化学选修四(鲁科版)练习：模块综合检测题(一) Word版含解析

模块综合检测题(一)
(时间：90分钟分值：100分)
一、选择题(本题包括15个小题，每小题3分，共45分。

每小题仅有一个选项符合题意)
1．下列各溶液中能大量共存的离子组是()
A．使酚酞溶液呈红色的溶液中：Mg2＋、Cu2＋、SO2－4、K＋
B．使pH试纸呈红色的溶液中；Fe2＋、I－、NO－3、Cl－
C．[H＋]＝10－14 mol·L－1溶液中：Na＋、[Al(OH)4]－、S2－、SO2－3 D．水电离出的[H＋]与[OH－]乘积为10－28的溶液中：K＋、Na＋、HCO－3、Ca2＋
答案：C
2．(2015·上海卷)已知H2O2在催化剂作用下分解速率加快，其能量随反应进程的变化如下图所示。

下列说法正确的是()
A．加入催化剂，减小了反应的热效应
B．加入催化剂，可提高H2O2的平衡转化率
C．H2O2分解的热化学方程式：H2O2===H2O＋1/2 O2ΔH>0 D．反应物的总能量高于生成物的总能量
解析：A.加入催化剂，减小了反应的活化能，使反应在较低的温度下发生，但是反应的热效应不变，错误。

B.加入催化剂，可提高H2O2分解的反应速率，该反应不是可逆反应，而且催化剂不能使平衡发生移动，因此不存在平衡转化率的提高与否，错误。

C.在书写热
化学方程式时，也要符合质量守恒定律，而且要注明反应的物质相对应的能量和物质的存在状态，错误。

D.根据图示可知反应物的总能量高于生成物的总能量，该反应是放热反应，正确。

答案：D
3．下列反应的离子方程式正确的是( )
A ．硫化钠的水解反应：S 2－＋H 3O ＋
HS －＋H 2O B ．用铜做阳极电解氯化铜溶液：Cu 2＋＋2Cl －=====电解Cu ＋Cl 2↑
C ．在硫酸亚铁溶液中通入氧气： 4Fe 2＋＋O 2＋4H ＋===4Fe 3＋＋2H 2O
D ．泡沫灭火器工作时化学反应：2Al 3＋＋3CO 2－3＋
6H 2O===Al(OH)3↓＋3CO 2↑
解析：硫化钠的水解反应是S 2－结合水电离产生的H ＋生成弱电解质的过程，S 2－＋H 3O ＋HS －＋H 2O 相当于S 2－＋H ＋
HS －，是表示Na 2S 与强酸的反应，A 错；铜是活泼电极，作阳极时失电子被氧化，用铜作阳极电解氯化铜溶液相当于对阴极电镀铜，B 错；在酸性条件下，O 2可将Fe 2＋氧化为Fe 3＋，C 正确；泡沫灭火器中盛装的溶液分别为NaHCO 3溶液和Al 2(SO 4)3溶液，工作时化学反应为2Al 3＋＋3HCO －
3===Al(OH)3↓＋3CO 2↑，D 错。

答案：C
4．反应CO ＋H 2O(g)CO 2＋H 2在1 000 K 达到平衡时，分别改变下列条件，K 值发生变化的是( )
A ．将反应温度升高至1 200 K
B ．将压强减小至原来的一半
C ．添加催化剂
D ．增大水蒸气的浓度
解析：化学平衡常数仅是温度的函数，与开始时反应物的浓度、压强、催化剂等无关，因此只有A正确。

答案：A
5．如图所示，ΔH1＝－393.5 kJ·mol－1，ΔH2＝－395.4 kJ·mol－1，下列说法或表示式正确的是()
A．石墨和金刚石的转化是物理变化
B．金刚石的稳定性强于石墨
C．1 mol石墨的总能量比1 mol金刚石的总能量大1.9 kJ
D．C(s，石墨)===C(s，金刚石)，该反应的焓变(ΔH)为正值
解析：金刚石与石墨不是同一种物质，二者的相互转化是化学变化，A错；金刚石的能量比石墨高1.9 kJ，因而稳定性弱于石墨，B、C错，D正确。

答案：D
6．(2015·重庆卷)下列叙述正确的是()
A．稀醋酸中加入少量醋酸钠能增大醋酸的电离程度
B．25 ℃时，等体积等浓度的硝酸与氨水混合后，溶液pH＝7 C．25 ℃时，0.1 mol·L－1的硫化氢溶液比等浓度的硫化钠溶液的导电能力弱
D．0.1 mol AgCl和0.1 mol AgI混合后加入1 L水中，所得溶液中[Cl－]＝[I－]
答案：C
7．一定条件下，在体积为10 L的固定容器中发生反应：N2(g)
＋3H
2(g)
2NH 3(g) ΔH <0，反应过程如图：下列说法正确的
是( )
A ．t 1 min 时正、逆反应速率相等
B ．X 曲线表示NH 3的物质的量随时间变化的关系
C ．0～8 min ，H 2的平均反应速率v (H 2)＝34
mol ·L －1·min －1 D ．10～12 min ，N 2的平均反应速率v (N 2)＝0.25 mol·L －1·min －1
解析：t 1 min 时，只是X 和Y 的物质的量相等，没有达到平衡状态，说明正、逆反应速率不相等；根据图象，Y 表示H 2的物质的量随时间的变化关系，X 表示NH 3的物质的量随时间的变化关系，0～
8 min ，H 2的平均反应速率v (H 2)＝980
mol ·L －1·min －1，10～12 min ，N 2的平均反应速率v (N 2)＝0.025 mol·L －1·min －1。

答案：B
8．可溶性钡盐有毒，医院中常用硫酸钡这种钡盐作为内服造影剂。

医院抢救钡离子中毒患者时，除催吐外，还需要向中毒者胃中灌入硫酸钠溶液。

已知：K sp (BaCO 3)＝5.1×10－9 mol 2·L －2；K sp (BaSO 4)＝1.1× 10－10 mol 2·L －2
下列推断正确的是( )
A ．不用碳酸钡作为内服造影剂，是因为K sp (BaCO 3)>K sp (BaSO 4)
B ．抢救钡离子中毒患者时，若没有硫酸钠，可以用碳酸钠溶液代替
C．若误饮[Ba2＋]＝1.0×10－5 mol·L－1的溶液时，会引起钡离子中毒
D．可以用0.36 mol·L－1的Na2SO4溶液给钡离子中毒患者洗胃答案：D
9．自2016年1月1日起，无线电动工具中使用的镍镉电池将在欧盟全面退市。

镍镉电池放电时的总反应为Cd＋2NiO(OH)＋2H2O===2Ni(OH)2＋Cd(OH)2，下列说法正确的是() A．电池的电解液为碱性溶液，正极为2NiO(OH)、负极为Cd B．放电时，每通过2 mol电子，负极质量减轻112.4g
C．放电时，电子从正极流向电源的负极
D．充电时，Cd极板应与外电源的正极相接
解析：在镍镉蓄电池中，Cd是负极，2NiO(OH)是正极，由于生成Ni(OH)2和Cd(OH)2，则电解液为碱性溶液，故A正确；放电时，负极反应为Cd＋2OH－－2e－===Cd(OH)2，忽视了Cd(OH)2在极上析出，该极质量应该增加而非减小，故B错误；放电时，电子从电池的负极流向电池的正极，C错误；镍镉电池放电时的负极和充电时的阴极是同一极，应与外电源的负极相连，故D错误。

答案：A
10．一种熔融碳酸盐燃料电池原理示意图如下。

下列有关该电池的说法正确的是()
A ．反应CH 4＋H 2O =====催化剂
△
3H 2＋CO ，每消耗1 mol CH 4转移12
mol 电子
B ．电极A 上H 2参与的电极反应为H 2＋2OH －－2e －===2H 2O
C ．电池工作时，CO 2－3向电极B 移动
D ．电极B 上发生的电极反应为O 2＋2CO 2＋4e －===2CO 2－3
解析：A 选项，甲烷中的C 为－4价，一氧化碳中的C 为＋2价，每个碳原子失去6个电子，因此每消耗1 mol 甲烷失去6 mol 电子，错误；B 选项，熔融盐中没有氢氧根离子，因此氢氧根离子不能参与
电极反应，电极反应式应为H 2＋CO ＋2CO 2－3－4e －===3CO 2＋H 2O ，
错误；C 选项，碳酸根离子应向负极移动，即向电极A 移动，错误；D 选项，电极B 上氧气和二氧化碳得电子生成碳酸根离子，正确。

答案：D
11.酒精检测仪可帮助执法交警测试驾驶员饮酒的多少，其工作原理示意图如图所示。

反应原理为：CH 3CH 2OH ＋O 2===CH 3COOH ＋H 2O ，被测者呼出气体中所含的酒精被输送到电池中反应产生微小电流，该电流经电子放大器放大后在液晶显示屏上显示其酒精含量。

下列说法正确的是( )
A ．b 为正极，电极反应式为：O 2＋4H ＋＋4e －===2H 2O
B ．电解质溶液中的H ＋移向a 电极
C ．若有0.4 mol 电子转移，则在标准状况下消耗4.48 L 氧气
D ．呼出气体中酒精含量越高，微处理器中通过的电流越小
解析：b 极通氧气，为正极，电解质溶液为硫酸，其反应为：O 2＋4H ＋＋4e －===2H 2O ，A 正确；氢离子应该向正极移动，而a 极为负极，B 错误；由正极反应方程式中的比例关系可知，每转移0.4 mol 电子，反应掉氧气0.1 mol ，即标准状况下2.24 L ，C 错误；呼出气体中酒精含量越高，转移的电子越多，通过微处理器的电流越大，D 错误。

答案：A
12．(2015·课标全国Ⅰ卷)浓度均为0.10 mol·L －1、体积均为V 0的MOH 和ROH 溶液，分别加水稀释至体积V ，pH 随lg
V V 0
的变化如图所示。

下列叙述错误的是( )
A ．MOH 的碱性强于ROH 的碱性
B ．ROH 的电离程度：b 点大于a 点
C ．若两溶液无限稀释，则它们的[OH －]相等
D ．当lg V V 0＝2时，若两溶液同时升高温度，则[M ＋][R ＋]
增大 解析：由图象分析浓度为0.10 mol·L －1的MOH 溶液，在稀释前pH 为13，说明MOH 完全电离，则MOH 为强碱，而ROH 的pH<13，说明ROH 没有完全电离，ROH 为弱碱。

A.MOH 的碱性强于ROH 的碱性，A 正确。

B.曲线的横坐标lg V V 0
越大，表示加水稀释体积越大，由曲线可以看出b 点的稀释程度大于a 点，弱碱ROH 存在电离
平衡：ROH R＋＋OH－，溶液越稀，弱电解质电离程度越大，故ROH的电离程度：b点大于a点，B正确。

C.若两溶液无限稀释，
则溶液的pH接近于7，故两溶液的[OH－]相等，C正确。

D.当lg V V0
＝2时，溶液V＝100 V0，溶液稀释100倍，由于MOH发生完全电离，升高温度，[M＋]不变；ROH存在电离平衡：ROH R＋＋
OH－，升高温度促进电离平衡向电离方向移动，[R＋]增大，故[M＋] [R＋]
减
小，D错误。

答案：D
13．在某温度下，将2 mol A和3 mol B充入一密闭容器中，发生反应：a A(g)＋B(g)C(g)＋D(g)，5 min后达平衡，已知各物质的平衡浓度的关系为[A]a·[B]＝[C]·[D]。

若在温度不变的情况下，将容器的体积扩大为原来的10倍，A 的转化率没有发生变化，则B 的转化率为()
A．60%B．40%
C．24% D．4%
答案：B
14．某化学兴趣小组的同学用如图所示装置研究电化学问题。

当闭合该装置的电键时，观察到电流计的指针发生偏转。

下列有关说法正确的是()
A．甲装置是电解池，乙装置是原电池
B．当甲中产生0.1 mol气体时，乙中析出固体的质量为6.4 g
C．实验一段时间后，甲烧杯中溶液的pH减小
D．将乙中的C电极换成铜电极，则乙装置可变成电镀装置
解析：Zn、Cu电极和稀硫酸构成原电池，其中Zn作负极，Cu 作正极；乙装置是电解池，C为阴极，Pt为阳极，A错误；当甲中产生0.1 mol H2时，电路转移0.2 mol 电子，乙中电解得到0.1 mol Cu，质量为6.4 g，B正确；实验一段时间后，甲烧杯的溶液中c(H＋)减小，pH增大，C错误；乙中的C电极是阴极，将其换成铜电极，该装置不是电镀装置，D错误。

答案：B
15．(2015·四川卷)一定量的CO2与足量的碳在体积可变的恒压密闭容器中反应：C(s)＋CO 2(g)2CO(g)。

平衡时，体系中气体体积分数与温度的关系如下图所示：
已知：气体分压(P分)＝气体总压(P总)×体积分数。

下列说法正确的是()
A．550 ℃时，若充入惰性气体，v(正)、v(逆)均减小，平衡不移动
B．650 ℃时，反应达平衡后CO2的转化率为25.0%
C．T℃时，若充入等体积的CO2和CO，平衡向逆反应方向移动
D．925 ℃时，用平衡分压代替平衡浓度表示的化学平衡常数K P＝24.0P总
解析：A项，550 ℃时，若充入惰性气体，v(正)、v(逆)均减小，
由于保持了压强不变，相当于扩大了体积，平衡正向移动，A 项错误。

B 项，根据图示可知，在650 ℃时，CO 的体积分数为40%，根据反应方程式：C(s)＋CO 2(g)
2CO(g)，设开始加入1 mol CO 2，
反应掉了x mol CO 2，则有：
因此有：2x 1－x ＋2x
×100%＝40%，解得x ＝0.25，则CO 2的平衡转化率为0.25 mol 1 mol
×100%＝25%，故B 项正确。

C 项，由题图可知，T ℃时，CO 与CO 2的体积分数相等，在等压下充入等体积的CO 和CO 2，对原平衡条件无影响，平衡不移动，C 项错误。

D 项，
925 ℃时，CO 的体积分数为96%，故K P ＝[CO]2[CO 2]＝（96%P 总）24%P 总
＝23.04P 总，D 项错误。

答案：B
二、非选择题(本题包括5个小题，共55分)
16．(10分)一种“人工固氮”的新方法是在常温、常压、光照条件下，N 2在催化剂表面与水发生反应生成NH 3：N 2＋3H 2O 2NH 3＋32
O 2。

进一步研究NH 3生成量与温度的关系，部分实验数据见下表(反应时间3 h)：
请回答下列问题：
(1)50 ℃时从开始到3 h内以O2物质的量变化表示的平均反应速率为________mol·h－1。

(2)该反应过程与能量关系可用下图表示，则反应的热化学方程式是_____________________________________________________。

(3)与目前广泛应用的工业合成氨方法相比，该方法中固氮反应速率较慢。

请提出可提高其反应速率且增大NH3生成量的建议：______________________________________________________。

(4)工业合成氨的热化学方程式为N
2
(g)＋3H2(g)2NH3(g)ΔH＝－92.4 kJ·mol－1。

在某压强恒定的密闭容器中加入2 mol N2和4 mol H2，达到平衡时，N2的转化率为50%，体积变为10 L。

则：
①该条件下的平衡常数为________。

②若向该容器中加入a mol N2、b mol H2、c mol NH3，且a、b、c均大于0，在相同条件下达到平衡时，混合物中各组分的物质的量与上述平衡相同。

反应放出的热量______(填“>”“<”或“＝”)92.4 kJ。

解析：(4)①K＝
[NH3]2
[N2]·[H2]3＝
⎝
⎛
⎭
⎪
⎫
2
10
2
1
10×⎝
⎛
⎭
⎪
⎫
1
10
3＝400。

②当加入2 mol N2和4 mol H2时，生成2 mol NH3，放出92.4 kJ 的热量，而当加入a mol N2、b mol H2和c mol NH3时，平衡时NH3仍为2 mol，则生成的NH3为(2－c) mol，则放出的热量小于92.4 kJ。

答案：(1)1.5×10－6(2)N2(g)＋3H2O(l)===2NH3(g)＋3
2O2(g)
ΔH＝＋765.2 kJ·mol－1(3)升高温度(4) ①400②<
17．(12分)(2015·福建卷)研究硫元素及其化合物的性质具有重要意义。

(1)25 ℃，在0.10 mol·L－1H2S溶液中，通入HCl气体或加入NaOH固体以调节溶液pH，溶液pH与[S2－]关系如下图(忽略溶液体积的变化、H2S的挥发)。

①pH＝13时，溶液中的[H2S]＋[HS－]＝__________mol·L－1。

②某溶液含0.020 mol·L－1Mn2＋、0.10 mol·L－1H2S，当溶液pH ＝____________时，Mn2＋开始沉淀[已知：K sp(MnS)＝2.8×10－13]。

(2)25 ℃，两种酸的电离平衡常数如下表。

①HSO－3
②0.10 mol·L－1Na2SO3溶液中离子浓度由大到小的顺序为
______________________________________________________。

③H2SO3溶液和NaHCO3溶液反应的主要离子方程式为
______________________________________________________。

解析：(1)①根据物料守恒：[S2－]＋[H2S]＋[HS－]＝0.10 mol·L－1，
故[H2S]＋[HS－]＝0.10 mol·L－1－[S2－]＝0.10 mol·L－1－5.7×
10－2mol·L－1＝0.043 mol·L－1。

②要使Mn2＋沉淀，需要的[S2－]最小
值为[S2－]＝K sp（MnS）
[Mn2＋]
＝
2.8×10－13
0.020＝1.4×10
－11，再对照图象找出
pH＝5。

(2)①电离平衡常数等于电离出的离子平衡浓度的系数次幂的乘积与弱电解质的平衡浓度的比值。

②SO2－3发生水解，生成HSO－3和OH－，HSO－3再进一步水解生成H2SO3和OH－，故离子浓度大小关系为[Na＋]＞[SO2－3]＞[OH－]＞[HSO－3]＞[H＋]。

③根据电离平衡常数的大小可判断H2SO3的酸性强于碳酸，故反应可放出CO2气体，H2SO3＋HCO－3===HSO－3＋CO2↑＋H2O。

答案：(1)①0.043②5(2)①[H＋]·[SO2－3] [HSO－3]
②[Na＋]>[SO2－3]>[OH－]>[HSO－3]>[H＋]③H2SO3＋HCO－3 ===HSO－3＋CO2↑＋H2O
18．(10分)实现“节能减排”和“低碳经济”的一项重要课题就是如何将CO2转化为可利用的资源。

目前工业上有一种方法是用CO2来生产燃料甲醇。

一定条件下发生反应：
CO 2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)，下图1表示该反应过程中能量(单位为kJ·mol－1)的变化：
(1)为探究反应原理，现进行如下实验，在体积为2 L的密闭容器中，充入2 mol CO2和8 mol H2，一定条件下发生反应：CO2(g)＋3H 2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)，测得CO2和CH3OH(g)的浓度随时间变化如上图2所示。

①从反应开始到平衡，CH3OH的平均反应速率v(CH3OH) ＝________；
②该反应的平衡常数表达式K＝________。

(2)830 ℃，反应的平衡常数K＝1，在恒容反应器中发生上述反应，按下表中的物质的量投入反应混合物，其中向正反应方向进行的有________(填“A”“B”“C”或“D”)。

(3)25 ℃，
状态时，放出363.3 kJ的热量，写出该反应的热化学方程式______________________________________________________。

解析：根据反应方程式和图1可知，该反应为体积减小的放热反
应。

(1)由图2，v(CH3OH)＝
1.5 mol
2 L×10 min
＝0.075 mol·L－1·min－1，
(2)经计算，B中Q＞1，逆向移动，A、C、D中Q＜1，正向移动。

答案：(1) ① 0.075 mol·L－1·min－1
②[CH3OH]·[H2O]
[CO2]·[H2]3(2)ACD
(3)CH3OH(l)＋3
2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l)
ΔH＝－726.6 kJ/mol
19．(11分)亚硫酸盐是一种常见食品添加剂。

为检验某食品中亚硫酸盐含量(通常以1 kg样品中含SO2的质量计)，某研究小组用“碘
氧化还原滴定法”进行测定，实验流程如下：
(1)碘标准液应选用________(填“酸式”或“碱式”)滴定管盛装，加注标准液之前必须对滴定管进行________、洗涤、润洗。

(2)锥形瓶内的指示剂为________，判断达到滴定终点的依据是
______________________________________________________。

(3)下列操作会使测定结果偏大的有()
A. 起始读数时平视，终点读数时俯视
B．未用标准液润洗滴定管
C．步骤①中用稀盐酸代替稀硫酸
(4)若取样品w g，按乙方案测得消耗0.010 00 mol·L－1I2溶液V mL，则1 kg样品中含SO2的质量是________g(用含w、V的代数式表示)。

解析：(1)滴定管使用前必须进行验漏、洗涤、润洗等准备工作后才能使用，碘溶液具有氧化性，只能用酸式滴定管盛装。

(2)碘遇淀粉变蓝，用碘水进行滴定时应选择淀粉作为指示剂，待测液变色后半分钟不变化方达到滴定终点。

(3)起始读数时平视，终点读数时俯视，会使标准液体积偏小，最终结果偏小；未用标准液润洗滴定管，会把标准液稀释，消耗标准液体积偏大，最终结果偏大；步骤①中用盐酸代替硫酸，生成的SO2气体中混有少量HCl，因SO2用碱液吸收后需再用盐酸调节溶液至弱酸性，因此混合气体中含有HCl，对实验结果无影响。

(4)反应为H2O＋SO2－3＋I2===SO2－4＋2I－＋2H＋，根据硫原子守恒及化学方程式可得n(SO2)＝n(SO2－3)＝n(I2)＝0.010 00
mol ·L －1×V ×10－3 L ＝V ×10－5 mol ，因此1 kg 样品中含SO 2的质
量为：V ×10－5 mol ×64 g ·mol －1w g
×1 000 g ＝0.64V w g 。

答案：(1)酸式 验漏(或查漏) (2)淀粉溶液 滴最后一滴时，溶液由无色变为浅蓝色，且半分钟不褪色
(3)B (4)0.64V w
20．(12分)如下图所示，A 、F 为石墨电极，B 、E 为铁片电极。

按要求回答下列问题。

(1)打开K 2，合并K 1。

B 为________极，A 的电极反应为________________________。

最终可观察到的现象是_____________
______________________________________________________。

涉及的化学反应方程式有_______________________________。

(2)打开K 1，合并K 2。

E 为________极，F 极的电极反应为_____， 检验F 极产生气体的方法是____________________________。

(3)若往U 形管中滴加酚酞，进行(1)(2)操作时，A 、B 、E 、F 电极周围能变红的是________，原因是____________________________
______________________________________________________。

解析：(1)打开K 2，合并K 1，装置为原电池，B 为负极，A 为正极，所发生的反应本质上是钢铁的吸氧腐蚀。

(2)打开K 1，合并K 2，装置为电解池，由于铁作阴极，所以该装置就是电解食盐水。

答案：(1)负 O 2＋2H 2O ＋4e －===4OH － 溶液中有红褐色沉淀生成 2Fe ＋O 2＋2H 2O===2Fe(OH)2、
4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3(2)阴2Cl－－2e－===
Cl2↑用湿润的淀粉碘化钾试纸靠近F极，试纸变蓝，证明是氯气(3)AE因为A极产生OH－，E极中H＋反应了，促进了水的电离，溶液中有OH－剩余，酚酞遇OH－变红，所以溶液变红
第2章化学反应的方向、限度与速率
第4节化学反应条件的优化——工业
合成氨
1．合成氨反应的正反应是气体体积减小的放热反应。

合成氨工业的生产流程如下：
关于合成氨工业的说法中不正确的是()
A．混合气进行循环利用遵循绿色化学思想
B．合成氨反应须在低温下进行
C．对原料气进行压缩是为了增大原料气的转化率
D．使用催化剂可以提高反应的速率，但是不能使平衡向正反应方向移动
解析：低温虽然有利于平衡正向移动，但低温会导致反应速率降低，不利于提高生产效率，答案选B。

答案：B
2．对于合成氨的反应来说，使用催化剂和施以高压，下列叙述
中正确的是()
A．都能提高反应速率，都对化学平衡状态无影响
B．都对化学平衡状态有影响，都不影响达到平衡状态所用的时间
C．都能缩短达到平衡状态所用的时间，只有压强对化学平衡状态有影响
D．催化剂能缩短反应达到平衡状态所用的时间，而压强无此作用
解析：对化学反应N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)，催化剂和高压均能缩短达到平衡的时间，但只有高压可使平衡向生成NH3的方向移动，催化剂不影响平衡。

答案：C
3．接触法制硫酸工艺中，其主要反应2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)ΔH<0，在450 ℃并有催化剂存在条件下建立平衡，为使该反应的反应速率增大，且平衡向正反应方向移动的是()
A．及时分离出SO3气体
B．选择高效的催化剂
C．适当升高温度
D．增大O2的浓度
解析：增大O2浓度可加速反应的进行，并使平衡向正反应方向移动。

答案：D
4．下表的实验数据是在不同温度和压强下，平衡混合物中NH3含量的变化情况。

达到平衡时混合物中NH3的含量为(体积分数)[入料V(N2)∶V(H2)＝1∶3]：
________方向移动，正反应方向为________(填“吸热”或“放热”)反应。

(2)根据平衡移动原理，合成氨适宜的条件是________。

A．高温高压B．高温低压
C．低温高压D．低温低压
(3)计算500 ℃，30 MPa时N2的转化率________。

(4)实际工业生产合成氨时，考虑浓度对化学平衡的影响，还采取了一些措施。

请写出其中的一个措施：
_____________________________________________________。

解析：(3)N2＋3H22NH3
起始 1 3 0
转化n3n2n
平衡1－n3－3n2n
2n
（1－n）＋（3－3n）＋2n
×100%＝26.4% n＝0.417 7
故N2的转化率为0.417 7
1×100%＝41.77%。

答案：(1)左(或逆反应)放热(2)C(3)41.77%(4)加入过量的N2(或及时从平衡混合物中移走NH3)
(时间：40分钟分值：100分)
一、选择题(本题包括6个小题，每小题8分，共48分。

每小题只有一个选项符合题意)
1．工业合成氨的反应是放热反应，下列关于N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)反应的图象中，错误的是()
解析：合成氨的正反应是放热反应，升温，正、逆反应速率都增大，但逆反应增大的程度大，A正确；在T1时NH3%最大，达到平衡，再升高温度，平衡逆向移动，NH3%减小，B正确，C错误；增大压强，平衡向右移动，NH3%增大，D正确。

答案：C
2．对于可逆反应N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)ΔH<0，下列说法中正确的是()
A．达到平衡后加入N2，当重新达到平衡时，NH3的浓度比原平衡的大，N2的浓度比原平衡的小
B．达到平衡后，升高温度，既加快了正、逆反应速率，又提高了NH3的产率
C．达到平衡后，缩小容器体积，既有利于加快正、逆反应速率，又有利于提高氢气的转化率
D．加入催化剂可以缩短达到平衡的时间，是因为正反应速率增大了，而逆反应速率减小了
答案：C
3.反应N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)ΔH<0在某一时间段中反应速率与反应过程的曲线关系如图所示，则氨的百分含量最高的一段时间段是(t1～t6，只改变了温度或压强)()
A．t0～t1B．t2～t3
C．t3～t4D．t5～t6
解析：此题考查了对速率—时间图象的分析。

化学平衡时v(正)＝v(逆)，氨的百分含量不变。

t1～t2、t4～t5，v(逆)大于v(正)，平衡向左移动，致使氨的百分含量减少。

所以氨的百分含量最高时是t0～t1。

答案：A
4．合成氨的温度和压强通常控制在约500 ℃以及2×107～5×107Pa的范围，且进入合成塔的N2和H2的体积比为1∶3，经科学实验测定，在相应条件下，N2和H2反应所得NH3的平衡浓度(体积
分数)如下表所示，而实际从合成塔出来的混合气体中含有氨约为15%，这表明()
A.
B．生产条件控制不当
C．氨的分解速率大于预测值
D．合成塔中的反应并未达到平衡
答案：D
5．在合成氨的反应中，N2和H2的初始加入量为110 mL、130 mL，当达到平衡时，气体的总体积变为220 mL，则生成NH3的体积为()
A．10 mL B．20 mL
C．25 mL D．30 mL
解析：根据
N2＋3H22NH3ΔV
1 3
2 2
110 mL 130 mL V(NH3) 110 mL＋130 mL－
220 mL＝20 mL
缩小2体积也等于生成NH3的体积数，即：
V(NH3)＝20 mL
答案：B
6．下列事实，不能用勒夏特列原理解释的是()
A．反应CO(g)＋NO2(g)CO2(g)＋NO(g)ΔH<0，升高温
度可使平衡向逆反应方向移动
B．合成NH3的反应，为提高NH3的产率，理论上应采取相对较低的温度
C．溴水中存在平衡：Br2＋H2
O HBr＋HBrO，当加入AgNO3溶液后，溶液颜色变浅
D．对2HI(g)H2(g)＋I2(g)，增大平衡体系的压强(压缩体积)可使体系颜色变深
答案：D
二、非选择题(本题包括3个小题，共52分)
7．(17分)工业上合成氨是在一定条件下进行如下反应：N2(g)＋3H2 (g)2NH3 (g)ΔH＝－92.44 kJ·mol－1，其部分工艺流程如下图所示：
反应体系中各组分的部分性质见下表：
(1)写出该反应的化学平衡常数表达式：K＝________。

随着温度升高，K值______(填“增大”“减小”或“不变”)。

(2)平衡常数K值越大，表明________(填字母)。

A．N2的转化率越高
B．NH3的产率越大
C．原料中N2的含量越高
D．化学反应速率越快
(3)合成氨反应的平衡常数很小，所以在工业上采取气体循环的流程。

即反应后通过把混合气体的温度降低到________使__________分离出来；继续循环的气体是________。

解析：(1)由方程式N2(g)＋3H2 (g)2NH3 (g)不难写出：
K＝
[NH3]2
[N2][H2]3，根据此反应ΔH<0，说明正反应为放热反应，升高温
度平衡向吸热方向移动，即向左移动，[NH3]减小，[N2]和[H2]增大，故K减小。

(2)平衡常数K值越大，说明[NH3]越大，[N2]和[H2]就越小，说明反应进行的程度大，故N2的转化率就越高，NH3的产率就越大(注：产率是指实际产生的NH3与理论产生的NH3的物质的量之比)。

(3)根据气体的熔、沸点可知，氨气容易液化，使其分离可使平衡正向移动，剩余N2和H2循环使用，以提高产率。

答案：(1)
[NH3]2
[N2][H2]3减小(2)AB
(3)－33.42 ℃氨N2和H2
8．(18分)合成氨反应在工业生产中的大量运用，满足了人口的急剧增长对粮食的需求，也为有机合成提供了足够的原料——氨。

合成氨反应是一个可逆反应：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)。

在298 K 时：ΔH＝－92.2 kJ·mol－1，K＝4.1×106(mol·L－1)－2。

(1)从平衡常数来看，反应的限度已经很大，为什么还需要使用催化剂？_________________________________________________ _____________________________________________________。

(2)试分析实际工业生产中采取700 K左右的温度的原因：
_____________________________________________________。

(3)298 K，1.01×105 Pa，在10 L密闭容器中充入10 mol氮气、30 mol氢气和20 mol氨气，开始的瞬间，反应向________(选填“正”或“逆”)方向进行，反应进行5 min后体系能量的变化为________(选填“吸收”或“放出”)184.4 kJ，容器内压强变为原来的________倍。

(4)从开始至5 min时，用N2浓度变化表示该反应的平均速率为____________。

解析：(3)依据Q＝[(20 mol/10 L)2]/[(10 mol/10 L)·(30 mol/10 L)3 ]＝4/27(mol·L－1)－2<K＝4.1×106(mol·L－1)－2，反应正向进行，放出热量，且放出热量的数值为92.2 kJ·mol－1的两倍，故5 min时生成的氨气为4 mol，用三步式表示为
N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)
起始量/mol103020
转化量/mol264
5 min时/mol82424
故5 min时气体总物质的量为56mol，容器内压强变为原来的56/60＝14/15。

(4)v(N2)＝(2 mol/10 L)/5 min＝0.04 mol·L－1·min－1。

答案：(1)使用催化剂主要是为了在不影响限度的情况下加快反应速率，提高单位时间内的产量(2)在该温度下，催化剂的活性最高，速率较大，反应的限度虽然有所降低，但综合分析，单位时间内的产量还是最理想的(3)正放出14/15
(4)0.04 mol·L－1·min－1
9．(17分)工业上生产硫酸时，利用催化氧化反应将SO2转化为
SO 3是一个关键步骤。

压强及温度对SO 2转化率的影响如下表所示(原料气各成分的体积分数为SO 2 7%，O 2 11%，N 2 82%)：
2 ______________________________________________________。

(2)在400～500 ℃时，SO 2的催化氧化采用常压而不是高压，主要原因是_________________________________________________。

(3)选择适宜的催化剂，是否可以提高SO 2的转化率？________(选填“是”或“否”)，是否可以增大该反应所放出的热量？________(选填“是”或“否”)。

(4)为提高SO 3吸收率，实际生产中用________吸收SO 3。

(5)已知：2SO 2(g) ＋O 2 (g)2SO 3 (g) ΔH ＝－196.6 kJ·mol －1，计算每生产1万吨98%硫酸所需要的SO 3质量和由SO 2生产这些SO 3所放出的热量。

答案：(1)压强一定时，温度升高，SO 2转化率下降，说明升温有利于逆反应进行，所以正反应为放热反应
(2)增大压强对提高SO 2转化率无显著影响，反而会增加生产成本
(3)否 否
(4)浓硫酸
(5)8.0×103 t 9.8×109 kJ。