选择性化学练习试题2.4化学反应的调控（原卷版）

2.4化学反应的调控题组一题组一工业上合成氨1（2021·内蒙古·包头市第四中学高二期中）工业合成氨的反应为：

，该反应在一定条件下的密闭容器中进行。下列说法正确的是A．达到平衡时，反应速率：B．当、、的浓度比为1：3：2时，说明反应达到平衡C．使用催化剂可同时加快正、逆反应速率，提高生产效率D．若在密闭容器加入1mol和过量的充分反应，放出热量92.4kJ2．（2022·广西）工业上利用反应合成氨。一定条件下，该反应体系中的浓度随时间的变化关系如图所示：5h后，下列有关描述中，不正确的是A．的浓度不再发生变化 B．正、逆反应速率均为零C．反应处于动态平衡 D．反应达到限度3．工业上利用反应合成氨。该反应为放热反应，下列有关描述中，不正确的是A．反应中断裂的化学键要吸收能量 B．反应中形成的化学键要释放能量C．反应物的总能量比生成物的高 D．化合反应都是放热反应4．工业合成氨反应为：，该反应若在密闭容器中进行，下列有关说法正确的是A．减压可以提高NH3产量B．使用催化剂可加快反应速率C．升高温度可以实现N2的完全转化D．平衡时NH3的物质的量是N2的两倍5．（2022·云南·昆明一中高二期末）合成氨反应为：N2(g)+3H2(g)2NH3(g)

△H=92.4kJ·mol1。下列说法正确的是A．合成氨反应在任何温度下都能自发B．1molN2与过量H2充分反应放热92.4kJC．合成氨实际生产中选择高压和低温D．将氨液化分离，可促进平衡正移及循环利用氮气和氢气6．完成下列问题。(1)工业合成氨的反应为。设在容积为2.0L的密闭容器中充入0.60mol和1.60mol，反应在一定条件下达到平衡时，的物质的量分数(的物质的量与反应体系中总的物质的量之比)为，试计算：①该条件下平衡转化率为_______，的物质的量分数为_______(小数点后保留一位)。②该条件下的平衡转化率_______(小数点后保留一位)。③该条件下反应的平衡常数为_______。(2)已知：H—H键的键能为，H—N键的键能为，键的键能为，则与反应生成的热化学方程式为_______。(3)已知

。蒸发1mol需要吸收的能量为44kJ，其他相关数据如下表所示：1mol分子中的化学键断裂时需要吸收的能量/kJabzd表中z的大小用x、a、b、d表示为_______。(4)常温常压下，1.5g火箭燃料二甲基肼()完全燃烧放出50kJ热量，则二甲基肼的燃烧热为_______。7.某学习小组在实验室用和模拟工业合成氨。某温度下，在容积恒定为2.0L的密闭容器中充入和，一段时间后反应达到平衡状态。(1)已知在该条件下，与反应生成，每转移电子放出的热量，则该反应的热化学方程式为_______。(2)一定条件下，能说明该反应达到平衡状态的是_______(填标号)。A．的物质的量不再改变 B．反应停止进行C．、和的反应速率之比为1∶3∶2 D．混合气体总压强不再改变(3)反应过程中的实验数据如下表所示：0124600.240.360.400.40①内用表示的平均反应速率为_______。②平衡时的物质的量浓度为_______。8．氮及其化合物在生产、生活中有着重要作用。请回答下列问题：(1)工业合成氨的反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g)是一个可逆反应，反应条件是高温、高压，并且需要合适的催化剂。已知断裂1mol相应化学键需要的能量如下：化学键HHNHN≡N能量436kJ391kJ946kJ若反应生成lmolNH3(g)，可_______(填“吸收”或“放出”)热量_______kJ；实验室模拟工业合成氨时，在容积为2L的密闭容器内，反应经过10分钟后，生成10mol氨气，则用氮气表示的化学反应速率是_______mol·L1·min1。(2)汽车尾气中含有的NO是造成城市空气污染的主要因素之一，通过NO传感器可监测汽车尾气中NO含量，其工作原理如图所示：NiO电极为_______(填“正极”或“负极”)。Pt电极上发生的电极反应式为_______。当电路中有1mol电子发生转移时，消耗NO的体积为_______L(标准状况下)。(3)一种新型催化剂能使NO和CO发生反应2CO+2NON2+2CO2。为验证温度和催化剂的比表面积对化学反应速率的影响规律，某同学设计了如下三组实验。实验编号T(°C)NO初始浓度(mol/L)CO初始浓度(mol/L)催化剂的比表面积(m2/g)I2801.20×1035.80×10382II2801.20×103b124III350a5.80×10382①a=_______。②能验证温度对化学反应速率影响规律的实验是_______(填实验编号)。③恒温恒容条件下，不能说明该反应已达到平衡状态的是_______(填序号)。a.容器内的压强保持不变b.容器内各气体的物质的量之比为2：2：1：2c.v逆(CO2)=v正(NO)d.容器内混合气体密度不再改变9．（2022·辽宁·营口市第二高级中学）合成氨生产技术的创立开辟了人工固氮的途径，对化学工业技术也产生了重大影响。合成氨工业中原料气N2可以从空气中分离得到，H2可用甲烷或焦炭与水蒸气反应制得。(1)在三个相同容器中各充入1molN2和3molH2，在不同条件下反应达到平衡，氨的体积分数随时间变化的曲线如图所示。下列说法中正确的是_______(填字母)。A．图Ⅰ可能是不同压强对反应的影响，且p2>p1B．图Ⅱ可能是不同压强对反应的影响，且p1>p2C．图Ⅲ可能是不同温度对反应的影响，且T1>T2D．图Ⅱ可能是同温同压下不同催化剂对反应的影响，且催化剂性能1>2(2)将水蒸气通过红热的焦炭即产生水煤气，热化学方程式为C(s)+H2O(g)=H2(g)+CO(g)ΔH=+131.3kJ·mol1，ΔS=+133.7J·mol1·K1。该反应在常温(298K)下_______(填“能”或“不能”)自发进行。(3)在一个容积为2L的密闭容器中，通入0.8molA2气体和0.6molB2气体，一定条件下发生如下反应：A2(g)+B2(g)2AB(g)

ΔH<0，反应中各物质的浓度随时间的变化情况如图所示。下列说法不正确的是_______A．图中a点的值为0.15B．该反应的平衡常数K=0.03C．升高温度，平衡常数K减小D．平衡时A2的转化率为62.5%(4)从能量的变化和反应的快慢等角度探究反应：2H2+O22H2O。已知该反应为放热反应，下图能正确表示该反应中能量变化的是_______(填“A”或“B”)。从断键和成键的角度分析上述反应中能量的变化。化学键的键能如下表：化学键H—HO=OHO键能/(kJ·mol1)436496463则生成1mol水可以放出热量_______kJ。(5)以下反应：①木炭与水制备水煤气；②氯酸钾分解；③炸药爆炸；④酸与碱的中和反应；⑤生石灰与水作用制熟石灰；⑥Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl反应。其中属于放热反应的有_______(填序号)。题组二题组二化学反应的调控1．图1表示接触室中催化剂随温度变化图像，图2表示SO2的转化率a(SO2)随温度T及压强P的变化图像。你认为接触室中最合适的温度和压强是___________。2．钴具有广泛用途，其正三价化合物具有强氧化性。利用含钴废料(主要成分为Co3O4，还含有少量的铝箔、LiCoO2等杂质)制备碳酸钴的工艺流程如下图所示：(1)“碱浸”过程中，可以加快反应速率和提高原料利用率的方法是__________(任写两点)。(2)“滤液①”主要成分是__________；“操作②”的分离方法是__________。(3)“酸溶”时，Co、Li元素的浸出率随温度的变化如图所示：“酸溶”的适宜温度是__________；“酸溶”时有无色气体产生，该气体为__________；若用Na2S2O3代替H2O2则有两种硫酸盐生成，写出Na2S2O3在“酸溶”时发生的化学方程式：__________。3．甲醇是一种重要的有机化工原料，在工业上有着重要的用途。(1)二氧化碳催化加氢制甲醇反应的化学方程式为3H2(g)+CO2(g)H2O(g)+CH3OH(g)。在2L恒容密闭容器中加入4molH2和1molCO2在一定条件下发生上述反应，10min时剩余1.6molH2，此时CO2的转化率为____，用CH3OH表示10min内的化学反应速率为____，增加该反应中活化分子百分数的方法有____(答两点)。(2)若在催化剂a或b存在下，CO2和H2能同时发生两个反应：①3H2(g)+CO2(g)H2O(g)+CH3OH(g)，②CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)。在控制CO2和H2初始投料比，为1：2.2，相同压强下，经过相同反应时间测得的实验数据如表(甲醇选择性指转化的CO2中生成甲醇的百分比)：实验编号T/K催化剂CO2转化率(%)甲醇选择性(%)1543催化剂a12.342.32543催化剂b10.972.73553催化剂a15.339.14553催化剂b12.071.6①在相同温度下，不同的催化剂对CO2转化成CH3OH的选择性有显著的影响，你认为原因是____。②553K下，反应①在无催化剂、催化剂a和催化剂b三种情况下，活化能最小的是____。(3)工业上常用下列反应合成甲醇：CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)ΔH<0。若在450℃和1.01×106Pa时，向某密闭容器中通入1molCO和3molH2，充分反应后CO的转化率达到95%，若其他条件相同时，改为通入1molH2和1molCH3OH，则CH3OH的平衡转化率为_____；工业实际生产时，采用图中M点对应的反应条件，而不是N点，请说明选择的理由：____。4．近年来，我国大力加强温室气体氢化合成甲醇技术的工业化量产研究，实现可持续发展。在合适的催化剂作用下，二氧化碳可催化加氢制甲醇。(1)已知：①

②

则反应③

_______。(2)若将物质的量之比为1∶3的(g)和(g)充入容积为1.0L的恒容密闭容器中发生反应③，不同压强下转化率随温度的变化关系如图所示。a.A、B两条曲线的压强分别为、，则_______(填“>”、“＜”或“=”)；b.在曲线A的条件下，起始充入(g)和(g)的物质的量分别为1mol、3mol，且c点时K=300，则c点对应转化率为_______。(3)在MPa、原料气、合适催化剂的条件下发生反应，温度对转化率、产率、选择性的影响如图所示。已知：选择性。a.转化率随温度升高而增大的原因可能是_______；b.选择性随温度升高而减小的原因可能是_______；c.写出240℃时反应①的平衡常数的表达式：_______。(4)除调控合适的温度外，使选择性增大的方法有_______。5.某处工厂排出的烟道气中含氮氧化物(主要为NO、NO2)、粉尘和少量水蒸气。课外兴趣活动小组对该工厂排出的烟道气进行处理，并检测其氮氧化物含量，实验装置如图：已知：①活泼金属易形成氧化膜②形成原电池能加快反应速率③HClO的氧化性比NaClO强；(1)氮氧化物可用碱溶液吸收。装置D中NO和NO2混合气体按一定比例被NaOH溶液完全吸收生成NaNO2和H2O，写出该反应的化学方程式_______；若反应后尾气无残留，则参加反应的NO2、NO物质的量比值为_______(填字母)。a.≥1

b.≤1

c.任意值(2)可使用适量酸性H2O2溶液，将溶液中的NO全部氧化为NO，发生反应的离子方程式是_______。(3)溶液中NO直接排放在水体中也会造成污染，现用活泼金属将溶液中NO转化为N2，实现氮元素的脱除，具体步骤如下：步骤一、取适量(2)中H2O2处理后的溶液，调节pH至中性，蒸发浓缩，得到c(NO)为0.100mol·L1的溶液甲。步骤二、现量取50mL溶液甲，分别用金属铝、金属铁和铝铁合金在45℃、惰性气体氛围中对溶液乙进行氮脱除。步骤三、重复实验2~3次，溶液中NO的残留情况与反应时间的关系如图所示。①金属铝和金属铁在0~3h内，NO的脱除效率均很低，几乎没被脱除，其可能的原