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1、2.4化学反应的调控券合训练一、单 选 题（共12小题，每小题只有一个选项符合题意）1.下图所示为工业合成氨的流程图。有关说法错误的是N：上NH,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.产品液氨除可生产化肥外，还可用作制冷剂【答案】C【解析】A 项：合成氨使用含铁催化剂，为防止催化剂中毒，须将原料“净化”处理，A 项正确；B 项：步骤中“加压”，可增大氮气、氢气浓度，加快合成氨反应速率又能使平衡右移，提高原料转化率,B 项正确；C 项：合成氨反应放热，步骤使用较高温度不利于提高原料转化率，同时使用
2、催化剂也不能使平衡移动,步骤、能有利于提高原料的转化率，故 C 项错误；D 项：产品液氨可用酸吸收生成铉态氮肥。液氨汽化时会吸收大量热，可用作制冷剂，D 项正确。本题选C2.1905年德国化学家哈伯发明了合成氨的方法，他因此获得了 1918年度诺贝尔化学奖。哈伯法合成氨需要 20-50M pa的高压和500的高温下，用铁作催化剂，且氨的产率为10%15%。2005年美国俄勒冈大学的化学家使用了一种名为transFe（DMeOPrPE）2CL的铁化合物作催化剂，在常温常压下合成出氨，反应可表示为N2+3H2=2NH3,下列有关说法正确的是（）A.不同的催化剂对化学反应速率的影响均相同B.哈伯法合
3、成氨是吸热反应，新法合成氨是放热反应C.新法合成能在常温下进行是因为不需要断裂化学键D.新法合成与哈伯法相比不需要在高温条件下，可节约大量能源，极具发展愿景【答案】D【解析】A.不同的催化剂催化机理不同，效果也不同，但在其他条件相同时，转化率相同，A错误;B.新法合成与哈伯法合成都是反应物总能量大于生成物总能量，因此两个反应都是放热反应，只是新法降低了反应所需的能量，减少反应过程中的能源消耗，B错误；C.新法实际上是降低了反应所需的能量，旧化学键要断裂、新化学键也要同时生成，反应的本质与使用哪种催化剂无关，C错误；D.高温条件需要大量能源，用 t r a n s F e（D M e O P r
4、 P E）2 C L 作催化剂，在常温常压下合成出氨，减少能源消耗,所以新法合成与哈伯法相比不需要在高温条件下，可节约大量能源，极具发展远景，D正确；故合理选项是D。3 .合成氨时既要使合成氨的产率增大，又要使反应速率加快，可采取的方法是（）。减压；加压；升温；降温；及时从平衡混合气中分离出N H 3；补充N 2 或 H 2；加催化剂；减小N 2 或 H 2 的量A.B.C.仅 D.【答案】C【解析】合成氨的反应为N 2 （g）+3 氏（g）、%丁、2 N H3（g）,该反应的特点为：正反应放热且气体分子数减小；减压，反应速率减慢，平衡逆向移动，N%的产率减小，不可采取：加压，反应速率加快，平
5、衡正向移动，N%的产率增大，可采取；升温，反应速率加快，平衡逆向移动，N H 3 的产率减小，不可采取；降温，反应速率减慢，平衡正向移动，N%的产率增大，不可采取；及时从平衡混合气中分离出N H 3,反应速率减慢，平衡正向移动，N%的产率增大，不可采取；补充N 2 或 H 2,反应速率加快，平衡正向移动，N H 3 的产率增大，可采取；加催化剂，反应速率加快，但平衡不移动，N%的产率不变，不可采取；减小N 2 或 H 2 的量，反应速率减慢，平衡逆向移动，N H 3 的产率减小，不可采取；可采取的是，答案选C。4 .合成甲醇的反应存在平衡体系CO（g）+2 H 2（g）CHQH（g）A H 0
6、,为了提高CHQH的产量，应该采取的措施是（）A.高温、高压 B.适宜的温度、高压、催化剂C.低温、低压 D.高温、高压、催 化 剂【答案】B【解析】合成甲醇的反应是一个反应前后气体体积减小的放热反应，为提高CHQH的产量，一要使平衡正向移动，二要使反应速率增大，因此应使用催化剂，同时考虑催化剂的活性，反应温度要适宜，高压有利于平衡正向移动，温度过高，平衡逆向移动，故采取的措施是选择适宜的温度、高压、催化剂；故B符合题意。综上所述，答案为B。5.工业上用乙烯和水蒸气合成乙醇的原理为C H 2=C H 2(g)+H 2 O(g)Q C H 3 cH 2 0 H(g)。如图是乙烯的转化率随温度、压
7、强的变化关系，下列说法正确的是温度/毛B.工业上采用的压强为7 M P a左右，温度为2 5 0 左右这是综合考虑反应速率和乙醒的产率等因素的结果C.相同温度下，压强越大，乙烯的转化率越大，平衡常数越大D.给予足够的压强和适当的温度，可实现乙烯的转化率为1 0 0%【答案】B【解析】A.根据图像得到，升高温度，乙烯的转化率降低，说明平衡逆向移动，即逆向是吸热反应，则该反应的正反应为放热反应，故A错误；B.工业上采用的压强为7 M P a左右，温度为2 5 0 C左右这是综合考虑反应速率和乙醇的产率、压强对设备要求等因素的结果，故B正确；C.相同温度下，压强越大，乙烯的转化率越大，但平衡常数不变
8、，平衡常数只与温度有关，故C错误；D.该反应是可逆反应，因此乙烯的转化率不可能为1 0 0%,故D错误。综上所述，答案为B。6.下列关于工业合成氨的叙述错误的是()A.在动力、设备，材料允许的情况下，反应尽可能在高压下进行B.温度越高越有利于工业合成氨C.在工业合成氨中，N 2、七 的循环利用可降低成本D.及时从反应体系中分离出氨气有利于平衡向正反应方向移动【答案】B【解析】A.合成氨的正反应为气体体积缩小的反应，压强越大，反应物的转化率越高，则在动力、设备、材料允许的条件下尽可能在高压下进行，故 A 正确；B.合成氨的正反应为放热反应，升高温度后不利于氨气的生成，故 B 错误；C.合成氨中N
9、2和 H2的循环使用，可以提高原料气的利用率，降低成本，故 C 正确；D.及时从反应体系中分离出氨气，反应物浓度减小，有利于平衡向正反应方向移动，故 D 正确；故 选:B。7.常压下锻基化法精炼保的原理为：Ni(s)+4C0(g)(CO)4(g)H 0 230时，该反应的平衡常数K=2xl(y5。已知：Ni(c o)4的沸点为42.2,固体杂质不参与反应。第一阶段：将粗银与CO反应转化成气态Ni(CO)4;第二阶段：将第一阶段反应后的气体分离出来，加热至230制得高纯银，下列判断错误的是A.第一阶段，选择反应温度应高于42.2CB.第一阶段增加c(C O),平衡向正向移动，反应的平衡常数不变C
10、.第二阶段，Ni(CO)4几乎完全分解D.第二阶段，及时分离出N i,有利于平衡移动【答案】D【解析】A.Ni(CO)4的沸点为42.2,应大于沸点，便于分离出Ni(CO)4,所以第一阶段选择反应温度应高于42.2,故 A 正确；B.平衡常数只与温度有关，则增加c(C O),平衡向正向移动，反应的平衡常数不变，故 B 正确；C.A H 0平衡常数为KI；反应9+O 3=2O2AH0平衡常数为K2；总反应：2。30302AHVO平衡常数为K。下列叙述正确的是（）A.升高温度，K 增大 B.K=KI+K 2C.适当升温，可提高消毒效率 D.压强增大，L 减小【答案】C【解析】A.由总反应:2O3=
11、3O2AH2)=2.6时体系中CO的平衡转化率(a)与温度和压强的关系如图所示。CO的 平 衡 转 化 率 随 温 度 的 升 高 而(填“增大”或 减小”)，图3中的压强由大到小的顺序为【答案】-4 8.9不处于升高温度使反应H I的平衡正向移动 催化剂活性降低 A(b)C O促进反应I I逆向移动，使反应II C O 2和H 2的量增加I,水蒸气的量减少,反 应I正向进行 减小 p,p2p3【解析】(1)根据盖斯定律，反 应1=反应I I-反应H I,则-A H3=(4 1.1-9 0)k J-m o P1=-4 8.9 k J-m o K1,故答案为：-4 8.9；(2)在490 K 之
12、前，甲醇的产率随着温度的升高而增大的原因是反应还没有达到平衡，甲醇的产率一直增大；在4 9 0 K 之后，甲醇的产率下降，从题图可知，催化剂的活性降低，且由于温度升高，反 应I平衡逆向移动，此外反应川是吸热反应，温度升高，反应川正向移动，甲醇的产率降低，故答案为：不处于；升高温度使反应I I I的平衡正向移动；催化剂活性降低；要提高甲醇的产率，即使反应I正向移动，则增大压强，反 应I平衡正向移动，而且反应I H逆向移动，有利于提高甲醇的产率，A项符合题意：升高温度，由题图可知，甲醇的产率不一定增加，B项不符合题意；加入大量催化剂，催化剂不改变平衡，不会影响甲醇的产率，C 项不符合题意；故答案为
13、：A；4 90 K时，比较甲酷的生成速率，a曲线大于c曲线，即甲醇主要来源于CO?和H?反应，故4 90 K时，合成甲醉的机理为(b),故答案为：(b)；4 9 0 K时，曲线a与曲线b相比，C O的存在使甲醇生成速率增大，对反应I I,C O是生成物，C O促使反应H逆向移动，C O?和 H 2 的量增加，水蒸气的量减少，反 应I正向进行，故 C O 的存在使甲醇生成速率增大，故答案为：C O促进反应I I逆向移动，使反应I中C O?和H?的量增加，水蒸气的量减少，反应I正向进行；(4)由题图可知，压强一定时，随温度的升高，c o的平衡转化率减小；相同温度下，反应n前后气体分子数不变，压强改
14、变不影响其平衡移动，反应i n的逆反应为气体分子数减小的反应，增大压强，有利于平衡向逆反应方向移动，CO的转化率增大，故增大压强有利于CO 的转化，故压强的大小顺序为0 P2 P3，故答案为：减小；Pl p2 Pi。1 5.在硫酸工业中，通过下列反应将SO2氧化成SO3：2SO2(g)+O2(g)2 S O3(g)H=-197.8kJ-mo(已知制备SCh过程中使用的催化剂是丫：。，它在400500时催化效果最好)。不同温度和压强下SO2的平衡转化率如表所示。lxlO5PalxlO6Pa5xlO6Palxl()7Pa45097.5%99.2%99.6%99.7%55085.6%94.9%97.
15、7%98.3%(1)从理论上分析，为了使SO2尽可能转化为S C h,可 采 取 的 措 施 是。(2)实际生产中采用400500作为反应温度，除考虑反应速率的因素外，还考虑到 o(3)实际生产中采用的压强为常压，其原因是。(4)在生产中，通 入 过 量 空 气 的 目 的 是。(5)尾气中的SO?必 须 回 收 的 原 因 是【答案】降温、加压、增 大 的 浓 度 在此温度下催化剂的活性 在常压450时，SO2的平衡转化率(97.5%)就己经很高了，若采用高压，平衡虽正向移动，但效果并不明显，比起高压设备的高额造价，得不偿失 增 大 反 应 物 的 浓 度，提高SO2的平衡转化率 防止污染环
16、境【解析】(1)从理论上分析，从提高反应速率的角度考虑，合成SO3需要加入催化剂、升温和加压；从增大反应物(SO?)转化率的角度考虑，合成S th需降温、加压、通入过量空气；故答案为：降温、加压、增大O?的浓度。(2)实际生产中采用400500C作为反应温度，除考虑反应速率的因素外，从表中数据和设备材料的要求及催化剂的活性等方面综合考虑，选择最适宜的工业生产条件，还考虑到在此温度下催化剂的活性；故答案为：在此温度下催化剂的活性。(3)在常压450时，SO2的平衡转化率(97.5%)就已经很高了，若采用高压，平衡虽正向移动，但效果并不明显，比起高压设备的高额造价，得不偿失，因此实际生产中采用的压
17、强为常压；故答案为：在常压450C时，SCh的平衡转化率(97.5%)就已经很高了，若采用高压，平衡虽正向移动，但效果并不明显，比起高压设备的高额造价，得不偿失。(4)在生产中，通入过量空气的目的是增大反应物02的浓度，提高SCh的平衡转化率；故答案为：增大反应物0 2 的浓度，提高S 0 2 的平衡转化率。(5)S C 2 是一种有毒气体，在反应结束后需进行尾气处理，以减少对环境的污染；故答案为：防止污染环境。16.在硫酸工业中，通过下列反应使S O?氧化成S O。2 s O 2(g)+C)2(g)、催，剂、2 S C)3(g)=-1 9 8 k J-m o -下表为不同温度和压强下S O
18、2 的转化率():p/Pa T/I x l O55 x l 05I x l O65 x l 06I x l O74 5 09 7.59 8.99 9.29 9.69 9.75 5 08 5.69 2.99 4.99 7.79 8.3(1)从理论上分析，为了使二氧化硫尽可能多地转化为三氧化硫，可采用的条件是一o(2)在实际生产中，选定4 0 0 5 0 0 作为操作温度，其 原 因 是 一。(3)在实际生产中，采用的压强为常压，其 原 因 是。(4)在实际生产中，通 入 过 量 空 气 的 目 的 是。(5)尾气中有S O?必须回收是为了 o【答案】低温、高压 在该温度下催化剂的活性最强，选择此
19、温度可提高反应速率，缩短反应达到平衡所需要的时间 在常压、4 0 0 5 0 0 时，S O 2 的转化率已经很高，若再加压，对设备等的要求高，加大了成本，不经济 增大氧气的浓度，使平衡向生成S O 3 的方向移动，同时提高S O 2 的转化率 减少对环境的污染【解析】(1)根据题干信息，该反应放热且反应前后气体体积减小，因此增大压强和降低温度可以使得反应正向进行，即为了使二氧化硫尽可能多地转化为三氧化硫，可采用的条件是低温、高压；(2)根据表格信息可知，4 0 0 5 0 0 时，催化剂的活性最强，选择此温度可提高反应速率，缩短反应达到平衡所需要的时间；(3)在常压、4 0 0 5 0 0
20、c 时，S O?的转化率已经很高，若再加压，对设备等的要求高，加大了成本，不经济,因此在实际生产中，常采用常压即可：(4)实际生产中，通入过量的空气可以增大氧气的浓度，使平衡向生成S O?的方向移动，同时提高S O?的转化率；(5)S C h 有毒且能够形成酸雨，直接排放至空气中会污染环境，因此尾气中的S O 2 必须回收，以减少对环境的污染。1 7.F l 2。？是一种绿色试剂，在化学工业中用作生产过氧乙酸、亚氯酸钠等的原料，医药工业用作杀菌剂、消 毒 剂。某化学小组欲探究双氧水的性质做了如下实验：(1)下 表 是 该 小 组 研 究 影 响 过 氧 化 氢(H z。？)分解速率的因素时采集
21、的数据 用1 0 m L H 2。2溶液制取1 5 0 mLO2所 需 的 时 间(s),研究小组在设计方案时，考虑了浓度、因素对过氧化氢分解速率的影响。7度时 间S 3 0%双氧水1 5%双氧水1 0%双氧水5%双氧水无催化剂、不加热几乎不反应几乎不反应几乎不反应几乎不反应无催化剂、加热3 6 04 8 05 4 07 20MnO2,加热10256 0120(2)另一研究小组拟在同浓度Fe 3+的 催 化 下，探究双氧水浓度对H?。？分解速率的影响，限选试剂与仪器:3 0%双氧水、(H m o L L-i F e C h溶 液、蒸 储水、锥形瓶、双孔塞、水槽、胶 管、玻璃导管、量筒、秒 表、
22、恒温水浴槽、注 射 器。设计实验装置，完 成 图 甲 方 框 内 的 装 置 示 意 图 (要求所测得的数据能直接体现反应速率大小)(3)对 于H2。？分解反应，Cu?+也 有 一 定 的 催化作用。为 比 较Fe 3+和Cu?+对Hz。？分解的催化效果，研究小组的同学设计了如图乙所示的实验。请回答相关问题：可通过观察,比较得出结论。有同学提出将0.1 m o l 的Fe C13溶 液 改 为0.0 5 m o l IJ l Fe 2(S 0 4)3溶液更为合理，其理由是(4)己知Fe Ch溶液中主要含有H?。、Fe，+和C三种微粒，该组同学又做了两种猜想:猜 想1：真正催化分解H2O 2的是
23、Fe Ch溶液中的Fe 3+；猜想2：真正催化分解H?。？的是。完成表格，验证猜想：所需试剂操作及现象结论C对H2O 2分解无催化作用【答案】温 度、催化剂反应产生气泡快慢 消除阴离子不同对实验的干扰Fe Cy溶液中的Cr 双氧水、盐酸 向盛有H2O 2溶液的试管中加入少量的盐酸，然后把带火星的木条伸入试管中，木条不复燃【解析】(1)根据表中给出的数据，浓度相同时，无催化剂、不加热的情况下，过氧化氢几乎不分解，在无催化剂、加热的情况下，过氧化氢分解，说明过氧化氢的分解速率与温度有关；加热不同浓度的过氧化氢溶液，得到相同体积气体的所需时间不同，浓度越大，反应的速率越快，说明过氧化氢的分解速率与浓
24、度有大：同浓度的这自化V 溶浅，住无催化剂、加热的时候收集1 5()m L O?需要的时间比有催化剂、加热的条件下需要的时间长，说明过氧化氢的分解速率与催化剂有关，因此该研究小组在设计方案时，考虑了浓度、温度和催化剂因素对过氧化氢分解速率的影响。故答案为：温 度、催化剂；(2)要想使所测得的数据能直接体现反应速率大小，则应利用排水量气法收集一定体积的氧气，可以用盛满水的量筒倒立于盛水的水槽中。故答案为:(3)由于过氧化氢分解产生气体，而且反应放热，因此可以根据反应中产生气泡的快慢来判断F e 3+和Q?+对HQ2分解的催化效果；F e C U和C u S。中阳离子不同，阴离子也不同，不符合单一
25、变量原则，改为F e 2(S O j 3溶液，阴离子相同，这样可以消除阴离子不同对实验的干扰，更为合理。故答案为：反应产生气泡快慢；消除阴离子不同对实验的干扰;（4）F e C 1 3 溶液中主要含有“2、F e 和C三种微粒，由于双氧水中有水，则可排除水作催化剂，根据猜 想 1 可知猜想2为真正催化分解HZ 2 的是F e C h 溶液中的C E ,为验证猜想2,可向盛有“2 0 2 溶液的试管中加入少量的盐酸，然后把带火星的木条伸入试管中，木条不复燃，得出C对“2 0 2 分解无催化作用的结论。故答案为：F e C h 溶液中的C；双氧水、盐酸；向盛有“2 0 2 溶液的试管中加入少量的盐酸,然后把带火星的木条伸入试管中，木条不复燃。