专题06 化学反应的调控-2024-2025学年高二化学上学期期末复习一遍过 （人教版2019选择性必修1）

专题06 化学反应的调控 考点梳理 题型演练 考点01 合成氨反应的特点 【题型1合成氨】 考点02 合成氨适宜条件的选择 【题型2化学反应条件控制】 考点03 工业生产中选择适宜生产条件的思路 考点梳理 考点01合成氨反应的特点 1．合成氨反应的特点 合成氨反应：N2(g)＋3H2(g)⇌2NH3(g)。已知298 K时：ΔH＝－92.4 kJ·mol－1，ΔS＝－198.2 J·mol－1·K－1。 (1)自发性：常温(298 K)下，ΔH－TΔS<0，能自发进行。 (2)可逆性：反应为 反应。 (3)熵变：ΔS<0，正反应是气体体积 的反应。 (4)焓变：ΔH<0，是 反应。 2．原理分析 根据合成氨反应的特点，利用我们学过的影响反应速率的因素和勒夏特列原理分析应如何选择反应条件，以增大合成氨的反应速率、提高平衡混合物中氨的含量，请填写下表。 条件 提高反应速率 提高平衡转化率 压强 温度 催化剂 浓度 增大 浓度 增大 浓度，降低 浓度 考点02合成氨适宜条件的选择 1．工业合成氨条件 (1)压强 ①原理分析：压强越大越好。 ②选用条件：目前，我国合成氨厂一般采用的压强为 MPa。 ③合成氨时不采用更高压强的理由：压强越大，对材料的强度和设备的制造要求也越高，需要的动力也越大，这将会大大增加生产投资，并可能降低综合经济效益。 (2)温度 ①原理分析：低温有利于提高原料的平衡转化率。 ②选用条件：目前，在实际生产中一般采用的温度为400～500 ℃。 ③不采用低温的理由：温度降低会使化学反应速率减小，达到平衡所需时间变长，这在工业生产中是很不经济的。 合成氨反应一般选择400～500 ℃进行的又一重要原因为铁触媒在500 ℃左右时的活性最大。 (3)催化剂 ①原理分析：在高温、高压下，N2和H2的反应速率仍然很慢。 ②选用条件：通常采用加入以铁为主体的多成分催化剂，又称铁触媒。 ③选择催化剂的理由：改变反应历程，降低反应的活化能，使反应物在较低温度时能较快地进行反应。 另外，为了防止混有的杂质使催化剂“中毒”，原料气必须经过净化。 (4)浓度 ①原理分析：在500 ℃和30 MPa时，平衡混合物中NH3的体积分数及平衡时N2和H2的转化率仍较低。 ②采取的措施：采取迅速冷却的方法，使气态氨变成液氨后及时从平衡混合物中分离出去；应将NH3分离后的原料气循环使用，并及时补充N2和H2，使反应物保持一定的浓度。 ③采取该措施的理由：分离出NH3以促使平衡向生成NH3的方向移动，此外原料气的循环使用并及时补充原料气，既提高了原料的利用率，又提高了反应速率，有利于合成氨反应。 2．工业合成氨的适宜条件 外部条件 工业合成氨的适宜条件 压强 10～30 MPa 温度 400～500 ℃ 催化剂 使用铁触媒作催化剂 浓度 氨及时从混合气中分离出去，剩余气体循环使用；及时补充N2和H2 3．合成氨的工艺流程 4．流程分析 (1)原料气干燥、净化：除去原料气中的水蒸气及其他气体杂质，防止与催化剂接触时，导致催化剂“中毒”而降低或丧失催化活性 (2)压缩机加压：增大压强 (3)热交换：合成氨反应为放热反应，反应体系温度逐渐升高，为原料气反应提供热量，故热交换可充分利用能源，提高经济效益。 (4)冷却：生成物NH3的液化需较低温度采取迅速冷却的方法，可使气态氨变成液氨后及时从平衡混合物中分离出来，以促使平衡向生成NH3的方向移动。 (5)循环使用原料气：因合成氨反应为可逆反应，平衡混合物中含有原料气，将NH3分离后的原料气循环利用，并及时补充N2和H2，使反应物保持一定的浓度，以利于合成氨反应，提高经济效益。 考点03工业生产中选择适宜生产条件的思路 1．选择化工生产适宜条件的分析角度 外界 条件 有利于加快 速率的条件控制 有利于平衡正向移动的条件控制 综合分析结果 浓度 增大反应物的浓度 增大反应物的浓度、 减小生成物的浓度 不断地补充反应物、及时地分离出生成物 催化剂 加合适的催化剂 不需要 加合适的催化剂 温度 高温 ΔH＜0 低温 兼顾速率和平衡，考虑催化剂的适宜温度 ΔH＞0 高温 在设备条件允许的前提下，尽量采取高温并考虑催化剂的活性 压强 高压(有气体参加) Δνg＜0 高压 在设备条件允许的前提下，尽量采取高压 Δνg＞0 低压 兼顾速率和平衡，选取适宜的压强 2．选择工业合成适宜条件的原则 (1)温度 ①所选温度兼顾反应速率快，产品含量高。 ②尽可能选择催化剂的最大温度。 (2)压强 ①所选压强对反应物转化率的影响变化幅度大。 ②压强不能无限大，防止增大设备成本和动力成本。 (3)催化剂 ①选用催化效率高的催化剂。 ②催化剂对反应有选择性，同一反应物选用不同的催化剂，产物可能不同。 A+BC A+BD ③某些物质能够使催化剂中毒，失去活性。 (4)浓度：原料尽可能循环利用 ①适当增大廉价物质的浓度，提高难获得原料的转化率。 ②必要时可以采用循环反应，以增大原料利用率。 (5)反应热的综合利用：一般采用热交换器。 (6)反应容器的选择：恒压容器有利于提高反应物的转化率。 3．化学反应的调控 (1)含义：通过改变反应条件使一个可能发生的反应按照某一方向进行。 (2)调控的目的：促进有利的化学反应，抑制有害的化学反应。 (3)考虑实际因素：结合设备条件、安全操作、经济成本等情况，综合考虑影响化学反应速率和化学平衡的因素，寻找合适的生产条件；根据环境保护及社会效益等方面的规定和要求做出分析，权衡利弊，才能实施生产。 (4)控制的措施与效果 ①加快或减慢反应速率(改变温度、浓度、压强，使用催化剂等)。 ②提高或降低反应物的转化率(控制温度、浓度、压强等)。 ③减少甚至消除有害物质的生成。 ④控制副反应的发生。 (5)化工生产中控制反应条件的原则 在化工生产中，为了提高反应进行的程度而调控反应条件时，需要考虑控制反应条件的成本、安全操作、环境保护和实际可能性等。 (6)化工生产中调控反应的一般思路 题型演练 【题型1合成氨】 1．（24-25高二上·山西长治·期中）中国是世界上最大的合成氨生产国之一，合成氨反应原理： 及反应流程如图所示。下列说法正确的是 A．合成塔中充入的N2越多，N2的转化率越大 B．使用催化剂，可提高合成氨的生成速率和平衡产率 C．及时分离出液氨，可提高原料的利用率 D．实际生产中，常采用低温、超高压的条件提高氨产率 2．（24-25高二上·四川泸州·期中）氢能是一种理想的绿色能源。下列有关说法正确的是 A．地热能、风能、天然气和氢能都属于新能源 B．氢氧燃料电池应用前景广泛，该电池工作时，负极上的发生还原反应 C．氯碱工业可产生用于金属冶炼、合成甲醇等的，该气体在电解池的阴极产生 D．工业合成氨中，适当增加的浓度来提高原料的转化率，从而降低成本 3．（24-25高二上·广西桂林·阶段练习）合成氨工业中采用循环操作，主要是为了 A．降低氮的沸点 B．降低该反应的焓变 C．提高氮气和氢气的利用率 D．减少平衡混合物中氨气的含量 4．（23-24高二上·贵州贵阳·期中）下列关于工业合成氨的叙述正确的是 A．合成氨工业温度选择为450℃左右，主要是为了提高NH3产率 B．使用催化剂和施加高压，都能提高反应速率，但对化学平衡状态无影响 C．合成氨生产过程中将NH3液化分离，不能提高反应物的转化率 D．合成氨工业中为了提高氢气的转化率，可适当增加氮气浓度 5．（24-25高二上·江西·阶段练习）工业合成氨的反应为，其工艺如图所示。下列措施能提高N2平衡转化率的是 ①干燥净化“原料气”②采用“10MPa~30MPa”③“热交换”分离热量④“冷却”分离液氨⑤使用“铁触媒” A．②③④ B．①④⑤ C．①②③ D．③④⑤ 6．（24-25高二上·湖北·阶段练习）绿色化学也称环境友好化学，其核心思想就是改变“先污染后治理”的观念和做法。下列不符合绿色化学理念的是 A．Cu氧化为CuO后，再与稀硝酸反应制取 B．合成氨工业将氨分离后，剩余的气体再利用 C．焚烧植物秸秆以增加土壤中的钾元素 D．将含硫燃煤与生石灰混合后燃烧 7．（22-23高一下·江苏苏州·期末）我国科学家利用过渡金属氮化物(TMNS)作催化剂，在常温下实现氨气的合成，其反应机理如图所示。    下列说法正确的是 A．用15N2进行合成反应，产物中只有15NH3 B．TMNS表面上的N原子被氧化为氨气 C．TMNS表面上氨脱附产生的空位有利于吸附N2 D．TMNS不参与氨气的合成反应 8．（24-25高二上·浙江·期中）氨对发展农业有着重要意义，也是重要的化工原料。合成氨的生产流程示意如下。 下列说法不正确的是 A．控制原料气，是因为相对易得，适度过量可提高转化率 B．合成氨一般选择进行，铁触媒的活性最大，原料气平衡转化率高 C．热交换的目的是预热原料气，同时对合成的氨气进行降温利于液化分离 D．压缩机加压是为了保证尽可能高的平衡转化率和反应速率 9．（24-25高二上·湖北·期中）化学与生产、生活和科技息息相关。下列说法错误的是 A．燃油汽车上的三元催化器中的催化剂提高了有害物质的平衡转化率，减少了污染物的排放 B．我国科学家研制出新型催化剂，将合成氨的温度和压强分别降到了350℃、1MPa C．火箭推动剂的发展从火药到液体推进剂，再到高能推进剂和绿色推进剂 D．飞秒化学是采用的时间分辨技术跟踪检测化学反应中的中间体或过渡态的化学研究领域 10．（24-25高二上·浙江·期中）氨对发展农业有着重要意义，也是重要的化工原料。合成氨的生产流程示意图如下。 下列有关合成氨说法不正确的是 A．控制原料气，是因为相对易得，适度过量利于提高转化率 B．从合成氨的平衡体系中分理出，可提高正反应速率，减小逆反应速率，平衡正移 C．热交换的目的是充分利用反应热预热原料气，同时有利于氨气的液化分离 D．原料气的干燥、净化可防止催化剂中毒失效 11．（24-25高二上·江西·期中）在硫酸工业中，通过如下反应使SO2转化为SO3：，在不同温度和压强下，反应达到平衡时SO2的转化率如下表所示。则：SO2发生催化氧化反应适宜的温度和压强分别是 温度/℃ 不同压强下的转化率/% 0.1 MPa 0.5MPa l MPa 5 MPa 10 MPa 450 97.5 98.9 99.2 99.6 99.7 550 85.6 92.9 94.9 97.7 98.3 A．450℃  5 MPa B．550℃   5MPa C．550℃   10 MPa D．450℃   0.1 MPa 12．（24-25高二上·上海·期中）有关合成氨条件选择的说法正确的是 A．使用催化剂可提高反应物的平衡转化率 B．及时分离出NH3既加快反应速率又提高反应物转化率 C．温度控制在500℃左右时铁催化剂的活性最大，可以加快反应速率 D．增大压强既加快反应速率又提高反应物转化率，所以工业生产时压强越大越好 13．（24-25高二上·江苏镇江·阶段练习）合成氨对人类生存和发展有着重要意义，1909年哈伯在实验室中首次利用氮气与氢气反应合成氨，实现了人工固氮，其合成原理为：  。下列说法不符合工业合成氨生产实际的是 A．增大压强，可增加单位体积内的活化分子数目，则速率增大 B．实际生产温度主要由催化剂决定 C．在实际生产中温度越高，化学反应速率一定越快 D．液化分离有利于合成氨 14．（24-25高二上·江苏南京·期中）下列关于工业合成氨的叙述错误的是 A．高压有利于提高反应速率和、的转化率 B．温度越高，、的转化率越高 C．在工业合成氨中，、的循环利用可降低成本 D．及时从反应体系中分离出液氨有利于平衡向右移动 15．（24-25高二上·宁夏固原·期中）下列关于工业合成氨的叙述正确的是 A．及时从反应体系中分离出氨气，有利于平衡向正反应方向移动 B．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 C．工业合成氨的反应是熵增的放热反应，在任何温度下都能自发进行 D．高温高压都能缩短反应达到平衡状态所用的时间，且均有利于提高合成氨的产率 16．（24-25高二上·广西南宁·阶段练习）下列化学事实对应的原理或解释正确的是 选项 化学事实 原理或解释 A 溶液腐蚀覆铜板制作印刷电路板 铁的金属性比铜强 B 人体血液的正常pH范围是7.35~7.45 血浆中缓冲体系可以维持血液的酸碱度稳定 C 工业上采用400~500℃合成氨 该温度范围利于提高平衡转化率 D 明矾可用于净水 明矾中水解生成胶体，具有两性 A．A B．B C．C D．D 17．（24-25高二上·河南平顶山·阶段练习）化学与生产、生活密切相关，生活中处处有化学。下列说法正确的是 A．可使用广泛pH试纸测量“84”消毒液的pH B．利用铝热法焊接钢轨，是因为Al与反应吸收大量热 C．合成氨工业中采用循环操作，主要是为了提高平衡混合物中氨的含量 D．空气中的水汽凝华为雪花是一个放热过程，也是熵减过程 18．（24-25高二上·黑龙江·阶段练习）已知     下图为工业合成氨的流程图。下列说法正确的是 A．步骤②中“加压”既可以提高原料的转化率，又可以加快反应速率，所以生产中压强越大越好 B．步骤④中反应温度提高至1000℃，反应速率加快且催化剂的活性更高 C．步骤②④⑤⑥均有利于提高原料的平衡转化率 D．若此反应中△H和△S不随温度变化而变化，则保持此反应自发进行的温度应低于466.7K 19．（24-25高二上·四川宜宾·阶段练习）工业合成氨是人类科学技术的一项重大突破，下列关于工业合成氨条件选择的说法，正确的是 A．工业合成氨的反应是熵增的放热反应，在任何温度下都能自发进行 B．高温、高压均能缩短反应达到平衡所需时间，而只有高温有利于提高合成氨的产率 C．通过液化分离的方式不断移除产品，有利于增大反应平衡常数，促进反应正向进行 D．原料气进入合成塔之前，须经过干燥净化，以防止催化剂中毒 20．（24-25高二上·黑龙江哈尔滨·阶段练习）下图为工业合成氨的流程图。下列说法正确的是 A．步骤①中“净化”可以防止催化剂中毒 B．步骤②中“加压”不能提高原料的转化率，但可以加快反应速率 C．步骤③中反应温度越高催化剂活性越大 D．步骤③、④均有利于提高原料的平衡转化率 21．（24-25高三上·全国·课前预习）有关合成氨工业的说法正确的是 A．增大H2的浓度，可提高H2的转化率 B．由于氨易液化，N2、H2在实际生产中可循环使用，所以总体来说氨的产率很高 C．合成氨工业的反应温度控制在700 K，目的是使化学平衡向正反应方向移动 D．合成氨厂采用的压强是10~30 MPa，因为该压强下铁的活性最大 【题型2化学反应条件控制】 1．（2021·上海奉贤·二模）如图是实验室模拟硫酸工业中合成的反应装置，以下说法中错误的是 A．装置甲的作用是混合气体、干燥等 B．乙处导出的气体主要含有、、 C．反应生成的不宜直接通入水中吸收 D．工业中用高压提高的产率 2．（19-20高二上·河北石家庄·期末）下列实验方案不能达到相应目的的是 A B C D 目的 比较CO与HCO水解程度 研究浓度对化学平衡的影响 比较不同催化剂对化学反应速率的影响 比较碳酸、醋酸和硼酸的酸性强弱 实 验 方 案 A．A B．B C．C D．D 3．（24-25高三上·湖南·阶段练习）近日，我国科学研究者利用反应，研究发现在t℃，的体积分数()为时，催化剂催化上述反应时，NO的去除率最高。表示活性氧。下列说法错误的是 A．反应过程中存在键的形成与断裂 B．不断升高体系温度，NO的去除率一定增大 C．由图示可知，NO通过氮原子与催化剂形成配位键 D．在t℃下，较高时与CO直接反应，致使NO转化率降低 4．（24-25高二上·河南信阳·期中）温度改变对催化剂活性有影响，评价催化剂的活性参数——空时收率和CO的选择性可表示如下： 空时收率 CO的选择性 某学习小组以反应：  为研究对象，在不同温度下，对四组其他条件都相同的反应物进行研究，经过相同时间小时，测得空时收率、CO的选择性数据如下表所示。 组别 反应温度(℃) 空时收率 CO的选择性(%) ① 130 0.70 72.5 ② 140 0.75 71.0 ③ 150 0.71 55.6 ④ 160 0.66 63.3 下列说法正确的是 A．温度升高，空时收率先增大后减小，说明 B．温度升高，催化剂活性逐渐减弱，对CO的选择性逐渐降低 C．时，CO的选择性最高，说明CO生成的转化率最高 D．综合考虑空时收率和CO的选择性，工业生成时，选择效果最好 5．（24-25高二上·湖南·期中）工业上利用乙烷和二氧化碳反应脱氢制乙烯的相关反应如下： 反应Ⅰ：   反应Ⅱ：   在923K条件下，向VL恒容密闭容器中充入与一定量发生反应Ⅰ和反应Ⅱ，平衡时和CO的物质的量分数随起始投料比的变化关系如下图所示。下列说法不正确的是 A．若图中曲线p表示CO，则曲线m表示 B．为了提高乙烯的产率可选择高温 C．当时，平衡时体系中 D．在923K条件下，向容器中再充入和的平衡转化率增大 6．（24-25高二上·辽宁·期中）工业合成甲醇的原理为  H<0，其工艺流程如图所示。下列叙述正确的是 A．“干燥净化”的目的是防止催化剂失活 B．合成甲醇时压强越大越好 C．“冷却装置”能提高原料平衡转化率和反应速率 D．采用“高温”有利于提高甲醇的平衡产率 7．（24-25高三上·浙江·开学考试）工业上以纯度为98%左右的粗硅为原料制备高纯硅的反应如下：①  ；②  。当①、②反应体系的压强各为、时，分别改变进料比和反应温度，二者对产率和的平衡转化率影响如图1、图2所示。下列说法正确的是 A． B．反应①，增加HCl浓度，反应速率加快，产率增大 C．反应①更适合在较低温度下进行 D．反应②，工业上选择反应温度1300℃更合适 8．（23-24高二上·河南信阳·期中）、和起始的物质的量分数分别为7.5％、10.5％和82％时，在、和不同压强下发生反应：，的平衡转化率随温度的变化如图所示。下列说法正确的是 A．恒压条件下，增加初始用量，增大 B．该反应在常温常压下进行最有利于提高效益 C．压强大小顺序为 D．其他条件不变，若将、初始用量调整为，则增大 9．（23-24高一下·广东·期中）某小组为了探究影响溶液与溶液在酸性条件下反应速率的因素，设计如表所示的实验方案。 实验 褪色时间t/min 1 3.0 2.0 1.0 0.0 2.0 8 2 3.0 2.0 2.0 0.0 a 6 3 4.0 2.0 2.0 0.0 0.0 4 4 3.0 2.0 1.0 0.5 b 3 下列说法正确的是 A．， B．溶液的酸碱性不会影响该反应的化学反应速率 C．该反应的离子方程式为 D．如表数据可证明对该反应速率不影响 1 学科网（北京）股份有限公司 $$ 专题06 化学反应的调控 考点梳理 题型演练 考点01 合成氨反应的特点 【题型1合成氨】 考点02 合成氨适宜条件的选择 【题型2化学反应条件控制】 考点03 工业生产中选择适宜生产条件的思路 考点梳理 考点01合成氨反应的特点 1．合成氨反应的特点 合成氨反应：N2(g)＋3H2(g)⇌2NH3(g)。已知298 K时：ΔH＝－92.4 kJ·mol－1，ΔS＝－198.2 J·mol－1·K－1。 (1)自发性：常温(298 K)下，ΔH－TΔS<0，能自发进行。 (2)可逆性：反应为可逆反应。 (3)熵变：ΔS<0，正反应是气体体积缩小的反应。 (4)焓变：ΔH<0，是放热反应。 2．原理分析 根据合成氨反应的特点，利用我们学过的影响反应速率的因素和勒夏特列原理分析应如何选择反应条件，以增大合成氨的反应速率、提高平衡混合物中氨的含量，请填写下表。 条件 提高反应速率 提高平衡转化率 压强 增大压强 增大压强 温度 升高温度 降低温度 催化剂 使用 无影响 浓度 增大反应物浓度 增大反应物浓度，降低生成物浓度 考点02合成氨适宜条件的选择 1．工业合成氨条件 (1)压强 ①原理分析：压强越大越好。 ②选用条件：目前，我国合成氨厂一般采用的压强为10～30 MPa。 ③合成氨时不采用更高压强的理由：压强越大，对材料的强度和设备的制造要求也越高，需要的动力也越大，这将会大大增加生产投资，并可能降低综合经济效益。 (2)温度 ①原理分析：低温有利于提高原料的平衡转化率。 ②选用条件：目前，在实际生产中一般采用的温度为400～500 ℃。 ③不采用低温的理由：温度降低会使化学反应速率减小，达到平衡所需时间变长，这在工业生产中是很不经济的。 合成氨反应一般选择400～500 ℃进行的又一重要原因为铁触媒在500 ℃左右时的活性最大。 (3)催化剂 ①原理分析：在高温、高压下，N2和H2的反应速率仍然很慢。 ②选用条件：通常采用加入以铁为主体的多成分催化剂，又称铁触媒。 ③选择催化剂的理由：改变反应历程，降低反应的活化能，使反应物在较低温度时能较快地进行反应。 另外，为了防止混有的杂质使催化剂“中毒”，原料气必须经过净化。 (4)浓度 ①原理分析：在500 ℃和30 MPa时，平衡混合物中NH3的体积分数及平衡时N2和H2的转化率仍较低。 ②采取的措施：采取迅速冷却的方法，使气态氨变成液氨后及时从平衡混合物中分离出去；应将NH3分离后的原料气循环使用，并及时补充N2和H2，使反应物保持一定的浓度。 ③采取该措施的理由：分离出NH3以促使平衡向生成NH3的方向移动，此外原料气的循环使用并及时补充原料气，既提高了原料的利用率，又提高了反应速率，有利于合成氨反应。 2．工业合成氨的适宜条件 外部条件 工业合成氨的适宜条件 压强 10～30 MPa 温度 400～500 ℃ 催化剂 使用铁触媒作催化剂 浓度 氨及时从混合气中分离出去，剩余气体循环使用；及时补充N2和H2 3．合成氨的工艺流程 4．流程分析 (1)原料气干燥、净化：除去原料气中的水蒸气及其他气体杂质，防止与催化剂接触时，导致催化剂“中毒”而降低或丧失催化活性 (2)压缩机加压：增大压强 (3)热交换：合成氨反应为放热反应，反应体系温度逐渐升高，为原料气反应提供热量，故热交换可充分利用能源，提高经济效益。 (4)冷却：生成物NH3的液化需较低温度采取迅速冷却的方法，可使气态氨变成液氨后及时从平衡混合物中分离出来，以促使平衡向生成NH3的方向移动。 (5)循环使用原料气：因合成氨反应为可逆反应，平衡混合物中含有原料气，将NH3分离后的原料气循环利用，并及时补充N2和H2，使反应物保持一定的浓度，以利于合成氨反应，提高经济效益。 考点03工业生产中选择适宜生产条件的思路 1．选择化工生产适宜条件的分析角度 外界 条件 有利于加快 速率的条件控制 有利于平衡正向移动的条件控制 综合分析结果 浓度 增大反应物的浓度 增大反应物的浓度、 减小生成物的浓度 不断地补充反应物、及时地分离出生成物 催化剂 加合适的催化剂 不需要 加合适的催化剂 温度 高温 ΔH＜0 低温 兼顾速率和平衡，考虑催化剂的适宜温度 ΔH＞0 高温 在设备条件允许的前提下，尽量采取高温并考虑催化剂的活性 压强 高压(有气体参加) Δνg＜0 高压 在设备条件允许的前提下，尽量采取高压 Δνg＞0 低压 兼顾速率和平衡，选取适宜的压强 2．选择工业合成适宜条件的原则 (1)温度 ①所选温度兼顾反应速率快，产品含量高。 ②尽可能选择催化剂的最大温度。 (2)压强 ①所选压强对反应物转化率的影响变化幅度大。 ②压强不能无限大，防止增大设备成本和动力成本。 (3)催化剂 ①选用催化效率高的催化剂。 ②催化剂对反应有选择性，同一反应物选用不同的催化剂，产物可能不同。 A+BC A+BD ③某些物质能够使催化剂中毒，失去活性。 (4)浓度：原料尽可能循环利用 ①适当增大廉价物质的浓度，提高难获得原料的转化率。 ②必要时可以采用循环反应，以增大原料利用率。 (5)反应热的综合利用：一般采用热交换器。 (6)反应容器的选择：恒压容器有利于提高反应物的转化率。 3．化学反应的调控 (1)含义：通过改变反应条件使一个可能发生的反应按照某一方向进行。 (2)调控的目的：促进有利的化学反应，抑制有害的化学反应。 (3)考虑实际因素：结合设备条件、安全操作、经济成本等情况，综合考虑影响化学反应速率和化学平衡的因素，寻找合适的生产条件；根据环境保护及社会效益等方面的规定和要求做出分析，权衡利弊，才能实施生产。 (4)控制的措施与效果 ①加快或减慢反应速率(改变温度、浓度、压强，使用催化剂等)。 ②提高或降低反应物的转化率(控制温度、浓度、压强等)。 ③减少甚至消除有害物质的生成。 ④控制副反应的发生。 (5)化工生产中控制反应条件的原则 在化工生产中，为了提高反应进行的程度而调控反应条件时，需要考虑控制反应条件的成本、安全操作、环境保护和实际可能性等。 (6)化工生产中调控反应的一般思路 题型演练 【题型1合成氨】 1．（24-25高二上·山西长治·期中）中国是世界上最大的合成氨生产国之一，合成氨反应原理： 及反应流程如图所示。下列说法正确的是 A．合成塔中充入的N2越多，N2的转化率越大 B．使用催化剂，可提高合成氨的生成速率和平衡产率 C．及时分离出液氨，可提高原料的利用率 D．实际生产中，常采用低温、超高压的条件提高氨产率 【答案】C 【详解】A．合成塔中充入的氮气越多相当于增大氮气浓度，平衡向正反应方向移动，但氮气的转化率减小，故A错误； B．使用催化剂，化学反应速率加快，但平衡不移动，氨气的平衡产率不变，故B错误； C．及时分离出液氨，生成物氨气的浓度减小，平衡向正反应方向移动，反应物的转化率增大，原料的利用率增大，故C正确； D．为提高合成氨的综合效益，实际生产中，常采用适宜高温、适宜高压的条件提高氨产率，故D错误； 故选C。 2．（24-25高二上·四川泸州·期中）氢能是一种理想的绿色能源。下列有关说法正确的是 A．地热能、风能、天然气和氢能都属于新能源 B．氢氧燃料电池应用前景广泛，该电池工作时，负极上的发生还原反应 C．氯碱工业可产生用于金属冶炼、合成甲醇等的，该气体在电解池的阴极产生 D．工业合成氨中，适当增加的浓度来提高原料的转化率，从而降低成本 【答案】C 【详解】A．煤、石油、天然气是三大传统能源，则天然气是不可再生能源，不属于新能源，故A错误； B．氢氧燃料电池工作时，负极上失去电子，氢元素化合价升高，发生氧化反应，故B错误； C．氯碱工业的原理是，阴极上发生还原反应，水得电子生成氢气，故C正确； D．空气中含有大量氮气，氮气比氢气便宜易得，增加一种反应物的浓度提高另一种物质的转化率，而本身转化率降低，所以合成氨工业中适当增加N2的浓度，从而提高氢气的转化率，降低成本，故D错误； 故选：C。 3．（24-25高二上·广西桂林·阶段练习）合成氨工业中采用循环操作，主要是为了 A．降低氮的沸点 B．降低该反应的焓变 C．提高氮气和氢气的利用率 D．减少平衡混合物中氨气的含量 【答案】C 【详解】A．沸点是物理性质，固有属性，循环操作不能改变沸点，A错误； B．合成氨工业中采用循环操作，平衡不发生移动，该反应的焓变不变，B错误； C．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N2和H2重新被利用，可以提高氮气与氢气的使用效率，C正确； D．合成氨工业中采用循环操作，平衡不移动，平衡混合物中氨气的含量不变，D错误； 答案选C。 4．（23-24高二上·贵州贵阳·期中）下列关于工业合成氨的叙述正确的是 A．合成氨工业温度选择为450℃左右，主要是为了提高NH3产率 B．使用催化剂和施加高压，都能提高反应速率，但对化学平衡状态无影响 C．合成氨生产过程中将NH3液化分离，不能提高反应物的转化率 D．合成氨工业中为了提高氢气的转化率，可适当增加氮气浓度 【答案】D 【详解】A．合成氨反应为放热反应，温度较高不利于提高NH3产率，因此合成氨工业温度选择为450℃左右，主要是为了提高反应速率，A错误； B．施加高压即增大压强，化学平衡正移，因此对化学平衡状态有影响，B错误； C．减少生成物的浓度平衡正向移动，因此将NH3液化分离，可以提高反应物的转化率，C错误； D．增加一种反应物的浓度，平衡正向移动，则另一种反应物的转化率提高，因此合成氨工业中为了提高氢气的转化率，可适当增加氮气浓度，D正确； 答案选D。 5．（24-25高二上·江西·阶段练习）工业合成氨的反应为，其工艺如图所示。下列措施能提高N2平衡转化率的是 ①干燥净化“原料气”②采用“10MPa~30MPa”③“热交换”分离热量④“冷却”分离液氨⑤使用“铁触媒” A．②③④ B．①④⑤ C．①②③ D．③④⑤ 【答案】A 【详解】①“干燥净化”主要有两个作用，一是从催化剂中毒角度考虑，防止催化剂失活失去效用，与速率有关，与平衡转化率无关，二是防止有氧化性气体进入，从而引起爆炸，也与平衡转化率无关，①不符合题意； ②采用合适压强既考虑了速率、转化率，又考虑了设备材料，②符合题意； ③热交换及时分离热量，合成氨正反应是放热反应，降低温度有利于平衡正向移动，③符合题意； ④分离氨，平衡正向移动，④符合题意； ⑤铁触媒只改变速率，不改变平衡转化率，⑤不符合题意； 故选择②③④，答案选A。 6．（24-25高二上·湖北·阶段练习）绿色化学也称环境友好化学，其核心思想就是改变“先污染后治理”的观念和做法。下列不符合绿色化学理念的是 A．Cu氧化为CuO后，再与稀硝酸反应制取 B．合成氨工业将氨分离后，剩余的气体再利用 C．焚烧植物秸秆以增加土壤中的钾元素 D．将含硫燃煤与生石灰混合后燃烧 【答案】C 【详解】A．铜与氧气反应生成氧化铜是化合反应，氧化铜和硝酸反应生成硝酸铜和水，没有有害物质的排放，有利于环境保护，符合“绿色化学”的理念，故A不符合； B．工业合成氨时，氨分离后剩余的气体再利用，能够提高原料利用率，符合“绿色化学”的理念，故B不符合； C．焚烧秸秆会产生大量氮氧化物、二氧化硫、碳氢化合物及烟尘，不符合“绿色化学理念”，故C符合； D．将含硫燃煤与生石灰混合后燃烧，所含硫元素最终转化为硫酸钙，理论上不会排放二氧化硫，符合“绿色化学”的理念，故D不符合。 答案为：C。 7．（22-23高一下·江苏苏州·期末）我国科学家利用过渡金属氮化物(TMNS)作催化剂，在常温下实现氨气的合成，其反应机理如图所示。    下列说法正确的是 A．用15N2进行合成反应，产物中只有15NH3 B．TMNS表面上的N原子被氧化为氨气 C．TMNS表面上氨脱附产生的空位有利于吸附N2 D．TMNS不参与氨气的合成反应 【答案】C 【详解】A．由分析可知，合成氨气有两种途径，15N2分子中的氮原子合成氨气，生成15NH3，金属氮化物(TMNS)表面的氮原子合成NH3，A错误； B．由图像可知，金属氮化物(TMNS)中的氮原子与氢结合，生成氨气，氮元素价态下降得电子作氧化剂，被还原，B错误； C．由图像可知，氮气分子进入催化剂表面的空位被吸附，TMNS表面上氨脱附产生的空位有利于吸附N2，C正确； D．过渡金属氮化物(TMNS)作催化剂，降低合成氨反应的活化能，加快反应速率，故反应过程中TMNS参与了氨气的合成反应，D错误； 故选C。 8．（24-25高二上·浙江·期中）氨对发展农业有着重要意义，也是重要的化工原料。合成氨的生产流程示意如下。 下列说法不正确的是 A．控制原料气，是因为相对易得，适度过量可提高转化率 B．合成氨一般选择进行，铁触媒的活性最大，原料气平衡转化率高 C．热交换的目的是预热原料气，同时对合成的氨气进行降温利于液化分离 D．压缩机加压是为了保证尽可能高的平衡转化率和反应速率 【答案】B 【详解】A．空气中氮气充足，相对易得，控制原料气比，使氮气过量，增加氢气的转化率，A正确； B．合成氨一般选择400~500℃进行，主要是让铁触媒的活性最大，反应速率增大，是考虑综合效率；该反应是放热反应，温度升高，该反应的平衡转化率降低，B错误； C．热交换将氨气的热量转给N2和H2，目的是预热原料气，同时对合成的氨气进行降温利于液化分离，C正确； D．根据合成氨特点，该反应是气体体积减小的反应，加压提高原料的转化率并加快了反应速率，D正确； 故选B。 9．（24-25高二上·湖北·期中）化学与生产、生活和科技息息相关。下列说法错误的是 A．燃油汽车上的三元催化器中的催化剂提高了有害物质的平衡转化率，减少了污染物的排放 B．我国科学家研制出新型催化剂，将合成氨的温度和压强分别降到了350℃、1MPa C．火箭推动剂的发展从火药到液体推进剂，再到高能推进剂和绿色推进剂 D．飞秒化学是采用的时间分辨技术跟踪检测化学反应中的中间体或过渡态的化学研究领域 【答案】A 【详解】A．催化剂能降低反应活化能，加快反应速率，但化学平衡不移动，所以燃油汽车上的三元催化器中的催化剂提高了反应物中活化分子百分数，加快了反应速率，但有害物质的转化率不变，A错误； B．我国科学家研制出新型催化剂，将合成氨的温度和压强分别降到了，这一突破不仅降低了合成氨过程的能耗，有利于节能减排的实现，还减少了生产过程中的压强需求，从而降低了生产成本，B正确； C．火箭推动剂的发展历史是从古代的火药到液体推进剂、固体推进剂，再到现如今的高能推进剂和绿色推进剂说明火箭技术的发展经历了多个阶段，每个阶段都标志着技术的进步和对更高飞行性能的追求，C正确； D．飞秒化学是采用10−15~10−12s的时间分辨技术跟踪监测化学反应中寿命极短的中间体或过渡态的技术，飞秒化学的时间分辨率之所以能达到如此高的精度，是因为它能够精确地测量和分析在极短时间内发生的化学反应，这对于揭示化学反应的细节和动力学过程非常关键，D正确； 答案选A。 10．（24-25高二上·浙江·期中）氨对发展农业有着重要意义，也是重要的化工原料。合成氨的生产流程示意图如下。 下列有关合成氨说法不正确的是 A．控制原料气，是因为相对易得，适度过量利于提高转化率 B．从合成氨的平衡体系中分理出，可提高正反应速率，减小逆反应速率，平衡正移 C．热交换的目的是充分利用反应热预热原料气，同时有利于氨气的液化分离 D．原料气的干燥、净化可防止催化剂中毒失效 【答案】B 【分析】氮气和氢气混合气体净化干燥后经过压缩机加压，进入热交换加热后在催化剂作用下发生反应生成氨气，再经过热交换后冷却分离出液态氨，未反应完的氮气和氢气可循环利用。 【详解】A．控制原料气=2.7~2.9，原因之一是因为N2相对易得，适度过量利于提高H2转化率，A正确； B．从合成氨的平衡体系中分理出NH3，此时正反应速率不变，逆反应速率减小，平衡正移，B错误； C．热交换将氨气的热量转给N2和H2，目的是预热原料气，同时对合成的氨气进行降温利于液化分离，C正确； D．原料气须经过净化处理，以防止催化剂中毒和安全事故发生，D正确； 故答案选B。 11．（24-25高二上·江西·期中）在硫酸工业中，通过如下反应使SO2转化为SO3：，在不同温度和压强下，反应达到平衡时SO2的转化率如下表所示。则：SO2发生催化氧化反应适宜的温度和压强分别是 温度/℃ 不同压强下的转化率/% 0.1 MPa 0.5MPa l MPa 5 MPa 10 MPa 450 97.5 98.9 99.2 99.6 99.7 550 85.6 92.9 94.9 97.7 98.3 A．450℃  5 MPa B．550℃   5MPa C．550℃   10 MPa D．450℃   0.1 MPa 【答案】D 【详解】分析表中数据可以看出，相同压强下，450℃时SO2的转化率高于550℃；虽然压强越大，SO2的转化率越大，但转化率增大幅度不大，且压强大，对设备的要求高，消耗的动力大，成本增加，所以应选择450℃、0.1 MPa，故选D。 12．（24-25高二上·上海·期中）有关合成氨条件选择的说法正确的是 A．使用催化剂可提高反应物的平衡转化率 B．及时分离出NH3既加快反应速率又提高反应物转化率 C．温度控制在500℃左右时铁催化剂的活性最大，可以加快反应速率 D．增大压强既加快反应速率又提高反应物转化率，所以工业生产时压强越大越好 【答案】C 【详解】A．催化剂只能改变反应速率，不能使平衡发生移动，故使用催化剂不可改变反应物的平衡转化率，A错误； B．及时分离出NH3，则生成物浓度减小，逆反应速率突然减小，则减慢反应速率，化学平衡正向移动，即可提高反应物转化率，B错误； C．合成氨反应为放热反应，温度控制在500℃左右与催化剂活性，即温度控制在500℃左右时铁催化剂的活性最大，可以加快反应速率，C正确； D．增大压强既加快反应速率，同时使反应平衡正向移动，即可提高反应物转化率，但压强越大，对设备的要求越高，所以工业生产时不是压强越大越好，D错误； 故答案为：C。 13．（24-25高二上·江苏镇江·阶段练习）合成氨对人类生存和发展有着重要意义，1909年哈伯在实验室中首次利用氮气与氢气反应合成氨，实现了人工固氮，其合成原理为：  。下列说法不符合工业合成氨生产实际的是 A．增大压强，可增加单位体积内的活化分子数目，则速率增大 B．实际生产温度主要由催化剂决定 C．在实际生产中温度越高，化学反应速率一定越快 D．液化分离有利于合成氨 【答案】C 【详解】A．增大压强，可增加单位体积内的活化分子数目，从而使反应速率增大，A正确； B．实际生产温度主要由催化剂的最佳活性温度决定，B正确； C．在实际生产中温度过高，催化剂失活，化学反应速率会减慢，因此不是温度越高反应速率越快，C错误； D．液化分离，减小生成物浓度，化学平衡正向移动，有利于合成氨，D正确； 故选C。 14．（24-25高二上·江苏南京·期中）下列关于工业合成氨的叙述错误的是 A．高压有利于提高反应速率和、的转化率 B．温度越高，、的转化率越高 C．在工业合成氨中，、的循环利用可降低成本 D．及时从反应体系中分离出液氨有利于平衡向右移动 【答案】B 【详解】A． 正反应气体系数和减小，增大压强平衡正向移动，高压有利于提高反应速率和、的转化率，故A正确； B．正反应放热，升高温度平衡逆向移动，温度越高，、的转化率越低，故B错误； C．在工业合成氨中，、的循环利用可提高原料利用率，降低成本，故C正确； D．及时从反应体系中分离出液氨，生成物浓度降低，有利于平衡向右移动，故D正确； 选B。 15．（24-25高二上·宁夏固原·期中）下列关于工业合成氨的叙述正确的是 A．及时从反应体系中分离出氨气，有利于平衡向正反应方向移动 B．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 C．工业合成氨的反应是熵增的放热反应，在任何温度下都能自发进行 D．高温高压都能缩短反应达到平衡状态所用的时间，且均有利于提高合成氨的产率 【答案】A 【详解】A．减少生产物的浓度有利于平衡向正反应方向移动，则及时从反应体系中分离出氨气，有利于合成氨平衡向正反应方向移动，A正确； B．缩小体积 、增大压强，能增大反应速率，缩短反应达到平衡状态所用的时间，B错误； C．工业合成氨的反应是熵减的放热反应，在较低温度下使而自发进行，C错误； D．工业合成氨的反应是放热反应，升高温度使平衡左移，不利于提高合成氨的产率，D错误； 故答案选A。 16．（24-25高二上·广西南宁·阶段练习）下列化学事实对应的原理或解释正确的是 选项 化学事实 原理或解释 A 溶液腐蚀覆铜板制作印刷电路板 铁的金属性比铜强 B 人体血液的正常pH范围是7.35~7.45 血浆中缓冲体系可以维持血液的酸碱度稳定 C 工业上采用400~500℃合成氨 该温度范围利于提高平衡转化率 D 明矾可用于净水 明矾中水解生成胶体，具有两性 A．A B．B C．C D．D 【答案】B 【详解】A．溶液腐蚀覆铜板制作印刷电路板，利用了的氧化性，A错误； B．血液的正常pH范围是7.35~7.45，血浆中的H2CO3/缓冲体系对稳定体系的酸碱度发挥着重要作用，B正确； C．工业上采用400~500℃合成氨，是因为该温度范围催化剂催化效果最好，C错误； D．明矾可用作净水剂，是因为Al3+水解生成的氢氧化铝胶体具有吸附水中悬浮颗粒物的能力，D错误； 答案选B。 17．（24-25高二上·河南平顶山·阶段练习）化学与生产、生活密切相关，生活中处处有化学。下列说法正确的是 A．可使用广泛pH试纸测量“84”消毒液的pH B．利用铝热法焊接钢轨，是因为Al与反应吸收大量热 C．合成氨工业中采用循环操作，主要是为了提高平衡混合物中氨的含量 D．空气中的水汽凝华为雪花是一个放热过程，也是熵减过程 【答案】D 【详解】A．“84”消毒液有漂白性，不能使用广泛pH试纸测量该消毒液的pH，A错误； B．Al与反应为铝热反应，铝热反应为放热反应，放出大量热，B错误； C．合成氨工业中采用循环操作，主要是为了提高氮气和氢气的利用率，C错误； D．水由气体变为固体时要放热，由水蒸气变成固体时混乱度减小，熵在减小，D正确； 答案选D。 18．（24-25高二上·黑龙江·阶段练习）已知     下图为工业合成氨的流程图。下列说法正确的是 A．步骤②中“加压”既可以提高原料的转化率，又可以加快反应速率，所以生产中压强越大越好 B．步骤④中反应温度提高至1000℃，反应速率加快且催化剂的活性更高 C．步骤②④⑤⑥均有利于提高原料的平衡转化率 D．若此反应中△H和△S不随温度变化而变化，则保持此反应自发进行的温度应低于466.7K 【答案】D 【详解】A．合成氨的反应为气体分子数减小的反应，加压有利于平衡正向移动，提高原料转化率，加压也可以提高反应速率，但压强过大对设备要求高，且不经济，A错误； B．步骤④中反应温度500℃时催化剂活性较好，提高至1000℃，催化剂的活性下降，B 错误； C．步骤④加入催化剂只能提高反应速率，不能提高平衡转化率，加压、液化分离出和、的循环再利用均可以使平衡正向移动，所以步骤②⑤⑥有利于提高原料的平衡转化率，步骤④不能，C错误； D．该反应自发进行的最低温度，需使，即，得T<466.7K，因此保持此反应自发进行的温度低于466.7K，D正确； 故选D。 19．（24-25高二上·四川宜宾·阶段练习）工业合成氨是人类科学技术的一项重大突破，下列关于工业合成氨条件选择的说法，正确的是 A．工业合成氨的反应是熵增的放热反应，在任何温度下都能自发进行 B．高温、高压均能缩短反应达到平衡所需时间，而只有高温有利于提高合成氨的产率 C．通过液化分离的方式不断移除产品，有利于增大反应平衡常数，促进反应正向进行 D．原料气进入合成塔之前，须经过干燥净化，以防止催化剂中毒 【答案】D 【详解】A．合成氨反应后气体物质的量减少，是熵减的放热反应，根据ΔG=ΔH-TΔS，低温时能自发进行，故A错误； B．高温、高压均能加快反应速率，缩短反应达到平衡所需时间，但合成氨反应是放热反应，升高温度，平衡逆向移动，会降低合成氨的产率，故B错误； C．反应平衡常数只与温度有关，温度不变K值不变，故C错误； D．催化剂“中毒”是因吸附或沉积毒物而使催化剂活性降低或丧失的过程，因此为了防止混有的杂质使催化剂“中毒”，原料气必须经过净化，故D正确； 故选D。 20．（24-25高二上·黑龙江哈尔滨·阶段练习）下图为工业合成氨的流程图。下列说法正确的是 A．步骤①中“净化”可以防止催化剂中毒 B．步骤②中“加压”不能提高原料的转化率，但可以加快反应速率 C．步骤③中反应温度越高催化剂活性越大 D．步骤③、④均有利于提高原料的平衡转化率 【答案】A 【分析】加压既能提高反应速率，又能促进平衡正向移动，合成氨的反应为放热反应，低温有利于平衡正向移动，但是低温下，催化剂活性低，反应速率也低，因此综合考虑将温度设定在500℃并使用含铁催化剂进行催化反应，及时将产生的NH3液化分离出来以提高N2和H2的转化率，剩余的N2和H2再循环利用。 【详解】A．步骤①中“净化”是除去杂质以防止铁触媒中毒，故A正确； B．合成氨的反应为气体分子数减小的反应，加压有利于平衡正向移动，提高原料转化率，加压也可以提高反应速率，故B错误； C．催化剂的活性受温度影响，一定温度范围内，催化剂活性最佳，而不是温度越高越大，故C错误； D．催化剂只能提高反应速率，不能提高平衡转化率，合成氨反应为放热反应，高温不利于平衡正向移动，而液化分离出NH3和N2、H2的循环再利用均可以使平衡正向移动，所以步骤④、⑤有利于提高原料平衡的转化率，步骤③不利于提高原料的平衡转化率，故D错误； 故选A。 21．（24-25高三上·全国·课前预习）有关合成氨工业的说法正确的是 A．增大H2的浓度，可提高H2的转化率 B．由于氨易液化，N2、H2在实际生产中可循环使用，所以总体来说氨的产率很高 C．合成氨工业的反应温度控制在700 K，目的是使化学平衡向正反应方向移动 D．合成氨厂采用的压强是10~30 MPa，因为该压强下铁的活性最大 【答案】B 【详解】A．增大H2的浓度，H2的转化率减小，氮气转化率升高，A错误； B．氨易液化，分离出N2、H2在实际生产中可循环使用，提高原料利用率，B正确； C．温度控制在700K主要是为了兼顾速率与平衡，且500℃时催化剂活性最大，C错误； D．压强越大，越有利于反应正向进行，压强采用10~30MPa主要是考虑对设备材料的要求，D错误； 答案选B。 【题型2化学反应条件控制】 1．（2021·上海奉贤·二模）如图是实验室模拟硫酸工业中合成的反应装置，以下说法中错误的是 A．装置甲的作用是混合气体、干燥等 B．乙处导出的气体主要含有、、 C．反应生成的不宜直接通入水中吸收 D．工业中用高压提高的产率 【答案】D 【详解】A．由实验装置图可知，装置甲的作用是干燥SO2和O2，并让二者气体充分混合，以及控制两气体的通入速率等作用，A正确； B．由于反应2SO2+O22SO3是一个可逆反应，故乙处导出的气体主要含有、、，B正确； C．水吸收时会放出大量的热，形成酸雾，影响吸收效率，应用浓硫酸吸收，C正确； D．由于反应2SO2+O22SO3在常压的转化率就已经很高了，增大压强将增加设备和动力成本，故工业中通常在常压增大氧气的浓度来提高SO3的产率，D错误； 故答案为：D。 2．（19-20高二上·河北石家庄·期末）下列实验方案不能达到相应目的的是 A B C D 目的 比较CO与HCO水解程度 研究浓度对化学平衡的影响 比较不同催化剂对化学反应速率的影响 比较碳酸、醋酸和硼酸的酸性强弱 实 验 方 案 A．A B．B C．C D．D 【答案】C 【分析】根据实验目的，改变条件观察实验现象判断，注意控制变量，研究外界条件的改变可以控制其它条件不变，只改变一种条件。 【详解】A．根据溶液颜色的深浅可以判断出水解程度的大小，碳酸根离子和碳酸氢根离浓度相同，水解程度大的离子水解出氢氧根离子的浓度，溶液颜色深，故A能达到实验目的，不符合题意； B．所加试剂会导致溶液的浓度会发生变化，故加入相同体积的溶液，保持离子浓度相同，只改变KSCN的浓度，根据颜色的变化判断平衡的移动，能达到实验目的，故B不符合题意。 C．比较不同催化剂对反应速率的影响，但加入的阳离子和阴离子都不同，不能确定比较的催化剂是谁，故不能达到实验目的，符合题意； D．根据醋酸的酸性比碳酸强，碳酸的酸性比硼酸酸性强，根据强酸制弱酸的原理，观察是否有气体产生从而能比较酸性强弱。 【点睛】注意在改变条件时，若多个条件都改变时可以让其中的一些条件变化相同，这种控制变量法也可研究条件对反应的影响。 3．（24-25高三上·湖南·阶段练习）近日，我国科学研究者利用反应，研究发现在t℃，的体积分数()为时，催化剂催化上述反应时，NO的去除率最高。表示活性氧。下列说法错误的是 A．反应过程中存在键的形成与断裂 B．不断升高体系温度，NO的去除率一定增大 C．由图示可知，NO通过氮原子与催化剂形成配位键 D．在t℃下，较高时与CO直接反应，致使NO转化率降低 【答案】B 【详解】A．NO→N2的过程即存在π键的形成与断裂，A正确； B．温度不断升高，催化剂可能失活，致使NO去除率降低，B错误； C．图示中可发现与催化剂成键的主要是N原子和C原子，C正确； D．CO与O2反应得到CO2，即CO还原剂变少，可能导致NO转化率降低，D正确； 故答案选B。 4．（24-25高二上·河南信阳·期中）温度改变对催化剂活性有影响，评价催化剂的活性参数——空时收率和CO的选择性可表示如下： 空时收率 CO的选择性 某学习小组以反应：  为研究对象，在不同温度下，对四组其他条件都相同的反应物进行研究，经过相同时间小时，测得空时收率、CO的选择性数据如下表所示。 组别 反应温度(℃) 空时收率 CO的选择性(%) ① 130 0.70 72.5 ② 140 0.75 71.0 ③ 150 0.71 55.6 ④ 160 0.66 63.3 下列说法正确的是 A．温度升高，空时收率先增大后减小，说明 B．温度升高，催化剂活性逐渐减弱，对CO的选择性逐渐降低 C．时，CO的选择性最高，说明CO生成的转化率最高 D．综合考虑空时收率和CO的选择性，工业生成时，选择效果最好 【答案】D 【详解】A．根据表格数据，温度升高，空时收率先增大后减少，空时收率与的质量、反应时间、催化剂的体积三个因素有关，温度越高，建立平衡需要的反应时间越少，不能判断的质量的变化，也就无法判断反应的焓变，A错误； B．根据数据，温度升高，CO的选择性先逐渐降低，后又升高，说明反应温度在时副反应较多，随着温度升高，催化剂活性可能逐渐增强，对CO的选择性又逐渐升高，B错误； C．时，CO的选择性最高，只能说明此时的副反应较少，不能说明CO生成的转化率是否最高，C错误； D．在时空时收率达到最高，CO的选择性也较高，副反应较少，因此工业生成时，选择效果最好，D正确； 故选D。 5．（24-25高二上·湖南·期中）工业上利用乙烷和二氧化碳反应脱氢制乙烯的相关反应如下： 反应Ⅰ：   反应Ⅱ：   在923K条件下，向VL恒容密闭容器中充入与一定量发生反应Ⅰ和反应Ⅱ，平衡时和CO的物质的量分数随起始投料比的变化关系如下图所示。下列说法不正确的是 A．若图中曲线p表示CO，则曲线m表示 B．为了提高乙烯的产率可选择高温 C．当时，平衡时体系中 D．在923K条件下，向容器中再充入和的平衡转化率增大 【答案】D 【详解】A．图中曲线p表示的物质为CO，随起始投料比比值增大，浓度增大，致使反应Ⅱ正向移动，浓度降低，致使反应Ⅰ也正向移动，乙烯浓度增大，但由于起始的物质的量的增加，乙烯的平衡物质的量分数减小，反应Ⅰ正向移动使乙烷的转化率增大，平衡物质的量减小，平衡物质的量分数减小，因此，乙烷的平衡物质的量分数改变量比乙烯的物质的量分数改变量变化大，故表示的曲线为m， A正确； B．反应Ⅰ的焓变大于0，为吸热反应，升高温度平衡正向移动，的产率提高， B正确； C．当时，CO平衡物质的量分数为12%，曲线m与曲线n相交，，利用三段式分析计算： 平衡时为为xmol，，解得，平衡时CO为ymol，总气体物质的量为，代入，总气体为2.7mol，CO平衡物质的量分数为，解得，即平衡时体系中， C正确； D．恒温恒容条件下，向容器中再充入和，反应Ⅰ逆向移动，的平衡转化率减小， D错误； 故选D。 6．（24-25高二上·辽宁·期中）工业合成甲醇的原理为  H<0，其工艺流程如图所示。下列叙述正确的是 A．“干燥净化”的目的是防止催化剂失活 B．合成甲醇时压强越大越好 C．“冷却装置”能提高原料平衡转化率和反应速率 D．采用“高温”有利于提高甲醇的平衡产率 【答案】A 【详解】A．步骤①中“净化”是除去杂质以防止铁触媒中毒失活，确保工业生产过程中的效率和产品质量，故A正确； B．是气体体积减小的反应，增大压强可以使平衡正向移动，增大反应物的转化率，但压强过大会增加对设备材料和制造的要求，提高投资费用，在实际生产中，压强的选择并不是越大越好，而是需要综合考虑多个因素，故B错误； C．是放热反应，“冷却装置”能提高原料平衡转化率，但不能提高反应速率，故C错误； D．是放热反应，采用“高温”不利于提高甲醇的平衡产率，故D错误； 故选A。 7．（24-25高三上·浙江·开学考试）工业上以纯度为98%左右的粗硅为原料制备高纯硅的反应如下：①  ；②  。当①、②反应体系的压强各为、时，分别改变进料比和反应温度，二者对产率和的平衡转化率影响如图1、图2所示。下列说法正确的是 A． B．反应①，增加HCl浓度，反应速率加快，产率增大 C．反应①更适合在较低温度下进行 D．反应②，工业上选择反应温度1300℃更合适 【答案】C 【详解】A．由图1可知，随温度升高，的产率下降，，图2可知，随温度升高，的平衡转化率增大，，因此，A错误； B．由图1可知，反应①，增加HCl浓度，反应速率加快，产率减小，B错误； C．反应①，，，根据，反应①更适合在较低温度下进行，C正确； D．由图2可知，1300℃与1100℃曲线很接近，工业上选择反应温度还要考虑效能与成本的关系，故选择1100℃更合适，D错误； 故选C。 8．（23-24高二上·河南信阳·期中）、和起始的物质的量分数分别为7.5％、10.5％和82％时，在、和不同压强下发生反应：，的平衡转化率随温度的变化如图所示。下列说法正确的是 A．恒压条件下，增加初始用量，增大 B．该反应在常温常压下进行最有利于提高效益 C．压强大小顺序为 D．其他条件不变，若将、初始用量调整为，则增大 【答案】C 【详解】A．恒压条件下，增加初始用量，、的浓度等比例减小，相当于减小压强，该反应是气体体积减小的反应，减小压强，平衡逆向移动，的平衡转化率减小，A错误； B．虽然升高温度，SO2的平衡转化率减小，但实际生产当中除了考虑平衡转化率，还需要考虑反应速率和催化剂活性，常温下反应速率较慢，不利于提高效益，B错误； C．该反应前后气体系数之和减小，相同温度下，增大压强，平衡正向移动，SO2的转化率增大，所以，C正确； D．当SO2的量一定时，氧气的用量越大，SO2的平衡转化率越大，其他条件不变，若将SO2、O2初始用量调整为2∶1，相当于减少了氧气的用量，SO2的平衡转化率减小，D错误； 故选C。 9．（23-24高一下·广东·期中）某小组为了探究影响溶液与溶液在酸性条件下反应速率的因素，设计如表所示的实验方案。 实验 褪色时间t/min 1 3.0 2.0 1.0 0.0 2.0 8 2 3.0 2.0 2.0 0.0 a 6 3 4.0 2.0 2.0 0.0 0.0 4 4 3.0 2.0 1.0 0.5 b 3 下列说法正确的是 A．， B．溶液的酸碱性不会影响该反应的化学反应速率 C．该反应的离子方程式为 D．如表数据可证明对该反应速率不影响 【答案】A 【详解】A．实验1、2组中硫酸的浓度不同，为了保证只有一个变量不同，则溶液的总体积一定要相同，因此a=1.0，同理1、4组实验硫酸锰浓度不同，则溶液总体积要相同，b=1.5，A正确； B．对比1、2两组实验可知，硫酸浓度较大时，高锰酸钾褪色时间更短，说明溶液的酸碱性对反应的化学速率有影响，B错误； C．亚硫酸氢根离子与高锰酸根离子反应生成硫酸根离子、锰离子和水，离子方程式为5+2+H+=2Mn2++5+3H2O，C错误； D．从表中数据可知，4组实验中KMnO4的量相同，即高锰酸钾的浓度均是一样的，无法通过该实验说明c(KMnO4)对反应速率是否有影响，D错误； 故答案选A。 学科网（北京）股份有限公司 $$