第二章 第4节化学反应条件的优化--工业合成氨 同步练 上学期高二化学鲁科版（2019）选择性必修1.docx

第2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-工业合成氨同步练上学期高二化学鲁科版（2019）选择性必修1一、单选题（共16题）1.下列事实中，不能用勒夏特列原理解释的是（ ） A.向氯水的平衡体系中加入 NaOH 溶液后颜色变浅 B.增大压强，平衡体系2HI(g)H2(g)+I2(g)的颜色变深 C.升高温度，反应3H2(g)+N2(g)2NH3(g) H0平衡向左移动 D.打开碳酸饮料的瓶盖后，瓶口有大量气泡冒出 2.在温度、容积相同的3个密闭容器中，按不同方式投入反应物，保持恒温、恒容，测得反应达到平衡时的有关数据如下（已知N2(g)+3H2(g)=2NH3 (g) H=-92.4kJmol-1) 容器甲乙丙反应物投入量1molN2、3molH22molNH34molNH3NH3的浓度（molL-1）c1c2c3反应的能量变化放出akJ吸收bkJ吸收ckJ体系压强（Pa）p1p2p3反应物转化率123下列说法正确的是（ ）A.2c1c3B.a+b=92.4C.2p2p3D.1+3=13.一定温度下，在三个体积约为1.0L的恒容密闭容器中发生反应：2CH3OH（g）CH3OCH3（g）+H2O（g） 容器编号温度（）起始物质的量（mol）平衡物质的量（mol）CH3OH（g）CH3OCH3（g）H2O（g）I3870.200.0800.0803870.402070.200.0900.090下列说法正确的是（ ）A.该反应的正方应为吸热反应B.若起始时向容器I中充入CH3OH 0.1mol、CH3OCH3 0.15mol和H2O 0.10mol，则反应将向正反应方向进行C.容器I中反应达到平衡所需时间比容器中的长D.达到平衡时，容器I中的CH3OH体积分数比容器中的小4.关节炎首次发作一般在寒冷季节，原因是关节滑液中形成了尿酸钠晶体(NaUr)，易诱发关节疼痛，其化学机理是：HUr(aq)+H2O(1)Ur-(aq)+H3O+(aq) Ur-(aq)+Na+(aq)NaUr(s)H下列叙述错误的是（ ） A.降低温度，反应平衡正向移动B.反应正方向是吸热反应C.降低关节滑液中HUr及Na+含量是治疗方法之一D.关节保暖可以缓解疼痛，原理是平衡逆向移动5.在一定温度下，向密闭容器中充入一定量的NO2和SO2 ， 发生反应：NO2SO2 NOSO3 ， 当化学反应达到平衡时，下列叙述正确的是( )。 A.SO2和SO3的物质的量一定相等 B.NO2和SO3的物质的量一定相等 C.反应混合物的总物质的量一定等于反应开始时NO2和SO2的总物质的量 D.SO2、NO2、NO、SO3的物质的量一定相等 6.化工生产与人类进步紧密相联。下列有关说法错误的是（ ） A.空气吹出法提取海水中溴通常使用SO2作还原剂B.侯氏制碱法工艺流程中利用了物质溶解度的差异C.合成氨采用高温、高压和催化剂主要是提高氢气平衡转化率D.工业用乙烯直接氧化法制环氧乙烷体现绿色化学和原子经济7.一定温度下，向 2L 恒容密闭容器中通入 0.4mol NH3 和 0.5mol O2 ，发生反应 4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g) 。若反应在 2min 时达到平衡状态，此时 NO 的浓度为 0.06molL1 。下列有关说法错误的是（ ） A.若使用催化剂，则平衡时 NO 的浓度大于 0.06molL1 B.若升高反应温度，则反应达到平衡所需的时间小于 2min C.0 2min 内，生成的水的质量为3.24g D.0 2min 内， O2 的物质的量减少了 0.15mol 8.一定温度下，1mol X和n mol Y在体积为2L的密闭容器中发生如下反应： X(g)+Y(g) 2Z(g)+M(s)，5min后达到平衡，此时生成2a mol Z，建立平衡状态I，此时Y的体积分数为w%。下列说法正确的是( ) A.用V(X)和V(Y)表示此反应的反应速率是：V(X)=V(Y)=(0.1-0.2a)mol(Lmin)-1B.当混合气体的质量不再发生变化时，说明反应达到平衡状态，此时气体总量为(1+n)molC.若建立平衡I的起始时n=1，维持温度和体积不变，向平衡I的体系中再加入cmolZ和dmolM其中c0的任意值，d(1-a)mol，达到平衡状态II，此时Y的体积分数一定为w%D.维持温度和体积不变，向上述平衡体系中再充入1mol X和n mol Y，此时v(正)增大,v(逆)减小，平衡正向移动，再次达到平衡时，Z的物质的量浓度为2a mol/L，M的物质的量为2a mol9.一定温度下，在恒容密闭容器中发生反应：CO(g)+H2O(g)H2(g)+CO2(g) H0，当反应达平衡时，测得容器中各物质的物质的量均为n mo1。在其他条件不变时，欲使CO2的平衡浓度增大一倍，下列措施可行的是（ ） A.升高温度 B.加入催化剂 C.再加入n mol CO2和n mol H2 D.再加入2n mol CO 和2nmol H2O(g) 10.人体内的血红蛋白（Hb）可与O2结合，更易与CO结合使人体中毒，涉及原理如下： Hb（aq）+O2（g） HbO2（aq） H10Hb（aq）+CO（g） HbCO（aq） H20HbO2（aq）+CO（g） HbCO（aq）+O2（g） H30下列说法错误的是（ ）A.H1H2B.反应、在一定温度下均能自发进行C.刚从平原到高原时，人体血液中c（HbO2）将降低，使人体因缺氧而不适D.将CO中毒的人转至高压氧仓中治疗，反应平衡逆向移动而缓解症状11.在相同条件下（T=500K），有相同体积的甲、乙两密闭容器。甲容器中充入1 g SO2和1 g O2；乙容器中充入2 g SO2和2 g O2。下列叙述错误的是（ ） A.化学反应速率：乙>甲 B.平衡后SO3的浓度：乙>甲C.SO2的转化率：乙>甲 D.平衡后SO2的体积分数：乙>甲12.反应 A(g)+2B(g)=C(g) 的能量变化与反应进行的关系如图所示，下列说法中错误的是( ) A.图中虚线表示加入了催化剂 B.加入催化剂，反应速率加快但反应焓变不变 C.图中虚线表示的反应I、反应II均为放热反应 D.该反应的焓变 H=-196.6kJmol-1 13.我们主要从三个方面讨论一个化学反应的原理，其中不属于这三个方面的是 A.反应进行的方向B.反应的快慢C.反应进行的限度D.反应物的颜色14.下列现象中不能用勒夏特列原理解释的是（ ） A.久置氯水颜色变浅B.用碳酸钠溶液洗涤金属表面油污时，升高温度，效果更好C.2NO2（红棕色） N2O4(无色)，压缩体积，颜色加深D.在接触室中，为了提高SO3的产量，往往通入过量的空气15.实验测得 0.5molL-1CH3COONa 溶液、 0.5molL-1CuSO4 溶液以及 H2O 的pH随温度变化的曲线如图所示。下列说法正确的是（ ） A.随温度升高，纯水中 c(H+)>c(OH-)B.随温度升高， CH3COONa 的溶液的 c(OH-) 减小C.随温度升高， CuSO4 的溶液的pH变化是 Kw 改变与水解平衡移动共同作用的结果D.随水温升高， CH3COONa 溶液和 CuSO4 溶液的pH均降低，是因为 CH3COO- 、 Cu2+ 水解平衡移动方向不同16.下列有关说法正确的是（ ） A.H0、S0的反应在任何条件下都能自发进行B.对于二氧化硫的催化氧化反应（H0），反应温度越低越好C.合成氨生产中，为提高氢气的转化率，可增加氮气的量D.使用催化剂可以提高工业生产中合成氨的产率二、综合题（共4题）17. （1）制硫酸的三种原料是_、_、_，三个生产过程是_，写出反应方程式_，_，写出反应方程式_，_，写出反应方程式_，三废指的是_、_、_。 （2）合成氨的反应原理工业合成氨的反应条件为浓度使用过量的_、温度_、高压_MPa、_。 18.氨在化肥生产、贮氢燃煤烟气脱硫脱硝等领域用途非常广泛。从能量的变化和反应的快慢等角度研究反应：N2+3H2 2NH3。请根据有关知识，填写下列空白： （1）为了加快反应速率，可以采取的措施有_。 A.使用催化剂 B.适当提高氮气的浓度C.适当提高反应的温度 D.适当降低反应的温度 （2）从断键和成键的角度分析上述反应中能量的变化。根据下表数据，计算该反应生成1mol NH3时放出_kJ的热量。 化学键H-HNNN-H断开1mol键所吸收的能量436 kJ946 kJ391 kJ（3）利用生物燃料电池原理研究室温下氨的合成，电池工作时MV2+/MV+在电极与酶之间传递电子，示意图如下所示。该生物燃料电池的总反应方程式为N2+3H2 2NH3。 其中，右室电极为燃料电池的_极，电池工作时电路中每转移0.3mol电子，标准状况下消耗N2的体积是_。相比现有工业合成氨，该方法有哪些优点_(任写两条)。19.水煤气法是工业制备氢气的重要方法之一。 反应I：C(s)+H2O(g) CO(g)+H2(g)H1反应II：CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g)H2回答下列问题：（1）C(s)+2H2O(g) CO2(g)+2H2(g)H_(用H1和H2表示)。改变条件，提高H2的产率，H_(填“增大"“减小"或“不变")。 （2）在2L恒容密闭容器中充入足量炭粉和1molH2O(g)，在-定温度下发生反应I和反应II，达到平衡时测得c(CO)=0.20molL-1 ， c(H2)=0.40molL-1。 在该条件下，水蒸气的平衡转化率为_。反应II的平衡常数Kp=_。(用平衡体系中各组分的分压计算的平衡常数为Kp ， 分压=总压该组分体积分数)（3）在密闭容器中充入一定量的CO和水蒸气，加入适量催化剂，仅发生反应II。测得催化效率和CO转化率与温度关系如图所示。在600750范围内影响CO转化率的主要因素是_。 （4）工业上常以水煤气(CO和H2)为原料合成甲醇。在一容积可变的密闭容器中充入1molCO与2molH2 ， 在催化剂作用下发生反应CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)，H<0，下列叙述不能说明反应已经达到化学平衡状态的是_。 AH2的消耗速率是CH3OH生成速率的2倍BCH3OH的体积分数不再改变C混合气体的密度不再改变DCO和CH3OH的物质的量之比保持不变为了提高H2的转化率，可采取的措施为_(填两条即可)。（5）以水煤气(CO、H2体积比为1：2)为燃料的碱性(足量KOH为电解质)空气燃料电池，电池工作时CO发生反应的电极反应式为_。 20.实验室以天青石精矿(主要含SrSO4 ， 还含有少量SiO2、CaSO4、BaSO4)为原料制取SrSO4 ， 其实验流程如下： （1）室温下，反应SrSO4(s)CO 32- (aq) SrCO3(s)SO 42- (aq)达到平衡，则反应的平衡常数为_Ksp(SrSO4)3.2107 ， Ksp(SrCO3)5.61010。 （2）浸取天青石精矿时，向NH4HCO3溶液中加入适量浓氨水的目的是_。“浸取”的条件是温度在6070、搅拌、反应3小时，温度过高将会导致SrSO4的转化率下降，其原因是_。 （3）“焙烧”所得SrO粗品用蒸馏水多次浸取得Sr(OH)2溶液。判断SrO粗品已经浸取完全的方法：_。 （4）“沉淀”过程中除得到SrSO4外，还得到一种可循环利用的物质，该物质为_。 （5）将SrSO4与煤粉按照一定比例混合后煅烧得到一种黑灰(SrS)。 写出生成SrS的化学反应方程式：_。设计以黑灰为原料，制取SrSO4的实验方案：_。(已知：SrS易溶于水，易水解。水浸时的浸取率随温度变化如下图。实验中锶元素需充分转化SrSO4 ， 必须使用的试剂：蒸馏水、3molL1H2SO4和NaOH溶液)。答案解析部分一、单选题1.【答案】 B 2.【答案】 B 3.【答案】 B 4.【答案】 B5.【答案】 C 6.【答案】 C 7.【答案】 A 8.【答案】 B 9.【答案】 D 10.【答案】 A11.【答案】 D 12.【答案】 C 13.【答案】 D 14.【答案】 C15.【答案】 C 16.【答案】 C 二、综合题17.【答案】 （1）硫磺；空气；水；造气；S+O2 点燃_ SO2；催化氧化；2SO2+O2 催化剂 2SO3；吸收；SO3+H2OH2SO4；废气；废水；废渣（2）氮气；400500；1030；原料循环利用 18.【答案】 （1）A,B,C（2）46（3）正；1.12L；利用生物燃料电池在室温下合成氨，既不需要高温加热；同时还能将化学能转化为电能(合理即可) 19.【答案】 （1）H1+H2；不变（2）80%；4.0（3）温度（4）A；加压、降温、增大CO与H2的投料比（5）CO-2e-+4OH-=CO 32 +2H2O20.【答案】 （1）571.4（2）将HCO 3- 转化为CO 32- ，增大溶液中CO 32- 的浓度；温度过高将会导致NH4HCO3的分解及氨水的分解挥发（3）取最后一次浸取液，向其中滴加几滴酚酞，溶液不变红（4）氨水（5）SrSO42C=SrS2CO2(或SrSO44C=SrS4CO)；取适量的黑灰用90的热水浸取23次，将产生的气体用NaOH溶液充分吸收，所得浸取液合并后滴加稍过量的3molL1H2SO4 ， 将所得沉淀过滤、洗涤、烘干