第09讲 化学反应的调控-【暑假自学课】2025年新高二年级化学暑假提升精品讲义（人教版2019）

第09讲 化学反应的调控 内容导航——预习四步曲 第一步：学 析教材 学知识：教材精讲精析、全方位预习 第二步：练 练习题 强方法：教材习题学解题、强化关键解题方法 练考点 会应用：核心考点精准练、快速掌握知识应用 第三步：记 串知识 识框架：思维导图助力掌握知识框架、学习目标复核内容掌握 第四步：测 过关测 稳提升：小试牛刀检测预习效果、查漏补缺快速提升 知识点1 合成氨条件的理论选择 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 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 反应物浓度 反应物浓度， 生成物浓度 3.数据分析 根据课本表2­2在不同温度和压强下(初始时N2和H2的体积比为1∶3)，平衡混合物中氨的含量实验数据分析，提高反应速率的条件是 温度、 压强；提高平衡混合物中氨的含量的条件是 温度、 压强。二者在 这一措施上是不一致的。实验数据的分析与理论分析的结论是一致的。 知识点二 工业合成氨的适宜条件 1.条件分析 (1)压强 ①原理分析： 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就 ，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 ℃。 ③不采用低温的理由：温度降低会使化学反应速率 ，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 最大。 (3)催化剂 ①原理分析：即使在高温、高压下，N2和H2的化合反应仍然进行得十分 。 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 。 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 时能较快地发生反应。 另外，为了防止混有的杂质使催化剂“中毒”，原料气必须经过 。 (4)浓度 ①原理分析：在500 ℃和30 MPa时，合成氨平衡混合物中NH3的体积分数也只有26.4%，即平衡时N2和H2的转化率仍 。 ②采取的措施：采取 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 ，并及时 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 ，又提高了反应 ，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 MPa 温度 ℃ 催化剂 使用 作催化剂 浓度 液化氨并及时分离，补充原料气并循环利用[n(N2)∶n(H2)＝1∶2.8] 3．合成氨的工艺流程 4．选择工业合成适宜条件的原则 (1)考虑参加反应的物质 、 和 等本身因素。 (2)考虑影响化学反应速率和平衡的温度、压强、浓度、催化剂等反应条件。 (3)选择适宜的生产条件还要考虑设备条件、 操作、经济成本等情况。 (4)选择适宜的生产条件还要考虑 保护及社会效益等方面的规定和要求。 【方法技巧】选择化工生产适宜条件的分析角度 分析角度 原则要求 从化学反应速率分析 既不能过快，又不能太慢 从化学平衡移动分析 既要注意外界条件对速率和平衡影响的一致性，又要注意二者影响的矛盾性 从原料的利用率分析 增加易得廉价原料，提高难得高价原料的利用率，从而降低生产成本 从实际生产能力分析 如设备承受高温、高压能力等 从催化剂的使用活性分析 注意催化剂的活性对温度的限制 教材习题01（P51） 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 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 D．提高氮气和氢气的利用率 解题方法 教材习题04（P51） 下列有关合成氨工业的叙述，可用勒夏特列原理来解释的是(　　) A．使用铁触煤，使N2和H2混合气体有利于合成氨 B．高压比常压条件更有利于合成氨的反应 C．700 K左右比室温更有利于合成氨的反应 D．合成氨时采用循环操作，可提高原料的利用率 解题方法 考点一 合成氨条件的选择 1．1913年德国化学家哈伯发明了以低成本制造大量氨的方法，从而大大满足了当时日益增长的人口对粮食的需求。下列所示是哈伯法的流程图，其中为提高原料转化率而采取的措施是(　　) A．①②③ B．②④⑤ C．①③⑤ D．②③④ 2．下列有关合成氨工业的说法中，正确的是(　　) A．从合成塔出来的混合气体中，其中NH3只占15%，所以合成氨厂的产率都很低 B．由于氨易液化，N2、H2在实际生产中可循环使用，所以总体来说合成氨的产率很高 C．合成氨工业的反应温度控制在400～500 ℃，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越大，产率越高，无需考虑设备、条件 3．下列有关合成氨工业的说法中正确的是(　　) A．铁作催化剂可加快反应速率，且有利于化学平衡向合成氨的方向移动 B．升高温度可以加快反应速率，且有利于化学平衡向合成氨的方向移动 C．增大压强能缩短到达平衡状态所用的时间 D．合成氨采用的压强是1×107～3×107 Pa，因为该压强下铁触媒的活性最高 考点二 化学反应的调控 4．对于合成氨反应，达到平衡后，以下分析正确的是(　　) 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 5．工业合成氨的反应为N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)　ΔH<0，该反应应采取的适宜条件是(　　) A．低温、高压、催化剂 B．适宜的温度、高压、催化剂 C．低温、常压、催化剂 D．适宜的温度和压强、催化剂 6．某工业生产中发生反应：2A(g)＋B(g)M(g)　ΔH<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廉价易得，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 考点三 以合成氨为背景的综合题 7．对于合成氨反应N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)　ΔH<0，下列研究结果和示意图相符的是(　　) 选项 A B C D 研究结果 压强对反应的影响 温度对反应的影响 平衡体系增加N2对反应的影响 催化剂对反应的影响 图示 8．合成氨工业对国民经济和社会发展具有重要的意义。对于密闭容器中的反应N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)　ΔH<0,673 K、30 MPa下，n(NH3)和n(H2)随时间的变化关系如图所示。下列说法正确的是(　　) A．c点处反应达到平衡 B．d点(t1时刻)和e点(t2时刻)处n(N2)不同 C．其他条件不变，773 K下反应至t1时刻，n(H2)比图中的d点的值要大 D．a点的正反应速率比b点的小 9.在N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)　ΔH<0的平衡体系中，当分离出NH3时，下列说法正确的是(　　) A．改变条件后速率—时间图像如图所示 B．此过程中Q>K C．平衡体系中NH3的含量增大 D．N2的转化率增大 10.某温度下，对于反应N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)　ΔH＝－92.4 kJ·mol－1。N2的平衡转化率(α)与体系总压强(p)的关系如图所示。下列说法正确的是(　　) A．将1 mol氮气、3 mol氢气置于1 L密闭容器中发生反应，放出的热量为92.4 kJ B．平衡状态由A变为B时，平衡常数K(A)<K(B) C．上述反应在达到平衡后，增大压强，H2的转化率增大 D．升高温度，平衡常数K增大 知识导图记忆 知识目标复核 【学习目标】 1.通过工业合成氨适宜条件的选择与优化，认识化学反应速率和化学平衡的综合调控的作用。 2.在合成氨适宜条件的讨论中，形成多角度分析化学反应和化工生产条件的思路。 【学习重难点】 1.化学反应速率和化学平衡的综合调控作用。 2.分析化学反应和化工生产条件的作用。 1．（24-25高二上·山东聊城·期中）下列关于合成氨的说法正确的是 A．适当延长反应时间，可以提高合成氨气的平衡产率 B．升温会导致原料的平衡转化率降低 C．压强越大，合成氨的综合效益越好 D．铁触媒能减小该反应的焓变 2．（24-25高二上·山西晋城·期中）工业上利用反应  合成甲醇，下列相关的说法正确的是 A．为了加快反应速率，生产时应采用尽可能低的温度 B．反应发生时采取尽可能低的压强可以增大原料转化率 C．工业上选用合适的催化剂可以有效提高生成物的产量 D．生产时应采取的正确措施是适宜的温度、高压、催化剂 3．（24-25高二上·辽宁·期末）合成氨工业在国民生产中有重要意义。工业上合成氨的反应为，下列说法错误的是 A．使用催化剂是为了增大反应速率，提高生产效率 B．该反应的反应物的键能总和大于生成物的键能总和 C．通过调控反应条件，可以提高该反应进行的程度 D．在上述条件下，每消耗，同时生成 4．（24-25高二上·福建龙岩·期中）对于工业合成氨的反应，下列措施有利于加快反应速率的是 A．降低温度 B．减小的浓度 C．及时抽走部分氢气 D．加入适宜的催化剂 5．（24-25高二上·河南·期中）下列关于工业合成氨的叙述正确的是 A．达到平衡后，升高温度，对正反应的反应速率影响更大 B．合成氨生产过程中将NH3液化分离，可提高、的转化率 C．合成氨工业中为了提高氢气的利用率，可适当增加氢气浓度 D．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 6．（24-25高二上·广东广州·期中）合成氨工业中采用循环操作，主要是为了 A．增加反应速率 B．降低氨的沸点 C．提高平衡体系中氨的含量 D．提高原料的利用率 7．（24-25高二上·山西太原·期中）下列科技成果中蕴含的化学知识叙述正确的是 A．高效光解水催化剂能降低化学反应的焓变 B．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．运载火箭所采用的“液氢液氧”推进剂可把化学能全部转化为热能 D．利用海洋真菌可降解聚乙烯等多种塑料，且温度越高降解速率越快 8．（24-25高二上·广东广州·期中）合成氨反应： 下列说法不正确的是 A．该反应，升高温度，反应速率增大 B．对原料气需进行净化处理，防止催化剂中毒 C．生产中采用循环操作主要是为了增大化学反应速率 D．适当增大n(N2)：n(H2)投料比有利于提高的平衡转化率 9．（24-25高二上·青海海南·期中）对于工业合成氨反应，采取下列反应条件不是为了提高氨气的平衡产率的是 A．将氨液化移出 B．投料时，稍微过量 C．不选择常温，而选择温度为 D．不选择常压，而选择压强为 10．（24-25高二上·山西太原·期中）下列有关合成氨工业的说法正确的是 A．增大的浓度，可提高的平衡转化率 B．由于氨易液化，、在实际生产中可循环使用，所以总体来说氨的产率比较高 C．合成氨工业的反应温度控制在400～500℃，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10Mpa～30MPa，因为该压强下催化剂铁触媒的活性最大 11．（24-25高二上·四川·月考）合成氨工业中，原料气(、及少量CO、的混合气)在进入合成塔前需经过铜氨液处理以除去其中的CO，其反应为  ，所得溶液经过处理可使铜氨液再生，重复利用。以下说法正确的是 A．高温、低压条件有利于铜氨液再生 B．该反应在任何温度下都能自发进行 C．合成塔控制温度在400~500℃左右，主要目的是使合成氨反应平衡正向移动 D．合成氨过程中的加压、加催化剂都有利于提高原料的平衡转化率 12．（24-25高二上·福建厦门·月考）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．及时分离出液氨，可提高原料的利用率 B．合成塔中充入的越多，的转化率越大 C．使用催化剂，可提高合成氨的生成速率和平衡产率 D．实际生产中，常采用低温、超高压的条件提高氨产率 13．（24-25高二上·浙江杭州·期中）合成氨生产流程如图所示。下列说法不正确的是 A．合成氨选择400℃～500℃进行，该温度下铁触媒的活性最大，可提高反应的平衡转化率 B．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 C．为了防止催化剂中毒，原料气须经过净化处理 D．热交换的目的是预热原料气，同时对合成的氨气进行降温，利于氨气液化分离 14．（24-25高二上·吉林·期末）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正确的是 A．从合成氨平衡体系中分离出，可提高正反应速率，减小逆反应速率，平衡正移 B．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 C．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 D．步骤④⑤均有利于提高原料的平衡转化率 15．（24-25高二上·重庆万州·月考）已知  ，工业合成氨的流程如图。下列说法不正确的是 A．步骤①净化处理的目的是防止催化剂因某些杂质固体覆盖在催化剂的活性位点上导致催化剂中毒而失活 B．步骤②中“加压”既可以提高原料转化率，又可以加快反应速率，所以生产中压强越大越好 C．步骤③中热交换可以提高能源的利用率，降低能耗 D．步骤⑤⑥的目的是提高原料的利用率 16．（24-25高二上·重庆铜梁·月考）工业合成氨的反应为：N2(g)+3H2(g)2NH3(g) △H= -92kJ/mol  ΔS= -198.2J/(mol‧K)有关化学反应调控说法错误的是 A．合成氨气，理论上选用低温、高压的条件进行控制，有利于提高合成氨的产率 B．该反应在常温下可以自发进行 C．将生成的NH3进行液化，有助于提高反应速率 D．结合生产实际，可以适当提高原料气体中N2的含量 17．（24-25高二上·广东·期中）下图是工业合成氨的流程示意图。有关说法不正确的是 A．步骤①中“净化”可以防止催化剂中毒 B．步骤②③既可加快反应速率，也可增大平衡常数 C．步骤④⑤均有利于提高原料平衡的转化率 D．步骤⑤的目的是将未反应的和循环再利用 18．（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 19．（24-25高二上·河北石家庄·月考）有关合成氨工业的说法中，正确的是 A．增大的浓度，可提高的转化率 B．合成氨工业的反应温度控制在，目的是使化学平衡向正反应方向移动 C．由于氨易液化，在实际生产中会循环使用，所以总体来说氨的产率很高 D．合成氨厂采用的压强是，因为该压强下铁触媒的活性最大 20．（24-25高二上·湖南·期中）合成氨工业中，原料气(N2、H2及少量CO、NH3的混合气)在进入合成塔前需经过铜氨液处理以除去其中的CO，其反应为  △H＜0，所得溶液经过处理可使铜氨液再生，重复利用。以下说法正确的是 A．高温、低压条件有利于铜氨液再生 B．除的反应在任何温度下都能自发进行 C．合成塔使用热交换控制体系控制温度在400～500℃左右，主要目的是使合成氨反应平衡正向移动 D．合成氨过程中的加压、加催化剂都有利于提高原料的平衡转化率 2 / 14 学科网（北京）股份有限公司 $$ 第09讲 化学反应的调控 内容导航——预习四步曲 第一步：学 析教材 学知识：教材精讲精析、全方位预习 第二步：练 练习题 强方法：教材习题学解题、强化关键解题方法 练考点 会应用：核心考点精准练、快速掌握知识应用 第三步：记 串知识 识框架：思维导图助力掌握知识框架、学习目标复核内容掌握 第四步：测 过关测 稳提升：小试牛刀检测预习效果、查漏补缺快速提升 知识点1 合成氨条件的理论选择 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 3.数据分析 根据课本表2­2在不同温度和压强下(初始时N2和H2的体积比为1∶3)，平衡混合物中氨的含量实验数据分析，提高反应速率的条件是升高温度、增大压强；提高平衡混合物中氨的含量的条件是降低温度、增大压强。二者在温度这一措施上是不一致的。实验数据的分析与理论分析的结论是一致的。 知识点二 工业合成氨的适宜条件 1.条件分析 (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就越高，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：即使在高温、高压下，N2和H2的化合反应仍然进行得十分缓慢。 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发生反应。 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，合成氨平衡混合物中NH3的体积分数也只有26.4%，即平衡时N2和H2的转化率仍不够高。 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 液化氨并及时分离，补充原料气并循环利用[n(N2)∶n(H2)＝1∶2.8] 3．合成氨的工艺流程 4．选择工业合成适宜条件的原则 (1)考虑参加反应的物质组成、结构和性质等本身因素。 (2)考虑影响化学反应速率和平衡的温度、压强、浓度、催化剂等反应条件。 (3)选择适宜的生产条件还要考虑设备条件、安全操作、经济成本等情况。 (4)选择适宜的生产条件还要考虑环境保护及社会效益等方面的规定和要求。 【方法技巧】选择化工生产适宜条件的分析角度 分析角度 原则要求 从化学反应速率分析 既不能过快，又不能太慢 从化学平衡移动分析 既要注意外界条件对速率和平衡影响的一致性，又要注意二者影响的矛盾性 从原料的利用率分析 增加易得廉价原料，提高难得高价原料的利用率，从而降低生产成本 从实际生产能力分析 如设备承受高温、高压能力等 从催化剂的使用活性分析 注意催化剂的活性对温度的限制 （挑2~3道左右有代表性的教材习题，从教学习题中讲解相关知识，注意解题方法要有讲解） 教材习题01（P51） 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 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 D．提高氮气和氢气的利用率 解题方法 【解析】合成氨工业中氢气和氮气在催化剂作用下生成氨气的反应为可逆反应，反应后的混合气分离出氨气后还含有氢气和氮气，进行循环操作可以提高氮气和氢气的利用率，降低成本；与增大化学反应速率、提高平衡混合物中氨的含量、降低氨的沸点无必然关系；故选D。 【答案】D 教材习题04（P51） 下列有关合成氨工业的叙述，可用勒夏特列原理来解释的是(　　) A．使用铁触煤，使N2和H2混合气体有利于合成氨 B．高压比常压条件更有利于合成氨的反应 C．700 K左右比室温更有利于合成氨的反应 D．合成氨时采用循环操作，可提高原料的利用率 解题方法 【解析】使用催化剂，对平衡移动没有影响，不能用勒夏特列原理来解释，A项不符题意；合成氨反应是反应前后气体体积减小的反应，故加压有利于合成氨气，可用勒夏特列原理来解释，B项符合题意；合成氨反应为放热反应，高温不利于合成氨气，温度控制在700 K左右是考虑催化剂的活性，不能用勒夏特列原理来解释，C项不符合题意；循环操作可提高原料的利用率，不能用勒夏特列原理来解释，D项不符合题意。故选B。 【答案】B 考点一 合成氨条件的选择 1．1913年德国化学家哈伯发明了以低成本制造大量氨的方法，从而大大满足了当时日益增长的人口对粮食的需求。下列所示是哈伯法的流程图，其中为提高原料转化率而采取的措施是(　　) A．①②③ B．②④⑤ C．①③⑤ D．②③④ 【答案】B 【解析】②④⑤操作均有利于化学平衡向合成氨的方向移动，提高转化率。 2．下列有关合成氨工业的说法中，正确的是(　　) A．从合成塔出来的混合气体中，其中NH3只占15%，所以合成氨厂的产率都很低 B．由于氨易液化，N2、H2在实际生产中可循环使用，所以总体来说合成氨的产率很高 C．合成氨工业的反应温度控制在400～500 ℃，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越大，产率越高，无需考虑设备、条件 【答案】B 【解析】合成氨的反应在适宜的生产条件下达到平衡时，原料的转化率并不高，但将生成的NH3分离，再将未反应的N2、H2循环利用，可使氨的产率较高，A项错误、B项正确；合成氨工业选择400～500 ℃的温度，主要从反应速率和催化剂活性两方面考虑，合成氨的反应是放热反应，低温才有利于平衡向正反应方向移动，C项错误；不论从反应速率还是化学平衡考虑，高压更有利于合成氨，但压强太大，对设备、动力的要求更高，因此选择10～30 MPa，D项错误。 3．下列有关合成氨工业的说法中正确的是(　　) A．铁作催化剂可加快反应速率，且有利于化学平衡向合成氨的方向移动 B．升高温度可以加快反应速率，且有利于化学平衡向合成氨的方向移动 C．增大压强能缩短到达平衡状态所用的时间 D．合成氨采用的压强是1×107～3×107 Pa，因为该压强下铁触媒的活性最高 【答案】C 【解析】催化剂可以改变反应速率，但不能使平衡移动，只能缩短反应达到平衡所需的时间，A项错误；升高温度可以加快反应速率，但合成氨反应是放热反应，因此升高温度不利于化学平衡向合成氨的方向移动，B项错误；增大压强反应速率加快，C项正确；催化剂的活性取决于温度的高低，而非压强的大小，D项错误。 考点二 化学反应的调控 4．对于合成氨反应，达到平衡后，以下分析正确的是(　　) 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 【答案】B 【解析】A项，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速率影响更大，所以对该反应来说，升高温度对逆反应的反应速率影响更大，错误；B项，合成氨的正反应是气体体积减小的反应，增大压强，对正反应的反应速率影响更大，正确；C项，减小反应物浓度，正反应速率瞬间减小，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，错误；D项，加入催化剂，对正、逆反应的反应速率影响相同，错误。 5．工业合成氨的反应为N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)　ΔH<0，该反应应采取的适宜条件是(　　) A．低温、高压、催化剂 B．适宜的温度、高压、催化剂 C．低温、常压、催化剂 D．适宜的温度和压强、催化剂 【答案】D 【解析】降温，平衡右移，但反应速率太慢，从反应速率和催化剂的活性考虑，温度选在700 K左右；增大压强，平衡右移，但压强太大，对设备要求很高，所以也要选择适宜的压强；催化剂能增大反应速率，要选择催化剂，故D项符合题意。 6．某工业生产中发生反应：2A(g)＋B(g)M(g)　ΔH<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廉价易得，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 【解析】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。 考点三 以合成氨为背景的综合题 7．对于合成氨反应N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)　ΔH<0，下列研究结果和示意图相符的是(　　) 选项 A B C D 研究结果 压强对反应的影响 温度对反应的影响 平衡体系增加N2对反应的影响 催化剂对反应的影响 图示 【答案】C 【解析】A项，由于p1条件先达到平衡，故p1>p2，由p1→p2，减小压强，化学平衡左移，NH3的体积分数应降低，错误；B项，由于此反应ΔH<0，故升温平衡左移，N2的转化率降低，错误；C项，增大N2的量，会使正反应速率瞬间增大，使化学平衡右移，正确；D项，使用催化剂，能加快反应速率，缩短到达平衡的时间，错误。 8．合成氨工业对国民经济和社会发展具有重要的意义。对于密闭容器中的反应N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)　ΔH<0,673 K、30 MPa下，n(NH3)和n(H2)随时间的变化关系如图所示。下列说法正确的是(　　) A．c点处反应达到平衡 B．d点(t1时刻)和e点(t2时刻)处n(N2)不同 C．其他条件不变，773 K下反应至t1时刻，n(H2)比图中的d点的值要大 D．a点的正反应速率比b点的小 【答案】C 【解析】c点是氢气和氨气物质的量相等的点，该点以后，氢气的量还在减少，氨气的量还在增加，故c点没有达到平衡，A项错误；t1和t2两个时刻反应均处于平衡状态，体系中各物质的物质的量不再变化，故d、e两点氮气的物质的量相等，B项错误；773 K>673 K，工业合成氨为放热反应，升高温度，平衡逆向移动，氢气的物质的量增大，C项正确；反应达到平衡前，a点反应物浓度大于b点，因此a点的正反应速率比b点的大，D项错误。 9.在N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)　ΔH<0的平衡体系中，当分离出NH3时，下列说法正确的是(　　) A．改变条件后速率—时间图像如图所示 B．此过程中Q>K C．平衡体系中NH3的含量增大 D．N2的转化率增大 【答案】D 【解析】分离出NH3，Q<K，v正>v逆，平衡向正反应方向移动，N2的转化率增大，由于分离出NH3，体系中NH3的含量减小。 10.某温度下，对于反应N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)　ΔH＝－92.4 kJ·mol－1。N2的平衡转化率(α)与体系总压强(p)的关系如图所示。下列说法正确的是(　　) A．将1 mol氮气、3 mol氢气置于1 L密闭容器中发生反应，放出的热量为92.4 kJ B．平衡状态由A变为B时，平衡常数K(A)<K(B) C．上述反应在达到平衡后，增大压强，H2的转化率增大 D．升高温度，平衡常数K增大 【答案】C 【解析】该反应为可逆反应，加入的1 mol N2和3 mol H2不可能完全反应生成NH3，所以反应放出的热量小于92.4 kJ，A项错误；从状态A到状态B，改变的是压强，温度未发生变化，所以平衡常数不变，B项错误；该反应是反应前后气体分子数减小的反应，增大压强平衡向正反应方向移动，H2的转化率增大，C项正确；升高温度，平衡逆向移动，K减小，D项错误。 知识导图记忆 知识目标复核 【学习目标】 1.通过工业合成氨适宜条件的选择与优化，认识化学反应速率和化学平衡的综合调控的作用。 2.在合成氨适宜条件的讨论中，形成多角度分析化学反应和化工生产条件的思路。 【学习重难点】 1.化学反应速率和化学平衡的综合调控作用。 2.分析化学反应和化工生产条件的作用。 1．（24-25高二上·山东聊城·期中）下列关于合成氨的说法正确的是 A．适当延长反应时间，可以提高合成氨气的平衡产率 B．升温会导致原料的平衡转化率降低 C．压强越大，合成氨的综合效益越好 D．铁触媒能减小该反应的焓变 【答案】B 【解析】当反应达到平衡时，延长反应时间，平衡不移动，平衡产率不变，故A错误；合成氨反应为放热反应，升温使平衡逆向移动，会导致原料的平衡转化率降低，故B正确；由反应特征可知，压强越大越有利于反应正向进行，但受设备材料、经济效益等因素的影响，不是压强越大综合效益越好，故C错误；铁触媒是催化剂，催化剂能降低反应的活化能、但不能改变该反应的焓变，故D错误；故选B。 2．（24-25高二上·山西晋城·期中）工业上利用反应  合成甲醇，下列相关的说法正确的是 A．为了加快反应速率，生产时应采用尽可能低的温度 B．反应发生时采取尽可能低的压强可以增大原料转化率 C．工业上选用合适的催化剂可以有效提高生成物的产量 D．生产时应采取的正确措施是适宜的温度、高压、催化剂 【答案】D 【解析】低温会使反应速率减小，A错误；高压能使平衡正向移动，从而提高原料转化率，B错误；合适的催化剂可以提高反应速率，但不能改变生成物的产量，C错误；综上所述，合理的反应条件为适宜的温度、高压、催化剂，D正确；故选D。 3．（24-25高二上·辽宁·期末）合成氨工业在国民生产中有重要意义。工业上合成氨的反应为，下列说法错误的是 A．使用催化剂是为了增大反应速率，提高生产效率 B．该反应的反应物的键能总和大于生成物的键能总和 C．通过调控反应条件，可以提高该反应进行的程度 D．在上述条件下，每消耗，同时生成 【答案】B 【解析】催化剂可以加快反应速率，缩短生产时间，提高生产效率，A正确；正反应放热，反应物断键吸收的总能量低于生成物成键放出的总能量，该反应的反应物的键能总和小于生成物的键能总和，B错误；通过调控反应条件，可以使化学平衡正向移动，提高反应进行的程度，C正确；当反应发生时，根据化学计量数可知，每消耗，同时生成2molNH3，D正确；故选B。 4．（24-25高二上·福建龙岩·期中）对于工业合成氨的反应，下列措施有利于加快反应速率的是 A．降低温度 B．减小的浓度 C．及时抽走部分氢气 D．加入适宜的催化剂 【答案】D 【解析】降低温度，反应速率减慢，A不符合题意；减小的浓度，平衡逆向移动，但是由于反应物浓度减小，反应速率减慢，B不符合题意；及时抽走部分氢气，平衡逆向移动，但是反应物浓度减小，反应速率减慢，C不符合题意；加入适宜的催化剂，平衡不移动，可以加快反应速率，D符合题意；故选D。 5．（24-25高二上·河南·期中）下列关于工业合成氨的叙述正确的是 A．达到平衡后，升高温度，对正反应的反应速率影响更大 B．合成氨生产过程中将NH3液化分离，可提高、的转化率 C．合成氨工业中为了提高氢气的利用率，可适当增加氢气浓度 D．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 【答案】B 【解析】工业合成氨为放热反应，升温平衡逆向移动，说明对逆反应的反应速率影响更大，A错误；减少生成物的浓度平衡正向移动，所以将NH3液化分离，可提高N2、H2的转化率，B正确；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，所以合成氨工业中为了提高氢气的利用率，可增加氮气的浓度，C错误；催化剂和高压能加快反应速率，增大压强平衡正移，催化剂对平衡无响应，D错误；故选B。 6．（24-25高二上·广东广州·期中）合成氨工业中采用循环操作，主要是为了 A．增加反应速率 B．降低氨的沸点 C．提高平衡体系中氨的含量 D．提高原料的利用率 【答案】D 【分析】合成氨工业中氢气和氮气在催化剂作用下生成氨气的反应为可逆反应，反应后的混合气通过将氨液化后分离出氨气、还剩余氢气和氮气，将剩余的氮气和氢气进行循环操作，故可以提高氮气和氢气的利用率，降低成本。 【解析】增大浓度、升高温度、增大压强等可以提高化学反应速率，据分析，循环操作不能增加反应速率，A错误；沸点是物理性质是不会降低的，B错误；据分析，循环操作不能提高平衡体系中氨的含量，C错误；据分析，循环操作提高原料的利用率，D正确；故选D。 7．（24-25高二上·山西太原·期中）下列科技成果中蕴含的化学知识叙述正确的是 A．高效光解水催化剂能降低化学反应的焓变 B．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．运载火箭所采用的“液氢液氧”推进剂可把化学能全部转化为热能 D．利用海洋真菌可降解聚乙烯等多种塑料，且温度越高降解速率越快 【答案】B 【解析】催化剂通过降低反应的活化能来加快反应速率，但不会改变反应的焓变（ΔH），因为焓变仅由反应物和生成物的状态决定，A错误；合成氨工业中采用循环操作，目的是将未反应的氮气和氢气重新投入反应体系，从而提高原料利用率，B正确；化学能无法全部转化为热能，部分能量会转化为动能（如推进力）等其他形式，且能量转化存在损耗，C错误；酶（如海洋真菌中的降解酶）的活性受温度影响，温度过高会导致酶变性失活，降解速率反而下降，D错误；故选B。 8．（24-25高二上·广东广州·期中）合成氨反应： 下列说法不正确的是 A．该反应，升高温度，反应速率增大 B．对原料气需进行净化处理，防止催化剂中毒 C．生产中采用循环操作主要是为了增大化学反应速率 D．适当增大n(N2)：n(H2)投料比有利于提高的平衡转化率 【答案】C 【解析】该反应是气体分子数减小的反应，则ΔS<0，升高温度，反应速率增大，故A正确；各种原料制取的粗原料气，都含有一些硫和碳的氧化物，为了防止合成氨生产过程催化剂的中毒，必须在氨合成工序前加以脱除，故B正确；合成氨工业中采用循环操作，把、循环使用，可以促进反应正向进行，提高原料的利用率，节约生产成本，故C错误；适当增大n(N2)：n(H2)投料比可以推动反应向生成氨的方向进行，从而提高氢气的平衡转化率，故D正确；故选C。 9．（24-25高二上·青海海南·期中）对于工业合成氨反应，采取下列反应条件不是为了提高氨气的平衡产率的是 A．将氨液化移出 B．投料时，稍微过量 C．不选择常温，而选择温度为 D．不选择常压，而选择压强为 【答案】C 【解析】将氨液化移出：减少生成物浓度，平衡正向移动，提高氨气平衡产率，A不符合题意；稍微过量：增加反应物浓度，平衡正向移动，提高另一反应物()的转化率，间接提高产率，B不符合题意；选择400~500℃：虽然高温加快反应速率，但使平衡逆向移动，降低平衡产率；此条件是为速率和催化剂活性妥协，不是为了提高氨气平衡产率，C符合题意；选择10~30MPa高压：加压使平衡正向移动，提高氨气平衡产率，D不符合题意；故选C。 10．（24-25高二上·山西太原·期中）下列有关合成氨工业的说法正确的是 A．增大的浓度，可提高的平衡转化率 B．由于氨易液化，、在实际生产中可循环使用，所以总体来说氨的产率比较高 C．合成氨工业的反应温度控制在400～500℃，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10Mpa～30MPa，因为该压强下催化剂铁触媒的活性最大 【答案】B 【解析】增大的浓度，平衡正向移动，可提高H2的平衡转化率，的平衡转化率降低，故A错误；由于氨易液化，分离出的、在实际生产中可循环使用，所以总体来说氨的产率比较高，故B正确；合成氨反应为放热反应，升高温度，合成氨反应逆向移动，合成氨工业的反应温度控制在400～500℃，是因为此温度催化剂活性较高，反应速率快，故C错误；   D．合成氨的反应是气体分子数减小的反应，高压有利于向正反应方向移动，且能提高反应速率，跟催化剂的活性无关，故D错误；故选B。 11．（24-25高二上·四川·月考）合成氨工业中，原料气(、及少量CO、的混合气)在进入合成塔前需经过铜氨液处理以除去其中的CO，其反应为  ，所得溶液经过处理可使铜氨液再生，重复利用。以下说法正确的是 A．高温、低压条件有利于铜氨液再生 B．该反应在任何温度下都能自发进行 C．合成塔控制温度在400~500℃左右，主要目的是使合成氨反应平衡正向移动 D．合成氨过程中的加压、加催化剂都有利于提高原料的平衡转化率 【答案】A 【解析】根据铜氨液与CO、NH3的反应可知，需使铜氨液再生，使化学平衡向逆反应方向移动。由于该反应的正反应是气体体积减小的放热反应，根据平衡移动原理可知，改变的外界条件是升高温度或减小压强均可使平衡逆向移动，A正确；反应的反应热△H＜0，反应后气体分子数减少，△S＜0，根据体系的自由能，只有在低温时，反应才能自发进行，B错误；该反应的正反应是放热反应，要使平衡正向移动，应该采用低温条件。合成塔使用热交换控制体系控制温度在400～500℃左右，主要目的是使催化剂铁触媒的活性达到最佳状态，C错误；使用催化剂只能改变反应途径，降低反应的活化能，但是不能使平衡移动，故使用催化剂无法提高原料的平衡转化率，D错误；故选A。 12．（24-25高二上·福建厦门·月考）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．及时分离出液氨，可提高原料的利用率 B．合成塔中充入的越多，的转化率越大 C．使用催化剂，可提高合成氨的生成速率和平衡产率 D．实际生产中，常采用低温、超高压的条件提高氨产率 【答案】A 【分析】制取原料气主要含有N2、H2，以及CO等杂质气体，净化时，除去杂质气体，防止催化剂中毒，将N2、H2经压缩机压缩成高压气体，在合成塔中发生反应：，及时分离出液氨，促进平衡正向移动，据此分析解题。 【解析】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A正确；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B错误；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C错误；合成氨的反应为气体分子数减小的放热反应，升温可以加快反应速率，提高单位时间内氨产率，加压平衡向合成氨的方向移动，为提高合成氨的综合效益，实际生产中，常采用适当高温、适当高压的条件提高氨产率，故D错误；故选A。 13．（24-25高二上·浙江杭州·期中）合成氨生产流程如图所示。下列说法不正确的是 A．合成氨选择400℃～500℃进行，该温度下铁触媒的活性最大，可提高反应的平衡转化率 B．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 C．为了防止催化剂中毒，原料气须经过净化处理 D．热交换的目的是预热原料气，同时对合成的氨气进行降温，利于氨气液化分离 【答案】A 【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。 【解析】合成氨反应为放热反应，选择400℃～500℃进行，该温度下铁触媒的活性最大，反应速率提高，但温度升高，平衡逆移，平衡转化率降低，A项错误；正反应为气体体积减小的方向，压缩机加压，反应速率增大，平衡正移，可以提高平衡转化率和反应速率，B项正确；原料气中的杂质可以使催化剂失去活性，为了防止催化剂中毒，原料气须经过净化处理，C项正确；该反应为放热反应，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，D项正确；故选A。 14．（24-25高二上·吉林·期末）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正确的是 A．从合成氨平衡体系中分离出，可提高正反应速率，减小逆反应速率，平衡正移 B．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 C．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 D．步骤④⑤均有利于提高原料的平衡转化率 【答案】B 【解析】从合成氨平衡体系中分离出氨气，减少了生成物的浓度，使平衡正向移动，但正反应速率和逆反应速率都减小，故A错误；热交换将氨气的热量转给氮气和氢气，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，故B正确；合成氨一般选择进行，主要是让铁触媒的活性最大，但该反应是放热反应，温度升高，原料气的平衡转化率降低，故C错误；步骤④是有利于铁触媒的活性最大，由于该反应是放热反应，升高温度，原料的平衡转化率降低，步骤⑤分离出氨气，有利于平衡正向移动，可以提高原料的转化率，故D错误；故选B。 15．（24-25高二上·重庆万州·月考）已知  ，工业合成氨的流程如图。下列说法不正确的是 A．步骤①净化处理的目的是防止催化剂因某些杂质固体覆盖在催化剂的活性位点上导致催化剂中毒而失活 B．步骤②中“加压”既可以提高原料转化率，又可以加快反应速率，所以生产中压强越大越好 C．步骤③中热交换可以提高能源的利用率，降低能耗 D．步骤⑤⑥的目的是提高原料的利用率 【答案】B 【解析】催化剂表面附着杂质可能会导致催化剂失去活性，故在步骤①需要净化处理，故A正确；“加压”平衡正向移动、可以提高原料转化率，又可以加快反应速率，但是实际生产中要考虑设备的承压能力和成本问题，所以压强不是越大越好，故B错误；热交换可以充分利用热量，可以提高能源的利用率，降低能耗，故C正确；步骤⑤⑥将NH3液化分离，N2和H2循环利用，可以提高原料的利用率，故D正确；故选B。 16．（24-25高二上·重庆铜梁·月考）工业合成氨的反应为：N2(g)+3H2(g)2NH3(g) △H= -92kJ/mol  ΔS= -198.2J/(mol‧K)有关化学反应调控说法错误的是 A．合成氨气，理论上选用低温、高压的条件进行控制，有利于提高合成氨的产率 B．该反应在常温下可以自发进行 C．将生成的NH3进行液化，有助于提高反应速率 D．结合生产实际，可以适当提高原料气体中N2的含量 【答案】C 【解析】反应正向气体分子数减小，增大压强，有利于平衡正向移动，合成氨的产率提高，正向放热，降低温度，有利于平衡正向移动，合成氨的产率提高，故A正确；该反应的ΔS=-198.2J/(mol·K)，ΔH=-92kJ/mol，常温(T=298K)时ΔH-T·ΔS=-92000J/mol+298K×198.2J/(mol·K)=-32936.4J/mol＜0，故该反应常温时反应可以自发进行，故B正确；将生成的NH3进行液化，平衡正向移动，反应物浓度减小，反应速率减小，故C错误；适当提高原料气体中N2的含量，有利于平衡正向移动，可以提高氢气转化率，故D正确；故选C。 17．（24-25高二上·广东·期中）下图是工业合成氨的流程示意图。有关说法不正确的是 A．步骤①中“净化”可以防止催化剂中毒 B．步骤②③既可加快反应速率，也可增大平衡常数 C．步骤④⑤均有利于提高原料平衡的转化率 D．步骤⑤的目的是将未反应的和循环再利用 【答案】B 【分析】由流程可知，先将原料气净化后进行加压，在催化剂、500C条件下合成氨，将氨气液化分离，剩余的N2、H2进行循环利用； 【解析】步骤①中“净化”是除去杂质以防止铁催化剂中毒，故A正确；加压、使用催化剂能提高反应速率，但是不能增大平衡常数，平衡常数只与温度有关，故B错误；液化分离NH3，以及原料的循环利用均有利于提高原料平衡的转化率，故C正确；由图示可知，步骤⑤的目的是将未反应的和循环再利用，以提高原料的利用率，故D正确；故选B。 18．（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 【解析】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；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；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；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。 19．（24-25高二上·河北石家庄·月考）有关合成氨工业的说法中，正确的是 A．增大的浓度，可提高的转化率 B．合成氨工业的反应温度控制在，目的是使化学平衡向正反应方向移动 C．由于氨易液化，在实际生产中会循环使用，所以总体来说氨的产率很高 D．合成氨厂采用的压强是，因为该压强下铁触媒的活性最大 【答案】C 【解析】增大氢气的浓度，平衡向正反应方向移动，但氢气的转化率减小，故A错误；合成氨反应为放热反应，高温可以保证足够的速率，但不利于提高产率，低温才利于氨的生成，温度需要综合速率、反应物转化率和催化剂活性等因素共同决定，400—500 ℃只是保证催化活性最大，不是使化学平衡向正反应方向移动，故B错误；抽出液化氨气，合成氨平衡正向移动，提高原料转化率，且氮气、氢气循环使用有利于提高原料的利用率，从而提高产率，故C正确；合成氨的反应是分子数减小的反应，高压有利于向正反应方向移动，且能提高反应速率，跟催化剂的活性无关，故D错误；故选C。 20．（24-25高二上·湖南·期中）合成氨工业中，原料气(N2、H2及少量CO、NH3的混合气)在进入合成塔前需经过铜氨液处理以除去其中的CO，其反应为  △H＜0，所得溶液经过处理可使铜氨液再生，重复利用。以下说法正确的是 A．高温、低压条件有利于铜氨液再生 B．除的反应在任何温度下都能自发进行 C．合成塔使用热交换控制体系控制温度在400～500℃左右，主要目的是使合成氨反应平衡正向移动 D．合成氨过程中的加压、加催化剂都有利于提高原料的平衡转化率 【答案】A 【解析】根据铜氨液与CO、NH3的反应可知，需使铜氨液再生，使化学平衡向逆反应方向移动。由于该反应的正反应是气体体积减小的放热反应，根据平衡移动原理可知，改变的外界条件是升高温度或减小压强均可使平衡逆向移动，A正确；反应的反应热△H＜0，反应后气体分子数减少，△S＜0，根据体系的自由能，只有在低温时，反应才能自发进行，B错误；该反应的正反应是放热反应，要使平衡正向移动，应该采用低温条件。合成塔使用热交换控制体系控制温度在400～500℃左右，主要目的是使催化剂铁触媒的活性达到最佳状态，C错误；使用催化剂只能改变反应途径，降低反应的活化能，但是不能使平衡移动，故使用催化剂无法提高原料的平衡转化率，D错误；故选A。 2 / 14 学科网（北京）股份有限公司 $$