備考2024屆高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí)分層練習(xí)第七章化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡第4講化學(xué)反應(yīng)的方向和化學(xué)反應(yīng)的調(diào)控

這是一份備考2024屆高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí)分層練習(xí)第七章化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡第4講化學(xué)反應(yīng)的方向和化學(xué)反應(yīng)的調(diào)控，共6頁。試卷主要包含了02×1023，2 ml NO和0，9 kJ·ml－1等內(nèi)容，歡迎下載使用。
1.[2024北京大學(xué)附屬中學(xué)月考]下列有關(guān)說法不正確的是（ C ）
A.Na與H2O的反應(yīng)是熵增的放熱反應(yīng)，該反應(yīng)能自發(fā)進(jìn)行
B.某吸熱反應(yīng)能自發(fā)進(jìn)行，因此該反應(yīng)一定是熵增反應(yīng)
C.通常情況下，一個放熱且熵增的反應(yīng)也有可能非自發(fā)進(jìn)行
D.反應(yīng)NH3（g）＋HCl（g）NH4Cl（s）在室溫下可自發(fā)進(jìn)行，則該反應(yīng)的ΔH＜0
解析 當(dāng)ΔS＞0、ΔH＜0時，一定滿足ΔH－TΔS＜0，反應(yīng)一定能自發(fā)進(jìn)行，A項(xiàng)正確、C項(xiàng)錯誤；吸熱反應(yīng)可以自發(fā)進(jìn)行，ΔH＞0，若要滿足ΔH－TΔS＜0，則必須是熵增的反應(yīng)，B項(xiàng)正確；反應(yīng)NH3（g）＋HCl（g）NH4Cl（s）為熵減的反應(yīng)，若在室溫下可自發(fā)進(jìn)行，則必須滿足ΔH－TΔS＜0，則ΔH一定小于0，D項(xiàng)正確。
2.[2024廣東肇慶檢測]可逆反應(yīng)A（g）＋B（g）?2C（g）＋D（g）進(jìn)行過程中的能量變化如圖所示。下列敘述正確的是（ C ）
A.該反應(yīng)的ΔH＞0，ΔS＜0
B.升高溫度，平衡常數(shù)增大
C.由ΔG＝ΔH－TΔS可知，該反應(yīng)在任何溫度下都能自發(fā)進(jìn)行
D.升高溫度，平衡向正反應(yīng)方向移動
解析 由題圖可知，生成物的總能量低于反應(yīng)物的總能量，該反應(yīng)的 ΔH＜0，由化學(xué)方程式可知，ΔS＞0，A項(xiàng)錯誤；ΔH＜0，則升高溫度，平衡向逆反應(yīng)方向移動，平衡常數(shù)減小，B、D項(xiàng)錯誤；ΔH＜0，ΔS＞0，則ΔG＝ΔH－TΔS＜0，反應(yīng)在任何溫度下都能自發(fā)進(jìn)行，C項(xiàng)正確。
3.[2023南京六校聯(lián)考]隨著人們環(huán)保意識的增強(qiáng)，燃油汽車都已經(jīng)裝上了尾氣處理裝置。汽車尾氣在催化劑作用下可發(fā)生如下反應(yīng)：2NO（g）＋2CO（g）催化劑2CO2（g）＋N2（g），下列說法不正確的是（ C ）
A.該反應(yīng)能自發(fā)進(jìn)行，ΔH﹤0
B.反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式為K＝c（N2）·c2（CO2）c2（NO）·c2（CO）
C.反應(yīng)中每消耗1 ml NO，轉(zhuǎn)移電子的數(shù)目約等于4×6.02×1023
D.實(shí)際應(yīng)用中加入高效催化劑，燃油汽車排放的尾氣對空氣污染程度減小
解析 該反應(yīng)的氣體分子數(shù)減少，ΔS＜0，反應(yīng)能自發(fā)進(jìn)行，說明ΔH－TΔS＜0，則ΔH＜0，A項(xiàng)正確；該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式為K＝c（N2）·c2（CO2）c2（NO）·c2（CO），B項(xiàng)正確；該反應(yīng)轉(zhuǎn)移4e－，則每消耗1 ml NO，轉(zhuǎn)移電子的數(shù)目約等于2×6.02×1023，C項(xiàng)錯誤；加入高效催化劑，有利于燃油汽車排放的尾氣快速轉(zhuǎn)化為無毒的CO2和N2，從而減少對空氣的污染，D項(xiàng)正確。
4.[2024山西大學(xué)附屬中學(xué)診斷]開發(fā)CO2催化加氫合成甲醇技術(shù)是有效利用CO2資源，實(shí)現(xiàn)“碳達(dá)峰、碳中和”目標(biāo)的重要途徑。某溫度下，在恒容密閉容器中發(fā)生反應(yīng)：CO2（g）＋3H2（g）?CH3OH（g）＋H2O（g） ΔH＝－49.01 kJ·ml－1。下列有關(guān)說法正確的是（ D ）
A.升高溫度有利于提高H2（g）的平衡轉(zhuǎn)化率
B.增大體系壓強(qiáng)，有利于增大反應(yīng)速率，但不利于提高CO2的平衡轉(zhuǎn)化率
C.提高CO2與H2的進(jìn)料比，一定可以提高CH3OH的百分含量
D.加入合適的催化劑，能提高單位時間內(nèi)CH3OH的產(chǎn)量
解析 由題干反應(yīng)方程式可知，該反應(yīng)是放熱反應(yīng)，故升高溫度，平衡逆向移動，H2（g）的平衡轉(zhuǎn)化率降低，A錯誤。增大體系壓強(qiáng)，各物質(zhì)的濃度增大，反應(yīng)速率增大；該反應(yīng)是氣體分子數(shù)減小的反應(yīng)，增大體系壓強(qiáng)，平衡正向移動，CO2的平衡轉(zhuǎn)化率增大，B錯誤。根據(jù)勒夏特列原理可知，提高CO2與H2的進(jìn)料比，可以使平衡正向移動，但平衡移動的結(jié)果只能減弱這種變化，故不一定可以提高CH3OH的百分含量，例如大幅度增大CO2的用量，則CO2的百分含量增大很多，H2和CH3OH的百分含量減小，C錯誤。加入合適的催化劑，能加快化學(xué)反應(yīng)速率，縮短反應(yīng)達(dá)到平衡時間，所以能提高單位時間內(nèi)CH3OH的產(chǎn)量，D正確。
5.[2023沈陽模擬]氨的催化氧化是工業(yè)制硝酸的基礎(chǔ)，其反應(yīng)機(jī)理如圖1。在1 L密閉容器中充入1 ml NH3和2 ml O2，測得有關(guān)產(chǎn)物的物質(zhì)的量與溫度的關(guān)系如圖2。下列說法錯誤的是（ C ）

圖1 圖2
A.加入Pt－Rh合金的目的是提高反應(yīng)的速率
B.氨催化氧化的最佳溫度應(yīng)控制在840 ℃
C.520 ℃時，NH3的轉(zhuǎn)化率為40％
D.840 ℃以上，發(fā)生了反應(yīng)：2NO（g）?O2（g）＋N2（g） ΔH＞0
解析 Pt－Rh合金作催化劑可以降低反應(yīng)的活化能，提高反應(yīng)速率，A項(xiàng)正確；根據(jù)圖2可知840 ℃時氨催化氧化生成的NO最多，B項(xiàng)正確；520 ℃時，生成0.2 ml NO和0.2 ml N2，根據(jù)氮原子守恒可知有0.6 ml NH3發(fā)生反應(yīng)，則NH3的轉(zhuǎn)化率為60％，C項(xiàng)錯誤；840 ℃以上，N2的產(chǎn)率上升、NO的產(chǎn)率下降，說明發(fā)生了反應(yīng)2NO（g）?O2（g）＋N2（g），升高溫度，N2產(chǎn)率增加，說明該反應(yīng)的正反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，ΔH＞0，D項(xiàng)正確。
6.[2024陜西西安檢測]SO2（g）、O2（g）和N2（g）起始物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)分別為7.5％、10.5％和82％時，在 0.5 MPa、2.5 MPa和5.0 MPa壓強(qiáng)下發(fā)生反應(yīng)：2SO2（g）＋O2（g）催化劑2SO3（g），SO2的平衡轉(zhuǎn)化率α隨溫度T的變化如圖所示。下列說法正確的是（ A ）
A.壓強(qiáng)大小順序?yàn)閜1＞p2＞p3
B.該反應(yīng)在常溫常壓下進(jìn)行最有利于提高效益
C.恒容條件下，增加N2初始用量，α增大
D.其他條件不變，若將SO2、O2初始用量調(diào)整為2∶1，則α增大
解析 該反應(yīng)為氣體分子數(shù)減小的反應(yīng)，相同溫度下，增大壓強(qiáng)，平衡正向移動，SO2的平衡轉(zhuǎn)化率增大，所以p1＞p2＞p3，A項(xiàng)正確；雖然升高溫度，SO2的平衡轉(zhuǎn)化率減小，但實(shí)際生產(chǎn)當(dāng)中除了考慮平衡轉(zhuǎn)化率外，還需要考慮反應(yīng)速率，常溫下反應(yīng)速率較慢，不利于提高效益，且該反應(yīng)為氣體分子數(shù)減小的反應(yīng)，較高的壓強(qiáng)有利于反應(yīng)正向進(jìn)行，B項(xiàng)錯誤；恒容恒壓條件下，氮?dú)獾某跏加昧吭龃?，則參與反應(yīng)的氣體的分壓減小，相當(dāng)于減小壓強(qiáng)，平衡逆向移動，α減小，C項(xiàng)錯誤；當(dāng)SO2的量一定時，氧氣的用量越大，α越大，其他條件不變，若將SO2、O2初始用量調(diào)整為2∶1，相當(dāng)于減少了氧氣的用量，α減小，D項(xiàng)錯誤。
7.[2023遼寧]硫酸工業(yè)在國民經(jīng)濟(jì)中占有重要地位。
接觸法制硫酸的關(guān)鍵反應(yīng)為SO2的催化氧化：
SO2（g）＋12O2（g）?SO3（g） ΔH＝－98.9 kJ·ml－1
（1）為尋求固定投料比下不同反應(yīng)階段的最佳生產(chǎn)溫度，繪制相應(yīng)轉(zhuǎn)化率（α）下反應(yīng)速率（數(shù)值已略去）與溫度的關(guān)系如下圖所示，下列說法正確的是 cd 。
a.溫度越高，反應(yīng)速率越大
b.α＝0.88的曲線代表平衡轉(zhuǎn)化率
c.α越大，反應(yīng)速率最大值對應(yīng)溫度越低
d.可根據(jù)不同α下的最大速率，選擇最佳生產(chǎn)溫度
（2）為提高釩催化劑的綜合性能，我國科學(xué)家對其進(jìn)行了改良。不同催化劑下，溫度和轉(zhuǎn)化率關(guān)系如下圖所示，催化性能最佳的是 d （填標(biāo)號）。
解析 （1）由圖可知，溫度高于一定值時，溫度升高，反應(yīng)速率減小，a錯誤；相同溫度下，存在轉(zhuǎn)化率大于0.88的情況，則α＝0.88的曲線不能代表平衡轉(zhuǎn)化率，b錯誤；由圖可知，α越大，反應(yīng)速率最大值對應(yīng)溫度越低，c正確；可根據(jù)不同α下的最大速率，選擇最佳生產(chǎn)溫度，d正確。（2）根據(jù)圖示可知，在相同溫度下d催化劑對應(yīng)的SO2轉(zhuǎn)化率最高，催化性能最佳。
8.[2022遼寧]工業(yè)合成氨是人類科學(xué)技術(shù)的一項(xiàng)重大突破，目前已有三位科學(xué)家因其獲得諾貝爾獎，其反應(yīng)為：N2（g）＋3H2（g）?2NH3（g） ΔH＝－92.4 kJ·ml－1 ΔS＝－200 J·K－1·ml－1。
回答下列問題：
（1）合成氨反應(yīng)在常溫下 能 （填“能”或“不能”）自發(fā)。
（2） 高 溫（填“高”或“低”，下同）有利于提高反應(yīng)速率， 低 溫有利于提高平衡轉(zhuǎn)化率，綜合考慮催化劑（鐵觸媒）活性等因素，工業(yè)常采用400～500 ℃。
針對反應(yīng)速率與平衡產(chǎn)率的矛盾，我國科學(xué)家提出了兩種解決方案。
（3）方案一：雙溫－雙控－雙催化劑。使用Fe－TiO2－xHy雙催化劑，通過光輻射產(chǎn)生溫差（如體系溫度為495 ℃時，F(xiàn)e的溫度為547 ℃，而TiO2－xHy的溫度為415 ℃）。
下列說法正確的是 ab 。
a.氨氣在“冷Ti”表面生成，有利于提高氨的平衡產(chǎn)率
b.N≡N在“熱Fe”表面斷裂，有利于提高合成氨反應(yīng)速率
c.“熱Fe”高于體系溫度，有利于提高氨的平衡產(chǎn)率
d.“冷Ti”低于體系溫度，有利于提高合成氨反應(yīng)速率
（4）方案二：M－LiH復(fù)合催化劑。
下列說法正確的是 a 。
a.300 ℃時，復(fù)合催化劑比單一催化劑效率更高
b.同溫同壓下，復(fù)合催化劑有利于提高氨的平衡產(chǎn)率
c.溫度越高，復(fù)合催化劑活性一定越高
（5）某合成氨速率方程為：v＝k·cα（N2）·cβ（H2）·cγ（NH3），根據(jù)表中數(shù)據(jù)，γ＝ －1 ；
在合成氨過程中，需要不斷分離出氨的原因?yàn)?a 。
a有利于平衡正向移動
b.防止催化劑中毒
c.提高正反應(yīng)速率
解析 （1）常溫下，合成氨反應(yīng)的ΔG＝ΔH－TΔS＝－92.4 kJ·ml－1＋298 K×200×10－3kJ·K－1·ml－1＝－32.8 kJ·ml－1＜0，故合成氨反應(yīng)在常溫下能自發(fā)。（2）高溫有利于提高反應(yīng)速率；而合成氨反應(yīng)是放熱反應(yīng)，低溫可使平衡正向移動，有利于提高平衡轉(zhuǎn)化率。（3）合成氨反應(yīng)為放熱反應(yīng)，低溫有利于平衡正向移動，提高氨的平衡產(chǎn)率，a正確，c錯誤；溫度升高，反應(yīng)速率加快，有利于提高合成氨反應(yīng)速率，b正確，d錯誤。（4）由圖可知，300 ℃時復(fù)合催化劑比單一催化劑反應(yīng)速率快，催化效率高，a正確；催化劑不能改變平衡狀態(tài)，故不能提高氨的平衡產(chǎn)率，b錯誤；催化劑在一定的溫度范圍內(nèi)具有活性，而不是溫度越高，催化活性越高，c錯誤。（5）將1、3組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)代入速率方程，然后兩式相除得出γ＝－1。分離出氨，使產(chǎn)物濃度降低，平衡正向移動，a正確；NH3不會使催化劑中毒，b錯誤；分離出氨不會提高正反應(yīng)速率，c錯誤。實(shí)驗(yàn)
c（N2）ml·L－1
c（H2）ml·L－1
c（NH3）ml·L－1
vml·L－1·s－1
1
m
n
p
q
2
2m
n
p
2q
3
m
n
0.1p
10q
4
m
2n
p
2.828q