2022版新教材高中化学 第二章 化学反应速率与化学平衡 第四节 化学反应的调控基础训练（含解析）新人教版选择性必修第一册.docx

1、第四节 化学反应的调控基础达标练1.合成氨生产中，说法正确的是( )A.使用催化剂，提高原料的利用率B.采用高温、高压工艺提高氨的产率C.产物用热水吸收，剩余气体循环利用D.增大反应物浓度，对v正 影响更大答案：D2.下列有关工业合成氨的说法不能用平衡移动原理解释的是 ( )A.不断补充氮气和氢气B.选择10MPa30MPa 的高压C.及时液化分离氨气D.选择500 左右的高温同时使用铁触媒作催化剂答案：D3.合成氨反应通常控制在10MPa30MPa 的压强和400500 左右的温度，且进入合成塔的氮气和氢气的体积之比为1:3，经科学测定，在相应条件(500) 下氮气和氢气反应所得氨的平衡浓度

2、（体积分数）如表所示：压强20MPa30MPa氨的平衡浓度（体积分数）19.1%26.4%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答案：D解析：实际合成氨工业中需要考虑单位时间的产量问题，合成氨反应未达到平衡是因为让反应达到平衡需要一定的时间，时间太长得不偿失。4.某温度下，发生反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g)H=-92.4kJmol-1 ，N2 的平衡转化率() 与体系总压强(p) 的关系如图所示。下列说法正确的是( )A.将1molN2 和3molH2 置

3、于1L 密闭容器中发生反应，放出的热量为92.4kJB.平衡状态由A 到B 时，平衡常数K(A)K(B)C.上述反应在达到平衡后，增大压强，H2 的转化率增大D.升高温度，平衡常数K 增大答案：C解析：题给反应为可逆反应，加入的1molN2 和3molH2 不可能完全反应生成2molNH3 ，所以反应放出的热量小于92.4kJ ，A项错误；从状态A到状态B ，改变的是压强，温度未发生变化，所以平衡常数不变，B项错误；题给反应是反应前后气体分子数减小的反应，增大压强，平衡向正反应方向移动，H2 的转化率增大，C项正确；升高温度，平衡逆向移动，K 减小，D项错误。5.下列事实能用勒夏特列原理解释的

4、是( )A.使用铁触媒，使N2 和H2 混合，有利于合成氨B.由H2(g)、I2(g) 和HI(g) 组成的平衡体系加压后颜色变深C.500 左右比室温更有利于合成氨的反应D.将混合气体中的氨液化有利于合成氨反应答案：D解析：A 、B两项，改变条件平衡均不移动，不能用勒夏特列原理解释；C项，根据勒夏特列原理，温度越低，NH3 的转化率越高，采取500 左右，主要考虑催化剂的活性和反应速率问题；D项，将混合气体中的氨液化，相当于减小了生成物的浓度，平衡正向移动，有利于合成氨反应，能用勒夏特列原理解释。6.下列有关合成氨工业的说法中，正确的是( )A.从合成塔出来的混合气体中，其中NH3 只占15

5、% ，所以合成氨厂的产率都很低B.氨易液化，N2、H2 在实际生产中可循环使用，所以总体来说合成氨的产率很高C.工业合成氨的反应温度控制在400500 ，目的是使化学平衡向正反应方向移动D.合成氨厂采用的压强越大，产率越高，无需考虑设备、条件答案：B7.下图表示合成氨反应在t0t6 时间段内反应速率的变化，已知在t1、t3、t4 时改变外界条件，每次外界条件的改变都是单一条件的改变。下列有关说法正确的是( )A.t1 时改变的条件是压缩反应容器B.t3 时改变条件后反应的正活化能和H 均下降C.平衡常数：K(t0t1)K(t2t3)=K(t5t6)D.氨气的体积分数：(t2t3)(t3t4)(

6、t5t6)答案：C解析：合成氨反应是气体分子数减小的放热反应。t1 时：v （逆）突然变大，然后缓慢下降，v （正）突然变大，然后缓慢增加，平衡向逆反应方向移动，改变的条件是升温，A项错误；t3 时：v （正）和v （逆）同等程度增加，平衡不移动，改变的条件是使用了催化剂，使用催化剂，会使反应的正活化能降低，但H 不变，B项错误；对于同一个反应，只有温度影响平衡常数，该反应是放热反应，升高温度，平衡常数减小，故平衡常数K(t0t1)K(t2t3)=K(t5t6) ，C项正确；t3 时改变的条件是使用了催化剂，加入催化剂不影响平衡移动，氨气的体积分数(t2t3)=(t3t4) ，t4 时改变的条

7、件是降低压强（增大反应容器体积），平衡向逆反应方向移动，平衡后氨气的体积分数降低，即(t3t4)(t5t6) ，D项错误。8.反应2CO2(g)+6H2(g)C2H4(g)+4H2O(g) 是综合利用CO2 的热点研究领域催化加氢合成乙烯的重要反应。该反应往往伴随副反应，生成C3H6、C3H8、C4H8 等低碳烃。下列有关该反应的说法正确的是( )A.该反应H0B.该反应的平衡常数K=c(C2H4)c2(CO2)c6(H2)C.用E 表示键能，该反应H=4E(C=O)+12E(HH)-4E(CH)-8E(HO)D.一定温度和压强条件下，选用合适的催化剂可以提高反应速率和乙烯选择性答案：D解析：

8、反应2CO2(g)+6H2(g)C2H4(g)+4H2O(g) 是气体体积减小的反应，则S0 ，故A错误；反应2CO2(g)+6H2(g)C2H4(g)+4H2O(g) 的平衡常数K=c(C2H4)c4(H2O)c2(CO2)c6(H2) ，故B错误；反应2CO2(g)+6H2(g)C2H4(g)+4H2O(g) 的H=4E(C=O)+6E(HH)-4E(CH)-8E(HO)-E(C=C) ，故C错误；工业上通常通过选择合适催化剂，以加快化学反应速率，同时还可以提高目标产品的选择性，以减少副反应的发生，所以一定温度和压强下，为了提高反应速率和乙烯的选择性，应当选择合适的催化剂，故D正确。素养提

9、升练9.一定条件下，将10.0molH2 和1.0molN2 充入恒容密闭容器中，发生反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ，并达到平衡状态，则H2 的转化率可能是( )A.15% B.30%C.35% D. 75%答案：A解析：对可逆反应而言，任何一种物质都不能完全转化，利用“极限法”，假设N2 完全转化，则消耗的H2 的物质的量n(H2)=3n(N2)=3.0mol ，但事实上，N2 是不可能完全转化的，因而消耗的H2 的物质的量一定小于3.0mol ，故H2 的转化率(H2)3.0mol10.0mol100%=30% 。10（A）.在N2(g)+3H2(g)2NH3(g)H0 的平

10、衡体系中，当分离出NH3 时，下列说法正确的是( )A.改变条件后速率时间图像如图B.此过程中QKC.平衡体系中NH3 的含量增大D.N2 的转化率增大答案：D解析：分离出NH3 ，v正v逆 ，Qv逆 ，QK ，平衡向正反应方向移动，N2 的转化率增大，由于分离出NH3 ，使体系中NH3 的含量减小。11（A）.已知反应2CO2(g)+6H2(g)C2H4(g)+4H2O(g)H 。根据理论计算，在恒压、起始物质的量之比n(CO2):n(H2)=1:3 条件下，该反应达平衡时各组分的物质的量分数随温度变化的曲线如图所示。实验发现，在实际反应过程中还可能生成C3H6、C3H8、C4H8 等副产物

11、。下列有关说法不正确的是( )A.由图可知，H0B.图中曲线d 表示的是平衡时C2H4 物质的量分数的变化C.在实际反应中，450K 达到平衡时，n(C2H4):n(H2O)1:4D.在实际反应中，改用选择性更好的催化剂不能提高C2H4 的产率答案：D解析：曲线a 表示平衡时H2 物质的量分数和变化，曲线c 表示平衡时CO2 物质的量分数和变化，曲线b 表示平衡时H2O 物质的量分数和变化，曲线d 表示平衡时C2H4 物质的量分数和变化。由题图可知，升高温度，乙烯的物质的量分数减小，化学平衡向逆反应方向移动，则该反应为放热反应，HK(85) ；b 点的温度比d点的低，故vbvd ，选项C正确。

12、根据题图可知，温度在8085 ，CO(g) 的转化率最高，超过该温度范围，随着温度的升高，CO(g) 的转化率降低，说明反应的最适温度在8085 ，故生产时反应温度控制在8085 为宜，选项D正确。创新拓展练13.（2021北京丰台高二期末）氢能是一种极具发展潜力的清洁能源。以下反应是目前大规模制取氢气的重要方法之一：CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)H=-41.2kJ/mol 。（1）欲提高CO 的平衡转化率，理论上可以采取的措施为 （填序号）。A.增大压强B.升高温度C.加入催化剂D.通入过量水蒸气（2）800 时，该反应的平衡常数K=1.1 ，在容积为1L 的密闭容器中进行

13、反应，测得某一时刻混合物中CO、H2O、CO2、H2 的物质的量分别为1mol、3mol、1mol、1mol 。写出该反应的平衡常数表达式K= 。该时刻反应 （填“正向进行”“逆向进行”或“达平衡”）。（3）830 时，该反应的平衡常数K=1 ，在容积为1L 的密闭容器中，将2molCO 与2molH2O 混合加热到830 。反应达平衡时CO 的转化率为 。（4）图1表示不同温度条件下，CO 平衡转化率随着n(H2O)n(CO) 的变化趋势。判断T1、T2 和T3 的大小关系： ，说明理由： 。图1（5）实验发现，其他条件不变，在相同时间内，向反应体系中投入一定量的CaO 可以增大H2 的体积

14、分数，实验结果如图2所示（已知：1微米=10-6 米，1纳米=10-9 米）。投入纳米CaO 比微米CaO ，H2 的体积分数更高的原因是 。图2答案：（1）D（2）c(CO2)c(H2)c(H2O)c(CO) 正向进行 （3）50%（4）T1T2T3 ; 该反应为放热反应，在n(H2O)n(CO) 相同时，温度越低，CO 的转化率越大（5）纳米CaO 表面积比微米CaO 大，吸收CO2 能力比微米CaO 强解析：（1）题给反应为放热反应，且反应前后气体分子数不变，增大压强，平衡不移动，CO 的转化率不变，故A不符合题意；反应放热，升高温度平衡逆向移动，CO 的转化率减小，故B不符合题意；催化

15、剂只影响反应速率，不影响平衡状态，故C不符合题意；通入过量水蒸气，提高反应的浓度使平衡正向移动，增大CO 的转化率，故D符合题意。（2）由反应可知该反应的平衡常数K=c(CO2)c(H2)c(H2O)c(CO) ，CO、H2O、CO2、H2 的物质的量分别为1mol、3mol、1mol、1mol 时，Qc=c(CO2)c(H2)c(H2O)c(CO)=1mol1L1mol1L1mol1L3mol1L=13K=1.1 ，反应正向进行。（3）设CO 的转化物质的量为xmol ，列“三段式”有：CO+H2OCO2+H2起始物质的量/mol2200变化浓度的量/molxxxx平衡浓度的量/mol2-x

16、2-xxxK=xmol1Lxmol1L(2-x)mol1L(2-x)mol1L=1 ，解得：x=1 ，CO 的转化率=1mol2mol100%=50% 。（4）该反应为放热反应，在n(H2O)n(CO) 相同时，温度越低，平衡正向移动，CO 的转化率越大，由题图可知，在n(H2O)n(CO) 相同时，转化率(T1)(T2)(T3) 、则温度：T1T2T3 。（5）由反应CO+H2OCO2+H2 可知，向其中投入CaO 时，CaO 可吸收CO2 ，使c(CO2) 减小，平衡正向移动，导致生成更多H2 ，H2 百分含量增大；若投入纳米CaO ，纳米CaO 颗粒小，表面积大，可使反应速率加快，c(CO2) 减小，平衡正向移动加剧，所以H2 百分含量增大要多。思路导引 计算转化率时可以应用“三段式”来解决；第（5）问要结合题给图形来分析。