第二章 第四节 化学反应的调控 课时对点练（含答案）
文档属性
| 名称 | 第二章 第四节 化学反应的调控 课时对点练（含答案） |
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| 格式 | doc | ||
| 文件大小 | 815.9KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2022-12-20 00:00:00 | ||
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文档简介
第四节 化学反应的调控
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题组一 合成氨条件的选择
1．1913年德国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( )
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A．①②③ B．②④⑤
C．①③⑤ D．②③④
2．下列有关合成氨工业的说法中，正确的是( )
A．从合成塔出来的混合气体中，其中NH3只占15%，所以合成氨厂的产率都很低
B．由于氨易液化，N2、H2在实际生产中可循环使用，所以总体来说合成氨的产率很高
C．合成氨工业的反应温度控制在400～500 ℃，目的是使化学平衡向正反应方向移动
D．合成氨厂采用的压强越大，产率越高，无需考虑设备、动力
3．下列有关合成氨工业的说法正确的是( )
A．铁作催化剂可加快反应速率，且有利于化学平衡向合成氨的方向移动
B．升高温度可以加快反应速率，且有利于化学平衡向合成氨的方向移动
C．增大压强能缩短到达平衡状态所用的时间
D．合成氨采用的压强是1×107～3×107 Pa，因为该压强下铁触媒的活性最高
题组二 以合成氨为背景的综合题
4．对于合成氨反应N2(g)＋3H2(g)2NH3(g) ΔH<0，下列研究结果和示意图相符的是( )
选项 A B C D
研究结果 压强对反应的影响 温度对反应的影响 平衡体系增加N2对反应的影响 催化剂对反应的影响
图示 INCLUDEPICTURE "\\\\张梦梦\\d\\张梦梦\\2022\\同步\\化学\\化学 人教 选择性必修1\\word\\2-169.TIF" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "D:\\张梦梦\\2022\\同步\\化学\\化学 人教 选择性必修1\\word\\2-169.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "D:\\张梦梦\\2022\\同步\\化学\\化学 人教 选择性必修1\\word\\2-169.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "D:\\张梦梦\\2022\\同步\\化学\\化学 人教 选择性必修1\\word\\2-169.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "D:\\张梦梦\\2022\\同步\\化学\\化学 人教 选择性必修1\\word\\2-169.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "\\\\张梦梦\\d\\张梦梦\\2022\\同步\\化学\\化学 人教 选择性必修1\\word\\2-170.TIF" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "D:\\张梦梦\\2022\\同步\\化学\\化学 人教 选择性必修1\\word\\2-170.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "D:\\张梦梦\\2022\\同步\\化学\\化学 人教 选择性必修1\\word\\2-170.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "D:\\张梦梦\\2022\\同步\\化学\\化学 人教 选择性必修1\\word\\2-170.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "D:\\张梦梦\\2022\\同步\\化学\\化学 人教 选择性必修1\\word\\2-170.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "\\\\张梦梦\\d\\张梦梦\\2022\\同步\\化学\\化学 人教 选择性必修1\\word\\2-171.TIF" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "D:\\张梦梦\\2022\\同步\\化学\\化学 人教 选择性必修1\\word\\2-171.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "D:\\张梦梦\\2022\\同步\\化学\\化学 人教 选择性必修1\\word\\2-171.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "D:\\张梦梦\\2022\\同步\\化学\\化学 人教 选择性必修1\\word\\2-171.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "D:\\张梦梦\\2022\\同步\\化学\\化学 人教 选择性必修1\\word\\2-171.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "\\\\张梦梦\\d\\张梦梦\\2022\\同步\\化学\\化学 人教 选择性必修1\\word\\2-172.TIF" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "D:\\张梦梦\\2022\\同步\\化学\\化学 人教 选择性必修1\\word\\2-172.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "D:\\张梦梦\\2022\\同步\\化学\\化学 人教 选择性必修1\\word\\2-172.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "D:\\张梦梦\\2022\\同步\\化学\\化学 人教 选择性必修1\\word\\2-172.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "D:\\张梦梦\\2022\\同步\\化学\\化学 人教 选择性必修1\\word\\2-172.TIF" \* MERGEFORMATINET
5.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) ΔH<0,673 K、30 MPa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( )
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A．c点处反应达到平衡
B．d点(t1时刻)和e点(t2时刻)处n(N2)不同
C．其他条件不变，773 K下反应至t1时刻，n(H2)比图中的d点的值要大
D．a点的正反应速率比b点的小
6.某温度下，对于反应N2(g)＋3H2(g)2NH3(g) ΔH＝－92.4 kJ·mol－1。N2的平衡转化率(α)与体系总压强(p)的关系如图所示。下列说法正确的是( )
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A．将1 mol氮气、3 mol氢气置于1 L密闭容器中发生反应，放出的热量为92.4 kJ
B．平衡状态由A变为B时，平衡常数K(A)C．上述反应在达到平衡后，增大压强，H2的转化率增大
D．升高温度，平衡常数K增大
7．相同温度下，有体积相同的甲、乙两个容器，甲容器中充入1 g N2和1 g H2，乙容器中充入2 g N2和2 g H2，分别进行合成氨反应。下列叙述错误的是( )
A．化学反应速率：乙>甲
B．平衡后N2的浓度：乙>甲
C．H2的平衡转化率：乙>甲
D．平衡混合气体中H2的体积分数：乙>甲
题组三 化学反应的调控
8．据报道，在300 ℃、70 MPa下由二氧化碳和氢气合成乙醇已成为现实：2CO2(g)＋6H2(g)CH3CH2OH(g)＋3H2O(g)，下列叙述错误的是( )
A．使用Cu-Zn-Fe催化剂可大大提高生产效率
B．反应需在300 ℃下进行可推测该反应是吸热反应
C．充入大量CO2气体可提高H2的转化率
D．从平衡混合气体中分离出CH3CH2OH和H2O可提高CO2和H2的利用率
9．纳米钴常用于CO加氢反应的催化剂：CO(g)＋3H2(g)CH4(g)＋H2O(g) ΔH<0，下列说法正确的是( )
A．纳米技术的应用，优化了催化剂的性能，提高了反应的转化率
B．缩小容器体积，平衡向正反应方向移动，CO的浓度增大
C．从平衡体系中分离出H2O(g)能加快正反应速率
D．工业生产中采用高温条件下进行，其目的是提高CO的平衡转化率
10.某研究小组为探究催化剂对尾气中CO、NO转化的影响，将含NO和CO的尾气在不同温度下，以一定的流速通过两种不同的催化剂进行反应：2NO(g)＋2CO(g)N2(g)＋2CO2(g) ΔH<0，测量相同时间内逸出气体中NO的含量，从而确定尾气脱氮率(脱氮率即NO的转化率)，结果如图所示。下列说法正确的是( )
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①两种催化剂均能降低反应的活化能，但ΔH均不变
②相同条件下，改变压强对脱氮率没有影响
③曲线 Ⅱ 中的催化剂的最适宜温度为450 ℃左右
④a点的脱氮率是对应温度下的平衡脱氮率
⑤若低于200 ℃，图中曲线 Ⅰ 脱氮率随温度升高而变化不大的主要原因是催化剂的活性不高
A．①②③ B．①③④
C．②③④ D．①③⑤
11.CH4－CO2催化重整可以得到合成气(CO和H2)，有利于缓解温室效应，其主要反应为CH4(g)＋CO2(g)2CO(g)＋2H2(g) ΔH＝＋247 kJ·mol－1，同时存在以下反应：CH4(g)C(s)＋2H2(g) ΔH＝＋75 kJ·mol－1(积碳反应), CO2(g)＋C(s)2CO(g) ΔH＝＋172 kJ·mol－1(消碳反应)，假设体系温度恒定。积碳反应会影响催化剂的活性，一定时间内积碳量和反应温度的关系如图所示。下列说法正确的是( )
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A．高压有利于提高CH4的平衡转化率并减少积碳
B．增大CO2与CH4的物质的量之比有助于减少积碳
C．升高温度，积碳反应的化学平衡常数K1减小，消碳反应的化学平衡常数K2增大
D．温度高于600 ℃，积碳反应的化学反应速率减慢，消碳反应的化学反应速率加快，积碳量减少
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12．科学家一直致力于研究常温、常压下“人工固氮”的新方法。曾有实验报道：在常温、常压、光照条件下，N2在催化剂(掺有少量Fe2O3的TiO2)表面与水发生反应，生成的主要产物为NH3。进一步研究NH3生成量与温度的关系，部分实验数据见下表(光照、N2压强1.0×105 Pa、反应时间3 h)：
T/K 303 313 323 353
NH3生成量/×10－6 mol 4.8 5.9 6.0 2.0
相应的热化学方程式如下：
N2(g)＋3H2O(l)2NH3(g)＋O2(g) ΔH＝＋765.2 kJ·mol－1
回答下列问题：
(1)与目前广泛使用的工业合成氨方法相比，该方法中固氮反应速率慢。请提出可提高其反应速率且增大NH3生成量的建议： 。
(2)工业合成氨的反应为N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)。设在容积为2.0 L的密闭容器中充入0.60 mol N2(g)和1.60 mol H2(g)，反应在一定条件下达到平衡时，NH3的物质的量分数(NH3的物质的量与反应体系中总的物质的量之比)为。计算：
①该条件下N2的平衡转化率为 。
②该条件下反应2NH3(g)N2(g)＋3H2(g)的平衡常数为 。
③根据合成氨反应的特点分析，当前最有前途的研究发展方向是 (填字母)。
a．研制耐高压的合成塔
b．采用超大规模的工业生产
c．研制耐低温复合催化剂
d．探索不用H2和N2合成氨的新途径
13.在容积相同的密闭容器中，分别充入等量的氮气和氢气，在不同温度下发生反应：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)，并分别在不同的时间内测定其中NH3的质量分数(y轴所表示的)如图所示，请回答下列问题：
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(1)A、B、C、D、E五点中，肯定未达平衡的点是 。
(2)此可逆反应的正反应是 热反应。
(3)AC曲线是增函数曲线，CE曲线是减函数曲线，试从化学反应速率和化学平衡的角度分析，并说明理由：
。
14．近年来我国大力加强温室气体CO2催化氢化合成甲醇技术的工业化量产研究，实现可持续发展。回答下列问题：
(1)已知：CO2(g)＋H2(g)H2O(g)＋CO(g) ΔH1＝＋41.1 kJ·mol－1
CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g) ΔH2＝－90.0 kJ·mol－1
写出CO2催化氢化合成甲醇的热化学方程式：
。
(2)为提高CH3OH(g)的产率，理论上应采用的条件是 (填字母)。
a．高温高压 b．低温低压
c．高温低压 d．低温高压
(3)250 ℃时，在恒容密闭容器中由CO2(g)催化氢化合成CH3OH(g)，如图为不同投料比[]时某反应物X的平衡转化率的变化曲线。
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反应物X是 (填“CO2”或“H2”)。
(4)250 ℃时，在体积为2.0 L的恒容密闭容器中加入6 mol H2、2 mol CO2和催化剂，10 min时反应达到平衡，测得c(CH3OH)＝0.75 mol·L－1。
①前10 min内平均反应速率v(H2)＝ mol·L－1·min－1。
②化学平衡常数K＝ 。
③催化剂和反应条件与反应物的转化率和产物的选择性高度相关。控制相同投料比和相同反应时间，得到的四组实验数据如表所示：
实验编号 温度/K 催化剂 CO2的转化率/% 甲醇的选择性/%
A 543 Cu/ZnO纳米棒 12.3 42.3
B 543 Cu/ZnO纳米片 11.9 72.7
C 553 Cu/ZnO纳米棒 15.3 39.1
D 553 Cu/ZnO纳米片 12.0 70.6
根据上表所给数据，用CO2生产甲醇的最优条件为 (填实验编号)。
第四节 化学反应的调控
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题组一 合成氨条件的选择
1．1913年德国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( )
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A．①②③ B．②④⑤
C．①③⑤ D．②③④
答案 B
解析 ②④⑤操作均有利于化学平衡向合成氨的方向移动，提高转化率。
2．下列有关合成氨工业的说法中，正确的是( )
A．从合成塔出来的混合气体中，其中NH3只占15%，所以合成氨厂的产率都很低
B．由于氨易液化，N2、H2在实际生产中可循环使用，所以总体来说合成氨的产率很高
C．合成氨工业的反应温度控制在400～500 ℃，目的是使化学平衡向正反应方向移动
D．合成氨厂采用的压强越大，产率越高，无需考虑设备、动力
答案 B
解析 合成氨的反应在适宜的生产条件下达到平衡时，原料的转化率并不高，但将生成的NH3分离，再将未反应的N2、H2循环利用，总体来说合成氨的产率较高，A项错误、B项正确；合成氨工业选择400～500 ℃的温度，主要从反应速率和催化剂活性两方面考虑，合成氨的反应是放热反应，低温才有利于平衡向正反应方向移动，C项错误；不论从反应速率还是化学平衡考虑，高压更有利于合成氨，但压强太大，对设备、动力的要求更高，因此选择10～
30 MPa，D项错误。
3．下列有关合成氨工业的说法正确的是( )
A．铁作催化剂可加快反应速率，且有利于化学平衡向合成氨的方向移动
B．升高温度可以加快反应速率，且有利于化学平衡向合成氨的方向移动
C．增大压强能缩短到达平衡状态所用的时间
D．合成氨采用的压强是1×107～3×107 Pa，因为该压强下铁触媒的活性最高
答案 C
解析 催化剂可以改变反应速率，但不能使平衡移动，A项错误；升高温度可以加快反应速率，但合成氨反应是放热反应，因此升高温度不利于化学平衡向合成氨的方向移动，B项错误；增大压强反应速率加快，C项正确；催化剂的活性取决于温度的高低，而非压强的大小，D项错误。
题组二 以合成氨为背景的综合题
4．对于合成氨反应N2(g)＋3H2(g)2NH3(g) ΔH<0，下列研究结果和示意图相符的是( )
选项 A B C D
研究结果 压强对反应的影响 温度对反应的影响 平衡体系增加N2对反应的影响 催化剂对反应的影响
图示 INCLUDEPICTURE "\\\\张梦梦\\d\\张梦梦\\2022\\同步\\化学\\化学 人教 选择性必修1\\word\\2-169.TIF" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "D:\\张梦梦\\2022\\同步\\化学\\化学 人教 选择性必修1\\word\\2-169.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "D:\\张梦梦\\2022\\同步\\化学\\化学 人教 选择性必修1\\word\\2-169.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "D:\\张梦梦\\2022\\同步\\化学\\化学 人教 选择性必修1\\word\\2-169.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "D:\\张梦梦\\2022\\同步\\化学\\化学 人教 选择性必修1\\word\\2-169.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "\\\\张梦梦\\d\\张梦梦\\2022\\同步\\化学\\化学 人教 选择性必修1\\word\\2-170.TIF" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "D:\\张梦梦\\2022\\同步\\化学\\化学 人教 选择性必修1\\word\\2-170.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "D:\\张梦梦\\2022\\同步\\化学\\化学 人教 选择性必修1\\word\\2-170.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "D:\\张梦梦\\2022\\同步\\化学\\化学 人教 选择性必修1\\word\\2-170.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "D:\\张梦梦\\2022\\同步\\化学\\化学 人教 选择性必修1\\word\\2-170.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "\\\\张梦梦\\d\\张梦梦\\2022\\同步\\化学\\化学 人教 选择性必修1\\word\\2-171.TIF" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "D:\\张梦梦\\2022\\同步\\化学\\化学 人教 选择性必修1\\word\\2-171.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "D:\\张梦梦\\2022\\同步\\化学\\化学 人教 选择性必修1\\word\\2-171.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "D:\\张梦梦\\2022\\同步\\化学\\化学 人教 选择性必修1\\word\\2-171.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "D:\\张梦梦\\2022\\同步\\化学\\化学 人教 选择性必修1\\word\\2-171.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "\\\\张梦梦\\d\\张梦梦\\2022\\同步\\化学\\化学 人教 选择性必修1\\word\\2-172.TIF" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "D:\\张梦梦\\2022\\同步\\化学\\化学 人教 选择性必修1\\word\\2-172.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "D:\\张梦梦\\2022\\同步\\化学\\化学 人教 选择性必修1\\word\\2-172.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "D:\\张梦梦\\2022\\同步\\化学\\化学 人教 选择性必修1\\word\\2-172.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "D:\\张梦梦\\2022\\同步\\化学\\化学 人教 选择性必修1\\word\\2-172.TIF" \* MERGEFORMATINET
答案 C
解析 A项，由于p1条件先达到平衡，故p1>p2，由p1→p2，减小压强，化学平衡左移，NH3的体积分数应降低，错误；B项，由于此反应ΔH<0，故升温平衡左移，N2的转化率降低，错误；C项，增大N2的量，会使正反应速率瞬间增大，化学平衡右移，正确；D项，使用催化剂，能加快反应速率，缩短到达平衡的时间，错误。
5.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) ΔH<0,673 K、30 MPa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( )
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A．c点处反应达到平衡
B．d点(t1时刻)和e点(t2时刻)处n(N2)不同
C．其他条件不变，773 K下反应至t1时刻，n(H2)比图中的d点的值要大
D．a点的正反应速率比b点的小
答案 C
解析 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；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；773 K>673 K，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。
6.某温度下，对于反应N2(g)＋3H2(g)2NH3(g) ΔH＝－92.4 kJ·mol－1。N2的平衡转化率(α)与体系总压强(p)的关系如图所示。下列说法正确的是( )
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A．将1 mol氮气、3 mol氢气置于1 L密闭容器中发生反应，放出的热量为92.4 kJ
B．平衡状态由A变为B时，平衡常数K(A)C．上述反应在达到平衡后，增大压强，H2的转化率增大
D．升高温度，平衡常数K增大
答案 C
解析 该反应为可逆反应，加入的1 mol N2和3 mol H2不可能完全反应生成NH3，所以反应放出的热量小于92.4 kJ，A项错误；从状态A到状态B，改变的是压强，温度未发生变化，所以平衡常数不变，B项错误；该反应是反应前后气体分子数减小的反应，增大压强平衡向正反应方向移动，H2的转化率增大，C项正确；升高温度，平衡逆向移动，K减小，D项错误。
7．相同温度下，有体积相同的甲、乙两个容器，甲容器中充入1 g N2和1 g H2，乙容器中充入2 g N2和2 g H2，分别进行合成氨反应。下列叙述错误的是( )
A．化学反应速率：乙>甲
B．平衡后N2的浓度：乙>甲
C．H2的平衡转化率：乙>甲
D．平衡混合气体中H2的体积分数：乙>甲
答案 D
解析 因为乙容器中的原料投入量正好是甲的2倍，故A项正确；假设开始时乙容器的体积是甲的2倍(如图甲、虚拟乙)，再将虚拟乙容器的体积压缩至与甲相等(如图乙)，
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则在此过程中化学平衡要向正反应方向移动，即N2、H2的平衡转化率增大，它们在平衡混合气体中的体积分数减小，故C项正确、D项错误；平衡时，乙中N2、H2、NH3的浓度分别比甲中N2、H2、NH3浓度大，但乙中N2、H2的浓度要分别小于甲中N2、H2浓度的2倍，而乙中NH3的浓度要大于甲中NH3浓度的2倍，故B项正确。
题组三 化学反应的调控
8．据报道，在300 ℃、70 MPa下由二氧化碳和氢气合成乙醇已成为现实：2CO2(g)＋6H2(g)CH3CH2OH(g)＋3H2O(g)，下列叙述错误的是( )
A．使用Cu-Zn-Fe催化剂可大大提高生产效率
B．反应需在300 ℃下进行可推测该反应是吸热反应
C．充入大量CO2气体可提高H2的转化率
D．从平衡混合气体中分离出CH3CH2OH和H2O可提高CO2和H2的利用率
答案 B
9．纳米钴常用于CO加氢反应的催化剂：CO(g)＋3H2(g)CH4(g)＋H2O(g) ΔH<0，下列说法正确的是( )
A．纳米技术的应用，优化了催化剂的性能，提高了反应的转化率
B．缩小容器体积，平衡向正反应方向移动，CO的浓度增大
C．从平衡体系中分离出H2O(g)能加快正反应速率
D．工业生产中采用高温条件下进行，其目的是提高CO的平衡转化率
答案 B
10.某研究小组为探究催化剂对尾气中CO、NO转化的影响，将含NO和CO的尾气在不同温度下，以一定的流速通过两种不同的催化剂进行反应：2NO(g)＋2CO(g)N2(g)＋2CO2(g) ΔH<0，测量相同时间内逸出气体中NO的含量，从而确定尾气脱氮率(脱氮率即NO的转化率)，结果如图所示。下列说法正确的是( )
INCLUDEPICTURE "\\\\张梦梦\\d\\张梦梦\\2022\\同步\\化学\\化学 人教 选择性必修1\\word\\2-176.TIF" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "D:\\张梦梦\\2022\\同步\\化学\\化学 人教 选择性必修1\\word\\2-176.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "D:\\张梦梦\\2022\\同步\\化学\\化学 人教 选择性必修1\\word\\2-176.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "D:\\张梦梦\\2022\\同步\\化学\\化学 人教 选择性必修1\\word\\2-176.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "D:\\张梦梦\\2022\\同步\\化学\\化学 人教 选择性必修1\\word\\2-176.TIF" \* MERGEFORMATINET
①两种催化剂均能降低反应的活化能，但ΔH均不变
②相同条件下，改变压强对脱氮率没有影响
③曲线 Ⅱ 中的催化剂的最适宜温度为450 ℃左右
④a点的脱氮率是对应温度下的平衡脱氮率
⑤若低于200 ℃，图中曲线 Ⅰ 脱氮率随温度升高而变化不大的主要原因是催化剂的活性不高
A．①②③ B．①③④
C．②③④ D．①③⑤
答案 D
解析 ①催化剂可降低反应的活化能，但不改变反应的ΔH，正确；②该反应为气体分子数减小的反应，改变压强平衡发生移动，则改变压强对脱氮率有影响，错误；③由图可知，曲线 Ⅱ 中450 ℃左右脱氮率最大，则曲线Ⅱ中的催化剂的最适宜温度为450 ℃左右，正确；④因为该反应是放热反应，降低温度，平衡正向移动，则a点对应温度下的平衡脱氮率应大于450 ℃下的脱氮率，错误；⑤催化剂的活性受温度的影响，则低于200 ℃时，图中曲线Ⅰ脱氮率随温度升高而变化不大的主要原因是催化剂的活性不高，正确。
11.CH4－CO2催化重整可以得到合成气(CO和H2)，有利于缓解温室效应，其主要反应为CH4(g)＋CO2(g)2CO(g)＋2H2(g) ΔH＝＋247 kJ·mol－1，同时存在以下反应：CH4(g)C(s)＋2H2(g) ΔH＝＋75 kJ·mol－1(积碳反应), CO2(g)＋C(s)2CO(g) ΔH＝＋172 kJ·mol－1(消碳反应)，假设体系温度恒定。积碳反应会影响催化剂的活性，一定时间内积碳量和反应温度的关系如图所示。下列说法正确的是( )
INCLUDEPICTURE "\\\\张梦梦\\d\\张梦梦\\2022\\同步\\化学\\化学 人教 选择性必修1\\word\\2-177.TIF" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "D:\\张梦梦\\2022\\同步\\化学\\化学 人教 选择性必修1\\word\\2-177.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "D:\\张梦梦\\2022\\同步\\化学\\化学 人教 选择性必修1\\word\\2-177.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "D:\\张梦梦\\2022\\同步\\化学\\化学 人教 选择性必修1\\word\\2-177.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "D:\\张梦梦\\2022\\同步\\化学\\化学 人教 选择性必修1\\word\\2-177.TIF" \* MERGEFORMATINET
A．高压有利于提高CH4的平衡转化率并减少积碳
B．增大CO2与CH4的物质的量之比有助于减少积碳
C．升高温度，积碳反应的化学平衡常数K1减小，消碳反应的化学平衡常数K2增大
D．温度高于600 ℃，积碳反应的化学反应速率减慢，消碳反应的化学反应速率加快，积碳量减少
答案 B
解析 反应CH4(g)＋CO2(g)2CO(g)＋2H2(g)和CH4(g)C(s)＋2H2(g)均是反应前后气体分子数增大的反应，增大压强，平衡均逆向移动，可减少积碳量，但CH4的平衡转化率降低，A项错误；假设CH4的物质的量不变，增大CO2的物质的量，CO2与CH4的物质的量之比增大，对于反应CH4(g)＋CO2(g)2CO(g)＋2H2(g)，平衡正向移动，CH4的浓度减小；对于积碳反应CH4(g)C(s)＋2H2(g)，由于甲烷浓度减小，平衡逆向移动，碳含量减少；对于消碳反应CO2(g)＋C(s)2CO(g)，平衡正向移动，碳含量也减少，综上分析，增大CO2与CH4的物质的量之比，有助于减少积碳，B项正确；平衡常数只与温度有关，积碳反应和消碳反应都是吸热反应，升高温度，平衡均正向移动，两个反应的平衡常数都增大，C项错误；根据图像，温度高于600 ℃，积碳量减少，但温度升高，体系中所有反应的反应速率都加快，D项错误。
INCLUDEPICTURE "\\\\张梦梦\\d\\张梦梦\\2022\\同步\\化学\\化学 人教 选择性必修1\\word\\综合强化.TIF" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "D:\\张梦梦\\2022\\同步\\化学\\化学 人教 选择性必修1\\word\\综合强化.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "D:\\张梦梦\\2022\\同步\\化学\\化学 人教 选择性必修1\\word\\综合强化.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "D:\\张梦梦\\2022\\同步\\化学\\化学 人教 选择性必修1\\word\\综合强化.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "D:\\张梦梦\\2022\\同步\\化学\\化学 人教 选择性必修1\\word\\综合强化.TIF" \* MERGEFORMATINET
12．科学家一直致力于研究常温、常压下“人工固氮”的新方法。曾有实验报道：在常温、常压、光照条件下，N2在催化剂(掺有少量Fe2O3的TiO2)表面与水发生反应，生成的主要产物为NH3。进一步研究NH3生成量与温度的关系，部分实验数据见下表(光照、N2压强1.0×105 Pa、反应时间3 h)：
T/K 303 313 323 353
NH3生成量/×10－6 mol 4.8 5.9 6.0 2.0
相应的热化学方程式如下：
N2(g)＋3H2O(l)2NH3(g)＋O2(g) ΔH＝＋765.2 kJ·mol－1
回答下列问题：
(1)与目前广泛使用的工业合成氨方法相比，该方法中固氮反应速率慢。请提出可提高其反应速率且增大NH3生成量的建议： 。
(2)工业合成氨的反应为N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)。设在容积为2.0 L的密闭容器中充入0.60 mol N2(g)和1.60 mol H2(g)，反应在一定条件下达到平衡时，NH3的物质的量分数(NH3的物质的量与反应体系中总的物质的量之比)为。计算：
①该条件下N2的平衡转化率为 。
②该条件下反应2NH3(g)N2(g)＋3H2(g)的平衡常数为 。
③根据合成氨反应的特点分析，当前最有前途的研究发展方向是 (填字母)。
a．研制耐高压的合成塔
b．采用超大规模的工业生产
c．研制耐低温复合催化剂
d．探索不用H2和N2合成氨的新途径
答案 (1)升温、增大N2浓度(合理即可)
(2)①66.7% ②5.0×10－3 ③c
解析 (2)①设反应过程消耗x mol N2(g)，
N2(g) ＋ 3H2(g)2NH3(g)
起始/mol 0.60 1.60 0
平衡/mol 0.60－x 1.60－3x 2x
平衡时反应体系总物质的量为[(0.60－x)＋(1.60－3x)＋2x] mol＝(2.20－2x) mol，NH3(g)的物质的量分数为＝，解得x＝0.40，N2的平衡转化率为×100%≈66.7%。
②设此时反应2NH3(g)N2(g)＋3H2(g)的平衡常数为K，平衡时，c(NH3)＝ mol·
L－1＝0.40 mol·L－1 ，c(N2)＝ mol·L－1＝0.10 mol·L－1，c(H2)＝ mol·
L－1＝0.20 mol·L－1，K＝＝5.0×10－3。
13.在容积相同的密闭容器中，分别充入等量的氮气和氢气，在不同温度下发生反应：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)，并分别在不同的时间内测定其中NH3的质量分数(y轴所表示的)如图所示，请回答下列问题：
INCLUDEPICTURE "\\\\张梦梦\\d\\张梦梦\\2022\\同步\\化学\\化学 人教 选择性必修1\\word\\2-178.TIF" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "D:\\张梦梦\\2022\\同步\\化学\\化学 人教 选择性必修1\\word\\2-178.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "D:\\张梦梦\\2022\\同步\\化学\\化学 人教 选择性必修1\\word\\2-178.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "D:\\张梦梦\\2022\\同步\\化学\\化学 人教 选择性必修1\\word\\2-178.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "D:\\张梦梦\\2022\\同步\\化学\\化学 人教 选择性必修1\\word\\2-178.TIF" \* MERGEFORMATINET
(1)A、B、C、D、E五点中，肯定未达平衡的点是 。
(2)此可逆反应的正反应是 热反应。
(3)AC曲线是增函数曲线，CE曲线是减函数曲线，试从化学反应速率和化学平衡的角度分析，并说明理由：
。
答案 (1)A、B (2)放 (3)AC曲线是平衡前的氨气质量分数曲线，温度升高，反应速率加快，生成NH3的质量分数增多；CE曲线是平衡后的氨气质量分数曲线，此反应的正反应是放热反应，达到平衡后，温度升高，平衡向逆反应方向移动，NH3的质量分数降低
解析 (1)从图中看出C点时，NH3的质量分数最高，说明A、B两点均未达到平衡。
(2)达到平衡(C点)后，升高温度，NH3的质量分数降低，说明此反应的正反应放热。
14．近年来我国大力加强温室气体CO2催化氢化合成甲醇技术的工业化量产研究，实现可持续发展。回答下列问题：
(1)已知：CO2(g)＋H2(g)H2O(g)＋CO(g) ΔH1＝＋41.1 kJ·mol－1
CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g) ΔH2＝－90.0 kJ·mol－1
写出CO2催化氢化合成甲醇的热化学方程式：
。
(2)为提高CH3OH(g)的产率，理论上应采用的条件是 (填字母)。
a．高温高压 b．低温低压
c．高温低压 d．低温高压
(3)250 ℃时，在恒容密闭容器中由CO2(g)催化氢化合成CH3OH(g)，如图为不同投料比[]时某反应物X的平衡转化率的变化曲线。
INCLUDEPICTURE "\\\\张梦梦\\d\\张梦梦\\2022\\同步\\化学\\化学 人教 选择性必修1\\word\\2-179.TIF" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "D:\\张梦梦\\2022\\同步\\化学\\化学 人教 选择性必修1\\word\\2-179.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "D:\\张梦梦\\2022\\同步\\化学\\化学 人教 选择性必修1\\word\\2-179.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "D:\\张梦梦\\2022\\同步\\化学\\化学 人教 选择性必修1\\word\\2-179.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "D:\\张梦梦\\2022\\同步\\化学\\化学 人教 选择性必修1\\word\\2-179.TIF" \* MERGEFORMATINET
反应物X是 (填“CO2”或“H2”)。
(4)250 ℃时，在体积为2.0 L的恒容密闭容器中加入6 mol H2、2 mol CO2和催化剂，10 min时反应达到平衡，测得c(CH3OH)＝0.75 mol·L－1。
①前10 min内平均反应速率v(H2)＝ mol·L－1·min－1。
②化学平衡常数K＝ 。
③催化剂和反应条件与反应物的转化率和产物的选择性高度相关。控制相同投料比和相同反应时间，得到的四组实验数据如表所示：
实验编号 温度/K 催化剂 CO2的转化率/% 甲醇的选择性/%
A 543 Cu/ZnO纳米棒 12.3 42.3
B 543 Cu/ZnO纳米片 11.9 72.7
C 553 Cu/ZnO纳米棒 15.3 39.1
D 553 Cu/ZnO纳米片 12.0 70.6
根据上表所给数据，用CO2生产甲醇的最优条件为 (填实验编号)。
答案 (1)3H2(g)＋CO2(g)CH3OH(g)＋H2O(g) ΔH＝－48.9 kJ·mol－1 (2)d (3)CO2
(4)①0.225 ② ③B
解析 (1)根据盖斯定律，将题述两个热化学方程式相加可得：3H2(g)＋CO2(g)CH3OH(g)＋H2O(g) ΔH＝－48.9 kJ·mol－1。(2)根据热化学方程式可知，生成CH3OH(g)的反应是放热反应，也是气体体积减小的反应，故要想提高CH3OH(g)的产率，需要低温高压。(3)图中的横坐标为，假设n(CO2)为定值，则CO2的平衡转化率随n(H2)的增大而增大，故反应物X为CO2。
(4)①CH3OH(g)的浓度变化量为0.75 mol·L－1，则：
3H2(g)＋CO2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)
起始/(mol·L－1) 3 1 0 0
转化/(mol·L－1) 2.25 0.75 0.75 0.75
平衡/(mol·L－1) 0.75 0.25 0.75 0.75
H2的浓度变化量为2.25 mol·L－1，则前10 min内平均反应速率v(H2)＝0.225 mol·L－1·min－1。②K＝＝＝。③选择性是指产物的专一性，在一个化学反应中若有多个产物，其中某一产物是目标产物，若这个物质的产率越高，说明该反应的选择性越好。观察四组数据，相比之下，B、D中甲醇的选择性好，虽然B中CO2的转化率比D中的稍低些，但是B中CH3OH(g)的选择性比D中的好，故B为最优条件。
INCLUDEPICTURE "\\\\张梦梦\\d\\张梦梦\\2022\\同步\\化学\\化学 人教 选择性必修1\\word\\课时对点练.TIF" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "D:\\张梦梦\\2022\\同步\\化学\\化学 人教 选择性必修1\\word\\课时对点练.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "D:\\张梦梦\\2022\\同步\\化学\\化学 人教 选择性必修1\\word\\课时对点练.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "D:\\张梦梦\\2022\\同步\\化学\\化学 人教 选择性必修1\\word\\课时对点练.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "D:\\张梦梦\\2022\\同步\\化学\\化学 人教 选择性必修1\\word\\课时对点练.TIF" \* MERGEFORMATINET
INCLUDEPICTURE "\\\\张梦梦\\d\\张梦梦\\2022\\同步\\化学\\化学 人教 选择性必修1\\word\\对点训练A.TIF" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "D:\\张梦梦\\2022\\同步\\化学\\化学 人教 选择性必修1\\word\\对点训练A.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "D:\\张梦梦\\2022\\同步\\化学\\化学 人教 选择性必修1\\word\\对点训练A.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "D:\\张梦梦\\2022\\同步\\化学\\化学 人教 选择性必修1\\word\\对点训练A.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "D:\\张梦梦\\2022\\同步\\化学\\化学 人教 选择性必修1\\word\\对点训练A.TIF" \* MERGEFORMATINET
题组一 合成氨条件的选择
1．1913年德国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( )
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A．①②③ B．②④⑤
C．①③⑤ D．②③④
2．下列有关合成氨工业的说法中，正确的是( )
A．从合成塔出来的混合气体中，其中NH3只占15%，所以合成氨厂的产率都很低
B．由于氨易液化，N2、H2在实际生产中可循环使用，所以总体来说合成氨的产率很高
C．合成氨工业的反应温度控制在400～500 ℃，目的是使化学平衡向正反应方向移动
D．合成氨厂采用的压强越大，产率越高，无需考虑设备、动力
3．下列有关合成氨工业的说法正确的是( )
A．铁作催化剂可加快反应速率，且有利于化学平衡向合成氨的方向移动
B．升高温度可以加快反应速率，且有利于化学平衡向合成氨的方向移动
C．增大压强能缩短到达平衡状态所用的时间
D．合成氨采用的压强是1×107～3×107 Pa，因为该压强下铁触媒的活性最高
题组二 以合成氨为背景的综合题
4．对于合成氨反应N2(g)＋3H2(g)2NH3(g) ΔH<0，下列研究结果和示意图相符的是( )
选项 A B C D
研究结果 压强对反应的影响 温度对反应的影响 平衡体系增加N2对反应的影响 催化剂对反应的影响
图示 INCLUDEPICTURE "\\\\张梦梦\\d\\张梦梦\\2022\\同步\\化学\\化学 人教 选择性必修1\\word\\2-169.TIF" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "D:\\张梦梦\\2022\\同步\\化学\\化学 人教 选择性必修1\\word\\2-169.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "D:\\张梦梦\\2022\\同步\\化学\\化学 人教 选择性必修1\\word\\2-169.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "D:\\张梦梦\\2022\\同步\\化学\\化学 人教 选择性必修1\\word\\2-169.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "D:\\张梦梦\\2022\\同步\\化学\\化学 人教 选择性必修1\\word\\2-169.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "\\\\张梦梦\\d\\张梦梦\\2022\\同步\\化学\\化学 人教 选择性必修1\\word\\2-170.TIF" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "D:\\张梦梦\\2022\\同步\\化学\\化学 人教 选择性必修1\\word\\2-170.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "D:\\张梦梦\\2022\\同步\\化学\\化学 人教 选择性必修1\\word\\2-170.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "D:\\张梦梦\\2022\\同步\\化学\\化学 人教 选择性必修1\\word\\2-170.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "D:\\张梦梦\\2022\\同步\\化学\\化学 人教 选择性必修1\\word\\2-170.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "\\\\张梦梦\\d\\张梦梦\\2022\\同步\\化学\\化学 人教 选择性必修1\\word\\2-171.TIF" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "D:\\张梦梦\\2022\\同步\\化学\\化学 人教 选择性必修1\\word\\2-171.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "D:\\张梦梦\\2022\\同步\\化学\\化学 人教 选择性必修1\\word\\2-171.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "D:\\张梦梦\\2022\\同步\\化学\\化学 人教 选择性必修1\\word\\2-171.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "D:\\张梦梦\\2022\\同步\\化学\\化学 人教 选择性必修1\\word\\2-171.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "\\\\张梦梦\\d\\张梦梦\\2022\\同步\\化学\\化学 人教 选择性必修1\\word\\2-172.TIF" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "D:\\张梦梦\\2022\\同步\\化学\\化学 人教 选择性必修1\\word\\2-172.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "D:\\张梦梦\\2022\\同步\\化学\\化学 人教 选择性必修1\\word\\2-172.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "D:\\张梦梦\\2022\\同步\\化学\\化学 人教 选择性必修1\\word\\2-172.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "D:\\张梦梦\\2022\\同步\\化学\\化学 人教 选择性必修1\\word\\2-172.TIF" \* MERGEFORMATINET
5.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) ΔH<0,673 K、30 MPa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( )
INCLUDEPICTURE "\\\\张梦梦\\d\\张梦梦\\2022\\同步\\化学\\化学 人教 选择性必修1\\word\\2-173.TIF" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "D:\\张梦梦\\2022\\同步\\化学\\化学 人教 选择性必修1\\word\\2-173.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "D:\\张梦梦\\2022\\同步\\化学\\化学 人教 选择性必修1\\word\\2-173.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "D:\\张梦梦\\2022\\同步\\化学\\化学 人教 选择性必修1\\word\\2-173.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "D:\\张梦梦\\2022\\同步\\化学\\化学 人教 选择性必修1\\word\\2-173.TIF" \* MERGEFORMATINET
A．c点处反应达到平衡
B．d点(t1时刻)和e点(t2时刻)处n(N2)不同
C．其他条件不变，773 K下反应至t1时刻，n(H2)比图中的d点的值要大
D．a点的正反应速率比b点的小
6.某温度下，对于反应N2(g)＋3H2(g)2NH3(g) ΔH＝－92.4 kJ·mol－1。N2的平衡转化率(α)与体系总压强(p)的关系如图所示。下列说法正确的是( )
INCLUDEPICTURE "\\\\张梦梦\\d\\张梦梦\\2022\\同步\\化学\\化学 人教 选择性必修1\\word\\2-174.TIF" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "D:\\张梦梦\\2022\\同步\\化学\\化学 人教 选择性必修1\\word\\2-174.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "D:\\张梦梦\\2022\\同步\\化学\\化学 人教 选择性必修1\\word\\2-174.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "D:\\张梦梦\\2022\\同步\\化学\\化学 人教 选择性必修1\\word\\2-174.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "D:\\张梦梦\\2022\\同步\\化学\\化学 人教 选择性必修1\\word\\2-174.TIF" \* MERGEFORMATINET
A．将1 mol氮气、3 mol氢气置于1 L密闭容器中发生反应，放出的热量为92.4 kJ
B．平衡状态由A变为B时，平衡常数K(A)
D．升高温度，平衡常数K增大
7．相同温度下，有体积相同的甲、乙两个容器，甲容器中充入1 g N2和1 g H2，乙容器中充入2 g N2和2 g H2，分别进行合成氨反应。下列叙述错误的是( )
A．化学反应速率：乙>甲
B．平衡后N2的浓度：乙>甲
C．H2的平衡转化率：乙>甲
D．平衡混合气体中H2的体积分数：乙>甲
题组三 化学反应的调控
8．据报道，在300 ℃、70 MPa下由二氧化碳和氢气合成乙醇已成为现实：2CO2(g)＋6H2(g)CH3CH2OH(g)＋3H2O(g)，下列叙述错误的是( )
A．使用Cu-Zn-Fe催化剂可大大提高生产效率
B．反应需在300 ℃下进行可推测该反应是吸热反应
C．充入大量CO2气体可提高H2的转化率
D．从平衡混合气体中分离出CH3CH2OH和H2O可提高CO2和H2的利用率
9．纳米钴常用于CO加氢反应的催化剂：CO(g)＋3H2(g)CH4(g)＋H2O(g) ΔH<0，下列说法正确的是( )
A．纳米技术的应用，优化了催化剂的性能，提高了反应的转化率
B．缩小容器体积，平衡向正反应方向移动，CO的浓度增大
C．从平衡体系中分离出H2O(g)能加快正反应速率
D．工业生产中采用高温条件下进行，其目的是提高CO的平衡转化率
10.某研究小组为探究催化剂对尾气中CO、NO转化的影响，将含NO和CO的尾气在不同温度下，以一定的流速通过两种不同的催化剂进行反应：2NO(g)＋2CO(g)N2(g)＋2CO2(g) ΔH<0，测量相同时间内逸出气体中NO的含量，从而确定尾气脱氮率(脱氮率即NO的转化率)，结果如图所示。下列说法正确的是( )
INCLUDEPICTURE "\\\\张梦梦\\d\\张梦梦\\2022\\同步\\化学\\化学 人教 选择性必修1\\word\\2-176.TIF" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "D:\\张梦梦\\2022\\同步\\化学\\化学 人教 选择性必修1\\word\\2-176.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "D:\\张梦梦\\2022\\同步\\化学\\化学 人教 选择性必修1\\word\\2-176.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "D:\\张梦梦\\2022\\同步\\化学\\化学 人教 选择性必修1\\word\\2-176.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "D:\\张梦梦\\2022\\同步\\化学\\化学 人教 选择性必修1\\word\\2-176.TIF" \* MERGEFORMATINET
①两种催化剂均能降低反应的活化能，但ΔH均不变
②相同条件下，改变压强对脱氮率没有影响
③曲线 Ⅱ 中的催化剂的最适宜温度为450 ℃左右
④a点的脱氮率是对应温度下的平衡脱氮率
⑤若低于200 ℃，图中曲线 Ⅰ 脱氮率随温度升高而变化不大的主要原因是催化剂的活性不高
A．①②③ B．①③④
C．②③④ D．①③⑤
11.CH4－CO2催化重整可以得到合成气(CO和H2)，有利于缓解温室效应，其主要反应为CH4(g)＋CO2(g)2CO(g)＋2H2(g) ΔH＝＋247 kJ·mol－1，同时存在以下反应：CH4(g)C(s)＋2H2(g) ΔH＝＋75 kJ·mol－1(积碳反应), CO2(g)＋C(s)2CO(g) ΔH＝＋172 kJ·mol－1(消碳反应)，假设体系温度恒定。积碳反应会影响催化剂的活性，一定时间内积碳量和反应温度的关系如图所示。下列说法正确的是( )
INCLUDEPICTURE "\\\\张梦梦\\d\\张梦梦\\2022\\同步\\化学\\化学 人教 选择性必修1\\word\\2-177.TIF" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "D:\\张梦梦\\2022\\同步\\化学\\化学 人教 选择性必修1\\word\\2-177.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "D:\\张梦梦\\2022\\同步\\化学\\化学 人教 选择性必修1\\word\\2-177.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "D:\\张梦梦\\2022\\同步\\化学\\化学 人教 选择性必修1\\word\\2-177.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "D:\\张梦梦\\2022\\同步\\化学\\化学 人教 选择性必修1\\word\\2-177.TIF" \* MERGEFORMATINET
A．高压有利于提高CH4的平衡转化率并减少积碳
B．增大CO2与CH4的物质的量之比有助于减少积碳
C．升高温度，积碳反应的化学平衡常数K1减小，消碳反应的化学平衡常数K2增大
D．温度高于600 ℃，积碳反应的化学反应速率减慢，消碳反应的化学反应速率加快，积碳量减少
INCLUDEPICTURE "\\\\张梦梦\\d\\张梦梦\\2022\\同步\\化学\\化学 人教 选择性必修1\\word\\综合强化.TIF" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "D:\\张梦梦\\2022\\同步\\化学\\化学 人教 选择性必修1\\word\\综合强化.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "D:\\张梦梦\\2022\\同步\\化学\\化学 人教 选择性必修1\\word\\综合强化.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "D:\\张梦梦\\2022\\同步\\化学\\化学 人教 选择性必修1\\word\\综合强化.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "D:\\张梦梦\\2022\\同步\\化学\\化学 人教 选择性必修1\\word\\综合强化.TIF" \* MERGEFORMATINET
12．科学家一直致力于研究常温、常压下“人工固氮”的新方法。曾有实验报道：在常温、常压、光照条件下，N2在催化剂(掺有少量Fe2O3的TiO2)表面与水发生反应，生成的主要产物为NH3。进一步研究NH3生成量与温度的关系，部分实验数据见下表(光照、N2压强1.0×105 Pa、反应时间3 h)：
T/K 303 313 323 353
NH3生成量/×10－6 mol 4.8 5.9 6.0 2.0
相应的热化学方程式如下：
N2(g)＋3H2O(l)2NH3(g)＋O2(g) ΔH＝＋765.2 kJ·mol－1
回答下列问题：
(1)与目前广泛使用的工业合成氨方法相比，该方法中固氮反应速率慢。请提出可提高其反应速率且增大NH3生成量的建议： 。
(2)工业合成氨的反应为N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)。设在容积为2.0 L的密闭容器中充入0.60 mol N2(g)和1.60 mol H2(g)，反应在一定条件下达到平衡时，NH3的物质的量分数(NH3的物质的量与反应体系中总的物质的量之比)为。计算：
①该条件下N2的平衡转化率为 。
②该条件下反应2NH3(g)N2(g)＋3H2(g)的平衡常数为 。
③根据合成氨反应的特点分析，当前最有前途的研究发展方向是 (填字母)。
a．研制耐高压的合成塔
b．采用超大规模的工业生产
c．研制耐低温复合催化剂
d．探索不用H2和N2合成氨的新途径
13.在容积相同的密闭容器中，分别充入等量的氮气和氢气，在不同温度下发生反应：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)，并分别在不同的时间内测定其中NH3的质量分数(y轴所表示的)如图所示，请回答下列问题：
INCLUDEPICTURE "\\\\张梦梦\\d\\张梦梦\\2022\\同步\\化学\\化学 人教 选择性必修1\\word\\2-178.TIF" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "D:\\张梦梦\\2022\\同步\\化学\\化学 人教 选择性必修1\\word\\2-178.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "D:\\张梦梦\\2022\\同步\\化学\\化学 人教 选择性必修1\\word\\2-178.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "D:\\张梦梦\\2022\\同步\\化学\\化学 人教 选择性必修1\\word\\2-178.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "D:\\张梦梦\\2022\\同步\\化学\\化学 人教 选择性必修1\\word\\2-178.TIF" \* MERGEFORMATINET
(1)A、B、C、D、E五点中，肯定未达平衡的点是 。
(2)此可逆反应的正反应是 热反应。
(3)AC曲线是增函数曲线，CE曲线是减函数曲线，试从化学反应速率和化学平衡的角度分析，并说明理由：
。
14．近年来我国大力加强温室气体CO2催化氢化合成甲醇技术的工业化量产研究，实现可持续发展。回答下列问题：
(1)已知：CO2(g)＋H2(g)H2O(g)＋CO(g) ΔH1＝＋41.1 kJ·mol－1
CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g) ΔH2＝－90.0 kJ·mol－1
写出CO2催化氢化合成甲醇的热化学方程式：
。
(2)为提高CH3OH(g)的产率，理论上应采用的条件是 (填字母)。
a．高温高压 b．低温低压
c．高温低压 d．低温高压
(3)250 ℃时，在恒容密闭容器中由CO2(g)催化氢化合成CH3OH(g)，如图为不同投料比[]时某反应物X的平衡转化率的变化曲线。
INCLUDEPICTURE "\\\\张梦梦\\d\\张梦梦\\2022\\同步\\化学\\化学 人教 选择性必修1\\word\\2-179.TIF" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "D:\\张梦梦\\2022\\同步\\化学\\化学 人教 选择性必修1\\word\\2-179.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "D:\\张梦梦\\2022\\同步\\化学\\化学 人教 选择性必修1\\word\\2-179.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "D:\\张梦梦\\2022\\同步\\化学\\化学 人教 选择性必修1\\word\\2-179.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "D:\\张梦梦\\2022\\同步\\化学\\化学 人教 选择性必修1\\word\\2-179.TIF" \* MERGEFORMATINET
反应物X是 (填“CO2”或“H2”)。
(4)250 ℃时，在体积为2.0 L的恒容密闭容器中加入6 mol H2、2 mol CO2和催化剂，10 min时反应达到平衡，测得c(CH3OH)＝0.75 mol·L－1。
①前10 min内平均反应速率v(H2)＝ mol·L－1·min－1。
②化学平衡常数K＝ 。
③催化剂和反应条件与反应物的转化率和产物的选择性高度相关。控制相同投料比和相同反应时间，得到的四组实验数据如表所示：
实验编号 温度/K 催化剂 CO2的转化率/% 甲醇的选择性/%
A 543 Cu/ZnO纳米棒 12.3 42.3
B 543 Cu/ZnO纳米片 11.9 72.7
C 553 Cu/ZnO纳米棒 15.3 39.1
D 553 Cu/ZnO纳米片 12.0 70.6
根据上表所给数据，用CO2生产甲醇的最优条件为 (填实验编号)。
第四节 化学反应的调控
INCLUDEPICTURE "\\\\张梦梦\\d\\张梦梦\\2022\\同步\\化学\\化学 人教 选择性必修1\\word\\课时对点练.TIF" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "D:\\张梦梦\\2022\\同步\\化学\\化学 人教 选择性必修1\\word\\课时对点练.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "D:\\张梦梦\\2022\\同步\\化学\\化学 人教 选择性必修1\\word\\课时对点练.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "D:\\张梦梦\\2022\\同步\\化学\\化学 人教 选择性必修1\\word\\课时对点练.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "D:\\张梦梦\\2022\\同步\\化学\\化学 人教 选择性必修1\\word\\课时对点练.TIF" \* MERGEFORMATINET
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题组一 合成氨条件的选择
1．1913年德国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( )
INCLUDEPICTURE "\\\\张梦梦\\d\\张梦梦\\2022\\同步\\化学\\化学 人教 选择性必修1\\word\\2-168.TIF" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "D:\\张梦梦\\2022\\同步\\化学\\化学 人教 选择性必修1\\word\\2-168.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "D:\\张梦梦\\2022\\同步\\化学\\化学 人教 选择性必修1\\word\\2-168.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "D:\\张梦梦\\2022\\同步\\化学\\化学 人教 选择性必修1\\word\\2-168.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "D:\\张梦梦\\2022\\同步\\化学\\化学 人教 选择性必修1\\word\\2-168.TIF" \* MERGEFORMATINET
A．①②③ B．②④⑤
C．①③⑤ D．②③④
答案 B
解析 ②④⑤操作均有利于化学平衡向合成氨的方向移动，提高转化率。
2．下列有关合成氨工业的说法中，正确的是( )
A．从合成塔出来的混合气体中，其中NH3只占15%，所以合成氨厂的产率都很低
B．由于氨易液化，N2、H2在实际生产中可循环使用，所以总体来说合成氨的产率很高
C．合成氨工业的反应温度控制在400～500 ℃，目的是使化学平衡向正反应方向移动
D．合成氨厂采用的压强越大，产率越高，无需考虑设备、动力
答案 B
解析 合成氨的反应在适宜的生产条件下达到平衡时，原料的转化率并不高，但将生成的NH3分离，再将未反应的N2、H2循环利用，总体来说合成氨的产率较高，A项错误、B项正确；合成氨工业选择400～500 ℃的温度，主要从反应速率和催化剂活性两方面考虑，合成氨的反应是放热反应，低温才有利于平衡向正反应方向移动，C项错误；不论从反应速率还是化学平衡考虑，高压更有利于合成氨，但压强太大，对设备、动力的要求更高，因此选择10～
30 MPa，D项错误。
3．下列有关合成氨工业的说法正确的是( )
A．铁作催化剂可加快反应速率，且有利于化学平衡向合成氨的方向移动
B．升高温度可以加快反应速率，且有利于化学平衡向合成氨的方向移动
C．增大压强能缩短到达平衡状态所用的时间
D．合成氨采用的压强是1×107～3×107 Pa，因为该压强下铁触媒的活性最高
答案 C
解析 催化剂可以改变反应速率，但不能使平衡移动，A项错误；升高温度可以加快反应速率，但合成氨反应是放热反应，因此升高温度不利于化学平衡向合成氨的方向移动，B项错误；增大压强反应速率加快，C项正确；催化剂的活性取决于温度的高低，而非压强的大小，D项错误。
题组二 以合成氨为背景的综合题
4．对于合成氨反应N2(g)＋3H2(g)2NH3(g) ΔH<0，下列研究结果和示意图相符的是( )
选项 A B C D
研究结果 压强对反应的影响 温度对反应的影响 平衡体系增加N2对反应的影响 催化剂对反应的影响
图示 INCLUDEPICTURE "\\\\张梦梦\\d\\张梦梦\\2022\\同步\\化学\\化学 人教 选择性必修1\\word\\2-169.TIF" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "D:\\张梦梦\\2022\\同步\\化学\\化学 人教 选择性必修1\\word\\2-169.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "D:\\张梦梦\\2022\\同步\\化学\\化学 人教 选择性必修1\\word\\2-169.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "D:\\张梦梦\\2022\\同步\\化学\\化学 人教 选择性必修1\\word\\2-169.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "D:\\张梦梦\\2022\\同步\\化学\\化学 人教 选择性必修1\\word\\2-169.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "\\\\张梦梦\\d\\张梦梦\\2022\\同步\\化学\\化学 人教 选择性必修1\\word\\2-170.TIF" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "D:\\张梦梦\\2022\\同步\\化学\\化学 人教 选择性必修1\\word\\2-170.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "D:\\张梦梦\\2022\\同步\\化学\\化学 人教 选择性必修1\\word\\2-170.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "D:\\张梦梦\\2022\\同步\\化学\\化学 人教 选择性必修1\\word\\2-170.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "D:\\张梦梦\\2022\\同步\\化学\\化学 人教 选择性必修1\\word\\2-170.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "\\\\张梦梦\\d\\张梦梦\\2022\\同步\\化学\\化学 人教 选择性必修1\\word\\2-171.TIF" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "D:\\张梦梦\\2022\\同步\\化学\\化学 人教 选择性必修1\\word\\2-171.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "D:\\张梦梦\\2022\\同步\\化学\\化学 人教 选择性必修1\\word\\2-171.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "D:\\张梦梦\\2022\\同步\\化学\\化学 人教 选择性必修1\\word\\2-171.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "D:\\张梦梦\\2022\\同步\\化学\\化学 人教 选择性必修1\\word\\2-171.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "\\\\张梦梦\\d\\张梦梦\\2022\\同步\\化学\\化学 人教 选择性必修1\\word\\2-172.TIF" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "D:\\张梦梦\\2022\\同步\\化学\\化学 人教 选择性必修1\\word\\2-172.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "D:\\张梦梦\\2022\\同步\\化学\\化学 人教 选择性必修1\\word\\2-172.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "D:\\张梦梦\\2022\\同步\\化学\\化学 人教 选择性必修1\\word\\2-172.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "D:\\张梦梦\\2022\\同步\\化学\\化学 人教 选择性必修1\\word\\2-172.TIF" \* MERGEFORMATINET
答案 C
解析 A项，由于p1条件先达到平衡，故p1>p2，由p1→p2，减小压强，化学平衡左移，NH3的体积分数应降低，错误；B项，由于此反应ΔH<0，故升温平衡左移，N2的转化率降低，错误；C项，增大N2的量，会使正反应速率瞬间增大，化学平衡右移，正确；D项，使用催化剂，能加快反应速率，缩短到达平衡的时间，错误。
5.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) ΔH<0,673 K、30 MPa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( )
INCLUDEPICTURE "\\\\张梦梦\\d\\张梦梦\\2022\\同步\\化学\\化学 人教 选择性必修1\\word\\2-173.TIF" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "D:\\张梦梦\\2022\\同步\\化学\\化学 人教 选择性必修1\\word\\2-173.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "D:\\张梦梦\\2022\\同步\\化学\\化学 人教 选择性必修1\\word\\2-173.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "D:\\张梦梦\\2022\\同步\\化学\\化学 人教 选择性必修1\\word\\2-173.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "D:\\张梦梦\\2022\\同步\\化学\\化学 人教 选择性必修1\\word\\2-173.TIF" \* MERGEFORMATINET
A．c点处反应达到平衡
B．d点(t1时刻)和e点(t2时刻)处n(N2)不同
C．其他条件不变，773 K下反应至t1时刻，n(H2)比图中的d点的值要大
D．a点的正反应速率比b点的小
答案 C
解析 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；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；773 K>673 K，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。
6.某温度下，对于反应N2(g)＋3H2(g)2NH3(g) ΔH＝－92.4 kJ·mol－1。N2的平衡转化率(α)与体系总压强(p)的关系如图所示。下列说法正确的是( )
INCLUDEPICTURE "\\\\张梦梦\\d\\张梦梦\\2022\\同步\\化学\\化学 人教 选择性必修1\\word\\2-174.TIF" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "D:\\张梦梦\\2022\\同步\\化学\\化学 人教 选择性必修1\\word\\2-174.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "D:\\张梦梦\\2022\\同步\\化学\\化学 人教 选择性必修1\\word\\2-174.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "D:\\张梦梦\\2022\\同步\\化学\\化学 人教 选择性必修1\\word\\2-174.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "D:\\张梦梦\\2022\\同步\\化学\\化学 人教 选择性必修1\\word\\2-174.TIF" \* MERGEFORMATINET
A．将1 mol氮气、3 mol氢气置于1 L密闭容器中发生反应，放出的热量为92.4 kJ
B．平衡状态由A变为B时，平衡常数K(A)
D．升高温度，平衡常数K增大
答案 C
解析 该反应为可逆反应，加入的1 mol N2和3 mol H2不可能完全反应生成NH3，所以反应放出的热量小于92.4 kJ，A项错误；从状态A到状态B，改变的是压强，温度未发生变化，所以平衡常数不变，B项错误；该反应是反应前后气体分子数减小的反应，增大压强平衡向正反应方向移动，H2的转化率增大，C项正确；升高温度，平衡逆向移动，K减小，D项错误。
7．相同温度下，有体积相同的甲、乙两个容器，甲容器中充入1 g N2和1 g H2，乙容器中充入2 g N2和2 g H2，分别进行合成氨反应。下列叙述错误的是( )
A．化学反应速率：乙>甲
B．平衡后N2的浓度：乙>甲
C．H2的平衡转化率：乙>甲
D．平衡混合气体中H2的体积分数：乙>甲
答案 D
解析 因为乙容器中的原料投入量正好是甲的2倍，故A项正确；假设开始时乙容器的体积是甲的2倍(如图甲、虚拟乙)，再将虚拟乙容器的体积压缩至与甲相等(如图乙)，
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则在此过程中化学平衡要向正反应方向移动，即N2、H2的平衡转化率增大，它们在平衡混合气体中的体积分数减小，故C项正确、D项错误；平衡时，乙中N2、H2、NH3的浓度分别比甲中N2、H2、NH3浓度大，但乙中N2、H2的浓度要分别小于甲中N2、H2浓度的2倍，而乙中NH3的浓度要大于甲中NH3浓度的2倍，故B项正确。
题组三 化学反应的调控
8．据报道，在300 ℃、70 MPa下由二氧化碳和氢气合成乙醇已成为现实：2CO2(g)＋6H2(g)CH3CH2OH(g)＋3H2O(g)，下列叙述错误的是( )
A．使用Cu-Zn-Fe催化剂可大大提高生产效率
B．反应需在300 ℃下进行可推测该反应是吸热反应
C．充入大量CO2气体可提高H2的转化率
D．从平衡混合气体中分离出CH3CH2OH和H2O可提高CO2和H2的利用率
答案 B
9．纳米钴常用于CO加氢反应的催化剂：CO(g)＋3H2(g)CH4(g)＋H2O(g) ΔH<0，下列说法正确的是( )
A．纳米技术的应用，优化了催化剂的性能，提高了反应的转化率
B．缩小容器体积，平衡向正反应方向移动，CO的浓度增大
C．从平衡体系中分离出H2O(g)能加快正反应速率
D．工业生产中采用高温条件下进行，其目的是提高CO的平衡转化率
答案 B
10.某研究小组为探究催化剂对尾气中CO、NO转化的影响，将含NO和CO的尾气在不同温度下，以一定的流速通过两种不同的催化剂进行反应：2NO(g)＋2CO(g)N2(g)＋2CO2(g) ΔH<0，测量相同时间内逸出气体中NO的含量，从而确定尾气脱氮率(脱氮率即NO的转化率)，结果如图所示。下列说法正确的是( )
INCLUDEPICTURE "\\\\张梦梦\\d\\张梦梦\\2022\\同步\\化学\\化学 人教 选择性必修1\\word\\2-176.TIF" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "D:\\张梦梦\\2022\\同步\\化学\\化学 人教 选择性必修1\\word\\2-176.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "D:\\张梦梦\\2022\\同步\\化学\\化学 人教 选择性必修1\\word\\2-176.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "D:\\张梦梦\\2022\\同步\\化学\\化学 人教 选择性必修1\\word\\2-176.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "D:\\张梦梦\\2022\\同步\\化学\\化学 人教 选择性必修1\\word\\2-176.TIF" \* MERGEFORMATINET
①两种催化剂均能降低反应的活化能，但ΔH均不变
②相同条件下，改变压强对脱氮率没有影响
③曲线 Ⅱ 中的催化剂的最适宜温度为450 ℃左右
④a点的脱氮率是对应温度下的平衡脱氮率
⑤若低于200 ℃，图中曲线 Ⅰ 脱氮率随温度升高而变化不大的主要原因是催化剂的活性不高
A．①②③ B．①③④
C．②③④ D．①③⑤
答案 D
解析 ①催化剂可降低反应的活化能，但不改变反应的ΔH，正确；②该反应为气体分子数减小的反应，改变压强平衡发生移动，则改变压强对脱氮率有影响，错误；③由图可知，曲线 Ⅱ 中450 ℃左右脱氮率最大，则曲线Ⅱ中的催化剂的最适宜温度为450 ℃左右，正确；④因为该反应是放热反应，降低温度，平衡正向移动，则a点对应温度下的平衡脱氮率应大于450 ℃下的脱氮率，错误；⑤催化剂的活性受温度的影响，则低于200 ℃时，图中曲线Ⅰ脱氮率随温度升高而变化不大的主要原因是催化剂的活性不高，正确。
11.CH4－CO2催化重整可以得到合成气(CO和H2)，有利于缓解温室效应，其主要反应为CH4(g)＋CO2(g)2CO(g)＋2H2(g) ΔH＝＋247 kJ·mol－1，同时存在以下反应：CH4(g)C(s)＋2H2(g) ΔH＝＋75 kJ·mol－1(积碳反应), CO2(g)＋C(s)2CO(g) ΔH＝＋172 kJ·mol－1(消碳反应)，假设体系温度恒定。积碳反应会影响催化剂的活性，一定时间内积碳量和反应温度的关系如图所示。下列说法正确的是( )
INCLUDEPICTURE "\\\\张梦梦\\d\\张梦梦\\2022\\同步\\化学\\化学 人教 选择性必修1\\word\\2-177.TIF" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "D:\\张梦梦\\2022\\同步\\化学\\化学 人教 选择性必修1\\word\\2-177.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "D:\\张梦梦\\2022\\同步\\化学\\化学 人教 选择性必修1\\word\\2-177.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "D:\\张梦梦\\2022\\同步\\化学\\化学 人教 选择性必修1\\word\\2-177.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "D:\\张梦梦\\2022\\同步\\化学\\化学 人教 选择性必修1\\word\\2-177.TIF" \* MERGEFORMATINET
A．高压有利于提高CH4的平衡转化率并减少积碳
B．增大CO2与CH4的物质的量之比有助于减少积碳
C．升高温度，积碳反应的化学平衡常数K1减小，消碳反应的化学平衡常数K2增大
D．温度高于600 ℃，积碳反应的化学反应速率减慢，消碳反应的化学反应速率加快，积碳量减少
答案 B
解析 反应CH4(g)＋CO2(g)2CO(g)＋2H2(g)和CH4(g)C(s)＋2H2(g)均是反应前后气体分子数增大的反应，增大压强，平衡均逆向移动，可减少积碳量，但CH4的平衡转化率降低，A项错误；假设CH4的物质的量不变，增大CO2的物质的量，CO2与CH4的物质的量之比增大，对于反应CH4(g)＋CO2(g)2CO(g)＋2H2(g)，平衡正向移动，CH4的浓度减小；对于积碳反应CH4(g)C(s)＋2H2(g)，由于甲烷浓度减小，平衡逆向移动，碳含量减少；对于消碳反应CO2(g)＋C(s)2CO(g)，平衡正向移动，碳含量也减少，综上分析，增大CO2与CH4的物质的量之比，有助于减少积碳，B项正确；平衡常数只与温度有关，积碳反应和消碳反应都是吸热反应，升高温度，平衡均正向移动，两个反应的平衡常数都增大，C项错误；根据图像，温度高于600 ℃，积碳量减少，但温度升高，体系中所有反应的反应速率都加快，D项错误。
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12．科学家一直致力于研究常温、常压下“人工固氮”的新方法。曾有实验报道：在常温、常压、光照条件下，N2在催化剂(掺有少量Fe2O3的TiO2)表面与水发生反应，生成的主要产物为NH3。进一步研究NH3生成量与温度的关系，部分实验数据见下表(光照、N2压强1.0×105 Pa、反应时间3 h)：
T/K 303 313 323 353
NH3生成量/×10－6 mol 4.8 5.9 6.0 2.0
相应的热化学方程式如下：
N2(g)＋3H2O(l)2NH3(g)＋O2(g) ΔH＝＋765.2 kJ·mol－1
回答下列问题：
(1)与目前广泛使用的工业合成氨方法相比，该方法中固氮反应速率慢。请提出可提高其反应速率且增大NH3生成量的建议： 。
(2)工业合成氨的反应为N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)。设在容积为2.0 L的密闭容器中充入0.60 mol N2(g)和1.60 mol H2(g)，反应在一定条件下达到平衡时，NH3的物质的量分数(NH3的物质的量与反应体系中总的物质的量之比)为。计算：
①该条件下N2的平衡转化率为 。
②该条件下反应2NH3(g)N2(g)＋3H2(g)的平衡常数为 。
③根据合成氨反应的特点分析，当前最有前途的研究发展方向是 (填字母)。
a．研制耐高压的合成塔
b．采用超大规模的工业生产
c．研制耐低温复合催化剂
d．探索不用H2和N2合成氨的新途径
答案 (1)升温、增大N2浓度(合理即可)
(2)①66.7% ②5.0×10－3 ③c
解析 (2)①设反应过程消耗x mol N2(g)，
N2(g) ＋ 3H2(g)2NH3(g)
起始/mol 0.60 1.60 0
平衡/mol 0.60－x 1.60－3x 2x
平衡时反应体系总物质的量为[(0.60－x)＋(1.60－3x)＋2x] mol＝(2.20－2x) mol，NH3(g)的物质的量分数为＝，解得x＝0.40，N2的平衡转化率为×100%≈66.7%。
②设此时反应2NH3(g)N2(g)＋3H2(g)的平衡常数为K，平衡时，c(NH3)＝ mol·
L－1＝0.40 mol·L－1 ，c(N2)＝ mol·L－1＝0.10 mol·L－1，c(H2)＝ mol·
L－1＝0.20 mol·L－1，K＝＝5.0×10－3。
13.在容积相同的密闭容器中，分别充入等量的氮气和氢气，在不同温度下发生反应：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)，并分别在不同的时间内测定其中NH3的质量分数(y轴所表示的)如图所示，请回答下列问题：
INCLUDEPICTURE "\\\\张梦梦\\d\\张梦梦\\2022\\同步\\化学\\化学 人教 选择性必修1\\word\\2-178.TIF" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "D:\\张梦梦\\2022\\同步\\化学\\化学 人教 选择性必修1\\word\\2-178.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "D:\\张梦梦\\2022\\同步\\化学\\化学 人教 选择性必修1\\word\\2-178.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "D:\\张梦梦\\2022\\同步\\化学\\化学 人教 选择性必修1\\word\\2-178.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "D:\\张梦梦\\2022\\同步\\化学\\化学 人教 选择性必修1\\word\\2-178.TIF" \* MERGEFORMATINET
(1)A、B、C、D、E五点中，肯定未达平衡的点是 。
(2)此可逆反应的正反应是 热反应。
(3)AC曲线是增函数曲线，CE曲线是减函数曲线，试从化学反应速率和化学平衡的角度分析，并说明理由：
。
答案 (1)A、B (2)放 (3)AC曲线是平衡前的氨气质量分数曲线，温度升高，反应速率加快，生成NH3的质量分数增多；CE曲线是平衡后的氨气质量分数曲线，此反应的正反应是放热反应，达到平衡后，温度升高，平衡向逆反应方向移动，NH3的质量分数降低
解析 (1)从图中看出C点时，NH3的质量分数最高，说明A、B两点均未达到平衡。
(2)达到平衡(C点)后，升高温度，NH3的质量分数降低，说明此反应的正反应放热。
14．近年来我国大力加强温室气体CO2催化氢化合成甲醇技术的工业化量产研究，实现可持续发展。回答下列问题：
(1)已知：CO2(g)＋H2(g)H2O(g)＋CO(g) ΔH1＝＋41.1 kJ·mol－1
CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g) ΔH2＝－90.0 kJ·mol－1
写出CO2催化氢化合成甲醇的热化学方程式：
。
(2)为提高CH3OH(g)的产率，理论上应采用的条件是 (填字母)。
a．高温高压 b．低温低压
c．高温低压 d．低温高压
(3)250 ℃时，在恒容密闭容器中由CO2(g)催化氢化合成CH3OH(g)，如图为不同投料比[]时某反应物X的平衡转化率的变化曲线。
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反应物X是 (填“CO2”或“H2”)。
(4)250 ℃时，在体积为2.0 L的恒容密闭容器中加入6 mol H2、2 mol CO2和催化剂，10 min时反应达到平衡，测得c(CH3OH)＝0.75 mol·L－1。
①前10 min内平均反应速率v(H2)＝ mol·L－1·min－1。
②化学平衡常数K＝ 。
③催化剂和反应条件与反应物的转化率和产物的选择性高度相关。控制相同投料比和相同反应时间，得到的四组实验数据如表所示：
实验编号 温度/K 催化剂 CO2的转化率/% 甲醇的选择性/%
A 543 Cu/ZnO纳米棒 12.3 42.3
B 543 Cu/ZnO纳米片 11.9 72.7
C 553 Cu/ZnO纳米棒 15.3 39.1
D 553 Cu/ZnO纳米片 12.0 70.6
根据上表所给数据，用CO2生产甲醇的最优条件为 (填实验编号)。
答案 (1)3H2(g)＋CO2(g)CH3OH(g)＋H2O(g) ΔH＝－48.9 kJ·mol－1 (2)d (3)CO2
(4)①0.225 ② ③B
解析 (1)根据盖斯定律，将题述两个热化学方程式相加可得：3H2(g)＋CO2(g)CH3OH(g)＋H2O(g) ΔH＝－48.9 kJ·mol－1。(2)根据热化学方程式可知，生成CH3OH(g)的反应是放热反应，也是气体体积减小的反应，故要想提高CH3OH(g)的产率，需要低温高压。(3)图中的横坐标为，假设n(CO2)为定值，则CO2的平衡转化率随n(H2)的增大而增大，故反应物X为CO2。
(4)①CH3OH(g)的浓度变化量为0.75 mol·L－1，则：
3H2(g)＋CO2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)
起始/(mol·L－1) 3 1 0 0
转化/(mol·L－1) 2.25 0.75 0.75 0.75
平衡/(mol·L－1) 0.75 0.25 0.75 0.75
H2的浓度变化量为2.25 mol·L－1，则前10 min内平均反应速率v(H2)＝0.225 mol·L－1·min－1。②K＝＝＝。③选择性是指产物的专一性，在一个化学反应中若有多个产物，其中某一产物是目标产物，若这个物质的产率越高，说明该反应的选择性越好。观察四组数据，相比之下，B、D中甲醇的选择性好，虽然B中CO2的转化率比D中的稍低些，但是B中CH3OH(g)的选择性比D中的好，故B为最优条件。