鲁科版2019高中化学选择性必修第一册第二章化学反应的方向、限度与速率第四节化学反应条件的优化——工业合成氨同步练习

鲁科版 2019 高中化学选择性必修第一册第二章化学反应的方向、限度与速率第 四节化学反应条件的优化——工业合成氨同步练习 一、单选题 1.在下列过程中，需要加快化学反应速率的是（ ） A. 钢铁腐蚀 B. 食物腐败 C. 炼钢 D. 塑料老化 2.生产中常要控制化学反应条件增大反应速率．下列措施中不能加快化学反应速率的是（ ） A. 尽可能使用稀溶液 B. 选择合适的催化剂 C. 碾细固体反应物 D. 提高反应体系的温度 3.在地壳内，深度每增加 1km，压强大约增加 25250～30300kPa，在这样的压强下，对固体物质的平衡会发 生较大的影响。如： CaAl2Si2O8＋ (钙长石) Mg2SiO4＝ （镁橄榄石） CaMg2Al2Si3O12 （钙镁）石榴子石 摩尔质量（g/mol） 278 140.6 413.6 密度(g/cm3) 2.70 3.22 3.50 在地壳区域变质的高压条件下，有利于（ ） A. 钙长石生成 B. 镁橄榄石生成 C. 钙长石和镁橄榄石共存 D. （钙镁）石榴子石生成 4.一定条件下的密闭容器中，进行如下反应：NO(g)＋CO(g) ⇌ 1/2N2(g)＋CO2(g) ΔH＝－373.2 kJ/mol，为提 高该反应的反应速率，缩短达到平衡的时间，下列措施不可取的是( ) A. 加(正)催化剂 B. 增大压强(体积减小) C. 给体系加热 D. 从体系中不断移去部分 CO2 5.在相同条件下（T=500K），有相同体积的甲、乙两密闭容器。甲容器中充入 1 g SO2 和 1 g O2；乙容器中充 入 2 g SO2 和 2 g O2。下列叙述错误的是（ ） A. 化学反应速率：乙>甲 B. 平衡后 SO3 的浓度：乙>甲 C. SO2 的转化率：乙>甲 D. 平衡后 SO2 的体积分数：乙>甲 6.已知：C（s）＋CO2（g） ⇌ 2CO（g） △H＞0。该反应的达到平衡后，下列条件有利于反应向正方向进 行的是（ ） A. 升高温度和减小压强 B. 降低温度和减小压强 C. 降低温度和增大压强 D. 升高温度和增大压强 7.可逆反应 xH2S(g) ⇌ xH2(g)+Sx(g)（x>1）达到平衡后，下列说法错误的是（ ） A. 若恒容充入 H2 ， 则新平衡后 H2S 分解率下降 B. 若增大压强，气体颜色变深，则 Sx 为有色气体 C. 若恒容升温后，气体密度不变，说明达到了新平衡 D. 若改变某一条件后，压强不能作为判断新平衡的标志，则 Sx 状态发生改变 8.已知 K2Cr2O7 溶液中存在平衡： Cr2O72-(橙色)+H2O ⇌ 2CrO42-(黄色)+2H+。保持温度不变，用 K2Cr2O7 溶液 进行下列实验： 结合实验，下列说法正确的是（ ） A. ①中溶液变黄，③中溶液橙色加深 B. 上述可逆反应的平衡常数：①＜③ C. K2Cr2O7 溶液的氧化性在酸性条件下更强 D. 若向④中加入 70%H2S04 溶液至过量，溶液变为橙色 9.实验测得 0.5mol L -1 CH3COONa 溶液、 0.5mol L -1 CuSO4 溶液以及 H2O 的 pH 随温度变化的曲线如图 所示。下列说法正确的是（ ） A. 随温度升高，纯水中 H + t OH - B. 随温度升高， CH3COONa 的溶液的 OH - 减小 C. 随温度升高， CuSO4 的溶液的 pH 变化是 改变与水解平衡移动共同作用的结果 D. 随水温升高， CH3COONa 溶液和 CuSO4 溶液的 pH 均降低，是因为 CH3COO - 、 Cu 2+ 水解平衡移动 方向不同 10.为实现实验目的，选用的装置、实验操作均正确的是（ ） 实验目的 实验步骤和装置 A 探究温度对反应速率的影响 不同温度下，取 0.1 mol/LKI 溶液，向其中先加入淀粉溶液，再加 入 0.1 mol/L 硫酸，记录溶液出现蓝色的时间 B 配制 100mL1.0mol/L NaOH 溶液 向 100mL 容量瓶中加入 4. 0gNaOH 固体，加水到刻度线 C 验证牺牲阳极的阴极保护法 往铁电极附近滴加铁氰化钾溶液 D 比较 H2O2 和 Fe3+的氧化性 将盐酸酸化的双氧水滴入 Fe(NO3)2 溶液中 A. A B. B C. C D. D 11.电化学在化学实验、工业生产和生活中都有重要应用．下列说法正确的是（ ） A. 实验室利用锌片和稀硫酸制 H2 时，在稀硫酸中滴加 MgSO4 溶液可以加快反应速率 B. 将反应 2FeCl3+Cu═2FeCl2+CuCl2 设计为原电池，正极反应为 Cu﹣2e﹣═Cu2+ C. 利用电解法除去酸性废水中的 CN﹣离子，CN﹣在阳极被还原为 N2 和 CO2 D. 利用电解法精炼铜，原粗铜中的杂质有以离子形式被除去，也有以单质形式被除去 12.硝酸生产中，500℃时，NH3 和 O2 可能发生如下反应： ①4NH3（g）+5O2（g）⇌ 4NO（g）+6H2O（g）+9072kJ/K=1.1×1026 ②4NH3（g）+4O2（g）⇌ 2N2O（g）+6H2O（g）+1105kJ/K=4.4×1028 ③4NH3（g）+3O2（g）⇌ 2N2（g）+6H2O（g）+1269kJ/K=7.1×1034 其中，②、③是副反应．若要减少副反应，提高 NO 的产率，最合理的措施是（ ） A. 减小压强 B. 降低温度 C. 增大 O2 浓度 D. 使用合适的催化剂 13.NO2 存在下列平衡：2NO2（g）⇌ N2O4（g）+Q（Q＞0）在测定 NO2 的相对分子质量时，下列条件下测定 结果最接近理论值的是（ ） A. 温度 130℃、压强 3.03×105Pa B. 温度 25℃、压强 1.01×105Pa C. 温度 130℃、压强 5.05×104Pa D. 温度 0℃、压强 5.05×104Pa 14.2SO2（g）+O2（g） 2SO3（g）△H＜0 是制备硫酸的重要反应．下列叙述正确的是（ ） A. 催化剂 V2O5 不改变该反应的逆反应速率 B. 当 v（SO2）：v（O2）：v（SO3 ）=2：1：2 时，反应达到平衡状态 C. 该反应是放热反应，降低温度将缩短反应达到平衡的时间 D. 在 t1、t2 时刻，SO3（g）的浓度分别是 c1、c2 ， 则时间间隔 t1～t2 内，SO3（g）生成的平均反应速率 为 v= 21 21 15.工业炼铁是在高炉中进行的，高炉炼铁的主要反应是：①2C（焦炭）+O2（空气）=2CO； ②Fe2O3+3CO=2Fe+3CO 该炼铁工艺中，对焦炭的实际使用量要远远高于按照化学方程式计算所需其主要原 因是：（ ） A. CO 过量 B. CO 与铁矿石接触不充分 C. 炼铁高炉的高度不够 D. CO 与 Fe2O3 的反应有一定限度 16.下列对化学平衡移动的分析中，不正确的是（ ） ①已达平衡的反应 C（s）+H2O（g）⇌ CO（g）+H2（g），当增加反应物物质的量时，平衡一定向正反应 方向移动 ②已达平衡的反应 N2（g）+3H2（g）⇌ 2NH3（g），当增大 N2 的浓度时，平衡向正反应方向移动，N2 的 转化率一定升高 ③有气体参加的反应平衡时，若减小反应器容积时，平衡一定向气体体积增大的方向移动 ④有气体参加的反应达平衡时，在恒压反应器中充入稀有气体，平衡一定不移动． A. ①④ B. ①②③ C. ②③④ D. ①②③④ 二、综合题（共 4 题；共 30 分） 17.氨是重要的无机化工产品，合成氨工业对国民经济和社会发展具有重要的意义。其原理如下:N2(g)+3H2(g) ⇌ 2NH3 (g) ΔH< 0。在恒温恒容密闭容器中进行合成氨反应，各组分浓度与时间的关系如图所 示。 （1）表示 N2 浓度变化的曲线是________ (填字母)，25 min 时 c (NH3)=________。 （2）0~25min 内，用 H2 浓度变化表示的化学反应速率是________。 （3）此温度下，上述反应的平衡常数 K 的数值为________。 （4）若升高温度，则平衡向________(填“正反应”或“逆反应”)方向移动；正反应速率________ (填“增大”“减 小”或“不变”，下同 ), 逆反应速率________。 18.甲醇是一种重要的有机化工原料，需求量巨大．目前我国独创的联醇工艺的核心是采用一氧化碳加氢中 压合成法．主要反应如下：CO（g）+2H2（g）═CH3OH（g）；△H=﹣111.0kJ/mol 另有副反应：2CO+2H2O═CO2+CH4 等；中压法操作：压力为 10﹣15MPa，温度控制在 513K﹣543K，所用催 化剂是 CuO﹣ZnO﹣Al2O3 ． 合成甲醇的流程如图所示， 请回答： （1）实际生产中 CO 不能过量，以免生成羰基铁使催化剂失去活性，而氢气过量是有益的，指出两点理由： ________、________． （2）采取 10﹣15MPa 压力的作用是________；温度控制在 513K﹣543K 的原因是________． （3）原料气中的 H2S 对铜催化剂影响甚重，故必先去除之，通常用生石灰除杂，该反应的化学方程式为 ________： （4）粗甲醇中含有二甲醚等副产物，在常压下蒸馏粗甲醇，首先获得的馏分是________（写结构简式）； 获得的甲醇又可在银催化下氧化成甲醛，该反应的化学方程式为：________． （5）若 CO 的转化率为 80%，当有 22.4M3（标况）CO 与过量 H2 充分反应（不计其它副反应），可制得纯 度为 96%的甲醇的质量为________kg，同时获得热量________kJ． 19.氨是重要的化工产品之一，研究合成氨反应具有重要意义．σ （1）已知断裂下列化学键需要吸收的能量分别为：N≡N 946.0kJ•mol﹣1、H﹣H 436kJ•mol﹣1、N﹣H 390.8kJ•mol ﹣1 ， 写出以 N2（g）和 H2（g）为原料合成 NH3（g）的热化学方程式________ （2）某小组研究了其他条件不变时，改变某一条件对上述反应的影响，实验结果如图 1 所示： ①t1 时刻改变的条件为________ ②t2 时刻，恒压充入氦气，t3 时刻达到平衡．在图中画出 t2 时刻后的速率变化图象． （3）相同温度下，A、B、C 三个密闭容器，A、B 恒容，C 带有可自由移动的活塞 K，各向其中充入如图 2 所示反应物，初始时控制活塞 K，使三者体积相等，一段时间后均达到平衡． ①达到平衡时，A、C 两个容器中 NH3 的浓度分别为 c1、c2 ， 则 c1________ c2（填“＞”、“＜”或“=”）． ②达到平衡时，若 A、B 两容器中反应物的转化率分别为α（A）、α（B），则 α（A）+α（B）________ 1 （填“＞”、“＜”或“=”）． ③达到平衡时，若容器 C 的体积是起始时的 3 4 ， 则平衡时容器 C 中 H2 的体积分数为________ （4）直接供氨式碱性燃料电池（DAFC），以 KOH 溶液为电解质溶液，其电池反应为 4NH3+3O2═2N2+6H2O， 则负极的电极反应式为________ 20.“绿水青山就是金山银山”，因此研究 NOx、SO2 等大气污染物的妥善处理具有重要意义。 （1）亚硝酰氯(Cl—N=O)气体是有机合成的重要试剂，它可由 Cl2 和 NO 在通常条件下反应制得，该反应的热 化学方程式为________。 相关化学键的键能如下表所示： 化学键 Cl—Cl N O(NO 气体) Cl—N N=O 键能/(kJ·mol-1) 243 630 200 607 （2）燃煤发电厂常利用反应 2CaCO3(s)+2SO2(g)+O2(g) ⇌ 2CaSO4(s)+2CO2(g) ΔH=-681.8kJ·mol-1 ， 对煤进 行脱硫处理来减少 SO2 的排放。对于该反应，在 T℃时，借助传感器测得反应在不同时间点上各物质的浓度 如下： 时间/min 浓度/mol·L-1 0 10 20 30 40 50 O2 1.00 0.79 0.60 0.60 0.64 0.64 CO2 0 0.42 0.80 0.80 0.88 0.88 ①0～10min 内，平均反应速率 v(CO2)=________mol·L-1·min-1；当升高温度，该反应的平衡常数 K________(填 “增大”、“减小”或“不变”)。 ②30min 后，只改变某一条件，反应重新达到平衡。根据上表中的数据判断，改变的条件可能是________ (填 字母)。 A．加入一定量的粉状碳酸钙 B．适当缩小容器的体积 C．通入一定量的 O2 D．加入合适的催化剂 （3）NOx 的排放主要来自于汽车尾气，有人利用反应 C(s)+2NO(g) ⇌ N2(g)+CO2(g) ΔH=-34.0kJ·mol-1 ， 用 活性炭对 NO 进行吸附。已知在密闭容器中加入足量的 C 和一定量的 NO 气体，保持恒压测得 NO 的转化率 随温度的变化如图所示： 由图可知，1050K 前反应中 NO 的转化率随温度升髙而增大，其原因为________。 ②用某物质的平衡分压代替其物质的量浓度也可以表示化学平衡常数(记作 Kp)。在 1050K、1.1×106Pa 时， 该反应的化学平衡常数 Kp=________[已知：气体分压(P 分)=气体总压(Pa)×体积分数] （4）为避免汽车尾气中的有害气体对大气的污染，需给汽车安装尾气净化装置。在净化装置中 CO 和 NO 发生反应 2NO(g)+2CO(g) ⇌ N2(g)+2CO2(g) ΔH=-746.8kJ·mol-1 ， 生成无毒的 N2 和 CO2 实验测得，v 正=k 正 c2(NO)·c2(CO)，v 逆=k 逆 c(N2) c2(CO2)(k 正、k 逆为速率常数，只与温度有关)。①达到平衡后，仅降低温度，k 正 减小的倍数________ (填“>”、“