同学将除去氧化膜的镁条及入到少量稀盐酸中进行实验，实验测得

氢气的产生速率变化情况如图曲线所示，对该曲线的解释中正确的是

/；—0.

A.从ti-t2的原因是溶液中H+的浓度较大

B.从L-H2的原因水蒸发,致使H+的浓度升高

C.从12Tt3的原因是随着反应的进行铁条的质量下降

D.从12Tt3的原因是随着反应的进行，H+的浓度逐渐下降

3.（2022.北京丰台.高一期中）N?转化为NH3的微观过程示意图如图。下列说法中，不氐硼的是

催化剂

A.催化剂能改变该反应速率

B.在催化剂表面形成氮氢键时，有电子转移

C.催化剂表面只发生了极性共价键的断裂和形成

D.氮氮键断裂时需要吸收能量

4.（2022•北京一七一中高一期中）其他条件不变时，下列措施口能减小化学反应速率的是

A.用煤粉代替煤块燃烧B.滴入少量FeCh溶液催化H2O2分解

C.食物存放在冰箱里D.用粗锌代替纯锌与O.lmo卜L/H2so4反应

5.（2022•北京丰台•高一期中）不同的化学反应进行的快慢千差万别，决定化学反应速率的内因是

A.温度B.浓度C.催化剂D.反应物的性质

6.（2022•北京市顺义区第一中学高一期中）变量控制是科学研究的重要方法。实验室用相同质量的大理石

（主要成分为CaCOA与相同体积的盐酸分别在下列条件下反应制取CO2,开始阶段化学反应速率最大的是

选项ABCD

盐酸的浓度/（molL」）0.530.53

实验温度/℃25254040

A.AB.BC.CD.D

7.（2022•北京市第二十七中学高一期中）下列措施中，不用加快化学反应速率的是

A.氮气与氢气合成NH3时，适当增大压强

B.锌与稀硫酸反应制H?时，加入蒸储水

C.双氧水分解制。2时，加入几滴FeCh溶液

D.碳酸钙与稀盐酸反应制CO2时，适当升高温度

8.（2022•北京市第二十七中学高一期中）利用固体表面催化工艺进行NO分解的过程如图所示。

京为”—-»肪药曳工思念

77777777/r।77777777/77777777/77777777/।77777777/

下列说法不氐碰的是

A.NO是有毒气体B.催化剂能改变NO的分解速率

C.NO分解生成N：和。2D.过程②释放能量，过程③吸收能量

9.（2022.北京市第一六一中学高一期中）某学生用纯净的Cu与50mL过量浓HNCh反应制取NCh，实验

结果如图所示。（气体体积为标准状况，且忽略溶液体积变化）。下列说法正确的是

A.OA段比AB段反应速率快

B.AB段反应速率加快，仅因为产物有催化作用

C.OC段用浓硝酸表示的反应速率为0.2molL-^min-1

D.向反应体系中加入固体KNO3对反应速率无影响

10.（2022.北京市第四十三中学高一期中）下列说法不更硬的是

A.葡萄酒可用SO?作防腐剂

B.设计某些原电池时可用铜作负极

C.锂离子电池属于一次电池

D.升高温度一定能加快化学反应速率

11.（2022•北京市顺义区第一中学高一期中）下列方法可以加快铁和稀硫酸的反应速率的是

A.加入少量ZnSO4固体B.加入少量水

C.加入少量CuSCh固体D.用98%的浓硫酸代替稀硫酸

12.（2022•北京八十中高一期中）我国研究人员研发了一种新型纳米催化剂，实现CO?和Hz反应得到

CH4,部分微粒转化过程如图（吸附在催化剂表面上的物种用*标注）。下列说法不F酶的是

A.过程②吸收热量

B.过程③涉及极性键的断裂和形成

C.结合过程③，过程④的方程式为：*C+*OH+5H->CH4+H2O

D.整个过程中制得ImolCHa转移电子的物质的量为8moi

13.（2022•北京八十中高一期中）H2O2是重要的绿色消毒液和氧化剂，研究其分解反应有重要意义。在含

有少量厂的溶液中，H2O2分解的机理是：i.H2O2+I-=H2O+IO；ii.H2O2+IO=H2O+O2T+

Fo分解反应过程中能量变化如图所示，下列判断不无聊的是

A.I改变了H2O2分解的路径，曲线②为含有I的反应过程

B.反应i和ii均为放热过程

C.反应i的反应速率比反应ii慢

D.I不能改变总反应的能量变化

Na2s2。3溶液H2s04溶液蒸储水

实验序号温度/℃

浓度/(mol/L)体积/mL浓度/(m。1/L)体积,mL体积/mL

I0.11.50.11.51020

II0.12.50.11.59a

III0.1b0.11.5930

表中，a=,b=

②实验表明，实验HI的反应速率最快，支持这一结论的实验现象为°

(2)工业上常用空气催化氢氧化法除去电石渣浆(含CaO)上清液中的S',并制取石膏(CaSO「2H2。)，其中

的物质转化过程如下图所示。

02II/)

CaO------------►MmOH>2，赳Mn()V

,o,2

CiSO4-2H2O◄——SOf--spj-s~

①过程i、n中，起催化剂作用的物质是o

②过程H中，反应的离子方程式为。

③根据物质转化过程，若将10L上清液中的S?一转化为SO；(S2-浓度为320mg/L),理论上共需要标准状况

下的。2的体积为Lo

四、原理综合题

17.(2022•北京一七一中高一期中)CL是一种重要的化工原料，在生产和生活中应用十分广泛。地康法制

取氯气的反应为：4HCI(g)+O2(gF2Cl2(g)+2H2O(g)AH=-115.4kJmoi该反应分两步进行，其基本原理如下

图所示：

HG(g)"O®

7：程上

CuO(s)L慧］cu02(s)

CI2(g)o2(g)

⑴过程I中每消耗ImolHCl放出60.4kJ的热量，过程I中反应的热化学方程式是0

(2)地康法制取氯气的原理中，CuO的作用是o

(3)过程II每转移2moi电子，生成了CL的质量是。

(4)乐强为Pl时，地康法中HC1的平衡转化率(CtHQ)随温度变化曲线如下图所示。平衡常数比较：

K(a)K(b)(填或"=")。c点表示投料不变，350℃、压强为P2时，地康法中HC1的平衡转化

率，则P2______pi(填〈"或一)。

18.(2022•北京•杨镇第一中学高一期中)某化学小组用10mL0.1mol.L/KCKh溶液和10mL0.3mol.L-1

NaHSOs溶液测定该反应的化学反应速率，并通过测定c(C1)随时间变化的情况，探究影响化学反应速率的

因素，实验数据如图所示。

⑴该反应在。~4min内的化学反应速率v(Cl)mol.L-1.miir1'

(2)该小组同学仔细分析实验数据后，发现该反应的化学反应速率变化趋势为：先增大后减小。

i.探究化学反应速率增大的影响因素:

方

假设实验操作

案

该反应放热，使溶

向烧环中加入10mL0.1mol.UKClCh溶液和lOmLO.3moi

I液温度升高，化学

•L-'NaHSO3溶液，___________c

反应速率加快

反应生成的C1.对取10mLO.lmol.L”KCIO3溶液于烧杯中，先加入少量

II反应有催化作用，___________固体，再加入10mL0.3moi.UNaHSCh溶

化学反应速率加快液。

反应后溶液酸性增分别向2只烧杯中加入10mL0.1mol.L-1KCIO3溶液;烧杯

III强，化学反应速率①中加入1mL水；烧杯②中加入1mL0.2mol.L1盐酸。

加快再分别向烧杯中加入lOmLO.3moi•fNaHSCh溶液。

①补全方案I中的实验操作。

②方案II中加入的物质是(填化学式)。

③在方案I的假设不成立的情况下，从变量控制的角度思考，该小组同学认为方案HI中实验操作设计

不严彼，应将1mL水改为。

④除方案I、II、川的假设外，请再提出一个可能使化学反应速率增大的假设o

ii.反应后期，化学反应速率降低的主要原因是。

五、工业流程题

19.(2022•北京市第二十七中学高一期中)硫酸是重要的化工原料。以黄铁矿(主要成分为FeS2)为原料制

备硫酸的原理示意图如图。

(1)为了提高黄铁矿的燃烧效率，可采取的措施是0

(2)图中所示的含硫物质中，硫元素化合价最高的物质是(填化学式)。

(3)某兴趣小组研究在一定条件下，一定体积的密闭容器中SOITSO,,获得图中数据。

S9

68

67

66

S5

4

O6.3

s2

s1

①0~20min内，S0?的浓度变化为mol/L。

②能说明SO2TSO,的反应在该条件下存在限度的实验证据是_______。

(4)硫酸厂产生的尾气中含有少量SO-图为双碱法脱硫的原理本意图。

d

SOfx/NaOH匕xCaSOj-------►CaSO4

VV过脚1

过程八［过程n

、Na2sO3/、Ca(OH)2

①可以循环使用的物质是。

②理论上，过程【1【中消耗Imol氧气时，过程I中吸收SO?的物质的量是_______molo

参考答案

I.B

【分析】通过对比实验I和实验2的操作与现象可知，实验I中钠太活泼，先与水反应生成氢氧化钠，再

与浓盐酸反应生成溶解度不大的氯化钠，附着在还未反应的Na表面，阻碍了Na反应的进行，所以出现上

述现象；对比实验1,实验2中，利用相同表面积的Mg做相同的实验，表面现象看似Mg反应快，是因

为Mg直接与盐酸反应生成氢气，产生的氢气比实验1多，据此分析解答。

【详解】

A.Na元素可用焰色试验来检验，若白色小颗粒中含Na元素，则焰色反应为黄色，A正确；

B.由分析，实验2中，利用相同表面积的Mg做相同的实验，表面现象看似Mg反应快，是因为Mg直接

与盐酸反应生成氢气，产生的氢气比实验1多，不能说明钠与酸的反应速率比镁与酸的反应速率慢，B错

误；

C.向实验1所得溶液中通入HC1气体，氯离子浓度增大，会继续析出白色沉淀，C正确；

D.钠表面生成了白色固体，阻碍了钠和酸的反应，说明反应的速率与反应物的性质、反应物的接触面积

等因素有关，D正确；

答案诜Bo

2.D

【详解】

A.L-t2反应速率加快，而反应物的浓度随着反应的进行降低。但该反应为放热反应，所以该反应温度升

高加快了反应速率，且以温度影响为主，表现为速率增大，A项错误；

B.Hit?虽温度升高，但并未达到水的沸点，从而引起水蒸发导致H+浓度变化是极小的。但若温度升高，

溶液中HC1挥发导致H+浓度降低，B项错误：

C.镁条为固体，浓度固定不随反应而变化，所以反应不会随镁条质量的减少而速率降低，C项错促；

D..12Tt3,随着反应的进行H+被消耗降低，虽然反应放热，但浓度降低影响比较大，所以这一段表现为

速率降低，D项正确；

故选D。

【点睛】加快反应速率的有：增大浓度、升高温度、增大压强、加入催化剂、增大接触面积等；减小反应

速率的有：减小浓度、降低温度、降低压强、加入逆催化剂、降低接触面等。

3.C

【详解】

A.催化剂可以降低反应的活化能，加快反应速率，故A正确；

B.氮气和氢气合成氨气反应，氮元素的价态升高，氢元素的价态降低，该反应属于氧化还原反应，因此

在催化剂表面形成氮氢键时，有电子发生了转移，故B正确；

C.在催化剂表面上，氢气与氮气合成了氨气，只有非极性共价键的断裂和极性共价键的形成.故C错

误；

D.断裂化学犍需要吸收能量，故氨氮键断裂时需要吸收能量，故D正确;

故选c。

4.C

【详解】

A.用煤粉代替煤块，增加煤粉与空气的接触面积，加快反应速率，A不符合题意；

B.FeCb作H2O2分解的催化剂，使用催化剂加快反应速率，B不符合题意；

C.食物存放在冰箱里，对食物进行降温，可以减缓化学反应速率，C符合题意；

D.用粗锌代替纯锌，可•形成原电池，加快反应速率，D不符合题意；

答案选C。

5.D

【详解】不同的化学反应进行的快慢千差万别，决定化学反应速率的内因是反应物的性质，温度、浓度和

催化剂均为影响反应速率的外界条件，故答案为：Do

6.D

【详解】已知反应物浓度越大，反应温度越高反应速率越快，对比题十四组实验条件可知，D组实验中的

盐酸浓度大于C组，温度高于B组，则D组的开始阶段化学反应速率最大，故答案为：Do

7.B

【详解】

A.对于有气体参加的反应，适当增大压强可以加快反应速率，A错误；

B.加入蒸窗水，氢离子浓度减小，导致锌与稀硫酸反应速率减慢，B正确；

C.FC。、是过氧化氢分解的催化剂，可以加快反应速率，C错谩；

D.升高温度能够加快碳酸钙与稀盐酸的反应速率，D错误；

答案为：Bo

8.D

【详解】

A.NO是有毒气体，能与血红蛋白结合且结合能力比CO还强，A正确；

B.催化剂能降低反应的活化能，改变NO的分解速率；

C.分析过程图可知NO分解生成N?和。*C正确；

D.分析过程图可知过程②为断键过程，吸收能最，过程③为成键过程，放出能最，D错误；

答案为：Do

9.C

【详解】

A.相同时间内AB段产生的气体更多，所以AB段反应速率更决，A错误；

B.AB段反应速率加快，还可能因为反应放热，体系温度升高，B错误；

C.Cu与浓硝酸反应的化学方程式为CU+4HNOM浓尸Cu(NO3)2+2NO2T+2H20,0C段共产生标况下

0.03mol

0.336LNCh,ER0.015mol,则消耗0.03molHN03,所以用浓硝酸表示的反应速率为Q^」=0.2mol-L】min-

3min

C正确；

D.该反应的离子方程式为Cu+4H++2NO、=CU2++2NO2廿2H2O,向反应体系中加入固体KNO3,硝酸根离

子浓度增大，反应速率增大，D错误；

综上所述答案为C。

10.C

【详解】

A.SO2具有较强的还原性，溶在葡萄酒中可起到防氧化变质的作用，故A正确；

B.原电池是基于氧化还原反应的原理，铜也可作负极，如Cu-石墨-氯化铁溶液组成的原电池中，铜作负

极，故B正确：

C.大多数的锂离子电池为可充放电电池，属于二次电池，故C错误；

D.升温可以加快一切化学反应的反应速率，故D正确；

故选:Co

11.C

【详解】

A.加入少量ZnSO」固体，不会改变反应物的浓度，不会改变反应速率，故A不选；

B.加水，溶液的体积增大，反应物的浓度减小，反应速率减小，故B不选；

C.加入少量CuSO4固体，会发生反应置换出铜，形成原电池，使反应速率加快，故C选；

D.用98%的浓硫酸代替稀硫酸，产物不是铁和稀硫酸的反应产物氢气，产生的是二氧化硫气体，故D不

选；

故选C。

【点睛】本题的易错点为D,要注意改变浓度，不能改变反应的本质。

12.C

【详解】

A.由图可知，过程②为*CO2—*CO+*O,在断键过程中吸收热量，故A正确；

B.过程③为：*CO+*O+2H-2*OH+*C,CO中的极性共价键被破坏，形成*OH中新极性键，故B正确；

C.结合过程③，过程④的方程式应为：*C+2*OH+6H—CH4+2H2O,故C错误；

D.整个过程中由ImolCCh制得ImolCHvC元素化合价由+4降低为-4,则转移电子的物质的量为8mol,

故D正确。

故选C。

13.B

【详解】

A.根据题意得出「改变了H2O2分解的路径，曲线②为含有「的反应过程，故A正确；

B.曲线②中，根据图中信息得到反应i是反应物质总能最低于生成物总能最，是吸热反应，改B错误；

C.根据图中信息反应i的活化能大于反应ii的活化能，因此反应i的反应速率比反应ii慢，故C正确；

D.催化剂不能改变反应的活化能，因此「不能改变总反应的能量变化，故D正确。

综上所述，答案为B。

14.D

【详解】

A.反应中元素化合价没有变化，不属于氧化还原反应，故A错误；

B.试管b中溶液颜色不变的目的是使反应到达平衡，且可逆反应中反应物不能完全转化，故B错误；

C.试管c颜色变深，说明平衡逆向移动，而c中温度、氢离子浓度均变化，则c中的现象不能说明影响

平衡的主要因素是温度，故C错误：

D.加入氢氧化钠溶液，可能溶液体积变大，使离子浓度减小导致颜色变浅的，不能证明减小生成物浓度

使平衡正向移动，故D正确；

故答案选Do

15.放热A反应放热，温度升高，化学反应速率增大反应物盐酸浓度降低，化学反应速率减

小

【详解】

(1)燃烧为放热反应，放热反应的反应物总能量高于生成物的总能量，满足甲烷燃烧放热的图像为A,故答

案为：放热；A：

(2)铝与盐酸反应放出热量，随反应的进行温度逐渐升高，反应速率增大，当反应进行到一定程度，反应物

接近消耗完，温度变化不大，但反应物浓度降低，反应速率减小，故答案为：反应放热，温度升高，化学

反应速率增大；反应物盐酸浓度降低，化学反应速率减小；

16.

(1)202.5实验HI中出现浑浊所需时间最短

2

(2)Mn(OH)24MnO+2S+9H2O=S2O:+4Mn(OHR+1OOH-4.48

【解析】(1)

①探究反应速率的影响遵循控制变量的思想，实验I和实验n中溶液的体积不同，则温度应相同，则a为

20,实验H和实验HI,温度不同，则其他变量应相同，则b为2.5；

②根据反应Na2S2O3+H2SO4=Na2SO4+SO2+SJ+H2O可知，通过实验现象能表现出反应快慢的现象是产

生硫沉淀的速度，硫沉淀出现越快表明反应速率越快，能表明实验01的反应速率最快的实验现象为出现

浑浊所需时间最短；

(2)

①根据过程I、H中的转化关系，起催化剂作用的物质是Mn(OH”；

②根据转化关系图，过程H中S2-与MnO；生成S2O；和Mn(OH)2,根据氧化还原反应得失电子守恒和物

2

料守恒，反应的离子方程式为4MnO；+2S+9H2O=S2O；-+4Mn(OH)2l+l()OH-；

③10L上清液中的S2•的物质的量=00=oimol,杈据物质转化过程，S?-转化为SzO：过程中

32g/mol

需要消耗氧气，S2O；转化为SO：也需要消耗氧气，0.101。”2-转化为520；时，硫元素的化合价由-2价变

为十2,共失去0.1molx4=0.4mol电子;氧气转变为水时氧元素由0价变为-2价,即1mol氧气转移4moi电

子，根据电子得失守恒，得到0.4n⑹电子需要氧气的物质的量=艺型R.lmol；根据反应4MnO；+2S〉

+9H9=S2O+4Mn(OH)21+1OOH,0.1molS?•参与反应生成S2O；'的物质的量=Jx0.1moM).05mol,

0.05molS2O；转化为SO：,硫元素的化合价由+2价变为+6价，共失去0.05molx2x4=0.4mol电子，氧气由

0价变为-2价，即1mol氧气转移4moi电子，根据电子得失守恒，得到0.4mol电子需要氧气的物质的量二

”学=0.1mol；则上清液中的S”转化为SO：过程中一共需要氧气的物质的量二O.lmol+O.lmokO.2mol,标

4

准状况下的O2的体积=0.2molx22.4L/mol=4.48L。

17.

(1)CuO(S)+2HCl(g)=H2O(g)+CuCl2(s)AH=-120.8KJ/mol

(2)催化剂

(3)7lg

(4)><

【分析】根据反应过程，地康法制氯气的反应分两步进行：过程I为2HCl(g)+CuCKs)=H2O(g)+CuC12(s),

过程H为2cuCb(s)+O2(g)=2C12(g〕+2CuO(s),CuO先是反应物、后是生成物，在总反应中作催化剂，据此

分析解答。

()由分析,过程I为2HCl(g)+CuO(s)=H2O(g)+CuCh(s),又已知过程I中每消耗ImolHCl放出60.4kJ的热

量，则过程I中反应的热化学方程式是CuO(S)+2HCl(g)=H2O(g)+CuCL(s)AH-^O.SKJ/moh

(2)根据分析，CuO先是反应物、后是生成物，在总反应中作催化剂：

⑶过程II为2CuC12(s)+O2(g)=2CMg)+2CuO(s),则过程H每转移2moi电子，生成了Cb的物质的量为

1mol,其质量为lmolx7lg/mol=7g；

(4)

①图中，压强不变时，升高温度，HC1的平衡转化率减小，即升温平衡逆向移动，平衡常数K(a)>K(b)；

②过c点作垂线与曲线有交点。与交点比，c点时HC1的平衡转化率较小，根据平衡移动原理，加压平衡

正向进行，HCI的平衡转化率增大，因此c点压强较小，则p2〈pi。

18.2.5x107插入温度计KQ或NaQ1mLO.2moi/LNaCl溶液生成的硫酸根离子加快了化

学反应速率反应后期由于反应物浓度减小，因此化学反应速率变慢

【分析】

⑴根据v二言计算；

⑵利用温度计测量溶液温度的变化：根据方案