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2024-2025年高中化学选择性必修1化学反应原理第二章化学反应速率与化学平衡第四节化学反应的调控课时练习
1．某温度下，在密闭容器中进行合成氨反应： 。下列叙述正确的是
A．升高温度，平衡向正反应方向移动( )
B．充入一定量，的转化率不变，的转化率变大
C．工业生产中未转化的合成气循环利用，主要是为了提高氮气和氢气的利用率
D．增大压强，可增大单位体积内活化分子的百分数，有效碰撞增多
【答案】C
【详解】A．该反应为放热反应，升温，平衡会逆反应方向移动，A错误；
B．充入一定量，平衡会正反应方向移动，的转化率变大，但的转化率减小，B错误；
C．未转化的合成气循环利用，主要是为了提高氮气和氢气的利用率，C正确；
D．增大压强，可增大单位体积内活化分子的数目，有效碰撞增多，但单位体积内活化分子的百分数未变，D错误；
故选C。
2．下列事实可用化学平衡移动原理解释的是( )
A．在容器中充入一定量的与，达到平衡后压缩容器容积以增大压强，混合物颜色加深
B．制取乙酸乙酯过程中，实验人员通过加入过量的乙醇来提高乙酸的转化率
C．将肝脏研磨液加入过氧化氢溶液，发现有气泡产生，加热后气泡产生速率减慢
D．工业上选择在500℃而不是常温下进行合成氨的反应
【答案】B
【详解】A．中，加压会使各物质浓度增大，但化学平衡不移动，A错误；
B．加入过量的乙醇，化学平衡正移，乙酸的转化率提高，B正确；
C．肝脏研磨液中含有过氧化氢酶，加热后催化活性下降，与化学平衡无关，C错误；
D．在提高温度时化学平衡会逆移，工业上选择在500℃而不是常温下进行合成氨的反应是出于加快反应速率，且考虑催化剂的温度要求，D错误；
故选B。
3．下列有关化学工业的说法正确的是( )
A．硫酸工业生产采用常压，是因为在常压下的转化率已经很高了
B．硫酸工业中，为提高的转化率，通入的空气越多越好
C．合成氨工业，在提高速率和原料的转化率上对温度的要求是一致的
D．合成氨工业采用循环操作，主要是为了增大化学反应速率
【答案】A
【详解】A．硫酸工业生产采用常压，是因为在常压下的转化率已经很高了，若采用高压，平衡能向右移动，但效果并不明显，比起高压设备得不偿失，A正确；
B．硫酸工业中，通入适量过量的空气可提高的转化率，但通入的空气过多会需要更多的预热能量，所以不是越多越好，B错误；
C．合成氨是放热反应，温度升高提高速率，温度低转化率高，对温度的要求不一致，C错误；
D．合成氨工业采用循环操作，主要是为了提高氮气和氢气的利用率，D错误；
故选A。
4．乙酸铜常用作有机合成的催化剂或氧化剂。实验室中制备乙酸铜的流程如图所示。下列说法正确的是( )
A．反应①中双氧水起催化作用
B．为提高化学反应速率，反应①反应温度越高越好
C．步骤Ⅱ和步骤Ⅲ存在相同的操作
D．反应③碱式碳酸铜固体中加入的试剂X为冰醋酸
【答案】C
【分析】先用热碱液除去铜屑表面油污，过氧化氢在酸性条件下氧化铜屑得到CuSO4，CuSO4再与纯碱反应得到碱式碳酸铜，再与乙酸反应得到乙酸铜溶液，经过结晶得到乙酸铜晶体。
【详解】A．起到氧化作用，将Cu氧化为Cu(Ⅱ)，A错误；
B．反应①反应温度过高，分解程度变大，应选适宜的温度，B错误；
C．步骤Ⅱ和步骤Ⅲ都有固体生成，因此需要进行固液分离，因此，存在相同的操作为过滤，C正确；
D．碱式碳酸铜固体中加入的试剂X为醋酸溶液，在水溶液中便于反应发生，D错误；
故选C。
5．氮及其化合物的转化具有重要应用。下列说法正确的是( )
A．固氮菌能把空气中的转化为或铵态氮肥作为自身的养料
B．升高温度、增大压强，并使用合适催化剂，可使合成氨反应完全进行
C．“雷雨发庄稼”涉及的物质转化：硝酸盐
D．用稀处理做过银镜反应的试管：
【答案】A
【详解】A．生物固氮是固氮菌把空气中的N2转化为NH3或铵态氮肥作为自身的养料，A正确；
B．N2和H2合成NH3的反应是可逆反应，改变反应条件能一定程度提高反应物的转化率，但是可逆反应不能完全反应，B错误；
C．“雷雨发庄稼”涉及的物质转化中，N2与O2在放电的条件下生成NO，但是NO和H2O不能反应，故C错误；
D．用稀HNO3处理做过银镜反应的试管，通过硝酸和银的反应将银除去，稀硝酸被还原为NO，正确的离子方程式为：3Ag+4H++=3Ag++NO↑+2H2O，D错误；
故选A。
6．某研究小组为探究催化剂对尾气中CO、NO转化的影响，将含NO和CO的尾气在不同温度下，以一定的流速通过两种不同的催化剂进行反应：2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g) △H<0，测量相同时间内逸出气体中NO的含量，从而确定尾气脱氮率(脱氮率即NO的转化率)，结果如图所示。
下列说法不正确的是( )
A．适当加压有助于脱氮率的提高
B．两种催化剂均能降低反应的活化能，但均不变
C．曲线Ⅱ中的催化剂的最适宜温度为450℃左右
D．a点的脱氮率是对应温度下的平衡脱氮率
【答案】D
【详解】A．该反应为气体分子数减小的反应，适当加压，平衡正向移动，脱氮率增大，故A正确，不符合题意；
B．催化剂可降低反应的活化能，但不改变反应的，故B正确，不符合题意；
C．由图可知，曲线Ⅱ中450℃左右脱氮率最大，则曲线Ⅱ中的催化剂的最适宜温度为450℃左右，故C正确，不符合题意；
D．因为该反应是放热反应，降低温度，平衡正向移动，则a点对应温度下的平衡脱氮率应大于450℃下的脱氮率，故D错误，符合题意；
答案选D。
7．如下图所示为工业合成氨的流程图。下列说法不正确的是( )
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④、⑤均有利于提高原料的利用率
D．将氨从混合气中分离出去可以提高氨在平衡体系中的百分含量
【答案】D
【详解】A．步骤①中“净化”是除去杂质以防止铁催化剂中毒，A正确；
B．合成氨的反应为气体分子数减小的反应，加压有利于平衡正向移动，提高原料转化率，加压也可以提高反应速率，B正确；
C．催化剂只能提高反应速率，不能提高平衡转化率，合成氨反应为放热反应，高温不利于平衡正向移动，而液化分离出和、H2的循环再利用均可以使平衡正向移动，所以步骤④、⑤有利于提高原料平衡的转化率，C正确；
D．在反应达到一定转化率时及时将氨从混合气中分离出去，可使平衡正向移动，能保持足够高的原料转化率，不能提高氨在平衡体系中的百分含量，D错误；
故选D。
8．在起始温度均为T℃、容积均为10L的密闭容器A（恒温）、B（绝热）中均加入和4molCO，发生反应 。已知：、、分别是正、逆反应速率常数，，，A、B容器中的转化率随时间的变化关系如图所示。下列说法中正确的是( )
A．曲线M、N的平衡常数大小为：
B．与浓度比为1:1时，标志此反应已达平衡
C．T℃时，
D．用CO的浓度变化表示曲线N在0～100s内的平均速率为
【答案】D
【分析】A为恒温容器，反应放热，B为绝热容器，体系温度升高，反应速率快，且升温，平衡逆向移动，N2O的转化率减小，故M曲线表示B容器中N2O的转化率随时间的变化关系，N曲线表示A容器中N2O的转化率随时间的变化关系。
【详解】A．反应为放热反应，升高温度，平衡逆向移动，K值减小，N温度低于M，故K（N）＞K（M），故A错误；
B．N2与CO2浓度比为1：1时，无法判断正逆反应速率是否相等，故无法判断反应达到平衡状态，故B错误；
C．PN曲线表示A容器中N2O的转化率随时间的变化关系，T℃时，反应达到平衡状态时N2O的转化率为25%，N2O的反应量为1mol×25%=0.25mol,平衡时N2O的物质的量为0.75mol,CO的物质的量为4mol-0.25mol=3.75mol,氮气和的CO2物质的量均为0.25mol,此时平衡常数，达到平衡状态时v正=v逆，故k正 c(N2O) c(CO)=k逆 c(N2) c(CO2)，故，k逆=45k正，故C错误；
D．用CO的浓度变化表示曲线N在0～100s内的平均速率v(CO)=v(N2O)==1×10-4mol/(L s)，故D正确；
故选：D。
9．提升碳利用能力，将CO2与共反应物转化成目标产物，是践行能源领域“双碳”战略路径之一。某科研小组利用体积可变的恒压密闭容器研究C(s)+CO2(g)2CO(g)，若碳足量，平衡时，体系中气体体积分数与温度的关系如图。
已知：气体分压(p分)=气体总压(p总)×体积分数。
下列叙述不正确的是( )
A．550℃时，达平衡后，若向体系中再充入惰性气体，v正、v逆均减小
B．650℃时，用平衡分压表示的化学平衡常数Kp=p总
C．T℃时，达平衡后，若向体系中再充入等体积的CO2和CO，平衡不移动
D．925℃时，CO2的平衡转化率α=96.0%
【答案】D
【详解】A．恒压密闭容器中通入惰性气体，容器体积增大，各物质的浓度均减小，则v正、v逆均减小，故A正确；
B．由图可知650℃时，CO的气体体积分数为40%，则CO2的气体体积分数为60%，则p(CO2)= 60% p总；p(CO)= 40% p总，Kp==p总，故B正确；
C．由图可知，T℃时，反应达平衡后CO和CO2的体积分数都为50%，故充入等体积的这两种气体，平衡不移动，故C正确；
D．925℃时，CO的气体体积分数为96%，设其物质的量为96mol，则平衡时CO2的物质的量为4mol，生成96mol CO时消耗48molCO2的物质的量，则CO2的平衡转化率α=，故D错误；
故选：D。
10．一定条件下，将等物质的量的N2(g)和O2(g)充入恒容密闭容器中模拟汽车发动机中NO的产生，反应为N2(g)+O2(g)2NO(g)。如图曲线a表示该反应在温度T下N2的浓度随时间的变化，曲线b只改变了起始某一反应条件。下列叙述不正确的是( )
A．温度T下，O2的平衡转化率为α=%
B．温度T下，该反应的平衡常数K=
C．曲线b对应的条件改变可能是加入了催化剂
D．若曲线b对应的条件改变是温度，可判断该反应的ΔH＞0
【答案】C
【详解】A．结合已知条件列出三段式：
，O2的平衡转化率为α=%，故A正确；
B．结合A中三段式，平衡常数K=，故B正确；
C．由图可知，b曲线氮气的平衡浓度减小，故应是平衡发生移动，催化剂只能改变速率，不能改变平衡，故b曲线不可能是由于催化剂影响的，故C错误；
D．若曲线b对应的条件改变是温度，根据先拐先平衡，数字大，即b曲线对应的温度高，从下往上，降低温度，向放热反应移动，氮气浓度升高，逆向移动，即逆向为放热，正向为吸热反应即ΔH>0，故D正确；
故选：C。
11．下列是德国化学家哈伯工业合成氨的流程图，其中关于反应调控的说法不正确的是( )
A．操作①是为了减少副反应及对设备的腐蚀
B．操作②和③均既可加快反应速率，又可提高产品产率
C．操作④⑤可提高原料利用率，但不能显著提高反应速率
D．操作③中选择500℃主要是考虑催化剂的活性，同时兼顾反应速率
【答案】B
【详解】A．操作①将原料纯化，可以减少副反应的发生以及其他物质对设备的腐蚀，A项正确；
B．操作③加入催化剂可以加快反应速率，但不能改变平衡移动，不能提高产品产率；500℃反应，温度较高，可以加快反应速率，但该反应为放热反应，温度过高会使反应向逆方向移动，降低产品产率，B项错误；
C．操作④分离出氨气，生成物浓度降低，会降低反应速率；操作⑤氮气和氨气再循环也不能显著提高反应速率，C项正确；
D．该催化剂的活性在500℃左右最高，且温度高可以提高反应速率，所以操作③中选择500℃主要是考虑催化剂的活性，同时兼顾反应速率，D项正确；
故选B。
12．镧镍合金在一定条件下可吸收氢气形成氢化物：LaNi5(s)＋3H2(g)LaNi5H6(s) ΔH<0，欲使LaNi5H6(s)释放出气态氢，根据平衡移动原理，可改变的条件是( )
A．增加LaNi5H6(s)的量 B．降低温度
C．减小压强 D．使用催化剂
【答案】C
【详解】欲使LaNi5H6(s)释放出气态氢，则平衡向逆向移动，由LaNi5(s)＋3H2(g)LaNi5H6(s) ΔH<0，为气体减小的放热反应，所以可以升高温度或降低压强，故选C。
13．利用传感技术可探究压强对化学平衡移动的影响。往注射器中充入适量气体如图甲所示；恒定温度下，再分别在时快速移动注射器活塞后保持活塞位置不变，测得注射器内气体总压强随时间变化的曲线如图乙所示。下列说法中错误的是( )
A．在B、E两点，对应的正反应速率：
B．C到D点平衡逆向移动，针筒内气体颜色D比B点深
C．B、H两点，对应的浓度相等
D．B点处的转化率为6%
【答案】B
【详解】A．压强越大、反应速率越快，则B、E两点对应的正反应速率：v（B）>v(E)，A正确；
B．D点压强小于B点压强，二氧化氮浓度是B点大于D点，所以针筒内气体颜色D比B点浅，B错误；
C．B、H两点，压强相等对应的NO2浓度相等，C正确；
D．反应开始时总压强是100 kPa，B点处压强是97 kPa，减少3 kPa，根据物质反应转化关系可知：反应消耗6 kPaNO2，由于在恒温恒容时气体的物质的量的比等于压强之比，故NO2的转化率：，D正确；
故选B。
14．下列图示与对应的叙述相符的是( )
A．图1表示分别在有、无催化剂的情况下氧化反应过程中的能量变化
B．由图2可知，反应C(金刚石，s)=C(石墨，s)的焓变
C．图3表示一定条件下的合成氨反应中，的平衡体积分数随的起始体积分数(的起始量恒定)的变化，图中a点的转化率小于b点
D．图4表示同一温度下，在不同容积的容器中进行反应，的平衡浓度与容器容积的关系
【答案】C
【详解】A．催化剂只能改变反应的活化能，不能改变化学反应前后能力变化，A项错误；
B．，，两者相减即得，D项错误；
C．由图像可知在的起始量恒定时，随量的增加，的转化率增大，所以a点的转化率小于b点，C项正确；
D．该反应的平衡常数,容器体积的增大，即减小压强，平衡向气体体积增大的方向移动，即平衡正向移动，温度不变时平衡常数不变，故的平衡浓度不变，D项错误；
答案选C。
15．某小组拟用酸性溶液与溶液的反应来探究“条件对化学反应速率的影响”(已知：)，设计了如下实验方案并记录实验结果。
编号 V(0.20 mol·L溶液)/mL V(蒸馏水)/mL V(0.01 mol·L酸性溶液)/mL /g T/℃
① 2.0 0 4.0 0 50
② 2.0 0 4.0 0 25
③ 1.5 a 4.0 0 25
④ 2.0 0 4.0 0.1 25
下列说法错误的是( )
A．实验①、②是探究温度对化学反应速率的影响
B．实验②、④是探究催化剂对化学反应速率的影响
C．若a为0.5，则实验①、③是探究浓度对化学反应速率的影响
D．实验②中出现反应速率先增大后减小的现象，反应速率减小可能是反应物浓度降低造成的
【答案】C
【详解】A．由表格数据可知，实验①和实验②除反应温度外其他数据均相同，故实验①、②的实验目的是探究温度对反应速率的影响，故A项正确；
B．实验②和实验④的反应物的浓度、体积和反应温度均相同，但实验④中加入了硫酸锰固体，由探究实验变量唯一化原则可知，实验②、④是探究催化剂对化学反应速率的影响，故B项正确；
C．若a为0.5时，实验①、③两组数据有浓度和温度两个物理量不相同，不能探究浓度对化学反应速率的影响，故C项错误；
D．实验②中出现反应速率先增大后减小，反应速率减小的原因可能是反应物浓度降低造成的，故D项正确；
故本题选C。
16．哈伯法合成氨技术是德国诺贝尔化学奖获得者哈伯发明的。其合成原理为：N2(g)+3H2(g)2NH3(g) H<0，S<0。下列有关工业合成氨的说法正确的是( )
A．因为H<0，所以该反应一定能自发进行
B．因为S<0，所以该反应一定不能自发进行
C．在低温下进行是为了提高反应物的转化率
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
【答案】D
【详解】A．化学反应能否自发进行的判断依据是：ΔG=ΔH-TΔS<0，所以焓变不能独立地作为反应自发性的判据，A错误；
B．化学反应能否自发进行的判断依据是：ΔG=ΔH-TΔS<0，所以焓变不能独立地作为反应自发性的判据，B错误；
C．降低温度虽然反应正向移动，反应物的转化率有所提高，但温度低反应速率慢不利于氨的工业生成，工业上合成氨采用较高温度，是为了加快反应速率，提高生成效率，C错误；
D．催化剂改变反应活化能，降低反应的活化能，加快反应速率，D正确；
故答案为：D。
17．工业制备硫酸的生产过程及相关信息如下。下列有关说法正确的是( )
温度/℃ 不同压强下接触室中的平衡转化率/
450 99.2 99.7
550 94.9 97.7
工艺流程
A．循环利用的物质是
B．为放热反应
C．吸收塔中表现强氧化性
D．实际生产中，接触室中应采用温度，压强
【答案】B
【详解】A．为可逆反应，未参与反应的二氧化硫可循环利用，A错误；
B．由表知，在相同压强下，升高温度，二氧化硫的平衡转化率减小，则为放热反应，B正确；
C．吸收塔中是为了吸收三氧化硫，不体现强氧化性，C错误；
D．和两状态的平衡转化率相差不大，但压强大，对动力和设备要求高，所以实际生产中，接触室中应采用温度，压强，D错误；
答案选B。
18．在硫酸工业中，通过下列反应：，下表列出了在不同温度和压强下，反应达到平衡时的转化率。下列说法正确的是( )
温度/ 平衡时的转化率
0.1MPa 0.5MPa 1MPa 5MPa 10MPa
450 97.5 98.9 99.2 99.6 99.7
550 85.6 92.9 94.9 97.7 98.3
A．工业上通入过量空气的主要目的是加快反应速率
B．回收尾气中的仅为了防止空气污染
C．采用常压条件是因为常压下的转化率足够高，增大压强会增加设备成本
D．选择的较高温度既提高反应速率也提高平衡转化率
【答案】C
【详解】A．工业上通入过量空气的主要目的是加快反应速率和提高二氧化硫的转化率，故A错误；，
B．回收尾气中的是为了防止空气污染和提高原料利用率，故B错误；
C．由表中数据可知，采用常压条件是因为常压下的转化率足够高，增大压强会增加设备成本，故C正确；
D．正反应放热，升高温度平衡逆向移动，的平衡转化率降低，选择的较高温度提高反应速率，故D错误；
选C。
19．含硫化合物是实验室和工业上的常用化学品。请回答：
(1)实验室可用铜与浓硫酸反应制备少量SO2：Cu(s)＋2H2SO4(l)=CuSO4(s)＋SO2(g)＋2H2O(l) ΔH= 11.9kJ·mol－1。判断该反应的自发性并说明理由 。
(2)已知2SO2(g)＋O22SO3(g) ΔH= 198kJ·mol－1，850K时，在恒容密闭反应器中充入一定量的SO2和O2，10分钟反应达到平衡后测得SO2、O2和SO3的浓度分别为6.0×10－3mol·L－1、8.0×10－3mol·L－1和4.4×10－2mol·L－1。
①反应开始到第10分钟，SO3反应速率为 。
②该温度下反应的平衡常数为 。
③平衡时SO2的转化率为 。
(3)工业上主要采用接触法用含硫矿石制备硫酸。其主要工艺是焙烧、炉气精制、用钒做催化剂将SO2氧化成SO3、吸收等。结合本大题的信息，完成下题。
①下列说法正确的是 。
a．须采用高温高压的反应条件使SO2氧化为SO3
b．通入过量的空气可以提高含硫矿石和SO2的转化率
c．进入接触室之前的气流无需净化处理
②在焙烧前要将硫铁矿粉碎，这样做的目的是 。
(4)将FeSO4置入抽空的刚性容器中，升高温度发生分解反应：2FeSO4(s)Fe2O3(s)+SO2(g)+SO3(g) (Ⅰ)，平衡时P(SO3)－T的关系如下图所示。660K时，该反应的平衡总压P(总) kPa，Kp(Ⅰ)随反应温度升高而 (填“增大”“减小”或“不变”)。
【答案】(1)不同温度下都能自发，是因为ΔH<0，ΔS>0或能自发，因为ΔG=ΔH－TΔS<0
(2) 4.4×103mol/(L·min) 6.7×103mol·L1 88%
(3) b 增大表面接触面积，提高反应物的转化率
(4) 3 增大
【详解】（1）由反应可知，该反应为放热反应， H<0，同时反应是熵增大的过程， S>0，当 H-T S小于零时反应自发进行，该反应中 H<0， S>0，因此，该反应在任何温度下都能自发进行；
（2）①在恒容密闭反应器中充入一定量的SO2和O2，10分钟后测得SO3的浓度为4.4×10－2mol·L－1，则；
②该温度下反应2SO2(g)＋O22SO3(g) 的平衡常数为；
③根据方程式2SO2(g)＋O22SO3(g)，且已知生成SO3的浓度为4.4×10－2mol·L－1，则消耗SO2的浓度为4.4×10－2mol·L－1，SO2的起始浓度为6.0×10－3mol·L－1+4.4×10－2mol·L－1=5.0×10－2mol·L－1，则平衡时SO2的转化率为；
（3）①a．二氧化硫和氧气反应生成三氧化硫，该反应在常压下的转化率即可达到约90%，因此不需要高压，高压会使得成本增加，该反应为放热反应，高温会降低反应物的转化率，a错误；
b．通入过量的空气可以使含硫矿石充分燃烧，提高含硫矿石的转化率，氧气的浓度增大，会使二氧化硫和氧气反应的平衡向正反应方向移动，提高二氧化硫的转化率，b正确；
c．从沸腾炉出来的气体会含有大量的杂质，这些矿尘会堵塞、腐蚀管道，使催化剂中毒，因此需要净化处理，c错误；
答案选b；
②在焙烧前要将硫铁矿粉碎，这样做的目的是增大表面接触面积，提高反应物的转化率；
（4）根据反应：2FeSO4(s)Fe2O3(s)+SO2(g)+SO3(g)，由平衡图像知，660K时，P(SO3)=1.5kPa，则P(SO2)=1.5kPa，该反应的平衡总压P(总)=1.5kPa+1.5kPa=3kPa；
由图中信息可知，P(SO3)随着温度升高而增大，因此Kp(Ⅰ)随反应温度升高而增大。
20．天然气高温条件下可以转化为氢气，发生反应的热化学方程式为：。
回答下列问题：
(1)反应的平衡常数表达式为 ；已知几种物质的燃烧热如下表所示，则反应的 kJ·mol-1。
可燃物
燃烧热/kJ·mol -890.3 -393.5 -285.8
(2)一定温度下，在容积不变的密闭容器中充入适量发生上述反应，下列情况能说明反应达到平衡状态的是 (填序号)。
a．反应总压强不随时间变化 b．气体密度不随时间变化
c．CH 体积分数不随时间变化 d．的消耗速率与的生成速率之比为1∶2
(3)在体积为2L的密闭容器中充入1mol发生上述反应，不同温度下测得的转化率随时间的变化关系如下表所示：
时间/min转化率温度/℃ 2 4 6 8 10
40% 60% 80% 80% 80%
20% 30% 40% 60% 60%
① (填“>”、“<”或“=”)。
②条件下，前2min内，用表示的化学反应速率 mol L-1 min-1；达平衡时的体积分数为 %(结果保留1位小数)。
(4)一定温度，100kPa条件下，向密闭容器中充入、Ar气混合气体，的转化率与的关系如图所示。
①增大，平衡转化率减小的原因是 。
②此温度下，该反应的分压平衡常数 。
【答案】(1) +74.8
(2)ac
(3) > 0.1 54.5
(4) 压强不变，增大，Ar分压减小，反应中各物质所占压强增大，平衡逆向移动，平衡转化率减小
【详解】（1）根据化学平衡常数的定义，该反应平衡常数表达式K=；根据盖斯定律可知，ΔH=(-890.3)kJ/mol-(-393.5)kJ/mol-2×(-285.8)kJ/mol =+74.8kJ/mol；故答案为；+74.8；
（2）a．该反应为气体物质的量增大的反应，即当反应总压强不再改变，说明反应达到平衡，故a符合题意；
b．容积不变，混合气体总体积不变，组分都是气体，混合气体总质量不变，即混合气体密度不变，不能说明反应达到平衡，故b不符合题意；
c．根据化学反应限度的定义，当甲烷体积分数不再变化，说明反应达到平衡，故c符合题意；
d．甲烷的消耗速率，氢气的生成速率均是向正反应方向进行，甲烷的消耗速率与氢气的生成速率之比为1∶2，不能说明反应达到平衡，故d不符合题意；
答案为ac；
（3）①上述反应为吸热反应，温度升高，平衡向正反应方向移动，甲烷的转化率增大，即T1＞T2；故答案为＞；
②前2min内，甲烷消耗量为1mol×20%=0.2mol，则生成氢气物质的量为0.4mol，用氢气表示的反应速率v(H2)==0.1mol/(L·min)；达到平衡时，消耗甲烷的物质的量为0.6mol，生成碳蒸气物质的量为0.6mol，生成氢气物质的量为1.2mol，则氢气的体积分数为=54.5%；故答案为0.1；54.5；
（4）①因为总压强不变，因此总压强等于各组分分压与Ar分压的和，因此当压强不变时，增大，则Ar分压减小，反应中各物质所占的压强增大，平衡逆向进行，甲烷平衡转化率减小；故答案为压强不变时，增大，则Ar分压减小，反应中各物质所占的压强增大，平衡逆向进行，甲烷平衡转化率减小；
②令起始时，通入1mol甲烷和1molAr，达到平衡时，消耗甲烷物质的量为0.5mol，则生成碳蒸气物质的量为0.5mol，氢气物质的量为1mol，用分压表示Kp==；故答案为或1.1×103或1.0×103或1.11×103。
21．合成氨的逆反应速率随时间的变化如下图：
(1)由图可知，反应进行到a点时 。
A． B． C．
(2)时改变了某种反应条件，该条件可能是_______。
A．升温 B．增大氮气的浓度 C．使用催化剂 D．加压
(3)如果在时从混合物中分离出部分，时间段反应处于新的平衡状态，请在图中画出的变化曲线 。
【答案】(1)A
(2)D
(3)
【分析】由合成氨方程式可知该反应式是放热反应，且反应正方向为分子数减小的，由此解答。
【详解】（1）由图可知，反应进行到a点时反应的逆反应速率仍然在加大，说明此时反应没有达到平衡，又因为该逆反应是从零开始的，由此推出此时正反应速率大于逆反应速率，故选A，答案为A；
（2）时改变了某种反应条件，
A．如果是升温，则正逆反应速率均增加，然后正逆反应速率趋于相等，由分析可知逆反应速率增加幅度应该大于正反应速率且会存在反应突变，然后逆反应速率降低，故A不正确；
B．如果是增大氮气的浓度，则正反应速率均增加，逆反应速率不变，然后正逆反应速率趋于相等，且不会存在反应突变，故B不正确；
C．如果是使用催化剂，则正逆反应速率均增加，且会存在反应突变，但正逆反应速率一直相等，故C不正确；
D．如果是加压，相当于浓度增加，则正逆反应速率均增加，然后正逆反应速率趋于相等，由分析可知正反应速率增加幅度应该大于逆反应速率且会存在反应突变，然后正反应速率降低，逆反应速率升高，故D正确；
故答案选D；
（3）如果在时从混合物中分离出部分，时间段反应处于新的平衡状态，根据分离出部分的，则逆反应速率瞬时减小，正反应速率瞬时不变，然后逆反应速率逐渐加大，但比分离前逆反应速率小，由此在图中画出的变化曲线为，故答案为。
22．合成氨是目前转化空气中氨最有效的工业方法，其反应历程和能量变化的简图如下：(图中ad表示物质吸附在催化剂表面时的状态)
(1)由图可知合成氨反应的
(2)对总反应速率影响较大的是步骤_______。
A．① B．② C．③ D．④
(3)若改变某一条件，使合成氨的化学反应速率加快，下列解释正确的是_______。
A．升高温度，使单位体积内活化分子百分数增加
B．增加反应物的浓度，使单位体积内活化分子百分数增加
C．使用催化剂，能降低反应活化能，使单位体积内活化分子数增加
D．增大压强，能降低反应的活化能，使单位体积内活化分子数增加
(4)关于合成氨反应，下列说法能说明其达到平衡的是_______。
A．气体的平均分子质量不再变化
B．有1mol氮氮三键生成同时有2mol氮氢键生成
C．气体密度不再变化
D．氮气与氨气的浓度比值不再变化
【答案】(1)
(2)C
(3)AC
(4)AD
【分析】由题中能量变化图可以得到合成氨的在步骤②与步骤④中可以体现，，对总反应速率影响较大是从附着态变为过渡态所要吸收能量最多的，有图可知步骤③影响最大，由此解答。
【详解】（1）由分析可知，合成氨反应的，故答案为；
（2）由分析可知步骤③影响最大，胡答案为C；
（3）改变某一条件，使合成氨的化学反应速率加快，下列解释正确的是
A．升高温度，使分子的能量增大，使单位体积内活化分子百分数增加，故A正确；
B．增加反应物的浓度，使单位体积内活化分子总数增多，但单位体积内活化分子百分数不变，故B错误；
C．使用催化剂，能降低反应活化能，使单位体积内活化分子数与活化分子百分数增加，故C正确；
D．增大压强，不能改变活化能，故D错误；
故答案为AC；
（4）关于合成氨反应，下列说法能说明其达到平衡的是
A．气体的平均分子质量不再变化时，该反应不是等体反应，当分子数不变时，平均分子质量不再变化，说明反应达到平衡，故A正确；
B．由总反应式可以推出当有1mol氮氮三键生成同时有6mol氮氢键生成，说明反应达到平衡，故B错误；
C．气体密度不再变化时，由于已知条件中无环境是否是恒容，不能说明反应达到平衡，故C错误；
D．氮气与氨气的浓度比值不再变化时，说明反应达到平衡，故D正确；
故答案为AD。
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2024-2025年高中化学选择性必修1化学反应原理第二章化学反应速率与化学平衡第四节化学反应的调控课时练习
1．某温度下，在密闭容器中进行合成氨反应： 。下列叙述正确的是
A．升高温度，平衡向正反应方向移动( )
B．充入一定量，的转化率不变，的转化率变大
C．工业生产中未转化的合成气循环利用，主要是为了提高氮气和氢气的利用率
D．增大压强，可增大单位体积内活化分子的百分数，有效碰撞增多
2．下列事实可用化学平衡移动原理解释的是( )
A．在容器中充入一定量的与，达到平衡后压缩容器容积以增大压强，混合物颜色加深
B．制取乙酸乙酯过程中，实验人员通过加入过量的乙醇来提高乙酸的转化率
C．将肝脏研磨液加入过氧化氢溶液，发现有气泡产生，加热后气泡产生速率减慢
D．工业上选择在500℃而不是常温下进行合成氨的反应
3．下列有关化学工业的说法正确的是( )
A．硫酸工业生产采用常压，是因为在常压下的转化率已经很高了
B．硫酸工业中，为提高的转化率，通入的空气越多越好
C．合成氨工业，在提高速率和原料的转化率上对温度的要求是一致的
D．合成氨工业采用循环操作，主要是为了增大化学反应速率
4．乙酸铜常用作有机合成的催化剂或氧化剂。实验室中制备乙酸铜的流程如图所示。下列说法正确的是( )
A．反应①中双氧水起催化作用
B．为提高化学反应速率，反应①反应温度越高越好
C．步骤Ⅱ和步骤Ⅲ存在相同的操作
D．反应③碱式碳酸铜固体中加入的试剂X为冰醋酸
5．氮及其化合物的转化具有重要应用。下列说法正确的是( )
A．固氮菌能把空气中的转化为或铵态氮肥作为自身的养料
B．升高温度、增大压强，并使用合适催化剂，可使合成氨反应完全进行
C．“雷雨发庄稼”涉及的物质转化：硝酸盐
D．用稀处理做过银镜反应的试管：
6．某研究小组为探究催化剂对尾气中CO、NO转化的影响，将含NO和CO的尾气在不同温度下，以一定的流速通过两种不同的催化剂进行反应：2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g) △H<0，测量相同时间内逸出气体中NO的含量，从而确定尾气脱氮率(脱氮率即NO的转化率)，结果如图所示。
下列说法不正确的是( )
A．适当加压有助于脱氮率的提高
B．两种催化剂均能降低反应的活化能，但均不变
C．曲线Ⅱ中的催化剂的最适宜温度为450℃左右
D．a点的脱氮率是对应温度下的平衡脱氮率
7．如下图所示为工业合成氨的流程图。下列说法不正确的是( )
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④、⑤均有利于提高原料的利用率
D．将氨从混合气中分离出去可以提高氨在平衡体系中的百分含量
8．在起始温度均为T℃、容积均为10L的密闭容器A（恒温）、B（绝热）中均加入和4molCO，发生反应 。已知：、、分别是正、逆反应速率常数，，，A、B容器中的转化率随时间的变化关系如图所示。下列说法中正确的是( )
A．曲线M、N的平衡常数大小为：
B．与浓度比为1:1时，标志此反应已达平衡
C．T℃时，
D．用CO的浓度变化表示曲线N在0～100s内的平均速率为
9．提升碳利用能力，将CO2与共反应物转化成目标产物，是践行能源领域“双碳”战略路径之一。某科研小组利用体积可变的恒压密闭容器研究C(s)+CO2(g)2CO(g)，若碳足量，平衡时，体系中气体体积分数与温度的关系如图。
已知：气体分压(p分)=气体总压(p总)×体积分数。
下列叙述不正确的是( )
A．550℃时，达平衡后，若向体系中再充入惰性气体，v正、v逆均减小
B．650℃时，用平衡分压表示的化学平衡常数Kp=p总
C．T℃时，达平衡后，若向体系中再充入等体积的CO2和CO，平衡不移动
D．925℃时，CO2的平衡转化率α=96.0%
10．一定条件下，将等物质的量的N2(g)和O2(g)充入恒容密闭容器中模拟汽车发动机中NO的产生，反应为N2(g)+O2(g)2NO(g)。如图曲线a表示该反应在温度T下N2的浓度随时间的变化，曲线b只改变了起始某一反应条件。下列叙述不正确的是( )
A．温度T下，O2的平衡转化率为α=%
B．温度T下，该反应的平衡常数K=
C．曲线b对应的条件改变可能是加入了催化剂
D．若曲线b对应的条件改变是温度，可判断该反应的ΔH＞0
11．下列是德国化学家哈伯工业合成氨的流程图，其中关于反应调控的说法不正确的是( )
A．操作①是为了减少副反应及对设备的腐蚀
B．操作②和③均既可加快反应速率，又可提高产品产率
C．操作④⑤可提高原料利用率，但不能显著提高反应速率
D．操作③中选择500℃主要是考虑催化剂的活性，同时兼顾反应速率
12．镧镍合金在一定条件下可吸收氢气形成氢化物：LaNi5(s)＋3H2(g)LaNi5H6(s) ΔH<0，欲使LaNi5H6(s)释放出气态氢，根据平衡移动原理，可改变的条件是( )
A．增加LaNi5H6(s)的量 B．降低温度
C．减小压强 D．使用催化剂
13．利用传感技术可探究压强对化学平衡移动的影响。往注射器中充入适量气体如图甲所示；恒定温度下，再分别在时快速移动注射器活塞后保持活塞位置不变，测得注射器内气体总压强随时间变化的曲线如图乙所示。下列说法中错误的是( )
A．在B、E两点，对应的正反应速率：
B．C到D点平衡逆向移动，针筒内气体颜色D比B点深
C．B、H两点，对应的浓度相等
D．B点处的转化率为6%
14．下列图示与对应的叙述相符的是( )
A．图1表示分别在有、无催化剂的情况下氧化反应过程中的能量变化
B．由图2可知，反应C(金刚石，s)=C(石墨，s)的焓变
C．图3表示一定条件下的合成氨反应中，的平衡体积分数随的起始体积分数(的起始量恒定)的变化，图中a点的转化率小于b点
D．图4表示同一温度下，在不同容积的容器中进行反应，的平衡浓度与容器容积的关系
15．某小组拟用酸性溶液与溶液的反应来探究“条件对化学反应速率的影响”(已知：)，设计了如下实验方案并记录实验结果。
编号 V(0.20 mol·L溶液)/mL V(蒸馏水)/mL V(0.01 mol·L酸性溶液)/mL /g T/℃
① 2.0 0 4.0 0 50
② 2.0 0 4.0 0 25
③ 1.5 a 4.0 0 25
④ 2.0 0 4.0 0.1 25
下列说法错误的是( )
A．实验①、②是探究温度对化学反应速率的影响
B．实验②、④是探究催化剂对化学反应速率的影响
C．若a为0.5，则实验①、③是探究浓度对化学反应速率的影响
D．实验②中出现反应速率先增大后减小的现象，反应速率减小可能是反应物浓度降低造成的
16．哈伯法合成氨技术是德国诺贝尔化学奖获得者哈伯发明的。其合成原理为：N2(g)+3H2(g)2NH3(g) H<0，S<0。下列有关工业合成氨的说法正确的是( )
A．因为H<0，所以该反应一定能自发进行
B．因为S<0，所以该反应一定不能自发进行
C．在低温下进行是为了提高反应物的转化率
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
17．工业制备硫酸的生产过程及相关信息如下。下列有关说法正确的是( )
温度/℃ 不同压强下接触室中的平衡转化率/
450 99.2 99.7
550 94.9 97.7
工艺流程
A．循环利用的物质是
B．为放热反应
C．吸收塔中表现强氧化性
D．实际生产中，接触室中应采用温度，压强
18．在硫酸工业中，通过下列反应：，下表列出了在不同温度和压强下，反应达到平衡时的转化率。下列说法正确的是( )
温度/ 平衡时的转化率
0.1MPa 0.5MPa 1MPa 5MPa 10MPa
450 97.5 98.9 99.2 99.6 99.7
550 85.6 92.9 94.9 97.7 98.3
A．工业上通入过量空气的主要目的是加快反应速率
B．回收尾气中的仅为了防止空气污染
C．采用常压条件是因为常压下的转化率足够高，增大压强会增加设备成本
D．选择的较高温度既提高反应速率也提高平衡转化率
19．含硫化合物是实验室和工业上的常用化学品。请回答：
(1)实验室可用铜与浓硫酸反应制备少量SO2：Cu(s)＋2H2SO4(l)=CuSO4(s)＋SO2(g)＋2H2O(l) ΔH= 11.9kJ·mol－1。判断该反应的自发性并说明理由 。
(2)已知2SO2(g)＋O22SO3(g) ΔH= 198kJ·mol－1，850K时，在恒容密闭反应器中充入一定量的SO2和O2，10分钟反应达到平衡后测得SO2、O2和SO3的浓度分别为6.0×10－3mol·L－1、8.0×10－3mol·L－1和4.4×10－2mol·L－1。
①反应开始到第10分钟，SO3反应速率为 。
②该温度下反应的平衡常数为 。
③平衡时SO2的转化率为 。
(3)工业上主要采用接触法用含硫矿石制备硫酸。其主要工艺是焙烧、炉气精制、用钒做催化剂将SO2氧化成SO3、吸收等。结合本大题的信息，完成下题。
①下列说法正确的是 。
a．须采用高温高压的反应条件使SO2氧化为SO3
b．通入过量的空气可以提高含硫矿石和SO2的转化率
c．进入接触室之前的气流无需净化处理
②在焙烧前要将硫铁矿粉碎，这样做的目的是 。
(4)将FeSO4置入抽空的刚性容器中，升高温度发生分解反应：2FeSO4(s)Fe2O3(s)+SO2(g)+SO3(g) (Ⅰ)，平衡时P(SO3)－T的关系如下图所示。660K时，该反应的平衡总压P(总) kPa，Kp(Ⅰ)随反应温度升高而 (填“增大”“减小”或“不变”)。
20．天然气高温条件下可以转化为氢气，发生反应的热化学方程式为：。
回答下列问题：
(1)反应的平衡常数表达式为 ；已知几种物质的燃烧热如下表所示，则反应的 kJ·mol-1。
可燃物
燃烧热/kJ·mol -890.3 -393.5 -285.8
(2)一定温度下，在容积不变的密闭容器中充入适量发生上述反应，下列情况能说明反应达到平衡状态的是 (填序号)。
a．反应总压强不随时间变化 b．气体密度不随时间变化
c．CH 体积分数不随时间变化 d．的消耗速率与的生成速率之比为1∶2
(3)在体积为2L的密闭容器中充入1mol发生上述反应，不同温度下测得的转化率随时间的变化关系如下表所示：
时间/min转化率温度/℃ 2 4 6 8 10
40% 60% 80% 80% 80%
20% 30% 40% 60% 60%
① (填“>”、“<”或“=”)。
②条件下，前2min内，用表示的化学反应速率 mol L-1 min-1；达平衡时的体积分数为 %(结果保留1位小数)。
(4)一定温度，100kPa条件下，向密闭容器中充入、Ar气混合气体，的转化率与的关系如图所示。
①增大，平衡转化率减小的原因是 。
②此温度下，该反应的分压平衡常数 。
21．合成氨的逆反应速率随时间的变化如下图：
(1)由图可知，反应进行到a点时 。
A． B． C．
(2)时改变了某种反应条件，该条件可能是_______。
A．升温 B．增大氮气的浓度 C．使用催化剂 D．加压
(3)如果在时从混合物中分离出部分，时间段反应处于新的平衡状态，请在图中画出的变化曲线 。
22．合成氨是目前转化空气中氨最有效的工业方法，其反应历程和能量变化的简图如下：(图中ad表示物质吸附在催化剂表面时的状态)
(1)由图可知合成氨反应的
(2)对总反应速率影响较大的是步骤_______。
A．① B．② C．③ D．④
(3)若改变某一条件，使合成氨的化学反应速率加快，下列解释正确的是_______。
A．升高温度，使单位体积内活化分子百分数增加
B．增加反应物的浓度，使单位体积内活化分子百分数增加
C．使用催化剂，能降低反应活化能，使单位体积内活化分子数增加
D．增大压强，能降低反应的活化能，使单位体积内活化分子数增加
(4)关于合成氨反应，下列说法能说明其达到平衡的是_______。
A．气体的平均分子质量不再变化
B．有1mol氮氮三键生成同时有2mol氮氢键生成
C．气体密度不再变化
D．氮气与氨气的浓度比值不再变化
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