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1、第二章化学反应的方向、限度与速率第4节化学反应条件的优化-工业合成氨专题练 高二化学鲁科版（2019）选择性必修1一、单选题（共16题）1Fe3+和I-在水溶液中的反应如下：2I-+2 Fe3+2 Fe2+I2(水溶液)。 当上述反应达到平衡后，加入CCl4萃取I2，且温度不变，上述平衡 移动A向右B向左C不D无法判断2化学与生产、生活、科技等密切相关，下列说法不正确的是A手机使用的锂电池属于二次电池，在一定条件下可实现化学能和电能的相互转化B因为催化剂不能影响化学平衡，不同种催化剂对同一反应的生产效率不产生影响C锌锰碱性电池，锌电极是负极，放电时发生氧化反应D开发使用生物质能、太阳能、风能等
2、新型能源可减少化石燃料的使用3一定温度下，以下反应分别在密闭容器中进行并建立了平衡。体系中混合气体的平均相对分子质量(Mr)在下列条件下的变化情况正确的是选项反应条件MrAN2(g)+3H2(g)2NH3(g)升高温度变大B2NO2(g)N2O4(g)缩小容器容积变小CH2(g)+I2(g)2HI(g)降低温度不变D2NH3(g)+CO2(g)CO(NH2)2(s)+H2O(g)若平衡时Mr=30，增加容器容积不变AABBCCDD4在恒温、恒容条件下，能使正反应速率增大的措施是A减小C或D的浓度B再加入一定量DC减小B的浓度D增大A或B的浓度5一定量的CO2与足量的碳在恒压(起始压强为P)密闭
3、容器中反应：C(s)+CO2(g)2CO(g)。平衡时，体系中气体体积分数与温度的关系如下图所示：已知：气体分压(P分)=气体总压(P总)体积分数。下列说法正确的是A一定温度下达到平衡后，充入一定量CO2 ，达到新平衡后，二氧化碳所占体积分数将变大B该反应H0CT时，若充入等体积的CO2和CO，平衡向逆反应方向移动D650时，用平衡分压代替平衡浓度表示的化学平衡常数KP=6下列实验过程可以达到实验目的的是编号实验目的实验过程A具有漂白性缓慢通入滴有酚酞的NaOH溶液中B探究温度对化学平衡移动的影响将少量95%的乙醇和氯化钻晶体溶于水配成粉红色溶液，然后用酒精灯加热，观察实验现象C验证淀粉水解产
4、物有无还原性淀粉与稀硫酸共热，再加人新制的氢氧化铜悬浊液并加热，观察实验现象D探充浓度对反应速率的影响向2支盛有5mL不同浓度溶液的试管中同时加入溶液，观察实验现象AABBCCDD7实验室中模拟合成氨反应：N2(g)+3H2(g)=2NH3在恒容密闭容器中，初始投入量相等的条件下，得到三组实验数据如表所示：实验序号温度()H2浓度(mol/L)0min10min20min30min40min50min60min13002.001.701.501.361.251.201.2023002.001.501.281.201.201.201.2032002.001.601.391.291.271.271
5、.27下列有关说法不正确的是ANH3的质量分数不再改变能说明该可逆反应达到化学平衡状态B实验2中，前20min内以N2的浓度变化表示的化学反应速率为0.012molL-1min-1C实验1中2030min时间段平均反应速率较4050min时间段内平均反应速率快的主要原因是反应物浓度大，反应速率快D实验3中，40min时向容器中充入一定量He，则正反应速率v正不变，氨气的体积分数不变8已达到平衡的可逆反应，增大压强后，反应速率(v)变化如图所示，该反应是AN2(g)+3H2(g)=2NH3(g)BC(s)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g)CH2(g)+I2(g)=2HI(g)D2SO2(g
6、)+O2(g)=2SO3(g)9对于密闭容器中反应：N2(g)+3H2(g)=2NH3(g)，673K、30MPa下n(NH3)和n(H2)随时间变化关系如图。下列叙述不正确的是A用同种物质表示的正反应速率：点a比点b的大B点c处反应达到平衡C点d(t1时刻)和点e(t2)时刻)处n(N2)一样D在给定条件下，t1时刻NH3的含量达到最高10某学习小组为了探究反应速率(v)与反应物浓度的关系，在20进行实验，所得的数据如表：实验编号相关数据0.0080.0080.0040.0080.0040.0010.0010.0010.0020.0020.100.200.200.100.40下列结论不正确的
7、是A若温度升高到40，则反应速率增大B实验，探究的是对反应速率的影响C若该反应速率方程为(k为常数)，则p=1D实验中，11将E(s)和F(g)加入密闭容器中，在一定条件下发生反应：E(s)4F(g) G(g)，已知该反应的平衡常数如表。下列说法正确的是温度/2580230平衡常数510421.910-5A正反应是吸热反应B25 时，反应G(g) E(s)4F(g)的平衡常数为0.5C80 时，测得某时刻F、G的浓度均为0.5 molL-1，此时v正v逆D恒温恒容下，向容器中再充入少量G(g)，达新平衡时，G的体积分数增大12将等物质的量的X、Y气体充入某密闭容器中，一定条件下，发生如下反应并
8、达到平衡： ，改变某个条件并维持新条件直至达到新的平衡，表中关于新平衡与原平衡的比较正确的是选项改变的条件新平衡与原平衡比较A升高温度X的转化率变小B增大压强(压缩体积)X的浓度变小C充入一定量YY的转化率增大D使用适当催化剂X的体积分数变小AABBCCDD13在含Fe3+的和的混合溶液中，反应的分解机理及反应进程中的能量变化如下：步骤：步骤：下列有关该反应的说法正确的是A化学反应速率与Fe3+浓度的大小有关B该反应为吸热反应CFe2+是该反应的催化剂D反应可以设计成原电池，将化学能全部转化为电能14工业合成三氧化硫的反应为2SO2(g)+O2(g)=2SO3(g) H=-198kJ/mol，
9、反应过程可用如图模拟(表示O2，表示SO2，表示催化剂)。下列说法不正确的是A过程和过程决定了全部反应进行的程度B催化剂可降低反应的活化能，从而使单位体积中活化分子百分数增大，化学反应速率加快C过程为吸热过程，过程为放热过程；所以升高温度，过程速率加快，过程速率减D1molSO2和0.5molO2反应，放出的热量小于99kJ15酸性KMnO4溶液和H2C2O4溶液反应的化学方程式为：2KMnO4+5H2C2O4+3H2SO4=K2SO4+2MnSO4+10CO2+8H2O。某研究小组利用该反应来探究温度对反应速率的影响，进行如下四组实验。每组实验分别在0和80条件下进行。试判断最能实现研究目的
10、的一组实验是组别KMnO4H2SO4H2C2O4温度记录的数据VmLCmolL-1VmLCmolL-1VmLCmolL-1A20.010.5120.10至气体不再产生所需要的时间80B20.10.5120.010至气体不再产生所需要的时间80C20.010.5120.10溶液完全褪色所需要的时间80D20.10.5120.010溶液完全褪色所需要的时间80AABBCCDD16由煤转化成的合成气通过下列反应转变为液态甲醇： 。向三个体积可变的密闭容器中分别充入和，在不同的温度、压强下测得平衡转化率如下表。已知容器I达平衡时，容器体积为2L。下列说法不正确的是容器温度压强平衡转化率0.50.80.
11、5AT2 T1B容器II达平衡时，容器体积为0.4LC容器I中反应5分钟达到平衡，则该时间段D保持容器I和III原条件不变，分别向两容器再充入，再次达平衡后，两容器CO的平衡转化率仍为0.5二、综合题（共4题）17I.羰基硫(COS)可作为熏蒸剂，分子结构与CO2相似。回答下列问题：（1）碳原子的核外电子排布式为_；组成羰基硫的元素中，半径最大的原子其核外有_种不同能量的电子。（2）羰基硫为_(填“极性”或“非极性”)分子，羰基硫的电子式为_。（3）解释稳定性CO2大于CS2的原因_。II.密闭容器中，发生反应：CO(g)+H2S(g)COS(g)+H2(g) （4）已知逆反应速率随时间变化如
12、图所示，则t0时改变的条件可能是_或_。（5）该反应达到平衡后，其他条件不变，升高温度，H2S浓度增加，表明该反应是_（填“放”或“吸”）热反应，平衡常数K将_(填“增大”、“减小”或“不变”)；若在反应体系中通入一定量SO2(g)，判断平衡移动的方向并解释原因。 _18工业制硫酸中的一步重要反应是SO2的催化氧化。在2 L密闭容器中，充入SO2和O2，在催化剂、500的条件下发生反应。请结合下图中数据，回答下列问题。(1)该反应的化学方程式为_。(2)反应开始至2min末，以SO2的浓度变化表示该反应的平均速率是_；2min时，反应是否达到化学平衡状态？_(填“是”或“否”)。(3)下列说法
13、不正确的是_。a.催化剂可以增大化学反应速率b.改变温度或压强，可以实现SO2的完全转化c.通过调控反应条件，可以提高该反应进行的程度d.若仅增大容器容积，则该化学反应速率增大(4)下列情况，能说明该反应一定达到化学平衡状态的是_。a.单位时间内消耗1 mol SO2，同时生成1 mol SO3b.SO2的物质的量保持不变c.正、逆反应速率相等且不等于零d.SO2的浓度与SO3的浓度相等19甲醇是一种基本的有机化工原料(1)甲醇制取绿色能源氢气的部分反应过程如图1所示：图1图2已知：.CH3OH(g)CO(g)+2H2(g)H1=+90.4kJmol-1.CO(g)+H2O(g)CO2(g)+
14、H2(g)H2=-41kJmol-1反应的热化学方程为_。(2)在恒压密闭容器中，反应的进气比同时，测得相应的CO的平衡转化率如图2所示(各点对应的反应条件除温度可能不同外，其余都相同)图中A、D和F三点对应的反应温度TA、TD、TF的关系是_，其原因是_。CO的平衡转化率与进气比、反应温度之间的关系是_。C、D两点对应的反应速率大小：vC_vD(填“”“K=2，则平衡逆移，v逆v正，C错误；D恒温恒容下，向容器中再充入少量G(g)，结合勒夏特列原理可知，G的体积分数增大，D正确。故答案选择D。12A【详解】A升高温度，平衡向吸热反应的方向移动，即逆向移动，X的转化率变小，A项正确；B增大压强
15、，平衡向气体分子数减小的方向移动，即正向移动，X的物质的量减小，但由于容器体积减小，各组分的浓度均比原平衡时的大，B项错误；C增大一种反应物的浓度，能够提高另一种反应物的转化率，而其本身的转化率降低，C项错误；D催化剂只能改变反应速率，不能影响平衡状态，故各物质的体积分数不变，D项错误；故选A。13A【详解】A由反应的分解机理可知，Fe3+为反应的催化剂，故化学反应速率与Fe3+浓度的大小有关，A项正确；B由反应进程中的能量变化图可知，反应物所具有的总能量比生成物所具有的总能量高，故该反应为放热反应，B项错误；C由反应机理可知，Fe2+是该反应的中间产物，而不是催化剂，C项错误；D从理论上来说
16、，任何自发的氧化还原反应均可设计为原电池，故反应可以设计成原电池，将化学能转变为电能，还有部分化学能转化为热能等形式，故化学能不可能全部转化为电能，即能量的转化率不可能达到100%，D项错误；答案选A。14C【分析】由反应过程图示可知，过程I是反应物被催化剂吸附，过程发生SO2、O2中共价键的断裂，过程中形成SO3中的共价键，过程IV是生成物离开催化剂表面，据此分析解答。【详解】A过程发生SO2、O2中共价键的断裂，过程中形成SO3中的共价键，决定了全部反应进行的程度，故A正确；B使用催化剂可降低反应的活化能，从而使单位体积中活化分子百分数增大，化学反应速率加快，故B正确；C断键为吸热过程，成
17、键为放热过程，但不管是吸热过程，还是放热过程，升高温度速率均加快，故C错误；D该反应是可逆反应，反应物不能完全转化为生成物，所以1molSO2和0.5molO2反应，放出的热量小于99kJ，故D正确；答案选C。15C【详解】探究温度对反应速率的影响，即控制的变量是温度，就这一点A、B、C、D都符合要求；气体不再产生的现象做为反应终点，不易控制，A不符合题意；B、D选项KMnO4过量，无法看到溶液完全褪色的现象；故选C。16C【详解】A该反应正向为气体体积减小的放热反应，降低温度或者增大压强都能提高CO的平衡转化率，容器II和容器III的压强相同，容器II达到平衡时CO的转化率大于容器III的C
18、O平衡转化率，说明容器II的温度更低，由此可知T2 T1，故A正确；B容器I达到平衡时，容器体积为2L，则T1温度下反应的平衡常数=4，容器II和容器I的温度相同，则达到平衡时的平衡常数相等，容器II达平衡时，设容器体积为xL，则=4，解得x=0.4，故B正确；C容器I中反应5min达到平衡状态，该反应正向为气体体积减小的反应，反应达到平衡状态时体积为2L，因此反应开始时容器体积大于2L，若容器体积始终为2L，则该时间段，所以该时间段内，故C错误；D保持容器I和III原条件不变，分别向两容器再充入，再次达平衡后，新的平衡与原平衡互为等比等效，因此再次达到平衡时，CO的转化率为0.5，故D正确；
19、综上所述，不正确的是C项，故答案为C。171s22s22p2 5 极性 CO双键键能大于CS双键键能，所以稳定性CO2大于CS2 加入催化剂 缩小容器体积（增大压强） 放 减小 向左移动，因为SO2与H2S反应，使c(H2S)降低，所以向左移动。 【解析】（1）碳原子核电荷数为6，核外电子排布式为1s22s22p2，C、O、S三个原子中，S原子电子层最多，S的原子半径最大；核外电子排布为：1s22s22p63 s23p4，硫原子原子其核外有5种不同能量的电子；正确答案：1s22s22p2 ； 5。（2）羰基硫分子结构与类似，为直线型结构，结构式为:,则COS 的电子式为；因O、S得电子的能力不
20、同，它为含C、O之间与C、S之间的极性键的极性分子，正确答案：极性； 。（3）原子半径：SCO，所以CO双键键能大于CS双键键能，所以稳定性CO2大于CS2 ；正确答案：CO双键键能大于CS双键键能，所以稳定性CO2大于CS2。 II.（4）t0时，逆反应速率突然增大，且不变，说明平衡不动，由于该反应为反应前后体积不变的可逆反应，所以可以缩小容器体积，由于催化剂对平衡移动无影响，但是可以加快反应速率，因此也可以加入催化剂；正确答案：加入催化剂； 缩小容器体积（增大压强）。（5）根据CO(g)+H2S(g)COS(g)+H2(g) 反应，该反应达到平衡后，其他条件不变，升高温度，H2S浓度增加，
21、反应向左进行，该反应为放热反应，平衡常数K将减小；若在反应体系中通入一定量SO2(g)，因为SO2与H2S反应，使c(H2S)降低，所以向左移动；正确答案：放 ；减小；向左移动，因为SO2与H2S反应，使c(H2S)降低，所以向左移动。182SO2+O2 2SO3 否 bd bc 【详解】(1) SO2和O2，在催化剂、500的条件下发生生成SO3，反应的化学方程式为2SO2+O2 2SO3；(2)反应开始至2min末，以SO2的浓度变化表示该反应的平均速率是；根据图中信息可知，2min时，SO2与SO3的物质的量还在变化，故反应还没达到化学平衡状态；(3)a. 催化剂可同等程度的改变正、逆反
22、应的反应速率，选项a正确；b.反应2SO2+O2 2SO3为可逆反应，改变温度或压强，也不能实现SO2的完全转化，选项b不正确；c.通过调控反应条件，如适当降温或增大压强，可以提高该反应进行的程度，选项c正确；d.若仅增大容器容积，则压强减小，该化学反应速率减小，选项d不正确；答案选bd；(4)a.单位时间内消耗1 mol SO2，同时生成1 mol SO3，均表示正反应，不能说明正逆反应速率相等，无法说明反应达平衡状态，选项a不符合；b.SO2的物质的量保持不变，说明反应各成分保持不变，反应达平衡状态，选项b符合；c.正、逆反应速率相等且不等于零，则反应达平衡状态，选项c符合；d.SO2的浓
23、度与SO3的浓度相等，不能说明各成分是否保持不变，无法说明反应达平衡状态，选项d不符合；答案选bc。19CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)H=-49.4kJmol-1 TA=TD=TF KA=KD=KF=1，平衡常数是温度的函数，对于同一反应而言，平衡常数相同时，温度一定相同 温度相同，进气比越大，CO的平衡转化率越小；进气比相同，反应温度越高，CO的平衡转化率越小 16.0 【详解】（1）根据反应过程可知反应III为：，根据盖斯定律可知IIIIII，所以，故答案为：；（2）根据A点坐标为，列出如下三段式：，求得A点平衡常数，用相同方法可以求得，对于同一个确定的化学反应来
24、说化学平衡常数只和温度有关，所以，故答案为：；，平衡常数是温度的函数，对于同一反应而言，平衡常数相同时，温度一定相同；观察分析图像可知温度相同，进气比越大，CO的平衡转化率越小；进气比相同，反应温度越高，CO的平衡转化率越小，故答案为：温度相同，进气比越大，CO的平衡转化率越小；进气比相同，反应温度越高，CO的平衡转化率越小；C、D两点的投料比相同，不同的平衡转化率由反应温度决定，反应为放热反应，温度越高转化率越低，所以D点的温度高于C点，温度越高，速率越快，所以；D点投料比为1，转化率为50%，列出如下三段式：，该温度下平衡常数为，反应达平衡时所以即，即，当CO的转化率刚好达到20%，列出如
25、下三段式：，所以，故答案为：；16.0。20Fe2O3+6H+= 2Fe3+3H2O 将Fe3+还原为Fe2+ 加热浓缩，冷却结晶，过滤 该反应为吸热反应，温度升高平衡正向移动，有利于生成Ti(OH)4 1412 【分析】（1）Fe2O3与稀硫酸反应生成硫酸铁和水；（2）铁屑可以将铁离子还原为亚铁离子；（3）根据绿矾的溶解度随温度升高而增大的特点分析；（4）根据正反应为吸热反应，进行分析；根据Mg、MgCl2、Ti的熔沸点分析。【详解】（1）Fe2O3与稀硫酸反应生成硫酸铁和水，离子方程式为Fe2O3+6H+= 2Fe3+3H2O；答案：Fe2O3+6H+= 2Fe3+3H2O；（2）过程II中加入适量铁屑的目的是将Fe3+还原为Fe2+；答案：将Fe3+还原为Fe2+；（3）绿矾的溶解度随温度升高而增大，分离III中步骤得到绿矾的操作是加热浓缩，冷却结晶，过滤；答案：加热浓缩，冷却结晶，过滤；（4）该反应为吸热反应，温度升高平衡正向移动，有利于生成Ti(OH)4 ；答案：该反应为吸热反应，温度升高平衡正向移动，有利于生成Ti(OH)4； Mg、MgCl2的沸点最高是1412，而Ti的熔点为1667，所以当温度略高于1412时Mg、MgCl2以气体的形式除去，得到Ti；答案：1412。