1、工业合成氨（四）一、单选题，共15小题1化学中常借助曲线图来表示某种变化过程，有关下列四个曲线图的说法正确的是A对反应：aA(s)+2B(g)xC(g)，根据图可以求出x=3B图可以表示对某化学平衡体系改变温度后反应速率随时间的变化C图表示压强对可逆反应2A(g)+2B(g)3C(g)+D(g)的影响，乙的压强大D升高温度，图表示的反应中反应物的的转化率减小2将一定比例的O2、NH3和NOx的混合气体，匀速通入装有催化剂M的反应器中反应，模拟NOx的去除。在不同温度下，相同时间内，测得NOx的去除率如图所示，下列说法不合理的是（ ）A混合气体通过催化剂，所有气体与催化剂接触时间相同B低于50时
2、，NOx去除率较低可能是因为反应速率较慢C50100时，NOx去除率迅速上升，主要是温度升高导致反应速率加快引起的D380以上，可能发生氨气的催化氧化反应，导致NOx的去除率降低3已知25 、101 kPa下，12 g石墨、12 g金刚石完全燃烧分别释放出393.51 kJ、395.41 kJ的热量。据此和下图判断，下列说法正确的是()A由石墨制备金刚石是放热反应；等质量石墨的能量比金刚石的高；金刚石比石墨稳定B由石墨制备金刚石是吸热反应；等质量石墨的能量比金刚石的高；石墨比金刚石稳定C由石墨制备金刚石是放热反应；等质量石墨的能量比金刚石的低；金刚石比石墨稳定D由石墨制备金刚石是吸热反应；等质
3、量石墨的能量比金刚石的低；石墨比金刚石稳定4下列说法不正确的是ANa 与 H2O 的反应是熵增的放热反应，该反应能自发进行B饱和 NaCl 溶液加入浓盐酸析出晶体，易溶电解质也存在溶解平衡CFeCl3 和 MnO2 均可加快 H2O2 分解，同等条件下二者对 H2O2 分解速率的改变相同DMg(OH)2 固体在溶液中存在平衡：Mg(OH)2(s)Mg2+(aq)+2OH-(aq)，该固体可溶于NH4Cl溶液5某温度下，在恒容密闭容器中发生反应：当反应达到平衡时，下列有关说法正确的是AB升高温度能使正反应速率加快，逆反应速率减慢C使用催化剂可使全部转化为D的浓度不再发生变化6对于工业合成氨反应：
4、N2+3H22NH3，下列说法错误的是（）A使用合适的催化剂可以加大反应速率B升高温度可以增大反应速率C增大N2浓度可以使H2完全反应D增大N2浓度可以增大反应速率7意大利罗马大学的Fulvio Cacace等人获得了极具理论研究意义的气态N4分子，其分子结构如图所示。N4转变为N2并释放出大量能量。判断下列说法正确的是AN4属于一种新型的化合物BN4分子中存在非极性键CN4和N2互为同位素DN4比N2更稳定8硫代硫酸钠溶液与稀硫酸反应的化学方程式为：Na2S2O3+H2SO4=Na2SO4+SO2+S+H2O，下列各组实验中最先出现浑浊的是实验反应温度/Na2S2O3溶液稀H2SO4H2OV
5、/mLc/(mol/L)V/mLc/(mol/L)V/mLA2550.250.210B2550.150.110C3550.1100.15D3550.250.210AABBCCDD9除去下列试样中的杂质(括号内的物质为杂质)，选用的试剂正确的是选项ABCD试样除杂试剂盐酸水饱和溶液溶液AABBCCDD10低温脱硝技术可用于处理废气中的氮氧化物，发生的化学反应为2NH3(g)NO(g)NO2(g)2N2(g)3H2O(g) H0 B温度较低时，H影响为主CS”“”或“=”)。（4）由上表中的实验数据计算得到“浓度一时间”的关系可用右图中的曲线表示，表示c(N2)-t的曲线是_（填“甲”“乙”或“丙
6、”）。在此温度下，若起始充入4molN2和12 molH2，则反应刚达到平衡时，表示c(H2)-t的曲线上相应的点为_。19氢气是一种理想的绿色能源。利用生物质发酵得到的乙醇制取氢气，具有良好的应用前景。乙醇水蒸气重整制氢的部分反应过程如图1所示：已知：反应I和反应的平衡常数随温度变化曲线如图2所示：（1）写出反应I中的化学方程式是_。若反应I在恒温恒压条件下，向体系中充入N2，乙醇的平衡转化率_(填“增大”、“减小”或“不变”)，理由是_。（2）反应在进气比n(CO)：n(H2O)不同，测得相应的CO的平衡转化率见下图3(各点对应的反应温度可能相同，也可能不同)。图中D、E两点对应的反应温度
7、分别为TD和TE。判断：TD_TE(填“”)；当不同的进气比达到相同的CO平衡转化率时，对应的反应温度和进气比的关系是_(用简要的文字叙述)。（3）已知：a、2CH3OH(g) + CO2(g) CO(OCH3)2(g) + H2O(g) H = -15.5 kJ/mol，该反应在0 时K10-4.5；b、2CH3OH(g) + CO2(g) + (g) CO(OCH3)2(g) + (g)H = -110.7 kJ/mol。依据以上数据，文献认为反应a没有工业价值，你认为其理由是_；但反应b引入环氧丙烷()可有效促进CO2与CH3OH反应生成CO(OCH3)2，其原因是_。20一定温度下，在
8、容积固定的V L密闭容器中加入n mol A、2n mol B，发生反应：A(g)2B(g)2C(g)HV逆，平衡正向移动，所以图表示的反应中反应物的的转化率都增大，D错误；故合理选项是C。2C【分析】在有氧条件下，新型催化剂M能催化NH3与NOx反应生成N2。在一定温度范围内催化剂活性较大，超过其温度范围，催化剂活性降低，根据图知，NOx去除率迅速上升段是因为催化剂活性随温度升高而增大；上升缓慢阶段主要是温度升高引起的NOx去除反应速率增大，但是催化剂的活性下降，当反应温度高于380时，NOx的去除率迅速下降可能是氨气在该条件下与氧气反应生成NO，据此分析解答。【详解】A反应体系中气体与催化
9、剂的接触机会相等，混合气体通过催化剂时，所有气体与催化剂的接触时间几乎相同，故A正确；B温度低于50时，NOx去除率较低可能是因为温度较低和催化剂的活性较小，导致反应速率较慢造成的，故B正确；C根据图像温度超过100时，NOx去除率升高较慢，因此50100时，NOx去除率迅速上升，不是温度升高引起的，可能是温度升高，导致催化剂的活性急剧增大，反应速率急剧加快引起的，故C错误；D380以上，发生氨气的催化氧化反应，使得氨气的浓度急剧较小，导致NOx的去除率急剧降低，故D正确；故选C。3D【解析】1mol石墨和金刚石完全燃烧时释放的能量金刚石比石墨多说明金刚石的能量高，石墨转化为金刚石，要吸收能量
10、，说明石墨的能量低于金刚石的能量，石墨更稳定，当反应物的能量低于生成物的能量时，则反应是吸热反应，物质的能量越低越稳定，故由石墨制备金刚石是吸热反应；等质量时，石墨的能量比金刚石的低，故选D。4C【分析】A、该反应为固体与液态反应生成气体，该反应为熵增反应，反应放出大量的热，结合G=H-TSO，反应中钠熔化为小球，说明反应放出大量的热，即H0，则G=H-TS0，故该反应自发进行，故A正确；B项、饱和 NaCl 溶液中存在溶解平衡：NaCl（s）Na+（aq）+Cl-（aq），加入浓盐酸，溶液中c(Cl-)增大，平衡左移，析出NaCl晶体，故B正确；C项、FeCl3和MnO2均可加快H2O2分解
11、，但催化机理不同，反应速率不同；同等条件下二者对H2O2分解速率的改变不同，故C错误；D项、在NH4Cl溶液中加入Mg(OH)2 固体，NH4+与OH-结合生成氨水，OH-浓度减小，溶解平衡右移，Mg(OH)2 固体溶解，故D正确。故选C。5D【详解】A可逆反应达到平衡状态时，正逆反应速率相等，用不同物质表示的反应速率之比等于化学计量数之比，则平衡时，故A错误；B升高温度能使正反应速率加快，逆反应速率也加快，故B错误；C催化剂只能改变反应速率，不能使平衡发生移动，且可逆反应中，不可能全部转化为，故C错误；D可逆反应达到平衡状态时，各物质的浓度不再发生变化，故D正确；答案选D。6C【详解】A、合
12、适的催化剂能够有效的降低化学反应活化能，使活化分子百分含量增加，从而使有效碰撞几率增加，化学反应速率加快，故A不符合题意；B、升高温度能够提高活化分子百分含量，同时碰撞频率增加，使有效碰撞几率增加，使化学反应速率增加，故B不符合题意；C、该反应为可逆反应，根据可逆反应特点可知，反应物不可能完全反应，故C符合题意；D、增加N2浓度，使活化分子数增加，有效碰撞几率增加，使化学反应速率增加，故D不符合题意。7B【详解】AN4是由一种元素组成的单质，不是化合物，故A错误； BN4分子是氮原子间通过非极性键结合而成的，故B正确；CN4和N2是同种元素形成的单质，互为同素异形体，故C错误； DN4转变为N
13、2放出大量能量，说明N2能量低，能量越低越稳定，所以应该N2更稳定，故D错误； 故选B。【点睛】同位素是质子数相同、中子数不同的同种元素的不同原子，如氕、氘和氚。同素异形体是同种元素形成的不同单质，如金刚石和石墨、红磷和白磷、氧气和臭氧。同位素和同素异形体研究的对象不同，同位素研究的是原子，同素异形体研究的是单质。8D【分析】温度越高、浓度越大，则反应速率就越快，在实验中就最先出现浑浊，以此解答。【详解】因3525，则选项C和D中的反应速率大于选项A和B中，又D中反应物的浓度大于C中反应物的浓度，则D中反应速率最快，即在实验中就最先出现浑浊。故选D。9B【详解】AFe与盐酸反应，而杂质Cu不与
14、盐酸反应，故A错误；B杂质与反应可生成硝酸和NO，故B正确；C、HCl均能与溶液反应，故C错误；D、均能与溶液反应，故D错误；答案选B。10B【解析】【详解】A.催化剂只能改变平衡状态，但不能影响平衡状态，平衡不移动，废气中氮氧化物的转化率不变，故A错误；B.加入足量的NH3，相当于增大氨气的浓度，平衡向正反应方向移动，废气中氮氧化物的转化率增大，氮气的体积分数减小，故B正确；C.正反应是放热反应，所以升高温度，会提高反应物的转化率，但平衡逆反应方向移动，平衡常数降低，故C错误；D.该反应是一个反应前后体积增大的反应，缩小容器的体积会使平衡逆向移动，再次平衡后氨气的浓度变大，故D错误。故选B。
15、11A【详解】A.加热吸收热量，使部分非活化分子转化为活化分子，从而提高百分数，提高化学反应速率，故正确；B.加压，增大单位体积内活化分子个数，但不增大活化分子百分数，故错误；C.减小生成物浓度，降低单位体积内活化分子个数，但不增大活化分子百分数，错误；D.加大反应物浓度，增大单位体积内活化分子个数，但不增大活化分子百分数，故错误。12A【详解】纯碱是碳酸钠，为强碱弱酸盐，水解为吸热反应，升高温度促进水解导致溶液碱性增强,所以水解平衡发生移动，可以用平衡移动原理解释，故选；钢铁在潮湿的空气中容易生锈是电化腐蚀原理，不是可逆反应，不能用勒夏特列原理解释，故不选；常温下，将1mLpH=3的醋酸溶液
16、加水稀释至100mL，醋酸的电离平衡正向移动，所以会测得其pHc(NH4+) c(H+) c(OH-) Cu Cu2+ + 2e- O2+ 2H2O + 4e- 4OH- B 【分析】1)根据盖斯定律来计算化学反应的焓变即可；(2)平衡常数只与温度有关，催化剂不能改变平衡状态，根据影响化学平衡移动的因素以及影响化学平衡常数的因素来回答；(3)NaOH和浓氨水也可以制取氨气；酸或碱抑制水电离；氨水可以和盐酸之间发生反应得到氯化铵溶液，根据离子浓度大小比较方法来回答；(4)左边装置是燃料电池，通入氢气的电极是负极、通入氧气的电极是正极；根据G=H-Ts分析。【详解】(1)已知：N2(g)+O2(g
17、)2NO(g)H=+180.5kJmol-1，4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g)H=-905kJmol-1，2H2(g)+O2(g)2H2O(g)H=-483.6kJmol-1，则反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g)可以是+-得到，所以该反应的H=180.5kJmol-1+(-483.6kJmol-1)-(-905kJmol-1)=-92.4kJ/mol；(2)平衡常数只与温度有关，催化剂不能改变平衡状态，增大反应物浓度化学平衡正向移动，增大压强，化学平衡向着气体系数和减小的方向移动，故答案为；(3)NaOH溶解放出热量，一水合氨分解吸收热量，所以加入NaOH溶解后
18、氢氧根离子浓度增大，抑制氨气溶解，则能生成氨气，故答案为氢氧化钠固体；酸或碱抑制水电离，一水合氨电离出氢氧根离子而抑制水电离，所以水电离出的c(OH-)10-7molL-1；将相同体积、pH之和为14的氨水和盐酸混合后，所得的溶液是氯化铵和氨水的混合物，溶液中离子浓度由大到小的顺序为c(NH4+)c(Cl-)c(OH-)c(H+)；(4)左边装置是燃料电池，通入氢气的电极是负极、通入氧气的电极是正极，右边装置在电解池，左边Cu是阴极、右边Cu是阳极，阳极上Cu失电子发生氧化反应，电极反应式为Cu-2e-=Cu2+；通入氧气的电极上氧气得电子和水反应生成氢氧根离子，电极反应式为O2+2H2O+4
19、e-=4OH-，已经反应C(s) + H2O(g)H2(g) + CO(g) H=+131.3 kJ/mol，s0，在低温下不能自发进行，说明在低温下G=H-Ts0，则此时主要原因是H0的影响，即温度较低时，H影响为主，故答案为B。18D 减小压强或增大容积体积 0.08mol/(Lmin) （或0. 148或0. 15均可） 乙 B 【分析】（1）从化学平衡移动的角度进行分析；（2）根据化学速率的表达式进行计算；利用三段式计算化学平衡；（3）利用Qc与K之间的关系进行分析；（4）利用影响化学速率的因素以及影响化学平衡移动的因素进行分析。【详解】（1）根据图像，t1t2时间反应向逆反应方向进行
20、，消耗NH3，t3t4时间段，化学平衡不移动，t4t5时间段，反应向逆反应方向进行，消耗NH3，因此氨气的体积分数最小的时间段是t5t6，故选项D正确；t4时刻，正逆反应速率都降低，可能降低温度，也可能减小压强，如果是降低温度，该反应为放热反应，平衡影响正反应方向进行，v正v逆，不符合图像，因此只能是减小压强，故答案为D；减小压强或增大容器的体积；（2）010min消耗H2的物质的量为(6.003.60)mol=2.40mol，根据反应方程式，消耗N2的物质的量为=0.8mol，依据反应速率的数学表达式，v(N2)= =0.08mol/(Lmin)；容器的体积为1L，则N2、H2、NH3的平衡
21、浓度分别是1molL1、3molL1、2molL1，根据化学平衡常数的表达式，K=，故答案为0.08mol/(Lmin)；（或0. 148或0. 15均可）；（3）利用Qc=v(逆)，故答案为；（4）开始通入N2、H2物质的量浓度分别是2molL1、6molL1，根据图像，起点为2molL1的点为乙曲线，则乙曲线表示c(N2)t的曲线；根据上述分析，曲线甲表示c(H2)t，在此温度下，起始充入4molN2和12molH2，相当于在原来基础上增大压强，化学反应速率加快，达到平衡所用时间缩短，相当于在原来基础上增大压强，该反应的平衡向正反应方向进行，即比原平衡的2倍小，则应是B点，故答案为乙；B。
22、19CH3CH2OH H2O 2CO 4H2 增大 恒温恒压充入惰性气体，相当于减压，朝气体分子数增大方向移动 反应温度与进气比成反比 平衡常数小，原料转化率低 反应放热量增加，能量越低越稳定 【解析】【分析】(1)根据图1判断反应I中的反应物和生成物写出反应的化学方程式；在恒温恒压条件下，向体系中充入N2，容器的体积增大，相当于减小压强，结合书写的反应I的方程式分析判断；(2)根据图1写出反应的反应方程式，并根据图2分析出反应的热量变化情况，结合化学平衡的影响因素分析解答；结合反应的反应方程式和图中BEF三点，分析反应温度与进气比的关系；(3)根据反应a的K10-4.5，结合化学平衡常数的意
23、义分析解答；根据反应b的 H = -110.7 kJ/mol，结合物质的稳定性与能量的关系分析解答。【详解】(1)根据图1，反应I中的反应物为CH3CH2OH和H2O，生成物为CO和H2，反应的化学方程式为CH3CH2OH(g) H2O(g)2CO(g) 4H2(g)，故答案为：CH3CH2OH(g) H2O(g)2CO(g) 4H2(g)；反应I为CH3CH2OH(g) H2O(g)2CO(g) 4H2(g)，在恒温恒压条件下，向体系中充入N2，容器的体积增大，相当于减小压强，平衡正向移动，乙醇的平衡转化率增大，故答案为：增大；恒温恒压充入惰性气体，相当于减压，平衡朝气体分子数增大方向移动；
24、 (2)根据图1，反应为CO(g) +H2O(g) H2(g) +CO2(g)，根据图2，反应随温度的升高，平衡常数K减小，说明升高温度，平衡逆向移动，则正反应为放热反应；图中D、E两点时=1，CO的平衡转化率DE，由于该反应的平衡不受压强的影响，影响改变的条件为温度，由于正反应为放热反应，升高温度，平衡逆向进行，CO转化率减小，图中D、E两点对应的反应温度分别为TD和TED点CO转化率大于E点CO转化率，说明温度TDTE，故答案为：；CO(g) +H2O(g) H2(g) +CO2(g) H0。根据方程式可知，在其他条件不变时，越大，CO的转化率越小；温度越高，CO的平衡转化率越小；因此当不
25、同的进气比达到相同的CO平衡转化率时，如图中BEF三点，当CO的转化率相同时，温度由低到高对应的进气比为0.5、1、1.5，进气比越高达到相同转化率所需的温度越低，即反应温度与进气比成反比，故答案为：反应温度与进气比成反比；(3)反应a：2CH3OH(g) + CO2(g) CO(OCH3)2(g) + H2O(g) H = -15.5 kJ/mol的K10-4.5，表示反应进行的程度很小，原料转化率低，没有工业价值；反应b：2CH3OH(g) + CO2(g) + (g) CO(OCH3)2(g) + (g) H = -110.7 kJ/mol，由于该反应放出的热量增加，能量越低越稳定，因此
26、引入环氧丙烷()可有效促进CO2与CH3OH反应生成CO(OCH3)2，故答案为：平衡常数小，原料转化率低；反应放热量增加，能量越低越稳定。20BC Vx2/n（1-x）3 C 升温或增大C的浓度 使用催化剂 逆反应 【分析】（1）平衡状态的判断依据是正逆反应速率相等，各组分的浓度保持不变；用三段式分析计算；根据外界条件对化学平衡的影响分析。（2）根据三段式计算平衡浓度，结合平衡常数概念计算得到平衡常数；根据浓度商与K的关系判断。（3）由于纵坐标只表示逆，为了便于求解，在解题时可把正补上，t2时平衡逆向移动，采用的条件可以是升温或增大C的浓度；t8时平衡不移动，采用的条件是使用了催化剂。t2时
27、逆反应速率突然增大，后逐渐减小达到新平衡，且新平衡时反应速率大于原平衡时反应速率，平衡向逆反应方向移动。【详解】（1）A.反应物A与B加入的物质的量之比等于其化学计量数之比，所以平衡后A与B的转化率之比1: 1，故A错误；B.A的转化率为x，则平衡后有A、B、C物质的量分别为（n-nx）mol、（2n-2nx）mol、 2nxmol, 平衡后气体总物质的量为（3n-nx）mol，恒容容器中，气体物质的量之比等于其压强之比，故B正确；C.当2正(A)逆(B)时，说明正逆反应速率相等，反应达到平衡状态，故C正确；D. 恒容容器中，充入惰性气体(如Ar) ，平衡不移动，故D错误。故选BC。（2）在容
28、积固定的V L密闭容器中加入n mol A、2n mol B，发生反应：A(g)2B(g)2C(g)H0，反应达平衡后测得平衡常数为K，此时A的转化率为x，A(g)2B(g)2C(g)起始(mol) n 2n 0转化(mol)nx 2nx 2nx 平衡(mol)n-nx 2n-2nx 2nx平衡浓度为，c(A)= （n-nx）/Vmol/L，c(B)= （2n-2nx）/Vmol/L，c(C)= 2nx/Vmol/L，平衡常数K=(2nx/V)2/( n-nx)/V(2n-2nx)2/V2= Vx2/n（1-x）3 ，增大容器体积时，c(B)和c(C)等比例减小，由于A的浓度不变，此时c2(C)/c(A)c2(B)的值仍然等于K，所以平衡不移动，故答案为Vx2/n（1-x）3；C。（3）由于纵坐标只表示逆，为了便于求解，在解题时可把正补上；该反应是一个反应前后气体体积减小的且正反应是放热的化学反应，t2时逆反应速率突然增大，后逐渐减小达到新平衡，且新平衡时反应速率大于原平衡时反应速率，平衡向逆反应方向移动，改变的条件为增大生成物C的浓度或升高温度，t8时平衡不移动，采用的条件是使用了催化剂。故答案为升温或增大C的浓度；使用催化剂。t2时逆反应速率突然增大，后逐渐减小达到新平衡，且新平衡时反应速率大于原平衡时反应速率，平衡向逆反应方向移动，故答案为逆反应。