新教材2025版高中化學(xué)課時(shí)作業(yè)9化學(xué)反應(yīng)的調(diào)控新人教版選擇性必修1

課時(shí)作業(yè)9化學(xué)反應(yīng)的調(diào)控1．下列有關(guān)合成氨工業(yè)的說法正確的是()A．N2的量越多，H2的轉(zhuǎn)化率越大，因此，充入的N2越多越有利于NH3的合成B．恒容條件下充入稀有氣體有利于NH3的合成C．工業(yè)合成氨的反應(yīng)是熵增加的放熱反應(yīng)，在任何溫度下都可自發(fā)進(jìn)行D．工業(yè)合成氨的反應(yīng)是熵減小的放熱反應(yīng)，在常溫時(shí)可自發(fā)進(jìn)行2．在合成氨反應(yīng)中運(yùn)用催化劑和施加高壓，下列敘述中正確的是()A．都能提高反應(yīng)速率，都對(duì)化學(xué)平衡無影響B(tài)．都對(duì)化學(xué)平衡有影響，但都不影響達(dá)到平衡狀態(tài)所用的時(shí)間C．都能縮短達(dá)到平衡狀態(tài)所用的時(shí)間，只有施加高壓對(duì)化學(xué)平衡有影響D．運(yùn)用催化劑能縮短反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)所用的時(shí)間，而施加高壓無此效果3．在合成氨工業(yè)中，要使氨的產(chǎn)率增大，同時(shí)又能提高化學(xué)反應(yīng)速率，可實(shí)行的措施有()①增大容器體積使壓強(qiáng)減?、跍p小容器體積使壓強(qiáng)增大③上升溫度④降低溫度⑤恒溫恒容，再充入等量的N2和H2⑥恒溫恒壓，再充入等量的N2和H2⑦剛好分別產(chǎn)生的NH3⑧運(yùn)用催化劑A．②④⑤⑥⑦B．②③④⑤⑦⑧C．②⑤D．①②③⑤⑧4．[2024·貴州銅仁思南中學(xué)高二月考]據(jù)報(bào)道，在300℃、70MPa下由二氧化碳和氫氣合成乙醇(CH3CH2OH)已成為現(xiàn)實(shí)：2CO2(g)＋6H2(g)?CH3CH2OH(g)＋3H2O(g)。據(jù)此分析推斷，下列敘述錯(cuò)誤的是()A．運(yùn)用Cu-Zn-Fe催化劑可大大提高生產(chǎn)效率B．上升溫度，該反應(yīng)平衡常數(shù)K肯定增大C．充入大量CO2氣體可提高H2的轉(zhuǎn)化率D．從平衡混合氣體中分別出CH3CH2OH和H2O，可提高CO2和H2的利用率5．合成氨反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，NH3的體積分?jǐn)?shù)與溫度、壓強(qiáng)的關(guān)系如圖所示，據(jù)此分析合成氨工業(yè)中最有前途的探討方向是()A．提高分別技術(shù)B．研制耐高壓的合成塔C．研制低溫催化劑D．探究不用N2和H2合成氨的新途徑6．如圖所示是工業(yè)合成氨的流程圖，其中為提高原料轉(zhuǎn)化率而實(shí)行的措施是()A.①②③B．②④⑤C．①③⑤D．②③④7．合成甲醇的反應(yīng)存在平衡體系CO(g)＋2H2(g)?CH3OH(g)ΔH<0，為了提高CH3OH的產(chǎn)量，應(yīng)當(dāng)實(shí)行的措施是()A．高溫、高壓B．相宜的溫度、高壓、催化劑C．低溫、低壓D．高溫、高壓、催化劑8．(雙選)諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)曾授予致力于探討合成氨與催化劑表面積大小關(guān)系的德國(guó)科學(xué)家格哈德·埃特爾，表彰他在固體表面化學(xué)過程探討中作出的貢獻(xiàn)。下列說法正確的是()A．增大催化劑的表面積，能增大氨氣的產(chǎn)率B．增大催化劑的表面積，能增大合成氨的正反應(yīng)速率、降低逆反應(yīng)速率C．運(yùn)用催化劑時(shí)，反應(yīng)的活化能降低，反應(yīng)明顯加快D．工業(yè)生產(chǎn)中，合成氨采納的壓強(qiáng)越高，溫度越低，越不利于提高經(jīng)濟(jì)效益9.某溫度下，發(fā)生反應(yīng)N2(g)＋3H2(g)?2NH3(g)ΔH＝－92.4kJ·mol－1，N2的平衡轉(zhuǎn)化率(α)與體系總壓強(qiáng)(p)的關(guān)系如圖所示。下列說法正確的是()A．將1molN2和3molH2置于1L密閉容器中發(fā)生反應(yīng)，放出的熱量為92.4kJB．平衡狀態(tài)由A到B時(shí)，平衡常數(shù)K(A)<K(B)C．上述反應(yīng)在達(dá)到平衡后，增大壓強(qiáng)，H2的轉(zhuǎn)化率增大D．上升溫度，平衡常數(shù)K增大10．(雙選)已知：N2(g)＋3H2(g)?2NH3(g)ΔH＝－92.4kJ·mol－1。起始反應(yīng)物為N2和H2，物質(zhì)的量之比為1∶3，且總物質(zhì)的量不變，在不同壓強(qiáng)和溫度下，反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，體系中NH3的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)如下表，下列說法正確的是()溫度壓強(qiáng)400℃450℃500℃600℃20MPa0.3870.2740.1890.08830MPa0.4780.3590.2600.129A.體系中NH3的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)越大，則正反應(yīng)速率越大B．反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，N2和H2的轉(zhuǎn)化率之比均為1∶1C．反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，放出的熱量均為92.4kJD．400℃，30MPa下反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，生成NH3的物質(zhì)的量最多11．2024年是合成氨工業(yè)先驅(qū)哈伯獲得諾貝爾獎(jiǎng)100周年。N2和H2生成NH3的反應(yīng)為eq\f(1,2)N2(g)＋eq\f(3,2)H2(g)?NH3(g)ΔH＝－46.2kJ·mol－1，在Fe催化劑作用下的反應(yīng)歷程如下(*表示吸附態(tài))?；瘜W(xué)吸附：N2(g)→2N*；H2(g)→2H*；表面反應(yīng)：N*＋H*?NH*；NH*＋H*?NHeq\o\al(\s\up1(*),\s\do1(2))；NHeq\o\al(\s\up1(*),\s\do1(2))＋H*?NHeq\o\al(\s\up1(*),\s\do1(3))；脫附：NHeq\o\al(\s\up1(*),\s\do1(3))?NH3(g)。其中N2的吸附分解反應(yīng)活化能高、速率慢，確定了合成氨的整體反應(yīng)速率。請(qǐng)回答：(1)有利于提高平衡混合物中氨含量的條件有________(填標(biāo)號(hào))。A．低溫B．高溫C．低壓D．高壓E．催化劑(2)實(shí)際生產(chǎn)中，常用Fe作催化劑，限制溫度773K，壓強(qiáng)3.0×105Pa，原料氣中N2和H2物質(zhì)的量之比為1∶2.8。分析說明原料氣中N2適度過量的兩個(gè)理由________________________________________________________________________________________________________________________________________________；________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)下列關(guān)于合成氨工業(yè)的理解正確的是________(填標(biāo)號(hào))。A．合成氨反應(yīng)在不同溫度下的ΔH和ΔS都小于零B．當(dāng)溫度、壓強(qiáng)肯定時(shí)，向合成氨平衡體系中添加少量惰性氣體，平衡正向移動(dòng)C．基于NH3有較強(qiáng)的分子間作用力可將其液化，不斷將液氨移去，有利于反應(yīng)正向進(jìn)行D．分別空氣可得N2，通過自然氣和水蒸氣轉(zhuǎn)化可得H2，原料氣須經(jīng)過凈化處理，防止催化劑“中毒”12．硫酸是重要的化工原料，二氧化硫與氧氣反應(yīng)生成三氧化硫是工業(yè)制硫酸的重要反應(yīng)之一。(1)將0.050molSO2(g)和0.030molO2(g)通入容積為1L的密閉容器中，反應(yīng)2SO2(g)＋O2(g)?2SO3(g)在肯定條件下經(jīng)20min達(dá)到平衡，測(cè)得c(SO3)＝0.040mol·L－1。①?gòu)姆磻?yīng)起先到剛好達(dá)到平衡，用SO2表示的平均反應(yīng)速率為____________。②從平衡角度分析加入過量O2的目的是________________________________________________________________________。③該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式K＝________。④已知：K(300℃)>K(350℃)，該反應(yīng)的正反應(yīng)是________(填“吸”或“放”)熱反應(yīng)。若反應(yīng)溫度上升，SO2的轉(zhuǎn)化率將________(填“增大”“減小”或“不變”)。(2)某溫度下，SO2的平衡轉(zhuǎn)化率(α)與體系總壓強(qiáng)(p)的關(guān)系如圖所示，平衡常數(shù)K(A)________K(B)(填“>”“<”或“＝”)。13．近年來我國(guó)大力加強(qiáng)溫室氣體CO2催化氫化合成甲醇技術(shù)的工業(yè)化量產(chǎn)探討，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展?；卮鹣铝袉栴}：(1)已知：CO2(g)＋H2(g)?H2O(g)＋CO(g)ΔH1＝＋41.1kJ·mol－1CO(g)＋2H2(g)?CH3OH(g)ΔH2＝－90.0kJ·mol－1寫出CO2催化氫化合成甲醇的熱化學(xué)方程式：________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)為提高CH3OH(g)的產(chǎn)率，理論上應(yīng)采納的條件是________(填序號(hào))。a．高溫高壓b．低溫低壓c．高溫低壓d．低溫高壓(3)250℃時(shí)，在恒容密閉容器中由CO2(g)催化氫化合成CH3OH(g)，如圖為不同投料比[n(H2)/n(CO2)]時(shí)某反應(yīng)物X的平衡轉(zhuǎn)化率的變更曲線。反應(yīng)物X是________(填“CO2”或“H2”)。(4)250℃時(shí)，在體積為2.0L的恒容密閉容器中加入6molH2、2molCO2和催化劑，10min時(shí)反應(yīng)達(dá)到平衡，測(cè)得c(CH3OH)＝0.75mol·L－1。①前10min內(nèi)H2的平均反應(yīng)速率v(H2)＝________mol·L－1·min－1。②化學(xué)平衡常數(shù)K＝________。③催化劑和反應(yīng)條件與反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率和產(chǎn)物的選擇性高度相關(guān)。限制相同投料比和相同反應(yīng)時(shí)間，四組試驗(yàn)數(shù)據(jù)：得到如下試驗(yàn)標(biāo)號(hào)溫度/K催化劑CO2的轉(zhuǎn)化率/%甲醇的選擇性/%A543Cu/ZnO納米棒12.342.3B543Cu/ZnO納米片11.972.7C553Cu/ZnO納米棒15.339.1D553Cu/ZnO納米片12.070.6依據(jù)上表所給數(shù)據(jù)，用CO2生產(chǎn)甲醇的最優(yōu)條件為________(填試驗(yàn)編號(hào))。課時(shí)作業(yè)9化學(xué)反應(yīng)的調(diào)控1．解析：A項(xiàng)，投料比為n(N2)∶n(H2)＝1∶2.8時(shí)，更有利于NH3的合成；B項(xiàng)，恒容條件下，充入稀有氣體對(duì)平衡無影響；C、D項(xiàng)，ΔH－TΔS<0時(shí)反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行，而合成氨反應(yīng)的ΔH<0、ΔS<0，故在常溫條件下該反應(yīng)能自發(fā)進(jìn)行。答案：D2．解析：對(duì)于反應(yīng)N2(g)＋3H2(g)?2NH3(g)，運(yùn)用催化劑只能提高反應(yīng)速率，縮短達(dá)到平衡狀態(tài)所用的時(shí)間，不能使化學(xué)平衡發(fā)生移動(dòng)。施加高壓既能提高反應(yīng)速率，使反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)所用的時(shí)間縮短，也能使化學(xué)平衡向生成NH3的方向移動(dòng)。答案：C3．解析：從反應(yīng)速率的角度分析，①④⑦均使化學(xué)反應(yīng)速率降低，②③⑤⑧均使化學(xué)反應(yīng)速率上升，⑥不影響化學(xué)反應(yīng)速率。從平衡移動(dòng)的角度分析，②⑤使化學(xué)平衡向右移動(dòng)，使氨的產(chǎn)率增大，⑧不影響化學(xué)平衡，③使化學(xué)平衡向左移動(dòng)。答案：C4．解析：因催化劑能提高化學(xué)反應(yīng)速率，則在肯定時(shí)間內(nèi)提高了生產(chǎn)效率，故A正確。反應(yīng)需在300℃進(jìn)行是為了獲得較快的反應(yīng)速率，不能說明反應(yīng)是吸熱還是放熱，所以K不肯定增大，故B錯(cuò)誤。充入大量CO2氣體，能使平衡正向移動(dòng)，提高H2的轉(zhuǎn)化率，故C正確。從平衡混合物中剛好分別出產(chǎn)物，使平衡正向移動(dòng)，可提高CO2和H2的轉(zhuǎn)化率，故D正確。答案：B5．解析：由圖可知，φ(NH3)隨著溫度的上升而顯著下降，即在低溫條件下，NH3的體積分?jǐn)?shù)較高，但目前所用催化劑——鐵觸媒的活性最大時(shí)的溫度在500℃左右，故最有前途的探討方向是研制低溫催化劑。答案：C6．解析：①凈化的目的是除去雜質(zhì)氣體，防止催化劑“中毒”，與原料轉(zhuǎn)化率無關(guān)；②加壓可使反應(yīng)向生成NH3的方向移動(dòng)，可以提高原料轉(zhuǎn)化率；③催化劑只能改變更學(xué)反應(yīng)速率，不能改變更學(xué)平衡，則不能提高原料轉(zhuǎn)化率；④氨的液化分別，可降低平衡混合物中NH3的含量，使平衡向生成NH3的方向移動(dòng)，可以提高原料轉(zhuǎn)化率；⑤原料氣的循環(huán)運(yùn)用可提高原料的利用率。故B項(xiàng)正確。答案：B7．解析：合成甲醇的反應(yīng)是一個(gè)反應(yīng)前后氣體體積減小的放熱反應(yīng)，為提高CH3OH的產(chǎn)量，一要使平衡正向移動(dòng)，二要使反應(yīng)速率增大，因此應(yīng)運(yùn)用催化劑，同時(shí)考慮催化劑的活性，反應(yīng)溫度要相宜，高壓有利于平衡正向移動(dòng)，故實(shí)行的措施是選擇相宜的溫度、高壓、催化劑。答案：B8．解析：催化劑只能變更反應(yīng)速率，不能改變更學(xué)平衡，A項(xiàng)錯(cuò)誤；催化劑能同等程度地增大合成氨的正反應(yīng)速率和逆反應(yīng)速率，B項(xiàng)錯(cuò)誤；運(yùn)用催化劑可加快反應(yīng)速率，緣由是變更了反應(yīng)歷程，降低了反應(yīng)活化能，C項(xiàng)正確；壓強(qiáng)過高，設(shè)備成本高，溫度過低，反應(yīng)速率小，經(jīng)濟(jì)效益低，D項(xiàng)正確。答案：CD9．解析：該反應(yīng)為可逆反應(yīng)，加入的1molN2和3molH2不行能完全反應(yīng)生成NH3，所以反應(yīng)放出的熱量小于92.4kJ，A項(xiàng)錯(cuò)誤；從狀態(tài)A到狀態(tài)B，變更的是壓強(qiáng)，溫度未發(fā)生變更，所以平衡常數(shù)不變，B項(xiàng)錯(cuò)誤；該反應(yīng)是反應(yīng)前后氣體分子數(shù)減小的反應(yīng)，增大壓強(qiáng)平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，H2的轉(zhuǎn)化率增大，C項(xiàng)正確；上升溫度，平衡逆向移動(dòng)，K減小，D項(xiàng)錯(cuò)誤。答案：C10．解析：體系中NH3的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)越大，不能表示正反應(yīng)速率越大，如20MPa、500℃時(shí)NH3的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)大于30MPa、600℃時(shí)NH3的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)，但后者的溫度和壓強(qiáng)較大，反應(yīng)速率較快，A項(xiàng)錯(cuò)誤；起始反應(yīng)物N2和H2的物質(zhì)的量之比為1∶3，因此反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，N2和H2的轉(zhuǎn)化率之比為1∶1，B項(xiàng)正確；由于無法確定參加反應(yīng)的N2和H2詳細(xì)的物質(zhì)的量，故無法求得生成的NH3的物質(zhì)的量，因此無法計(jì)算達(dá)到平衡時(shí)放出的熱量，C項(xiàng)錯(cuò)誤；依據(jù)表中數(shù)據(jù)可知，400℃、30MPa下反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，生成NH3的物質(zhì)的量最多，D項(xiàng)正確。答案：BD11．解析：(1)依據(jù)合成氨反應(yīng)的特點(diǎn)可知，低溫柔高壓均可以提高平衡混合物中氨含量，A、D項(xiàng)正確。(2)原料氣中N2的成本較低，適度過量可提高成本較高的H2的轉(zhuǎn)化率；從反應(yīng)速率來看，N2在Fe催化劑上的吸附是該反應(yīng)速率的確定步驟，N2適度過量有利于提高整體的反應(yīng)速率。(3)合成氨反應(yīng)為放熱反應(yīng)，ΔH<0，該反應(yīng)為氣體分子數(shù)減小的反應(yīng)，則ΔS<0，A項(xiàng)正確；恒溫恒壓時(shí)，向合成氨平衡體系中添加少量惰性氣體，體積增大，壓強(qiáng)減小，平衡逆向移動(dòng)，B項(xiàng)錯(cuò)誤；液化NH3后剛好將其移出，生成物濃度降低，平衡正向移動(dòng)，C項(xiàng)正確；原料氣中的雜質(zhì)氣體會(huì)使催化劑“中毒”，原料氣須經(jīng)過凈化處理，防止催化劑“中毒”，D項(xiàng)正確。答案：(1)AD(2)原料氣中N2相對(duì)易得，適度過量有利于提高H2的轉(zhuǎn)化率N2在Fe催化劑上的吸附是決速步驟，N2適度過量有利于提高整體的反應(yīng)速率(3)ACD12．解析：(1)由“三段式”法進(jìn)行計(jì)算：2SO2(g)＋O2(g)?2SO3(g)起始濃度/(mol·L－1)0.0500.0300轉(zhuǎn)化濃度/(mol·L－1)0.0400.0200.040平衡濃度/(mol·L－1)0.0100.0100.040①?gòu)姆磻?yīng)起先到剛好達(dá)到平衡，用SO2表示的平均反應(yīng)速率為eq\f(0.040mol·L－1,20min)＝0.002mol·L－1·min－1。②加入過量O2，另一反應(yīng)物SO2的轉(zhuǎn)化率增大。③反應(yīng)2SO2(g)＋O2(g)?2SO3(g)的平衡常數(shù)表達(dá)式K＝eq\f(c2（SO3）,c2（SO2）·c（O2）)。④已知K(300℃)>K(350℃)，則上升溫度，平衡常數(shù)減小，平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，而上升溫度，平衡向吸熱反應(yīng)的方向移動(dòng)，則該反應(yīng)的正反應(yīng)是放熱反應(yīng)。若反應(yīng)溫度上升，平衡逆向移動(dòng)，則SO2的轉(zhuǎn)化率將減小。(2)平衡常數(shù)只與溫度有關(guān)，在溫度不變的條件下，無論壓強(qiáng)怎樣變更，平衡常數(shù)都不變。答案：(1)①0.002mol·L－1·min－1②提高二氧化硫的轉(zhuǎn)化率③eq\f(c2（SO3）,c2（SO2）·c（O2）)④放減小(2)＝13．解析：(1)依據(jù)蓋斯定律，將題述兩個(gè)熱化學(xué)方程式相加可得：3H2(g)＋CO2(g)?CH3OH(g)＋H2O(g)ΔH＝－48.9kJ·mol－1。(2)依據(jù)熱化學(xué)方程式可知，