2023新教材人教版化學(xué)作業(yè)與測評第2章 第4節(jié)

化學(xué)選擇性必修1［人教版］作業(yè)與測評第四節(jié)化學(xué)反應(yīng)的調(diào)控[預(yù)習(xí)作業(yè)](建議用時：15分鐘)1．合成氨反應(yīng)[N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)]特點：正反應(yīng)是氣體體積________的________熱反應(yīng)。答案減小放2．(1)增大反應(yīng)速率的措施：________、________、________________及使用________等。(2)有利于提高平衡混合物中氨的含量的措施：________、________、________________等。(3)催化劑可以增大________，但不改變平衡混合物的組成。答案(1)升高溫度增大壓強增大反應(yīng)物濃度催化劑(2)降低溫度增大壓強增大反應(yīng)物的濃度(3)反應(yīng)速率1．判斷正誤(正確的打“√”，錯誤的打“×”)。(1)合成氨反應(yīng)在高溫下能自發(fā)進行。()(2)溫度越高越利于合成氨反應(yīng)平衡正向移動。()(3)合成氨反應(yīng)中，增大壓強有利于增大反應(yīng)速率和平衡正向移動。()(4)使用催化劑能提高合成氨反應(yīng)物的平衡轉(zhuǎn)化率。()答案(1)×(2)×(3)√(4)×2．工業(yè)生產(chǎn)氨氣的適宜條件中不包括()A．用濃硫酸吸收產(chǎn)物B．用鐵觸媒作催化劑C．溫度為400～500℃D．壓強為10～30MPa答案A3．下面是合成氨的簡要流程示意圖，沿X線路回去的是()A．N2和H2 B．催化劑C．僅N2 D．僅H2答案A解析因合成氨的反應(yīng)為可逆反應(yīng)，從合成塔出來的混合氣體中含有大量的N2、H2，為提高原料的利用率，將分離后的氮氣、氫氣再輸送到壓縮機，循環(huán)利用。4．有平衡體系CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)ΔH＜0，為增加甲醇的產(chǎn)量，應(yīng)采取的正確措施是()A．高溫、高壓B．適宜的溫度、高壓、催化劑C．低溫、低壓D．高溫、高壓、催化劑答案B5．水煤氣的主要成分為CO和H2，工業(yè)上常利用CH4和H2O在催化劑和一定條件下來制備水煤氣，原理為CH4(g)＋H2O(g)CO(g)＋3H2(g)ΔH>0。下列條件中最適宜工業(yè)生產(chǎn)水煤氣的是()A．溫度為25℃，壓強為50kPaB．溫度為25℃，壓強為101kPaC．溫度為500℃，壓強為1000kPaD．溫度為800℃，壓強為250kPa答案D6．下列有關(guān)合成氨工業(yè)的敘述，可用勒夏特列原理來解釋的是()A．使用鐵觸媒，使N2和H2混合氣體有利于合成氨B．高壓比常壓更有利于合成氨的反應(yīng)C．500℃左右比室溫更有利于合成氨的反應(yīng)D．合成氨時采用循環(huán)操作，可提高原料的利用率答案B解析催化劑不影響化學(xué)平衡；合成氨反應(yīng)是放熱反應(yīng)，在低溫下轉(zhuǎn)化率高，合成氨工業(yè)采用500℃左右的溫度是綜合考慮了反應(yīng)速率、轉(zhuǎn)化率及催化劑的活性；采用循環(huán)操作提高原料利用率不能用勒夏特列原理解釋。[課時分層練](建議用時：40分鐘)[學(xué)習(xí)·理解]1．已知合成氨反應(yīng)的正反應(yīng)是放熱反應(yīng)，合成氨工業(yè)的工藝流程如下：下列關(guān)于合成氨工業(yè)的說法中不正確的是()A．混合氣進行循環(huán)利用遵循綠色化學(xué)思想B．合成氨反應(yīng)需在低溫下進行C．對原料氣進行壓縮是為了增大原料氣的轉(zhuǎn)化率D．原料氣中的氫氣可由天然氣和水蒸氣反應(yīng)制得答案B解析合成氨反應(yīng)雖是放熱反應(yīng)，但是溫度低時，反應(yīng)速率太慢，適宜溫度需在500℃左右，且該溫度下催化劑的活性最大。2．(2022·北京高三質(zhì)檢)CO2催化加氫制取甲醇的研究，對于環(huán)境、能源問題都具有重要的意義。反應(yīng)如下：反應(yīng)?。篊O2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)ΔH1＝－58kJ·mol－1反應(yīng)ⅱ：CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g)ΔH2＝＋42kJ·mol－1下列說法不正確的是()A．增大氫氣濃度能提高二氧化碳的轉(zhuǎn)化率B．增大壓強，有利于反應(yīng)向生成甲醇的方向進行，反應(yīng)ⅰ的平衡常數(shù)增大C．升高溫度，生成甲醇的速率增大，反應(yīng)ⅱ的限度同時增大D．選用理想的催化劑可以提高甲醇在最終產(chǎn)物中的比例答案B解析增大壓強，平衡向氣體體積減小的方向移動，則有利于反應(yīng)ⅰ向生成甲醇的方向進行，但是平衡常數(shù)只與溫度有關(guān)，溫度不變，平衡常數(shù)不變，故B錯誤。3．(2022·蕪湖高三期中)工業(yè)制硫酸的一步重要反應(yīng)是SO2在400～600℃下的催化氧化：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)ΔH＜0。如果反應(yīng)在密閉容器中進行，下列有關(guān)說法不正確的是()A．使用催化劑可加快反應(yīng)速率，SO3產(chǎn)率不變B．其他條件保持不變，溫度越高，速率越快，生產(chǎn)效益越好C．實際生產(chǎn)中選定400～600℃作為操作溫度，其原因是在此溫度下催化劑的活性最高D．增大壓強可以提高SO3產(chǎn)率，但高壓對動力和設(shè)備要求太高，會增加生產(chǎn)成本答案B解析升高溫度，增大活化分子百分數(shù)，化學(xué)反應(yīng)速率加快，但該反應(yīng)的正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，其他條件保持不變時，升高溫度，平衡逆向移動，所以生產(chǎn)效益不一定好，故B錯誤。4．(2023·黃岡市高三質(zhì)量抽測)已知：N2(g)＋3H2(g)eq\o(,\s\up7(鐵觸媒))2NH3(g)ΔH<0，選擇500℃左右是因為催化劑(鐵觸媒)在此溫度下活性最佳。我國研制出一種新型合成氨催化劑，其最佳活化溫度為350℃左右。則使用該新型催化劑合成氨時，下列說法錯誤的是()A．可提高反應(yīng)物的平衡轉(zhuǎn)化率B．可改變合成氨反應(yīng)的焓變C．可減少合成氨的能耗D．可降低合成氨的反應(yīng)溫度答案B解析該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，催化劑活性溫度降低，則反應(yīng)溫度降低，平衡正向移動，可提高反應(yīng)物的平衡轉(zhuǎn)化率，A正確；催化劑能降低活化能，但不能改變反應(yīng)焓變，B錯誤；使用該新型催化劑可降低反應(yīng)溫度，減少合成氨的能耗，C、D正確。5．工業(yè)生產(chǎn)苯乙烯是利用乙苯的脫氫反應(yīng)：ΔH<0。針對上述反應(yīng)，在其他條件不變時，下列說法正確的是()A．加入適當(dāng)催化劑，可以提高苯乙烯的產(chǎn)量B．僅從平衡移動的角度分析，工業(yè)生產(chǎn)苯乙烯選擇恒壓條件優(yōu)于恒容條件C．加入乙苯至反應(yīng)達到平衡的過程中，混合氣體的平均相對分子質(zhì)量不斷增大D．在保持體積一定的條件下，充入較多的乙苯，可以提高乙苯的轉(zhuǎn)化率答案B解析催化劑只改變反應(yīng)速率，不影響平衡移動，加入催化劑，不能提高苯乙烯的產(chǎn)量，故A錯誤；反應(yīng)后氣體的物質(zhì)的量增大，在恒容條件下，容器中氣體的壓強不斷增大，不利于平衡向正向移動，因此工業(yè)生產(chǎn)苯乙烯選擇恒壓條件優(yōu)于恒容條件，故B正確；加入乙苯至反應(yīng)達到平衡的過程中，氣體的總質(zhì)量不變，但物質(zhì)的量逐漸增大，則混合氣體的平均相對分子質(zhì)量不斷減小，故C錯誤；在保持體積一定的條件下，充入較多的乙苯，相當(dāng)于在原來的基礎(chǔ)上縮小體積，壓強增大，則平衡逆向移動，乙苯的轉(zhuǎn)化率減小，故D錯誤。[應(yīng)用·實踐]6．硫酸是一種重要的化工產(chǎn)品，目前主要采用“接觸法”進行生產(chǎn)。有關(guān)反應(yīng)2SO2＋O2eq\o(,\s\up7(催化劑),\s\do5(△))2SO3的說法中不正確的是()A．實際生產(chǎn)中，SO2、O2再循環(huán)使用可以提高原料利用率B．實際生產(chǎn)中，為了提高經(jīng)濟效益壓強越高越好C．在生產(chǎn)中，通入過量空氣的目的是提高SO2的轉(zhuǎn)化率D．實際生產(chǎn)中，選定400～500℃作為操作溫度的主要原因是此溫度下催化劑的活性最高答案B解析壓強不能過大，在常壓下轉(zhuǎn)化率已經(jīng)很大，且應(yīng)考慮設(shè)備的承受力，故B錯誤。7．某工業(yè)生產(chǎn)中發(fā)生反應(yīng)：2A(g)＋B(g)2M(g)ΔH<0。下列有關(guān)該工業(yè)生產(chǎn)的說法正確的是()A．工業(yè)上合成M時，一定采用高壓條件，因為高壓有利于M的生成B．若物質(zhì)B價廉易得，工業(yè)上一般采用加入過量的B以提高A和B的轉(zhuǎn)化率C．工業(yè)上一般采用較高溫度合成M，因溫度越高，反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率越高D．工業(yè)生產(chǎn)中常采用催化劑，因為生產(chǎn)中使用催化劑可提高M的日產(chǎn)量答案D解析工業(yè)上合成M可能采用常壓，如H2SO4工業(yè)中SO3的生成，A錯誤；加入過量B只能提高A的轉(zhuǎn)化率，B的轉(zhuǎn)化率降低，B錯誤；溫度升高，平衡逆向移動，反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率降低，C錯誤；使用催化劑可降低反應(yīng)的活化能，提高反應(yīng)速率，D正確。8．在一定條件下，利用CO2合成CH3OH的反應(yīng)為CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)ΔH1，研究發(fā)現(xiàn)，反應(yīng)過程中會發(fā)生副反應(yīng)：CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g)ΔH2，溫度對CH3OH、CO的產(chǎn)率影響如圖所示。下列說法中不正確的是()A．ΔH1<0，ΔH2>0B．增大壓強有利于加快合成反應(yīng)的速率C．選用合適的催化劑可以減弱副反應(yīng)的發(fā)生D．生產(chǎn)過程中，溫度越高越有利于提高CH3OH的產(chǎn)率答案D解析根據(jù)圖示，升高溫度CH3OH的產(chǎn)率降低，反應(yīng)CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)向逆反應(yīng)方向移動，ΔH1＜0，升高溫度CO的產(chǎn)率增大，反應(yīng)CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g)向正反應(yīng)方向移動，ΔH2＞0，A正確；反應(yīng)有氣體參與，增大壓強有利于加快合成反應(yīng)的速率，B正確；催化劑有一定的選擇性，選用合適的催化劑可以減弱副反應(yīng)的發(fā)生，C正確；由題圖可見，溫度越高，CH3OH的產(chǎn)率越低，D錯誤。9.已知可逆反應(yīng)X(g)＋2Y(g)Z(g)ΔH＜0，一定溫度下，在體積為2L的密閉容器中加入4molY和一定量的X后，X的濃度隨時間的變化情況如圖所示，則下列說法正確的是()A．若向該容器中加入1molX、2molY，達平衡時，X的平衡濃度小于0.125mol/LB．a(chǎn)點正反應(yīng)速率大于逆反應(yīng)速率C．反應(yīng)達平衡時，降低溫度可以實現(xiàn)c到d的轉(zhuǎn)化D．該條件下，反應(yīng)達平衡時，平衡常數(shù)K＝3答案B解析根據(jù)圖像可知，在反應(yīng)開始時加入2molX、4molY，二者的物質(zhì)的量的比是1∶2，若向該容器中加入1molX、2molY，二者的物質(zhì)的量的比也是1∶2，該反應(yīng)是反應(yīng)前后氣體物質(zhì)的量減小的反應(yīng)，所以平衡向左移動，則當(dāng)達到新平衡時X的濃度大于原來的eq\f(1,2)，A錯誤；根據(jù)題意可知反應(yīng)從正反應(yīng)方向開始，到b點時達到化學(xué)平衡，此時正反應(yīng)速率與逆反應(yīng)速率相等，所以在達到平衡前的a點，正反應(yīng)速率大于逆反應(yīng)速率，B正確；反應(yīng)達平衡時，降低溫度化學(xué)平衡向放熱的正反應(yīng)方向移動，反應(yīng)物的濃度會降低，所以不可能實現(xiàn)c到d的轉(zhuǎn)化，C錯誤；該條件下，反應(yīng)達平衡時，各物質(zhì)的濃度分別是c(X)＝0.25mol/L，c(Y)＝0.5mol/L，c(Z)＝0.75mol/L，所以該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)K＝eq\f(c（Z）,c（X）·c2（Y）)＝eq\f(0.75,0.25×0.52)＝12，D錯誤。[創(chuàng)新·提高]10．(2022·浙江1月選考節(jié)選)(1)水煤氣反應(yīng)：C(s)＋H2O(g)=CO(g)＋H2(g)ΔH＝131kJ·mol－1。工業(yè)生產(chǎn)水煤氣時，通常交替通入合適量的空氣和水蒸氣與煤炭反應(yīng)，其理由是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)一氧化碳變換反應(yīng)：CO(g)＋H2O(g)=CO2(g)＋H2(g)ΔH＝－41kJ·mol－1。①一定溫度下，反應(yīng)后測得各組分的平衡壓強(即組分的物質(zhì)的量分數(shù)×總壓)：p(CO)＝0.25MPa、p(H2O)＝0.25MPa、p(CO2)＝0.75MPa和p(H2)＝0.75MPa，則反應(yīng)的平衡常數(shù)K的數(shù)值為________。②維持與題①相同的溫度和總壓，提高水蒸氣的比例，使CO的平衡轉(zhuǎn)化率提高到90%，則原料氣中水蒸氣和CO的物質(zhì)的量之比為______________。③生產(chǎn)過程中，為了提高變換反應(yīng)的速率，下列措施中合適的是________。A．反應(yīng)溫度愈高愈好B．適當(dāng)提高反應(yīng)物壓強C．選擇合適的催化劑D．通入一定量的氮氣答案(1)水蒸氣與煤炭反應(yīng)吸熱，氧氣與煤炭反應(yīng)放熱，交替通入空氣和水蒸氣有利于維持體系熱量平衡，保持較高溫度，有利于加快化學(xué)反應(yīng)速率(2)①9.0②1.8∶1③BC解析(2)①該反應(yīng)為氣體體積不變的反應(yīng)，其K＝Kp＝eq\f(p（CO2）·p（H2）,p（CO）·p（H2O）)＝eq\f(0.752,0.252)＝9.0。②維持與①中相同的溫度，則K值也相同。①中反應(yīng)達平衡時總壓強為2MPa，當(dāng)CO的平衡轉(zhuǎn)化率為90%時，可設(shè)原料氣中CO的分壓為xMPa，H2O(g)的分壓為(2－x)MPa，列三段式：CO(g)＋H2O(g)=CO2(g)＋H2(g)eq\a\vs4\al(起始壓強,（MPa）)x2－x00eq\a\vs4\al(變化壓強,（MPa）)0.9x0.9x0.9x0.9xeq\a\vs4\al(平衡壓強,（MPa）)0.1x2－1.9x0.9x0.9x溫度不變