2.4化学反应的调控 同步练习题（含解析） 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 同步练习题（含解析） 2023-2024学年高二上学期化学人教版（2019）选择性必修1 |
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| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 422.6KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2023-12-10 00:00:00 | ||
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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．在一体积可变的密闭容器中加入足量的固体，并充入，发生反应。已知：与平衡分压比的自然对数值[]与温度的关系如图所示。下列说法正确的是
A．平衡常数K值随着温度的升高而减小
B．缩小容器体积有利于提高的平衡转化率
C．X点反应达到平衡时，的转化率约为
D．向X点对应的平衡体系再充入和，平衡不移动
3．下列事实不能用勒夏特列原理来解释的是
A．实验室中常用排饱和食盐水的方法收集Cl2
B．鼓入过量空气有利于SO2转化为SO3
C．开启啤酒瓶后，瓶中立刻泛起大量泡沫
D．煅烧硫铁矿时先将矿石粉碎
4．Ti12O18}团簇是比较罕见的一个穴醚无机类似物，我国科学家通过将Rb@Ti12O18}和Cs+反应，测定笼内Cs+的浓度，计算Cs+取代Rb+反应的平衡常数(Keq)，反应示意图和所测数据如图。有关说法不正确的是
(图中表示平衡时铯离子浓度和铷离子浓度之比，其它类似)
A．Keq≈10
B．Rb@Ti12O18}团簇属于超分子
C．预测该团簇对K+的亲和力比对Rb+大
D．已知冠醚18 冠 6能识别Rb+而不能识别Cs+，则往体系中加18 冠 6时，上述平衡会正向移动
5．对某一可逆反应来说，下列有关使用催化剂和不使用催化剂的说法错误的是
A．使用催化剂不能增大反应物的平衡转化率
B．使用催化剂能同等程度改变正、逆反应速率
C．不使用催化剂，反应物在相同时间段内改变的物质的量一定比使用催化剂时少
D．不使用催化剂，平衡时混合物的组成不会改变
6．COCl2(g)CO(g)＋Cl2(g) ΔH>0，达到平衡时，下列措施能提高COCl2转化率的是
A．恒容通入COCl2(g) B．使用催化剂
C．降低温度 D．恒压通入He
7．在一定条件下，实际的化学过程往往有若干种平衡状态存在一种物质，同时参与几种平衡。如气态的、、NO、及，在一个反应器中共存时，存在以下平衡①；②；③(为用平衡分压代替平衡浓度计算，分压=总压×物质的量分数，如，则的值为
A． B．
C． D．
8．将一定量的氨基甲酸铵置于2 L恒容真空密闭容器中，在一定温度下达到分解平衡：。不同温度下的平衡数据如下表：
温度/℃ 15 20 25 30
反应达到平衡所需时间/s 43 60 73 92
平衡时气体总浓度/() 2.4 3.4 4.8 6.8
下列说法正确的是
A．温度升高，该反应速率加快，平衡正向移动，
B．在15℃下，当体积分数不变时，该反应达到平衡状态
C．在25℃下，反应达到平衡后，将容器压缩至1 L，再次平衡时
D．在20℃和30℃分别反应，则不同温度下60 s内平均反应速率
二、非选择题
9．在A、B两个恒容密闭容器中发生反应：2NO2 2NO +O2反应过程中NO2的物质的量随时间变化的状况如图所示：
(1)若A容器的体积为5 L，反应经6 min达到平衡状态，则0~6 min内以O2浓度变化表示的反应速率为___________。
(2)该反应化学平衡常数K=__________(写出表达式)。
(3)说明该反应已达到平衡状态的是_______。
A．v正(NO2)=v逆(NO) B．c(NO2)=c(NO)
C．气体的平均摩尔质量不变 D．气体的密度保持不变
(4)若A、B两容器中只是温度不同，则TA____TB (填“>”或“<”)，请写出一条能提高二氧化氮转化率的措施_____________。
10．某反应在体积为5L的恒温恒容密闭容器中进行，各物质的量随时间的变化情况如图所示(已知A、B、C均为气体，A气体有颜色)。
(1)由图求得平衡时A的转化率为___________。
(2)平衡时体系内的压强是初始时___________倍。
【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．根据图中曲线得到温度越高，越大，则越大，说明温度升高，CO物质的量浓度越大，平衡正向移动，因此平衡常数K值随着温度的升高而增大，故A错误；
B．该反应是体积增大的反应，缩小容器体积，平衡逆向移动，的平衡转化率降低，故B错误；
C．X点反应达到平衡时，则CO的物质的量和的物质的量相等，则为x，由于生成CO消耗的二氧化碳物质的量是CO物质的量的一半，则消耗的二氧化碳物质的量为0.5x，因此的转化率约为，故C错误；
D．平衡体系X点CO的压强和的压强相等，即两者物质的量相等，由于是体积可变的密闭容器，向X点对应的平衡体系再充入和，相等于在另一个容器中放入，是平衡体系，将两个容器合二为一，两者物质的量相等，则平衡不移动，故D正确。
综上所述，答案为D。
3．D
解析：A．氯气和水反应生成盐酸和次氯酸，该反应存在溶解平衡，饱和食盐水中含有氯化钠电离出的氯离子，饱和食盐水抑制了氯气的溶解，所以实验室可用排饱和食盐水的方法收集氯气，能用勒夏特列原理解释，故A不符合题意；
B．鼓入过量的空气会增大氧气的浓度，有利于平衡正向移动，提高二氧化硫的转化率，能用勒夏特列原理解释，故B不符合题意；
C．在平衡H2CO3CO2(g)+ H2O，开启啤酒瓶后，压强减小，二氧化碳逸出，可以用勒夏特列原理解释，故C不符合题意；
D．煅烧硫铁矿时先将矿石粉碎，目的是增大接触面积，使反应速率加快，不能用勒夏特列原理解释，故D符合题意；
故选D。
4．C
解析：A．，根据右边图像的意义看，Keq=直线的斜率，故A正确；
B．Ti12O18}团簇是比较罕见的一个穴醚无机类似物，说明Rb@Ti12O18}团簇属于超分子，故B正确；
C．根据Cs+取代Rb+反应的平衡常数Keq≈10，Ti12O18}团簇对Cs+的亲和力比对Rb+大，则Ti12O18}团簇对K+的亲和力比对Rb+小，故C错误；
D．已知冠醚18－冠－6能识别Rb+而不能识别Cs+，则往体系中加18－冠－6时，则识别出Rb+，平衡正向移动，故D正确。
综上所述，答案为C。
5．C
解析：A．使用催化剂不影响平衡，不能改变转化率，A正确；
B．使用催化剂能同等程度的改变反应速率，B正确；
C．反应达到平衡后，相同时间段内物质的改变量均为零，C错误；
D．平衡时混合物的组成不会改变，催化剂对平衡不影响，D正确；
故选C。
6．D
解析：A．恒容时通入COCl2，所有反应物只有COCl2，故相当于增大压强，平衡逆向移动，COCl2转化率降低，故A错误；
B．使用催化剂，对化学平衡无影响，平衡转化率不变，故B错误；
C．正反应是吸热反应，降低温度，平衡向逆反应方向进行，COCl2转化率降低，故C错误；
D．恒压通入非反应物质，造成容器的体积增大，组分浓度降低，相当于减小压强，平衡向正反应方向移动，COCl2转化率增大，故D正确；
答案选D。
7．A
解析：根据为用平衡分压代替平衡浓度计算，，结合、表达式可知，故选A。
8．C
解析：A．温度越高，平衡时气体总浓度增大，说明升温有利于平衡正向进行，所以正反应，A错误；
B．该反应的反应物是固体，和每时每刻都是按照2∶1生成，故任何时刻的体积分数均不变，B错误；
C．25℃下，反应达到平衡后，将容器压缩至1 L，利用平衡常数不变可以计算出，C正确；
D．当30℃反应至60s时，平衡时气体总浓度，故，D错误。
答案选C。
二、非选择题
9．002 mol/(L min) AC ＜ 升高温度(或减小压强)
【分析】(1)根据计算反应速率；
(2)平衡常数是可逆化学反应达到平衡状态时生成物与反应物的浓度(方程式系数幂次方)乘积比或反应产物与反应底物的浓度(方程式系数幂次方)乘积比。
(3)反应达到平衡状态，各组分的浓度不随着时间的变化而变化，正逆反应速率相等，根据化学平衡状态的特征结合变量不变的状态是平衡状态来回答；
(4)温度越高达到平衡所需时间越短，不增加NO2的物质的量使平衡右移即可增大其转化率。
解析：(1)据图可知初始时n(NO2)=0.30mol，平衡时n(NO2)=0.18mol，△n(NO2)=0.12mol，△c(NO2)=，则，同一反应中反应速率之比等于化学计量数之比，所以v(O2)=0.002 mol/(L min)，故答案为：0.002 mol/(L min)；
(2)根据平衡常数的定义可知该反应的平衡常数K=，故答案为：；
(3)A．反应平衡时v正(NO2)=v逆(NO2) ，同一反应反应速率之比等于计量数之比，所以v逆(NO2)=v逆(NO) ，所以v正(NO2)=v逆(NO) ，可以说明反应已达平衡；
B．反应过程中c(NO2)减小，c(NO)增大，某一时刻二者可能相等，但不能说明反应平衡；
C．反应过程中气体总质量不变，但气体的物质的量在改变，即平均摩尔质量会变，所以当气体的平均摩尔质量不变时可以说明反应平衡；
D．气体总质量不变，体积不变，故密度一直不变，所以密度不变时不能说明反应平衡；
故答案为：AC；
(4)根据图可知容器B达到平衡所需时间更短，反应速率更大，温度更高，且平衡时二氧化氮浓度更低，说明温度升高平衡右移，正反应为吸热反应，升高温度可使平衡右移，增大二氧化氮的转化率，该反应为压强减小的反应，故减小压强可使平衡右移，增大二氧化氮的转化率，故答案为：＜；升高温度(或减小压强)。
10． (1)40%
(2)
【分析】根据图象，A、B为反应物，C为生成物，物质的量变化量等于化学计量数之比，A、B、C的化学计量数之比为(5－3)∶(2－1)∶(4－2)=2∶1∶2，即反应方程式为2A+B2C，据此分析；
解析：（1）达到平衡时，消耗A的物质的量为(5－3)mol=2mol，则A的转化率为=40%；故答案为40%；
（2）相同条件下，压强之比等于物质的量之比，反应前气体总物质的量为9mol，达到平衡时气体总物质的量为8mol，==；故答案为
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．在一体积可变的密闭容器中加入足量的固体，并充入，发生反应。已知：与平衡分压比的自然对数值[]与温度的关系如图所示。下列说法正确的是
A．平衡常数K值随着温度的升高而减小
B．缩小容器体积有利于提高的平衡转化率
C．X点反应达到平衡时，的转化率约为
D．向X点对应的平衡体系再充入和，平衡不移动
3．下列事实不能用勒夏特列原理来解释的是
A．实验室中常用排饱和食盐水的方法收集Cl2
B．鼓入过量空气有利于SO2转化为SO3
C．开启啤酒瓶后，瓶中立刻泛起大量泡沫
D．煅烧硫铁矿时先将矿石粉碎
4．Ti12O18}团簇是比较罕见的一个穴醚无机类似物，我国科学家通过将Rb@Ti12O18}和Cs+反应，测定笼内Cs+的浓度，计算Cs+取代Rb+反应的平衡常数(Keq)，反应示意图和所测数据如图。有关说法不正确的是
(图中表示平衡时铯离子浓度和铷离子浓度之比，其它类似)
A．Keq≈10
B．Rb@Ti12O18}团簇属于超分子
C．预测该团簇对K+的亲和力比对Rb+大
D．已知冠醚18 冠 6能识别Rb+而不能识别Cs+，则往体系中加18 冠 6时，上述平衡会正向移动
5．对某一可逆反应来说，下列有关使用催化剂和不使用催化剂的说法错误的是
A．使用催化剂不能增大反应物的平衡转化率
B．使用催化剂能同等程度改变正、逆反应速率
C．不使用催化剂，反应物在相同时间段内改变的物质的量一定比使用催化剂时少
D．不使用催化剂，平衡时混合物的组成不会改变
6．COCl2(g)CO(g)＋Cl2(g) ΔH>0，达到平衡时，下列措施能提高COCl2转化率的是
A．恒容通入COCl2(g) B．使用催化剂
C．降低温度 D．恒压通入He
7．在一定条件下，实际的化学过程往往有若干种平衡状态存在一种物质，同时参与几种平衡。如气态的、、NO、及，在一个反应器中共存时，存在以下平衡①；②；③(为用平衡分压代替平衡浓度计算，分压=总压×物质的量分数，如，则的值为
A． B．
C． D．
8．将一定量的氨基甲酸铵置于2 L恒容真空密闭容器中，在一定温度下达到分解平衡：。不同温度下的平衡数据如下表：
温度/℃ 15 20 25 30
反应达到平衡所需时间/s 43 60 73 92
平衡时气体总浓度/() 2.4 3.4 4.8 6.8
下列说法正确的是
A．温度升高，该反应速率加快，平衡正向移动，
B．在15℃下，当体积分数不变时，该反应达到平衡状态
C．在25℃下，反应达到平衡后，将容器压缩至1 L，再次平衡时
D．在20℃和30℃分别反应，则不同温度下60 s内平均反应速率
二、非选择题
9．在A、B两个恒容密闭容器中发生反应：2NO2 2NO +O2反应过程中NO2的物质的量随时间变化的状况如图所示：
(1)若A容器的体积为5 L，反应经6 min达到平衡状态，则0~6 min内以O2浓度变化表示的反应速率为___________。
(2)该反应化学平衡常数K=__________(写出表达式)。
(3)说明该反应已达到平衡状态的是_______。
A．v正(NO2)=v逆(NO) B．c(NO2)=c(NO)
C．气体的平均摩尔质量不变 D．气体的密度保持不变
(4)若A、B两容器中只是温度不同，则TA____TB (填“>”或“<”)，请写出一条能提高二氧化氮转化率的措施_____________。
10．某反应在体积为5L的恒温恒容密闭容器中进行，各物质的量随时间的变化情况如图所示(已知A、B、C均为气体，A气体有颜色)。
(1)由图求得平衡时A的转化率为___________。
(2)平衡时体系内的压强是初始时___________倍。
【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．根据图中曲线得到温度越高，越大，则越大，说明温度升高，CO物质的量浓度越大，平衡正向移动，因此平衡常数K值随着温度的升高而增大，故A错误；
B．该反应是体积增大的反应，缩小容器体积，平衡逆向移动，的平衡转化率降低，故B错误；
C．X点反应达到平衡时，则CO的物质的量和的物质的量相等，则为x，由于生成CO消耗的二氧化碳物质的量是CO物质的量的一半，则消耗的二氧化碳物质的量为0.5x，因此的转化率约为，故C错误；
D．平衡体系X点CO的压强和的压强相等，即两者物质的量相等，由于是体积可变的密闭容器，向X点对应的平衡体系再充入和，相等于在另一个容器中放入，是平衡体系，将两个容器合二为一，两者物质的量相等，则平衡不移动，故D正确。
综上所述，答案为D。
3．D
解析：A．氯气和水反应生成盐酸和次氯酸，该反应存在溶解平衡，饱和食盐水中含有氯化钠电离出的氯离子，饱和食盐水抑制了氯气的溶解，所以实验室可用排饱和食盐水的方法收集氯气，能用勒夏特列原理解释，故A不符合题意；
B．鼓入过量的空气会增大氧气的浓度，有利于平衡正向移动，提高二氧化硫的转化率，能用勒夏特列原理解释，故B不符合题意；
C．在平衡H2CO3CO2(g)+ H2O，开启啤酒瓶后，压强减小，二氧化碳逸出，可以用勒夏特列原理解释，故C不符合题意；
D．煅烧硫铁矿时先将矿石粉碎，目的是增大接触面积，使反应速率加快，不能用勒夏特列原理解释，故D符合题意；
故选D。
4．C
解析：A．，根据右边图像的意义看，Keq=直线的斜率，故A正确；
B．Ti12O18}团簇是比较罕见的一个穴醚无机类似物，说明Rb@Ti12O18}团簇属于超分子，故B正确；
C．根据Cs+取代Rb+反应的平衡常数Keq≈10，Ti12O18}团簇对Cs+的亲和力比对Rb+大，则Ti12O18}团簇对K+的亲和力比对Rb+小，故C错误；
D．已知冠醚18－冠－6能识别Rb+而不能识别Cs+，则往体系中加18－冠－6时，则识别出Rb+，平衡正向移动，故D正确。
综上所述，答案为C。
5．C
解析：A．使用催化剂不影响平衡，不能改变转化率，A正确；
B．使用催化剂能同等程度的改变反应速率，B正确；
C．反应达到平衡后，相同时间段内物质的改变量均为零，C错误；
D．平衡时混合物的组成不会改变，催化剂对平衡不影响，D正确；
故选C。
6．D
解析：A．恒容时通入COCl2，所有反应物只有COCl2，故相当于增大压强，平衡逆向移动，COCl2转化率降低，故A错误；
B．使用催化剂，对化学平衡无影响，平衡转化率不变，故B错误；
C．正反应是吸热反应，降低温度，平衡向逆反应方向进行，COCl2转化率降低，故C错误；
D．恒压通入非反应物质，造成容器的体积增大，组分浓度降低，相当于减小压强，平衡向正反应方向移动，COCl2转化率增大，故D正确；
答案选D。
7．A
解析：根据为用平衡分压代替平衡浓度计算，，结合、表达式可知，故选A。
8．C
解析：A．温度越高，平衡时气体总浓度增大，说明升温有利于平衡正向进行，所以正反应，A错误；
B．该反应的反应物是固体，和每时每刻都是按照2∶1生成，故任何时刻的体积分数均不变，B错误；
C．25℃下，反应达到平衡后，将容器压缩至1 L，利用平衡常数不变可以计算出，C正确；
D．当30℃反应至60s时，平衡时气体总浓度，故，D错误。
答案选C。
二、非选择题
9．002 mol/(L min) AC ＜ 升高温度(或减小压强)
【分析】(1)根据计算反应速率；
(2)平衡常数是可逆化学反应达到平衡状态时生成物与反应物的浓度(方程式系数幂次方)乘积比或反应产物与反应底物的浓度(方程式系数幂次方)乘积比。
(3)反应达到平衡状态，各组分的浓度不随着时间的变化而变化，正逆反应速率相等，根据化学平衡状态的特征结合变量不变的状态是平衡状态来回答；
(4)温度越高达到平衡所需时间越短，不增加NO2的物质的量使平衡右移即可增大其转化率。
解析：(1)据图可知初始时n(NO2)=0.30mol，平衡时n(NO2)=0.18mol，△n(NO2)=0.12mol，△c(NO2)=，则，同一反应中反应速率之比等于化学计量数之比，所以v(O2)=0.002 mol/(L min)，故答案为：0.002 mol/(L min)；
(2)根据平衡常数的定义可知该反应的平衡常数K=，故答案为：；
(3)A．反应平衡时v正(NO2)=v逆(NO2) ，同一反应反应速率之比等于计量数之比，所以v逆(NO2)=v逆(NO) ，所以v正(NO2)=v逆(NO) ，可以说明反应已达平衡；
B．反应过程中c(NO2)减小，c(NO)增大，某一时刻二者可能相等，但不能说明反应平衡；
C．反应过程中气体总质量不变，但气体的物质的量在改变，即平均摩尔质量会变，所以当气体的平均摩尔质量不变时可以说明反应平衡；
D．气体总质量不变，体积不变，故密度一直不变，所以密度不变时不能说明反应平衡；
故答案为：AC；
(4)根据图可知容器B达到平衡所需时间更短，反应速率更大，温度更高，且平衡时二氧化氮浓度更低，说明温度升高平衡右移，正反应为吸热反应，升高温度可使平衡右移，增大二氧化氮的转化率，该反应为压强减小的反应，故减小压强可使平衡右移，增大二氧化氮的转化率，故答案为：＜；升高温度(或减小压强)。
10． (1)40%
(2)
【分析】根据图象，A、B为反应物，C为生成物，物质的量变化量等于化学计量数之比，A、B、C的化学计量数之比为(5－3)∶(2－1)∶(4－2)=2∶1∶2，即反应方程式为2A+B2C，据此分析；
解析：（1）达到平衡时，消耗A的物质的量为(5－3)mol=2mol，则A的转化率为=40%；故答案为40%；
（2）相同条件下，压强之比等于物质的量之比，反应前气体总物质的量为9mol，达到平衡时气体总物质的量为8mol，==；故答案为