2022北京重點(diǎn)校高一(下)期末化學(xué)匯編

化學(xué)反應(yīng)條件的優(yōu)化一工業(yè)合成氨

一、單選題

1.(2022?北京師大附中高一期末］下列措施能明顯提高化學(xué)反應(yīng)速率的是

A.Na與水反應(yīng)時增大水的用量

B.Fc與稀H2s反應(yīng)制取出時，改用98%的濃H2s

C.AgNO3溶液與鹽酸反應(yīng)時，增大壓強(qiáng)

D.恒溫恒容條件下，進(jìn)行工業(yè)合成氨反應(yīng)時，增加氮?dú)獾牧?/p>

2.(2022?北京?首都師范大學(xué)附屬中學(xué)高一期末)工業(yè)合成氨反應(yīng)：N2(g)+3H2(g)U2NH3(g)AH=-

92.4kJ/molo下列措施有利于提高％平衡轉(zhuǎn)化率的是

A.升高溫度B.增大壓強(qiáng)

C.使用鐵觸媒做催化劑D.增大H2的濃度

3.(2022?北京?首都師范大學(xué)附屬中學(xué)高一期末)某溫度下，在暗閉容器中進(jìn)行反應(yīng)：H2(g)+CO2(g)^

1

H2O(g)+CO(g)AH>0,已知H?(g)和CCh(g)的初始濃度均為O.OlinolL-,測得H2的平衡轉(zhuǎn)化率為60%,

下列說法不止碰的是

A.CO?的平衡轉(zhuǎn)化率為60%

B.升高溫度平衡常數(shù)K增大

C.該溫度下反應(yīng)的平衡常數(shù)K=2.25

D.若初始H?(g)、82(g)、H2O(g)>CO(g)濃度均為0.01mo卜LL則反應(yīng)逆向進(jìn)行

4.(2022?北京?首都師范大學(xué)附屬中學(xué)高一期末)在50%Ni-CcO?負(fù)載型金屬催化作用下，可實(shí)現(xiàn)CO2低

溫下甲烷化。發(fā)生的反應(yīng)有：

1

反應(yīng)I：CO2(g)+H2(g)=CO(gi+H2O(g)AH,=+41kJ-mor

,

反應(yīng)n：CO2(g)+4H2(g)=CH4(g)+2H2O(g)AH2=-165kJmor

1

反應(yīng)ni：CO(g)+3H2(g)=CH4(g)4-H2O(g)AH3=-206kJmol

將co2與H2按照一定流速通過催化氧化管，測得co2的轉(zhuǎn)化率與CH4的選擇性［CH4選擇性

=n生成(CHjX

100%］隨溫度變化如圖所示。下列說法正確的是

n轉(zhuǎn)化(亞)

30

250300350400450500

溫度/C

A.反應(yīng)II的平衡常數(shù)可表示為K二弁2，：

C(CH,)-C-(H20)

B.其他條件不變，增大壓強(qiáng)可提高CH］的選擇性

C.其他條件不變，升高溫度，出口處甲烷的量一直增大

D.在X點(diǎn)所示條件下，延長反應(yīng)時間不能提高CO：的轉(zhuǎn)化率

5.(2022?北京?首都師范大學(xué)附屬中學(xué)高一期末)一定溫度下，將氣體X和Y各0.4mol充入2L恒容密閉

容器中，發(fā)生反應(yīng)：X(g)+Y(g)uM(g)+N(g),K=U其中Y呈紅棕色，其他氣體均無色。下列事實(shí)不

摩說明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的是

A.容器內(nèi)氣體顏色保持不變B.容器內(nèi)氣體密度保持不變

C.c(X)=c(N)=0.lmolL-'D.X的轉(zhuǎn)化率達(dá)到50%

6.(2022?北京?首都師范大學(xué)附屬中學(xué)高一期末)一定溫度下，容積為2L的密閉容器中發(fā)生反應(yīng)：

A(g)+B(g)/C(g)+D(g)AH>0,容器中部分物質(zhì)的含量見表It?》。)：

反應(yīng)時間

n(A)/moln(B)/moln(C)/moln(D)/mol

/min

01.20.600

0.8

l20.2

下列說法正確的是A.￡min內(nèi)，D的平均化學(xué)反應(yīng)速率為v(D)=0.4/Lmol?(L?min)"

B.該溫度下，反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)K=L()

C.達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)時，A的轉(zhuǎn)化率為66.7%

D.若升高溫度，平衡逆向移動

7.(2022?北京?清華附中高一期末)已知反應(yīng)：2比02:2比0+023下列措施不能加快該反應(yīng)的速率的是

A.升高溫度B.加入少量MnO2固體

C.加水稀釋D.加入幾滴FeCh溶液

8.(2022?北京?首都師范大學(xué)附屬中學(xué)高一期末)一定溫度下，在3個體積均為1.0L的恒容密閉容器中反

應(yīng)2H2(g)+CO(g)=CH30H(g)達(dá)到平衡。卜列說法正確的是

物質(zhì)的起始濃度/mo卜L/物質(zhì)的平衡濃度/molL”

容器溫度/K

C(H2)c(CO)C(CH3OH)C(CH3OH)

I4000.200.1000.080

n4000.400.200

III500000.100.025

A.該反應(yīng)的正反應(yīng)吸熱

B.達(dá)到平衡時,容器H中C(CH30H)小于容器I中C(CH30H)的兩倍

C.達(dá)到平衡時，容器H中c(H2)大于容器HI中c(H2)的兩倍

D.達(dá)到平衡時，容器m中的正反應(yīng)速率比容器I中的大

二、填空題

9.(2022?北京?首都師范大學(xué)附屬中學(xué)高一期末)合成氨對人類的生存和發(fā)展有著重要意義，1909年哈伯

在實(shí)驗(yàn)室中首次利用氮?dú)馀c氫氣反應(yīng)合成氨，實(shí)現(xiàn)了人工固氮。

⑴反應(yīng)N2(g)+3H2(g)=2NH3(g)的化學(xué)平衡常數(shù)表達(dá)式為。

(2)請結(jié)合下列數(shù)據(jù)分析，工業(yè)上選用氮?dú)馀c氫氣反應(yīng)固氮，而沒有選用氮?dú)夂脱鯕夥磻?yīng)固氮的原因是

序號化學(xué)反應(yīng)K(298K)的數(shù)值

31

N2(g)+。2鏟2N0(g)5xlO

6

②N2(g)+3H2(g)=2NH3(g)4.1X10

⑶對于反應(yīng)N2(g)+3H2(g)-2NH3(g)，在一定條件下氨的平衡含量如下表。

溫度/℃壓強(qiáng)/MPa氨的平衡含量

2001081.5%

550108.25%

①該反應(yīng)為(填“吸熱”或“放熱”)反應(yīng)。

②其他條件不變時，溫度升高氨的平衡含量減小的原因是(填字母序號)。

a.溫度升高，正反應(yīng)速率減小，逆反應(yīng)速率增大，平衡逆向移動

b.溫度升高，濃度商(Q)變大，Q>K,平衡逆向移動

c.溫度升高，活化分了?數(shù)增多，反應(yīng)速率加快

d.溫度升高，K變小，平衡逆向移動

③哈伯選用的條件是550℃、lOMPa,而非200℃、lOMPa,可能的原因是。

(4)圖1表示500℃、60.0MPa條件下，原料氣投料比與平衡時N%體積分?jǐn)?shù)的關(guān)系。根據(jù)圖中M點(diǎn)數(shù)據(jù)

計算N2的平衡體枳分?jǐn)?shù)；

11.(2022.北京?首都師范大學(xué)附屬中學(xué)高一期末)二甲醛(CH30cH”是重要的化工原料，可用CO和比制

得，總反應(yīng)的熱化學(xué)方程式如卜。

2C0(g)+4H2(g)UCH3OCH3(g)+H2O(g)AH=-206.0kJ/mol

工業(yè)中采用“一步法”，通過復(fù)合催化劑使下列甲醇合成和甲醇脫水反應(yīng)同時進(jìn)行：

i.甲醉合成反應(yīng)：

ii.甲醇脫水反應(yīng):2cH30H(g)=CH3OCH3(g)+H2O(g),AH=-24.0kJ/mol

(1)起始時向容器中投入2molCO和4molH2,測得某時刻上述總反應(yīng)中放出的熱量為51.5kJ,此時CO的

轉(zhuǎn)化率為。

(2)請補(bǔ)全甲醇合成反應(yīng)的熱化學(xué)方程式：。

(3)甲醇脫水反應(yīng)2cH30H(g)^CH3OCH5(g)+H2O(g)在某溫度下的化學(xué)平衡常數(shù)為400.此溫度下，在

恒容密閉容器中加入一定量的CH30H(g),測得某時刻各組分濃度如下表所示。此時反應(yīng)_______(填“已達(dá)

至廣或“未達(dá)到")化學(xué)平衡狀態(tài)。

物質(zhì)CH3OHCH3OCH3H2O

濃度/(mol/L)0.020.40.4

(4)生產(chǎn)二甲醛的過程中存在以下副反應(yīng)，與甲醇脫水反應(yīng)形成競爭：

CH3OH(g)+H2O(g)=82(g)+3出(g)AH=+48.8kJ/mol

將反應(yīng)物混合氣按進(jìn)料比n(CO)：n(H*=l：2通入反應(yīng)裝置，選擇合適的催化劑。在不同溫度和壓強(qiáng)下,

測得二甲醛的選擇性分別如圖1、圖2所示。

資料：二甲醛的選擇性是指轉(zhuǎn)化為二甲醛的CO在全部CO反應(yīng)物中所占的比例。

①圖1中，溫度-定，壓強(qiáng)增大，二甲醛選擇性增大的原因是

②圖2中，溫度高于265c后，二甲醛選擇性降低的原因有。

參考答案

I.D

【分析】增大化學(xué)反應(yīng)速率的措施有：增大濃度、壓強(qiáng)，升高溫度，使用催化劑等，增大單位體積的活化

分子數(shù)H或增大活化分子百分?jǐn)?shù)，從而增大反應(yīng)速率，增大壓強(qiáng)只對有氣體參加的反應(yīng)有影響。

【詳解】

A.水為純液體，增大水的用量，濃度不變，化學(xué)反應(yīng)速率不變，故A不符合題意；

B.常溫下Fe在濃硫酸中發(fā)生鈍化，不能增大化學(xué)反應(yīng)速率，故B不符合題意；

C.增大壓強(qiáng)只對有氣體參加的反應(yīng)有影響，AgNCh溶液與鹽酸反應(yīng)時，增大壓強(qiáng)，不能增大化學(xué)反應(yīng)速

率，故C不符合題意；

D.恒溫恒容條件下，進(jìn)行工業(yè)合成氨反應(yīng)時，增加氮?dú)獾牧浚磻?yīng)物的濃度增大，化學(xué)反應(yīng)速率增大，

故D符合題意：

故答案選Do

2.B

【詳解】

A.正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，升高溫度，平衡逆向移動，叢平衡轉(zhuǎn)化率減小，A項(xiàng)錯誤：

B.增大壓強(qiáng)，平衡向總體積減小的方向移動，平衡正向移動，氏平衡轉(zhuǎn)化率增大，B項(xiàng)正確；

C.催化劑可改變反應(yīng)速率，平衡不移動，比平衡轉(zhuǎn)化率不變，C項(xiàng)錯誤；

D.增大反應(yīng)物的濃度平衡正向移動，由于增加的氫氣大于平衡移動消耗的氫氣，出的轉(zhuǎn)化率減小，D項(xiàng)

錯誤;

答案選B。

3.D

【詳解】

A.根據(jù)題目已知信息，列三段式：

H2(g)+CO2(g)UH2O(g)+CO(g)

起始量(mol/L)0.010.0100

轉(zhuǎn)化量(mol/L)0.0060.0060.0060.006

平衡量(mol/L)0.0040.0040.0060.006

因此，二氧化碳的平衡轉(zhuǎn)化率為60%,A項(xiàng)正確：

B.此反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，溫度升高，平衡正向進(jìn)行，平衡常數(shù)K增大，B項(xiàng)正確;

0.006x0.006-V-岳十必

C.依據(jù)選項(xiàng)A中的三段式，該溫度下平衡常數(shù)K:----------=2.25,C項(xiàng)正確：

0.004x0.004

D.若初始H2(g)、82(g)、H2O(g)>CO(g)濃度均為O.OlmolLL則此時濃度牖Q,=?m=[<K=2.25,

0.01x0.01

平衡正向移動，D項(xiàng)錯誤；

答案選D。

4.B

【詳解】

A.反應(yīng)II的平衡常數(shù)可表示為K="咒?,故A錯誤；

B.反應(yīng)i為氣體體積不變的反應(yīng)，增大壓強(qiáng)，平衡不移動，反應(yīng)n正向氣體分子數(shù)減小，增大壓強(qiáng)，平

衡正向移動，CH,的選擇性提高，故B正確；

C.生成甲烷的反應(yīng)II和川正向均為放熱反應(yīng)，升高溫度，平衡逆向移動，出口處甲烷的量減小，故C錯

誤；

D.由圖可知，在X點(diǎn)二氧化碳的轉(zhuǎn)化率未達(dá)到最大值，說明此時反應(yīng)未達(dá)到平衡，延長反應(yīng)時間，反應(yīng)

達(dá)到平衡，二氧化碳的轉(zhuǎn)化率增大，故D錯誤；

故選：Bo

5.B

【詳解】

A.Y為紅棕色，氣體氣體無色，所以未平衡時Y的濃度會發(fā)生變化，容器內(nèi)氣體顏色會發(fā)生變化，當(dāng)其

不變時說明Y的濃度不再改變，反應(yīng)達(dá)到平衡，A不符合題意：

B.反應(yīng)物和生成物都是氣體，所以氣體總質(zhì)量始終不變，容器恒容，則無論是否平衡，密度都不發(fā)生變

化，即密度不變不能說明反應(yīng)達(dá)到平衡，B符合題意；

C.根據(jù)題目所給條件可知初始投料為c(X)=c(Y)=0.2mol/L,根據(jù)反應(yīng)方程式可知，當(dāng)c(X)=c(N)=0.Imol/L

時，容器內(nèi)c(X尸c(Y尸c(M)=c(N)=0.1mol/L,則0產(chǎn)""°|二1=K,說明反應(yīng)到達(dá)平衡，C不符合題意；

0.lx0.1

D.X的轉(zhuǎn)化率達(dá)到50%,即此時Ac(X)=0.2mol/Lx50%=0.Imol/L,根據(jù)C選項(xiàng)的計算可知此時&=K,說

明反應(yīng)到達(dá)平衡，D不符合題意；

綜上所述答案為B。

6.B

【詳解】

A.hmin內(nèi)，A的物質(zhì)的量的變化量為1.2mol-0.8moi=0.4mol,根據(jù)化學(xué)方程式，可得D的物質(zhì)的量為

0.4mol,D的平均化學(xué)反應(yīng)速率為V(D)=￥="mol?(L?min)，A項(xiàng)錯誤;

B.該溫度下，反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)K二。，:Uis)"B項(xiàng)正確;

C.U時，B參與反應(yīng)的物質(zhì)的量為0.4mol,剩余0.2mol,t2時，B的物質(zhì)的量是0.2mol,故ti時反應(yīng)已經(jīng)

i70S

達(dá)到平衡，故A的轉(zhuǎn)化率=住C項(xiàng)錯誤;

D.A(g)+B(g)/C(g)+D(g)AHX),升高溫度反應(yīng)正向進(jìn)行，D項(xiàng)錯誤;

答第選B。

7.C

【詳解】

A.升高溫度能夠增加單位體積內(nèi)活化分子數(shù)以及有效碰撞頻率，能夠加快化學(xué)反應(yīng)率，故A項(xiàng)不選；

B.MnCh對H2O2分解具有催化作用，能夠降低活化能，使單位體積內(nèi)活化分子數(shù)增加，從而增加有效碰

撞頻率，能夠加快化學(xué)反應(yīng)率，故B項(xiàng)不選；

C.加水稀釋會降低單位體枳內(nèi)活化分子數(shù)，使有效碰撞頻率降低，化學(xué)反應(yīng)速率將降低，故C項(xiàng)選：

D.FeCb對H2O2分解具有催化作用，能夠降低活化能，使單位體積內(nèi)活化分子數(shù)增加，從而增加有效碰

撞頻率，能夠加快化學(xué)反應(yīng)率，故D項(xiàng)不選；

綜上所述，不能加快該反應(yīng)的速率的是C項(xiàng)，故答案為C。

8.D

【詳解】

A.根據(jù)一邊倒，I與HI容器投料一樣多，容器【【是I的2倍：比較I與HI容器，溫度降低，甲醛的物質(zhì)

的量增加，說明降低溫度，平衡正向移動，則正向是放熱反應(yīng)，故A錯誤；

B.該反應(yīng)是反應(yīng)前后氣體的物質(zhì)的量不變的可逆反應(yīng)，恒容條件下，容器I與n是等效平衡，所以容器I

與n中甲靜的體積分?jǐn)?shù)相同，故B錯誤；

c.容器I、【【是等比等效，容器HI中的溫度比容器H的溫度高，正反應(yīng)放熱，平衡逆向移動，容器n中

C（H2）小于容器m中C（H*的兩倍，故C錯誤；

D.溫度越高反應(yīng)速率越快，達(dá)到衡所需時間越短，故D正確；

故答案選D。

9.K=/J、］；氮?dú)馀c氫氣反應(yīng)的限度（或化學(xué)平衡常數(shù)）遠(yuǎn)大于氮?dú)馀c氧氣反應(yīng)的限度放

熱d提高合成氨反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)速率8%壓強(qiáng)LI<L2合成氨反應(yīng)為放熱反應(yīng)，壓強(qiáng)相同時，

升高溫度，N2（g）+3H"g）?2NH3（g）,平衡逆向移動，NH3的體稅分?jǐn)?shù)降低。

【詳解】

（1）平衡常數(shù)指平衡時生成物濃度累次方乘枳比上反應(yīng)物濃度昂次方乘積，故該反應(yīng)平衡常數(shù)表達(dá)式為K二

1（NHJ

C（3（HJ

⑵平衡常數(shù)越大，說明反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率越高，N2與H2反應(yīng)的平衡常數(shù)遠(yuǎn)大于N2與02反應(yīng)的平衡常數(shù)，所

以與H2反應(yīng)時，N2轉(zhuǎn)化率更高，故此處填：氮?dú)馀c氫氣反應(yīng)的限度（或化學(xué)平衡常數(shù)）遠(yuǎn)大于氮?dú)馀c氯氣反

應(yīng)的限度；

（3）

①由數(shù)據(jù)知，溫度升高，NH3的平衡含量降低，說明平衡逆向移動，故逆向?yàn)槲鼰岱磻?yīng)，則正反應(yīng)為放熱

反應(yīng)，故此處填“放熱”；

②a.溫度升高，正逆反應(yīng)速率都增大，a說法錯誤；b.溫度升高瞬間，容器體積不變，氣體濃度不變，

故。不變，但K減小，故平衡逆向移動，b說法錯誤；c.選項(xiàng)說法正確，但未解釋氨平衡含量減小的原

因，c不符合題意；d.溫度升高，平衡逆向移動，K減小，導(dǎo)致氨平衡含量減小，d符合題意；故答案選

d；

③高溫不利于平衡正向移動，故哈伯選擇55()℃不是考慮平衡移動的原因，而是為了增強(qiáng)催化劑的活性,

加快反應(yīng)速率，故此處填提高合成氨反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)速率；

(4)M點(diǎn)對應(yīng)H2、N2投料比為4,假設(shè)Hz為4mol,N2為ImoL平衡時N2轉(zhuǎn)化xmol,列三段式如下：

N2(g)+3H2(g)U2N%(g)

瞥lm014⑹。，平衡時氣體總物質(zhì)的量=(l-x+4-3x+2x)mol=(5-2x)

轉(zhuǎn)化xmol3xmol2xmol

平衡(1-x)mol(4-3x)mol2xmol

2x5

mol,則NH3的體積分?jǐn)?shù)二三1xl00%=40%,解得x=—,則N2的體積分?jǐn)?shù);

5-2x7

(5)若X代表溫度，溫度升高，平衡逆向移動，N%體積分?jǐn)?shù)減小，與圖示不符，故X代表壓強(qiáng)，L代表溫

度；合成氨反應(yīng)為放熱反應(yīng)，壓強(qiáng)相同時，升高溫度，N2(g)+3H2(g)^2NH3(g)平衡逆向移動，N%的體積

分?jǐn)?shù)降低，故L2>L”

10.

(1)放熱

⑶H:文：

(3)HF、HCkHBr、HI

(4)鹵素原子的最外層電子數(shù)均為7

(5)同一主族元素從上到下原子核外電子層數(shù)依次增多

(6)abd

【解析】

(1)由表中數(shù)據(jù)可知，溫度越高平衡常數(shù)越小，這說明升高溫度平衡向逆反應(yīng)方向移動，所以HX的生

成反應(yīng)是放熱反應(yīng)；

(2)HX屬于共價化合物，H-X之間形成的化學(xué)鍵是極性共價鍵，因此HX的電子式是口?△?；

(3)F、。、Br、I屬于VIIA,同主族元素自上而下隨著核電荷數(shù)的增大，原子核外電子層數(shù)逐漸增多，導(dǎo)

致原子半徑逐漸增大，因此原子核對最外層電子的吸引力逐漸減弱，從而導(dǎo)致非金屬性逐漸減弱，即這四

種元素得到電子的能力逐漸減弱，所以H-卜鍵的極性最強(qiáng)，H-1的極性最弱，因此HX共價鍵的極性由強(qiáng)

到弱的順序是HF、HCkHBr、HI；

(4)鹵素原子的最外層電子數(shù)均為7個，在反應(yīng)中均易得到一個電子而達(dá)到8電子的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。而H原

子最外層只有一個電子，在反應(yīng)中也想得到一個電子而得到2電子的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，因此鹵素單質(zhì)與氫氣化合

時易通過一對共用電子對形成化合物HX；

(5)平衡常數(shù)越大，說明反應(yīng)越易進(jìn)行，F(xiàn)、CLBr、I的得電子能力依次減小的主要原因是：同一主族

元素從上到下原子核外電子層數(shù)依次增多，原子半徑逐漸增大，核對最外層電子的吸引力依次減弱造成

的；

(6)隨著鹵素原子核電荷數(shù)的增加，K值越小，說明反應(yīng)的止向程度越小，即轉(zhuǎn)化率越小，改a止確；隨

著鹵素原子核電荷數(shù)的增加，K值越小，說明反應(yīng)的正向程度越小，說明X?與H?越來越難發(fā)生反應(yīng)，劇

烈程度也逐漸減弱，故b正確；c中HX的還原性與K的大小無直接聯(lián)系，故c錯誤；反應(yīng)的正向程度越

小，說明生成物越不穩(wěn)定，越易分解，故d正確；故選abd,

【點(diǎn)睛】該題的綜合性較強(qiáng)，解答該題的關(guān)鍵是溫度與平衡常數(shù)的美系，結(jié)合鹵素原子結(jié)構(gòu)的知識，即核

電荷數(shù)的增加，電子層數(shù)逐漸增加，最外層都是7個電子，體現(xiàn)出X2化學(xué)性質(zhì)的遞變性。

11.25%2co(g)+4H2(g)w2cH30H(g)AH=-182.0kj/mol或CO(g)+2H2(g)-CH30H(g)=-91.()

kJ/mol已達(dá)到增大壓強(qiáng)，副反應(yīng)CH30H(g)+FhO(gkCO"g)+3H2(g)逆向移動被抑制，主反應(yīng)中

2cH30H(g)二CH30cH3(g)+1*0