2.4化学反应的调控
一、单选题
1．现利用测定气体密度的方法确定醋酸的相对分子质量。已知冰醋酸沸点较高(118℃)，且能形成二聚物，其反应为： ΔH＜0，为尽量使其接近真实值，测定时应采用的条件是（ ）
A．高温高压 B．高温低压 C．低温低压 D．低温高压
2．在密闭容器中，进行反应X（g）＋3Y(g)2Z(g)，达到平衡后，其他条件不变，只增加X的量，下列叙述中不正确的是
A．正反应速率增大，逆反应速率减小 B．X的转化率变小
C．Y的转化率变大 D．正、逆反应速率都增大
3．相同温度下，向三个容积相等的恒容(1L)密闭容器中充入一定量的和，发生反应： 。下列说法正确的是
容器 物质起始浓度/() 物质平衡浓度/() 达到平衡所需时间/min
甲 3.0 3.0
乙 1.5 3.0 1.8 20
丙 4.5 9.0 15
A．甲中反应达到平衡时，放出92kJ的热量
B．甲中的物质的量分数保持不变时，说明反应已达到平衡
C．0~20min时间段内，乙中的平均反应速率
D．反应达到平衡时，丙中的转化率为90%
4．由于化石燃料的长期大量消耗，传统能源逐渐枯竭，而人类对能源的需求量越来越高，氢能源和化学电源的开发与利用成为全球发展的重要问题。以太阳能为热源，热化学硫碘循环分解水是一种高效、环保获取氢能源的方法，其反应过程如下：
已知反应1：
反应2：
反应3：
下列说法错误的是
A．该过程实现了将太阳能转化为化学能
B．该过程降低了水分解制氢反应的活化能，可加快反应速率
C．热化学硫碘循环分解水的总反应为
D．升高热源温度可使上述三个反应的平衡常数均增大
5．维持体系总压强恒定，在温度为T时发生反应，起始时A的物质的量为n，容器的容积为V。已知A的平衡转化率为α，则在该温度下反应的平衡常数K为
A． B． C． D．
6．一定温度下，容积恒定的密闭容器中加入足量A和一定量B，发生反应A(s)+3B(g) 3C(g)+D(g)，经2minB的浓度减少0.6 mol L 1，然后在tmin时达到平衡，此时B的转化率为αB，下列说法正确的是
A．若起始时A、B的物质的量之比为1：3，则2min末A、B的转化率相等
B．用A表示的反应速率是0.1 mol L 1 min 1
C．2min末的反应速率υ(C)=0.2 mol L 1 min 1
D．若达平衡后再加入一定量的B，则平衡逆向移动，αB减小
7．Bodensteins研究表明，反应在温度为T ℃时，体积为1 L的密闭容器中，气体混合物中HI的物质的量分数与反应时间t的关系如表所示：
起始物质 t/min 0 20 40 60 80 100
1 mol HI /% 100 91 84 81 80 80
该反应的正反应速率，逆反应速率，、为速率常数，则的值为
A． B．64 C． D．8
8．下列对化学平衡移动的分析中，正确的是
A．已达平衡的反应，当增加反应物物质的量时，平衡一定向正反应方向移动
B．已达平衡的反应，当恒容增大的浓度时，平衡向正反应方向移动，的转化率升高
C．有气体参加的反应达到平衡时，若减小反应器容积时，平衡一定向气体体积增大的方向移动
D．有气体参加的反应达平衡时，在恒压反应器中充入稀有气体，平衡一定不移动
9．臭氧是理想的烟气脱硝试剂，其脱硝反应为2NO2(g)+O3(g) N2O5(g)+O2(g)，下列对该反应相关图象作出的判断正确的是
A B
平衡后，增大压强逆向移动 降低温度，平衡常数增大
C D
3s时，NO2反应速率v(NO2)=0.2mol L-1 s-1 达平衡时，仅改变x，则x为c(O2)
A．A B．B C．C D．D
10．一刚性密闭容器内部有一不漏气且可滑动的活塞将容器分成左右两个室，左室内充入一定体积的CO和H2O气体，右室充入SO2和O2两种气体，且SO2和O2的物质的量之比为2：1，左右两室内各可发生如下反应：
左室 CO(气)+H2O(气) CO2(气)+H2(气)△H<0
右室 2SO2(气)+O2(气) 2SO3(气) △H<0
反应开始时活塞停留在离左端点3/7处，反应在恒温下进行，当达平衡状态时，活塞处于容器中间。下列叙述正确的是
A．右室气体反应前后的压强之比为4:3
B．反应达平衡时气体SO2的转化率为75％
C．平衡时再向左室中充入与原物质的量之比相同的CO和H2O气体，达平衡时，CO的物质的量分数不变 ，SO2的物质的量分数变大
D．若原容器中左右两室起始时充入的各物质的量均为原来的两倍，达平衡时，活塞相对于中间位置将偏左
11．2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)是工业制硫酸的主要反应之一。一定温度下，在甲、乙、丙三个容积均为2L的恒容密闭容器中投入SO2(g)和O2(g)，其起始物质的量及SO2的平衡转化率如下表所示。下列说法正确的是
容器 甲 乙 丙
起始物质的量 n(SO2)/mol 0.4 0.8 0.8
n(O2)/mol 0.24 0.24 0.48
SO2的平衡转化率/% 80 α1 α2
A．该温度下，平衡常数值为200
B．乙中反应的平衡常数小于丙
C．平衡时，丙中c(SO3)是甲中的2倍
D．平衡时，乙中O2的转化率大于甲中O2的转化率
12．在二氧化碳加氢制甲烷的反应体系中，主要发生反应的热化学方程式为：
反应Ⅰ
反应Ⅱ
反应Ⅲ
向恒压、密闭容器中通入和，平衡时、、的物质的量随温度的变化如图所示，下列叙述错误的是
A．反应Ⅲ在a点的平衡常数
B．图中曲线B表示平衡时随温度的变化关系
C．的
D．在低温条件下，可同时提高平衡转化率和的平衡产率
13．在催化剂作用下，向容积为1L 的容器中加入1molX 和3molY，发生反应 ，平衡时和反应10min 时X的转化率α (X)随温度的变化分别如曲线 I、Ⅱ所示。下列说法错误的是
A．该反应ΔH 0
B．200℃时，前10min的平均反应速率
C．400℃时，反应的平衡常数 K = 2
D．ab 段变化可能是随温度升高反应速率加快，bc 段变化可能是催化剂在温度高于 400℃时活性降低导致
14．以太阳能为热源分解Fe3O4，经热化学铁氧化合物循环分解水制H2的过程如图所示。下列叙述错误的是
A．过程I中产生的FeO是还原产物
B．过程I中分离出O2，可提高Fe3O4的转化率
C．过程II中每转移NA个电子，生成11.2L H2
D．铁氧化合物循环制H2具有节约能源、产物易分离等优点
15．工业上用下列反应合成甲醇： 。℃时，此反应的平衡常数为。此温度下，在一个2 L的密闭容器中加入一定量CO和，反应2 min测得各组分的浓度如下，下列有关说法不正确的是
物质 CO
浓度/(mol·L-1) 0.2 0.2 0.4
A．起始时加入的物质的量为2 mol
B．此时正、逆反应速率的大小关系为
C．在℃下达平衡后，若向容器中再加入0.4 mol CO和0.8 mol ，平衡不移动
D．在2 min后，温度由℃变为℃，反应达到平衡后，测得 mol/L，则温度
二、填空题
16．过氧乙酸(CH3COOOH)不仅在卫生医疗、食品消毒及漂白剂领域有广泛应用，也应用于环境工程、精细化工等领域。实验室利用醋酸(CH3COOH)与双氧水(H2O2)共热，在固体酸的催化下制备过氧乙酸(CH3COOOH)，其装置如图所示。请回答下列问题：
实验步骤：
I．先在反应瓶中加入冰醋酸、乙酸丁酯和固体酸催化剂，开通仪器1和8，温度维持为55℃；
II．待真空度达到反应要求时，打开仪器3的活塞，逐滴滴入浓度为35%的双氧水，再通入冷却水；
III．从仪器5定期放出乙酸丁酯和水的混合物，待反应结束后分离反应器2中的混合物，得到粗产品。
反应中维持冰醋酸过量，目的是提高 ；分离反应器2中的混合物得到粗产品，分离的方法是 。
17．在一定条件下，可逆反应2NO2(g)N2O4(g)△H＜0达到平衡，当分别改变下列条件时，请填空：
(1)保持压强不变，通入一定量的NO2，则达到平衡时NO2的百分含量 (填“增大”、“减小”或“不变”，下同)；保持压强不变，通入一定量N2O4，则达到平衡时NO2的百分含量 。
(2)保持容器容积不变，通入一定量的氖气，则达到平衡时NO2的转化率 ；保持压强不变，通入氖气使体系的容积增大一倍，则达到平衡时NO2的转化率 。
(3)保持容器容积不变，通入一定量的NO2，则达到平衡时NO2的百分含量 ；保持容器容积不变，通入一定量N2O4，则达到平衡时NO2的百分含量 。
18．能源是国民经济发展的重要基础，我国目前使用的能源主要是化石燃料。为了减少CO的排放，某环境研究小组以CO和H2为原料合成清洁能源二甲醚，反应如下：4H2(g)＋2CO(g)CH3OCH3(g)＋H2O(g) ΔH=-198kJ·mol-1。
(1)如图所示能正确反映平衡常数K随温度变化关系的曲线为 (填曲线标记字母)，其判断理由是 。
(2)在一定温度下，向2.0L固定容积的密闭容器中充入2molH2和1molCO，经过一段时间后，反应4H2(g)＋2CO(g) CH3OCH3(g)＋H2O(g)达到平衡。反应过程中测得的部分数据见下表：
时间/min 0 20 40 80 100
n(H2)/mol 2.0 1.4 0.85 0.4 —
n(CO)/mol 1.0 — 0.425 0.2 0.2
n(CH3OCH3)/mol 0 0.15 — — 0.4
n(H2O)/mol 0 0.15 0.2875 0.4 0.4
①0～20min的平均反应速率v(CO)= mol·L-1·min-1；
②达到平衡时，H2的转化率为 ；
③在上述温度下，该反应的平衡常数K= ；
④能表明该反应达到平衡状态的是 (填序号)；
A．CO的转化率等于H2O的产率
B．混合气体的平均相对分子质量不变
C．v(CO)与v(H2)的比值不变
D．混合气体的密度不变
⑤在上述温度下，向平衡后的2L容器中再充入0.4molH2和0.4molCH3OCH3(g)，则化学平衡 移动(填“向左”“向右”或“不”)。
19．已知NO2和N2O4可以相互转化：反应2NO2（g）N2O4（g）△H＝﹣57.2kJ/mol。
（1）一定温度下，现将1molN2O4充入一恒压密闭容器中，下列示意图正确且能说明反应达到平衡状态的是 （填序号，下同）。
（2）若反应2NO2（g） N2O4（g）在体积为1L的恒容密闭容器中进行，保持温度不变，达到平衡后，向反应容器中再充入少量N2O4，平衡向 移动（填“左”、“右”或“不”），重新平衡后和原平衡相比，混合气体颜色 （填“变深”“变浅”或“不变”），N2O4的体积分数 （填“增大”、“减小”或“不变”）。
（3）一定温度下，向容积为20L的密闭容器中充入1molNO2气体，发生反应2NO2（g） N2O4（g），反应中测得相关数据如表所示：
反应时间/min 0 10 20 30 40 50
气体相对分子质量 46 57 64 69 69 69
①此条件下该反应的化学平衡常数K＝ 。
②在50min末，向容器中加入molNO2，若要保持平衡不发生移动，应加入N2O4为 mol。
20．在容积为2.0L的密闭容器中，物质D在T℃时发生反应，某反应物和生成物的物质的量随时间t的变化关系如图。
（1）根据如图写出该反应的化学方程式 。
（2）第5分钟时，升高温度，A、B、D的物质的量变化如图，则该反应的正反应是 （填“放热”或“吸热”）反应。 若在第7分钟时增加D的物质的量，A的物质的量变化正确的是 （用图中a~ c的编号回答）
（3）如果上述反应在体积不变的容器中发生，反应达到平衡的标志是 （填编号）。
a 2v正（A）=v逆（B） b 混合气体的平均相对分子质量不再变化
c D的质量保持不变 d 反应物不再转化为生成物
（4）在地壳内SiO2和HF存在以下平衡：SiO2(s) +4HF(g) SiF4(g)+2H2O(g)；若反应的容器容积为2.0L，反应时间8.0 min，容器内气体的密度增大了0.12 g/L，在这段时间内HF的平均反应速率为 。
（5）某同学在学习了“化学反应速率和化学平衡”专题后，发表如下观点，你认为错误的是 。
a 化学反应速率理论是研究怎样在一定时间内快出产品
b 化学反应速率理论是研究怎样提高原料转化率
c 化学平衡理论是研究怎样使用有限原料多出产品
d 正确利用化学反应速率和化学平衡理论都可以提高化工生产的综合效益
三、实验题
21．无色碘化钾溶液露置在空气中容易变为黄色，某兴趣小组进行如下实验探究。
实验试剂：1mol·L-1 KI溶液、0.2mol·L-1 H2SO4溶液、蒸馏水
实验仪器：试管、试剂瓶、胶头滴管、温度计
I．针对冬夏季节不同，KI溶液变色快慢不同，小组成员进行以下实验：
实验编号 ① ② ③ ④ ⑤
温度/℃ 30 40 50 60 70
显色时间/s 160 80 40 20 10
回答下列问题：
(1)该实验的目的是探究 对反应速率的影响。
(2)该实验除上述试剂和仪器外，还需要的仪器是 ，试剂是 。
(3)分析上述实验记录结果，可得出的结论是：温度每升高10℃，反应速率增大为原来的 倍。
Ⅱ．为探究溶液的酸性强弱对KI溶液变色速率的影响，小组成员进行以下实验：
第①步：分别取1mL 1mol·L﹣1 KI溶液于两支试管中，并分别滴加两滴指示剂；
第②步：向其中一支试管中加入1mL蒸馏水和1mL 0．2mol·L-1 H2SO4溶液，同时在另一支试管中加入………………；
第③步：记录KI溶液变色的时间。
实验结论：溶液酸性越强，KI溶液变色越快。
回答下列问题：
(4)该探究实验中KI溶液变色反应的离子方程式为 。
(5)该实验操作中必须控制不变的是 。
a．温度 b．试剂添加的顺序 c．试剂的用量(体积)
(6)用所给试剂将第②步补充完整。 。
参考答案：
1．B2．A3．C4．D5．B6．A7．A8．B9．B10．B11．D12．C13．C14．C15．D
16． 双氧水的转化率(利用率) 过滤
17． 不变 不变 不变 减小 减小 减小
18．(1) a 正反应放热，温度升高平衡常数减小
(2) 0.0075 80% 2500 B 向右
19． ①④ 左 变深 增大 60
20． 2D（s） 2A（g）+B（g） 吸热 b c 0.001mol(L·min) b
21． 温度 秒表 淀粉溶液 2 4I﹣＋4H＋＋O2＝2I2＋2H2O abc 2mL 0.2mol·L-1 H2SO4溶液
