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高二化学试题（上）第七单元化学反应条件的优化（试卷总分100分，考试时间90分钟）特别提示本单元主要考查：鲁科版选修4第2章第4节内容解题时要注意：①理解如何应用化学反应速率和化学平衡原理，选择合成氨的适宜条件；②了解应用化学原理选择化工生产条件的思路和方法；③通过了解合成氨的全过程，激发爱科学、探索科学的热情；④通过对合成氨适宜条件的分析，认识化学反应速率和化学平衡的调控在工业生产中的重要作用；⑤通过合成氨前景的展望，激发学习兴趣，体会化学学科中逻辑结构严谨深刻的科学美。⑥学习时应以化学反应速率和化学平衡原理为主线，以合成氨知识为中心，结合工业生产的实际情况，将知识串联、拓展、延伸，培养归纳思维能力；在运用理论的过程中，进一步加深对所学理论的理解和提高知识的实际应用能力。重点、难点：利用外界条件对化学反应速率和化学平衡的影响选择适宜条件。可能用到的相对原子质量：H1C12O16第I卷（选择题共54分）一.选择题（本题包括18小题，每小题3分，共54分。每小题只有一个选项符合题意）1、工业上合成氨时一般采用500℃左右温度，其原因是：①适当提高氨的合成速率，②提高H2转化率；③提高氨的产率；④催化剂在500℃时活性最大（）A、①B、①②C、②③④D、①④1.D(解析：合成氨的正反应是放热的缩小反应，因而降温或加压有利于反应向正反应方向移动，但考虑到反应速率和催化剂的活性，工业实际还是选择了500℃左右的温度。)2、在合成氨工业中，实现下列目的的变化过程中与平衡移动无关的是（）A、为增加NH3的日产量，不断将NH3分离出来B、为增加NH3的日产量，使用催化剂C、为增加NH3的日产量，采用500℃左右的高温D、为增加NH3的日产量，采用Pa77105102的压强2.B（解析：催化剂对平衡无影响；温度降低有利于氨的生成，但不是越低了越好，增大压强有利于氨的生成，但也不是越大了越好，还要考虑工业实际。）3、对于可逆反应N2+3H22NH3+Q（Q0），下列说法中正确的是（）A、达到平衡时，NH3的生成速率等于NH3的分解速率B、达到平衡时，反应物和生成物的浓度一定相等C、达到平衡时，若加入N2，在重新达到平衡时，NH3的浓度比原平衡时增大，氢气的浓度比原平衡时也增大D、达到平衡时，若升高温度，加快了吸热反应的速率，降低了放热反应的速率，所以平衡向逆反应方向移动。3.A(解析：对于一个可逆反应来说，达到平衡时正逆反应速率相等，各组成成分的百分含量不变，但浓度不一定相等；升高温度正逆反应速率都增大，增加N2，NH3的浓度比原平衡时增大，氢气的浓度比原平衡时因平衡向正方向一定而减小。)4、在密闭容器中，进行合成氨反应，达到平衡后，将平衡气体系中的各物质的浓度都增加到原来的2倍，则产生的结果是（）A、氨的质量分数减小B、平衡向逆反应方向移动C、平衡不发生移动D、平衡向正反应方向移动4.D（解析：在其他条件不变的情况下，将平衡气体系中的各物质的浓度都增加到原来的2倍，由于正反应是气体体积减小的反应，要保持平衡常数不变，平衡应该向正反应方向移动，氨的质量分数增大。）5、在合成氨反应中，开始时N2、H2的体积比为1:3，在密闭容器中反应达到平衡时，生成NH3的体积分数为20%，则平衡时N2的体积分数为（）A、10%B、20%C、40%D、50%5.B（解析：根据已知条件，设未知数解题。）6、在带有活塞的密闭容器中压入5molH2和5molN2，在某温度下经反应生成2molNH3，若此时容器的压强不变，则容器体积是反应前的（）A、2倍B、1.5倍C、0.8倍D、0.5倍6.C（解析：根据压强不变时容器的体积之比即为反应前后气体的物质的量之比列式解题。）7、在1L密闭容器中通入2mol氨气，在一定温度下发生反应；2NH3N2＋3H2，达平衡时，N2的物质的量分数为a%，维持容器的体积和温度不变，分别通入下列几组物质，达到平衡时，容器内N2的物质的量分数仍为a%的是()A.2molNH3和1molN2B.4molNH3B.2molN2和6molH2D.0.1molNH3、0.95molN2、2.85molH27.D（解析：达到平衡时，容器内N2的物质的量分数仍为a%即为等效平衡，则“一边倒”等价转化后氨气的物质的量仍为2mol即可。所以只有D项正确。）8、对于可逆反应2AB3(g)A2(g)＋3B2(g)△H0，下列图像正确的是()8.B（解析：该反应正反应是气体体积增大、吸热的反应，升高温度反应速率增大，到达平衡所用的时间少、且平衡向正反应方向移动，反应物的含量减小，所以选B.）9、在一处于平衡状态的反应：X(g)+3B(g)2Z(g)△H0,为了使平衡向生成Z的方向移动，应选择下列的适宜条件是（）①高温②低温③高压④低压⑤加正催化剂⑥除去ZA.①③⑤B.②③⑤C.②③⑤⑥D.②③⑥9.D（解析：首先要明确反应的特点，然后根据题目要求选择适当的条件。本题正反应是放热反应，所以降温平衡向正移动；正反应是气体体积减小的反应，所以增大压强有利于平衡向正移动；使用催化剂对平衡无影响。故选D项。）10、下列事实中,不能用勒夏特列原理来解释的是（）A.及时的分离出氨气有利于合成氨的反应B.使氢硫酸中加碱有利于S2-离子增多C.500℃左右比室温更有利于合成氨反应D.高压条件有利于合成氨反应υυ逆υ正温度AAB3%100℃时间500℃BAB3%温度1×106Pa1×105PaCAB3%时间100℃500℃D10.C（解析：在工业实际生产中选择500℃左右的温度，主要考虑反应速率大和催化剂在此温度时的催化活性最强。）11、一定条件下的可逆反应X（g）＋3Y（g）2Z（g），若X、Y、Z起始浓度分别为c1、c2、c3（均不为0），当达到平衡时X、Y、Z的浓度分别为0.1mol/L，0.3mol/L，0.08mol/L，则下列判断不合理的是（）A．c1：c2＝1：3B．平衡时，Y和Z的生成速率之比为3：2C．X、Y的转化率不相等D．c1的取值范围为0c10.14mo/L11.C（解析：达到平衡时X、Y的浓度之比为1：3，而方程式中的系数之比也是1：3，则起始时的浓度之比也是1：3，二者的转化率应该相等；不同物质的正逆速率之比等于系数之比；根据“一边倒”计算可知：c1的取值范围为0c10.14mo/L，c2的取值范围为0c20.42mo/L，c3的取值范围为0c30.08mo/L，故选C项。）12、工厂采用下列反应生产甲醇（CH3OH）：CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)△H0，为了增加产量，提高效率，宜采用的反应条件是（）A.高温、高压、催化剂B.低温、低压、催化剂C.适当的温度、高压、催化剂D.低温、高压、催化剂12.C（解析：根据平衡移动原理，应该采取低温、高压、催化剂的反应条件，有利于增加产量，但考虑工业实际和反应速率，温度不能太低，故选C。）13、已知常温常压下，N2(g)和H2(g)反应生成2molNH3(g)放出92.4KJ热量，在同温同压下向密闭容器中通入1molN2和3molH2，达到平衡时放出Q1KJ；向另一体积相同的容器中通入0.5molN2和1.5molH2和1molNH3，相同条件下达到平衡时放出热量为Q2KJ，则下列关系式正确的是（）A、2Q2=Q1=92.4B、Q2Q192.4C、Q1Q292.4D、Q1=Q292.413.B（解析：放出92.4KJ的热量是生成2molNH3时放出的，而通入1molN2和3molH2时不会生成2molNH3，所以Q192.4；通入0.5molN2和1.5molH2和1molNH3时，已生成了1molNH3，作为可逆反应0.5molN2和1.5molH2不会生成1molNH3，因而放出的热量更少，即Q2Q1。）14、下图是合成氨的简要流程示意图：沿x路线回去的物质是（）A、N2和H2B、催化剂C、NH3D、H214.A（在工业实际生产中，氨的产率是很低的，不足15%，所以从合成塔出来的气体中还含有大量的原料气，必须进行循环利用）15、在容积固定的密闭容器中存在如下反应：A(g)+3B(g)2C(g)△H0，某研究小组研究了其他条件不变时，改变某一条件对上述反应的影响，并根据实验数据作出下列关系图：下列判断一．定错误．．．的是()A.图I研究的是不同催化剂对反应的影响，且乙使用的催化剂效率较高B.图Ⅱ研究的是压强对反应的影响，且乙的压强较高C.图Ⅱ研究的是温度对反应的影响，且甲的温度较高D.图Ⅲ研究的是不同催化剂对反应的影响，且甲使用的催化剂效率较高15.A（使用催化剂只是增大反应速率，缩短到达平衡所用的时间，对平衡无影响。图I中甲、乙两曲线平衡时不重合，说明不是催化剂的影响，故选A。）N2（1体积）H2（3体积）压缩机热交换器冷凝分离器液氨有催化剂的合成塔x16、某密闭容器中发生如下反应：X(g)＋3Y(g)2Z(g)ΔH＜0，下图表示该反应的速率（v）随时间（t）变化的关系，t2、t3、t5时刻外界条件有所改变，但都没有改变各物质的初始加入量。下列说法中正确的是（）A．t2时加入了催化剂B．t3时降低了温度C．t5时增大了压强D．t4～t5时间内转化率最低16.A（解析：使用催化剂能同等程度的增大正逆反应速率，所以A正确；）17、某可变的密闭容器中，盛有适量的A和B的混合气体，在一定条件下发生反应：A+3B2C。若保持温度和压强不变，当达到平衡时，容器的体积为V（L），其中C气体的体积占10%，下列推断正确的是（）A．原混合气体的体积为1.2V（L）B．原混合气体的体积为1.1V（L）C．反应达平衡时气体A消耗掉0.04V（L）D．反应达平衡时气体B消耗掉0.05V（L）17.B（解析：可设起始时A、B的体积分别是X、Y，其中达到平衡时X、Y分别转化了a、3a体积，然后表示出C气体的体积占10%的式子，解之得X+Y=22a，最后根据起始和平衡时气体的体积比列式解题即得原混合气体的体积为X+Y=1.1VL。）18.某密闭容器中发生如下反应：X(g)＋3Y(g)2Z(g)；ΔH＜0下图表示该反应的速率（v）随时间（t）变化的关系，t2、t3、t5时刻外界条件有所改变，但都没有改变各物质的初始加入量。下列说法中正确的是（）A．t2时加入了催化剂B．t3时降低了温度C．t5时增大了压强D．t4～t5时间内转化率最低t4t5t3t2t1t0vv(逆)v(正)v(逆)v(正)tv(逆)v(正)t6t4t5t3t2t1t0vv(逆)v(正)v(逆)v(正)tv(逆)v(正)t618.A第II卷（非选择题共46分）二.（本题包括6小题，共46分）19、（6分）合成氨工业中，选择的适宜条件是，合成氨时，原料气必须净化的原因是，若用焦炭、水、空气为原料制氨时，有关化学方程式如下：OHC2CO+H2CO+H2OCO2+H2N2+3H22NH3则用一定量的焦炭，制得最大量的NH3时，其物质的量之比n(C):n(NH3)=。19、答案：(每空2分，共6分)目前是：铁作催化剂、温度700K、压强为中压即2ⅹ107～3ⅹ107Pa；防止催化剂中毒；3:420.在标准状况下，将67.2LN2和44.8LH2混合，在一定条件下使之反应合成氨气，反应达到平衡，测得反应后的混合气体中氨的体积分数是30%（1）平衡时反应混合物在标准状况下的总体积是。（2）平衡混合物中N2的体积分数是。20.答案.86.2L62.96%21、（9分）在硫酸工业中，通过下列反应使SO2转化成SO3；2SO2+O22SO3+Q（Q0）已知常压下生产，达到平衡时SO3体积分数为91%，试回答：（1）在生产中常用过量的空气是为了_________________________________________。（2）加热到400℃—500℃是由于。（3）实际工业生产中压强常用（填加压或常压）原因是_________________________________________。（4）原料气必须净化