鲁科版 (2019)第4节 化学反应条件的优化——工业合成氨同步达标检测题

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7．(1)小于 (2)1∶3 1∶1 (3)逆向 变小 (4)逆向 (5)向左移动 小于 (6) 升温 加入催化剂 减压 (7)A
11．(1)< ΔH2－ΔH1 (2)B (3)c平CH3OH·c平H2Oc平CO2·c平3H2 正向 不变 (4)Ⅰ
1．C [①⑥平衡逆向移动，反应速率减小，氨的产率减小，不选；②⑤平衡正向移动，反应速率增大，氨的产率增大，选；③氨的产率减小，不选；④反应速率减小，不选；⑦氨的产率不变，不选。]
2．C [增大压强，平衡不移动；增大 CO浓度，平衡向右移动，但 CO转化率降低；使用催化剂，平衡不移动，CO转化率不变；降低温度或增大水蒸气浓度，平衡均向右移动，CO转化率增大。]
3．B [反应2NO2(g)⥫⥬N2O4(g)，ΔH＜0，因此热水烧瓶中平衡向左移动，瓶内气体颜色加深，气体分子数增多，压强变大，冷水中的平衡向右移动，瓶内气体颜色变浅，气体分子数减少，压强变小，所以两烧瓶内的化学平衡都发生了移动，左边烧瓶内的颜色比右边烧瓶内的颜色浅，分子数少，平均相对分子质量大，只有质量两边相同。]
4．C [c点是氢气和氨气物质的量相等的点，该点以后，氢气的量还在减少，氨气的量还在增加，故 c点没有达到平衡，A项错误；t1和 t2两个时刻反应均处于平衡状态，体系中各物质的物质的量不再变化，故 d、 e两点氮气的物质的量相等，B项错误；773 K>673 K，工业合成氨为放热反应，升高温度，平衡逆向移动，氢气的物质的量增大，C项正确；反应达到平衡前，a点反应物浓度大于 b点反应物浓度，因此 a点的正反应速率比 b点的大，D项错误。]
5．B [②④⑤操作均有利于合成氨的化学平衡向右移动，提高转化率。]
6．D
7．(1)合成氨是可逆反应，反应物不能完全转化，热化学方程式中的焓变是反应产物与反应物的能量差，1 ml N2和3 ml H2不能完全转化为氨气，测得反应放出的热量小于92.4 kJ。(2)由于起始反应物的物质的量之比与化学式前的系数之比相等为1∶3，当反应达到平衡时，N2和H2的浓度比是1∶3；N2和H2的转化率比是1∶1。(3)由于ΔH<0，反应放热，升高平衡体系的温度(保持体积不变)，平衡将逆向移动，气体的物质的量增大，混合气体的平均相对分子质量变小。(4)当达到平衡时，充入氩气并保持压强不变，则体积增大，平衡将向气体分子数增加的方向移动，平衡将逆向移动。(5)若容器恒容、绝热，加热使容器内温度迅速升至原来的2倍，平衡将向吸热的方向移动即向左移动。平衡移动过程中吸收热量，达到新平衡后，容器内温度小于原来的2倍。(6)由N2(g)＋3H2(g)⥫⥬2NH3(g) ΔH＜0，可知，该反应为放热反应，且为气体体积减小的反应，t1时正、逆反应速率均增大，且逆反应速率大于正反应速率，改变条件应为升温；t3时正、逆反应速率同等程度的增大，改变条件应为加入催化剂，t4时正、逆反应速率均减小，且逆反应速率大于正反应速率，改变条件应为减压。(7)由图可知，t1平衡逆向移动，t3不移动，t4平衡逆向移动，均使氨气的含量减少，则t0～t1氨气的含量最大。
8．AB [升高温度，平衡向吸热反应的方向移动，即逆向移动，X的转化率变小，A项正确；增大压强，平衡向气体分子数减小的方向移动，即正向移动，X的物质的量减小，但由于容器体积减小，各组分的浓度均比原平衡时的大，B项正确；增大一种反应物的浓度，能够提高另一种反应物的转化率，而其本身的转化率降低，C项错误；催化剂只能改变反应速率，不能影响平衡状态，故各物质的体积分数不变，D项错误。]
9．C [A项，由于p1条件先达到平衡，故p1>p2，由p1→p2，减小压强，化学平衡左移，NH3的体积分数应降低，错误；B项，由于此反应ΔH<0，故升温平衡左移，N2的转化率降低，错误；C项，增大 N2的量，会使正反应速率瞬间增大，逆反应速率瞬间不变，然后正反应速率逐渐减小，逆反应速率逐渐增大，直到新的平衡，正确；D项，使用催化剂，能加快反应速率，缩短到达平衡的时间，错误。]
10．BD [依据图像分析，在同一压强下，随着温度的升高，乙烯的平衡转化率降低，说明该反应正方向为放热反应，即ΔH＜0，A项正确；由方程式C2H4(g)＋H2O(g)⥫⥬C2H5OH(g)可知，该反应的正反应是气体体积减小的反应，所以增大压强，平衡正向移动，乙烯的平衡转化率提高，因此压强的大小关系是p1 C2H4(g)＋H2O(g)⥫⥬C2H5OH(g)
起始/(ml·L-1) 1 1 0
转化/(ml·L-1) 0.2 0.2 0.2
平衡/(ml·L-1) 0.8 0.8 0.2
该温度下的平衡常数K＝0.2 ml·L-10.8 ml·L-1×0.8 ml·L-1＝516(ml·L-1)-1，C项正确；由于b点温度比a点高，且压强比a点大，所以反应速率快，达到平衡所需时间b＜a，D项错误。]
11．(1)由表中数据可知，升高温度K减小，可知升高温度平衡逆向移动，则正反应为放热反应，ΔH1<0；由盖斯定律可知，Ⅱ－Ⅰ得到反应CO2(g)＋H2(g)⥫⥬CO(g)＋H2O(g) ΔH3＝ΔH2－ΔH1；(2)充入CO，使体系总压强增大，平衡正向移动，但CO的转化率降低，故A错误；将CH3OH(g)从体系中分离，平衡向正反应方向移动，CO转化率增大，B正确；充入He，使体系总压强增大，各物质的浓度不变，平衡不移动，CO转化率不变，C错误；使用高效催化剂，平衡不移动，CO的转化率不变，D错误；(3)反应Ⅱ的化学平衡常数表达式为KⅡ＝c平CH3OH·c平H2Oc平CO2·c平3H2，保持恒温恒容，将反应Ⅱ的平衡体系中各物质浓度均增大为原来的2倍，可看成体积减小一半，压强增大，则化学平衡正向移动，且平衡常数只与温度有关，则平衡常数KⅡ不变；(4)反应Ⅰ中产物只有一种，则这两种合成甲醇的方法，原子利用率较高的是Ⅰ。
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C
C
B
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B
D
AB
C
BD