2.4化学反应的调控【人教版(2019)】高中化学选修1 同步练习（含答案解析）

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2.4化学反应的调控人教版（2019）高中化学选择性必修一同步练习
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
注意事项:
1.答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。
2.回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡对应题目的答案标号涂黑；如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上，写在试卷上无效。
3.考试结束后，本试卷和答题卡一并交回。
第I卷（选择题）
一、单选题（本大题共7小题，共21.0分）
德国物理化学家哈伯发明了以低成本制造大量氨的方法，从而大大满足了当时日益增长的人口对粮食的需求。下列所示是哈伯法的流程图，其中为提高原料转化率而采取的措施是 ( )
A. B. C. D.
下列关于工业合成氨反应的说法正确的是( )
A. 使用铁做催化剂，可提高合成氨反应的速率和平衡转化率
B. 左右比室温更有利于合成氨的反应，提高的平衡转化率
C. 合成氨采用，因为该压强下铁触媒的活性最高
D. 合成氨工业采用高压，不仅能提高转化率，还能缩短达到平衡的时间
已知反应。在一定温度和压强下于密闭容器中，反应达到平衡。下列叙述正确的是( )
升高温度，减小 减小压强，增加 更换高效催化剂，增大 充入一定量的氮气，不变
A. B. C. D.
二甲醚是一种极具发展潜力的有机化工产品和洁净燃料。加氢制二甲醚的反应体系中，主要反应的热化学方程式为
反应Ⅰ：
反应Ⅱ：
反应Ⅲ：
在，起始投料时，的平衡转化率及、、的平衡体积分数随温度变化如图所示。下列有关说法正确的是( )
A. 图中表示
B. 反应Ⅲ中反应物所含化学键的键能之和大于生成物所含化学键的键能之和
C. 温度从上升至时，反应Ⅰ消耗的少于反应Ⅱ生成的
D. 其他条件不变，将压强增大到，可提高平衡时的体积分数
如图所示的各图中，表示这个可逆反应的正确图像的是表示的质量分数，表示气体压强，表示浓度( )
A. B. C. D.
某温度下，对于反应。 的平衡转化率与体系总压强的关系如图所示。下列说法正确的是 ( )
A. 将氮气、氢气，置于密闭容器中发生反应，放出的热量为
B. 平衡状态由变到时，平衡常数
C. 上述反应在达到平衡后，增大压强的转化率提高
D. 保持压强不变通入惰性气体，平衡常数不变，平衡不移动
已知某密闭容器中发生反应：物质易被液化。下列有关说法中一定正确的是( )
A. 若为有颜色的物质，达平衡后，增大压强，体系颜色变浅
B. 改变压强，平衡一定发生移动
C. 平衡时，其他条件不变，升高温度，正反应速率增大程度比逆反应速率增大程度小
D. 平衡时，其他条件不变，分离出，正反应速率加快
第II卷（非选择题）
二、流程题（本大题共1小题，共8.0分）
年诺贝尔化学奖版给了为锂电池正极主要由、铝箔、炭黑等组成，、、具有极高的回收价值，具体流程如下：
浸出液的主要成分为、、等。过程控制碳酸钠溶液浓度、温度、反应时间条件下，探究对磷酸铁沉淀的影响，如图所示。
综合考虑铁和磷沉淀率，最佳为_________________。
结合平衡易懂原理，解释过程中增大，铁和磷沉淀率增大的原因：_______________________________________。
当后，随增加，磷沉淀率出现了减小的趋势，解释其原因：_______________________________________。
三、实验题（本大题共1小题，共10.0分）
某同学在实验室进行铁盐与亚铁盐相互转化实验。实验：将转化为
与粉发生反应的离子方程式为 。
为探究白色沉淀产生的原因，设计如下实验。请将此实验方案补充完整。
实验方案 现象 结论
步骤：取 溶液，向其中滴加滴溶液 产生白色沉淀 溶液与溶液反应产生了白色沉淀
步骤：取 无明显现象
已知：的化学性质与相似。
。
与反应的离子方程式为 。
实验：将转化为
实验方案 现象
向溶液中加入稀硝酸 溶液变为棕色，放置一段时间后，棕色消失，溶液变为黄色
查阅资料：棕色。
探究上述现象出现的原因：
用离子方程式解释产生的原因 。
从化学反应速率与限度的角度对体系中存在的反应进行分析：
反应：与足量反应；反应：与反应。
依据实验现象，可推知反应的速率比反应 填“快”或“慢”。
反应是一个不可逆反应，设计实验方案加以证明 。
请用化学平衡移动原理解释溶液由棕色变为黄色的原因 。
四、简答题（本大题共2小题，共16.0分）
合成氨是人类科学技术上的一项重大突破，其反应原理为：
一种工业合成氨的简易流程图如下：
天然气中的杂质常用氨水吸收，产物为。一定条件下向溶液中通入空气，得到单质硫并使吸收液再生，写出再生反应的化学方程式：___________________________。
步骤Ⅱ中制氢气原理如下：
十
对于反应，一定可以提高平衡体系中 百分含量，又能加快反应速率的措施是_____________。
升高温度 增大水蒸气浓度
加入催化剂 降低压强
利用反应，将 进一步转化，可提高产量。若和的混合气体的体积分数为与反应，得到、和的混合气体，则转化率为__________。
图表示、条件下，原料气投料比与平衡时体积分数的关系。根据图中点数据计算的平衡体积分数：_________________。
依据温度对合成氨反应的影响，在图坐标系中，画出一定条件下的密闭容器内，从通入原料气开始，随温度不断升高，物质的量变化的曲线示意图。
上述流程图中，使合成氨放出的能量得到充分利用的主要步骤是填序号_______。简述本流程中提高合成氨原料总转化率的方法：_____________________________________。
乙酸制氢气过程中发生的反应主要有热裂解反应 ，脱羧反应 。
在密闭容器中，利用乙酸制氢气，选择的压强应为________填“较大压强”或“常压”。
一段时间内，该反应体系中温度与气体产率的关系如图所示，约之前，氢气产率低于甲烷产率；约之后氢气产率高于甲烷产率，可能原因是随着温度升高，________________。
保持其他条件不变，在中掺杂一定量，氢气产率显著升高而的产率降低，请分析原因用化学方程式表示：_____________________________________。
五、推断题（本大题共1小题，共10.0分）
将等物质的量的、、、四种物质混合，发生如下反应：，当反应进行一段时间后，测得减少了，减少了，增加了，增加了，此时达到化学平衡状态。
该化学方程式中各物质的化学计量数：________，________，________，________。
若只改变压强，反应速率发生变化，但平衡不发生移动，该反应中各物质的聚集状态：________，________，________。
若只升高温度，反应一段时间后，测得四种物质的物质的量相等，则该反应的正反应为________反应填“放热”或“吸热”。
答案和解析
1.【答案】
【解析】操作均有利于合成氨的化学平衡向正反应方向移动，提高转化率。
2.【答案】
【解析】错，催化剂可提高合成氨反应的速率，但不影响平衡移动。故不影响平衡转化率；
错，合成氨是放热反应，所以低温有利于平衡正向移动，利于提高的平衡转化率，但反应速率跟温度有关，温度越高速率越大，所以温度要既保证一定速率，又保证反应尽量向正反应方向移动，同时还要确保催化剂活性，因为催化剂活性跟温度关系很大，一般合成氨反应是保证催化活性最大，不是为了使化学平衡向正反应方向移动；
错，合成氨的反应是气体分子数减小的反应，高压有利于平衡向正反应方向移动，且能提高正反应速率，跟催化剂无关；
对，合成氨的反应是气体分子数减小的反应，高压有利于平衡向正反应方向移动，且能提高正反应速率，故合成氨工业采用高压，不仅能提高转化率，还能缩短达到平衡的时间。
3.【答案】
【解析】 此反应的正反应是放热反应，升高温度平衡向逆反应方向移动，平衡常数只受温度的影响，即升高温度，减小，正确；反应前后气体化学计量数之和相等，减小压强，平衡不移动，即不变，错误；催化剂对化学平衡无影响，因此的转化率不变，错误；恒压下充入，容器的体积增大，组分浓度降低，但化学反应前后气体化学计量数之和不变，因此化学平衡不移动，不变，正确。
4.【答案】
【解析】已知反应Ⅰ为吸热反应，且只有反应Ⅰ生成了，升高温度，反应Ⅰ平衡正向移动，的体积分数增大，题图中表示，A错误；反应Ⅲ为放热反应，反应物所含化学键的键能之和小于生成物所含化学键的键能之和，B错误；温度从上升至时，的平衡转化率增大，则反应Ⅰ消耗的大于反应Ⅱ生成的，C错误；其他条件不变，将压强增大到，反应Ⅰ平衡不移动，而反应Ⅱ平衡正向移动，甲醇的浓度增大，导致反应Ⅲ平衡正向移动，可提高平衡时的体积分数，D正确。
5.【答案】
【解析】该反应为放热反应，温度升高平衡向逆反应方向移动，的质量分数减小，故A正确；
增大压强平衡向气体体积减小的方向移动，即向正反应方向移动，，且增大压强，正、逆反应速率都增大，故B错误；
催化剂同等程度地改变正、逆反应速率，平衡不发生移动，所以达到平衡时的浓度相同，故C错误；
该反应为放热反应，温度升高平衡向逆反应方向移动，的转化率降低，故D错误。
6.【答案】
【解析】错，根据题意可知当生成时放出能量，但合成氨的反应为可逆反应，氮气和氢气不能完全反应生成氨气，所以放出的热量少于
错，到温度不变，则平衡常数不变；
对，该反应正反应为气体化学计量数之和减小的反应，所以增大压强平衡正向移动，氢气的转化率提高；
错，压强不变通入惰性气体，反应相关物质的分压会减小，平衡逆向移动。
故选：。
7.【答案】
【解析】错，增大压强时，容器的容积缩小，浓度增大，体系颜色变深；
错，物质易被液化，改变压强如果变为液体，反应变成了一个反应前后气体体积不变的可逆反应，改变压强，平衡不发生移动；
对，升温时平衡逆向移动，正、逆反应速率都会加快，但逆反应速率大于正反应速率；
错，分离出时，正反应速率开始不变后逐渐减慢。
故选：。
8.【答案】
，，加入后，结合使减小，促进上述电离平衡正向移动，增大，与结合形成磷酸铁沉淀
时，沉淀中的磷酸铁会有部分开始转变生成，使得部分释放，导致磷沉淀率下降
【解析】略
略
已知，当后，随增加，溶液中增大，开始转变生成，促进溶解平衡正向移动，使得部分释放，导致磷沉淀率下降。
9.【答案】
溶液，向其中滴加滴溶液

慢
取少量反应Ⅰ的溶液于试管中，向其中加入几滴溶液，溶液无明显变化，说明反应Ⅰ是一个不可逆反应
被硝酸氧化为，溶液中浓度降低，导致平衡逆向移动，最终几乎完全转化为，溶液由棕色变为黄色
【解析】与粉发生反应生成和，反应的离子方程式为。
由反应，可知题图得到的溶液中为，为，分别取的硫酸铜溶液、的硫酸亚铁溶液，滴入溶液进行对照实验，故步骤：取 溶液，向其中滴加滴溶液；步骤：取溶液，向其中滴加滴溶液。由已知信息、可知，与反应生成沉淀，同时生成，反应的离子方程式为。
具有还原性，稀硝酸具有强氧化性，两者反应生成、与水，反应的离子方程式为。
溶液先变为棕色，放置一段时间后，棕色消失，溶液变为黄色，反应速率快的反应现象最先表现，故反应Ⅰ的速率比反应Ⅱ的慢。
若反应Ⅰ是一个可逆反应，则反应Ⅰ结束后溶液中含有，否则没有，具体的实验方案是取少量反应Ⅰ的溶液于试管中，向其中加入几滴溶液，溶液无明显变化，说明反应Ⅰ是不可逆反应。
被硝酸氧化为，溶液中浓度降低，导致平衡逆向移动，最终几乎完全转化为，溶液由棕色变为黄色。
10.【答案】
；
Ⅳ； 对、加压；将产物液化分离，减小生成物浓度；将未反应的、循环使用。

【解析】由题给反应信息得出化学方程式为。
增大水蒸气浓度，平衡右移，但平衡体系中百分含量不一定提高；加入催化剂，对平衡无影响，不能提高平衡体系中百分含量；降低压强，反应速率减慢。设达到平衡时转化了 ，则



，，。
方法：设起始 物质的量为 ，物质的量为 ，达到平衡时转化了 ，则



，，故体积分数。
方法：由、按物质的量投料，与又按照物质的量发生反应，故从反应开始到反应平衡，和物质的量之比始终为。体积分数。
在温度达到一定程度时，开始生成，在未达到平衡前，物质的量是增大的，达到平衡后，温度升高，平衡逆向移动，物质的量逐渐减小，变化曲线见答案。
通过热交换步骤Ⅳ，加热进入合成塔的原料气，同时冷却从合成塔出来的平衡混合气。提高原料总转化率的方法有：对、加压；将产物液化分离，减小生成物浓度；将未反应的、循环使用。
11.【答案】常压
热裂解反应的平衡向正反应方向移动，脱羧反应的平衡向逆反应方向移动，故氢气产率高于甲烷产率

【解析】在密闭容器中，发生反应，反应前后气体分子数增大，增大压强，平衡逆向移动，氢气产率降低，故相对于较大压强，常压下氢气的产率较高且能耗低。
热裂解反应的正反应吸热，脱羧反应的正反应放热，约之后升温，热裂解反应的平衡向正反应方向移动，脱羧反应的平衡向逆反应方向移动，故氢气产率高于甲烷产率。
中掺杂的水蒸气与反应生成二氧化碳和氢气，氢气产率显著升高而的产率降低，。
12.【答案】；；；；
气体；固体或液体；气体；
放热。

【解析】
【分析】
本题考查化学平衡的计算，为高频考点，侧重于学生的分析能力的考查，注意把握化学反应速率与化学计量数的关系，把握温度、压强对平衡移动的影响，难度不大。
【解答】
同一化学反应的同一时间段内，参加反应的各物质的物质的量之比等于其计量数之比，所以：：： ：：： ：：：，所以、、、分别为、、、；
故答案为：；；；；
压强对化学反应前后气体体积不变的可逆反应的平衡状态无影响，根据题意知，该反应前后气体体积不变，
反应中，已知生成物是固体，要使反应前后气体体积不变即计量数不变，那么只能是、是气体，是液体或固体；
故答案为：气体；固体或液体；气体；
升高温度，平衡向吸热方向移动；根据题意知，开始反应时，、的物质的量减少，、的物质的量增加，所以平衡向正反应方向移动；升高温度，反应一段时间后，测知这四种物质的物质的量相等，说明平衡向逆反应方向移动，所以正反应是放热反应；
故答案为：放热。

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