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2020-2021学年第4节 化学反应条件的优化——工业合成氨课时训练
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这是一份2020-2021学年第4节 化学反应条件的优化——工业合成氨课时训练，共15页。试卷主要包含了单选题，共15小题，非选择题，共5小题等内容，欢迎下载使用。
工业合成氨（一）
一、单选题，共15小题
1．足量稀硫酸与少量锌粒反应制取氢气，欲加快化学反应速率而不改变产生氢气的量，下列措施不可行的是（ ）
A．升高温度 B．滴加少量浓硫酸 C．加入少量胆矾 D．改用等质量的锌粉
2．可逆反应2A（g）+B（g）2C（g），根据下表中的数据判断下列图像错误的是
A． B．
C． D．
3．人们对某反应的途径有如图所示的两种猜想。运用飞秒光谱观测到反应过程中·CH2-CH2-CH2-CH2·的存在，其寿命是700飞秒(1飞秒=10-15秒)。
、
下列说法不正确的是
A．该反应的化学方程式是C4H8→2CH2=CH2
B．飞秒光谱观测所得实验结果支持猜想②的成立
C．反应过程中有极性共价键生成
D．加入合适的催化剂可加快该反应的速率
4．下列说法正确的是
A．Fe和Mg与0.1mol·L-1的盐酸反应，反应速率相同
B．0.1 mol·L-1的盐酸与0.1 mol·L-1H2SO4分别与大小、形状相同的大理石反应，反应速率相同
C．催化剂能降低分子活化时所需能量，使活化分子百分数大大增加
D．100mL2mol·L-1的盐酸与锌片反应，加入适量的NaCl溶液，反应速率不变
5．下列关于H2S、NO及CO三种气体的说法中正确的是
A．都易溶于水 B．都属于非电解质
C．都能与碱溶液反应 D．都能被氧化
6．下列说法正确的是
A．活化分子之间的碰撞即为有效碰撞
B．使用催化剂能降低活化能，增加活化分子百分数
C．增大压强不能降低活化能，但能增加活化分子百分数
D．活化能的大小决定了反应能否自发进行
7．对于反应，下列措施一定能使反应速率显著增大的是
A．升高反应体系的温度 B．增加反应物C的用量
C．通入N2增大反应体系的压强 D．减少体系中CO2的量
8．为探究影响化学反应速率的因素：在25mL 5%的H2O2溶液中，如表格中条件，产生等体积氧气时，所消耗时间最短的是：
组别
V(1mol/L FeCl3)/mL
蒸馏水/mL
温度/℃
A
2
2
50
B
3
1
40
C
2
2
40
D
3
1
50
A．A B．B C．C D．D
9．如图是金属镁和卤素单质(X2)反应的能量变化示意图。下列说法正确的是
A．由MgF2制取Mg是放热过程
B．热稳定性：MgI2＞MgBr2＞MgCl2＞MgF2
C．此条件下热化学反应方程式为MgI2(s)+Cl2(g)=MgCl2(s)+I2(g)的∆H=-287kJ/mol
D．1molMg(s)和1molX2(g)断键吸收的能量大于形成1molMgX2成键放出的能量
10．实验室常用锌和稀硫酸反应制取氢气。在2mol/L的足量稀硫酸跟一定量的锌片反应制取氢气的实验中，为加快反应速率，又不影响生成氢气的总量，可以采用的方法是（ ）
A．适当升高温度 B．加入几滴硫酸铜溶液
C．再加入少量浓硝酸 D．加入适量的氯化钠溶液
11．下列关于化学反应速率的说法中，正确的是
①铁片和稀硫酸反应制取氢气时，改用98%的浓硫酸可以加快产生氢气的速率
②增加反应物的用量，一定会增大化学反应速率
③决定化学反应速率的主要因素是反应物的浓度
④光是影响某些化学反应速率的外界条件之一
⑤使用催化剂，使反应的活化能降低，反应速率加快
A．①⑤ B．④⑤ C．②④ D．③
12．N2+3H2 2NH3，是工业上制造氮肥的重要反应。下列关于该反应的说法正确的是
A．降低体系温度能加快反应速率
B．使用恰当的催化剂能加快反应速率，又能提高N2的转化率
C．达到反应限度时各组分含量之比一定等于3∶1∶2
D．若在反应的密闭容器加入1mol N2和过量的H2，最后不能生成2mol NH3
13．乙炔在Pd表面选择加氢的反应机理(如图)。吸附在Pd表面的物种用*标注。下列说法不正确的是
A．上述吸附反应为放热反应
B．C2H2*+H*→C2H3*只有化学键的形成过程
C．副反应生成的高聚物吸附在Pd的表面可能会使催化剂失活
D．该历程中最大能垒(活化能)为85 kJ mol-1
14．一定量的盐酸与过量的铁粉反应时，为了减缓反应速率，且不影响生成氢气的总量，可向盐酸中加入适量的
A．NaOH(s) B．KNO3 (s) C．NaCl水溶液 D．NaHSO4(s)
15．能用勒夏特列原理解释的是
A．500℃左右比室温更有利于合成氨反应中提高氨的产率
B．实验室常用排饱和食盐水的方法收集氯气
C．SO2催化氧化成SO3的反应，往往需要使用催化剂
D．低压有利于合成氨的反应
二、非选择题，共5小题
16．已知2A2(g)＋B2(g)2C3(g)，ΔH=-a kJ·mol－1(a>0)，在一个有催化剂的固定容积的容器中加入2 mol A2和1 mol B2，在500 ℃时充分反应达平衡后C3的浓度为ω mol·L－1，放出热量b kJ。
(1)比较a_______b(填“>”“＝”或“<”)。
(2)若将反应温度升高到700 ℃，该反应的平衡常数将___________ (填“增大”“减小”或“不变”)。
(3)能说明该反应已经达到平衡状态的是___________。
a．v(C3)＝2v(B2) b．容器内压强保持不变
c．v逆(A2)＝2v正(B2) d．容器内的密度保持不变
(4)为使该反应的反应速率增大，且平衡向正反应方向移动的操作是__________。
a．及时分离出C3气体 b．适当升高温度
c．增大B2的浓度 d．选择高效的催化剂
17．依据下图中氮元素及其化合物的转化关系，回答问题：
(1)实验室用上述装置制取氨气的化学反应方程式为___________。若要收集一瓶氨气应该用___________的收集方法；下列试剂不能干燥NH3的是___________(填字母)。
A．浓硫酸 B．碱石灰 C．NaOH固体 D．无水CaCl2
(2)图1中，X转化为硝酸___________(填“是”或“不是”)氧化还原反应
(3)若要将NH3转化为N2，从原理上看，下列试剂可行的是___________
A．O2 B．Na C．NH4Cl D．NO2
18．氮是地球上含量最丰富的一种元素，氮及其化合物在工农业生产、生活中有着重要作用。请回答下列问题：（图中涉及物质为气态）
（1）如图是1mol NO2和1mol CO反应生成CO2和NO过程中能量变化示意图，请写出NO2和CO反应的热化学方程式______。
（2）在0.5L的密闭容器中，一定量的氮气和氢气进行如下化学反应：N2（g）+3H2（g）2NH3（g）△H＜0，其化学平衡常数K与温度t的关系如下表，
t/℃
200
300
400
K
K1
K2
0.5
请完成下列问题：
①试比较K1、K2的大小，K1______K2（填写“＞”、“=”或“＜”）。
②下列各项能作为判断该反应达到化学平衡状态的依据是_______（填序号字母）。
a .容器内N2，H2，NH3的浓度之比为1：3：2 b. υ（N2）正=3υ（H2）逆
c .容器内压强保持不变 d. 混合气体的密度保持不变
③在400℃时，当测得NH3和N2，H2的物质的量分别为1mol和2mol，3mol时，则该反应的υ（N2）正______υ（N2）逆（填写“＞，“=”或“＜”）。
19．采用一种新型的催化剂(主要成分是Cu-Mn合金)，利用CO和H2制备二甲醚(DME)。
主反应：2CO(g)＋4H2(g)=CH3OCH3(g)＋H2O(g)
副反应：CO(g)＋H2O(g)=CO2(g)＋H2(g)，CO(g)＋2H2(g)=CH3OH(g)
测得反应体系中各物质的产率或转化率与催化剂的关系如图所示。
则催化剂中约为___________时最有利于二甲醚的合成。
20．在容积为1.00L的容器中，通入一定量的N2O4，发生反应N2O4(g)⇋2NO2(g)，随温度升高，混合气体的颜色变深。回答下列问题：
（1）反应的△H_____0（填“大于”“小于”）；100℃时，体系中各物质浓度随时间变化如下图所示。在0-60s时段，反应速率v(N2O4)为_____mol·L-1·s-1反应的平衡常数K1为_______。
（2）100℃时达到平衡后，改变反应温度为T，c(N2O4)以0.0020 mol·L-1·s-1的平均速率降低，经10s又达到平衡。
①T_____100℃（填“大于”“小于”），判断理由是___________________________。
②列式计算温度T时反应的平衡常数K2_______________。
参考答案
1．C
【详解】
A、升高温度能加快反应速率，锌粒完全与硫酸反应放出氢气，产生氢气的量不变，故A可行；
B、滴加少量浓硫酸，硫酸浓度增大，能加快反应速率，锌粒完全与硫酸反应放出氢气，产生氢气的量不变，故B可行；
C、加入少量胆矾，部分锌与硫酸铜反应生成硫酸锌和铜，构成原电池加快反应速率，但与硫酸反应的锌减少，所以放出氢气的量减少，故C不可行；
D、改用等质量的锌粉，增大接触面积，能加快反应速率，锌完全与硫酸反应放出氢气，产生氢气的量不变，故D可行；
答案选C。
【点睛】
足量稀硫酸与少量锌粒反应制取氢气，生成氢气的量由锌的质量决定，锌完全与酸反应才能保证生成氢气的量不变；若少量稀硫酸与足量锌粒反应制取氢气，生成氢气的量由硫酸的量决定，硫酸完全与锌反应才能保证生成氢气的量不变。
2．D
【详解】
根据表格可知：在相同的压强下，升高温度，A的转化率降低。说明升高温度平衡逆向移动。根据平衡移动原理，升高温度，化学平衡向吸热反应方向移动。逆反应方向是吸热反应，所以正反应为放热反应。在相同的温度下，增大压强，A的转化率增大。说明增大压强化学平衡正向移动。即该反应的正反应是一个气体体积减小的放热反应。
A.升高温度，A的含量降低，，证明升高温度，化学平衡向逆反应方向移动，选项A正确；
B.升高温度，Ｃ的含量降低，说明升高温度平衡向逆反应方向移动，选项B正确；
C.升高温度，V正、V逆 都增大，但吸热反应方向增大的多，即V逆＞V正，所以平衡逆向移动，经过一段时间反应达到平衡，选项C正确；
D.当反应达到平衡后，增大压强，V正、V逆 都增大，但反应物的浓度增大的多，生成物的浓度增大的少，所以V正＞V逆，平衡正向移动，最终达到新的平衡状态，选项D错误；
答案选D。
3．C
【详解】
A．由图的分子结构知，该反应的化学方程式是C4H8→2CH2=CH2，A正确；
B．飞秒光谱观测到反应过程中·CH2-CH2-CH2-CH2·的存在，两端碳链末端相连，支持猜想②的成立，B正确；
C．反应生成C-C键，是非极性共价键，C错误；
D．合适的催化剂降低活化能，可加快该反应的速率，D正确；
故选：C。
4．C
【详解】
A、金属本身的性质是决定化学反应速率的决定性因素，Mg的金属性比Fe强，Mg与0.1mol·L－1的盐酸反应速率快，故A错误；
B、硫酸钙微溶于水，CaCO3与H2SO4反应生成CaSO4，附着在碳酸钙的表面阻碍反应的进行，盐酸与CaCO3反应速率快，故B错误；
C、催化剂可降低分子活化能，活化分子百分数增大，反应速率加快，故C正确；
D、NaCl不与Zn反应，加入氯化钠溶液，相当于加水稀释，c(H＋)降低，反应速率减小，故D错误；
答案选C。
5．D
【详解】
A、NO、CO均难溶于水，故A错误；
B、H2S属于弱电解质，NO、CO为弱电解质，故B错误；
C、H2S能与碱溶液反应，NO、CO则不能反应，故C错误；
D、-2价的硫、+2价的氮、+2价的碳都具有还原性，都能被氧化，故D正确；
故选D。
6．B
【解析】
试题分析：A．活化分子之间的碰撞发生化学反应时为有效碰撞，否则不是，故A错误；B．催化剂能降低活化能，增大活化分子的百分数，从而加快反应的速率，故B正确；C．增大压强不能增加活化分子的百分数，使反应速率增大原因是活化分子的浓度增大，但百分数不变，故C错误；D．反应能否自发进行取决于反应的焓变和熵变，活化能的大小影响反应速率的大小，故D错误；故选B。
考点：考查活化分子理论与有效碰撞理论
7．A
【详解】
A．升高反应体系的温度，反应速率一定加快，故A正确；
B．C为纯固体，增加反应物C的用量，反应速率不变，故B错误；
C．通入N2增大反应体系的压强，容器体积增大，反应物浓度减小，反应速率减小，故C错误；
D．减少体系中CO2的量，浓度减小，则反应速率减小，故D错误；
故选：A。
8．D
【详解】
相同浓度的催化剂用量越多，反应速率越快；反应温度越高，反应速率越快。由表中数据可以看出，四个实验中，催化剂的最大用量是3mL，最高温度是50℃，故选D。
9．C
【详解】
A．由图可知，Mg与F2的能量高于MgF2，则由MgF2制取Mg是吸热反应，故A错误；
B．一般而言，物质的能量越低越稳定，由图可知化合物的热稳定性顺序为MgI2＜MgBr2＜MgCl2＜MgF2，故B错误；
C．依据图象Mg(s)+Cl2(l)=MgCl2(s)△H=-641kJ/mol，Mg(s)+I2(l)=MgI2(s)△H=-354kJ/mol，将第一个方程式减去第二方程式得MgI2(s)+Cl2(g)═MgCl2(s)+I2(g)△H=-287kJ•mol-1，故C正确；
D．根据图像，金属镁和卤素单质(X2)的能量均比生成物能量高，金属镁和卤素单质(X2)生成MgX2(s)的反应均为放热反应，则1molMg(s)和1molX2(g)断键吸收的能量小于形成1molMgX2成键放出的能量，故D错误；
故选C。
10．A
【详解】
A．升高温度，可增大活化分子百分数，增大反应速率，不影响生成氢气的总量，故A正确；
B．加入几滴硫酸铜溶液，锌置换出铜，形成原电池反应，增大反应速率，但消耗锌，生成氢气的总量减少，故B错误；
C．加入浓硝酸，因硝酸的强氧化性，反应中不生成氢气，故C错误；
D．加入氯化钠溶液，稀释溶液，浓度减小，反应速率减小，故D错误；
故答案为A。
11．B
【详解】
①常温下铁在浓硫酸中钝化，得不到氢气，故①错误；
②增加反应物的用量，不一定会增大化学反应速率，例如改变固体的质量，故②错误；
③决定化学反应速率的主要因素是反应物自身的性质，如钠和冷水剧烈反应，但铁需要高温下才能与水蒸气反应，故③错误。
④有些物质在光照条件下反应，如次氯酸的分解等，因此光是影响某些化学反应速率的外界条件之一，故④正确；
⑤使用催化剂，使反应的活化能降低，反应速率加快，故⑤正确；
故正确的是④⑤，答案为B。
12．D
【详解】
A. 降低体系温度，反应速率减小，故A错误；
B. 使用催化剂能加快反应速率，但不能使平衡发生移动，故不能提高N2的转化率，故B错误；
C.平衡时各组分含量不变，是否为 3∶1∶2与起始浓度、转化率有关，故C错误；
D.由于可逆反应不能进行到底，所以若在反应的密闭容器加入1mol N2和过量的H2，最后不能生成2mol NH3，故D正确。
故选D。
13．B
【详解】
A．从反应机理图分析，该反应为放热反应，故A项正确；
B．由图可知，该反应先吸热，后放热，故而不只有化学键的形成过程，故B项错误；
C．副反应生成的高聚物吸附在Pd的表面可能会使催化剂失活，故C项正确；
D．该历程中能垒(活化能)有三个，分别为：66 kJ mol-1，85 kJ mol-1，82 kJ mol-1，故D项正确；
故答案为B。
14．C
【详解】
A．NaOH与酸中和，引起H+离子的物质的量的减小，浓度减小，反应速率减慢，但氢气的总量也在减少，故A错误；
B．加入硝酸钾固体，在盐酸存在情况下，相当于存在了硝酸，硝酸和金属铁反应不产生氢气，故B错误；
C．加入氯化钠水溶液，相等于加水稀释溶液，H+离子浓度降低，反应速率减慢，但H+离子的物质的量不变，不影响生成氢气的总量，故C正确；
D．加入硫酸氢钠固体，会增大氢离子的浓度和氢离子的物质的量，反应速率加快，生成的氢气量增多，故D错误；
故答案为C。
15．B
【详解】
A．合成氨反应为放热反应，升高温度不利于平衡向正反应方向移动，但反应选择500℃主要考虑催化剂的活性和反应速率，与平衡移动无关，不能用勒夏特列原理解释，A不符题意；
B．氯水中存在平衡Cl2+H2OH++Cl-+HClO，饱和食盐水中氯离子浓度较大，可抑制氯气在水中的溶解，可用勒夏特列原理解释，B符合题意；
C．工业生成硫酸的过程中，存在平衡2SO2+O22SO3，使用催化剂可以加快反应速率，但对化学平衡没有影响，不能用勒夏特列原理解释，C不符题意；
D．合成氨反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g)是气体体积减小的反应，低压不利于生成氨气，D不符题意。
答案选B。
16．＞ 减小 b c c
【详解】
(1)热化学方程式表达的意义为：当2mol A2和1mol B2完全反应时，放出热量为akJ，而加入2mol A2和1mol B2达到平衡时，没有完全反应，即释放的热量小于完全反应释放的热量，即b＜a；
(2)正反应方向放热，升高温度，化学平衡向逆反应方向移动，生成物浓度减小，反应物浓度增大，K减小；
(3)a．V(C3)=2V(B2)时，该反应可能达到平衡状态也可能没有达到平衡状态，与反应初始浓度及转化率有关，不能据此判断平衡状态，a错误；
b．该反应是一个反应前后气体体积减小的可逆反应，当容器内压强保持不变时，正逆反应速率相等，反应达到平衡状态，b正确；
c．V逆（A2）＝2V正（B2）＝V正（A2），同一物质的正逆反应速率相等，该反应达到平衡状态，c正确；
d．混合气体遵循质量守恒定律，则反应前后混合气体质量不变，容器体积不变，则容器内的密度保持不变，不能据此判断平衡状态，d错误；
答案选bc；
(4)a．及时分离出C3气体，平衡正向移动，但反应速率减小，a错误；
b．适当升高温度反应速率增大但平衡逆向移动，b错误；
c．增大B2的浓度，平衡正向移动且反应速率增大，c正确；
d．选择高效的催化剂，反应速率增大但平衡不移动，d错误；
答案选c。
【点晴】
平衡状态判断，注意可逆反应达到平衡状态有两个核心的判断依据：①正反应速率和逆反应速率相等。②反应混合物中各组成成分的百分含量保持不变。只要抓住这两个特征就可确定反应是否达到平衡状态，对于随反应的发生而发生变化的物理量如果不变了，即说明可逆反应达到了平衡状态。判断化学反应是否达到平衡状态，关键是看给定的条件能否推出参与反应的任一物质的物质的量不再发生变化。
17．2NH4Cl+Ca(OH)22NH3↑+CaCl2+2H2O 向下排空气法 AD 不是 AD
【详解】
(1)实验室用氯化铵和氢氧化钙在加热条件下反应制取氨气，化学反应方程式为2NH4Cl+Ca(OH)22NH3↑+CaCl2+2H2O。氨气极易溶于水，密度比空气小，若要收集一瓶氨气应该用向下排空气法收集；氨气是碱性气体，
A．浓硫酸与氨气反应，不能用于干燥氨气；
B．碱石灰属于碱性干燥剂，与氨气不反应，能用于干燥氨气；
C．NaOH固体可吸收水分，但不与氨气反应，能用于干燥氨气；
D．无水CaCl2可与氨气反应生成络合物，不能用于干燥氨气；
答案选AD；
(2)图1中，X应为N元素+5价的氧化物N2O5，N2O5转化为硝酸的反应中，没有元素化合价变化，不是氧化还原反应；
(3)若要将NH3转化为N2，H元素的化合价由-3价变为0价，化合价升高，发生氧化反应，从原理上看，需要加入氧化剂，
A．O2具有较强的氧化性，能将NH3氧化为N2，故A符合题意；
B．Na 是还原剂，不能氧化NH3，故B不符合题意；
C．NH4Cl 中N元素的化合价为-3价，不能与NH3反应转化为N2，故C不符合题意；
D．NO2与氨气反应，NO2作氧化剂，故D符合题意；
答案选AD。
18．NO2（g）+CO（g）=CO2（g）+NO（g）△H=﹣234kJ/mol； ①＞ c ＞
【解析】
【详解】
（1）根据1mol NO2和1mol CO反应生成CO2和NO过程中能量变化示意图，反应焓变=134kJ/mol﹣368kJ/mol=﹣234kJ/mol，反应的热化学方程式为NO2（g）+CO（g）=CO2（g）+NO（g）△H=﹣234kJ/mol；
（2）①该反应正反应是放热反应，升高温度，平衡向逆反应方向移动，生成物浓度减小，反应物浓度增大，所以K1＞K2；
②N2（g）+3H2（g）2NH3（g）△H＜0，反应是气体体积减小的放热反应，则
a、容器内各物质的浓度之比等于计量数之比，不能证明正逆反应速率相等，不能说明反应达到平衡状态；
b、不同物质的正逆反应速率之比等于其计量数之比是平衡状态，3υ（N2）正=υ（H2）逆是平衡状态，υ（N2）正=3υ（H2）逆反应没有达到平衡状态；
c、容器内压强不变，气体的物质的量不变，该反应达平衡状态；
d、如果是在密闭容器中反应，质量不变，体积不变，密度始终不变，混合气体密度不变不能说明反应达到平衡状态；
答案选c；
③400℃时，在0.5L容器中，NH3和N2、H2的物质的量浓度分别为：2mol/L、4mol/L、6mol/L，400℃时，浓度商Qc==0.0046＜K=0.5，说明反应正向进行，因此有υ（N2）正＞υ（N2）逆。
【点睛】
本题考查热化学方程式的书写，根据反应物和生成物总能量的大小求出反应热，易错点为（2）②，利用“变量不变达平衡”进行判断是最好的方法，如d项中混合气体的密度保持不变，因容积不变，反应物均为气体，故密度始终不变，所以密度不是变量，密度不变不能说明达平衡状态。
19．2.0
【详解】
由图可知，当催化剂中约为2.0时，一氧化碳的转化率和二甲醚的产率都为最大，当的值大于2.0时，一氧化碳的转化率和二甲醚的产率都会减小，说明该条件下最有利于二甲醚的合成，故答案为：2.0。
20．大于 0.0010 0.36 大于 反应正方向吸热，反应向吸热方向进行，故温度升高 K2= (0.16 mol·L-1)2/(0.020 mol·L-1) =1.3 mol·L-1
【详解】
（1）随温度升高，混合气体颜色加深，说明升高温度平衡正向移动，则正反应为吸热反应，即△H＞0；0～60s时段，N2O4浓度变化为：0.1mol·L－1-0.04mol·L－1=0.06mol·L－1，v（N2O4）=0.06mol·L－1/ 60s =0.0010 mol·L-1·s-1；反应的平衡常数K1为；（2））①改变温度后，N2O4的浓度降低，平衡向正反应方向移动，由于正反应吸热反应，升高温度平衡正向移动，故T＞100℃；判断理由是反应正方向吸热，反应向吸热方向进行，故温度升高；②平衡时，c（NO2）=0.120mol·L－1+0.0020mol·L－1s-1×10s×2=0.16mol·L－1，c（N2O4）=0.040mol·L－1-0.0020mol·L－1·s-1×10s=0.020mol·L－1，故K2=(0.16 mol·L-1)2/(0.020 mol·L-1) =1.3 mol·L-1
工业合成氨（一）
一、单选题，共15小题
1．足量稀硫酸与少量锌粒反应制取氢气，欲加快化学反应速率而不改变产生氢气的量，下列措施不可行的是（ ）
A．升高温度 B．滴加少量浓硫酸 C．加入少量胆矾 D．改用等质量的锌粉
2．可逆反应2A（g）+B（g）2C（g），根据下表中的数据判断下列图像错误的是
A． B．
C． D．
3．人们对某反应的途径有如图所示的两种猜想。运用飞秒光谱观测到反应过程中·CH2-CH2-CH2-CH2·的存在，其寿命是700飞秒(1飞秒=10-15秒)。
、
下列说法不正确的是
A．该反应的化学方程式是C4H8→2CH2=CH2
B．飞秒光谱观测所得实验结果支持猜想②的成立
C．反应过程中有极性共价键生成
D．加入合适的催化剂可加快该反应的速率
4．下列说法正确的是
A．Fe和Mg与0.1mol·L-1的盐酸反应，反应速率相同
B．0.1 mol·L-1的盐酸与0.1 mol·L-1H2SO4分别与大小、形状相同的大理石反应，反应速率相同
C．催化剂能降低分子活化时所需能量，使活化分子百分数大大增加
D．100mL2mol·L-1的盐酸与锌片反应，加入适量的NaCl溶液，反应速率不变
5．下列关于H2S、NO及CO三种气体的说法中正确的是
A．都易溶于水 B．都属于非电解质
C．都能与碱溶液反应 D．都能被氧化
6．下列说法正确的是
A．活化分子之间的碰撞即为有效碰撞
B．使用催化剂能降低活化能，增加活化分子百分数
C．增大压强不能降低活化能，但能增加活化分子百分数
D．活化能的大小决定了反应能否自发进行
7．对于反应，下列措施一定能使反应速率显著增大的是
A．升高反应体系的温度 B．增加反应物C的用量
C．通入N2增大反应体系的压强 D．减少体系中CO2的量
8．为探究影响化学反应速率的因素：在25mL 5%的H2O2溶液中，如表格中条件，产生等体积氧气时，所消耗时间最短的是：
组别
V(1mol/L FeCl3)/mL
蒸馏水/mL
温度/℃
A
2
2
50
B
3
1
40
C
2
2
40
D
3
1
50
A．A B．B C．C D．D
9．如图是金属镁和卤素单质(X2)反应的能量变化示意图。下列说法正确的是
A．由MgF2制取Mg是放热过程
B．热稳定性：MgI2＞MgBr2＞MgCl2＞MgF2
C．此条件下热化学反应方程式为MgI2(s)+Cl2(g)=MgCl2(s)+I2(g)的∆H=-287kJ/mol
D．1molMg(s)和1molX2(g)断键吸收的能量大于形成1molMgX2成键放出的能量
10．实验室常用锌和稀硫酸反应制取氢气。在2mol/L的足量稀硫酸跟一定量的锌片反应制取氢气的实验中，为加快反应速率，又不影响生成氢气的总量，可以采用的方法是（ ）
A．适当升高温度 B．加入几滴硫酸铜溶液
C．再加入少量浓硝酸 D．加入适量的氯化钠溶液
11．下列关于化学反应速率的说法中，正确的是
①铁片和稀硫酸反应制取氢气时，改用98%的浓硫酸可以加快产生氢气的速率
②增加反应物的用量，一定会增大化学反应速率
③决定化学反应速率的主要因素是反应物的浓度
④光是影响某些化学反应速率的外界条件之一
⑤使用催化剂，使反应的活化能降低，反应速率加快
A．①⑤ B．④⑤ C．②④ D．③
12．N2+3H2 2NH3，是工业上制造氮肥的重要反应。下列关于该反应的说法正确的是
A．降低体系温度能加快反应速率
B．使用恰当的催化剂能加快反应速率，又能提高N2的转化率
C．达到反应限度时各组分含量之比一定等于3∶1∶2
D．若在反应的密闭容器加入1mol N2和过量的H2，最后不能生成2mol NH3
13．乙炔在Pd表面选择加氢的反应机理(如图)。吸附在Pd表面的物种用*标注。下列说法不正确的是
A．上述吸附反应为放热反应
B．C2H2*+H*→C2H3*只有化学键的形成过程
C．副反应生成的高聚物吸附在Pd的表面可能会使催化剂失活
D．该历程中最大能垒(活化能)为85 kJ mol-1
14．一定量的盐酸与过量的铁粉反应时，为了减缓反应速率，且不影响生成氢气的总量，可向盐酸中加入适量的
A．NaOH(s) B．KNO3 (s) C．NaCl水溶液 D．NaHSO4(s)
15．能用勒夏特列原理解释的是
A．500℃左右比室温更有利于合成氨反应中提高氨的产率
B．实验室常用排饱和食盐水的方法收集氯气
C．SO2催化氧化成SO3的反应，往往需要使用催化剂
D．低压有利于合成氨的反应
二、非选择题，共5小题
16．已知2A2(g)＋B2(g)2C3(g)，ΔH=-a kJ·mol－1(a>0)，在一个有催化剂的固定容积的容器中加入2 mol A2和1 mol B2，在500 ℃时充分反应达平衡后C3的浓度为ω mol·L－1，放出热量b kJ。
(1)比较a_______b(填“>”“＝”或“<”)。
(2)若将反应温度升高到700 ℃，该反应的平衡常数将___________ (填“增大”“减小”或“不变”)。
(3)能说明该反应已经达到平衡状态的是___________。
a．v(C3)＝2v(B2) b．容器内压强保持不变
c．v逆(A2)＝2v正(B2) d．容器内的密度保持不变
(4)为使该反应的反应速率增大，且平衡向正反应方向移动的操作是__________。
a．及时分离出C3气体 b．适当升高温度
c．增大B2的浓度 d．选择高效的催化剂
17．依据下图中氮元素及其化合物的转化关系，回答问题：
(1)实验室用上述装置制取氨气的化学反应方程式为___________。若要收集一瓶氨气应该用___________的收集方法；下列试剂不能干燥NH3的是___________(填字母)。
A．浓硫酸 B．碱石灰 C．NaOH固体 D．无水CaCl2
(2)图1中，X转化为硝酸___________(填“是”或“不是”)氧化还原反应
(3)若要将NH3转化为N2，从原理上看，下列试剂可行的是___________
A．O2 B．Na C．NH4Cl D．NO2
18．氮是地球上含量最丰富的一种元素，氮及其化合物在工农业生产、生活中有着重要作用。请回答下列问题：（图中涉及物质为气态）
（1）如图是1mol NO2和1mol CO反应生成CO2和NO过程中能量变化示意图，请写出NO2和CO反应的热化学方程式______。
（2）在0.5L的密闭容器中，一定量的氮气和氢气进行如下化学反应：N2（g）+3H2（g）2NH3（g）△H＜0，其化学平衡常数K与温度t的关系如下表，
t/℃
200
300
400
K
K1
K2
0.5
请完成下列问题：
①试比较K1、K2的大小，K1______K2（填写“＞”、“=”或“＜”）。
②下列各项能作为判断该反应达到化学平衡状态的依据是_______（填序号字母）。
a .容器内N2，H2，NH3的浓度之比为1：3：2 b. υ（N2）正=3υ（H2）逆
c .容器内压强保持不变 d. 混合气体的密度保持不变
③在400℃时，当测得NH3和N2，H2的物质的量分别为1mol和2mol，3mol时，则该反应的υ（N2）正______υ（N2）逆（填写“＞，“=”或“＜”）。
19．采用一种新型的催化剂(主要成分是Cu-Mn合金)，利用CO和H2制备二甲醚(DME)。
主反应：2CO(g)＋4H2(g)=CH3OCH3(g)＋H2O(g)
副反应：CO(g)＋H2O(g)=CO2(g)＋H2(g)，CO(g)＋2H2(g)=CH3OH(g)
测得反应体系中各物质的产率或转化率与催化剂的关系如图所示。
则催化剂中约为___________时最有利于二甲醚的合成。
20．在容积为1.00L的容器中，通入一定量的N2O4，发生反应N2O4(g)⇋2NO2(g)，随温度升高，混合气体的颜色变深。回答下列问题：
（1）反应的△H_____0（填“大于”“小于”）；100℃时，体系中各物质浓度随时间变化如下图所示。在0-60s时段，反应速率v(N2O4)为_____mol·L-1·s-1反应的平衡常数K1为_______。
（2）100℃时达到平衡后，改变反应温度为T，c(N2O4)以0.0020 mol·L-1·s-1的平均速率降低，经10s又达到平衡。
①T_____100℃（填“大于”“小于”），判断理由是___________________________。
②列式计算温度T时反应的平衡常数K2_______________。
参考答案
1．C
【详解】
A、升高温度能加快反应速率，锌粒完全与硫酸反应放出氢气，产生氢气的量不变，故A可行；
B、滴加少量浓硫酸，硫酸浓度增大，能加快反应速率，锌粒完全与硫酸反应放出氢气，产生氢气的量不变，故B可行；
C、加入少量胆矾，部分锌与硫酸铜反应生成硫酸锌和铜，构成原电池加快反应速率，但与硫酸反应的锌减少，所以放出氢气的量减少，故C不可行；
D、改用等质量的锌粉，增大接触面积，能加快反应速率，锌完全与硫酸反应放出氢气，产生氢气的量不变，故D可行；
答案选C。
【点睛】
足量稀硫酸与少量锌粒反应制取氢气，生成氢气的量由锌的质量决定，锌完全与酸反应才能保证生成氢气的量不变；若少量稀硫酸与足量锌粒反应制取氢气，生成氢气的量由硫酸的量决定，硫酸完全与锌反应才能保证生成氢气的量不变。
2．D
【详解】
根据表格可知：在相同的压强下，升高温度，A的转化率降低。说明升高温度平衡逆向移动。根据平衡移动原理，升高温度，化学平衡向吸热反应方向移动。逆反应方向是吸热反应，所以正反应为放热反应。在相同的温度下，增大压强，A的转化率增大。说明增大压强化学平衡正向移动。即该反应的正反应是一个气体体积减小的放热反应。
A.升高温度，A的含量降低，，证明升高温度，化学平衡向逆反应方向移动，选项A正确；
B.升高温度，Ｃ的含量降低，说明升高温度平衡向逆反应方向移动，选项B正确；
C.升高温度，V正、V逆 都增大，但吸热反应方向增大的多，即V逆＞V正，所以平衡逆向移动，经过一段时间反应达到平衡，选项C正确；
D.当反应达到平衡后，增大压强，V正、V逆 都增大，但反应物的浓度增大的多，生成物的浓度增大的少，所以V正＞V逆，平衡正向移动，最终达到新的平衡状态，选项D错误；
答案选D。
3．C
【详解】
A．由图的分子结构知，该反应的化学方程式是C4H8→2CH2=CH2，A正确；
B．飞秒光谱观测到反应过程中·CH2-CH2-CH2-CH2·的存在，两端碳链末端相连，支持猜想②的成立，B正确；
C．反应生成C-C键，是非极性共价键，C错误；
D．合适的催化剂降低活化能，可加快该反应的速率，D正确；
故选：C。
4．C
【详解】
A、金属本身的性质是决定化学反应速率的决定性因素，Mg的金属性比Fe强，Mg与0.1mol·L－1的盐酸反应速率快，故A错误；
B、硫酸钙微溶于水，CaCO3与H2SO4反应生成CaSO4，附着在碳酸钙的表面阻碍反应的进行，盐酸与CaCO3反应速率快，故B错误；
C、催化剂可降低分子活化能，活化分子百分数增大，反应速率加快，故C正确；
D、NaCl不与Zn反应，加入氯化钠溶液，相当于加水稀释，c(H＋)降低，反应速率减小，故D错误；
答案选C。
5．D
【详解】
A、NO、CO均难溶于水，故A错误；
B、H2S属于弱电解质，NO、CO为弱电解质，故B错误；
C、H2S能与碱溶液反应，NO、CO则不能反应，故C错误；
D、-2价的硫、+2价的氮、+2价的碳都具有还原性，都能被氧化，故D正确；
故选D。
6．B
【解析】
试题分析：A．活化分子之间的碰撞发生化学反应时为有效碰撞，否则不是，故A错误；B．催化剂能降低活化能，增大活化分子的百分数，从而加快反应的速率，故B正确；C．增大压强不能增加活化分子的百分数，使反应速率增大原因是活化分子的浓度增大，但百分数不变，故C错误；D．反应能否自发进行取决于反应的焓变和熵变，活化能的大小影响反应速率的大小，故D错误；故选B。
考点：考查活化分子理论与有效碰撞理论
7．A
【详解】
A．升高反应体系的温度，反应速率一定加快，故A正确；
B．C为纯固体，增加反应物C的用量，反应速率不变，故B错误；
C．通入N2增大反应体系的压强，容器体积增大，反应物浓度减小，反应速率减小，故C错误；
D．减少体系中CO2的量，浓度减小，则反应速率减小，故D错误；
故选：A。
8．D
【详解】
相同浓度的催化剂用量越多，反应速率越快；反应温度越高，反应速率越快。由表中数据可以看出，四个实验中，催化剂的最大用量是3mL，最高温度是50℃，故选D。
9．C
【详解】
A．由图可知，Mg与F2的能量高于MgF2，则由MgF2制取Mg是吸热反应，故A错误；
B．一般而言，物质的能量越低越稳定，由图可知化合物的热稳定性顺序为MgI2＜MgBr2＜MgCl2＜MgF2，故B错误；
C．依据图象Mg(s)+Cl2(l)=MgCl2(s)△H=-641kJ/mol，Mg(s)+I2(l)=MgI2(s)△H=-354kJ/mol，将第一个方程式减去第二方程式得MgI2(s)+Cl2(g)═MgCl2(s)+I2(g)△H=-287kJ•mol-1，故C正确；
D．根据图像，金属镁和卤素单质(X2)的能量均比生成物能量高，金属镁和卤素单质(X2)生成MgX2(s)的反应均为放热反应，则1molMg(s)和1molX2(g)断键吸收的能量小于形成1molMgX2成键放出的能量，故D错误；
故选C。
10．A
【详解】
A．升高温度，可增大活化分子百分数，增大反应速率，不影响生成氢气的总量，故A正确；
B．加入几滴硫酸铜溶液，锌置换出铜，形成原电池反应，增大反应速率，但消耗锌，生成氢气的总量减少，故B错误；
C．加入浓硝酸，因硝酸的强氧化性，反应中不生成氢气，故C错误；
D．加入氯化钠溶液，稀释溶液，浓度减小，反应速率减小，故D错误；
故答案为A。
11．B
【详解】
①常温下铁在浓硫酸中钝化，得不到氢气，故①错误；
②增加反应物的用量，不一定会增大化学反应速率，例如改变固体的质量，故②错误；
③决定化学反应速率的主要因素是反应物自身的性质，如钠和冷水剧烈反应，但铁需要高温下才能与水蒸气反应，故③错误。
④有些物质在光照条件下反应，如次氯酸的分解等，因此光是影响某些化学反应速率的外界条件之一，故④正确；
⑤使用催化剂，使反应的活化能降低，反应速率加快，故⑤正确；
故正确的是④⑤，答案为B。
12．D
【详解】
A. 降低体系温度，反应速率减小，故A错误；
B. 使用催化剂能加快反应速率，但不能使平衡发生移动，故不能提高N2的转化率，故B错误；
C.平衡时各组分含量不变，是否为 3∶1∶2与起始浓度、转化率有关，故C错误；
D.由于可逆反应不能进行到底，所以若在反应的密闭容器加入1mol N2和过量的H2，最后不能生成2mol NH3，故D正确。
故选D。
13．B
【详解】
A．从反应机理图分析，该反应为放热反应，故A项正确；
B．由图可知，该反应先吸热，后放热，故而不只有化学键的形成过程，故B项错误；
C．副反应生成的高聚物吸附在Pd的表面可能会使催化剂失活，故C项正确；
D．该历程中能垒(活化能)有三个，分别为：66 kJ mol-1，85 kJ mol-1，82 kJ mol-1，故D项正确；
故答案为B。
14．C
【详解】
A．NaOH与酸中和，引起H+离子的物质的量的减小，浓度减小，反应速率减慢，但氢气的总量也在减少，故A错误；
B．加入硝酸钾固体，在盐酸存在情况下，相当于存在了硝酸，硝酸和金属铁反应不产生氢气，故B错误；
C．加入氯化钠水溶液，相等于加水稀释溶液，H+离子浓度降低，反应速率减慢，但H+离子的物质的量不变，不影响生成氢气的总量，故C正确；
D．加入硫酸氢钠固体，会增大氢离子的浓度和氢离子的物质的量，反应速率加快，生成的氢气量增多，故D错误；
故答案为C。
15．B
【详解】
A．合成氨反应为放热反应，升高温度不利于平衡向正反应方向移动，但反应选择500℃主要考虑催化剂的活性和反应速率，与平衡移动无关，不能用勒夏特列原理解释，A不符题意；
B．氯水中存在平衡Cl2+H2OH++Cl-+HClO，饱和食盐水中氯离子浓度较大，可抑制氯气在水中的溶解，可用勒夏特列原理解释，B符合题意；
C．工业生成硫酸的过程中，存在平衡2SO2+O22SO3，使用催化剂可以加快反应速率，但对化学平衡没有影响，不能用勒夏特列原理解释，C不符题意；
D．合成氨反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g)是气体体积减小的反应，低压不利于生成氨气，D不符题意。
答案选B。
16．＞ 减小 b c c
【详解】
(1)热化学方程式表达的意义为：当2mol A2和1mol B2完全反应时，放出热量为akJ，而加入2mol A2和1mol B2达到平衡时，没有完全反应，即释放的热量小于完全反应释放的热量，即b＜a；
(2)正反应方向放热，升高温度，化学平衡向逆反应方向移动，生成物浓度减小，反应物浓度增大，K减小；
(3)a．V(C3)=2V(B2)时，该反应可能达到平衡状态也可能没有达到平衡状态，与反应初始浓度及转化率有关，不能据此判断平衡状态，a错误；
b．该反应是一个反应前后气体体积减小的可逆反应，当容器内压强保持不变时，正逆反应速率相等，反应达到平衡状态，b正确；
c．V逆（A2）＝2V正（B2）＝V正（A2），同一物质的正逆反应速率相等，该反应达到平衡状态，c正确；
d．混合气体遵循质量守恒定律，则反应前后混合气体质量不变，容器体积不变，则容器内的密度保持不变，不能据此判断平衡状态，d错误；
答案选bc；
(4)a．及时分离出C3气体，平衡正向移动，但反应速率减小，a错误；
b．适当升高温度反应速率增大但平衡逆向移动，b错误；
c．增大B2的浓度，平衡正向移动且反应速率增大，c正确；
d．选择高效的催化剂，反应速率增大但平衡不移动，d错误；
答案选c。
【点晴】
平衡状态判断，注意可逆反应达到平衡状态有两个核心的判断依据：①正反应速率和逆反应速率相等。②反应混合物中各组成成分的百分含量保持不变。只要抓住这两个特征就可确定反应是否达到平衡状态，对于随反应的发生而发生变化的物理量如果不变了，即说明可逆反应达到了平衡状态。判断化学反应是否达到平衡状态，关键是看给定的条件能否推出参与反应的任一物质的物质的量不再发生变化。
17．2NH4Cl+Ca(OH)22NH3↑+CaCl2+2H2O 向下排空气法 AD 不是 AD
【详解】
(1)实验室用氯化铵和氢氧化钙在加热条件下反应制取氨气，化学反应方程式为2NH4Cl+Ca(OH)22NH3↑+CaCl2+2H2O。氨气极易溶于水，密度比空气小，若要收集一瓶氨气应该用向下排空气法收集；氨气是碱性气体，
A．浓硫酸与氨气反应，不能用于干燥氨气；
B．碱石灰属于碱性干燥剂，与氨气不反应，能用于干燥氨气；
C．NaOH固体可吸收水分，但不与氨气反应，能用于干燥氨气；
D．无水CaCl2可与氨气反应生成络合物，不能用于干燥氨气；
答案选AD；
(2)图1中，X应为N元素+5价的氧化物N2O5，N2O5转化为硝酸的反应中，没有元素化合价变化，不是氧化还原反应；
(3)若要将NH3转化为N2，H元素的化合价由-3价变为0价，化合价升高，发生氧化反应，从原理上看，需要加入氧化剂，
A．O2具有较强的氧化性，能将NH3氧化为N2，故A符合题意；
B．Na 是还原剂，不能氧化NH3，故B不符合题意；
C．NH4Cl 中N元素的化合价为-3价，不能与NH3反应转化为N2，故C不符合题意；
D．NO2与氨气反应，NO2作氧化剂，故D符合题意；
答案选AD。
18．NO2（g）+CO（g）=CO2（g）+NO（g）△H=﹣234kJ/mol； ①＞ c ＞
【解析】
【详解】
（1）根据1mol NO2和1mol CO反应生成CO2和NO过程中能量变化示意图，反应焓变=134kJ/mol﹣368kJ/mol=﹣234kJ/mol，反应的热化学方程式为NO2（g）+CO（g）=CO2（g）+NO（g）△H=﹣234kJ/mol；
（2）①该反应正反应是放热反应，升高温度，平衡向逆反应方向移动，生成物浓度减小，反应物浓度增大，所以K1＞K2；
②N2（g）+3H2（g）2NH3（g）△H＜0，反应是气体体积减小的放热反应，则
a、容器内各物质的浓度之比等于计量数之比，不能证明正逆反应速率相等，不能说明反应达到平衡状态；
b、不同物质的正逆反应速率之比等于其计量数之比是平衡状态，3υ（N2）正=υ（H2）逆是平衡状态，υ（N2）正=3υ（H2）逆反应没有达到平衡状态；
c、容器内压强不变，气体的物质的量不变，该反应达平衡状态；
d、如果是在密闭容器中反应，质量不变，体积不变，密度始终不变，混合气体密度不变不能说明反应达到平衡状态；
答案选c；
③400℃时，在0.5L容器中，NH3和N2、H2的物质的量浓度分别为：2mol/L、4mol/L、6mol/L，400℃时，浓度商Qc==0.0046＜K=0.5，说明反应正向进行，因此有υ（N2）正＞υ（N2）逆。
【点睛】
本题考查热化学方程式的书写，根据反应物和生成物总能量的大小求出反应热，易错点为（2）②，利用“变量不变达平衡”进行判断是最好的方法，如d项中混合气体的密度保持不变，因容积不变，反应物均为气体，故密度始终不变，所以密度不是变量，密度不变不能说明达平衡状态。
19．2.0
【详解】
由图可知，当催化剂中约为2.0时，一氧化碳的转化率和二甲醚的产率都为最大，当的值大于2.0时，一氧化碳的转化率和二甲醚的产率都会减小，说明该条件下最有利于二甲醚的合成，故答案为：2.0。
20．大于 0.0010 0.36 大于 反应正方向吸热，反应向吸热方向进行，故温度升高 K2= (0.16 mol·L-1)2/(0.020 mol·L-1) =1.3 mol·L-1
【详解】
（1）随温度升高，混合气体颜色加深，说明升高温度平衡正向移动，则正反应为吸热反应，即△H＞0；0～60s时段，N2O4浓度变化为：0.1mol·L－1-0.04mol·L－1=0.06mol·L－1，v（N2O4）=0.06mol·L－1/ 60s =0.0010 mol·L-1·s-1；反应的平衡常数K1为；（2））①改变温度后，N2O4的浓度降低，平衡向正反应方向移动，由于正反应吸热反应，升高温度平衡正向移动，故T＞100℃；判断理由是反应正方向吸热，反应向吸热方向进行，故温度升高；②平衡时，c（NO2）=0.120mol·L－1+0.0020mol·L－1s-1×10s×2=0.16mol·L－1，c（N2O4）=0.040mol·L－1-0.0020mol·L－1·s-1×10s=0.020mol·L－1，故K2=(0.16 mol·L-1)2/(0.020 mol·L-1) =1.3 mol·L-1
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