2.4 化学反应的调控 课后达标素养提升-【优学精讲】2026-2027学年高中化学选择性必修一同步教参（人教版）

**基本信息** 高中化学新授课同步练，以工业反应调控为核心，通过基础辨析-综合应用-拓展探究的三层设计，强化化学平衡与反应条件优化的知识进阶，培养科学思维与证据推理能力。 **分层设计** |层次|知识覆盖|设计特色| |----|----------|----------| |基础|单一反应条件分析（催化剂、温度、压强）|选择题（1-5题）聚焦概念辨析，强化化学观念中反应规律的理解| |中档|多因素综合调控（平衡移动与速率关系）|图表分析题（6-10题）结合工业流程，体现科学思维的证据推理| |拔高|复杂体系与数据处理（转化率计算、副反应分析）|填空题（12-13题）涉及热化学方程式与图像解读，培养科学探究与实践能力|

1．(2026·重庆高二检测)关于工业合成氨，下列说法错误的是(　　) A.净化N2和H2，能防止杂质对催化剂产生影响 B.在动力、设备、材料允许的条件下尽可能在高压下进行 C.高温既能增大化学反应速率，又能提高H2的转化率 D.研制新型低温催化剂可以降低合成氨的能耗 解析：选C。合成氨反应为放热反应，升高温度，可增大反应速率，但平衡逆向移动，降低H2的转化率，C错误。 2．对于处于化学平衡状态的反应2X(g)＋2Y(g)⥫⥬2Z(g)＋W(g)　ΔH<0，既要增大反应速率又要提高X的转化率，下列措施中可行的是(　　) A.及时分离出W　　　B．加入气体Y C.升高温度 D．使用合适的催化剂 解析：选B。及时分离出W，平衡正向移动，X的转化率增大，但反应速率减小，A错误；加入气体Y，平衡正向移动，反应速率增大，X的转化率增大，B正确；正反应为放热反应，升高温度反应速率增大，但平衡逆向移动，X的转化率降低，C错误；使用合适的催化剂，反应速率增大，但对平衡移动无影响，X的转化率不变，D错误。 3．下列关于化学反应的调控措施说法不正确的是(　　) A.硫酸工业中，为使黄铁矿充分燃烧，可将矿石粉碎 B.硝酸工业中，氨的氧化使用催化剂是为了增大反应速率，提高生产效率 C.合成氨工业中，为提高氮气和氢气的利用率，采用循环操作 D.对于合成氨反应，如果调控好反应条件，可使一种反应物的转化率达到100% 解析：选D。合成氨反应为可逆反应，可逆反应不可能完全反应，所以无论如何调控反应条件都不可能使反应物的转化率达到100%，故D错误。 4．(2026·柳州高二期末)工业上利用反应CO(g)＋2H2(g)⥫⥬CH3OH(g)　ΔH＜0合成甲醇，下列相关说法正确的是(　　) A.为了提高甲醇的工业生产效率，生产时应采用低温 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平衡产量 D.生产时应采取的正确措施是适宜的温度和压强、催化剂 解析：选D。低温虽有利于平衡正向移动，但会大幅降低反应速率，生产效率反而下降，A错误；降低压强会使平衡逆向移动，原料转化率降低，B错误；催化剂会增大反应速率，但不影响平衡，无法提高平衡产量，C错误。 5．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，则工业上一般采用通入过量的B来提高A和B的转化率 C.工业上一般使用较高温度合成M，因为温度越高，反应物的转化率越高 D.工业生产中使用催化剂可提高M的日产量 解析：选D。高压有利于M的生成，但对设备、动力要求高，所以要采用合适的压强，A错误；通入过量的B，能提高A的转化率，但B的转化率降低，B错误；该反应为放热反应，升高温度，平衡逆向移动，反应物的转化率降低，C错误；使用催化剂可降低反应的活化能，增大反应速率，提高M的日产量，D正确。 6．合成氨的热化学方程式为N2(g)＋3H2(g)⥫⥬2NH3(g)　ΔH＝－92.4 kJ/mol。科研人员研究提出了基于机械化学(“暴力”干扰使铁活化)在较温和的条件下由氮气合成氨的新方案(过程如下图所示)，利用这种方案所得氨的体积分数平衡时可高达82.5%。下列说法正确的是(　　) A.该方案所得氨的含量高，主要是因为使用了铁作催化剂 B.采用该方案生产氨，活化能和ΔH均减小 C.该方案所得氨的含量高，与反应温度较低有关 D.为了提高氨的产率，应尽量采取较高温度提高化学反应速率 解析：选C。由循环图可知，铁是合成氨的催化剂，但催化剂不影响平衡移动，A错误；使用催化剂能降低活化能，但不改变反应的ΔH，B错误；合成氨是放热反应，较低的反应温度有利于提高氮气的转化率及氨的产率，C正确；合成氨是放热反应，温度过高会影响氨的产率，D错误。 7．反应Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ均会在工业生产硝酸中发生，其中反应Ⅰ、Ⅱ发生在氧化炉中，反应Ⅲ发生在氧化塔中，不同温度下各反应的化学平衡常数见下表。 温度/K 化学平衡常数 反应Ⅰ：4NH3 ＋5O2⥫⥬ 4NO＋6H2O 反应Ⅱ：4NH3 ＋3O2⥫⥬ 2N2＋6H2O 反应Ⅲ： 2NO＋O2 ⥫⥬2NO2 500 1.1×1026 7.1×1034 1.3×102 700 2.1×1019 2.6×1025 1.0 下列说法正确的是(　　) A．使用选择性催化反应Ⅰ的催化剂可增大氧化炉中NO的含量 B．通过改变氧化炉的温度可促进反应Ⅰ而抑制反应Ⅱ C．通过改变氧化炉的压强可促进反应Ⅰ而抑制反应Ⅱ D．氧化炉出气在进入氧化塔前应进一步提高温度 解析：选A。A项，尽管两种温度下反应Ⅱ的平衡常数都很大，但可以使用选择性催化反应Ⅰ的催化剂，使反应Ⅰ尽快达到平衡，继而达到增大氧化炉中NO含量的目的，正确；B项，反应Ⅰ和Ⅱ都是放热反应，升高温度时两反应均受到抑制，降低温度时两反应均被促进，错误；C项，在题给温度下，生成的H2O均为气态，反应Ⅰ、Ⅱ都是气体分子数增大的反应，压强对平衡的影响一致，错误；D项，反应Ⅲ属于放热反应，氧化炉出气在进入氧化塔前进一步提高温度，会使反应Ⅲ平衡逆向移动，从而导致产物的产率降低，错误。 8．1913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。下图是合成氨生产流程示意图，下列说法不正确的是(　　) A．“干燥净化”可以防止催化剂中毒 B．“压缩机加压”既提高了原料的转化率又增大了反应速率 C．“冷却”提高了原料的平衡转化率和利用率 D．“铁触媒”在生产过程中需使用外加热源持续加热 解析：选D。合成氨反应为放热反应，“铁触媒”在生产过程中可以通过反应放出的热量和热交换达到反应所需的温度，不需使用外加热源持续加热，故D错误。　 9．(2026·信阳高二统考)硫酸是重要化工原料，工业生产硫酸的原理示意图如下。下列说法错误的是(　　) A．反应Ⅰ，将黄铁矿换成硫黄可以减少废渣的产生 B．反应Ⅱ选择常压下进行的原因是常压下SO2转化率已很高，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%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平衡转化率，应鼓入过量空气，且越多越好 解析：选D。反应Ⅱ中若鼓入太多空气，则会导致二氧化硫的浓度太低，反应速率减小，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。 10．(2026·长沙高二检测)在一定条件下探究二甲醚的制备，反应原理为2CO(g)＋4H2(g)⥫⥬CH3OCH3(g)＋H2O(g)　ΔH，测定结果如下图所示。下列判断错误的是　(　　) A．该反应的ΔH<0 B．该反应伴随着副反应的发生 C．工业选择的较适宜温度为280～290 ℃ D．加入催化剂可以提高CH3OCH3的产率 解析：选D。由题图可知，随着温度升高，CO的转化率降低，所以升高温度，平衡逆向移动，该反应是放热反应，ΔH＜0，A项正确；由题图可知，CO的转化率降低的同时CH3OCH3的产率在不同温度下差别较大，说明该反应伴随着副反应的发生，B项正确；在280～290 ℃范围内，CH3OCH3的产率较高，故工业选择的较适宜温度为280～290 ℃，C项正确；加入催化剂可增大反应速率，但不能提高CH3OCH3的产率，D项错误。 11．(2026·安阳高二月考)利用工业废气中的CO2合成甲醇：①CO2(g)＋3H2(g)⥫⥬CH3OH(g)＋H2O(g)　ΔH＝－48.97 kJ·mol-1 通常会伴随着副反应：②CO2(g)＋H2(g)⥫⥬CO(g)＋H2O(g)　ΔH＝＋41.17 kJ·mol-1 下列是某些同学在选择反应条件时所提出的观点，其中正确的是(　　) A．甲同学：增大反应物浓度，一定有利于提高CO2的转化率 B．乙同学：选择合适的催化剂，能提高一定时间内的产率，还能提高甲醇的选择性 C．丙同学：反应①是放热反应，反应②是吸热反应，故生产温度越低越好 D．丁同学：恒容时通入一定量的He(g)，增大压强，有利于反应①正向进行 解析：选B。增大c(H2)，平衡向右移动，可以提高CO2的转化率；增大c(CO2)，虽然平衡也向右移动，但CO2的转化率反而降低，A错误。选择合适的催化剂，增大了反应速率，单位时间内的产率升高，提高一定时间内的生产效率，同时还可以通过选择合适催化剂提高甲醇的选择性，生产更多的甲醇，B正确。反应①是放热反应，反应②是吸热反应，虽然低温有利于反应①平衡向右移动，但反应速率太小，单位时间内甲醇的产率反而降低，不符合工业生产的要求，C错误。恒容时通入一定量的He(g)，原平衡体系中各物质的浓度不变，平衡不移动，对平衡不产生影响，D错误。 12．人工固氮是目前研究的热点。Haber­Bosch合成氨法是以铁为主要催化剂、在400～500 ℃和10 MPa～30 MPa的条件下，由N2和H2直接合成NH3。 (1)上述反应生成17 g NH3时放出46 kJ热量，写出该反应的热化学方程式：______________________________________________________ ______________________________________________________。 (2)我国科学家研制出一种新型催化剂，将合成氨的温度、压强分别降到350 ℃、1 MPa，该催化剂对工业生产的意义是______________________________________________________ ______________________________________________________。 (3)在2 L恒容密闭容器中，按投料比分别为1∶1、2∶1、3∶1进行反应，相同时间内测得N2的转化率与温度、投料比的关系如右图所示(不考虑催化剂失活)。 ①曲线Ⅰ表示投料比＝____________。某温度下，曲线Ⅰ对应反应达到平衡时N2的转化率为x，此时混合气体中NH3的体积分数为____________(用含x的代数式表示)。 ②下列有关图像的分析错误的是________(填字母)。 A．投料比越大，H2的平衡转化率越大 B．T<T0，投料比一定时，升高温度，反应速率增大 C．T>T0，投料比一定时，升高温度，平衡向左移动 D．T>T0，投料比一定时，升高温度，反应速率减小 解析：(1)17 g NH3的物质的量是＝1 mol，生成1 mol NH3时放出46 kJ热量，则生成2 mol NH3放出的热量是92 kJ，所以该反应的热化学方程式是N2(g)＋3H2(g)⥫⥬2NH3(g)　ΔH＝－92 kJ·mol-1。 (3)①在相同温度下，投料比越大，氮气的转化率越高，故曲线Ⅰ表示投料比＝3∶1；设H2、N2的初始物质的量分别为3 mol、1 mol，N2转化的物质的量为x mol，列“三段式”： 　　　　 　N2(g)＋3H2(g)⥫⥬2NH3(g) 起始量/mol　　1　　 3　　　　 0 转化量/mol x 3x 2x 平衡量/mol 1－x 3－3x 2x 所以混合气体中NH3的体积分数为×100%＝×100%。②投料比越大，H2的平衡转化率越小，故A错误；投料比一定时，升高温度，化学反应速率增大，故B正确、D错误；投料比一定时，由于该反应是放热反应，所以平衡之后，升高温度，平衡向左移动，故C正确。 答案：(1)N2(g)＋3H2(g)⥫⥬2NH3(g)　ΔH＝－92 kJ·mol-1 (2)节能、降低生产成本(答案合理即可) (3)①3∶1　×100%　②AD 13．氨的催化氧化是工业制硝酸的基础，反应机理如图1，在1 L密闭容器中充入1 mol NH3和2 mol O2，测得有关产物的物质的量与温度的关系如图2。下列说法错误的是(　　) A．加入Pt­Rh合金的目的是提高反应速率 B．氨的催化氧化最佳温度应控制在840 ℃左右 C．520 ℃时，NH3的转化率为40% D.840 ℃以上，可能发生了反应：2NO(g)⥫⥬O2(g)＋N2(g) 解析：选C。催化剂可增大反应速率，但不影响平衡移动，故加入Pt­Rh合金的目的是提高反应速率，故A正确；由题图2可知，840 ℃时NO的物质的量最大，说明氨的催化氧化最佳温度应控制在840 ℃左右，故B正确；由题图2可知，520 ℃时，NO、N2的物质的量均为0.2 mol，由N原子守恒可知，NH3的转化率为×100%＝60%，故C错误；由题图2可知，840 ℃以上，NO的物质的量减小，N2的物质的量增加，说明可能发生反应：2NO(g)⥫⥬O2(g)＋N2(g)，故D正确。 学科网（北京）股份有限公司 $