第二章化学反应速率与化学平衡第三节化学反应的调控课时训练（解析版）2021-2022学年上学期高二化学人教版（2019）选择性必修1.docx

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1、化学反应的调控一、单选题（本大题共13小题）1. 对于工业合成氨反应N2+3H22NH3+Q(Q0)，下列判断正确的是()A. 3体积H2和足量N2反应，必定生成2体积NH3B. 使用合适的催化剂，可以提高原料的利用率C. 500左右比室温更有利于向合成氨的方向进行D. 及时使氨液化、分离的主要目的是提高N2和H2的利用率【答案】D【解析】A.合成氨为可逆反应，则3体积H2和足量N2反应，氢气不能完全转化，生成氨气小于2体积，故A错误；B.催化剂不影响化学平衡，不能提高提高原料的利用率，故B错误；C.为放热反应，升高温度平衡逆向移动，则室温比500左右更有利于向合成氨的方向进行，故C错误；D.

2、及时使氨液化、分离，可使平衡正向移动，则提高N2和H2的利用率，故D正确；故选：D。2. 下列事实能用勒夏特列原理来解释的是()A. SO2被氧化为SO3，往往需要使用催化剂2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)B. 500C左右的温度比室温更有利于合成氨反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g)H0C. H2、I2、HI平衡混合气体加压后颜色加深I2(g)+H2(g)2HI(g)D. 实验室采用排饱和食盐水的方法收集氯气Cl2+H2OH+Cl+HClO【答案】D【解析】A.加入催化剂有利于加快二氧化硫生成三氧化硫的反应速率，但是不会引起平衡移动，不能用勒夏特列原理解释，故A错误；B.合成氨

3、的正反应是放热反应，升高温度平衡逆向移动，但500左右的温度比室温更有利于合成氨反应，不能用平衡移动原理解释，故B错误；C.H2+I22HI的平衡中，增大压强，浓度增加，颜色加深，平衡不移动，不能用勒夏特列原理解释，故C错误；D.实验室可用排饱和食盐水的方法收集氯气，氯气和水的反应是可逆反应，饱和氯化钠溶液中氯离子浓度大，化学平衡逆向进行，减小氯气溶解度，能用勒夏特列原理解释，故D正确。3. 如图所示为工业合成氨的流程图。下列说法错误的是()A. 步骤中“净化”可以防止催化剂中毒B. 步骤中“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、均有利于提高原料平衡的转化率D. 为保持足

4、够高的原料转化率，应在反应达到一定时间时将氨从混合气中分离出去【答案】C【解析】A.步骤中的净化是为了除去杂质，防止和催化剂反应，使催化剂降低作用，故A正确；B.由于正反应为体积缩小的反应，所以加压可以提高原料的转化率，体积缩小，浓度变大又可以加快反应速率，故B正确；C.合成氨是放热反应，所以升高温度不利于提高原料平衡的转化率，故C错误；D.为保持足够高的反应速率，应在反应达到一定转化率时及时将氨从混合气中分离出去，从而使平衡向右移动，故D正确。4. 下列事实不能用勒夏特列原理解释的是()A. 实验室中常用排饱和食盐水的方式收集氯气B. 红棕色的NO2气体，加压后颜色先变深后变浅C. 合成氨工

5、业中使用铁触媒作催化剂D. 对熟石灰的悬浊液加热，悬浊液中固体质量增加【答案】C【解析】A.氯气溶于水存在平衡Cl2+H2OHClO+H+Cl，饱和食盐水中含有大量氯离子，促使平衡逆向移动，降低氯气在食盐水中的溶解度，故A不符合题意；B.红棕色的NO2气体，存在平衡;2NO2(g)N2O4(g)，加压后，体积减小，NO2浓度增大，颜色先变深，后平衡正向移动，NO2浓度减小，颜色变浅，可以用勒夏特列原理解释，故B不符合题意；C.合成氨使用催化剂，可以加快反应速率，但催化剂不能使平衡移动，不能用勒夏特列原理解释，故C符合题意；D.氢氧化钙溶解为放热过程，升高温度，平衡逆向移动，从溶液中析出氢氧化钙

6、，可用勒夏特列原理解释，故D不符合题意。5. 下列实验事实能用平衡移动原理解释的是( )A. 反应I2(g)+H2(g)2HI(g)达平衡后，压缩体积体系颜色变深B. H2O2中加入二氧化锰，生成氧气的速率加快C. 棕黄色的FeCl3溶液中加入铁粉颜色逐渐变为浅绿色D. 反应CO(g)+NO2(g)CO2(g)+NO(g)H0，达平衡后，升高温度体系颜色变深【答案】D【解析】勒夏特列原理主要内容为：在一个已经达到平衡的反应中，如果改变影响平衡的条件之一(如温度、压强，以及参加反应的化学物质的浓度)，平衡将向着能够减弱这种改变的方向移动，能用勒夏特列原理解释，首先必须存在可逆过程，以此解答该题A

7、、对于反应I2(g)+H2(g)2HI(g)，反应前后气体分子数相等，增大平衡体系的压强平衡不移动，不能用化学平衡移动原理解释，颜色变深是因为压缩体积使得浓度变大，故A不符合；B、加入催化剂加快反应速率，平衡不移动，不能用化学平衡移动原理解释，故B不符合；C、棕黄色的FeCl3溶液中加入铁粉会发生反应生成氯化亚铁溶液，是一种浅绿色的溶液，和化学平衡移动原理无关，故C不符合；D、反应CO(g)+NO2(g)CO2(g)+NO(g)(正反应为放热反应)，达平衡后，升高温度平衡逆向移动，体系颜色变深，故D符合。故选：D。6. 2020年是勒夏特列诞辰170周年，他发现的平衡移动原理在工、农业生产和日

8、常生活中有许多重要应用，下列事实能用勒夏特列原理解释的是( )A. 2HI(g)H2(g)+I2(g)，加压，体系颜色变深B. 已知反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g)，H0，高温比低温更有利于NH3的生成C. 工业上用SO2合成SO3，增加氧气的量可提高SO2的利用率D. 工业上合成氨，使用铁触媒做催化剂可提高NH3的日产量【答案】C【解析】A.2HI(g)H2(g)+I2(g)，加压平衡不移动，但由于碘蒸气浓度增大，所以体系颜色变深，因此不能用平衡移动原理解释，故A不符；B.已知反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g)，H0，由于反应放热，高温不利于氨气的生成，故B不符；C.工业上

9、用SO2合成SO3，增加氧气的量，平衡会正向移动，所以可提高SO2的利用率，可以用平衡移动原理解释，故C符合； D.工业上合成氨，使用铁触媒做催化剂可提高NH3的日产量，催化剂对平衡移动无影响，不能用平衡移动原理解释，故D不符。7. 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】D【解析】略8. 高炉炼铁过程中发生的主要反应为13Fe2O3(s)+CO(g)23Fe(s)+CO2(g)H0，欲提高上述反应CO的平衡转化率，可采取的措施是()A. 提高反应温度B.

10、 移出部分CO2C. 加入合适的催化剂D. 减小容器的容积【答案】B【解析】提高CO的平衡转化率，应使平衡向正反应方向移动，但不能增大CO的用量，结合选项根据平衡移动原理分析。A、该反应正反应是放热反应，提高反应温度，平衡向逆反应方向移动，CO的平衡转化率降低，故A错误；B、移出部分CO2，平衡向正反应方向移动，CO的平衡转化率增大，故B正确；C、加入合适的催化剂，平衡不移动，故C错误；D、反应前后气体的物质的量不变，减小容器的容积，增大压强平衡不移动，CO的平衡转化率不变，故D错误；故选B。9. 已知工业合成氨的反应为N2(g)+3H2(g)2NH3(g) H0。下列措施中，既可提高氨气平衡

11、时的产率又可加快反应速率的是A. 采用高温条件B. 加入适当的催化剂C. 增大体系压强D. 将氨气液化并不断移去液氨【答案】C【解析】A. 该反应是放热反应，高温有利于平衡逆向移动，氨气产率降低，故A错误；B. 催化剂不会改变平衡，不会提高产率，故B错误；C. 加压该平衡正向移动，产物产率增大，加压反应速率加快，故C正确；D. 移出氨气，生成物浓度减少，平衡正移使产物产率增大，但反应速率减慢，故D错误。故选C。10. 利用反应2NO(g)+2CO(g)2CO2(g)+N2(g)H=746.8kJmol1，可净化汽车尾气，如果要同时提高该反应的速率和NO的转化率，采取的措施是( )A. 降低温度

12、B. 增大压强同时加催化剂C. 升高温度同时充入N2D. 及时将CO2和N2从反应体系中移走【答案】B【解析】A.该反应正反应为放热反应，降低温度，化学平衡向正反应方向移动，NO的转化率增加，化学反应速率减慢，故A错误；B.增大压强同时加催化剂，化学反应速率加快，催化剂不能使平衡移动，但增大压强平衡向正反应方向移动，NO的转化率增大，故B正确；C.升高温度，化学反应速率加快，化学平衡向吸热方向移动，即向逆反应方向移动，NO的转化率减小，同时充入N2，化学平衡向逆反应方向移动，NO的转化率减小，故C错误；D.将CO2和N2从反应体系中移走，平衡向正反应方向移动，NO的转化率增大，但反应速率减小，

13、故D错误。故选B。11. COCl2(g)CO(g)+Cl2(g)Q，当反应达到平衡时，下列措施升温;恒容通入惰性气体;增加CO的浓度;减压加催化剂;恒压下通入惰性气体，能提高COCl2转化率的是A. B. C. D. 【答案】B【解析】从反应可看出该反应属于气体体积分数增大的吸热反应，故解答如下：升温平衡向正反应移动，COCl2转化率增大，故符合；恒容通入惰性气体，总压增大，反应混合物各组分的浓度不变，平衡不移动，COCl2转化率不变，故不符合；增加CO的浓度，平衡向逆反应方向移动，COCl2转化率减小，故不符合；减压平衡向正反应方向移动，COCl2转化率增大，故符合；加催化剂，改变速率不改

14、变平衡，COCl2转化率不变，故不符合；恒压通入惰性气体，压强增大，为保持恒压，体积增大压强减小，平衡正向进行，COCl2转化率增大，故符合；故选：B。12. 在密闭容器中进行如下反应：2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g)。已知该反应为放热反应，达到平衡后，为提高该反应速率和NO的转化率，采取的正确措施是()A. 加催化剂B. 升高温度C. 增大压强D. 向容器中通入NO【答案】C【解析】A.加催化剂只加快反应速率，平衡不移动，不能提高NO转化率，故A错误；B.升温反应速率加快，反应放热平衡逆向移动，NO转化率减小，故B错误；C.增大压强，反应速率加快，平衡正向移动，NO转化率

15、增大，故C正确；D.向容器中通NO，增大NO浓度，反应速率加快，NO转化率减小，故D错误。13. 已知恒温恒容条件下进行反应：2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)H0。下列说法正确的是A. 若将容器改为绝热恒容，则到达平衡的时间缩短B. 若将容器改为恒压，通入惰性气体，平衡不移动C. 达到平衡后，保持O2的浓度不变，扩大容器体积，平衡正向移动D. 加入高效催化剂，既可增大反应速率，也可增大反应物的平衡转化率【答案】A【解析】A.若将容器改为绝热恒容，反应正反应放热，体系温度不断升高，到达平衡的时间缩短，故A正确；B.若将容器改为恒压，通入惰性气体，扩大容器体积，根据勒夏特列原理，平衡向着减

16、小体积的方向移动，即逆向移动，故B错误；C.达到平衡后，保持O2的浓度不变，扩大容器体积，二氧化硫和三氧化硫物质的量浓度都减小，浓度熵不变，等于化学平衡常数，平衡不移动，故C错误；D.加入高效催化剂，可增大反应速率，但不改变反应物的平衡转化率，故D错误。二、填空题（本大题共2小题）14. 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)若在一容积为2L的密闭容器中加入0.2mol的N2和0.6mol的H2在一定条件下发生反应：N2(g)+3H2(g)2NH3(g)H0，若在5分钟时反应达到平

17、衡，此时测得NH3的物质的量为0.2mol。则前5分钟的平均反应速率v(N2)=_。平衡时H2的转化率为_%。(2)平衡后，若要提高H2的转化率，可以采取的措施有_。A.加了催化剂 B.增大容器体积C.降低反应体系的温度 D.加入一定量N2(3)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)H0，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：试比较K1、K2的大小，K1_K2(填“”或“=”)；400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

18、分别为3mol、2mol和1mol时，2NH3(g)N2(g)+3H2(g)的v(N2)正_v(N2)逆(填“”或“=”)。(4)关于合成氨工艺的理解，下列说法不正确的是_(填字母)。A.合成氨工业常采用的反应温度为500左右，主要是为了节约能源B.使用初始反应速率更快的催化剂Ru.，不能提高平衡时NH3的产率C.合成氨工业采用的压强为10MPa30MPa，是因为常压下N2和H2的转化率不高【答案】(1)0.01molL1min1；50；(2)C、D；(3)； 2； ；(4)A【解析】(1)5min达平衡，c(NH3)=0.1mol/L，所以v(NH3)=0.1mol/L5min=0.02mo

19、l/(Lmin)，根据反应速率之比等于系数之比，则v(N2)=120.02mol/(Lmin)=0.01mol/(Lmin)；c(NH3)=0.1mol/L，浓度变化量之比等于化学计量数之比，所以c(H2)=32c(NH3)=320.1mol/L=0.15mol/L，故参加反应的氢气的物质的量为0.15mol/L2L=0.3mol，所以氢气的转化率为0.3mol0.6mol100%=50%，故答案为：0.01mol/(Lmin)；50%；(2)A.催化剂不改变平衡移动，故A错误；B.增大容器体积，相当于减小压强，平衡逆反应方向移动，故B错误；C.反应为放热反应，降低温度，平衡向正反应移动，故C

20、正确；D.加入一定量N2，平衡向正反应方向移动，故D正确故选：CD；(3)该反应正反应是放热反应，升高温度，平衡向逆反应方向移动，生成物浓度减小，反应物浓度增大，所以K1K2，故答案为：；400时，反应2NH3(g)N2(g)+3H2(g)的化学平衡常数K的值和反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g)的平衡常数呈倒数，所以K=10.5=2；容器的体积为0.5L，NH3和N2.H2的物质的量浓度分别为：6mol/L、4mol/L、2mol/L，400时，浓度商Qc=42362=89v(N2)逆；故答案为：2；(4)A.该反应是放热反应，降低温度，利于提高氨气产率，故A错误；B.使用初始反应速率

21、更快的催化剂Ru，不改变平衡，不能提高平衡时NH3的产量，故B正确；C.该反应是气体分子数减小的反应，采用10MPa30MPa比常压更有利于提高氮气和氢气的转化率，故C正确，故答案为：A。15. 化学反应原理研究物质转化过程中的规律并在生产生活中有广泛的应用。(1)汽车排气管内的催化转化器可实现尾气无毒处理。已知：N2(g)+O2(g)=2NO(g)H=+180.5kJmol12C(s)+O2(g)=2CO(g)H=221.0kJmol1CO2(g)=C(s)+O2(g)H=+393.5kJmol1则：反应2NO(g)+2CO(g)=N2(g)+2CO2(g)的H=_kJmol1。在600K时

22、，将3.0molNO、3.6molCO通入固定容积3L的密闭容器中，20min后，反应达平衡，测得N2的浓度为0.2molL1，则NO的转化率=_，反应平衡常数K=_(保留两位有效数字)。若改变下列条件之一，达新平衡时NO的体积分数一定减小的是_(填序号)。a.增加CO的量b.加入催化剂c.降低温度d.扩大容器体积(2)某实验小组在研究“反应条件对化学平衡的影响”时做了如下两个实验。探究浓度对平衡的影响已知四氯合钴()离子(蓝色)与六水合钴()离子(粉红色)之间存在如下平衡：CoCl42+6H2OCo(H2O)62+4Cl。甲同学向某已呈现紫色的氯化钴溶液中通入HCl，发现溶液变为_色；乙同学

23、向溶液中加水，平衡移动方向为_(填“向右”、“向左”或“不移动”)，说明原因_。运用数字化实验探究压强对平衡的影响将一收集满干燥NO2的注射器与色度计、电脑连接，推压活塞可得到如下实验曲线。由图可知：增大压强，该混合气体的颜色变化为_。【答案】(1)746.5；40%；0.14；ac；(2)蓝；向右；向溶液加水稀释时，溶液中离子浓度均成比例减少，QcK；先变深后变浅，但比原来颜色深【解析】(1)已知：、N2(g)+O2(g)=2NO(g)H=+180.5kJmol1、2C(s)+O2(g)=2CO(g)H=221.0kJmol1、CO2(g)=C(s)+O2(g)H=+393.5kJmol1盖

24、斯定律计算：(2+)得到反应：N2(g)+2CO2(g)=2NO(g)+2CO(g)H=+746.5kJ/mol，得到：2NO(g)+2CO(g)=N2(g)+2CO2(g)H=746.5kJ/mol，故答案为：746.5；在600K时，将3.0molNO、3.6molCO通入固定容积3L的密闭容器中，20min后，反应达平衡，测得N2的浓度为0.2molL1， 2NO(g)+2CO(g)=N2(g)+2CO2(g)起始量(mol/L) 1 1.2 0 0变化量(mol/L)0.4 0.4 0.2 0.4平衡量(mol/L)0.60.80.2 0.4则NO的转化率=0.4mol/L1mol/L

25、100%=40%，平衡常数K=0420.20.820.620.14，故答案为：40%；0.14；若改变下列条件之一，达新平衡时NO的体积分数一定减小，说明改变条件平衡正向进行，a.增加CO的量，平衡正向进行，NO体积分数减小，故a正确；b.加入催化剂改变反应速率不改变化学平衡，NO体积分数不变，故b错误；c.反应为放热反应，降低温度，平衡正向进行，NO体积分数减小，故c正确；d.扩大容器体积，压强减小，平衡逆向进行，NO体积分数增大，故d错误；故答案为：ac；(2)已知四氯合钴()离子(蓝色)与六水合钴()离子(粉红色)之间存在如下平衡：CoCl42+6H2OCo(H2O)62+4Cl。甲同学

26、向某已呈现紫色的氯化钴溶液中通入HCl，氯离子浓度增大，平衡逆向进行，溶液显蓝色，加水平衡向右进行，溶液显粉红色，向溶液加水稀释时，溶液中离子浓度均成比例减少，QcK，故答案为：蓝；向右；向溶液加水稀释时，溶液中离子浓度均成比例减少，Qc”、“”或“=”)v(逆)。 平衡时n(CH3OCH3)= _，平衡时CO的转化率= _ _。 (3)将合成气以n(H2)/n(CO)=2通入1L的反应器中，一定条件下发生反应：4H2(g)+2CO(g)CH3OCH3(g)+H2O(g)H，其CO的平衡转化率随温度、压强变化关系如下图所示，下列说法正确的是_。 A.H0 B.P1P2；1.75mol；75%(

27、3)A (4)2.0【解析】(1)由CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)H1=90.7kJmol12CH3OH(g)CH3OCH3(g)+H2O(g)H2=23.5kJmol1CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)H3=41.2kJmol1结合盖斯定律可知，2+得到3H2(g)+3CO(g)CH3OCH3(g)+CO2(g)H=246.1kJmol1；a.降低温度，反应速率减慢，CO转化率提高，故a不选； b.加入催化剂，平衡不移动，反应速率加快，CO转化率不变，故b不选；c.缩小容器体积，平衡正向移动，CO转化率增大，反应速率加快，故c选；d.增加H2的浓度，平衡正向移动，反应

28、速率加快，CO转化率增大，故d选；e.增加CO的浓度，平衡正向移动，反应速率加快，CO转化率减小，故e不选；(2)根据题目信息由于平衡时混合气体密度是同温同压下起始时的1.6倍，且所有物质均为气态，结合反应的特点可知反应开始时向正反应方向进行，即v(正)v(逆)；设生成的甲醚的物质的量为a，则有： 3H2(g)+3CO(g)CH3OCH3(g)+CO2(g)起始(mol) 3 3 1 1 转化(mol) 3a 3a a a平衡(mol) 33a 33a 1+a 1+a因平衡时混合气体密度是同温同压下起始时的1.6倍，所以有mV平mV始=1.6，即V始V平=1.6=3+3+1+133a+33a+1+a+1+a，解得a=0.75mol，所以平衡时n(CH3OCH3)=1mol+0.75mol，CO的转化率为30.75mol3mol100=75；(3)A.由图可知升高温度CO的转化率减小，可知升高温度平衡逆向移动，则HP2P3，故B错误；C.若在P3和316时，起始时n(H2)n(CO)=32，增大氢气的量可促进CO的转化，平衡时(CO)大于50%，故C错误；故答案为：A；(4)由图可知最高点时对应转化率、选择性较大，有利于二甲醚的合成，即催化剂中n(Mn)n(Cu)约为2.0时最有利于二甲醚的合成。