专题四-化学反应的调控-(同步课堂必刷题)(原卷版)

2020-2021学年高二《新题速递·化学》10月刊专题四化学反应的调控1．（2021·河北运河·沧州市一中月考）向恒温，恒容(2L)的密闭容器中充入2molSO2和一定量的O2发生反应：2SO2(g)＋O2(g)

2SO3(g)ΔH＝－197.74kJ·mol-1，4min后达到平衡，这时c(SO2)＝0.2mol·L-1，且SO2和O2的转化率相等。下列说法中，不正确的是A．2min时，c(SO2)＝0.6mol·L-1B．用O2表示4min内的反应速率为0.1mol·(L·min)-1C．再向容器中充入1molSO3，达到新平衡，n(SO2):n(O2)＝2:1D．4min后，若升高温度，平衡向逆方向移动，平衡常数K减小2．（2020·山东滕州市第一中学新校月考）一定条件下，密闭容器内SO2氧化成SO3的热化学方程式为2SO2(g)+O2(g)⇌2SO3(g)ΔH=-akJ•mol-1，该温度下反应的平衡常数为K。反应达到平衡后，保持温度不变，再通入一定量O2，下列说法正确的是(不考虑物质状态变化)A．a增大，K不变 B．a不变，K增大C．a增大，K增大 D．a不变，K不变3．（2020·怀仁市第一中学校高二月考）一定条件下，在容积为3L的密闭容器中，发生反应CO（g）＋2H2（g）CH3OH（g）ΔH<0，在不同温度下甲醇的物质的量随时间的变化如图所示。下列叙述正确的是（）A．平衡常数K（300℃）<K（500℃）B．300℃，当容器内压强不变时说明反应已经达到平衡C．在其他条件不变的情况下，将处于E点的体系的容积压缩到原来的1/2，氢气的浓度减小D．500℃，从反应开始到平衡，氢气的平均反应速率：v（H2）＝mol·L－1·min－14．（2020·江苏省如皋中学月考）一定温度下，向容积为2L的密闭容器中充入一定量的SO2和O2，发生反应：2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)。反应过程中测定的部分数据见下表(表中t1<t2)，下列说法正确的是反应时间/minn(SO2)/moln(O2)/mol00.100.060t10.012t20.016A．反应在0～t1min内的平均速率为v(SO3)=mol/(L·min)B．保持其他条件不变，起始时向容器中充入0.10molSO3和0.010molO2，达到平衡时，n(SO2)=0.012molC．保持其他条件不变，升高温度，平衡时c(SO2)=0.0070mol·L-1，则反应的ΔH>0D．相同温度下，起始时向容器中充入0.012molSO2、0.010molO2和0.088molSO3，则反应达到平衡前：v(逆)>v(正)5．（2020·临朐县实验中学高二月考）习近平总书记十分重视生态环境保护，多次对生态文明建设作出重要指示。试回答下列与环境有关的问题：（1）煤燃烧产生的烟气中含有氮的氧化物，用CH4催化还原NOx可消除氮氧化物的污染。已知：①CH4(g)＋2NO2(g)=N2(g)＋CO2(g)＋2H2O(g)H＝－867.0kJ·mol－1；②2NO(g)＋O2(g)=2NO2(g)H＝－112.2kJ·mol－1；③适量的N2和O2完全反应，每生成5.6L(标准状况下)NO时，吸收22.5kJ的热量。则CH4(g)＋4NO(g)=2N2(g)＋CO2(g)＋2H2O(g)H＝________kJ·mol－1；反应①在高温下________(填“能”或“不能”)自发进行。（2）在汽车排气系统中安装三元催化转化器，可发生下列反应：2NO(g)＋2CO(g)2CO2(g)＋N2(g)。在某恒容密闭容器中通入等物质的量的CO和NO，在不同温度(T)下发生上述反应时，c(CO)随时间(t)的变化曲线如图所示：①该反应的正反应为________(填“放热”或“吸热”)反应。②温度为T2时，反应达到平衡时NO的转化率为________。③温度为T1时，该反应的平衡常数K＝________。（3）目前烟气脱硝采用的技术有选择性非催化还原法(SNCR)脱硝技术和选择性催化还原法(SCR)脱硝技术。若用NH3作还原剂，则主要反应可表示为4NH3(g)＋4NO(g)＋O2(g)4N2(g)＋6H2OH<0，其中体系温度对SNCR技术脱硝效率的影响如图所示：①SNCR技术脱硝的最佳温度为________，SNCR与SCR技术相比，SCR技术的反应温度不能太高，其原因是____________________________________。②由题给信息分析，当体系温度过高时，SNCR技术脱硝效率降低，其可能的原因是_______________________________。6．（2020·邵东县第一中学月考）反应N2（g）+3H2（g）2NH3（g）ΔH＜0在等容条件下进行。改变其他反应条件，在Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ阶段体系中各物质浓度随时间变化的曲线如图所示：回答问题：(1)H2的平衡转化率αⅠ(H2)、αⅡ(H2)、αⅢ(H2)的大小关系是___。(2)由第一次平衡到第二次平衡，采取的措施是___。7．（2020·合肥市第九中学月考）近年来我国大力加强温室气体CO2催化氢化合成甲醇技术的工业化量产研究，实现可持续发展。回答下列问题：（1）已知：CO2（g）＋H2（g）CO（g）＋H2O（g），K1CO（g）＋2H2（g）CH3OH（g）K2写出CO2催化氢化合成甲醇的热化学方程式：_________________________________；用K1、K2表示此反应的化学平衡常数K=___________________。（2）为提高的产率，理论上应采用的条件是___________（填序号）。a．高温高压b．低温低压c．高温低压d．低温高压（3）250℃时，在恒容密闭容器中由催化氢化合成，如图为不同投料比[]时某反应物X的平衡转化率的变化曲线。反应物X是_________（填“”或“”）。（4）250℃时，在体积为2.0L的恒容密闭容器中加入和催化剂，10min时反应达到平衡，测得。①前10min内的平均反应速率_________。②化学平衡常数________。③下列描述中能说明上述反应己达平衡的是_____________(选填编号)。a．3v正(H2)=v逆(CH3OH)b．容器中气体压强不随时间而变化c．c(H2):c(CO2)=1:1d．容器中气体平均相对分子质量不随时间而变化④催化剂和反应条件与反应物的转化率和产物的选择性高度相关。控制相同投料比和相同反应时间，四组实验数据：得到如下实验编号温度/K催化剂的转化率/%甲醇的选择性/%A543Cu/ZnO纳米棒12.342.3B543Cu/ZnO纳米片11.972.7C553Cu/ZnO纳米棒15.339.1D553Cu/ZnO纳米片12.070.6根据上表所给数据，用生产甲醇的最优条件为_________（填实验编号）。8．（2020·安徽省含山中学月考）氮是地球上含量丰富的一种元素，氮及其化合物在工农业生产、生活中有着重要作用，合成氨工业在国民生产中有重要意义。以下是关于合成氨的有关问题，请回答：(1)若在0.5L的密闭容器中，一定量的氮气和氢气进行如下反应：N2(g)+3H2(g)2NH3(g)ΔH<0，其化学平衡常数K与温度T的关系如表所示：T/℃200300400KK1K20.5请完成下列问题：①试比较K1、K2的大小，K1___K2(填“<”“>”或“＝”)；②400℃时，反应2NH3(g)N2(g)+3H2(g)的化学平衡常数为___。当测得NH3、N2和H2物质的量分别为3mol、2mol和1mol时，则该反应的v(N2)正__v(N2)逆(填“<”“>”或“＝”)。(2)平衡后，若提高H2的转化率，可以采取的措施有_____。A．加入催化剂B．恒温恒压下充入一定量氩气C．其他条件不变降低反应体系的温度D．恒温恒容下充入一定量N2(3)已知稀氨水和稀硫酸反应生成1mol(NH4)2SO4时ΔH=-24.2kJ·mol-1；强酸、强碱稀溶液反应的中和热ΔH=-57.3kJ·mol-1。则NH3·H2O（aq）(aq)+OH-(aq)ΔH等于_____。9．（2020·沈阳市法库县高级中学月考）一定条件下，将SO2和O2充入体积为2L的密闭容器中，发生如下反应：2SO2(g)+O2(g)⇌2SO3(g)(正反应放热)反应过程中SO2、O2、SO3物质的量变化如图所示：回答下列问题：(1)用SO2表示0～15min的平均反应速率为_____。升高温度，SO2的转化率___(填“增大”“减小”或“不变”)，化学反应速度_______。(填“增大”“减小”或“不变”)。(2)反应第一次处于平衡状态的时间是______。此时反应的平衡常数K=______(填分数)。(3)反应进行至20min时，曲线发生变化的原因是______(用文字表达)；10～15min的曲线变化的原因可能是_____(填写编号)。a.加了催化剂b.升高温度c.降低温度d.在恒容条件下充入氦气(4)在相同条件下，在该2L的密闭容器中充入的是1mol的SO3，0.5mol的O2，1mol的SO2，平衡时若想SO2的体积分数与上述平衡时相同，则应再加入(填SO2、O2、SO3中的一种)______，为______mol。10．（2020·沈阳市法库县高级中学月考）中国政府承诺，到2020年，单位GDP二氧化碳排放比2005年下降40%～50%。减少CO2排放是一项重要课题。（1）碳酸二甲酯（CH3OCOOCH3，简称DMC）是一种应用前景广泛的新材料，用甲醇、CO、CO2在常压、70～120℃和催化剂条件下合成DMC。已知：①CO的燃烧热为△H=﹣283.0kJ·mol－1②H2O(l)=H2O(g)△H＝+44.0kJ·mol－1③2CH3OH(g)+CO2(g)CH3OCOOCH3(g)+H2O(g)△H＝﹣15.5kJ·mol－1则2CH3OH(g)+CO(g)+1/2O2(g)CH3OCOOCH3(g)+H2O(l)△H＝_______________。（2）在密闭容器中按n(CH3OH):n(CO2)=2:1投料直接合成DMC，一定条件下，平衡时CO2的转化率如图1所示，则：①v(A)、v(B)、v(C)由快到慢的顺序为____________________；②K(A)、K(B)、K(C)由大到小的顺序为___________________；③下列能说明在此条件下反应达到平衡状态的是__________。A．2v正(CH3OH)=v逆(CO2)B．CH3OH与CO2的物质的量之比保持不变C．容器内气体的密度保持不变D．各组分的物质的量分数保持不变（3）CO2经催化加氢可以生成低碳烃，主要有以下两个竞争反应：反应Ⅰ：CO2(g)+4H2(g)CH4(g)+2H2O(g)反应II：2CO2(g)+6H2(g)C2H4(g)+4H2O(g)为分析催化剂对反应的选择性，在1L密闭容器中充入1molCO2和2molH2，测得有关物质的物质的量随温度变化如图2所示。该催化剂在较低温度时主要选择________（填“反应Ⅰ”或“反应II”）。520℃时，反应II的平衡常数K=___________（只列算式不计算）。11．（2020·横峰中学高二月考）Ⅰ、在2L密闭容器中，起始投入4molN2和6molH2在一定条件下生成NH3，平衡时仅改变温度测得的数据如表所示(已知：T1<T2)(1)则K1_______K2(填“>”、“<”或“=”)，原因：_______。(2)在T2下，经过10s达到化学平衡状态，则0～10s内N2的平均速率v(N2)为_______，平衡时H2的转化率为_______。若同时再增加各物质的量为1mol，该反应的V正_______V逆(>或=或<)，平衡常数将_______(填“增大”、“减小”或“不变”)(3)下列能说明该反应已达到平衡状态的是_______。A．3v(H2)正＝2v(NH3)逆B．容器内气体压强不变C．混合气体的平均相对分子质量不再改变的状态D．ΔH保持不变Ⅱ、甲烷蒸气转化法制H2的主要反应为：CH4(g)+H2O(g)⇌CO(g)+3H2(g)。在恒容密闭容器中充入2molCH4和H2O(g)的混合气体，且CH4和H2O(g)的物质的量之比为x，相同温度下达到平衡时测得H2的体积分数φ(H2)与x的关系如图所示。则CH4的转化率：a点_______(填“>”“＝”或“<”，下同)b点，CH4(g)的浓度：a点_______b点，氢气的产率：a点_______b点。12．（2020·怀仁市第一中学校高二月考）已知2A（g）＋B（g）2C（g）ΔH＝－akJ·mol－1（a>0），在一个有催化剂的固定容积的密闭容器中加入2molA和1molB，在500℃时充分反应达平衡后C的浓度为wmol·L－1，放出的热量为bkJ。请回答下列问题：（1）a_____b（填“>”“＝”或“<”）。（2）下表为不同温度下该反应的平衡常数。由此可推知，表中T1____T2（填“>”“＝”或“<”）。T/KT1T2T3K1.00×1072.45×1051.88×103若在原来的容器中，只加入2molC,500℃时充分反应达平衡后，吸收的热量为ckJ，则C的浓度_____（填“>”“＝”或“<”）wmol·L－1，a、b、c之间的关系为_____（用代数式表示）。（3）在相同条件下，要想得到2akJ热量，加入各物质的物质的量可能是_____。A．4molA和2molBB．4molA、2molB和2molCC．4molA和4molBD．6molA和4molB（4）为使该反应的反应速率增大，且平衡向正反应方向移动，下列措施正确的是_____。A．及时分离出C气体B．适当升高温度C．增大B的浓度D．选择高效催化剂（5）若将上述容器改为恒压容器（反应前体积相同），起始时加入2molA和1molB,500℃时充分反应达平衡后，放出的热量为dkJ，则d____b（填“>”“＝”或“<”）（6）在一定温度下，向一个容积可变的容器中，通入3molA和2molB及固体催化剂，使之反应，平衡时容器内气体物质的量为起始时的90%。保持同一反应温度，在相同容器中，若起始时通入4molA、3molB和2molC及固体催化剂，则平衡时A的百分含量______（填“不变”“变大”“变小”或“无法确定”）。13．（2020·山西省长治市第二中学校高二月考）近几年雾霾天气多次肆虐我国中东部地区。其中，汽车尾气和燃煤尾气是造成空气污染的原因之一。(1)汽车尾气净化的主要原理为2NO(g)＋2CO(g)2CO2(g)＋N2(g)。在密闭容器中发生该反应时，c(CO2)随温度(T)、催化剂的表面积(S)和时间(t)的变化曲线如图所示。据此判断：①通过分析判断温度的高低：T1______T2（填“﹥”“=”或“﹤”）②若该反应在绝热、恒容的密闭体系中进行，下列示意图正确且能说明反应在进行到t1时刻达到平衡状态的是________________。③使用甲醇汽油可能减少汽车尾气对环境的污染，某化工厂用水煤气为原料合成甲醇，恒温条件下，在体积可变的密闭容器中发生反应：CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)，到达平衡时，测得CO、H2、CH3OH分别为1mol、1mol、1mol，容器的体积为3L，现往容器中继续通入3molCO，此时v(正)____v(逆)(填“﹥”“=”或“﹤”)，判断的理由是_________________。(2)煤燃烧产生的烟气中含氮的氧化物，用CH4催化还原NOx可以消除氮氧化物的污染。①已知甲烷的燃烧热为890kJ·mol－1；1mol水蒸气变成液态水放热44kJ；N2与O2生成NO的过程如下：CH4(g)＋4NO(g)=2N2(g)＋CO2(g)＋2H2O(g)ΔH＝____________。②在恒压下，将CH4(g)和NO2(g)置于密闭容器中，也可以发生化学反应：CH4(g)＋2NO2(g)N2(g)＋CO2(g)＋2H2O(g)ΔH<0，提高NO2转化率的措施有______________。A．增加原催化剂的表面积B．降低温度C．减小投料比[n(NO2)/n(CH4)]D．增大压强(3)在容积相同的两个密闭容器内(装有等量的某种催化剂)先各通入等量的CH4，然后再分别充入等量的NO和NO2。在不同温度下，同时分别发生上述的两个反应，并在ts时测定其中NOx转化率，绘得图像如下图所示：从图中可以得出以下结论是：结论一：在250～450℃时，NOx转化率随温度升高而增大，450～600℃时NOx转化率随温度升高而减小，推测原因是___________________________。结论二：________________________________________。14．（2020·沈阳市法库县高级中学月考）“低碳经济”已成为全世界科学家研究的重要课题。为减小和消除CO2对环境的影响，一方面世界各国都在限制其排放量，另一方面科学家加强了对CO2创新利用的研究。（1）已知：①CO(g)＋H2O(g)H2(g)＋CO2(g)ΔH＝－41kJ·mol－1②C(s)＋2H2(g)CH4(g)ΔH＝－73kJ·mol－1③2CO(g)C(s)＋CO2(g)ΔH＝－171kJ·mol－1写出CO2与H2反应生成CH4和H2O(g)的热化学方程式：_________