2.4化学反应的调控（含解析） 同步练习题 2023-2024学年高二上学期化学人教版（2019）选择性必修1
文档属性
| 名称 | 2.4化学反应的调控（含解析） 同步练习题 2023-2024学年高二上学期化学人教版（2019）选择性必修1 |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 344.6KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2023-10-25 20:41:22 | ||
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文档简介
2.4化学反应的调控同步练习题
一、选择题
1．我国科研人员研制了Ti H Fe双温区催化剂(Ti H区域和Fe区域的温度差可超过100℃)。利用该催化剂合成氨的反应历程如图所示，其中吸附在催化剂表面上的物种用*标注。下列说法正确的是
A．该历程中能量变化最大的是2.46eV，是氮分子中氮氮三键的断裂过程
B．在高温区加快了反应速率，低温区提高了氨的产率
C．③为N原子由Fe区域向Ti H区域的传递过程
D．①③在高温区发生，②④⑤在低温区发生
2．下列各反应达到化学平衡后，增大压强或降低温度，都能使化学平衡向正反应方向移动的是（ ）
A．C(s) + CO2(g)2CO(g) (正反应为吸热反应)
B．3O2(g)2O3(g)(正反应为吸热反应)
C．CO(g) + NO2(g)CO2(g)+NO(g) (正反应为放热反应)
D．N2 (g) + 3H2(g)2NH3(g) (正反应为放热反应)
3．某温度下，浓度均为的两种气体和在恒容密闭容器中发生反应生成气体Z，经过后，测得各物质的浓度分别为，，，则该反应的化学方程式可表示为（ ）
A． B．
C． D．
4．标准状态下，气态反应物和生成物的相对能量与反应历程示意图如下(已知O2(g)和Cl2(g)的相对能量为0)，下列说法正确的是
A．历程II中Cl起催化作用，并且E6 E3＞E5 E2
B．可计算Cl Cl键能为(E2 E3) kJ mol 1
C．历程I、历程II中速率最快的一步反应的热化学方程式
D．相同条件下，的平衡转化率：历程II＞历程I
5．某温度下，反应H2(g)+Br2(g)2HBr(g)的平衡常数为1×103，则该温度下，反应4HBr(g)2H2+2Br2的平衡常数为
A．1×103 B．1×10-3 C．1×10-6 D．1×106
6．下列关于平衡常数K的说法中，正确的是
A．在任何条件下，化学平衡常数是一个恒定值
B．改变反应物浓度或生成物浓度都会改变平衡常数K
C．平衡常数K只与温度有关，与反应浓度、压强无关
D．从平衡常数K的大小不能推断一个反应进行的程度
7．是一种新型硝化剂，在一定温度下可以发生以下反应： ，温度时，向密闭的2L容器中通入，部分实验数据见表：
0 500 1000 1500
10.0 7.0 5.0 5.0
下列说法中不正确的是
A．内的反应速率
B．温度下的平衡常数为，平衡时的转化率为50%
C．温度下的平衡常数为，温度下的平衡常数为，若，则
D．平衡后，其他条件不变，将容器体积压缩到原来的，则
8．某温度下，反应的平衡常数为，则相同温度下，反应的平衡常数为
A． B． C． D．
二、非选择题
9．在一容积为2L的密闭容器内加入0.2mol的N2和0.6mol的H2，在一定条件下发生如下反应：N2(g)+3H2(g)2NH3(g)ΔH＜0。反应中NH3的物质的量浓度的变化情况如图所示：
(1)根据图示，计算从反应开始到平衡时，平均反应速率v(NH3)=__。
(2)反应达到平衡后，第5分钟末，保持其它条件不变，若改变反应温度，则NH3的物质的量浓度不可能为___。
a.0.20mol·L-1 b.0.12mol·L-1 c.0.10mol·L-1 d.0.08mol·L-1
(3)反应达到平衡后，第5分钟末，保持其它条件不变，若只把容器的体积缩小一半，平衡__移动(填“向逆反应方向”、“向正反应方向”或“不”)，化学平衡常数__(填“增大”、“减小”或“不变”)。
(4)在第5分钟末将容器的体积缩小一半后，若在第8分钟末达到新的平衡(此时NH3的浓度约为0.25mol·L-1)。请在图中画出第5分钟末到达新平衡时NH3浓度的变化曲线___。
10．已知某气体反应的平衡常数可表示为K=c（CH3OCH3）c（H2O）/[c（CH3OH）]2，该反应在不同温度下的平衡常数：400℃，K=32；500℃，K=44．
请回答下列问题：
（1）写出上述反应的化学方程式_____________________．
（2）该反应的正反应是_________反应（填“放热”或者“吸热”）
（3）已知在密闭容器中，测得某时刻各组分的浓度如下：
①此时系统温度400℃，比较正、逆反应速率的大小：v正____v逆（填“＞”、“＜”或“=”）．
②若以甲醇百分含量为纵坐标，以温度为横坐标，此时反应点在图象的位置是图中____点．比较图中B、D两点所对应的正反应速率B___D（填“＞”、“＜”或“=”）．理由是__________________．
（4）一定条件下要提高反应物的转化率，可以采用的措施是________
a．升高温度b．加入催化剂
c．压缩容器的体积d．增加水蒸气的浓度
e．及时分离出产物．
【参考答案】
一、选择题
1．B
解析：A．该历程中能量变化最大的是2.46eV，是氮分子中吸附过程，氮氮三键的断裂过程是历程②，吸热 1.87eV ( 2.46eV)=0.59eV，故A错误；
B．一般而言，升高温度可提高反应速率，则在高温区加快了反应速率，由于合成氨反应是放热反应，因此低温区提高了氨的产率，故B正确；
C．③为Ti H Fe吸附N的历程，④为N原子由Fe区域向Ti H区域的传递过程，故C错误；
D．①是催化剂吸附氮气的历程，②是过渡态的历程，③为氮气解离为氮原子的历程，都为吸热反应，因此在高温区发生，④⑤为了增大平衡产率，需要在低温区进行，故D错误。
综上所述，答案为B。
2．D
解析：A．C(s) + CO2(g)2CO(g) (正反应为吸热反应)，增大压强，平衡逆向移动，降低温度，平衡逆向移动，A不符合题意；
B．3O2(g)2O3(g)(正反应为吸热反应)，增大压强，平衡正向移动，降低温度，平衡逆向移动，B不符合题意；
C．CO(g) + NO2(g)CO2(g)+NO(g) (正反应为放热反应)，增大压强，平衡不移动，降低温度，平衡正向移动，C不符合题意；
D．N2 (g) + 3H2(g)2NH3(g) (正反应为放热反应)，增大压强，平衡正向移动，降低温度，平衡正向移动，D符合题意。
答案选D。
3．A
解析：tmin后，△c(X2)=2mol·L-1-0.8 mol·L-1=1.2 mol·L-1，△c(Y2)= 2mol·L-1-1.6mol·L-1=0.4 mol·L-1，△c(Z)=0.8 mol·L-1，则X2、Y2、Z的化学计量数之比=1.2 mol·L-1: 0.4 mol·L-1: 0.8 mol·L-1=3:1:2，故反应为3X2+Y2=2Z，根据原子守恒可知，Z为X3Y，故反应可以表示为：3X2+Y2=2X3Y；故选A。
4．C
解析：A．历程II中Cl起催化作用，催化剂降低反应活化能，但焓变不变即E6 E3＝E5 E2，故A错误；
B．Cl2(g)的相对能量为0，由图可知Cl(g)的相对能量为(E2 E3) kJ mol 1，断裂化学键吸收热量，Cl2(g)→2Cl(g)吸收能量为2(E2 E3) kJ mol 1，则Cl Cl键能为2(E2 E3) kJ mol 1，故B错误；
C．历程I、历程II中速率最快的一步是活化能最小的一步即，其反应的热化学方程式 ，故C正确；
D．相同条件下，催化剂不改变平衡移动，因此的平衡转化率：历程II＝历程I，故D错误。
综上所述，答案为C。
5．C
解析：反应H2(g)+Br2(g) 2HBr(g)的K=，反应4HBr(g) 2H2(g)+2Br2(g)的K=，两个反应的平衡常数为倒数再平方关系，则平衡常数为=1×10-6，故选：C。
6．C
解析：A．在给定的反应方程式中，化学平衡常数只受温度的影响，故A错误；
B．在给定的反应方程式中，化学平衡常数只受温度的影响，浓度和压强对化学平衡常数无影响，故B错误；
C．在给定的反应方程式中，化学平衡常数只受温度的影响，浓度和压强对化学平衡常数无影响，故C正确；
D．化学平衡常数可以判断一个反应进行程度，平衡常数越大，反应进行程度越大，故D错误；
综上所述答案为C。
7．D
解析：A．500 s内N2O5分解速率为υ(N2O5)=÷500 s =6×10-3mol·L-1·s-1，A正确；
B．T1温度下反应达到平衡时，各种物质的浓度分别是：c(N2O5)= 2.50mol/L，c(NO2)= 5.0mol/L，c(O2)= 1.250mol/L，所以反应的平衡常数为K1===125，平衡时N2O5的转化率为（2.50÷5.00）×100％=50%，B正确；
C．T1温度下的平衡常数为K1，T2温度下的平衡常数为K2，若T1>T2，由于该反应的正反应是吸热反应，升高温度，平衡向吸热的正反应方向移动，化学平衡常数增大，所以K1>K2，C错误；
D．达平衡后其他条件不变，将容器的体积压缩到原来的，假如平衡不发生移动，则c(N2O5)=5.00mol·L-1，缩小体积即增大压强，由于该反应的正反应是气体体积增大的反应，增大压强，平衡逆向移动，则再次平衡时c(N2O5)> 5.00 mol·L-1，D正确；
答案选C。
8．C
解析：某温度下，反应的平衡常数为，则相同温度下，反应的平衡常数为，故A符合题意。
综上所述，答案为A。
二、非选择题
9．025mol·L-1·min-1 ac 向正反应方向 不变
解析：(1)根据图象分析平衡时氨气的 c(NH3)=0.1mol/L，时间为4min，则v(NH3)==0.025mol/(L min)；
(2)初始投料为0.2mol的N2和0.6mol的H2，容器体积为2L，若反应物完全转化，则氨气的浓度为0.2mol/L，但该反应为可逆反应，反应物不可能完全转化，则NH3的物质的量浓度不可能为0.2mol/L，温度改变平衡一定发生移动，则NH3的物质的量浓度不可能仍为0.1mol/L，故答案为ac；
(3)反应达到平衡后，第5分钟末，保持其它条件不变，体积缩小一半，容器内气体压强增大，平衡正反应方向进行，平衡常数只随温度变化，改变压强、浓度，平衡常数不变；
(4)第5分钟末将容器的体积缩小一半的瞬间氨气的浓度变为0.20mol/L，压强增大平衡向正方向移动，氨气的浓度逐渐增大，到8min时达到平衡，浓度约为0.25mol/L，则第5分钟末到此平衡时NH3浓度的变化曲线为。
10． 2CH3OH=CH3OCH3+H2O 吸热 ①>② A < 温度升高，化学反应速率加快 ae
解析：(1)根据平衡常数的表达式分析，甲醚和水为生成物，甲醇为反应物，且家畜的化学计量数为2，所以方程式为2CH3OH=CH3OCH3+H2O；
(2)根据不同温度下的平衡常数分析，温度越高，平衡常数越大，说明升温平衡正向移动，则正反应为吸热；
(3)①根据物质的浓度计算浓度商为：= 1.57<32，说明反应向正向进行，正反应速率大于逆反应速率；
②反应向正向进行，甲醇的百分含量要逐渐减小，所以为A点；因为横坐标为温度，温度升高，化学反应速率加快，所以B的反应速率小于D点的反应速率；
(4)a、升温，平衡正向移动，可以提高反应物的转化率，正确；
b、加入催化剂，反应速率加快，但平衡不移动，转化率不变，错误；
c、压缩，平衡逆向移动，转化率降低，错误；
d、增加水蒸气的浓度，平衡逆向移动，转化率降低，错误；
e、及时分离出产物，平衡正向移动，转化率提高，正确；
所以选ae
一、选择题
1．我国科研人员研制了Ti H Fe双温区催化剂(Ti H区域和Fe区域的温度差可超过100℃)。利用该催化剂合成氨的反应历程如图所示，其中吸附在催化剂表面上的物种用*标注。下列说法正确的是
A．该历程中能量变化最大的是2.46eV，是氮分子中氮氮三键的断裂过程
B．在高温区加快了反应速率，低温区提高了氨的产率
C．③为N原子由Fe区域向Ti H区域的传递过程
D．①③在高温区发生，②④⑤在低温区发生
2．下列各反应达到化学平衡后，增大压强或降低温度，都能使化学平衡向正反应方向移动的是（ ）
A．C(s) + CO2(g)2CO(g) (正反应为吸热反应)
B．3O2(g)2O3(g)(正反应为吸热反应)
C．CO(g) + NO2(g)CO2(g)+NO(g) (正反应为放热反应)
D．N2 (g) + 3H2(g)2NH3(g) (正反应为放热反应)
3．某温度下，浓度均为的两种气体和在恒容密闭容器中发生反应生成气体Z，经过后，测得各物质的浓度分别为，，，则该反应的化学方程式可表示为（ ）
A． B．
C． D．
4．标准状态下，气态反应物和生成物的相对能量与反应历程示意图如下(已知O2(g)和Cl2(g)的相对能量为0)，下列说法正确的是
A．历程II中Cl起催化作用，并且E6 E3＞E5 E2
B．可计算Cl Cl键能为(E2 E3) kJ mol 1
C．历程I、历程II中速率最快的一步反应的热化学方程式
D．相同条件下，的平衡转化率：历程II＞历程I
5．某温度下，反应H2(g)+Br2(g)2HBr(g)的平衡常数为1×103，则该温度下，反应4HBr(g)2H2+2Br2的平衡常数为
A．1×103 B．1×10-3 C．1×10-6 D．1×106
6．下列关于平衡常数K的说法中，正确的是
A．在任何条件下，化学平衡常数是一个恒定值
B．改变反应物浓度或生成物浓度都会改变平衡常数K
C．平衡常数K只与温度有关，与反应浓度、压强无关
D．从平衡常数K的大小不能推断一个反应进行的程度
7．是一种新型硝化剂，在一定温度下可以发生以下反应： ，温度时，向密闭的2L容器中通入，部分实验数据见表：
0 500 1000 1500
10.0 7.0 5.0 5.0
下列说法中不正确的是
A．内的反应速率
B．温度下的平衡常数为，平衡时的转化率为50%
C．温度下的平衡常数为，温度下的平衡常数为，若，则
D．平衡后，其他条件不变，将容器体积压缩到原来的，则
8．某温度下，反应的平衡常数为，则相同温度下，反应的平衡常数为
A． B． C． D．
二、非选择题
9．在一容积为2L的密闭容器内加入0.2mol的N2和0.6mol的H2，在一定条件下发生如下反应：N2(g)+3H2(g)2NH3(g)ΔH＜0。反应中NH3的物质的量浓度的变化情况如图所示：
(1)根据图示，计算从反应开始到平衡时，平均反应速率v(NH3)=__。
(2)反应达到平衡后，第5分钟末，保持其它条件不变，若改变反应温度，则NH3的物质的量浓度不可能为___。
a.0.20mol·L-1 b.0.12mol·L-1 c.0.10mol·L-1 d.0.08mol·L-1
(3)反应达到平衡后，第5分钟末，保持其它条件不变，若只把容器的体积缩小一半，平衡__移动(填“向逆反应方向”、“向正反应方向”或“不”)，化学平衡常数__(填“增大”、“减小”或“不变”)。
(4)在第5分钟末将容器的体积缩小一半后，若在第8分钟末达到新的平衡(此时NH3的浓度约为0.25mol·L-1)。请在图中画出第5分钟末到达新平衡时NH3浓度的变化曲线___。
10．已知某气体反应的平衡常数可表示为K=c（CH3OCH3）c（H2O）/[c（CH3OH）]2，该反应在不同温度下的平衡常数：400℃，K=32；500℃，K=44．
请回答下列问题：
（1）写出上述反应的化学方程式_____________________．
（2）该反应的正反应是_________反应（填“放热”或者“吸热”）
（3）已知在密闭容器中，测得某时刻各组分的浓度如下：
①此时系统温度400℃，比较正、逆反应速率的大小：v正____v逆（填“＞”、“＜”或“=”）．
②若以甲醇百分含量为纵坐标，以温度为横坐标，此时反应点在图象的位置是图中____点．比较图中B、D两点所对应的正反应速率B___D（填“＞”、“＜”或“=”）．理由是__________________．
（4）一定条件下要提高反应物的转化率，可以采用的措施是________
a．升高温度b．加入催化剂
c．压缩容器的体积d．增加水蒸气的浓度
e．及时分离出产物．
【参考答案】
一、选择题
1．B
解析：A．该历程中能量变化最大的是2.46eV，是氮分子中吸附过程，氮氮三键的断裂过程是历程②，吸热 1.87eV ( 2.46eV)=0.59eV，故A错误；
B．一般而言，升高温度可提高反应速率，则在高温区加快了反应速率，由于合成氨反应是放热反应，因此低温区提高了氨的产率，故B正确；
C．③为Ti H Fe吸附N的历程，④为N原子由Fe区域向Ti H区域的传递过程，故C错误；
D．①是催化剂吸附氮气的历程，②是过渡态的历程，③为氮气解离为氮原子的历程，都为吸热反应，因此在高温区发生，④⑤为了增大平衡产率，需要在低温区进行，故D错误。
综上所述，答案为B。
2．D
解析：A．C(s) + CO2(g)2CO(g) (正反应为吸热反应)，增大压强，平衡逆向移动，降低温度，平衡逆向移动，A不符合题意；
B．3O2(g)2O3(g)(正反应为吸热反应)，增大压强，平衡正向移动，降低温度，平衡逆向移动，B不符合题意；
C．CO(g) + NO2(g)CO2(g)+NO(g) (正反应为放热反应)，增大压强，平衡不移动，降低温度，平衡正向移动，C不符合题意；
D．N2 (g) + 3H2(g)2NH3(g) (正反应为放热反应)，增大压强，平衡正向移动，降低温度，平衡正向移动，D符合题意。
答案选D。
3．A
解析：tmin后，△c(X2)=2mol·L-1-0.8 mol·L-1=1.2 mol·L-1，△c(Y2)= 2mol·L-1-1.6mol·L-1=0.4 mol·L-1，△c(Z)=0.8 mol·L-1，则X2、Y2、Z的化学计量数之比=1.2 mol·L-1: 0.4 mol·L-1: 0.8 mol·L-1=3:1:2，故反应为3X2+Y2=2Z，根据原子守恒可知，Z为X3Y，故反应可以表示为：3X2+Y2=2X3Y；故选A。
4．C
解析：A．历程II中Cl起催化作用，催化剂降低反应活化能，但焓变不变即E6 E3＝E5 E2，故A错误；
B．Cl2(g)的相对能量为0，由图可知Cl(g)的相对能量为(E2 E3) kJ mol 1，断裂化学键吸收热量，Cl2(g)→2Cl(g)吸收能量为2(E2 E3) kJ mol 1，则Cl Cl键能为2(E2 E3) kJ mol 1，故B错误；
C．历程I、历程II中速率最快的一步是活化能最小的一步即，其反应的热化学方程式 ，故C正确；
D．相同条件下，催化剂不改变平衡移动，因此的平衡转化率：历程II＝历程I，故D错误。
综上所述，答案为C。
5．C
解析：反应H2(g)+Br2(g) 2HBr(g)的K=，反应4HBr(g) 2H2(g)+2Br2(g)的K=，两个反应的平衡常数为倒数再平方关系，则平衡常数为=1×10-6，故选：C。
6．C
解析：A．在给定的反应方程式中，化学平衡常数只受温度的影响，故A错误；
B．在给定的反应方程式中，化学平衡常数只受温度的影响，浓度和压强对化学平衡常数无影响，故B错误；
C．在给定的反应方程式中，化学平衡常数只受温度的影响，浓度和压强对化学平衡常数无影响，故C正确；
D．化学平衡常数可以判断一个反应进行程度，平衡常数越大，反应进行程度越大，故D错误；
综上所述答案为C。
7．D
解析：A．500 s内N2O5分解速率为υ(N2O5)=÷500 s =6×10-3mol·L-1·s-1，A正确；
B．T1温度下反应达到平衡时，各种物质的浓度分别是：c(N2O5)= 2.50mol/L，c(NO2)= 5.0mol/L，c(O2)= 1.250mol/L，所以反应的平衡常数为K1===125，平衡时N2O5的转化率为（2.50÷5.00）×100％=50%，B正确；
C．T1温度下的平衡常数为K1，T2温度下的平衡常数为K2，若T1>T2，由于该反应的正反应是吸热反应，升高温度，平衡向吸热的正反应方向移动，化学平衡常数增大，所以K1>K2，C错误；
D．达平衡后其他条件不变，将容器的体积压缩到原来的，假如平衡不发生移动，则c(N2O5)=5.00mol·L-1，缩小体积即增大压强，由于该反应的正反应是气体体积增大的反应，增大压强，平衡逆向移动，则再次平衡时c(N2O5)> 5.00 mol·L-1，D正确；
答案选C。
8．C
解析：某温度下，反应的平衡常数为，则相同温度下，反应的平衡常数为，故A符合题意。
综上所述，答案为A。
二、非选择题
9．025mol·L-1·min-1 ac 向正反应方向 不变
解析：(1)根据图象分析平衡时氨气的 c(NH3)=0.1mol/L，时间为4min，则v(NH3)==0.025mol/(L min)；
(2)初始投料为0.2mol的N2和0.6mol的H2，容器体积为2L，若反应物完全转化，则氨气的浓度为0.2mol/L，但该反应为可逆反应，反应物不可能完全转化，则NH3的物质的量浓度不可能为0.2mol/L，温度改变平衡一定发生移动，则NH3的物质的量浓度不可能仍为0.1mol/L，故答案为ac；
(3)反应达到平衡后，第5分钟末，保持其它条件不变，体积缩小一半，容器内气体压强增大，平衡正反应方向进行，平衡常数只随温度变化，改变压强、浓度，平衡常数不变；
(4)第5分钟末将容器的体积缩小一半的瞬间氨气的浓度变为0.20mol/L，压强增大平衡向正方向移动，氨气的浓度逐渐增大，到8min时达到平衡，浓度约为0.25mol/L，则第5分钟末到此平衡时NH3浓度的变化曲线为。
10． 2CH3OH=CH3OCH3+H2O 吸热 ①>② A < 温度升高，化学反应速率加快 ae
解析：(1)根据平衡常数的表达式分析，甲醚和水为生成物，甲醇为反应物，且家畜的化学计量数为2，所以方程式为2CH3OH=CH3OCH3+H2O；
(2)根据不同温度下的平衡常数分析，温度越高，平衡常数越大，说明升温平衡正向移动，则正反应为吸热；
(3)①根据物质的浓度计算浓度商为：= 1.57<32，说明反应向正向进行，正反应速率大于逆反应速率；
②反应向正向进行，甲醇的百分含量要逐渐减小，所以为A点；因为横坐标为温度，温度升高，化学反应速率加快，所以B的反应速率小于D点的反应速率；
(4)a、升温，平衡正向移动，可以提高反应物的转化率，正确；
b、加入催化剂，反应速率加快，但平衡不移动，转化率不变，错误；
c、压缩，平衡逆向移动，转化率降低，错误；
d、增加水蒸气的浓度，平衡逆向移动，转化率降低，错误；
e、及时分离出产物，平衡正向移动，转化率提高，正确；
所以选ae