《2025年与名师对话高中新教材同步导练案化学C选择性必修1》

1.$2SO_{2}+O_{2}\underset{\triangle }{\overset{催化剂}{\rightleftharpoons }}2SO_{3}$是工业制硫酸的一步重要反应，下列关于该反应的说法正确的是（ ）
A.使用催化剂能改变反应限度
B.升高体系温度能加快反应速率
C.减小$SO_{2}$的浓度能加快反应的速率
D.$1\ mol\ SO_{2}$和足量的$O_{2}$在一定条件下充分反应，生成$1\ mol\ SO_{3}$

答案： B 使用催化剂，改变反应速率，不改变化学平衡，故A错误；升高温度，活化分子百分数增大，反应速率增大，故B正确；减小SO₂的浓度是减少反应物浓度，反应速率减小，不能加快反应速率，故C错误；可逆反应反应物不可能完全转化，故D错误。

2.下列有关工业合成氨的说法不能用平衡移动原理解释的是（ ）
A.不断补充氮气和氢气
B.选择$20～50\ MPa$的高压
C.及时液化分离氨气
D.选择$500^{\circ}C$左右的高温同时使用铁触媒作催化剂

答案： D 增大氮气和氢气的浓度，反应物浓度增大，化学平衡向着正向移动，所以可以用平衡移动原理解释，故A错误；N₂ + 3H₂⇌2NH₃是一个反应前后气体体积减小的可逆反应，增大压强，平衡正向移动，所以可以用平衡移动原理解释，故B错误；将氨液化分离，降低生成物浓度，平衡正向移动，所以可以用平衡移动原理解释，故C错误；催化剂只改变化学反应速率，不改变平衡移动，使用铁触媒不能用平衡移动原理解释；且该反应为放热反应，温度越低越有利于平衡向着正向移动，所以该条件不能用平衡移动原理解释，故D正确。

3.某工业生产中发生反应：$2A(g)+B(g)\rightleftharpoons 2M(g)$ $\Delta H＜0$。下列有关该工业生产的说法正确的是（ ）
A.工业上合成$M$时，一定采用高压条件，因为高压有利于$M$的生成
B.若物质$B$价廉易得，工业上一般采用加入过量的$B$以提高$A$和$B$的转化率
C.工业上一般采用较高温度合成$M$，因温度越高，反应物的转化率越高
D.工业生产中常采用催化剂，因为生产中使用催化剂可提高$M$的日产量

答案： D 工业上合成M可能采用常压，如H₂SO₄工业中SO₃的生成；加入过量B只能提高A的转化率，B的转化率降低；温度升高，平衡逆向移动，反应物的转化率降低；使用催化剂可降低反应的活化能，提高反应速率。

4.硫酸是一种重要的化工产品，目前主要采用“接触法”进行生产。有关接触氧化反应$2SO_{2}+O_{2}\underset{\triangle }{\overset{催化剂}{\rightleftharpoons }}2SO_{3}$的说法中正确的是（ ）
A.只要选择适宜的条件，$SO_{2}$和$O_{2}$就能全部转化为$SO_{3}$
B.该反应达到平衡后，反应就完全停止了，即正、逆反应速率均为零
C.在达到平衡的体系中，充入由$^{18}O$组成的$O_{2}$后，$SO_{2}$中$^{18}O$含量减少，$SO_{3}$中$^{18}O$含量增多
D.在工业合成$SO_{3}$时，要同时考虑反应速率和反应能达到的限度两方面的问题

答案： D 反应为可逆反应，SO₂和O₂不能全部转化为SO₃，A错；达到平衡后反应不停止，正、逆反应速率相等，B错；达到平衡后充入由¹⁸O组成的O₂，平衡向正方向移动，SO₃中¹⁸O含量增多，因为反应可逆，SO₂中¹⁸O含量也增多，C错；D正确。

5.安全性是汽车发展需要解决的重要问题，安全气囊设计的基本思路是在汽车发生碰撞时，迅速在乘员和汽车内部结构之间打开一个充满气体的袋子，使乘员扑在气袋上，避免或减缓人与汽车的二次碰撞，从而达到保护乘员的目的。气囊中的气体是由化学反应产生的，选择或设计化学反应时需要考虑下列哪些角度（ ）
①反应速率 ②反应限度 ③气体的量 ④气体毒性 ⑤反应的能量变化
A.①③④
B.①②③④
C.①②③④⑤
D.①③④⑤

答案： B 气体由化学反应产生，常用的是氮气，起保护作用时，需要快速产生，即反应速率快，产生气体的量适当，就要考虑限度和量的问题，气体不能使有毒的，根据以上分析可知需要考虑的角度有：反应速率，反应限度，气体的量，气体毒性，即①②③④。

6.醇烃化新技术是近几年合成氨工业净化精炼原料气、除去少量$CO$的一种新方法。其原理可分为甲醇化和甲烷化两个部分。
甲醇化：$CO(g)+2H_{2}(g)\rightleftharpoons CH_{3}OH(g)$ $\Delta H_{1}=-111\ kJ\cdot mol^{-1}$
甲烷化：$CO(g)+3H_{2}(g)\rightleftharpoons CH_{4}(g)+H_{2}O(g)$ $\Delta H_{2}=-203\ kJ\cdot mol^{-1}$
(1)下列措施有利于提高醇烃化过程$CO$转化率的是 。
A.及时分离出$CH_{3}OH$ B.适当升高反应温度
C.使用高效的催化剂 D.适当增大压强
(2)甲醇化平衡常数可用$K_{a}=\frac{\alpha(CH_{3}OH)}{\alpha(CO)\cdot \alpha^{2}(H_{2})}$表示；$\alpha$为平衡组分中各物质的量分数。若$CO$与$H_{2}$混合原料气中$CO$的体积分数为$1\%$，经甲醇化后$CO$的平衡转化率为$w$，则$K_{a}=$ （用含$w$的表达式表示）。
(3)测试$a$、$b$两种催化剂在不同压强和温度条件下，甲醇化过程中催化效率如图：

从上图可知选择哪种催化剂较好 （填$a$或$b$），理由是 。

答案： 解析：
(1)及时分离出CH₃OH，平衡向正反应方向移动，CO转化率增大，故A正确；反应为放热反应，升高反应温度，平衡逆向移动，CO转化率减小，故B错误；使用高效的催化剂，催化剂不影响化学平衡，故C错误；反应为气体体积减小的反应，适当增大压强，平衡正向移动，CO转化率增大，故D正确；
(2)CO与H₂混合原料气中CO的体积分数为1%，设参与反应的CO为1 mol，则H₂为99 mol，经甲醇化后CO的平衡转化率为w，列三段式：
CO(g)+2H₂(g)⇌CH₃OH(g)
起始n：1 99 0
转化n：w 2w w
平衡n：1 - w 99 - 2w w
根据α = $\frac{n}{n_{总}}$，$K_{a}=\frac{\alpha(CH_{3}OH)}{\alpha(CO)\cdot\alpha^{2}(H_{2})}$
=$\frac{\frac{w}{100 - 2w}}{\frac{1 - w}{100 - 2w}\cdot(\frac{99 - 2w}{100 - 2w})^{2}}=\frac{(100 - 2w)^{2}\cdot w}{(1 - w)(99 - 2w)^{2}}$；
(3)由图可知，b催化剂达到较高催化效率时的压强小，达到较高催化效率时温度低且受温度影响小，故选择b催化剂。
答案：
(1)AD
(2)$\frac{(100 - 2w)^{2}\cdot w}{(1 - w)(99 - 2w)^{2}}$
(3)b 达到较高催化效率时的压强小，达到较高催化效率时温度低且受温度影响小

7.工业上生产硫酸时，利用催化氧化反应将$SO_{2}$转化为$SO_{3}$是一个关键步骤。反应$2SO_{2}+O_{2}\underset{\triangle }{\overset{催化剂}{\rightleftharpoons }}2SO_{3}$在不同条件下达到平衡状态时$SO_{2}$的转化率如下表（原料气各成分的体积分数为$SO_{2}:7\%$、$O_{2}:11\%$、$N_{2}:82\%$）

试回答下列问题：
(1)已知$SO_{2}$的氧化是放热反应，如何利用表中数据推断此结论？ ；
(2)提高该化学反应限度的途径有 ；
(3)在$400～500^{\circ}C$时，$SO_{2}$的催化氧化采用常压而不是高压，主要原因是 ；
(4)已知$2SO_{2}(g)+O_{2}(g)\rightleftharpoons 2SO_{3}(g)$ $\Delta H=-196.6\ kJ\cdot mol^{-1}$，每生产$1000\ t\ 98\%$硫酸所需要的$SO_{3}$的质量为 t，由$SO_{2}$生产这些$SO_{3}$所放出的热量为 kJ。

答案： 解析：
(1)由表中数据可知，压强一定时，温度升高时，SO₂的转化率降低，说明升高温度有利于平衡向逆反应方向移动，故正反应为放热反应；
(2)由表中数据可知，压强和温度对平衡移动都有影响，增大压强SO₂的转化率增大，但增大的幅度较小，升高温度SO₂的转化率减小，说明该反应为放热反应，升高温度平衡向逆反应方向移动，所以提高该化学反应限度的途径有增大压强或在一定范围内降低温度；
(3)由表中数据可知，增大压强对SO₂的转化率影响不大，同时增大成本，故通常采用常压而不是高压；
(4)1000吨98%的硫酸含有H₂SO₄的质量为1×10⁹×98% = 9.8×10⁸ g，
设需要SO₃的质量为m，放出的热量为y，则：
2H₂SO₄ ～ 2SO₃～Q = 196.6 kJ
2×98 g 2×80 g 196.6 kJ
9.8×10⁸ g m y
则2×98 g：9.8×10⁸ g = 2×80 g：m，
2×98 g：196.6 kJ = 9.8×10⁸ g：y，
解得：m = 8×10⁸ g = 8×10² t，y = 9.83×10⁸ kJ
答案：
(1)压强一定时，温度升高时，SO₂的转化率降低，说明升高温度有利于平衡向逆反应方向移动，故正反应为放热反应
(2)增大压强或在一定范围内降低温度
(3)增大压强对SO₂的转化率影响不大，同时增大成本
(4)8×10² 9.83×10⁸