人教版（2019） 高中化学选择性必修1 2.4化学反应的调控提升练（含答案）

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2.4化学反应的调控提升练-人教版高中化学选择性必修1
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、单选题
1．据报道，在300℃、70MPa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)，下列叙述正确的是
A．使用特定催化剂可提高反应物的平衡转化率
B．反应需在300℃进行可推测该反应是放热反应
C．降低反应体系压强，不利于反应物的转化
D．从平衡混合气体中分离出CH3CH2OH和H2O可提高反应速率
2．下列措施或事实不能用化学平衡移动原理解释的是
A．将NO2平衡球浸泡在冰水中颜色变浅
B．工业合成氨气时使用过量的氮气
C．打开可乐盖后看到大量的气泡逸出
D．使用催化剂，使二氧化硫和氧气在一定条件下转化为三氧化硫
3．一定条件下，合成氨反应：。图1表示在该反应过程中的能量的变化，图2表示在2 L的密闭容器中反应时的物质的量随时间的变化曲线，图3表示在其他条件不变的情况下，改变起始物的物质的量对该反应平衡的影响。下列说法正确的是
A．升高温度，正、逆反应速率均加快，的转化率增大
B．由图2信息，10 min末该反应以表示的反应速率为
C．由图2信息，从11 min起其他条件不变，增加的量，则的变化曲线为d
D．图3中温度，e、f、g三点所处的平衡状态中，反应物的转化率最高的是f点。
4．NO2与N2O4能相互转化，热化学方程式为N2O4(g) 2NO2(g) ΔH=57kJ·mol-1，下列有关说法不正确的是
A．升高体系温度正反应速率增大，逆反应速率减小
B．若容器体积不变，气体颜色不变时说明该反应建立化学平衡
C．其它条件不变，向平衡后的容器中再加入少量NO2，的值不变
D．其他条件不变，减小体系的压强会提高N2O4的转化率
5．西湖大学科研团队正在研究“聚酮合成酶（由链霉菌产生）”在有空气存在下“组装”物质的机理。物质A的“组装”过程如图所示，下列有关说法错误的是
A．温度会影响“组装线”的“组装”效率
B．“组装”过程中可能有CO2和H2O生成
C．将四种“聚酮合成酶”交换顺序，也可以组装出该物质
D．上述流程如能大规模应用，可实现化工生产的“绿色化”
6．在体积恒定的密闭容器中，放入镍粉并充入一定量的CO气体，一定条件下发生反应 ，80℃时，反应平衡常数。下列说法正确的是
A．其他条件不变，反应达平衡时增加CO用量，平衡正向移动K值变大
B．80℃时，若不改变反应物用量且起始体积一样的情况下，将恒容条件改成恒压，则达平衡时CO转化率下降
C．在80℃时，测得某时刻，、CO浓度均0.5mol/L，则此时
D．80℃达到平衡时，移走一部分固体镍，平衡向逆反应方向移动
7．在一定温度时，将和放入容积为的某密闭容器中发生如下反应：，经后，测得容器内B的浓度减少了，则下列叙述正确的是
A．在内，用A的浓度变化表示的反应速率为
B．在时，容器内D的浓度为
C．该可逆反应未达限度前，随反应的进行，容器内压强保持不变
D．时，容器内气体总的物质的量为
8．已知反应：2NO2(红棕色)N2O4(无色)△H<0。将一定量的NO2充入注射器中后封口，如图是在拉伸和压缩注射器活塞过程中气体透光率随时间的变化(气体颜色越深，透光率越小)。下列说法正确的是
A．b点的操作是拉伸注射器活塞
B．d点：v(正)>v(逆)
C．c点与a点相比，n(NO2)增大
D．若不忽略体系温度变化，且没有能量损失，则T(b)9．化学和生活密切相关，下列生产生活中实例不能用勒夏特列原理解释的是
A．摇晃后的可乐开启后有大量气泡
B．合成氨工业中温度选择400-500℃
C．酸遇紫色石蕊试剂变红
D．生产硫酸的过程中用过量的空气和二氧化硫反应
10．恒温恒容下，向2L密闭容器中加入MgSO4(s)和CO(g)，发生反应：MgSO4(s)+CO(g) MgO(s)+CO2(g)+SO2(g)反应过程中测定的部分数据见下表：
反应时间/min n(MgSO4)/mol n(CO)/mol n(SO2)/mol
0 2.0 2.0 0
2 0.8
4 1.2
6 1.2 2.8
下列说法正确的是（ ）
A．0~2min内的平均速率为v(CO)=0.6mol/(L·min)
B．4min后，平衡移动的原因可能是向容器中加入了2.2mol的SO2
C．若升高温度，反应的平衡常数变为1.0，则正反应为放热反应
D．其他条件不变，若起始时容器中MgSO4、CO均为1.0mol，则平衡时n(SO2)＞0.6mol
二、填空题
11．低能耗高效率的合成氨技术开发是实现氨燃料化利用的基础。探索新型合成氨技术是该领域研究热点之一，哈伯合成氨在较高温度下以氢气做氢源，氢气可由天然气制备：CH4(g)+H2O(g) CO(g)+3H2(g)
(1)为提高CH4的平衡转化率，可采用的措施是___________
A．使用合适的催化剂 B．采用较高的温度
C．采用较高的压强 D．延长反应时间
(2)在1L刚性密闭容器中充入0.2molCH4和1.0molH2O进行反应，加热时容器内温度升高。当温度升高至900K，若容器内n(CO)=0.1mol，此时反应 (填“正向进行”“逆向进行”“处于平衡状态”)，若保持900K，达到平衡时再往容器内充入0.1molHe，v正 (填“增大”“减小”“不变”)(已知：900K时反应的平衡常数为1.2)
12．在容积为1.00 L的容器中，通入一定量的N2O4，发生反应N2O4(g)2NO2(g)，随温度升高，混合气体的颜色变深。
回答下列问题：
(1)100℃时，体系中各物质浓度随时间变化如图所示。在0~60s时段，反应速率v(N2O4)为 mol L-1 s-1，平衡时NO2的体积分数为 。升高温度，混合气体的平均相对分子质量将 (填“增大”、“减小”或“不变”)
(2)100℃时达到平衡后，改变反应温度为T，c(N2O4)以0.0020 mol L-1 s-1的平均速率降低，经10s又达到平衡。T 100℃(填“大于”“小于”)，判断理由是 。
(3)温度T时反应达平衡后，将反应容器的容积减少一半，平衡向(填“正反应”或“逆反应”) 方向移动，判断理由是 。
13．尝试为合成氨生产选择适宜条件。
外界条件 使NH3生产的快 使NH3生产的多
速率分析 平衡分析
压强
温度
催化剂
反应物的浓度
生成物氨的浓度
14．在一定温度下，氧化铁可以与一氧化碳发生下列反应：Fe2O3(s)+3CO(g)2Fe(s)+3CO2(g)
（1）该反应的平衡常数表达式为K= 。
（2）该温度下，在2 L盛有Fe2O3粉末的密闭容器中通入CO气体，10 min后，生成了单质铁11.2 g。则10 min内CO的平均反应速率为 。
（3）该反应达到平衡后，加入Fe粉，平衡 移动；保持恒温恒容通入CO，平衡向 移动。（填“向左”、“向右”或“不”）
（4）表明该反应已达平衡状态的是
A．单位时间内生成nmolCO同时生成nmolCO2 B．恒容时混合气体的压强不变
C．混合气体的总质量不变 D．CO2的体积分数不变 E.Fe的浓度不变
15．已知2A2(g)+B2(g) 2C(g)+Q（Q＞0），500℃时在一个有催化剂的3L密闭容器中加入2mol A2和1mol B2充分反应，5分钟达平衡后C的浓度为w mol/L，完成下列填空：
(1)该反应的化学平衡常数表达式为 ，若将反应温度升高到700℃，平衡常数将 （增大、减小或不变）。
(2)5分钟内的B2的平均反应速率为 。
(3)能说明该反应已经达到平衡状态的是 。（填序号，有一个或多个选项符合题意，下同）。
A．v(C)=2v(B2) B．容器内气体压强保持不变
C．v逆(A2)＝2v正(B2) D．容器内的气体密度保持不变
(4)若增大B2的浓度，则 。
A．平衡向逆反应方向移动 B．正反应速率先增大后减小
C．平衡向正反应方向移动 D．逆反应速率先减小后增大
16．对于一定条件下的可逆反应：甲：A(g)+B(g) C(g)；ΔH<0 乙：A(s)+B(g) C(g)；ΔH<0 丙：A(g)+B(g) 2C(g)；ΔH>0.达到化学平衡后，改变条件，请回答下列问题：
(1)升高体系温度：
①平衡的移动方向分别为：甲 ；乙 ；丙 (填“向左”、“向右”或“不移动”)
②混合气体平均相对分子质量变化分别为：甲 ；乙 ；丙 (填“增大”、“减小”或“不变”)
(2)加压，使体系体积缩小为原来的一半：
①平衡移动方向：甲 ；乙 ；丙 (填“向左”、“向右”或“不移动”)
②设压缩之前压强分别为p(甲)、p(乙)、p(丙)，压缩后压强分别为pˊ(甲)、pˊ(乙)、pˊ(丙)，则p(甲)与pˊ(甲)、p(乙)与pˊ(乙)、p(丙)与pˊ(丙)的关系分别为：甲 ；乙 ；丙
17．工业上用净化后的水煤气在催化剂作用下,与水蒸气发生反应制取氢气,化学方程式为CO(g)+H2O(g)H2(g)+CO2(g)。一定条件下,将4molCO与2molH2O(g)充入体积为2L的密闭容器中,体系中各物质的浓度随时间的变化如图所示:
(1)在0～4min时段所处条件下反应的平衡常数K为 (保留两位有效数字)。
(2)该反应到4min时,CO的转化率为 。
(3)若6min时改变的外部条件为升温,则该反应的ΔH 0(填“>”“=”或“<”),此时反应的平衡常数 (填“增大”“减小”或“不变”)。
(4)判断该反应达到化学平衡状态的依据是 。
a.混合气体的密度不变 b.混合气体中c(CO)不变
c.v(H2O)正=v(H2)逆 d.断裂2molH—O键的同时生成1molH—H键
(5)若保持与4min时相同的温度,向一容积可变的密闭容器中同时充入0.5molCO、1.5molH2O(g)、0.5molCO2和amolH2,则当a=2.5时,上述反应向 (填“正反应”或“逆反应”)方向进行。若要使上述反应开始时向逆反应方向进行,则a的取值范围为 。
18．在1L密闭容器中通入CO2、H2各2mol，在一定条件下发生反应：CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)，回答下列问题：
(1)在830℃条件下，反应达到平衡时CO2的转化率为50%。求该条件下的化学平衡常数K1= 。(写出该反应的化学平衡常数的表达式并计算出结果)
(2)在(1)的基础上，把体系温度降至800℃。已知该条件下的平衡常数K2=0.81，可以推知该反应的正反应为 反应(填“吸热”或“放热”)。
(3)在(1)的基础上，压缩容器体积为0.5L。该条件下的平衡常数为K3。则K3 K1(填“<”或”>”或“=”)。
(4)830℃时，某时刻测得体系中各物质的量如下：n(CO2)=1.2mol，n(H2)=1.5mol，n(CO)=0.9mol，n(H2O)=0.9mol，则此时该反应 (填“向正反应方向进行”或“向逆反应方向进行”或“处于平衡状态”)。
(5)某温度时，在2L密闭容器中发生：C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)。起始时C为2mol， H2O 为3mol，平衡时CO转化率为60%，则平衡时氢气的浓度为 ，此时容器内总压强与起始时的压强之比为 。
19．在合成氨工业中，原料气(、及少量、的混合气)在进入合成塔前需经过铜氨液处理，目的是除去其中的CO，其反应为：。
(1)铜氨液吸收CO适宜的生产条件是 。
(2)吸收CO后的铜氨液经过适当处理又可再生，恢复其吸收CO的能力，可供循环使用。铜氨液再生适宜的生产条件是 。
20．（1）在与外界隔离的体系中，自发过程将导致体系的熵 ，（填“增大”、“减小”、“不变”）；对于同一种物质， 时熵值最大。(填“固态”、“液态”、“气态”)
（2）某工厂实验室用CO和H2制备CH3OH，其原理为：CO(g)+2H2(g) CH3OH(g) △H < 0该温度下的化学平衡常数表达式 ；若在298K、398K时化学平衡常数分别为K1、K2，则K1 K2（填“>”、“<”、“=”）
（3）M与N是同素异形体，由M=N；△H=+119KJ/mol可知，M比N (填稳定、不稳定)
（4）一定温度下，反应3Fe（s）+4H2O（g） Fe3O4（s）+4H2（g），在一密闭容器中进行达平衡后， 保持压强不变，充入Ar，其正反应速率 （A．变快 B．不变 C变慢，填字母代号）；该反应向 （填正移、逆移或不移）。
三、实验题
21．利用催化技术可将汽车尾气中的NO和CO转化成CO2和N2。某课题组查阅资料知：使用相同的催化剂，当催化剂质量相等时，催化剂的比表面积对催化效率有影响。他们为探究增大该化学反应速率的因素，在相同的恒容密闭容器中，进行了三组对比实验，数据如下：
编号 T/℃ c(NO)/( mol L-1) c(CO)/( mol L-1) 催化剂的比表面积/( m2 g-1)
Ⅰ 280. 80.0
Ⅱ 360 80.0
Ⅲ T3 120
三组实验中c(CO)随时间的变化如图所示：
请按要求回答下列问题。
(1)写出反应的化学方程式： 。在上述条件下，该反应均能自发进行，则该反应的ΔH 0(填写“＞”、“＜”或“=”)
(2)此实验设计探究增大该化学反应速率的因素有 。
(3)T3= ℃。
(4)第Ⅰ组实验中，达到平衡时c(N2)= mol L-1。
(5)通过三组实验对比得出结论：
①由实验Ⅰ、Ⅱ可得的结论：在其他条件相同的情况下， 。
②由实验Ⅰ、Ⅲ可得的结论： 。
(6)若与第Ⅰ组实验对比，第Ⅳ组实验仅将c(CO)改为5.00×10-3mol L-1，280℃下该反应的平衡常数的值为 。
22．某校化学兴趣小组的同学为探究外界条件对化学反应速率和平衡移动的影响，进行了如下实验：
Ⅰ.在酸性条件下温度对KI溶液与氧气反应速率影响的实验记录如下表：
实验编号 ① ② ③ ④ ⑤
温度/℃ 30 40 50 60 70
显色时间/s 160 80 40 20 10
试剂：1mol·L-1KI溶液、0.1mol·L-1H2SO4溶液，淀粉溶液。回答下列问题：
(1)写出表示反应原理的离子方程式： 。
(2)为了更好地控制反应的温度，最好使用的加热方式为 。
(3)上述实验操作中除了需要(2)的条件外，还必须控制不变的是___________(填字母序号)。
A．温度 B．试剂的浓度 C．试剂的用量(体积) D．试剂添加的顺序
(4)由上述实验记录可得出的结论是 。
(5)Ⅱ.一定条件下，Fe3＋和I-在水溶液中的反应是2I-＋2Fe3＋I2＋2Fe2＋，当反应达到平衡后，加入CCl4充分振荡(温度不变)，静置，下层液体呈紫色，上述平衡向 (填“正反应”或“逆反应”)方向移动。请设计一种使该反应的化学平衡逆向移动的实验方案 。
III.在水溶液中橙红色的Cr2O与黄色的CrO有下列平衡关系： Cr2O＋H2O 2CrO＋2H＋，把重铬酸钾(K2Cr2O7)溶于水配成的稀溶液是橙色的。
(6)向上述溶液中加入H2SO4溶液，溶液呈橙色，因为 。
(7)向原溶液中加入Ba(NO3)2溶液(已知BaCrO4为黄色沉淀)，则平衡将向 (填“正反应”或“逆反应”)方向移动，溶液颜色将 。
23．下图是某科研机构为高效、简便、绿色的制备N-甲基-3-苯基丙胺盐酸盐进行的研究：
(一)反应机理：
第一步：甲胺取代反应
第二步：酸化成盐反应
(二)对工艺条件优化的研究实验
序号 1-溴代苯丙烷投料方式 温度 转化率/%
1 混合后搅拌 室温 41.92
2 混合后搅拌 0℃ 71.15
3 混合后搅拌 -20℃ 67.46
4 滴加() 室温 68.38
5 滴加() 室温 78.18
6 滴加() 室温 79.07
7 滴加() 0℃ 89.16
8 稀释后滴加(9%) 0℃ 94.45
9 稀释后滴加(16%) 0℃ 95.19
10 稀释后滴加(28%) 0℃ 90.32
表1甲胺取代反应的条件优化
序号 浓缩体积 氯化氢溶液 总收率/%
1 未浓缩 盐酸 —
2 未浓缩 氯化氢乙醇 —
3 浓缩至1/6 盐酸 —
4 浓缩至1/6 氯化氢乙醇 15.26
5 浓缩至1/6 氯化氢乙醚 82.05
表2酸化成盐反应的条件优化
请回答：
(1)甲胺取代反应除了生成N-甲基-3-苯基丙胺外，还可能形成副产物 (写结构简式)。
(2)由表1可知，下列有关甲胺取代反应的条件优化的叙述中，错误的有_______。
A．将两种反应物混合后搅拌转化率均明显小于滴加1-溴代苯丙烷的方式，可能原因是反应物混合后搅拌，使反应物充分接触、局部浓度过大发生了副反应
B．温度越低，越有利于甲胺取代反应的发生
C．降低滴加速度能提高反应的转化率，故制备时滴加速度越小越好
D．序号9所示反应条件为制备化合物N-甲基-3-苯基丙胺的最佳方法。
(3)由表2可知酸化成盐反应时，盐酸、氯化氢乙醇、氯化氢乙醚溶液三种不同试剂中使用氯化氢乙醚溶液时总收率最高，其原因是： 。
(4)经上述研究，该科研机构最终得到的N-甲基-3-苯基丙胺盐酸盐最佳制备工艺如下：
a.于0℃下取2500mL浓度为33%的甲胺的甲醇溶液(含甲胺21.07mol)溶液置于5L磨口圆底烧瓶中，上端配备1000mL的恒压滴液漏斗，将76mL的1-溴-3-苯基丙烷(0.50mol)溶于400mL四氢呋喃溶液中，充分混匀后加入到恒压滴液漏斗中，控制流速，使得1-溴-3-苯基丙烷的四氢呋喃溶液于2h内全部滴入圆底烧瓶中，继续于0℃下搅拌2h。
b.将溶液转移至旋转蒸发仪中减压浓缩，至溶液剩余约500mL，继续常温搅拌下，缓慢滴加预制好的氯化氢饱和的乙醚溶液至不再析出白色固体为止。
c.加入2500mL氯化氢乙醚溶液，减压抽滤，用无水乙醚洗涤，干燥，得75.91g白色粉末。
其中步骤c用无水乙醚洗涤的目的是 。
(5)按(4)操作制备N-甲基-3-苯基丙胺盐酸盐，实验的产率为 。
参考答案：
1．C
2．D
3．C
4．A
5．C
6．C
7．D
8．D
9．B
10．D
11．(1)B
(2) 正向进行 不变
12．(1) 0.0010 75% 减小
(2) 大于 c(N2O4)以0.0020 mol L-1 s-1的平均速率降低，说明平衡向正反应方向进行，由于正反应吸热，所以改变的条件是升高温度
(3) 逆反应 平衡向气体分子总数减小或体积减小的方向移动
13． 高压 高压 高温 低温 使用 无影响 增大浓度 增大浓度 减小浓度 减小浓度
14． 0.015mol·L－1·min－1 不 向右 ACD
15． 减小 0.1w mol／(L·min) BC BC
16． 向左 向左 向右 减小 减小 不变 向右 不移动 不移动 p(甲)17． 2.7 40% < 减小 bc 正反应 ＞4.05
18．(1)K1=
(2)吸热
(3)=
(4)向正反应方向进行
(5) 8:5
19．(1)低温、高压
(2)升高温度
20． 增大 气态 c(CH3OH)/[c(CO)·c2(H2)] ＞ 稳定 C 不移
21．(1) 2NO+2CON2+2CO2 ＜
(2)温度、催化剂的比表面积
(3)280
(4)1.50×10-3
(5) 升高温度，反应速率加快 在其他条件相同的情况下，增大催化剂的比表面积，反应速率加快
(6)1.50×103
22．(1)4H+ + 4I + O2= 2 I2+ 2H2O
(2)水浴加热
(3)CD
(4)其他条件一定时，温度每升高10℃，化学反应速率增大约1倍
(5) 正反应 向体系中加入铁粉或其他
(6)氢离子浓度增大，平衡左移，Cr2O浓度增大
(7) 正反应 逐渐变浅，直至无色
23．(1)
(2)BC
(3)N-甲基-3-苯基丙胺盐酸盐极性较强，在水中和乙醇中均具有较高的溶解度，而在氯化氢乙醚溶液溶解度较低
(4)洗去甲胺、甲醇、1-溴-3-苯基丙烷、四氢呋喃等杂质，减少目标产物的损耗
(5)81.84%
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