2025届高三化学一轮复习练习（10）化学反应的调控

（10）化学反应的调控——2025届高考化学一轮复习化学反应原理能力进阶加时练 一、单选题 1．已知工业合成氨在400-500℃，10-30Mpa，催化剂作用下进行的，下列说法中符合工业合成氨生产实际的是( ) A.作催化剂 B.催化剂活性是选择反应温度的重要原因 C.将和液化 D.不经液化直接由吸收塔吸收 2．苯乙烯与溴苯在一定条件下发生Heck反应： + 溴苯用量(mmol) 100 100 100 100 100 100 100 催化剂用量(mmol) 2 2 2 2 2 2 2 反应温度(℃) 100 100 100 100 120 140 160 反应时间(h) 10 12 14 16 14 14 14 产率(%) 81.2 84.4 86.6 86.2 93.5 96.6 89.0 根据上表数据，下列说法正确的是( ) A. 最佳反应温度为100 ℃ B. 最佳反应时间为16h C. 温度过高时催化剂活性可能降低 D. 反应产物是顺式结构 3．含氮化合物过多蓄积会导致水体富营养化，需将其从水体中除去，该过程称为脱氮。常用的脱氮方法有吹脱法和折点氯化法。 吹脱法：调节水体至8左右，然后持续向水中吹入空气。 折点氯化法：调节水体至6左右，向水中加入适量。 下列分析不正确的是( ) A.含氨和铵盐的水体中存在平衡： B.吹脱法的原理是通过鼓气降低浓度，从而降低水中与的含量 C.折点氯化法除的原理为： D.吹脱法无法对含的水体脱氮，但折点氯化法可以对含的水体脱氮 4．工业上利用焦炭与水蒸气生产的反应原理为，，第二步产生的原料来自第一步的产物。为提高原料的利用率及的产量，下列措施中不可取的是( ) ①第一步产生的混合气直接作为第二步的反应物 ②第二步生产采用适当的温度和催化剂 ③第一、二步生产中均充入足量水蒸气 ④第二步生产在低温下进行 ⑤第一步生产在高压下进行 ⑥第二步生产中增大CO的浓度 A.①③⑤ B.②④⑥ C.②③⑤ D.①④⑤⑥ 5．合成氨反应达到平衡时，的体积分数与温度、压强的关系如图所示，据此分析合成氨工业中最有前途的研究方向是( ) A.提高分离技术 B.研制耐高压的合成塔 C.研制低温催化剂 D.探索不用和合成氨的新途径 6．在化工生产中，调控反应条件很重要。下列能提高合成氨反应速率的是( ) A.使用空气做反应物 B.减小 C.使用合适的催化剂 D.降低温度 7．在硫酸工业中，使氧化为的反应为。下表列出了恒容密闭容器中，在不同温度和压强下，反应达到平衡时的转化率。下列说法错误的是( ) 平衡时的转化率/% 0.1MPa 0.5MPa 1MPa 5MPa 10MPa 450℃ 97.5 98.9 99.2 99.6 99.7 500℃ 85.6 92.9 94.9 97.7 98.3 A.通入适当过量的氧气，既有利于提高反应速率，又有利于增大的转化率 B.尾气中的需要回收循环利用，防止污染环境并提高原料的利用率 C.在实际生产中，应选择的条件是450℃，10MPa D.在实际生产中，选定的温度为400-500℃，主要原因是考虑催化剂的活性最佳 8．我国科研人员合成了单原子催化剂，可用于电化学催化氢气还原氮气的反应。反应历程与相对能量模拟计算结果如图所示（图中*表示稀土单原子催化剂）。下列说法错误的是( ) A.新型催化剂会降低合成氨反应的焓变，从而降低生产能耗 B.将催化剂附着在纳米多孔载体的表面可提高氮气的生产效率 C.使用单原子催化剂的反应历程中，最大能垒的反应过程可表示为 D.单原子催化剂的催化效率理论上应高于单原子催化剂 9．硫酸工业中涉及反应：。下表为不同温度和压强下的平衡转化率，下列说法正确的是( ) 温度/℃ 的平衡转化率/% 450 97.5 98.9 99.2 99.6 99.7 550 85.6 92.9 94.9 97.7 98.3 A.工业上通入过量空气的主要目的是加快反应速率 B.回收尾气中的仅为了防止空气污染 C.采用常压生产是因为平衡时的转化率已足够高，增大压强会增加设备成本 D.选择的较高温度既提高反应速率也提高平衡转化率 10．合成氨工业中采用循环操作，主要是为了( ) A.增大化学反应速率 B.提高平衡混合物中氨的含量 C.降低氨的沸点 D.提高氮气和氢气的利用率 11．化学与生活、生产密切相关，下列说法不正确的是( ) A.工业合成氨，常采用铁触媒、减小氨气的浓度来提高反应速率 B.去除锅炉水垢中的，用饱和溶液浸泡预处理 C.误食可溶性钡盐造成中毒，可以服用溶液来解毒 D.氯化铵和氯化锌溶液可作为焊接金属时的除锈剂 12．对于合成氨反应，达到平衡状态后，下列分析正确的是( ) A.升高温度，对正反应的反应速率影响更大 B.增大压强，对正反应的反应速率影响更大 C.减小反应物浓度，对逆反应的反应速率影响更大 D.加入催化剂，对逆反应的反应速率影响更大 13．环境能够影响物质的存在形态及化学活性，下列环境调节正确的是( ) A.为检验溶液中是否含有，加入盐酸酸化的溶液 B.为提高溶液氧化能力，用盐酸将溶液酸化 C.为抑制的水解，配制溶液时用稀硝酸酸化 D.为促进单质溶解，配制碘水时加入适量KI 14．利用电化学方法制备氨可以大大降低目前的热Haber—Bosch工艺产生的温室气体排放。下图所示为一种合成氨的方法，下列说法错误的是( ) A.电子的移动方向由电极a经导线到电极b B.起到传输质子的作用 C.反应过程中的质量增加 D.电极b发生的总反应为 二、多选题 15．和反应生成的羰基硫（COS）用于粮食熏蒸，能防止某些昆虫、线虫和真菌的危害。，下列说法正确的是( ) A.已知该反应在加热条件下能自发进行，则其△S>0 B.上述反应的平衡常数 C.上述反应中消耗1 mol，生成22.4 L水蒸气 D.实际应用中，通过增加的量来提高转化率，能有效减少碳排放 16．水溶液中存在电离平衡和。若向溶液中( ) A.加水，平衡向右移动，溶液中氢离子浓度减小 B.通入过量气体，平衡向左移动，溶液pH值增大 C.滴加新制氯水，平衡向左移动，溶液pH值减小 D.加入少量硫酸铜固体(忽略体积变化)，溶液中所有离子浓度都减小 17．一定温度下,在三个体积均为2.0的恒容密闭容器中发生如下反应: ,下列说法正确的是(   ) 编号 温度(℃) 起始物质的量() 平衡物质的量() 达到平衡所需时间() Ⅰ 320 0.40 0.10 0.10 Ⅱ 320 0.80 Ⅲ 410 0.40 0.15 0.15 A.平衡常数:容器Ⅱ>容器Ⅲ B.反应到达平衡时, 的转化率:容器Ⅱ<容器Ⅰ C.反应到达平衡时,容器Ⅰ中的平均速率为 D.起始时向容器Ⅲ中充入0.30、0.45和 0.10,则反应将向逆反应方向进行 18．,是工业上制造氮肥的重要反应.下列说法正确的是(   ) A.增加N2的浓度能加快反应速率 B.降低体系温度能减慢反应速率 C.使用催化剂不影响反应速率 D.若反应在密闭容器中进行,N2和H2能100%转化为NH3 19．10 mL浓度为1的盐酸与过量的锌粉反应，若加入适量的下列溶液，能减 慢反应速率但又不影响氢气生成的是( ) A. B. C. D. 三、填空题 20．在硫酸工业中，通过下列反应使氧化为：。下表列出了在不同温度和压强下，反应达到平衡时的转化率。 温度/℃ 平衡时的转化率/% 0.1MPa 0.5MPa 1MPa 5MPa 10MPa 450 97.5 98.9 99.2 99.6 99.7 550 85.6 92.9 94.9 97.7 98.3 （1）从理论上分析，为了使二氧化硫尽可能多地转化为三氧化硫，应选择的条件是___________________________。 （2）在实际生产中，选定的温度为400~500℃，原因是_________________。 （3）在实际生产中，采用的压强为常压，原因是_________________。 （4）在实际生产中，通入过量的空气，原因是_________________。 （5）尾气中的必须回收，原因是_________________。 21．一种废旧磷酸铁锂正极片（主要成分为、、Al和石墨）的闭环回收工艺流程如图所示： 已知：①为抗坏血酸，具有较强的还原性。 ②滤饼成分为。 回答下列问题： （1）碱溶前，可将废电池正极片进行机械活化处理，使颗粒直径减小，目的是_______。 （2）向滤液①中通入过量二氧化碳，可以回收铝，该反应的离子方程式为_______。 （3）酸浸过程中加入的目的是_______。 （4）将不同pH下得到的滤饼溶于盐酸，稀释至一定比例后测算Fe、P物质的量比，结果见下表，由此得出，沉淀的最佳pH为_______。 pH 6.0 6.5 7.0 8.0 9.0 1.54 1.50 1.49 1.47 1.47 （5）调节pH时，氨水不宜加入过量，原因是随着氨水浓度的增大，会产生_______杂质；若该步骤中Fe元素沉淀完全，滤液③中除H、O外，还大量含有的元素有_______。 （6）真空管烧结时，加入葡萄糖的作用是_______。 22．氨是化学实验室及化工生产中的重要物质，工业上合成氨的部分工艺流程如下： （1）请写出工业合成氨的化学方程式______。 （2）请用平衡移动原理解释在流程中及时分离出氨气和循环使用气体的原因______。 （3）在合成氨工业中原料气（、、及少量CO、的混合气体）在进入合成塔之前需要经过铜氨液处理，目的是去除其中的CO，其反应为：。 ①铜氨液吸收CO适宜的生产条件是______。 ②吸收CO后的铜氨液经过适当处理可再生，恢复其吸收CO的能力，可循环使用，铜氨液。再生适宜的生产条件是______。 （4）模拟工业合成氨（），在恒温恒容密闭容器中进行，起始投料时各物质浓度如下表： 投料Ⅰ 1.0mol/L 3.0mol/L 0 投料Ⅱ 0.5mol/L 1.5mol/L 1.0mol/L ①按投料Ⅰ进行反应，测得达到化学平衡状态时的转化率为60%，则该温度下合成氨反应的平衡常数______（最简分数即可）。 ②按投料Ⅱ进行反应，起始时反应进行的方向为______（填“正向”或“逆向”）。 ③若升高温度，则合成氨反应的化学平衡常数______（填“变大”、“变小”或“不变”）。 四、实验题 23．某小组进行实验：向硫酸酸化的过氧化氢溶液中加入碘化钾、淀粉和硫代硫酸钠的混合溶液，一段时间后溶液变蓝。查阅资料知体系中存在两个主要反应： 反应i： 反应ii： （1）与反应的热化学方程式为___。 （2）下列实验方案可证实上述反应过程。 将实验方案补充完整（所用试剂浓度均为0.01）。 ①向酸化的溶液中加入___溶液，溶液几秒后变为蓝色。 ②向①中蓝色溶液中加入___溶液，溶液立即褪色。 （3）探究对反应速率的影响，实验方案如表所示。（所用试剂除以外，浓度均为0.01） 实验序号 a b 试剂 /mL 4.5 X /mL 4.5 2 /mL 8 Y KI（含淀粉）/mL 3 Z /mL 0 Q 将上述溶液迅速混合现象 溶液变蓝所需时间为秒 溶液变蓝所需时间为秒 ①将实验b补充完整，X=___、Q=___。 ②对比实验a和实验b，___（填“>”或“<”）。 ③结合（2）中现象解释溶液混合后一段时间才变蓝的原因：___。 ④利用实验a的数据，计算时间内与反应的平均反应速率（用浓度的变化表示），___。 参考答案 1．答案：B 解析：工业合成氨的催化剂是铁触媒，A项错误； 催化剂的活性与温度有关，B项正确； 和是气体，不能液化，C项错误； 由冷凝塔冷凝并用液氨吸收塔吸收，D项错误。 2．答案：C 解析：根据表格中数据知，反应温度为140℃、反应时间为14h时，产率最高，因此最佳反应温度为140℃、最佳反应时间为14h,A项错误，B项错误：催化剂有活性温度，温度过高时催化剂活性可能降低，C项正确：反应产物中苯环在碳碳双键两侧，为反式结构，D项错误。 3．答案：D 解析：A.含氨和铵盐的水体中存在一水合氨的电离平衡及一水合氨的分解平衡，所以含有氨和铵盐的水体中存在平衡，A正确； B.通过鼓气降低溶解度从而降低其浓度，则中平衡正向移动，从而降低水中与的含量，B正确； C.中N元素为-3价，所以具有还原性，NaClO具有强氧化性，则能被NaClO氧化生成氮气和HCl，离子方程式为，C正确； D.吹脱法是利用物理方法脱氮，无法对含的水体脱氮，折点氯化法是利用的强氧化性将氧化成，N元素不能脱离水体，所以无法脱氮，D错误； 故答案为：D。 4．答案：D 解析：第一步产生的使第二步的平衡逆向移动，故应先分离出，①错误；第二步生产为放热反应，温度过低，反应速率太小而影响的产量，温度过高，平衡逆向移动，且要考虑催化剂的活性，故应采用适当的温度和催化剂，②正确，④错误；增大价廉易得的水蒸气的浓度可提高焦炭的利用率，③正确；对第一步生产，增大压强，平衡逆向移动，不利于提高原料的利用率，⑤错误；增大CO浓度不能提高主要原料C的利用率，⑥错误。 5．答案：C 解析：由图可知，的体积分数随着温度的升高而显著下降，即在低温条件下，的体积分数较高，但目前所用的催化剂为铁触媒，其活性最大时的温度在500℃左右，故最有前途的研究方向是研制低温催化剂。 6．答案：C 解析：A.使用空气做反应物，会导致的浓度降低，降低反应物浓度，化学反应速率减慢，A不符合题意；B.是反应物，减小，化学反应速率减小，B不符合题意；C.使用合适的催化剂，能够降低反应物的活化能，使更多的普通分子变为活化分子，分子之间有效碰撞次数增加，化学反应速率加快，C符合题意；D.降低温度，物质的内能减小，分子之间有效碰撞次数减小，化学反应速率减小，D不符合题意；故合理选项是C。 7．答案：C 解析： 8．答案：A 解析：催化剂能降低反应的活化能，改变反应的途径，但不能改变反应的焓变，A项错误；催化剂能降低反应的活化能，加快反应速率，可提高氮气的生产效率，B项正确；由图可知，使用单原子催化剂的反应历程中，最大能垒的反应过程可表示为，C项正确；由图可知，单原子催化剂催化的反应历程中有一步反应的活化能最高，则理论上其催化效率应低于单原子催化剂，D项正确。 9．答案：C 解析：A.工业上通入过量空气的主要目的是为了增大二氧化硫的转化率，A错误； B.回收尾气中的除了防止空气污染还可以提高原料的利用率，B错误； C.由表格可知常压生产平衡时的转化率已足够高，增大压强会增加设备成本，C正确； D.选择的较高温度可提高反应速率但不能提高平衡转化率，D错误； 故选C。 10．答案：D 解析：合成氨反应是可逆反应，不能进行彻底，合成氨工业上采用循环操作，使未反应的和重新被利用，这样会增加和的转化率，避免造成不必要的浪费，D项正确。 11．答案：A 解析：A.减小氨气的浓度不能提高反应速率，故A错误； B.硫酸钙和碳酸钙阴离子和阳离子比相同，可以直接比较溶解度和溶度积常数，处理锅炉水垢中的时，先加入饱和溶液发生了沉淀转化，后加入盐酸，水垢溶解，故B正确； C.可溶性的钡盐均有毒，服用溶液会与发生化学反应，生成无毒的难溶于水、难溶于酸的硫酸钡，从而解毒，故C正确； D.金属锈是金属氧化物，和属于强酸弱碱盐，、发生水解，使和溶液显酸性，因此氯化铵与氯化锌溶液可作焊接金属时的除锈剂，故D正确； 故选A。 12．答案：B 解析：合成氨反应的正反应是放热反应，升高温度，正、逆反应的反应速率都增大，但是温度对吸热反应的反应速率的影响更大，故升高温度，对逆反应速率影响更大，A错误；或小反应物浓度，使正反应的速率瞬间减小，由于生成物的浓度没有变化，所以逆反应速率瞬间不变，然后逐渐减小，故减小反应物浓度，对正反应的反应速率影响更大，C错误：加入催化剂，对正，逆反应的反应速率的影响相同，D错误。 13．答案：D 解析：A.应先加盐酸排除干扰离子，后加氯化钡检验，A错误； B.可氧化HCl，故应加硫酸酸化，B错误； C.硝酸可将氧化为，所以不能用硝酸酸化，C错误； D.碘水中加入KI溶液发生反应，导致碘单质易溶于KI溶液，所以实验室配制碘水时，加入适量KI溶液增大碘单质的溶解度，D正确； 故选D。 14．答案：D 解析：A.作还原剂，在电极a失电子，作氧化剂，在电极b得电子，电子由a到b，A正确； B.电极a上物质得质子生成物质，电极b上物质失质子生成物质，所以、起传输质子作用，B正确； C.电极b为阴极，锂离子得电子发生还原反应生成锂，锂再与氮气反应生成氨气和锂离子，在整个过程中质量保持不变，C错误； D.电极b上锂离子得电子被还原成锂，锂再与氮气反应生成氨气，锂离子相当于没参加反应，所以电极b的总反应为：，D正确； 故选C。 15．答案：AB 解析：已知该反应在加热条件下能自发进行所以 ，因为>0，所以>0，A正确；由反应方程式，结合平衡常数含义可知，上述反应的平衡常数，B正确；没有指明具体条件，不能确定气体的体积，C错误；减少碳排放是指减少二氧化碳的生成，D错误。 16．答案：AC 解析：A.加水稀释促进硫化氢电离，但氢离子浓度减小，故A正确； B.二氧化硫和硫化氢反应方程式为，通入过量二氧化硫平衡向左移动，二氧化硫和水反应方程式为，亚硫酸酸性大于氢硫酸，所以溶液的pH减小，故B错误； C.氯气和硫化氢反应方程式为，通入氯气平衡向左移动，盐酸的酸性大于氢硫酸，所以溶液的pH减小，故C正确； D.加入硫酸铜溶液发生反应，硫酸的酸性大于氢硫酸，所以氢离子浓度增大，故D错误； 故选：AC。 17．答案：BD 解析： 18．答案：AB 解析： 19．答案：AB 解析：溶液不能参与反应，但起到稀释作用，使反应速率降低，且不影响的总物质的量，故不影响的物质的量，A正确；为弱酸强碱盐，结 合溶液中的生成弱酸,降低了浓度，随着反应的进行，电离平衡向着生成H+的方向移 动，最后全部反应，不影响的总物质的量，B正确;会与Zn发生置换反应，铜附着在Zn表面，形成原电 池，加速产生氢气的速率，C错误;与HC1发生反应,减小了的总物质的量，影响生 成氢气的总量，D错误。 20、 （1）答案：450℃，10MPa 解析： （2）答案：温度较低，会使反应速率减小，达到平衡所需时间变长；温度较高，二氧化硫的转化率会降低 解析： （3）答案：结合表中数据可知，常压下的转化率已经很高，增大压强时，转化率提升不明显，但对材科的强度和设备制造的要求均提高很多，因此实际生产中采用的压强为常压 解析： （4）答案：增大氧气的浓度，提高二氧化硫的转化率 解析： （5）答案：防止污染环境，同时提高其转化率 解析： 21．答案：（1）增大接触面积，加快反应速率 （2） （3）将还原为 （4）6.0 （5）；Li、N、P （6）为正极材料提供碳源 解析：（1）将废电池正极片进行机械活化处理，使颗粒直径减小可以增大固体的表面积，有利于增大碱浸时反应物的接触面积，加快反应速率，故答案为：增大接触面积，加快反应速率； （2）由分析可知，滤液①的主要成分为四羟基合铝酸钠，向溶液中通入过量二氧化碳发生的反应为溶液中四羟基合铝酸钠与二氧化碳反应生成氢氧化铝沉淀和碳酸氢钠，反应的离子方程式为，故答案为：； （3）由分析可知，加入磷酸和抗坏血酸酸浸的目的是将磷酸亚铁锂、磷酸铁转化为磷酸锂、磷酸亚铁，则酸浸过程中加入抗坏血酸的作用是将溶液中的铁离子转化为亚铁离子，故答案为：将还原为； （4）由表格数据可知，溶液pH为6.0时，滤饼中铁、磷物质的量比最大，则制得沉淀的最佳pH为6.0，故答案为：6.0； （5）调节溶液pH时，若加入过量的氨水，溶液中的亚铁离子会转化为氢氧化亚铁沉淀，导致沉淀中混有氢氧化亚铁杂质；由分析可知，铁元素沉淀完全时，滤液③的主要成分为磷酸锂、磷酸铵，则滤液中含有的元素为氢元素、氧元素、锂元素、磷元素、氮元素，故答案为：Li、N、P； （6）由分析可知，、磷酸锂、葡萄糖在真空管烧结的目的是得到正极材料，由正极材料的组成可知，葡萄糖的作用是受热分解生成碳，为正极材料提供碳源，故答案为：为正极材料提供碳源。 22．答案：（1） （2）在合成氨的反应中，减少生成物浓度，同时增加反应物浓度，可以使平衡正向移动，提高产率。 （3）高压和低温；高温和低压 （4）；正向；变小 解析： 23．答案：（1） （2）淀粉碘化钾；硫代硫酸钠 （3）4.5；2.5；<；反应i慢，反应ⅱ快，反应i生成的立即与反应，直至被消耗尽，再生成的才能使淀粉变蓝； 解析：（1）已知反应i： 反应ii： 根据盖斯定律，由i+ii得反应，故与反应的热化学方程式为； （2）①向酸化的溶液中加入淀粉碘化钾溶液，碘离子被氧化生成碘单质使淀粉变蓝，故溶液几秒后变为蓝色； ②向a中所得蓝色溶液中加入硫代硫酸钠溶液，碘被还原生成碘离子，溶液立即褪色； （3）①探究对反应速率的影响，实验方案如下表所示。（所用试剂除以外，浓度均为0.01mol/L），为使探究时每次只改变一个条件，所加溶液总体积必须相等，故：X=4.5、Y=8、Z=3、Q=2.5； ②比实验a和实验b，实验a中较大，浓度越大化学反应速率越大，故； ③反应ⅰ慢，反应ⅱ快，反应ⅰ生成的立即与反应，直至被消耗尽，再生成的才能使淀粉变蓝，因此溶液混合一段时间后才变蓝； ④利用实验a的数据，，，则用浓度的变化表示时间内与反应的平均反应速率为。 学科网（北京）股份有限公司 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