人教版（2019）选择性必修1 2.4 化学反应的调控 （含解析）2023年同步练习卷（1）（1）
文档属性
| 名称 | 人教版（2019）选择性必修1 2.4 化学反应的调控 （含解析）2023年同步练习卷（1）（1） |  | |
| 格式 | doc | ||
| 文件大小 | 375.0KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2023-10-22 17:20:01 | ||
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文档简介
人教版（2019）选择性必修1《2.4 化学反应的调控》2023年同步练习卷
一、选择题
1．下列有关以H2和N2为原料气的工业合成氨反应的说法不正确的是（ ）
A．属于放热反应
B．△S＞0
C．属于可逆反应
D．在恒容容器中反应，压强逐渐减小
2．已知合成氨反应N2（g）+3H2（g） 2NH3（g）△H＝﹣92.4kJ mol﹣1，将1mol N2和3mol H2放在一密闭容器中，在催化剂存在时进行反应，测得反应放出的热量（忽略能量损失）（ ）
A．一定大于92.4 kJ B．一定小于92.4 kJ
C．一定等于92.4 kJ D．无法确定
3．合成氨工业中，下列措施有利于提高反应物的平衡转化率的是（ ）
A．提高反应温度
B．从反应体系中分离出氨
C．使用催化剂
D．充入稀有气体增大体系的压强
4．合成氨时，既要使原料的转化率增大，又要使反应速率加快，可采取的办法是（ ）
①减压
②加压
③升温
④降温
⑤及时从平衡混合气体中分离出NH3
⑥循环N2和H2
⑦加催化剂
A．③④⑤⑦ B．②⑤⑥ C．②⑥ D．②③⑥⑦
5．工业上合成氨采用500℃左右的温度，其原因是（ ）
①适当加快NH3的合成速率②提高氢气的转化率③提高氨气的转化率④催化剂在500℃左右活性最好
A．① B．①②③ C．①④ D．①③④
6．汽车尾气处理反应为：2NO（g）+2CO（g） N2（g）+2CO2（g）△H＜0．下列措施不利于提高尾气处理效率的是（ ）
A．使用更高效催化剂
B．提高尾气流速
C．增设尾气循环处理系统
D．使用无铅汽油，防止催化剂“中毒
7．1913年德国化学家哈伯发明了以低成本制造大量氨的方法，从而满足了当时日益增长的人口对粮食的需求．下列是哈伯法的流程图，其中为提高原料转化率而采取的措施是（ ）
A．①②③ B．②④⑤ C．①③⑤ D．②③④
8．对于合成氨反应，达到平衡后，以下分析正确的是（ ）
A．升高温度，对正反应的反应速率影响更大
B．增大压强，对正反应的反应速率影响更大
C．减小反应物浓度，对逆反应的反应速率影响更大
D．加入催化剂，对逆反应的反应速率影响更大
9．一定温度下，在体积恒定的密闭容器中发生反应：N2（g）+3H2（g）＝2NH3（g）。反应过程中的部分数据如表所示：下列说法正确的是（ ）
t/minC/（mol L﹣1） C （N2） C （H2） C （NH3）
0 1.0 3.0 0
3 0.25
6 2.4
9 0.8
A．反应刚好达到平衡状态时t＝6min
B．c（NH3）＝0.4mol L﹣1
C．容器内的气体分子数N（N2）：N（H2）：N（NH3）＝1：3：2
D．H2的正反应速率等于N2的逆反应速率
10．已知：N2（g）+3H2（g） 2NH3（g）△H＝﹣92.4kJ mol﹣1．起始反应物为N2和H2，物质的量之比为1：3，且总物质的量不变，在不同压强和温度下，反应达到平衡时，体系中NH3 的物质的量分数如下表：
下列说法正确的是（ ）
温度物质的量分数压强 400℃ 450℃ 500℃ 600℃
20Mpa 0.387 0.274 0.189 0.088
30Mpa 0.478 0.359 0.260 0.129
A．体系中NH3的物质的量分数越大，则正反应速率越大
B．反应达到平衡时，N2和H2的转化率之比均为1
C．反应达到平衡时，放出的热量均为92.4kJ
D．600℃，30MPa下反应达到平衡时，生成NH3的物质的量最多
11．下图所示为工业合成氨的流程图。有关说法错误的是（ ）
A．步骤①中“净化”可以防止催化剂中毒
B．步骤②中“加压”既可以提高原料的转化率，又可以加快反应速率
C．步骤③、④、⑤均有利于提高原料的转化率
D．产品液氨除可生产化肥外，还可用作制冷剂
12．如图所示，三个烧瓶中分别充满NO2气体并分别放置在盛有下列物质的烧杯（烧杯内有水）中：在（1）中加入CaO，在（2）中不加其他任何物质，在（3）中加入NH4Cl晶体，发现（1）中红棕色变深，（3）中红棕色变浅，下列叙述正确的是（ ）
A．2NO2 N2O4是放热反应
B．NH4Cl溶于水时放出热量
C．烧瓶（1）中平衡混合气的相对分子质量增大
D．烧瓶（3）中气体的压强增大
13．1 mol X气体跟a mol Y气体在体积可变的密闭容器中发生如下反应：X（g）+aY（g） bZ（g）；反应达到平衡后，测得X的转化率为50%．而且，在同温同压下还测得反应前混合气体的密度是反应后混合气体密度的，则a和b的数值可能是（ ）
A．a＝3，b＝3 B．a＝2，b＝1 C．a＝2，b＝2 D．a＝1，b＝1
14．可逆反应aA（g）+bB（g） cC（g）+dD（g）ΔH＝Q，反应过程中，当其他条件不变时，混合物中B物质的百分含量与压强（p）的关系如图所示，分析正确的选项是（ ）
A．P1＞P2 B．a+b＞c+d C．a+b＝c+d D．Q＞0
15．在密闭容器中，反应X2（g）+Y2（g） 2XY（g）△H＜0，达到甲平衡．在仅改变某一条件后，达到乙平衡，对此过程的分析正确的是（ ）
A．图Ⅰ是加入适当催化剂的变化情况
B．图Ⅱ是扩大容器体积的变化情况
C．图Ⅲ是升高温度的变化情况
D．图Ⅲ是增大压强的变化情况
16．在一密闭容器中存在反应：2A（g）+B（g） 3C（g） ΔH＞0 。某研究小组研究了在其他条件不变时，改变某一条件对 上述反应的影响，下列分析正确的是（ ）
A．图中t时刻改变的条件一定是升高温度
B．图中t时刻改变的条件一定是加入催化剂
C．图中甲和乙改变的条件是温度，且乙的温度更高
D．图中a＝1
二、解答题
17．哈伯发明用氮气和氢气合成氨的方法，获得了1918年诺贝尔化学奖．其原理为N2（g）+3H2（g） 2NH3（g）△H＜0，△S （填“＞”“＜”或“＝”）0。
（1）下列关于工业合成氨的说法不正确的是 。（填标号）
A．因为△H＜0，所以该反应一定能自发进行
B．采用高压是为了增大反应速率，但会使反应物的转化率降低
C．在高温下进行是为了提高反应物的转化率
D．使用催化剂增大反应速率是因为催化剂降低了反应的活化能
（2）在恒温恒容密闭容器中进行合成氨的反应，下列能说明该反应已达到平衡状态的是 。（填标号）
a．容器内N2、H2、NH3的浓度之比为1：3：2
b．3v正（N2）＝v逆（H2）
c．容器内压强保持不变
d．混合气体的密度保持不变
（3）工业上合成氨的部分工艺流程如图。
请用平衡移动原理解释在工艺流程中及时分离出氨气和将NH3分离后的原料气循环使用的原因 。
（4）某科研小组研究在其他条件不变的情况下，改变起始时氢气的物质的量对工业合成氨反应的影响．实验结果如图所示（图中T表示温度，n表示H2的物质的量）．
①图中T2和T1的关系：T2 （填“＞”、“＜”或“＝”）T1。
②a、b、c、d四点所处的平衡状态中，N2的转化率最高的是 。（填字母）
（5）恒温下，向一个4L的密闭容器中充入5.2mol H2和2mol N2，反应过程中对NH3的浓度进行测定得到的数据如表所示。
时间/min 5 10 15 20 25 30
c（NH3）/（mol L﹣l） 0.08 0.14 0.18 0.20 0.20 0.20
①此条件下该反应的化学平衡常数K＝ 。
②若维持容器容积不变温度不变，向原平衡体系中加入H2、N2和NH3各4mol，化学平衡将向 （填“正”或“逆”）反应方向移动。
（6）已知N2（g）+3H2（g）＝2NH3（g）△H＝﹣92.4kJ mol﹣1
N2（g）+O2（g）＝2NO（g）△H＝+181k mol﹣1
2H2（g）+O2（g）＝2H2O（g）△H＝﹣483.6kJ mol﹣1
写出氨气催化氧化生成NO和水蒸气的热化学方程式 ．
18．工业合成氨满足了人口急剧增长对粮食的需求，也为有机合成提供了足够的原料﹣﹣氨。合成氨反应N2（g）+3H2（g） 2NH3（g）是一个可逆反应，在298K时，△H＝﹣92.4kJ mol﹣1，K＝4.1×106。
（1）从平衡常数来看，反应的限度已经很大了，为什么还需要使用催化剂？
（2）298K，1.01×105Pa时，在10L密闭容器中充入10mol氮气、30mol氢气和20mol氨气，开始反应的瞬间，反应向 （填“正”或“逆”）反应方向进行，反应进行5min后体系能量的变化为 （填“吸收”或“放出”）184.8kJ，容器内压强与初始压强之比为 。
（3）从开始至5min时，用N2浓度变化表示该反应的平均速率为 。
19．工业上生产硫酸时，利用催化氧化反应将SO2转化为SO3是一个关键步骤。压强及温度对SO2转化率的影响如表（原料气各成分的体积分数为：SO2：7% O2：11% N2：82%）。
0.1个大气压 0.5个大气压 1个大气压 10个大气压
400 99.2 99.6 99.7 99.9
500 93.5 96.9 97.8 99.3
600 73.7 85.8 89.5 96.4
（1）SO2的氧化反应是 反应（填“吸热”或“放热”）。
（2）根据图中所给信息，你认为工业上将SO2转化为SO3的适宜条件是 。
（3）选择适宜的催化剂，是否可以提高SO2的转化率？ （填“是”或“否”）。
（4）若保持温度和容积不变，平衡后通入氧气，再达平衡时则SO2浓度 。（填“增大”或“减小”）
（5）若保持温度和压强不变，平衡后通入He气，SO3的含量 。（填“增大”或“减小”）
20．氢能源是最具应用前景的能源之一，高纯氢的制备是目前的研究热点。甲烷水蒸气催化重整是制高纯氢的方法之一。
（1）反应器中初始反应的生成物为H2和CO2，其物质的量之比为4：1，甲烷和水蒸气反应的方程式是 。
（2）已知反应器中还存在如下反应：
i．CH4（g）+H2O（g）＝CO（g）+3H2（g）△H1
ii．CO（g）+H2O（g）＝CO2（g）+H2（g）△H2
iii．CH4（g）＝C（s）+2H2（g）△H3
……
反应iii为积炭反应，利用△H1和△H2计算△H3时，还需要利用 （写化学方程式）反应的△H。
（3）反应物投料比采用n（H2O）：n（CH4）＝4：1，大于反应的计量数之比，目的是 （填字母）。
a．促进CH4转化 b．促进CO转化为CO2 c．减少积炭生成
（4）用CaO可以去除CO2．H2体积分数和CaO消耗率随时间变化关系如图所示。从t1时开始，H2体积分数显著降低，单位时间CaO消耗率 （填“升高”“降低”或“不变”）。此时CaO消耗率约为35%，但已失效，因为此时CaO主要发生了 （写化学方程式）反应而使（1）中反应平衡向 移动。
（5）以甲醇为燃料，氧气为氧化剂，KOH溶液为电解质溶液，可制成燃料电池。以此电池作电源，在实验室中模拟铝制品表面“钝化”处理过程（装置如图所示）。其中物质a是 ，电源负极电极反应为 。“钝化”装置中阳极电极反应为 。
21．国际社会发出落实《巴黎协定》，推动绿色低碳转型，构建人类命运共同体的积极信号。生态工业和循环经济成为综合解决人类资源、环境和经济发展的一条有效途径。
（1）水是“生命之基质”，是“永远值得探究的物质”。
以铂阳极和石墨阴极设计电解池，通过电解NH4HSO4溶液产生（NH4）2S2O8，再与水反应得到H2O2，其中生成的NH4HSO4可以循环使用。
①阳极的电极反应式是 。
②制备H2O2的总反应方程式是 。
（2）CO2的资源化利用能有效减少CO2排放，充分利用碳资源。
CO2催化加氢合成二甲醚是一种CO2转化方法，其过程中主要发生下列反应：
反应Ⅰ：CO2（g）+H2（g）═CO（g）+H2O（g）△H＝+41.2kJ mol﹣1
反应Ⅱ：2CO2（g）+6H2（g）═CH3OCH3（g）+3H2O（g）△H＝﹣122.5kJ mol﹣1
在恒压、CO2和H2的起始量一定的条件下，CO2平衡转化率和平衡时CH3OCH3的选择性随温度的变化如图1。
其中：CH3OCH3的选择性＝×100%
①温度高于300℃，CO2平衡转化率随温度升高而上升的原因是 。
②220℃时，在催化剂作用下CO2与H2反应一段时间后，测得CH3OCH3的选择性为48%（图1中A点）。不改变反应时间和温度，一定能提高CH3OCH3选择性的措施有 。
（3）废物再利用。如图2装置加以必要的导线连接后达到利用粗铜精炼目的。
①A烧杯是 。（填“电解池”或“原电池”）
②其中Zn接B烧杯中的 ，（填“粗铜”或“纯铜”），B烧杯中应该盛 溶液。
③分别写出石墨棒和纯铜棒的电极反应式
石墨棒： ，纯铜棒： 。
人教版（2019）选择性必修1《2.4 化学反应的调控》2023年同步练习卷
参考答案与试题解析
一、选择题
1．【解答】解：A.合成氨为放热反应，焓变小于0，故A正确；
B.合成氨为气体体积减小的反应，则△S＜0，故B错误；
C.不能完全转化，且反应条件相同，正逆反应同时发生，为可逆反应，故C正确；
D.在恒容容器中反应，气体的物质的量减小，则压强减小，故D正确；
故选：B。
2．【解答】解：N2和H2反应生成NH3的反应为可逆反应，反应为：N2+3H22NH3，可逆反应不能完全进行到底，反应物的转化率不能达到100%，此温度下的1molN2和3molH2放在一密闭容器中，不能生成2molNH3，则反应放出的热量小于92.4kJ，
故选：B。
3．【解答】解：A.升高温度平衡逆向移动，转化率减小，故A不选；
B.从反应体系中分离出氨，平衡正向移动，反应物的转化率增大，故B选；
C.催化剂不影响平衡移动，转化率不变，故C不选；
D.充入稀有气体增大体系的压强，若体积不变时平衡不移动，故D不选；
故选：B。
4．【解答】解：①减压使平衡向增大压强的方向也就是合成氨的逆反应方向移动，故①错误；
②加压使平衡向减小压强的方向也就是合成氨的正反应方向移动，故②正确；
③升温使平衡向降低温度的方向也就是合成氨的逆反应方向移动，故③错误；
④降温减少单位体积内的活化分子数，有效碰撞减少，反应速率减慢，故④错误；
⑤及时从平衡混合气体中分离出 NH3，虽然生成物的浓度减小，反应向正反应方向移动，但是达到新平衡后，气体浓度都比原来平衡小，所以速率慢，故⑤错误；
⑥循环 N2 和 H2 可以增加压强使平衡向减小压强方向也就是合成氨的正反应方向移动，故⑥正确；
⑦催化剂对化学平衡的移动没有影响，故⑦错误；
综上，正确的是②⑥，
故选：C。
5．【解答】解：①采用500° C左右的温度，可适当加快NH3的合成速率，故①正确；
②升高温度平衡逆向移动，氢气的转化率减小，故②错误；
③升高温度平衡逆向移动，氨气的转化率减小，故③错误；
④采用500° C左右的温度，因催化剂在500℃左右活性最好，故④正确；
故选：C。
6．【解答】解：A、使用更高效催化剂，可以加快反应速率，使有害气体在排出之前尽可能快地转化为无害气体，可以提高尾气处理效果，故A正确；
B、加快通入尾气的速率，尾气不能充分反应，会降低转化率，故B错误；
C、增设尾气循环处理系统，可使尾气充分转化，降低污染物的排放，有利于提高尾气处理效率，故C正确；
D、使用无铅汽油，不仅可减少铅污染，而且还可防止催化剂“中毒“，使催化剂保持良好活性，有利于提高尾气转化为无害气体的速率，利于提高尾气处理效率，故D正确；
故选：B。
7．【解答】解：反应原理为N2（g）+3H2（g）2NH3（g），△H＜0，为提高原料转化率，应使平衡向正方向移动，
根据方程式反应前后气体的化学计量数的关系可知增大压强有利于平衡向正方向移动；正反应放热，升高温度不利用平衡向正反应方向移动，催化剂对平衡移动无影响，液化分离出氨气，可使生成物浓度减小，则可使平衡向正向移动，氮气和氢气的再循环，可增大反应物浓度，有利于平衡向正向移动，
故选：B。
8．【解答】解：合成氨的化学方程式为：N2+3H22NH3，△H＜0，反应是气体体积减小的发热反应，
A、合成氨是放热反应，升温平衡逆向进行，对逆反应的反应速率影响更大，故A错误；
B、反应是气体体积减小的反应，增大压强平衡正向进行，对正反应的反应速率影响更大，故B正确；
C、减小反应物浓度，平衡逆向进行，正反应减小的多，对正反应的反应速率影响更大，故C错误；
D、催化剂改变反应速率，不改变化学平衡，同等程度影响正逆反应速率，故D错误；
故选：B。
9．【解答】解：N2（g）+3H2（g）＝2NH3（g）
起始量（mol） 1 3 0
变化量（mol）0.125 0.375 0.25
3minl量（mol）0.875 2.65 0.25
N2（g）+3H2（g）＝2NH3（g）
起始量（mol） 1 3 0
变化量（mol） 0.2 0.6 0.4
6min量（mol） 0.8 2.4 0.4
N2（g）+3H2（g）＝2NH3（g）
起始量（mol） 1 3 0
变化量（mol） 0.2 0.6 0.4
9min量（mol） 0.8 2.4 0.4
A．由题意知，在6min是反应已经达到平衡，但不一定是6min那一刻，可能是之前达到的，故A错误；
B．计算可知，平衡状态下c（NH3）＝0.4mol L﹣1，故B正确；
C．计算可知，平衡状态下容器中的分子数之比为N（N2）：N（H2）：N（NH3）＝2：6：1，故C错误；
D．速率之比等于化学方程式计量数之比，v（H2）＝3v（N2），故D错误；
故选：B。
10．【解答】解：A．降低温度，可使体系中NH3的物质的量分数越大，但反应速率减小，故A错误；
B．起始反应物为N2和H2，物质的量之比为1：3，且按照1：3反应，则转化率相等，故B正确；
C．物质的量以及转化程度未知，不能确定放出的热量，故C错误；
D．升高温度，平衡逆向移动，则生成NH3的物质的量减小，由表中数据可知400℃，30MPa下反应达到平衡时，生成NH3的物质的量最多，故D错误。
故选：B。
11．【解答】解：A．为防止催化剂中毒，反应前的混合气体氮气和氢气混合气体需要除杂净化，故A正确；
B．工业合成氨的反应是气体体积减小的反应，中等压强加快反应速率，平衡正向进行，能增大反应物转化率，故B正确；
C．步骤③催化剂不改变化学平衡，反应物转化率不变，反应为放热反应。升温平衡逆向进行，转化率减小，④液化氨气平衡正向进行，反应物转化率增大，⑤氮气和氢气循环使用有利于提高原料的转化率，故C错误；
D．氨气是工业重要的原料和酸反应生成铵盐可生产化肥外，氨气易液化，变为气体时吸收周围热量可用作制冷剂，故D正确；
故选：C。
12．【解答】解：A、氧化钙溶于水放热，（1）中红棕色变深，说明反应2NO2 N2O4向左移动，该反应放热，故A正确；
B、由于（3）中红棕色变浅，说明反应2NO2 N2O4向右移动，温度降低，所以NH4Cl溶于水时吸收热量，故B错误；
C、由于（1）中红棕色变深，平衡向着逆向移动，气体物质的量变大，混合气的相对分子质量减小，故C错误；
D、（3）中红棕色变浅，2NO2 N2O4平衡右移，气体的总物质的量减少，压强减小，故D错误；
故选：A。
13．【解答】解：1mol X气体跟a mol Y气体在体积可变的密闭容器中反应，反应达到平衡后，测得X的转化率为50%，则参加反应的X为0.5mol，则：
X（g）+a Y（g） b Z（g）
起始量（mol）：1 a 0
变化量（mol）：0.5 0.5a 0.5b
平衡量（mol）：0.5 0.5a 0.5b
同温同压下，气体总质量不变，反应前后混合气体的密度之比和气体体积成反比，即和气体物质的量成反比，反应前混合气体的密度是反应后混合气体密度的，则反应前气体物质的量是反应后气体物质的量，则（1+a）：（0.5+0.5a+0.5b）＝4：3，整理得：2b＝a+1，
若a＝1，则b＝1，若a＝2，则b＝1.5，若a＝3，则b＝2，A、B、C不符合，只有D符合，
故选：D。
14．【解答】解：由图可知，P2先达到平衡，则P2＞P2，且增大压强时混合物中B物质的百分含量不变，可知增大压强平衡不移动，则该反应为气体总物质的量不变的反应，即a+b＝c+d，由信息不能判断反应中的能量变化，则Q可能小于0或大于0，故C正确，
故选：C。
15．【解答】解：反应X2（g）+2Y2（g） 2XY（g）△H＜0，正反应为体积减小的放热的反应，
A．加入催化剂，正、逆反应速率同等程度增大，平衡不移动，图象与实际不相符，故A错误；
B．扩大体积，压强减小，正逆反应速率都降低，平衡向逆反应，逆反应速率降低较少，图象中平衡不移动，图象与实际不相符，故B错误；
C．升高温度，反应速率加快，到达平衡时间缩短，平衡向逆反应方向移动，平衡时XY2的含量减小，图象与实际相符，故C正确，
D．增大压强，反应速率加快，到达平衡时间缩短，平衡向正反应方向移动，平衡时XY2的含量增大，但图象中乙到达平衡时XY2的含量较小，与实际不符，故D错误；
故选：C。
16．【解答】解：A．升高温度，正逆反应速率均增大，反应正向吸热，平衡正向移动，与图象不符，故A错误；
B．由图可知，t时刻正逆反应速率同等程度增大，平衡不移动，改变条件可能为加入催化剂，反应前后气体分子数不变，故也能为增大压强，故B错误；
C．由图可知，乙条件下反应先达到平衡状态，反应速率快，温度高，升高温度，平衡正向移动，A的转化率变大，与图象不符，故C错误；
D．由图可知，反应平衡常数相等，且正逆反应平衡常数互为倒数，故a＝1，故D正确；
故选：D。
二、解答题
17．【解答】解：N2（g）+3H2（g） 2NH3（g）△H＜0，反应为气体体积减小的放热反应，△S＜0，
故答案为：＜；
（1）A．反应自发进行根据△H﹣T△S＜0判断，只靠△H判断不准确，故A错误；
B．压强增大，反应速率增大，平衡向气体体积减小的方向移动，反应物的转化率增大，故B错误；
C．该反应为放热反应，高温不利于反应物的转化，在高温下进行是为了加快反应速率，故C错误；
D．使用催化剂加快反应速率是因为催化剂降低了反应的活化能，故D正确；
故答案为：ABC；
（2）a．容器内N2、H2、NH3的浓度之比为1：3：2，不能说明各组分含量保持不变，故a错误；
b．3v正（N2）＝v逆（H2），正逆反应速率相等，反应达到平衡，故b正确；
c．该反应前后气体分子数发生变化，恒容，容器内压强保持不变，说明各组分含量保持不变，反应达到平衡，故c正确；
d．根据ρ＝，混合气体总质量不变，恒容V不变，气体的密度始终保持不变，不能说明反应达到平衡，故d错误。
故答案为：bc；
（3）对于可逆反应达到平衡状态时，减少生成物浓度，增加反应物浓度，可使平衡正向移动，提高产率或原料利用率，将氨气分离后的原料气循环利用可以提高原料的利用率，
故答案为：减少生成物浓度，增加反应物浓度，可使平衡正向移动，提高产率或原料利用率，将氨气分离后的原料气循环利用可以提高原料的利用率；
（4）①该反应为放热反应，温度高，不利于氨气的生成，根据图可知，相同条件下，T1的氨气百分含量较低，故T2＜T1，
故答案为：＜；
②增加氢气的浓度，有利于N2的转化，温度较低，有利于N2的转化，故N2的转化率最高的是c，
故答案为：c；
（5）①恒温下，往一个4L的密闭容器中充入5.2mol H2和2mol N2，20min达到平衡，此时c（NH3）＝0.20mol/L，列三段式：
N2（g）+3H2（g） 2NH3（g）
起始（mol/L） 0.5 1.3 0
转化（mol/L） 0.1 0.3 0.2
平衡（mol/L） 0.4 1 0.2
此条件下该反应的平衡常数K＝＝＝0.1；
故答案为：0.1；
②若维持容器体积不变，温度不变，往原平衡体系中加入H2、N2和NH3各4mol，则H2、N2和NH3各浓度为：1.4mol/L、2mol/L、1.2mol/L，此时Qc＝＝＞K，此时向着逆反应方向进行，
故答案为：逆；
（6）已知：①N2（g）+3H2（g） 2NH3（g）△H＝﹣92.4kJ/mol
②N2（g）+O2（g）＝2NO（g）△H＝+181kJ/mol
③2H2（g）+O2（g）＝2H2O（g）△H＝﹣483.6kJ/mol
根据盖斯定律③×3+②×2﹣1×2可得：4NH3（g）+5O2（g）＝4NO（g）+6H2O（g）△H＝﹣904 kJ mol﹣1；
故答案为：4NH3（g）+5O2（g）＝4NO（g）+6H2O（g）△H＝﹣904 kJ mol﹣1。
18．【解答】解：（1）反应的平衡常数K＝4.1×106，从平衡常数来看，反应的限度已经很大了，但反应速率很小，加入催化剂会加快反应速率，
故答案为：加快反应速率；
（2）298K，1.01×105Pa，在10L密闭容器中充入10mol氮气、30mol氢气和20mol氨气，气体浓度为1mol/L，3mol/L，2mol/L，开始的瞬间Qc＝＝0.44＜K，反应正向进行，N2（g）+3H2（g） 2NH3（g），在298K时，△H＝﹣92.2kJ mol﹣1，反应放热184.4kJ，生成氨气物质的量为4mol，则
N2（g）+3H2（g） 2NH3（g），
起始量（mol） 10 30 20
变化量（mol） 2 6 4
5min量（mol） 8 24 24
容器内压强变为原来的＝＝，
故答案为：正；放出；；
（3）从开始至5min时，用N2浓度变化表示该反应的平均速率＝＝＝0.04mol/（L min），
故答案为：0.04mol/（L min）。
19．【解答】解：（1）由表可知，压强相同时，升高温度转化率减小，可知升高温度平衡逆向移动，则二氧化硫的氧化反应是放热反应，
故答案为：放热；
（2）先来看温度，400℃到500℃的转化率都比较高，适当提高温度虽然会牺牲一些转化率，但是可以显著提高反应速率；再来看压强，压强越大固然转化率越高，但是10个大气压对设备的要求较高，生产成本也会提升，产生的额外收益却不显著，因此选1个大气压即可，
故答案为：1个大气压、400﹣500℃（或400℃）；
（3）催化剂不改变平衡常数，因此不提高转化率，
故答案为：否；
（4）通入氧气相当于提高反应物的浓度，平衡会正向移动，促进二氧化硫的转化，因此二氧化硫的浓度减小，
故答案为：减小；
（5）保持压强不变充入氦气，容器的体积增大，各气体的浓度降低，平衡要向气体分子数增大的方向移动，即逆向移动，因此三氧化硫的含量减小，
故答案为：减小。
20．【解答】解：（1）该反应中反应物是甲烷和水蒸气，反应条件是催化剂，生成氢气和二氧化碳且氢气和二氧化碳的计量数之比为4：1，根据原子守恒配平反应方程式为CH4+2H2O4H2+CO2，
故答案为：CH4+2H2O4H2+CO2；
（2）ⅰ.CH4（g）+H2O（g）═CO（g）+3H2（g）△H1
ⅱ.CO（g）+H2O（g）═CO2（g）+H2（g）△H2，则i+ii可得CH4（g）+2H2O（g）＝CO2（g）+4H2（g），如要得到ⅲ.CH4（g）═C（s）+2H2（g）△H3，则还应需要2H2（g）+CO2（g）＝C（s）+2H2O（g）的△H，CH4（g）+2H2O（g）＝CO2（g）+4H2（g）与2H2（g）+CO2（g）＝C（s）+2H2O（g）相加可得CH4（g）═C（s）+2H2（g），或i﹣ii得CH4（g）+CO2（g）＝2CO（g）+2H2（g），然后与C（s）+CO2（g）＝2CO（g）相减，亦可得到反应iii的△H，
故答案为：2H2（g）+CO2（g）＝C（s）+2H2O（g）或C（s）+CO2（g）＝2CO（g）；
（3）水过量，可分别与i中的CH4，ii中的CO反应，则可促进CH4转化、促进CO转化为CO2、且与iii生成的C等反应，减少积炭生成，
故答案为：abc；
（4）由图象可知，CaO消耗率曲线斜率减小，因而单位时间内CaO的消耗率降低，氢气的体积分数在t1之后减小，结合CaO+H2O＝Ca（OH）2可知水蒸气浓度较小，反应器内反应逆方向移动，二氧化碳很难与CaO发生反应，因而失效，
故答案为：降低；CaO+H2O＝Ca（OH）2；逆方向；
（5）电解池的阳极发生氧化反应，铝制品表面“钝化”处理过程即为氧化过程，则Al电极为阳极，a为电源正极，通氧气，而b为电源负极，应为甲醇燃料，电源负极电极反应为：CH3OH﹣6e﹣+8OH﹣═CO32﹣+6H2O，电解池阳极电极反应式为：2Al﹣6e﹣+3H2O＝Al2O3+6H+，
故答案为：氧气（O2）；CH3OH﹣6e﹣+8OH﹣═CO32﹣+6H2O；2Al﹣6e﹣+3H2O＝Al2O3+6H+。
21．【解答】解：（1）①电解NH4HSO4溶液得过硫酸铵，电解反应方程式为：2NH4HSO4（NH4）2S2O8+H2↑，阳极上SO42﹣被氧化生成S2O82﹣，溶液呈酸性，电极反应为2HSO4﹣﹣2e﹣＝S2O82﹣+2H+（或2SO42﹣﹣2e﹣＝S2O82﹣），
故答案为：2HSO4﹣﹣2e﹣＝S2O82﹣+2H+（或2SO42﹣﹣2e﹣＝S2O82﹣）；
②通过电解NH4HSO4溶液产生（NH4）2S2O8，再与水反应得到H2O2，其中生成的NH4HSO4可以循环使用，电解NH4HSO4溶液得过硫酸铵，电解反应方程式为：2NH4HSO4（NH4）2S2O8+H2↑，（NH4）2S2O8溶液送往水解器中减压水解、蒸发，蒸出过氧化氢的水溶液，剩余溶液流到阴极室再循环使用，说明（NH4）2S2O8水解生成双氧水和硫酸氢铵，反应方程式为（NH4）2S2O8+2H2O＝2NH4HSO4+H2O2，则制备H2O2的总反应方程式是2H2OH2O2+H2↑，
故答案为：2H2OH2O2+H2↑；
（2）①温度高于300℃，CO2平衡转化率随温度升高而上升的原因是反应Ⅰ的△H＞0，反应Ⅱ的△H＜0，温度升高使CO2转化为CO的平衡转化率上升，使CO2转化为CH3OCH3的平衡转化率下降，且上升幅度超过下降幅度或反应Ⅰ为吸热，反应Ⅱ为放热，温度高于300℃时，以反应Ⅰ占主导，
故答案为：反应Ⅰ的△H＞0，反应Ⅱ的△H＜0，温度升高使CO2转化为CO的平衡转化率上升，使CO2转化为CH3OCH3的平衡转化率下降，且上升幅度超过下降幅度；
②220℃时，在催化剂作用下CO2与H2反应一段时间后，测得CH3OCH3的选择性为48%，不改变反应时间和温度，一定能提高CH3OCH3选择性的措施有增大压强、使用对反应Ⅱ催化活性更高的催化剂，
故答案为：增大压强，使用对反应Ⅱ催化活性更高的催化剂；
（3）①A烧杯含有两个活泼性不同的电极，有自发的氧化还原反应，形成了闭合回路，存在电解质溶液，属于原电池装置，B烧杯就存在了外加电源，属于电解装置，达到粗铜精炼的目的，
故答案为：原电池；
②电解精炼铜时，粗铜做阳极，与电源的正极相连，纯铜做阴极，与电源的负极相连；电解质溶液必须是含有铜离子的可溶性的盐，如硫酸铜溶液或其它易溶性的铜盐等，
故答案为：纯铜；CuSO4（或其它易溶性的铜盐）；
③石墨棒是原电池的正极，发生电极反应为：2H++2e﹣＝H2↑；纯铜棒是电解池的阴极，电极反应为：Cu2++2e﹣＝Cu，
故答案为：2H++2e﹣＝H2↑；Cu2++2e﹣＝Cu。
一、选择题
1．下列有关以H2和N2为原料气的工业合成氨反应的说法不正确的是（ ）
A．属于放热反应
B．△S＞0
C．属于可逆反应
D．在恒容容器中反应，压强逐渐减小
2．已知合成氨反应N2（g）+3H2（g） 2NH3（g）△H＝﹣92.4kJ mol﹣1，将1mol N2和3mol H2放在一密闭容器中，在催化剂存在时进行反应，测得反应放出的热量（忽略能量损失）（ ）
A．一定大于92.4 kJ B．一定小于92.4 kJ
C．一定等于92.4 kJ D．无法确定
3．合成氨工业中，下列措施有利于提高反应物的平衡转化率的是（ ）
A．提高反应温度
B．从反应体系中分离出氨
C．使用催化剂
D．充入稀有气体增大体系的压强
4．合成氨时，既要使原料的转化率增大，又要使反应速率加快，可采取的办法是（ ）
①减压
②加压
③升温
④降温
⑤及时从平衡混合气体中分离出NH3
⑥循环N2和H2
⑦加催化剂
A．③④⑤⑦ B．②⑤⑥ C．②⑥ D．②③⑥⑦
5．工业上合成氨采用500℃左右的温度，其原因是（ ）
①适当加快NH3的合成速率②提高氢气的转化率③提高氨气的转化率④催化剂在500℃左右活性最好
A．① B．①②③ C．①④ D．①③④
6．汽车尾气处理反应为：2NO（g）+2CO（g） N2（g）+2CO2（g）△H＜0．下列措施不利于提高尾气处理效率的是（ ）
A．使用更高效催化剂
B．提高尾气流速
C．增设尾气循环处理系统
D．使用无铅汽油，防止催化剂“中毒
7．1913年德国化学家哈伯发明了以低成本制造大量氨的方法，从而满足了当时日益增长的人口对粮食的需求．下列是哈伯法的流程图，其中为提高原料转化率而采取的措施是（ ）
A．①②③ B．②④⑤ C．①③⑤ D．②③④
8．对于合成氨反应，达到平衡后，以下分析正确的是（ ）
A．升高温度，对正反应的反应速率影响更大
B．增大压强，对正反应的反应速率影响更大
C．减小反应物浓度，对逆反应的反应速率影响更大
D．加入催化剂，对逆反应的反应速率影响更大
9．一定温度下，在体积恒定的密闭容器中发生反应：N2（g）+3H2（g）＝2NH3（g）。反应过程中的部分数据如表所示：下列说法正确的是（ ）
t/minC/（mol L﹣1） C （N2） C （H2） C （NH3）
0 1.0 3.0 0
3 0.25
6 2.4
9 0.8
A．反应刚好达到平衡状态时t＝6min
B．c（NH3）＝0.4mol L﹣1
C．容器内的气体分子数N（N2）：N（H2）：N（NH3）＝1：3：2
D．H2的正反应速率等于N2的逆反应速率
10．已知：N2（g）+3H2（g） 2NH3（g）△H＝﹣92.4kJ mol﹣1．起始反应物为N2和H2，物质的量之比为1：3，且总物质的量不变，在不同压强和温度下，反应达到平衡时，体系中NH3 的物质的量分数如下表：
下列说法正确的是（ ）
温度物质的量分数压强 400℃ 450℃ 500℃ 600℃
20Mpa 0.387 0.274 0.189 0.088
30Mpa 0.478 0.359 0.260 0.129
A．体系中NH3的物质的量分数越大，则正反应速率越大
B．反应达到平衡时，N2和H2的转化率之比均为1
C．反应达到平衡时，放出的热量均为92.4kJ
D．600℃，30MPa下反应达到平衡时，生成NH3的物质的量最多
11．下图所示为工业合成氨的流程图。有关说法错误的是（ ）
A．步骤①中“净化”可以防止催化剂中毒
B．步骤②中“加压”既可以提高原料的转化率，又可以加快反应速率
C．步骤③、④、⑤均有利于提高原料的转化率
D．产品液氨除可生产化肥外，还可用作制冷剂
12．如图所示，三个烧瓶中分别充满NO2气体并分别放置在盛有下列物质的烧杯（烧杯内有水）中：在（1）中加入CaO，在（2）中不加其他任何物质，在（3）中加入NH4Cl晶体，发现（1）中红棕色变深，（3）中红棕色变浅，下列叙述正确的是（ ）
A．2NO2 N2O4是放热反应
B．NH4Cl溶于水时放出热量
C．烧瓶（1）中平衡混合气的相对分子质量增大
D．烧瓶（3）中气体的压强增大
13．1 mol X气体跟a mol Y气体在体积可变的密闭容器中发生如下反应：X（g）+aY（g） bZ（g）；反应达到平衡后，测得X的转化率为50%．而且，在同温同压下还测得反应前混合气体的密度是反应后混合气体密度的，则a和b的数值可能是（ ）
A．a＝3，b＝3 B．a＝2，b＝1 C．a＝2，b＝2 D．a＝1，b＝1
14．可逆反应aA（g）+bB（g） cC（g）+dD（g）ΔH＝Q，反应过程中，当其他条件不变时，混合物中B物质的百分含量与压强（p）的关系如图所示，分析正确的选项是（ ）
A．P1＞P2 B．a+b＞c+d C．a+b＝c+d D．Q＞0
15．在密闭容器中，反应X2（g）+Y2（g） 2XY（g）△H＜0，达到甲平衡．在仅改变某一条件后，达到乙平衡，对此过程的分析正确的是（ ）
A．图Ⅰ是加入适当催化剂的变化情况
B．图Ⅱ是扩大容器体积的变化情况
C．图Ⅲ是升高温度的变化情况
D．图Ⅲ是增大压强的变化情况
16．在一密闭容器中存在反应：2A（g）+B（g） 3C（g） ΔH＞0 。某研究小组研究了在其他条件不变时，改变某一条件对 上述反应的影响，下列分析正确的是（ ）
A．图中t时刻改变的条件一定是升高温度
B．图中t时刻改变的条件一定是加入催化剂
C．图中甲和乙改变的条件是温度，且乙的温度更高
D．图中a＝1
二、解答题
17．哈伯发明用氮气和氢气合成氨的方法，获得了1918年诺贝尔化学奖．其原理为N2（g）+3H2（g） 2NH3（g）△H＜0，△S （填“＞”“＜”或“＝”）0。
（1）下列关于工业合成氨的说法不正确的是 。（填标号）
A．因为△H＜0，所以该反应一定能自发进行
B．采用高压是为了增大反应速率，但会使反应物的转化率降低
C．在高温下进行是为了提高反应物的转化率
D．使用催化剂增大反应速率是因为催化剂降低了反应的活化能
（2）在恒温恒容密闭容器中进行合成氨的反应，下列能说明该反应已达到平衡状态的是 。（填标号）
a．容器内N2、H2、NH3的浓度之比为1：3：2
b．3v正（N2）＝v逆（H2）
c．容器内压强保持不变
d．混合气体的密度保持不变
（3）工业上合成氨的部分工艺流程如图。
请用平衡移动原理解释在工艺流程中及时分离出氨气和将NH3分离后的原料气循环使用的原因 。
（4）某科研小组研究在其他条件不变的情况下，改变起始时氢气的物质的量对工业合成氨反应的影响．实验结果如图所示（图中T表示温度，n表示H2的物质的量）．
①图中T2和T1的关系：T2 （填“＞”、“＜”或“＝”）T1。
②a、b、c、d四点所处的平衡状态中，N2的转化率最高的是 。（填字母）
（5）恒温下，向一个4L的密闭容器中充入5.2mol H2和2mol N2，反应过程中对NH3的浓度进行测定得到的数据如表所示。
时间/min 5 10 15 20 25 30
c（NH3）/（mol L﹣l） 0.08 0.14 0.18 0.20 0.20 0.20
①此条件下该反应的化学平衡常数K＝ 。
②若维持容器容积不变温度不变，向原平衡体系中加入H2、N2和NH3各4mol，化学平衡将向 （填“正”或“逆”）反应方向移动。
（6）已知N2（g）+3H2（g）＝2NH3（g）△H＝﹣92.4kJ mol﹣1
N2（g）+O2（g）＝2NO（g）△H＝+181k mol﹣1
2H2（g）+O2（g）＝2H2O（g）△H＝﹣483.6kJ mol﹣1
写出氨气催化氧化生成NO和水蒸气的热化学方程式 ．
18．工业合成氨满足了人口急剧增长对粮食的需求，也为有机合成提供了足够的原料﹣﹣氨。合成氨反应N2（g）+3H2（g） 2NH3（g）是一个可逆反应，在298K时，△H＝﹣92.4kJ mol﹣1，K＝4.1×106。
（1）从平衡常数来看，反应的限度已经很大了，为什么还需要使用催化剂？
（2）298K，1.01×105Pa时，在10L密闭容器中充入10mol氮气、30mol氢气和20mol氨气，开始反应的瞬间，反应向 （填“正”或“逆”）反应方向进行，反应进行5min后体系能量的变化为 （填“吸收”或“放出”）184.8kJ，容器内压强与初始压强之比为 。
（3）从开始至5min时，用N2浓度变化表示该反应的平均速率为 。
19．工业上生产硫酸时，利用催化氧化反应将SO2转化为SO3是一个关键步骤。压强及温度对SO2转化率的影响如表（原料气各成分的体积分数为：SO2：7% O2：11% N2：82%）。
0.1个大气压 0.5个大气压 1个大气压 10个大气压
400 99.2 99.6 99.7 99.9
500 93.5 96.9 97.8 99.3
600 73.7 85.8 89.5 96.4
（1）SO2的氧化反应是 反应（填“吸热”或“放热”）。
（2）根据图中所给信息，你认为工业上将SO2转化为SO3的适宜条件是 。
（3）选择适宜的催化剂，是否可以提高SO2的转化率？ （填“是”或“否”）。
（4）若保持温度和容积不变，平衡后通入氧气，再达平衡时则SO2浓度 。（填“增大”或“减小”）
（5）若保持温度和压强不变，平衡后通入He气，SO3的含量 。（填“增大”或“减小”）
20．氢能源是最具应用前景的能源之一，高纯氢的制备是目前的研究热点。甲烷水蒸气催化重整是制高纯氢的方法之一。
（1）反应器中初始反应的生成物为H2和CO2，其物质的量之比为4：1，甲烷和水蒸气反应的方程式是 。
（2）已知反应器中还存在如下反应：
i．CH4（g）+H2O（g）＝CO（g）+3H2（g）△H1
ii．CO（g）+H2O（g）＝CO2（g）+H2（g）△H2
iii．CH4（g）＝C（s）+2H2（g）△H3
……
反应iii为积炭反应，利用△H1和△H2计算△H3时，还需要利用 （写化学方程式）反应的△H。
（3）反应物投料比采用n（H2O）：n（CH4）＝4：1，大于反应的计量数之比，目的是 （填字母）。
a．促进CH4转化 b．促进CO转化为CO2 c．减少积炭生成
（4）用CaO可以去除CO2．H2体积分数和CaO消耗率随时间变化关系如图所示。从t1时开始，H2体积分数显著降低，单位时间CaO消耗率 （填“升高”“降低”或“不变”）。此时CaO消耗率约为35%，但已失效，因为此时CaO主要发生了 （写化学方程式）反应而使（1）中反应平衡向 移动。
（5）以甲醇为燃料，氧气为氧化剂，KOH溶液为电解质溶液，可制成燃料电池。以此电池作电源，在实验室中模拟铝制品表面“钝化”处理过程（装置如图所示）。其中物质a是 ，电源负极电极反应为 。“钝化”装置中阳极电极反应为 。
21．国际社会发出落实《巴黎协定》，推动绿色低碳转型，构建人类命运共同体的积极信号。生态工业和循环经济成为综合解决人类资源、环境和经济发展的一条有效途径。
（1）水是“生命之基质”，是“永远值得探究的物质”。
以铂阳极和石墨阴极设计电解池，通过电解NH4HSO4溶液产生（NH4）2S2O8，再与水反应得到H2O2，其中生成的NH4HSO4可以循环使用。
①阳极的电极反应式是 。
②制备H2O2的总反应方程式是 。
（2）CO2的资源化利用能有效减少CO2排放，充分利用碳资源。
CO2催化加氢合成二甲醚是一种CO2转化方法，其过程中主要发生下列反应：
反应Ⅰ：CO2（g）+H2（g）═CO（g）+H2O（g）△H＝+41.2kJ mol﹣1
反应Ⅱ：2CO2（g）+6H2（g）═CH3OCH3（g）+3H2O（g）△H＝﹣122.5kJ mol﹣1
在恒压、CO2和H2的起始量一定的条件下，CO2平衡转化率和平衡时CH3OCH3的选择性随温度的变化如图1。
其中：CH3OCH3的选择性＝×100%
①温度高于300℃，CO2平衡转化率随温度升高而上升的原因是 。
②220℃时，在催化剂作用下CO2与H2反应一段时间后，测得CH3OCH3的选择性为48%（图1中A点）。不改变反应时间和温度，一定能提高CH3OCH3选择性的措施有 。
（3）废物再利用。如图2装置加以必要的导线连接后达到利用粗铜精炼目的。
①A烧杯是 。（填“电解池”或“原电池”）
②其中Zn接B烧杯中的 ，（填“粗铜”或“纯铜”），B烧杯中应该盛 溶液。
③分别写出石墨棒和纯铜棒的电极反应式
石墨棒： ，纯铜棒： 。
人教版（2019）选择性必修1《2.4 化学反应的调控》2023年同步练习卷
参考答案与试题解析
一、选择题
1．【解答】解：A.合成氨为放热反应，焓变小于0，故A正确；
B.合成氨为气体体积减小的反应，则△S＜0，故B错误；
C.不能完全转化，且反应条件相同，正逆反应同时发生，为可逆反应，故C正确；
D.在恒容容器中反应，气体的物质的量减小，则压强减小，故D正确；
故选：B。
2．【解答】解：N2和H2反应生成NH3的反应为可逆反应，反应为：N2+3H22NH3，可逆反应不能完全进行到底，反应物的转化率不能达到100%，此温度下的1molN2和3molH2放在一密闭容器中，不能生成2molNH3，则反应放出的热量小于92.4kJ，
故选：B。
3．【解答】解：A.升高温度平衡逆向移动，转化率减小，故A不选；
B.从反应体系中分离出氨，平衡正向移动，反应物的转化率增大，故B选；
C.催化剂不影响平衡移动，转化率不变，故C不选；
D.充入稀有气体增大体系的压强，若体积不变时平衡不移动，故D不选；
故选：B。
4．【解答】解：①减压使平衡向增大压强的方向也就是合成氨的逆反应方向移动，故①错误；
②加压使平衡向减小压强的方向也就是合成氨的正反应方向移动，故②正确；
③升温使平衡向降低温度的方向也就是合成氨的逆反应方向移动，故③错误；
④降温减少单位体积内的活化分子数，有效碰撞减少，反应速率减慢，故④错误；
⑤及时从平衡混合气体中分离出 NH3，虽然生成物的浓度减小，反应向正反应方向移动，但是达到新平衡后，气体浓度都比原来平衡小，所以速率慢，故⑤错误；
⑥循环 N2 和 H2 可以增加压强使平衡向减小压强方向也就是合成氨的正反应方向移动，故⑥正确；
⑦催化剂对化学平衡的移动没有影响，故⑦错误；
综上，正确的是②⑥，
故选：C。
5．【解答】解：①采用500° C左右的温度，可适当加快NH3的合成速率，故①正确；
②升高温度平衡逆向移动，氢气的转化率减小，故②错误；
③升高温度平衡逆向移动，氨气的转化率减小，故③错误；
④采用500° C左右的温度，因催化剂在500℃左右活性最好，故④正确；
故选：C。
6．【解答】解：A、使用更高效催化剂，可以加快反应速率，使有害气体在排出之前尽可能快地转化为无害气体，可以提高尾气处理效果，故A正确；
B、加快通入尾气的速率，尾气不能充分反应，会降低转化率，故B错误；
C、增设尾气循环处理系统，可使尾气充分转化，降低污染物的排放，有利于提高尾气处理效率，故C正确；
D、使用无铅汽油，不仅可减少铅污染，而且还可防止催化剂“中毒“，使催化剂保持良好活性，有利于提高尾气转化为无害气体的速率，利于提高尾气处理效率，故D正确；
故选：B。
7．【解答】解：反应原理为N2（g）+3H2（g）2NH3（g），△H＜0，为提高原料转化率，应使平衡向正方向移动，
根据方程式反应前后气体的化学计量数的关系可知增大压强有利于平衡向正方向移动；正反应放热，升高温度不利用平衡向正反应方向移动，催化剂对平衡移动无影响，液化分离出氨气，可使生成物浓度减小，则可使平衡向正向移动，氮气和氢气的再循环，可增大反应物浓度，有利于平衡向正向移动，
故选：B。
8．【解答】解：合成氨的化学方程式为：N2+3H22NH3，△H＜0，反应是气体体积减小的发热反应，
A、合成氨是放热反应，升温平衡逆向进行，对逆反应的反应速率影响更大，故A错误；
B、反应是气体体积减小的反应，增大压强平衡正向进行，对正反应的反应速率影响更大，故B正确；
C、减小反应物浓度，平衡逆向进行，正反应减小的多，对正反应的反应速率影响更大，故C错误；
D、催化剂改变反应速率，不改变化学平衡，同等程度影响正逆反应速率，故D错误；
故选：B。
9．【解答】解：N2（g）+3H2（g）＝2NH3（g）
起始量（mol） 1 3 0
变化量（mol）0.125 0.375 0.25
3minl量（mol）0.875 2.65 0.25
N2（g）+3H2（g）＝2NH3（g）
起始量（mol） 1 3 0
变化量（mol） 0.2 0.6 0.4
6min量（mol） 0.8 2.4 0.4
N2（g）+3H2（g）＝2NH3（g）
起始量（mol） 1 3 0
变化量（mol） 0.2 0.6 0.4
9min量（mol） 0.8 2.4 0.4
A．由题意知，在6min是反应已经达到平衡，但不一定是6min那一刻，可能是之前达到的，故A错误；
B．计算可知，平衡状态下c（NH3）＝0.4mol L﹣1，故B正确；
C．计算可知，平衡状态下容器中的分子数之比为N（N2）：N（H2）：N（NH3）＝2：6：1，故C错误；
D．速率之比等于化学方程式计量数之比，v（H2）＝3v（N2），故D错误；
故选：B。
10．【解答】解：A．降低温度，可使体系中NH3的物质的量分数越大，但反应速率减小，故A错误；
B．起始反应物为N2和H2，物质的量之比为1：3，且按照1：3反应，则转化率相等，故B正确；
C．物质的量以及转化程度未知，不能确定放出的热量，故C错误；
D．升高温度，平衡逆向移动，则生成NH3的物质的量减小，由表中数据可知400℃，30MPa下反应达到平衡时，生成NH3的物质的量最多，故D错误。
故选：B。
11．【解答】解：A．为防止催化剂中毒，反应前的混合气体氮气和氢气混合气体需要除杂净化，故A正确；
B．工业合成氨的反应是气体体积减小的反应，中等压强加快反应速率，平衡正向进行，能增大反应物转化率，故B正确；
C．步骤③催化剂不改变化学平衡，反应物转化率不变，反应为放热反应。升温平衡逆向进行，转化率减小，④液化氨气平衡正向进行，反应物转化率增大，⑤氮气和氢气循环使用有利于提高原料的转化率，故C错误；
D．氨气是工业重要的原料和酸反应生成铵盐可生产化肥外，氨气易液化，变为气体时吸收周围热量可用作制冷剂，故D正确；
故选：C。
12．【解答】解：A、氧化钙溶于水放热，（1）中红棕色变深，说明反应2NO2 N2O4向左移动，该反应放热，故A正确；
B、由于（3）中红棕色变浅，说明反应2NO2 N2O4向右移动，温度降低，所以NH4Cl溶于水时吸收热量，故B错误；
C、由于（1）中红棕色变深，平衡向着逆向移动，气体物质的量变大，混合气的相对分子质量减小，故C错误；
D、（3）中红棕色变浅，2NO2 N2O4平衡右移，气体的总物质的量减少，压强减小，故D错误；
故选：A。
13．【解答】解：1mol X气体跟a mol Y气体在体积可变的密闭容器中反应，反应达到平衡后，测得X的转化率为50%，则参加反应的X为0.5mol，则：
X（g）+a Y（g） b Z（g）
起始量（mol）：1 a 0
变化量（mol）：0.5 0.5a 0.5b
平衡量（mol）：0.5 0.5a 0.5b
同温同压下，气体总质量不变，反应前后混合气体的密度之比和气体体积成反比，即和气体物质的量成反比，反应前混合气体的密度是反应后混合气体密度的，则反应前气体物质的量是反应后气体物质的量，则（1+a）：（0.5+0.5a+0.5b）＝4：3，整理得：2b＝a+1，
若a＝1，则b＝1，若a＝2，则b＝1.5，若a＝3，则b＝2，A、B、C不符合，只有D符合，
故选：D。
14．【解答】解：由图可知，P2先达到平衡，则P2＞P2，且增大压强时混合物中B物质的百分含量不变，可知增大压强平衡不移动，则该反应为气体总物质的量不变的反应，即a+b＝c+d，由信息不能判断反应中的能量变化，则Q可能小于0或大于0，故C正确，
故选：C。
15．【解答】解：反应X2（g）+2Y2（g） 2XY（g）△H＜0，正反应为体积减小的放热的反应，
A．加入催化剂，正、逆反应速率同等程度增大，平衡不移动，图象与实际不相符，故A错误；
B．扩大体积，压强减小，正逆反应速率都降低，平衡向逆反应，逆反应速率降低较少，图象中平衡不移动，图象与实际不相符，故B错误；
C．升高温度，反应速率加快，到达平衡时间缩短，平衡向逆反应方向移动，平衡时XY2的含量减小，图象与实际相符，故C正确，
D．增大压强，反应速率加快，到达平衡时间缩短，平衡向正反应方向移动，平衡时XY2的含量增大，但图象中乙到达平衡时XY2的含量较小，与实际不符，故D错误；
故选：C。
16．【解答】解：A．升高温度，正逆反应速率均增大，反应正向吸热，平衡正向移动，与图象不符，故A错误；
B．由图可知，t时刻正逆反应速率同等程度增大，平衡不移动，改变条件可能为加入催化剂，反应前后气体分子数不变，故也能为增大压强，故B错误；
C．由图可知，乙条件下反应先达到平衡状态，反应速率快，温度高，升高温度，平衡正向移动，A的转化率变大，与图象不符，故C错误；
D．由图可知，反应平衡常数相等，且正逆反应平衡常数互为倒数，故a＝1，故D正确；
故选：D。
二、解答题
17．【解答】解：N2（g）+3H2（g） 2NH3（g）△H＜0，反应为气体体积减小的放热反应，△S＜0，
故答案为：＜；
（1）A．反应自发进行根据△H﹣T△S＜0判断，只靠△H判断不准确，故A错误；
B．压强增大，反应速率增大，平衡向气体体积减小的方向移动，反应物的转化率增大，故B错误；
C．该反应为放热反应，高温不利于反应物的转化，在高温下进行是为了加快反应速率，故C错误；
D．使用催化剂加快反应速率是因为催化剂降低了反应的活化能，故D正确；
故答案为：ABC；
（2）a．容器内N2、H2、NH3的浓度之比为1：3：2，不能说明各组分含量保持不变，故a错误；
b．3v正（N2）＝v逆（H2），正逆反应速率相等，反应达到平衡，故b正确；
c．该反应前后气体分子数发生变化，恒容，容器内压强保持不变，说明各组分含量保持不变，反应达到平衡，故c正确；
d．根据ρ＝，混合气体总质量不变，恒容V不变，气体的密度始终保持不变，不能说明反应达到平衡，故d错误。
故答案为：bc；
（3）对于可逆反应达到平衡状态时，减少生成物浓度，增加反应物浓度，可使平衡正向移动，提高产率或原料利用率，将氨气分离后的原料气循环利用可以提高原料的利用率，
故答案为：减少生成物浓度，增加反应物浓度，可使平衡正向移动，提高产率或原料利用率，将氨气分离后的原料气循环利用可以提高原料的利用率；
（4）①该反应为放热反应，温度高，不利于氨气的生成，根据图可知，相同条件下，T1的氨气百分含量较低，故T2＜T1，
故答案为：＜；
②增加氢气的浓度，有利于N2的转化，温度较低，有利于N2的转化，故N2的转化率最高的是c，
故答案为：c；
（5）①恒温下，往一个4L的密闭容器中充入5.2mol H2和2mol N2，20min达到平衡，此时c（NH3）＝0.20mol/L，列三段式：
N2（g）+3H2（g） 2NH3（g）
起始（mol/L） 0.5 1.3 0
转化（mol/L） 0.1 0.3 0.2
平衡（mol/L） 0.4 1 0.2
此条件下该反应的平衡常数K＝＝＝0.1；
故答案为：0.1；
②若维持容器体积不变，温度不变，往原平衡体系中加入H2、N2和NH3各4mol，则H2、N2和NH3各浓度为：1.4mol/L、2mol/L、1.2mol/L，此时Qc＝＝＞K，此时向着逆反应方向进行，
故答案为：逆；
（6）已知：①N2（g）+3H2（g） 2NH3（g）△H＝﹣92.4kJ/mol
②N2（g）+O2（g）＝2NO（g）△H＝+181kJ/mol
③2H2（g）+O2（g）＝2H2O（g）△H＝﹣483.6kJ/mol
根据盖斯定律③×3+②×2﹣1×2可得：4NH3（g）+5O2（g）＝4NO（g）+6H2O（g）△H＝﹣904 kJ mol﹣1；
故答案为：4NH3（g）+5O2（g）＝4NO（g）+6H2O（g）△H＝﹣904 kJ mol﹣1。
18．【解答】解：（1）反应的平衡常数K＝4.1×106，从平衡常数来看，反应的限度已经很大了，但反应速率很小，加入催化剂会加快反应速率，
故答案为：加快反应速率；
（2）298K，1.01×105Pa，在10L密闭容器中充入10mol氮气、30mol氢气和20mol氨气，气体浓度为1mol/L，3mol/L，2mol/L，开始的瞬间Qc＝＝0.44＜K，反应正向进行，N2（g）+3H2（g） 2NH3（g），在298K时，△H＝﹣92.2kJ mol﹣1，反应放热184.4kJ，生成氨气物质的量为4mol，则
N2（g）+3H2（g） 2NH3（g），
起始量（mol） 10 30 20
变化量（mol） 2 6 4
5min量（mol） 8 24 24
容器内压强变为原来的＝＝，
故答案为：正；放出；；
（3）从开始至5min时，用N2浓度变化表示该反应的平均速率＝＝＝0.04mol/（L min），
故答案为：0.04mol/（L min）。
19．【解答】解：（1）由表可知，压强相同时，升高温度转化率减小，可知升高温度平衡逆向移动，则二氧化硫的氧化反应是放热反应，
故答案为：放热；
（2）先来看温度，400℃到500℃的转化率都比较高，适当提高温度虽然会牺牲一些转化率，但是可以显著提高反应速率；再来看压强，压强越大固然转化率越高，但是10个大气压对设备的要求较高，生产成本也会提升，产生的额外收益却不显著，因此选1个大气压即可，
故答案为：1个大气压、400﹣500℃（或400℃）；
（3）催化剂不改变平衡常数，因此不提高转化率，
故答案为：否；
（4）通入氧气相当于提高反应物的浓度，平衡会正向移动，促进二氧化硫的转化，因此二氧化硫的浓度减小，
故答案为：减小；
（5）保持压强不变充入氦气，容器的体积增大，各气体的浓度降低，平衡要向气体分子数增大的方向移动，即逆向移动，因此三氧化硫的含量减小，
故答案为：减小。
20．【解答】解：（1）该反应中反应物是甲烷和水蒸气，反应条件是催化剂，生成氢气和二氧化碳且氢气和二氧化碳的计量数之比为4：1，根据原子守恒配平反应方程式为CH4+2H2O4H2+CO2，
故答案为：CH4+2H2O4H2+CO2；
（2）ⅰ.CH4（g）+H2O（g）═CO（g）+3H2（g）△H1
ⅱ.CO（g）+H2O（g）═CO2（g）+H2（g）△H2，则i+ii可得CH4（g）+2H2O（g）＝CO2（g）+4H2（g），如要得到ⅲ.CH4（g）═C（s）+2H2（g）△H3，则还应需要2H2（g）+CO2（g）＝C（s）+2H2O（g）的△H，CH4（g）+2H2O（g）＝CO2（g）+4H2（g）与2H2（g）+CO2（g）＝C（s）+2H2O（g）相加可得CH4（g）═C（s）+2H2（g），或i﹣ii得CH4（g）+CO2（g）＝2CO（g）+2H2（g），然后与C（s）+CO2（g）＝2CO（g）相减，亦可得到反应iii的△H，
故答案为：2H2（g）+CO2（g）＝C（s）+2H2O（g）或C（s）+CO2（g）＝2CO（g）；
（3）水过量，可分别与i中的CH4，ii中的CO反应，则可促进CH4转化、促进CO转化为CO2、且与iii生成的C等反应，减少积炭生成，
故答案为：abc；
（4）由图象可知，CaO消耗率曲线斜率减小，因而单位时间内CaO的消耗率降低，氢气的体积分数在t1之后减小，结合CaO+H2O＝Ca（OH）2可知水蒸气浓度较小，反应器内反应逆方向移动，二氧化碳很难与CaO发生反应，因而失效，
故答案为：降低；CaO+H2O＝Ca（OH）2；逆方向；
（5）电解池的阳极发生氧化反应，铝制品表面“钝化”处理过程即为氧化过程，则Al电极为阳极，a为电源正极，通氧气，而b为电源负极，应为甲醇燃料，电源负极电极反应为：CH3OH﹣6e﹣+8OH﹣═CO32﹣+6H2O，电解池阳极电极反应式为：2Al﹣6e﹣+3H2O＝Al2O3+6H+，
故答案为：氧气（O2）；CH3OH﹣6e﹣+8OH﹣═CO32﹣+6H2O；2Al﹣6e﹣+3H2O＝Al2O3+6H+。
21．【解答】解：（1）①电解NH4HSO4溶液得过硫酸铵，电解反应方程式为：2NH4HSO4（NH4）2S2O8+H2↑，阳极上SO42﹣被氧化生成S2O82﹣，溶液呈酸性，电极反应为2HSO4﹣﹣2e﹣＝S2O82﹣+2H+（或2SO42﹣﹣2e﹣＝S2O82﹣），
故答案为：2HSO4﹣﹣2e﹣＝S2O82﹣+2H+（或2SO42﹣﹣2e﹣＝S2O82﹣）；
②通过电解NH4HSO4溶液产生（NH4）2S2O8，再与水反应得到H2O2，其中生成的NH4HSO4可以循环使用，电解NH4HSO4溶液得过硫酸铵，电解反应方程式为：2NH4HSO4（NH4）2S2O8+H2↑，（NH4）2S2O8溶液送往水解器中减压水解、蒸发，蒸出过氧化氢的水溶液，剩余溶液流到阴极室再循环使用，说明（NH4）2S2O8水解生成双氧水和硫酸氢铵，反应方程式为（NH4）2S2O8+2H2O＝2NH4HSO4+H2O2，则制备H2O2的总反应方程式是2H2OH2O2+H2↑，
故答案为：2H2OH2O2+H2↑；
（2）①温度高于300℃，CO2平衡转化率随温度升高而上升的原因是反应Ⅰ的△H＞0，反应Ⅱ的△H＜0，温度升高使CO2转化为CO的平衡转化率上升，使CO2转化为CH3OCH3的平衡转化率下降，且上升幅度超过下降幅度或反应Ⅰ为吸热，反应Ⅱ为放热，温度高于300℃时，以反应Ⅰ占主导，
故答案为：反应Ⅰ的△H＞0，反应Ⅱ的△H＜0，温度升高使CO2转化为CO的平衡转化率上升，使CO2转化为CH3OCH3的平衡转化率下降，且上升幅度超过下降幅度；
②220℃时，在催化剂作用下CO2与H2反应一段时间后，测得CH3OCH3的选择性为48%，不改变反应时间和温度，一定能提高CH3OCH3选择性的措施有增大压强、使用对反应Ⅱ催化活性更高的催化剂，
故答案为：增大压强，使用对反应Ⅱ催化活性更高的催化剂；
（3）①A烧杯含有两个活泼性不同的电极，有自发的氧化还原反应，形成了闭合回路，存在电解质溶液，属于原电池装置，B烧杯就存在了外加电源，属于电解装置，达到粗铜精炼的目的，
故答案为：原电池；
②电解精炼铜时，粗铜做阳极，与电源的正极相连，纯铜做阴极，与电源的负极相连；电解质溶液必须是含有铜离子的可溶性的盐，如硫酸铜溶液或其它易溶性的铜盐等，
故答案为：纯铜；CuSO4（或其它易溶性的铜盐）；
③石墨棒是原电池的正极，发生电极反应为：2H++2e﹣＝H2↑；纯铜棒是电解池的阴极，电极反应为：Cu2++2e﹣＝Cu，
故答案为：2H++2e﹣＝H2↑；Cu2++2e﹣＝Cu。