第2章 第4节 化学反应的调控(Word练习)-【学霸笔记·同步精讲】2025-2026学年高中化学选择性必修第一册（人教版）

第四节　化学反应的调控 题组一　合成氨反应适宜条件的选择 1.（2025·深圳高二期中）工业上用N2和H2合成NH3：N2＋3H22NH3，下列有关说法错误的是（　　） A.使用催化剂是为了增大反应速率，提高生产效率 B.在上述条件下，H2不可能100％地转化为NH3 C.通过调控反应条件，可以提高该反应进行的程度 D.达到平衡时，N2的浓度和H2的浓度之比一定为1∶3 2.（2025·青岛九中高二月考）一种合成氨的反应历程如图所示（吸附在催化剂表面的物质用*表示）。下列说法错误的是（　　） A.N2生成NH3过程中包含多步还原反应 B.过程Ⅰ和过程Ⅲ中能量的变化值相同 C.增大N2浓度，有利于提高H2的转化率 D.有大量氨分子吸附在催化剂表面会降低化学反应速率 题组二　工业合成氨 3.在合成氨时，既要使氨的产率增大，又要使化学反应速率增大，可以采取的措施有（　　） ①减小压强　②增大压强　③升高温度　④降低温度　⑤恒温恒容下，再充入等量的N2和H2　⑥恒温恒压下，再充入等量的N2和H2　⑦及时分离产生的NH3　⑧使用铁触媒 A.①④⑤⑦ B.②③④⑤⑦⑧ C.②⑤ D.②③⑤⑥⑧ 4.（2025·吉林重点高中高二期末）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NH3，可提高正反应速率，减小逆反应速率，使平衡正移 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400～500 ℃进行，铁触媒的活性最大，原料气的平衡转化率高 D.步骤④⑤均有利于提高原料的平衡转化率 题组三　化学反应的调控 5.（教材改编题）在合成氨工业中，原料气（N2、H2及少量的CO、NH3的混合气）在进入合成塔前常用乙酸二氨合铜溶液来吸收原料气中CO，其反应为[Cu（NH3）2]＋＋CO＋NH3[Cu（NH3）3CO]＋　ΔH＜0。下列说法错误的是（　　） A.必须除去原料气中CO的原因是防止催化剂中毒 B.吸收CO的生产适宜条件应选择适当温度、加压，压强越大越好 C.吸收CO后的乙酸铜氨液经过适当处理后又可再生，恢复其吸收CO的能力以供循环使用，再生的适宜条件高温、降压 D.合成氨工业中，使用热交换器可节约能源，降低成本 6.（2025·湖北部分名校高二联考）硫酸是重要化工原料，工业生产制取硫酸的原理示意图如下。 下列说法错误的是（　　） A.反应Ⅰ，粉碎黄铁矿，增大接触面积，使反应充分、反应快 B.反应Ⅱ选择常压下进行的原因是常压下SO2的转化率已较高，加压对提高转化率有限，但显著增加工业成本 C.反应Ⅲ，将98.3％的浓硫酸从吸收塔顶喷淋而下，快速、充分吸收SO3 D.反应Ⅱ，为提高SO2的平衡转化率，鼓入过量空气，越多越好 7.（2025·华中师大附中高二期中）哈伯在1908年申请循环法合成氨的专利，合成氨实验所用装置如下。下列说法错误的是（　　） A.进口a通入的是经过压缩的N2和H2 B.出口b的气体可以直接通入含催化剂的反应器 C.出口c是液态NH3出口，可用于冷却离开催化剂的气体 D.冷却水从A口进，B口出，用来给合成氨反应降温防止温度过热 8.（2025·许昌高级中学高二月考）一定条件下，用Fe2O3、NiO或Cr2O3作催化剂对燃煤烟气进行回收，使SO2转化成S。催化剂不同，其他条件相同（浓度、温度、压强）情况下，相同时间内SO2的转化率随反应温度的变化如图所示。下列说法错误的是（　　） A.不考虑催化剂价格因素，选择Fe2O3作催化剂可以节约能源 B.选择Fe2O3作催化剂，最适宜温度为340 ℃左右 C.a点后SO2的转化率减小的原因可能是温度升高催化剂活性降低了 D.其他条件相同的情况下，选择Cr2O3作催化剂，SO2的平衡转化率最小 9.（教材改编题）氢能是一种极具发展潜力的清洁能源。下列反应是目前大规模制取氢气的方法之一：CO（g）＋H2O（g）CO2（g）＋H2（g）　ΔH＝－41.2 kJ·mol－1。 （1）将2.0 mol CO（g）和8.0 mol H2O（g）通入恒容的密闭容器中，控制反应温度为830 ℃。 ①下列可以作为反应达到平衡的判据是　　　（填字母）。 A.气体的压强不变 B.v正（CO）＝v逆（CO2） C.K不变 D.容器内气体的密度不变 E.反应体系中各物质的浓度不变 ②生产过程中，为了提高反应的速率，下列措施中不合适的是　　　　（填字母）。 A.反应温度越高越好 B.适当提高反应物压强 C.选择合适的催化剂 D.通入一定量的氮气 （2）以固体催化剂M催化上述反应，水蒸气分子首先被催化剂的活性表面吸附而解离，然后活性表面的原子在CO作用下被脱去。反应的能量—反应过程如图所示。催化剂的作用是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 10.（2025·汕头高二期中）合成氨是人类科学技术上的一项重大突破，反应原理为N2（g）＋3H2（g）2NH3（g）　ΔH＝－92.4 kJ·mol－1。一种工业合成氨的简易流程图如下： （1）步骤Ⅲ，773 K时，各步反应的能量变化如图所示，其中吸附在催化剂表面上的粒子用“*”标注。 图中决速步骤的反应方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　， 该步反应的活化能Ea＝　　　　kJ·mol－1。 （2）已知相同质量的同种催化剂在载体上的分散度越高，催化剂表面吸附NH3的量越多，催化作用越强。某次实验中，NH3在一定质量某催化剂作用下分解的实验数据如下表： 反应时间/min 0 10 20 30 40 50 c（NH3）/（mol·L－1） c0 0.9c0 0.8c0 0.7c0 0.6c0 0.5c0 分析表中数据可知，随着反应进行，c（NH3）减小，平均反应速率　　　　（填“增大”“减小”或“不变”），对该分析结果的合理解释是　　　　　　　　　　　　　　　。 4 / 4 学科网（北京）股份有限公司 $ 第四节　化学反应的调控 1.D　未告知反应前加入的反应物的量，不能判断，D错误。 2.B　由题图可知，生成NH3的过程中氮元素化合价逐渐降低，是通过多步还原反应实现的，A正确；过程Ⅰ是断裂氮氮三键中的一个键且形成一个N—H键，而过程Ⅲ是断裂NN键中的一个键且形成一个N—H键，所以能量变化不同，B错误；增大N2的浓度，平衡正向移动，使H2转化量增加从而增大了H2的转化率，C正确；NH3的及时脱附可留下继续反应的空间而增加催化剂的活性，如果大量氨分子吸附在催化剂表面，将降低反应速率，D正确。 3.C　要使氨的产率增大，就要使平衡右移，增大压强、降低温度、增大N2和H2的浓度和及时分离产生的NH3均可达到目的；要使化学反应速率增大，增大压强、升高温度、增大N2和H2的浓度和使用铁触媒均可达到目的，②⑤符合题意。 4.B　分离出氨气，使平衡正向移动，但正反应速率和逆反应速率都减小，A错误；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，B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，但温度升高，原料气的平衡转化率降低，C错误；步骤⑤分离出氨气，有利于平衡正向移动，可以提高原料的平衡转化率，D错误。 5.B　应选择适当温度和加压，但不是压强越大越好，要考虑压强过大，设备要求高，且运行成本高，B错误。 6.D　反应Ⅰ中，粉碎黄铁矿，能增大反应物之间的接触面积，使反应更充分，反应速率更大，A正确；虽然加压能提高SO2的转化率，但是提高程度有限，且会显著增加工业成本，同时常压下SO2的转化率已经较高，可满足生产需要，因此反应Ⅱ选择常压下进行，B正确；反应Ⅲ，将98.3％的浓硫酸从吸收塔顶喷淋而下，SO3从下往上与浓硫酸充分接触，能快速、充分吸收SO3，C正确；反应Ⅱ中若鼓入太多空气，则会导致SO2的浓度太低，而且鼓入太多空气会使得反应温度降低，反应速率减小，不利于反应Ⅱ的进行，D错误。 7.B　由于合成氨的反应是一个可逆反应，故进口a通入压缩N2和H2，有助于提高反应速率，提高N2和H2的利用率，A正确；出口b为循环的氢气和氮气，需要净化，防止催化剂中毒，B错误；经过反应器反应，按下进上出的方式通入冷凝水（从A口进水，B口出水），混合气体进入冷却室，将NH3液化，出口c处为液态氨，将NH3分离有利于平衡正向移动，C、D正确。 8.D　由题图可知，当温度在大约280 ℃之后，在Fe2O3作催化剂条件下，SO2的平衡转化率最大，A正确；温度在340 ℃时，SO2的转化率已经比较高了，再升高温度转化率变化不大且成本升高，B正确；温度太高，催化剂活性可能会降低，C正确；其他条件相同时，选择Cr2O3作催化剂，不同温度下SO2的转化率不同，当温度在260 ℃时选择Cr2O3作催化剂，SO2的转化率相比之下最大，D错误。 9.（1）①BE　②AD （2）改变反应历程（反应机理），降低反应的活化能 解析：（1）①该反应为等体积反应，气体的压强保持不变，不能作为反应达到平衡的判据，A不符合题意；K只与温度有关，不能作为反应达到平衡的判据，C不符合题意；恒容条件，全部为气体的反应，气体的密度保持不变，不能作为反应达到平衡的判据，D不符合题意；②该反应为放热反应，温度过高不利于产物生成，A符合题意；该反应为气体参与的等体积反应，压强不影响平衡，适当提高压强有利于提高反应速率，B不符合题意；选择合适的催化剂可以提高反应的速率，C不符合题意；恒容条件下通入非反应气体，反应速率不变，D符合题意。（2）催化剂的作用是改变反应历程（反应机理），降低反应的活化能，加快反应速率。 10.（1）＋N*＋3H*　62　（2）不变　反应中氨气浓度减小但吸附量不变，平均反应速率不变 解析：（1）决速步骤是速率最慢的基元反应，活化能最高的基元反应，因此反应的方程式为＋N*＋3H*；该步反应的活化能＝（17＋45）kJ·mol－1＝62 kJ·mol－1。（2）由表中数据得知，每间隔10分钟，氨气浓度减少0.1c0，因此反应速率不变，原因是尽管反应物中氨气浓度减少，但是吸附量不变，平均反应速率不变。 学科网（北京）股份有限公司 $