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 |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 336.8KB | ||
| 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 18:47:36 | ||
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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．羰基硫(COS)是一种粮食熏蒸剂，能防止某些害虫和真菌的危害。在一定条件下，将CO与H2S以体积比1：2置于某刚性密闭容器中发生下列反应：CO(g)+H2S(g) COS(g)+H2(g)。下列说法正确的是
A．升高温度，H2S的浓度增大，表明该反应是吸热反应
B．通入CO后，正反应速率逐渐增大，逆反应速率不变
C．COS与H2的体积比保持不变时，说明反应达到平衡状态
D．向反应器中再通入CO，能使H2S的转化率增大
2．为阿伏加德罗常数的值。在恒容密闭容器中加入和，一定条件下反应：达到平衡状态，下列说法正确的是
A．达到平衡时放出的热量为
B．达到平衡状态时转移电子数目为
C．容器内原子总数为
D．在反应中若有个断键时达到平衡状态，则的平衡转化率约为
3．下列事实不能用勒夏特列原理解释的是
A．新制的氯水在光照下颜色变浅
B．合成氨时，加催化剂，使和在一定条件下转化为
C．由和组成的平衡体系加压后颜色先变深、后变浅
D．增大压强，有利于与反应生成
4．合成氨反应通常控制在20～50MPa的压强和500℃左右的温度，且进入合成塔的氮气和氢气的体积比为1∶3，经科学测定，在相应条件下氮气和氢气反应所得氨的平衡浓度(体积分数)如表所示：
20MPa 60MPa
500℃ 19.1 42.2
而实际从合成塔出来的混合气体中含有氨约为15%，这表明
A．表中所测数据有明显误差
B．生产条件控制不当
C．氨的分解速率大于预测值
D．合成塔中的反应并未达到平衡
5．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
6．在恒容密闭容器中通入A、B两种气体，在一定条件下发生反应：2A(g)+B(g)2C(g)ΔH>0。达到平衡后，改变一个条件(x)，下列量(y)一定符合图中曲线的是
选项 x y
A 通入A气体 B的转化率
B 加入催化剂 A的体积分数
C 增大压强 混合气体的总物质的量
D 升高温度 混合气体的总物质的量
A．A B．B C．C D．D
7．以Fe3O4为原料炼铁，主要发生如下反应：
反应Ⅰ：Fe3O4(s)＋CO(g) 3FeO(s)＋CO2(g)＋Q1(Q1＜0)
反应Ⅱ：Fe3O4(s)＋4CO(g) 3Fe(s)＋4CO2(g)＋Q2
将一定体积CO通入装有Fe3O4粉末的反应器，其它条件不变，反应达平衡，测得CO的体积分数随温度的变化关系如图所示。下列说法正确的是
A．Q2＜0
B．反应温度越高，Fe3O4主要还原产物中铁元素的价态越低
C．在恒温、恒容的反应器中，当压强保持不变时，反应Ⅰ、Ⅱ均达到平衡状态
D．温度高于1040℃时，反应I的化学平衡常数K＞4
8．一定条件下的恒压密闭容器中，充入1 mol 和1 mol ，发生反应：达到平衡后，再充入1 mol ，反应过程中速率(v)的变化曲线正确的是
A． B．
C． D．
二、非选择题
9．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 ____ ____
10．汽车尾气中的主要污染物是NO以及燃料不完全燃烧所产生的CO。为了减轻大气污染科学家正在研究利用催化技术将尾气中的NO和CO转变成CO2和N2，即2NO+2CO2CO2+N2。
为了测定在某种催化剂作用下该反应的反应速率，t1℃下，在一等容的密闭容器中，用气体传感器测得了不同时间的NO和CO的浓度如表(CO2和N2的起始浓度为0)。
时间(s) 0 1 2 3 4 5
c(NO)(×10-4，mol/L) 10.0 4.50 2.50 1.50 1.00 1.00
c(CO)(×10-3，mol/L) 3.60 3.05 2.85 2.75 2.70 2.70
回答下列问题：
（1）已知在上述反应中，反应物总能量大于生成物总能量，则正反应是___反应（填“放热”或“吸热”)。
（2）前3s内的平均反应速率：v(N2)=___。
（3）t1℃时该反应的平衡常数表达式：K=___。
（4）假设在密闭容器中该反应达到平衡后，改变下列条件，能提高NO转化率的是___（选填答案编号）。
a.选用更有效的催化剂 b.升高反应体系的温度
c.降低反应体系的温度 d.缩小容器的体积
【参考答案】
一、选择题
1．D
解析：A．升高温度，H2S的浓度增大，说明平衡逆向移动。升高温度，平衡向吸热反应方向移动，所以表明该反应的正反应是放热反应，故A错误；
B．通入CO后，反应物浓度增大，正反应速率逐渐增大，平衡正向移动，生成物浓度随之增大，逆反应速率也随之增大，故B错误；
C．COS与H2都是生成物，该反应起始时加入的是反应物，则生成物COS和H2的体积比始终为1：1，所以COS和H2体积比保持不变时，不能说明反应达到平衡状态，故C错误；
D．向反应器中再通入CO，平衡正向移动，转化的H2S增多，则H2S的转化率增大，故D正确；
故选D。
2．C
解析：A．该反应是可逆反应，反应达到平衡状态时，起始的和不能完全反应，放出来的热量小于，故A项错误；
B．该反应是可逆反应，反应达到平衡时，N2的消耗量小于1mol，因此达到平衡状态时，转移电子数小于，故B项错误；
C．起始容器内原子数为2×4=8，根据反应过程中原子守恒可知，反应前后原子总数不变，故C项正确；
D．若反应中共有2个断键，说明反应共消耗，同时也消耗了，则平衡转化率为，故D项错误；
综上所述，说法正确的C项。
3．B
解析：A．，光照下次氯酸分解，使平衡正向移动，浓度降低，颜色变浅，符合勒夏特列原理，A不符合题意；
B．催化剂可以改变反应速率，但不改变化学平衡状态，不能用勒夏特列原理解释，B符合题意；
C．反应，加压后浓度增大，气体颜色变深，同时加压使平衡右移，气体颜色又变浅，故符合勒夏特列原理，C不符合题意；
D．与反应生成是气体物质的量减少的反应，增大压强，平衡向正反应方向移动，能用勒夏特列原理解释，D不符合题意；
选B。
4．D
解析：A．表中数据为通过科学实验所得，不可能有明显误差，A错误；
B．合成氨连续操作，不可能对生产条件控制不当，B错误；
C．平衡浓度与速率的大小没有直接关系，C错误；
D．合成氨工业考虑单位时间的产量问题，并未让合成氨反应达到平衡，因为让反应达到平衡需要一定的时间，时间太长得不偿失，D正确；
故答案选D。
5．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。
6．A
解析：A．恒容下再加气体A，A的浓度增大，平衡正移，B的转化率增大，A正确；
B．催化剂只改变反应速率，不影响平衡移动，与图象不符，B错误；
C．该反应是一个反应后气体分子数减小的反应，增大压强，平衡正移，混合气体的总物质的量减小，与图象不符，C错误；
D．该正反应为吸热反应，升高温度，平衡正移，混合气体的总物质的量减小，与图象不符，D错误；
故选：A。
7．D
解析：A．反应Ⅰ是吸热反应，升高温度，平衡正向移动，CO体积分数减小，而图中温度在570℃以下，CO的体积分数增大，说明反应Ⅱ逆向移动，则反应Ⅱ是放热反应即Q2＞0，故A错误；
B．根据图中信息可知，温度在570℃以上，CO的体积分数随温度升高不断减小，说明以反应Ⅰ为主，反应温度越高，Fe3O4主要还原产物中铁元素的价态越高，故B错误；
C．反应Ⅰ、Ⅱ都是等体积反应，因此在恒温、恒容的反应器中，当压强保持不变时，反应Ⅰ、Ⅱ不能说明达到平衡状态，故C错误；
D．由图中信息可知，在1040℃时，发生的反应为反应Ⅰ，一氧化碳体积分数为20%，则反应的平衡常数，反应Ⅰ是吸热反应，升高温度，平衡正向移动，平衡常数增大，当温度高于1040℃时，因此反应I的化学平衡常数K＞4，故D正确。
综上所述，答案为D。
8．B
解析：恒压密闭容器中反应达到平衡后，再充入1 mol SCl2，体积增大到2倍，反应物浓度减小为1/2，正反应速率减小，SCl2浓度不变，逆反应速率增大；新平衡和旧平衡互为等效平衡，各物质的物质的量浓度相等，故新、旧反应速率相等，B正确；
故选B。
二、非选择题
9． 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
解析：略
10． 放热 1.42×10-4mol/(L·s) c、d
【分析】(1)根据图示所给的反应物总能量与生成物总能量大小关系进行分析；
(2)同一反应同一时段内各物质反应速率之比等于计量数之比，v(N2)=v(NO)；
(3)根据平衡常数的概念进行书写；
(4)根据影响平衡移动的规律进行分析。
解析：(1)反应物总能量大于生成物总能量，则该反应为放热反应；
(2)同一反应同一时段内各物质反应速率之比等于计量数之比，所以前3s内的平均反应速率v(N2)=v(NO)=×=1.42×10-4 mol L-1 s-1；
(3)根据平衡常数的概念可知反应 2NO+2CO2CO2 +N2的K=；
(4)a．选用更有效的催化剂，不能使平衡发生移动，故错误；
b．因反应放热，升高反应体系的温度，则平衡逆向移动，转化率减小，故错误；
c．降低反应体系的温度，平衡正向移动，转化率增大，故正确；
d．缩小容器的体积，平衡正向移动，转化率增大，故正确；
故答案为：cd
一、选择题
1．羰基硫(COS)是一种粮食熏蒸剂，能防止某些害虫和真菌的危害。在一定条件下，将CO与H2S以体积比1：2置于某刚性密闭容器中发生下列反应：CO(g)+H2S(g) COS(g)+H2(g)。下列说法正确的是
A．升高温度，H2S的浓度增大，表明该反应是吸热反应
B．通入CO后，正反应速率逐渐增大，逆反应速率不变
C．COS与H2的体积比保持不变时，说明反应达到平衡状态
D．向反应器中再通入CO，能使H2S的转化率增大
2．为阿伏加德罗常数的值。在恒容密闭容器中加入和，一定条件下反应：达到平衡状态，下列说法正确的是
A．达到平衡时放出的热量为
B．达到平衡状态时转移电子数目为
C．容器内原子总数为
D．在反应中若有个断键时达到平衡状态，则的平衡转化率约为
3．下列事实不能用勒夏特列原理解释的是
A．新制的氯水在光照下颜色变浅
B．合成氨时，加催化剂，使和在一定条件下转化为
C．由和组成的平衡体系加压后颜色先变深、后变浅
D．增大压强，有利于与反应生成
4．合成氨反应通常控制在20～50MPa的压强和500℃左右的温度，且进入合成塔的氮气和氢气的体积比为1∶3，经科学测定，在相应条件下氮气和氢气反应所得氨的平衡浓度(体积分数)如表所示：
20MPa 60MPa
500℃ 19.1 42.2
而实际从合成塔出来的混合气体中含有氨约为15%，这表明
A．表中所测数据有明显误差
B．生产条件控制不当
C．氨的分解速率大于预测值
D．合成塔中的反应并未达到平衡
5．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
6．在恒容密闭容器中通入A、B两种气体，在一定条件下发生反应：2A(g)+B(g)2C(g)ΔH>0。达到平衡后，改变一个条件(x)，下列量(y)一定符合图中曲线的是
选项 x y
A 通入A气体 B的转化率
B 加入催化剂 A的体积分数
C 增大压强 混合气体的总物质的量
D 升高温度 混合气体的总物质的量
A．A B．B C．C D．D
7．以Fe3O4为原料炼铁，主要发生如下反应：
反应Ⅰ：Fe3O4(s)＋CO(g) 3FeO(s)＋CO2(g)＋Q1(Q1＜0)
反应Ⅱ：Fe3O4(s)＋4CO(g) 3Fe(s)＋4CO2(g)＋Q2
将一定体积CO通入装有Fe3O4粉末的反应器，其它条件不变，反应达平衡，测得CO的体积分数随温度的变化关系如图所示。下列说法正确的是
A．Q2＜0
B．反应温度越高，Fe3O4主要还原产物中铁元素的价态越低
C．在恒温、恒容的反应器中，当压强保持不变时，反应Ⅰ、Ⅱ均达到平衡状态
D．温度高于1040℃时，反应I的化学平衡常数K＞4
8．一定条件下的恒压密闭容器中，充入1 mol 和1 mol ，发生反应：达到平衡后，再充入1 mol ，反应过程中速率(v)的变化曲线正确的是
A． B．
C． D．
二、非选择题
9．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 ____ ____
10．汽车尾气中的主要污染物是NO以及燃料不完全燃烧所产生的CO。为了减轻大气污染科学家正在研究利用催化技术将尾气中的NO和CO转变成CO2和N2，即2NO+2CO2CO2+N2。
为了测定在某种催化剂作用下该反应的反应速率，t1℃下，在一等容的密闭容器中，用气体传感器测得了不同时间的NO和CO的浓度如表(CO2和N2的起始浓度为0)。
时间(s) 0 1 2 3 4 5
c(NO)(×10-4，mol/L) 10.0 4.50 2.50 1.50 1.00 1.00
c(CO)(×10-3，mol/L) 3.60 3.05 2.85 2.75 2.70 2.70
回答下列问题：
（1）已知在上述反应中，反应物总能量大于生成物总能量，则正反应是___反应（填“放热”或“吸热”)。
（2）前3s内的平均反应速率：v(N2)=___。
（3）t1℃时该反应的平衡常数表达式：K=___。
（4）假设在密闭容器中该反应达到平衡后，改变下列条件，能提高NO转化率的是___（选填答案编号）。
a.选用更有效的催化剂 b.升高反应体系的温度
c.降低反应体系的温度 d.缩小容器的体积
【参考答案】
一、选择题
1．D
解析：A．升高温度，H2S的浓度增大，说明平衡逆向移动。升高温度，平衡向吸热反应方向移动，所以表明该反应的正反应是放热反应，故A错误；
B．通入CO后，反应物浓度增大，正反应速率逐渐增大，平衡正向移动，生成物浓度随之增大，逆反应速率也随之增大，故B错误；
C．COS与H2都是生成物，该反应起始时加入的是反应物，则生成物COS和H2的体积比始终为1：1，所以COS和H2体积比保持不变时，不能说明反应达到平衡状态，故C错误；
D．向反应器中再通入CO，平衡正向移动，转化的H2S增多，则H2S的转化率增大，故D正确；
故选D。
2．C
解析：A．该反应是可逆反应，反应达到平衡状态时，起始的和不能完全反应，放出来的热量小于，故A项错误；
B．该反应是可逆反应，反应达到平衡时，N2的消耗量小于1mol，因此达到平衡状态时，转移电子数小于，故B项错误；
C．起始容器内原子数为2×4=8，根据反应过程中原子守恒可知，反应前后原子总数不变，故C项正确；
D．若反应中共有2个断键，说明反应共消耗，同时也消耗了，则平衡转化率为，故D项错误；
综上所述，说法正确的C项。
3．B
解析：A．，光照下次氯酸分解，使平衡正向移动，浓度降低，颜色变浅，符合勒夏特列原理，A不符合题意；
B．催化剂可以改变反应速率，但不改变化学平衡状态，不能用勒夏特列原理解释，B符合题意；
C．反应，加压后浓度增大，气体颜色变深，同时加压使平衡右移，气体颜色又变浅，故符合勒夏特列原理，C不符合题意；
D．与反应生成是气体物质的量减少的反应，增大压强，平衡向正反应方向移动，能用勒夏特列原理解释，D不符合题意；
选B。
4．D
解析：A．表中数据为通过科学实验所得，不可能有明显误差，A错误；
B．合成氨连续操作，不可能对生产条件控制不当，B错误；
C．平衡浓度与速率的大小没有直接关系，C错误；
D．合成氨工业考虑单位时间的产量问题，并未让合成氨反应达到平衡，因为让反应达到平衡需要一定的时间，时间太长得不偿失，D正确；
故答案选D。
5．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。
6．A
解析：A．恒容下再加气体A，A的浓度增大，平衡正移，B的转化率增大，A正确；
B．催化剂只改变反应速率，不影响平衡移动，与图象不符，B错误；
C．该反应是一个反应后气体分子数减小的反应，增大压强，平衡正移，混合气体的总物质的量减小，与图象不符，C错误；
D．该正反应为吸热反应，升高温度，平衡正移，混合气体的总物质的量减小，与图象不符，D错误；
故选：A。
7．D
解析：A．反应Ⅰ是吸热反应，升高温度，平衡正向移动，CO体积分数减小，而图中温度在570℃以下，CO的体积分数增大，说明反应Ⅱ逆向移动，则反应Ⅱ是放热反应即Q2＞0，故A错误；
B．根据图中信息可知，温度在570℃以上，CO的体积分数随温度升高不断减小，说明以反应Ⅰ为主，反应温度越高，Fe3O4主要还原产物中铁元素的价态越高，故B错误；
C．反应Ⅰ、Ⅱ都是等体积反应，因此在恒温、恒容的反应器中，当压强保持不变时，反应Ⅰ、Ⅱ不能说明达到平衡状态，故C错误；
D．由图中信息可知，在1040℃时，发生的反应为反应Ⅰ，一氧化碳体积分数为20%，则反应的平衡常数，反应Ⅰ是吸热反应，升高温度，平衡正向移动，平衡常数增大，当温度高于1040℃时，因此反应I的化学平衡常数K＞4，故D正确。
综上所述，答案为D。
8．B
解析：恒压密闭容器中反应达到平衡后，再充入1 mol SCl2，体积增大到2倍，反应物浓度减小为1/2，正反应速率减小，SCl2浓度不变，逆反应速率增大；新平衡和旧平衡互为等效平衡，各物质的物质的量浓度相等，故新、旧反应速率相等，B正确；
故选B。
二、非选择题
9． 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
解析：略
10． 放热 1.42×10-4mol/(L·s) c、d
【分析】(1)根据图示所给的反应物总能量与生成物总能量大小关系进行分析；
(2)同一反应同一时段内各物质反应速率之比等于计量数之比，v(N2)=v(NO)；
(3)根据平衡常数的概念进行书写；
(4)根据影响平衡移动的规律进行分析。
解析：(1)反应物总能量大于生成物总能量，则该反应为放热反应；
(2)同一反应同一时段内各物质反应速率之比等于计量数之比，所以前3s内的平均反应速率v(N2)=v(NO)=×=1.42×10-4 mol L-1 s-1；
(3)根据平衡常数的概念可知反应 2NO+2CO2CO2 +N2的K=；
(4)a．选用更有效的催化剂，不能使平衡发生移动，故错误；
b．因反应放热，升高反应体系的温度，则平衡逆向移动，转化率减小，故错误；
c．降低反应体系的温度，平衡正向移动，转化率增大，故正确；
d．缩小容器的体积，平衡正向移动，转化率增大，故正确；
故答案为：cd