2.4.1 化学反应的调控-（Word同步练习）【学而思】2026-2027学年高二上学期化学选择性必修一（人教版）

**基本信息** 聚焦化学反应调控，通过基础-提升-创新三层设计，实现从概念理解到工业应用再到前沿探究的知识进阶，培养化学观念与科学思维。 **分层设计** |层次|知识覆盖|设计特色| |----|----------|----------| |基础过关练|合成氨条件选择、反应调控原理|结合教材改编与联考真题，以选择题型巩固勒夏特列原理等核心概念| |能力提升练|工业条件优化分析|通过空时收率、选择性等工业数据表格，培养数据分析与科学思维| |创新题型|新型催化机制探究|引入双温催化、电催化等科研情境，提升科学探究与实践能力|

第二章　化学反应速率与化学平衡 第四节　化学反应的调控 基础过关练 题组一　合成氨条件的选择 1.[2026湖北云学联盟联考]工业合成氨是人类科学技术的一项重大突破。下列说法错误的是 (　　) A.热交换的目的是预热原料气,同时对合成的NH3进行降温利于液化分离 B.工业合成氨中未转化的合成气循环利用,可提高反应物的转化率 C.由于N2在空气中含量高,可直接将空气与H2混合通入反应炉 D.控制原料气=2.7~2.9,是因为N2相对易得,适度过量可提高H2转化率 2.[2025河北唐山一中期中]合成氨反应的生产条件选择中,能用勒夏特列原理解释的是 (　　) a.使用催化剂　b.高温　c.高压 d.及时将NH3液化从体系中分离出来 A.ac　　　　B.bc　　　　C.cd　　　　D.bd 3.[2026山东临沂一中月考]已知N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)　ΔH=-92.4 kJ·mol-1　ΔS=-198 J·mol-1·K-1,如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1 000 ℃,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ΔH和ΔS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466.7 K 题组二　化学反应的调控 4.(教材习题改编)在硫酸工业中,通过下列反应使SO2氧化为SO3:2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g)　ΔH=-196.6 kJ/mol。下表列出了恒容刚性容器中,在不同温度和压强下,反应达到平衡时SO2的转化率。下列说法错误的是 (　　) 温度/℃ 平衡时SO2的转化率/% 0.1 MPa 0.5 MPa 1 MPa 5 MPa 10 MPa 450 97.5 98.9 99.2 99.6 99.7 500 85.6 92.9 94.9 97.7 98.3 A.在达到平衡时充入He增大压强,不能增大SO2的转化率 B.为了增大SO2的转化率,可以控制SO2与O2的投料比小于2 C.应选择的适宜生产条件是450 ℃、10 MPa 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 5.(教材深研拓展)我国科学家研制出Fe-TiO2-xHy双催化剂,通过光辐射产生温差(如体系温度为495 ℃时,纳米Fe的温度为547 ℃,而TiO2-xHy的温度为415 ℃),解决了温度对合成氨工业反应速率和平衡转化率影响矛盾的问题,其催化合成氨机理如图所示。 分析解释:与传统的合成氨(铁触媒、400~500 ℃)相比,Fe-TiO2-xHy双催化剂双温催化合成氨具备优势的原因是　　　　　　　　　 　。  能力提升练 题组　工业情境中适宜生产条件的选择 1.[2026北京东直门中学月考]合成氨的化学反应为N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)　 ΔH=-92.4 kJ·mol-1。吉林大学与韩国、加拿大科研人员合作研究,提出基于机械化学(“暴力”干扰使铁活化)在温和条件下由氮气合成氨的新方案(过程如图所示),利用这种方案所得氨的体积分数最终可高达82.5%。下列有关分析错误的是 (　　) A.铁是该合成氨反应的催化剂 B.采用该方案生产氨气,活化能不变 C.采用该方案生产氨气,ΔH不变 D.该方案所得氨的含量高,与反应温度较低有关 2.[2025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CH3OOCCOOCH3的选择性可表示如下: 空时收率= CH3OOCCOOCH3的选择性= ×100% 某学习小组以反应:2CO(g)+2CH3ONO(g) CH3OOCCOOCH3(l)+2NO(g)　ΔH为研究对象,在不同温度下,对四组其他条件都相同的反应进行研究,经过相同时间t h,测得空时收率、CH3OOCCOOCH3的选择性数据如表所示。 组别 反应 温度(℃) 空时收率 (g·mL-1·h-1) CH3OOCCOOCH3 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ΔH<0 B.温度升高,催化剂活性逐渐减弱,CH3OOCCOOCH3的选择性逐渐降低 C.130 ℃时,CH3OOCCOOCH3的选择性最高,说明CO生成CH3OOCCOOCH3的转化率最高 D.综合考虑空时收率和CH3OOCCOOCH3的选择性,工业生产CH3OOCCOOCH3时,选择140 ℃效果最好 创新题型 创新点　合成氨反应的不同路径分析 3.[2026河南安阳调研]科学家提出一种非常规“交替—远端”混合电催化N2RR缔合机制实现高效合成氨,原理如图。下列说法正确的是 (　　) A.若要提高合成氨反应的选择性,应优先选择交替路径 B.交替路径的N选择性高于远端路径 C.“交替—远端”混合路径结合了N2低活化能和N高选择性的优点 D.移位路径在反应历程中未涉及质子(H+)和电子(e-)的参与 答案与分层梯度式解析 第二章　化学反应速率与化学平衡 第四节　化学反应的调控 基础过关练 1.C　合成氨反应需要在400~500 ℃的温度下进行,且该反应是放热反应,进行热交换的目的是预热原料气,同时对合成的NH3进行降温利于液化分离,A正确;循环利用未转化的合成气,能提高反应物的转化率,B正确;直接将空气与H2混合通入反应炉,空气中的O2与H2混合加热易发生爆炸,且O2还会使催化剂中毒,C错误;N2在空气中含量高,相对易得,则N2适度过量可增大H2的转化率,D正确。 2.C　a.使用催化剂能加快化学反应速率,但化学平衡不移动,不能用勒夏特列原理解释;b.合成氨反应是气体分子总数减小的放热反应,升高温度平衡左移,不利于氨的合成,不能用勒夏特列原理解释;c.增大压强平衡右移,有利于氨的合成,能用勒夏特列原理解释;d.及时将NH3液化从体系中分离出来,减小生成物的浓度,平衡右移,有利于氨的合成,能用勒夏特列原理解释;故选C。 3.D　合成氨的反应为气体分子总数减小的反应,加压有利于平衡正向移动,但压强过大对设备要求高,且不经济,A错误;步骤④中反应温度为400~500 ℃时催化剂活性最好,加入催化剂只能提高反应速率,不能提高平衡转化率,升高温度平衡逆向移动,B、C错误;该反应自发进行,需使ΔH-TΔS<0,即-92.4 kJ·mol-1-T×(-0.198 kJ·mol-1·K-1)<0,解得T<466.7 K(解题技法),则保持此反应自发进行的温度应低于466.7 K,D正确。  4.C　反应容器为恒容刚性容器,充入与反应无关的气体,反应体系中参与反应的各气体浓度不变,SO2转化率不变,A正确;控制SO2和O2的投料比小于2,可增大SO2的转化率,B正确;由表格数据可知,相同压强下,450 ℃时SO2的转化率比500 ℃时的高,450 ℃时,10 MPa时的转化率略大于0.1 MPa时的转化率,但对设备要求却很高,C错误;温度在400~500 ℃时,催化剂的活性较好,D正确。 5.答案　、H—H在“热Fe”表面易断裂,有利于提高合成氨反应的化学反应速率;“冷TiO2-xHy”低于体系温度,在“冷TiO2-xHy”表面生成氨气,有利于提高氨的平衡产率 能力提升练 1.B　由题图可知Fe结合了活性氮原子参与了反应,后又生成Fe,反应前后Fe的质量和化学性质不变,Fe是合成氨反应的催化剂,A正确;使用催化剂能改变反应历程,降低活化能,但不能改变反应的ΔH(易错点),B错误、C正确;合成氨反应是放热反应,较低的反应温度有利于提高NH3产率,D正确。 2.D　根据题表数据,无法判断反应的焓变,A错误;根据题表数据,温度升高,CH3OOCCOOCH3的选择性先降低后升高,B错误;130 ℃时,CH3OOCCOOCH3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CH3OOCCOOCH3的转化率最高,C错误;在140 ℃时空时收率达到最高,CH3OOCCOOCH3的选择性也较高,副反应较少,因此工业生产CH3OOCCOOCH3时,选择140 ℃效果最好,D正确。 3.C　根据题图中信息可知,远端路径中N选择性高,交替路径中N选择性低,要提高合成氨反应的选择性,应优先选择远端路径,A、B错误;由题图知,“交替—远端”混合路径具备N2低活化能和N高选择性的优点,C正确;由题图知,移位路径涉及质子(H+)和电子(e-)的参与,D错误。 7 学科网（北京）股份有限公司 $