2.4 化学反应的调控（6大题型专练，黑吉辽蒙专用） 化学人教版选择性必修1

**基本信息** 以合成氨反应为载体，通过6类题型系统构建“原理-条件-流程-图像-综合应用”的解题方法体系，强化科学思维与证据推理能力。 **专项设计** |模块|题量/典例|方法提炼|知识逻辑| |----|-----------|----------|----------| |外界条件影响|1+3|速率与平衡双角度条件分析|反应原理（放热、气体体积减小）→条件影响规律| |工艺流程|1+3|原料-反应-分离-循环流程分析法|反应原理指导工艺流程设计，体现绿色化学| |图像分析|1+3|“定一议二”“先拐先平”图像技巧|速率平衡理论→图像分析模型| |适宜条件选择|1+3|速率/平衡/成本综合优化原则|平衡移动原理与工业实际结合| |综合应用|1+3|多因素调控系统分析方法|整合速率、平衡、流程解决复杂问题| |速率与平衡图像|1+3|三看分析法（速率/正逆相对大小/平衡移动）|宏观现象到微观本质的认知进阶|

第四节 化学反应的调控（题型突破·举一反三） 题型01外界条件对合成氨反应的影响 题型02合成氨反应的工艺流程 题型03合成氨反应的图像分析 题型04工业合成氨适宜条件的选择 题型05化学反应调控的综合应用 题型06化学反应速率与平衡图像的综合分析 ▌题型01 外界条件对合成氨反应的影响 1.合成氨反应原理：N2（g）＋3H2（g）2NH3（g）　ΔH＝－92.4 kJ·mol－1。反应特点：气体体积减小的放热反应。 2.外界条件对合成氨反应的影响 （1）升高温度、增大压强、增大反应物浓度及使用催化剂等，都可以使合成氨的反应速率增大。 （2）降低温度、增大压强、增大反应物的浓度等有利于提高平衡混合物中氨的含量。 （3）催化剂可以增大反应速率，但不改变平衡混合物的组成。 【典例1】（25-26高二上·吉林长春·阶段检测）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．通过添加适度过量的来提高的转化率 B．高温能缩短反应达到平衡的时间，有利于提高氨的平衡产率 C．合成塔压强控制在，是对生产设备条件和经济成本综合考虑的结果 D．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 【变式1-1】（24-25高二上·吉林·阶段检测）对于工业合成氨的反应，以下分析错误的是 A．可以通过改变温度、压强控制合成氨的反应限度 B．高压比常压条件更有利于合成氨的反应，提高氨气的产率 C．左右比室温更有利于合成氨的反应，提高氨气的产率 D．合成氨工业采用高压，不仅能提高转化率，还能缩短到达平衡的时间 【变式1-2】（25-26高二上·辽宁阜新·期中）有关工业合成氨的说法正确的是 A．使用铁催化剂可提高反应物的平衡转化率 B．将氨气液化分离后，可提高氨气的产率 C．升高温度有利于向合成氨反应方向进行 D．增大压强有利于加快反应速率，所以压强越大越好 【变式1-3】（24-25高二上·黑龙江绥化·阶段检测）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02合成氨反应的工艺流程 合成氨生产流程示意图： (1)原料气的制取 N2：将空气液化、蒸发分离出N2。 H2：用水和燃料(煤、焦炭、石油、天然气等)在高温下制取。用煤和水制H2的主要反应为 C＋H2O(g) CO＋H2 CO＋H2O(g) CO2＋H2 (2)制得的N2、H2需净化、除杂质，再用压缩机压缩至高压。 (3)氨的合成：在适宜的条件下，在合成塔中进行。 (4)氨的分离：经冷凝使氨液化，将氨分离出来，为提高原料的利用率，将没有完全反应的N2、H2送入合成塔循环，使其被充分利用。 【典例2】（25-26高二上·辽宁大连·阶段检测）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．“干燥净化”的目的是防止混有的杂质使催化剂中毒 B．合成氨一般选择400~500℃进行，主要是让铁触媒的活性最大，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．合成氨采用循环操作，主要是为了提高和的利用率 【变式2-1】（24-25高二上·黑龙江·阶段检测）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 【变式2-2】（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 【变式2-3】（25-26高二上·黑龙江佳木斯·阶段检测）已知N2＋3H22NH3 ΔH= -92 kJ·mol-1  ΔS=-198 J·mol-1·K-1。工业合成氨的流程如图所示。下列说法正确的是 A．步骤③中热交换的目的是为原料气提供热量，提高经济效益 B．高温可以加快反应速率，所以生产中温度越高越好 C．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 D．步骤②④⑤⑥均有利于提高原料的平衡转化率 ▌题型03 合成氨反应的图像分析 下图为合成氨反应N2(g)＋3H2(g)2NH3(g) ΔH <0的速率随时间变化的曲线图： 图像分析： （1）t0时，v正、v逆均不为零,说明反应从两个方向同时开始，由于v正＞v逆，所以反应向正反应方向进行； （2）t1时，增大反应物浓度，平衡向正反应方向移动； （3）t2时，减小生成物浓度，平衡向正反应方向移动； （4）t3时，增大压强，平衡向正反应方向移动； （5）t4时，减小压强，平衡向逆反应方向移动； （6）t5时，升高温度，平衡向逆反应方向移动； （7）t6时，降低温度，平衡向正反应方向移动； （8）t7时，增大N2、H2的浓度，减小NH3的浓度，平衡向正反应方向移动； （9）t8时，加入催化剂，平衡不移动。 【典例3】一定条件下，合成氨反应：N2（g）＋3H2（g）2NH3（g）。图1为该反应的能量变化图；图2表示在2L的恒容密闭容器中反应时的物质的量随时间的变化曲线；图3表示在其他条件不变的情况下，改变起始物的物质的量对该反应平衡的影响。下列说法正确的是 A．工业合成氨采用400~500℃是为了加快反应速率和提高反应物的转化率 B．由图1可知，活化分子变成2 mol生成物分子放出的能量为92 kJ C．由图2信息，从11min起其他条件不变，增加的量，则的变化曲线为c D．图3中温度：，e、f、g三点所处的平衡状态中，反应物的转化率最高的是g点 【变式3-1】在30 MPa下，工业合成氨生产过程中，N2与H2按体积比为1:3投料时，反应混合物中氨的体积分数随温度的变化曲线如图所示，其中一条是经过一定时间反应后的曲线，另一条是平衡时的曲线。 下列说法不正确的是 A．图中表示该反应的平衡曲线是Ⅰ B．图中a点，容器内气体n(N2)∶n(NH3)=1:2 C．图中b点，反应速率：v正>v逆 D．控制在500～550 ℃时，平衡混合物中NH3的体积分数最大 【变式3-2】某密闭容器中发生反应：。根据下列图像，下列有关说法错误的是 A．时改变的条件是升高温度 B．时加入催化剂，正、逆反应速率同等程度增大 C．时改变的条件可能是缩小容器容积，增大压强 D．该反应的反应物总能量大于生成物总能量 【变式3-3】我国目前氨的生产能力位居世界首位。合成氨反应为：。在不同压强下，按Ⅰ、Ⅱ两种不同物质的量分数进气组进行投料，I为，Ⅱ为反应达平衡时氨的物质的量分数与温度的关系如下图所示。 下列说法正确的是 A．温度升高，合成氨的平衡常数K增大 B．图b对应的是进气组I C．图a中，当时，氮气的转化率 D．适当的使用催化剂，可以提高合成氨的平衡转化率 ▌题型04 工业合成氨适宜条件的选择 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 【典例4】工业合成氨是人类科学技术的重大突破，N2（g）＋3H2（g）2NH3（g）ΔH＝－92.4 kJ·mol－1  。下列关于工业合成氨条件选择的说法不正确的是 A．为了提高氢气的转化率，可适当增加氮气浓度 B．选择，可以用平衡移动原理解释 C．选择高压，不能改变反应平衡常数，但是可以增大正向进行程度 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 【变式4-1】工业合成氨是人类科学技术的一项重大突破，其反应如下：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)   △H=-92.4kJ·mol−1。下面说法正确的是 A．由于N2在空气中含量高，因此直接将空气与氢气混合通入反应炉 B．将生成的氨气及时液化分离，可推动平衡正向移动，加快反应速率 C．合成氨一般选择400～500℃的原因主要考虑了温度对平衡移动的影响 D．增大压强虽能提高平衡产率，但实际生产中常采用20MPa以节省设备成本 【变式4-2】针对工业合成氨N2+3H23NH3，下列说法不正确的是 A．为加快反应速率，需选择适宜的温度 B．为防止催化剂中毒，原料气必须净化 C．合成塔出来的气体分离出NH3后循环使用 D．增大压强既可加快反应又可提高转化率，故工业生产压强越高越好 【变式4-3】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③中反应温度越高催化剂活性越大 C．步骤③、④均有利于提高原料的平衡转化率 D．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 ▌题型05 化学反应调控的综合应用 选取适宜的化工生产条件时,要运用反应速率和化学平衡移动的相关知识,同时考虑化工生产中的动力、材料及设备等因素的影响,综合选取适宜的生产条件。具体分析如下: 条件 原则 从化学反应速率分析 既不能过快，又不能太慢 从化学反应限度分析 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 注意温度对催化剂的活性的限制 【典例5】下列关于工业合成氨反应的调控说法正确的是 A．合成氨时，常采用迅速冷却的方法将氨液化，提高平衡转化率 B．合成氨时为提高平衡转化率，温度越高越好 C．增大浓度，可以提高活化分子百分数，从而加快反应速率 D．合成氨选择的压强，目的是加快反应速率，并提高转化率 【变式5-1】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 【变式5-2】接触室（结构如图1，其中1~4表示催化剂层，5~7表示热交换器层）中发生反应： 　。 已知：①最适宜温度指最大反应速率对应的温度，取决于催化剂最佳活性区间； ②图2为接触室中SO2的转化率随温度变化情况。 下列说法不正确的是 A．该反应、，故低温自发 B．降温段为热交换器层6 C．经4次催化反应，显著提高SO2的平衡转化率 D．接触室中主要通过热交换器换热实现最适宜温度 【变式5-3】人们可通过改变条件来调控化学反应的速率与限度，使其向着对人类更有益的方向发展。下列条件的改变不是从化学反应速率与限度的角度考虑的是 A．汽车排气管中使用三元催化器 B．燃煤中加入CaO C．橡胶轮胎中加入防老剂 D．合成NH3时使用高温、高压、催化剂 ▌题型06 化学反应速率与平衡图像的综合分析 1．分析图像题的思维流程 2．解题技巧 (1)“定一议二”原则 在化学平衡图像中，了解纵轴、横轴和曲线所表示的三个物理量的意义。在确定横轴所表示的物理量后，讨论纵轴与曲线的关系，或在确定纵轴所表示的物理量后，讨论横轴与曲线的关系。 如反应2A(g)＋B(g)2C(g)达到化学平衡时，A的平衡转化率与压强和温度的关系如图1所示[纵轴为A的平衡转化率(α)，横轴为反应温度(T)]。 定压看温度变化，升高温度曲线走势降低，说明A的转化率降低，平衡向逆反应方向移动，正反应是放热反应。 定温看压强变化，因为此反应是反应后气体体积减小的反应，增大压强，平衡向正反应方向移动，A的转化率增大，故p2>p1。 (2)“先拐先平数值大”原则 对于同一化学反应在化学平衡图像中，先出现拐点的反应先达到平衡状态，相应曲线对应的反应速率大，所以先出现拐点的曲线表示的温度较高(如图2所示，α表示反应物的转化率)或压强较大[如图3所示，φ(A)表示反应物A的体积分数]。 图2：T2>T1，正反应放热。 图3：p1<p2，正反应为气体体积减小的反应。 (3)三看分析法 一看反应速率是增大还是减小；二看v正、v逆的相对大小；三看化学平衡移动的方向。 【典例6】在2 L的恒容密闭容器中发生反应。200℃时容器中A、B、C的物质的量随时间的变化关系如图1所示，不同温度下平衡时C的体积分数随起始的变化关系如图2所示。则下列结论正确的是 A．200℃时，反应从开始到平衡时的平均速率 B．200℃时，向容器中充入2 mol A和1 mol B，达平衡时，A的体积分数大于50% C．若在图1所示的平衡状态下再向体系中充入0.2 mol B和0.3 mol C，重新达平衡前 D．由图2知，的，且 【变式6-1】已知某可逆反应的正反应是放热反应。则温度对此反应的正、逆反应速率影响的曲线(如图所示)中，正确的是 【变式6-2】在绝热（与环境无热交换）恒容密闭容器中研究反应，反应过程中两种气体的浓度随时间的变化如图。下列说法正确的是 A．曲线甲代表 B．达到反应限度时，反应物气体的转化率为40% C．X点时，曲线乙对应物质的生成速率小于消耗速率 D．可根据反应体系的温度变化判断反应是否达到平衡 【变式6-3】某温度下，在恒容密闭容器中发生反应：，反应过程中的化学反应速率随时间的变化关系如图所示。下列说法正确的是 A．t1时，v正(SO2) > v逆(SO2) B．t2时，反应达到最大限度，反应已经停止 C．温度升高可使化学反应速率加快，所以实际生产中温度越高越好 D．容器中充入氦气增大压强，可以加快该反应的化学反应速率 / 学科网（北京）股份有限公司 $ 第四节 化学反应的调控（题型突破·举一反三） 题型01外界条件对合成氨反应的影响 题型02合成氨反应的工艺流程 题型03合成氨反应的图像分析 题型04工业合成氨适宜条件的选择 题型05化学反应调控的综合应用 题型06化学反应速率与平衡图像的综合分析 ▌题型01 外界条件对合成氨反应的影响 1.合成氨反应原理：N2（g）＋3H2（g）2NH3（g）　ΔH＝－92.4 kJ·mol－1。反应特点：气体体积减小的放热反应。 2.外界条件对合成氨反应的影响 （1）升高温度、增大压强、增大反应物浓度及使用催化剂等，都可以使合成氨的反应速率增大。 （2）降低温度、增大压强、增大反应物的浓度等有利于提高平衡混合物中氨的含量。 （3）催化剂可以增大反应速率，但不改变平衡混合物的组成。 【典例1】（25-26高二上·吉林长春·阶段检测）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．通过添加适度过量的来提高的转化率 B．高温能缩短反应达到平衡的时间，有利于提高氨的平衡产率 C．合成塔压强控制在，是对生产设备条件和经济成本综合考虑的结果 D．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 【答案】C 【详解】A．根据平衡移动原理，增加H2的浓度确实能提高N2的转化率，但工业生产需要综合考虑经济效益，通常将N2和H2的投料比控制在1∶3左右，并通过循环利用未反应的气体来提高原料的综合利用率，而非采用通入大量过量H2的方式，A错误； B．高温虽加快反应速率，但合成氨是放热反应，高温会降低氨的平衡产率，B错误； C．增大压强，既能加快反应速率、又能提高氨的平衡产率，但压强越大，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，压强控制在10～30 MPa是对生产设备条件和经济成本综合考虑的结果，C正确； D．移除NH3可使平衡正向移动，但平衡常数仅与温度有关，反应的平衡常数不会改变，D错误； 答案选C。 【变式1-1】（24-25高二上·吉林·阶段检测）对于工业合成氨的反应，以下分析错误的是 A．可以通过改变温度、压强控制合成氨的反应限度 B．高压比常压条件更有利于合成氨的反应，提高氨气的产率 C．左右比室温更有利于合成氨的反应，提高氨气的产率 D．合成氨工业采用高压，不仅能提高转化率，还能缩短到达平衡的时间 【答案】C 【详解】A．改变温度、压强，可使合成氨的反应平衡发生移动，可改变反应的限度，故A正确； B．增大压强，反应速率增大，且平衡正向移动，提高产率，故B正确； C．合成氨反应的正反应为放热反应，升高温度，平衡逆向移动，不利于提高氨气的产率，故C错误； D．增大压强，反应速率增大，且平衡正向移动，可提高反应的转化率和氨气的产率，还能缩短到达平衡的时间，故D正确； 故选C。 【变式1-2】（25-26高二上·辽宁阜新·期中）有关工业合成氨的说法正确的是 A．使用铁催化剂可提高反应物的平衡转化率 B．将氨气液化分离后，可提高氨气的产率 C．升高温度有利于向合成氨反应方向进行 D．增大压强有利于加快反应速率，所以压强越大越好 【答案】B 【详解】A．催化剂只能加快反应速率，不影响化学平衡，因此无法提高平衡转化率，A错误； B．将氨气液化分离后，减少了生成物浓度，促使平衡向正反应方向移动，从而提高氨气产率，B正确； C．合成氨是放热反应，升高温度会使平衡逆向移动，不利于合成氨反应的进行，C错误； D．增大压强虽加快反应速率且有利于合成氨，但过高的压强对设备要求苛刻、且增加动力，实际生产中需综合考虑成本和安全，并非越大越好，D错误； 故答案为：B。 【变式1-3】（24-25高二上·黑龙江绥化·阶段检测）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02合成氨反应的工艺流程 合成氨生产流程示意图： (1)原料气的制取 N2：将空气液化、蒸发分离出N2。 H2：用水和燃料(煤、焦炭、石油、天然气等)在高温下制取。用煤和水制H2的主要反应为 C＋H2O(g) CO＋H2 CO＋H2O(g) CO2＋H2 (2)制得的N2、H2需净化、除杂质，再用压缩机压缩至高压。 (3)氨的合成：在适宜的条件下，在合成塔中进行。 (4)氨的分离：经冷凝使氨液化，将氨分离出来，为提高原料的利用率，将没有完全反应的N2、H2送入合成塔循环，使其被充分利用。 【典例2】（25-26高二上·辽宁大连·阶段检测）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．“干燥净化”的目的是防止混有的杂质使催化剂中毒 B．合成氨一般选择400~500℃进行，主要是让铁触媒的活性最大，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．合成氨采用循环操作，主要是为了提高和的利用率 【答案】B 【详解】A．干燥净化的目的是去除原料气中的杂质（如硫化物等），防止杂质使铁触媒中毒，A正确； B．合成氨选择400~500℃主要是因为铁触媒在此温度下活性最大，可加快反应速率，但该反应为放热反应，升高温度会降低平衡转化率，B错误； C．热交换可利用反应后的高温气体预热原料气（节约能源），同时冷却含氨气的混合气体，利于氨气液化分离，C正确； D．循环操作能将未反应的和重新送入反应器，提高原料利用率，D正确； 故答案选B。 【变式2-1】（24-25高二上·黑龙江·阶段检测）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。 【变式2-2】（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 【详解】A．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； B．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； C．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； D．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。 【变式2-3】（25-26高二上·黑龙江佳木斯·阶段检测）已知N2＋3H22NH3 ΔH= -92 kJ·mol-1  ΔS=-198 J·mol-1·K-1。工业合成氨的流程如图所示。下列说法正确的是 A．步骤③中热交换的目的是为原料气提供热量，提高经济效益 B．高温可以加快反应速率，所以生产中温度越高越好 C．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 D．步骤②④⑤⑥均有利于提高原料的平衡转化率 【答案】A 【详解】A．N2＋3H22NH3反应放热，步骤③热交换器的作用是利用反应后气体的余热预热原料气，为原料气提供热量，从而节约能源，提高经济效益，故A正确； B．N2＋3H22NH3反应放热，升高温度平衡逆向移动，高温虽能加快反应速率，但降低NH3产率，且铁触媒在400-500℃活性最高，并非温度越高越好，故B错误； C．加压可加快反应速率并使平衡正向移动，但压强过大会增加设备成本和能耗，工业上选择10-30MPa是综合成本与转化率的结果，并非压强越大越好，故C错误； D．催化剂不能使平衡移动，催化剂不影响平衡转化率，高温会使平衡逆向移动降低转化率，步骤④为催化剂和高温条件，不能提高转化率，故D错误； 选A。 ▌题型03 合成氨反应的图像分析 下图为合成氨反应N2(g)＋3H2(g)2NH3(g) ΔH <0的速率随时间变化的曲线图： 图像分析： （1）t0时，v正、v逆均不为零,说明反应从两个方向同时开始，由于v正＞v逆，所以反应向正反应方向进行； （2）t1时，增大反应物浓度，平衡向正反应方向移动； （3）t2时，减小生成物浓度，平衡向正反应方向移动； （4）t3时，增大压强，平衡向正反应方向移动； （5）t4时，减小压强，平衡向逆反应方向移动； （6）t5时，升高温度，平衡向逆反应方向移动； （7）t6时，降低温度，平衡向正反应方向移动； （8）t7时，增大N2、H2的浓度，减小NH3的浓度，平衡向正反应方向移动； （9）t8时，加入催化剂，平衡不移动。 【典例3】一定条件下，合成氨反应：N2（g）＋3H2（g）2NH3（g）。图1为该反应的能量变化图；图2表示在2L的恒容密闭容器中反应时的物质的量随时间的变化曲线；图3表示在其他条件不变的情况下，改变起始物的物质的量对该反应平衡的影响。下列说法正确的是 A．工业合成氨采用400~500℃是为了加快反应速率和提高反应物的转化率 B．由图1可知，活化分子变成2 mol生成物分子放出的能量为92 kJ C．由图2信息，从11min起其他条件不变，增加的量，则的变化曲线为c D．图3中温度：，e、f、g三点所处的平衡状态中，反应物的转化率最高的是g点 【答案】D 【详解】A．工业合成氨为放热反应，升高温度使平衡逆向移动，降低反应物转化率，400~500℃主要是为提高催化剂活性，加快反应速率， A错误； B．图1中反应热ΔH=508 kJ/mol - 600 kJ/mol=-92 kJ/mol，即生成2 mol NH3放出92 kJ能量，此为反应物总能量与生成物总能量差，而非活化分子变成生成物的能量，B错误； C．图2中11min前N2平衡量为0.3 mol，增加N2瞬间其物质的量瞬间增大，平衡被破坏，平衡正向移动使N2物质的量略减，新平衡中N2物质的量最终大于原平衡的物质的量量，则的变化曲线为b， C错误； D．合成氨放热，温度升高平衡逆向移动，NH3体积分数降低，故T1<T2；T1温度下N2转化率随H2量增加而增大，e、f、g三点所处的平衡状态中g点对应H2的量最多，转化率最高，D正确； 故选D。 【变式3-1】在30 MPa下，工业合成氨生产过程中，N2与H2按体积比为1:3投料时，反应混合物中氨的体积分数随温度的变化曲线如图所示，其中一条是经过一定时间反应后的曲线，另一条是平衡时的曲线。 下列说法不正确的是 A．图中表示该反应的平衡曲线是Ⅰ B．图中a点，容器内气体n(N2)∶n(NH3)=1:2 C．图中b点，反应速率：v正>v逆 D．控制在500～550 ℃时，平衡混合物中NH3的体积分数最大 【答案】B 【详解】A．合成氨为放热反应，故随着温度的升高，平衡逆向移动，NH3的体积分数会逐渐降低，故曲线Ⅰ表示该反应平衡时的曲线，A正确； B．设反应前N2、H2的物质的量分别为1 mol、3 mol，a点已达到平衡，设此时消耗N2的物质的量为x mol；，平衡时，气体的总物质的量为，且平衡时的体积分数为＝50%，解得，此时n(N2)∶n(NH3)＝，B错误； C．b点后NH3的体积分数仍在增大，说明反应仍在向正反应方向进行，此时v正v逆，C正确； D．曲线Ⅱ表示随着反应的进行，NH3的体积分数逐渐增大，但反应达到平衡状态后继续升温，氨的体积分数减小，图中500～550 ℃时，平衡混合物中NH3的体积分数最大，D正确； 故选B。 【变式3-2】某密闭容器中发生反应：。根据下列图像，下列有关说法错误的是 A．时改变的条件是升高温度 B．时加入催化剂，正、逆反应速率同等程度增大 C．时改变的条件可能是缩小容器容积，增大压强 D．该反应的反应物总能量大于生成物总能量 【答案】C 【详解】A．t1时，正、逆反应速率瞬间增大，改变的条件为升高温度或者增大压强，速率突变时，逆反应速率>正反应速率，则改变的条件为升高温度，且平衡向逆反应方向移动，A正确； B．催化剂能同等程度加快正、逆反应速率，且不影响化学平衡（平衡不移动），B正确； C．t4时，正、逆反应速率瞬间减小，改变的条件为降低温度或者减小压强，速率突变时，逆反应速率>正反应速率，则改变的条件为减小压强，C错误； D．该反应，为放热反应，反应物总能量大于生成物总能量，D正确； 故答案选C。 【变式3-3】我国目前氨的生产能力位居世界首位。合成氨反应为：。在不同压强下，按Ⅰ、Ⅱ两种不同物质的量分数进气组进行投料，I为，Ⅱ为反应达平衡时氨的物质的量分数与温度的关系如下图所示。 下列说法正确的是 A．温度升高，合成氨的平衡常数K增大 B．图b对应的是进气组I C．图a中，当时，氮气的转化率 D．适当的使用催化剂，可以提高合成氨的平衡转化率 【答案】C 【详解】A．由图可知，温度升高，氨气体积分数减小，平衡逆向移动，该反应为放热反应，温度升高，K减小，A错误； B．对比图a和图b中的信息可知，在相同温度和相同压强下，图b中平衡时氨的物质的量分数小，在恒压下充入惰性气体Ar，反应混合物中各组分的浓度减小，各组分的分压也减小，化学平衡要朝气体分子数增大的方向移动，因此，充入惰性气体Ar不利于合成氨，进料组成Ⅱ中含有惰性气体Ar的图是图b，B错误； C．图a中，进料组成为、两者物质的量之比为3：1，假设进料中氢气和氮气的物质的量分别为3 mol和1 mol，达到平衡时氮气的变化量为x mol，则有：，n平(N2)=  mol，n平(H2)= mol，  n平(NH3)=2x mol，当、时，，解之得，则氮气的转化率，C正确； D．催化剂只能提高反应的速率，不能提高平衡转化率，D错误； 故选C。 ▌题型04 工业合成氨适宜条件的选择 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 【典例4】工业合成氨是人类科学技术的重大突破，N2（g）＋3H2（g）2NH3（g）ΔH＝－92.4 kJ·mol－1  。下列关于工业合成氨条件选择的说法不正确的是 A．为了提高氢气的转化率，可适当增加氮气浓度 B．选择，可以用平衡移动原理解释 C．选择高压，不能改变反应平衡常数，但是可以增大正向进行程度 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】B 【详解】A．适当增大反应物的浓度，平衡正向移动，的消耗量增加，转化率提高，A正确； B．合成氨反应正反应为放热反应，升高温度平衡逆向移动，选择是因为该温度下催化剂活性高、反应速率较快，不能用平衡移动原理解释，B错误； C．平衡常数仅与温度有关，高压不会改变平衡常数，该反应正反应气体分子数减小，加压平衡正向移动，可增大反应正向进行程度，C正确； D．原料气中的杂质会导致催化剂活性丧失（催化剂中毒），因此进入合成塔前必须经过干燥净化，D正确； 故选B。 【变式4-1】工业合成氨是人类科学技术的一项重大突破，其反应如下：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)   △H=-92.4kJ·mol−1。下面说法正确的是 A．由于N2在空气中含量高，因此直接将空气与氢气混合通入反应炉 B．将生成的氨气及时液化分离，可推动平衡正向移动，加快反应速率 C．合成氨一般选择400～500℃的原因主要考虑了温度对平衡移动的影响 D．增大压强虽能提高平衡产率，但实际生产中常采用20MPa以节省设备成本 【答案】D 【详解】A．空气中含有，与混合在高温下易发生爆炸，且存在其他杂质会干扰反应，不能直接将空气与氢气混合通入反应炉，A错误； B．将生成的及时液化分离，会降低生成物浓度，虽然可推动平衡正向移动，但反应速率会减慢，无法加快反应速率，B错误； C．合成氨反应，升高温度平衡会逆向移动，选择400～500℃主要是因为该温度下催化剂铁触媒的活性最高，同时可加快反应速率，并非考虑温度对平衡移动的影响，C错误； D．该反应正向为气体分子数减少的反应，增大压强平衡正向移动可提高平衡产率，但压强过高会大幅提升设备抗压要求、增加生产成本，实际生产采用20MPa左右可节省设备成本，D正确； 故选D。 【变式4-2】针对工业合成氨N2+3H23NH3，下列说法不正确的是 A．为加快反应速率，需选择适宜的温度 B．为防止催化剂中毒，原料气必须净化 C．合成塔出来的气体分离出NH3后循环使用 D．增大压强既可加快反应又可提高转化率，故工业生产压强越高越好 【答案】D 【详解】A．合成氨反应温度过低时反应速率过慢，选择适宜温度可加快反应速率，同时保证催化剂活性较高，A正确； B．原料气中的杂质会导致催化剂失去活性，即催化剂中毒，因此原料气必须净化，B正确； C．合成氨为可逆反应，反应物转化率较低，分离出后未反应的、循环使用可提高原料利用率，C正确； D．增大压强确实可加快反应速率且使平衡正向移动提高反应物转化率，但压强过高会大幅提升设备成本和能耗，因此工业生产选择适宜压强而非压强越高越好，D错误； 故选D。 【变式4-3】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③中反应温度越高催化剂活性越大 C．步骤③、④均有利于提高原料的平衡转化率 D．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 【答案】A 【详解】A．工业合成氨的原料气中可能含有硫化物等杂质，这些杂质会导致铁触媒中毒失去活性，步骤①中“净化”是除去杂质以防止催化剂中毒，A正确； B．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，温度过高会导致催化剂活性下降甚至失活，并非温度越高活性越大，B错误； C．步骤③中催化剂只能提高反应速率，不能提高平衡转化率，步骤④液化分离出氨气可以使平衡正向移动，可提高原料平衡转化率，C错误； D．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，D错误； 故选A。 ▌题型05 化学反应调控的综合应用 选取适宜的化工生产条件时,要运用反应速率和化学平衡移动的相关知识,同时考虑化工生产中的动力、材料及设备等因素的影响,综合选取适宜的生产条件。具体分析如下: 条件 原则 从化学反应速率分析 既不能过快，又不能太慢 从化学反应限度分析 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 注意温度对催化剂的活性的限制 【典例5】下列关于工业合成氨反应的调控说法正确的是 A．合成氨时，常采用迅速冷却的方法将氨液化，提高平衡转化率 B．合成氨时为提高平衡转化率，温度越高越好 C．增大浓度，可以提高活化分子百分数，从而加快反应速率 D．合成氨选择的压强，目的是加快反应速率，并提高转化率 【答案】A 【详解】A．将氨液化分离，生成物浓度减小，平衡正向移动，可提高平衡转化率，A正确； B．合成氨反应为放热反应，升高温度平衡逆向移动，平衡转化率降低，且温度过高会降低催化剂活性，并非温度越高越好，B错误； C．增大浓度时，单位体积内活化分子数目增多，但活化分子百分数不变，C错误； D．工业合成氨实际选择10~30的压强，100~300压强过高，对设备强度、制造技术要求极高，经济上不合理，D错误； 故选A。 【变式5-1】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。 【变式5-2】接触室（结构如图1，其中1~4表示催化剂层，5~7表示热交换器层）中发生反应： 　。 已知：①最适宜温度指最大反应速率对应的温度，取决于催化剂最佳活性区间； ②图2为接触室中SO2的转化率随温度变化情况。 下列说法不正确的是 A．该反应、，故低温自发 B．降温段为热交换器层6 C．经4次催化反应，显著提高SO2的平衡转化率 D．接触室中主要通过热交换器换热实现最适宜温度 【答案】C 【详解】A．该反应气体总物质的量减小，故，已知，根据时反应自发，低温下满足，反应可自发进行，A正确； B．由题干图像信息可知，过程温度升高、转化率上升，对应催化剂层中放热反应过程；为降温段，对应热交换器层，结合接触室结构可知对应热交换器层6，B正确； C．催化剂只能改变反应速率，不影响化学平衡状态，无法改变平衡转化率，SO2实际转化率提升是由于降温使平衡正向移动，与催化过程无关，C错误； D．由题干信息可知，反应放热，温度过高会降低催化剂活性、使平衡逆向移动，接触室通过热交换器移出反应热量，维持反应在催化剂最佳活性的最适宜温度下进行，D正确； 故答案为：C。 【变式5-3】人们可通过改变条件来调控化学反应的速率与限度，使其向着对人类更有益的方向发展。下列条件的改变不是从化学反应速率与限度的角度考虑的是 A．汽车排气管中使用三元催化器 B．燃煤中加入CaO C．橡胶轮胎中加入防老剂 D．合成NH3时使用高温、高压、催化剂 【答案】B 【详解】A．汽车排气管中使用三元催化器能够加快反应2NO+2CO⇌N2+2CO2的速率，与化学反应速率有关，A不符合题意； B．燃煤中加入CaO为了减少SO2的排放，减少污染，与化学反应速率与限度都无关，B符合题意； C．橡胶轮胎中加入防老剂减缓橡胶老化的速率，C不符合题意； D．合成时使用高温是为了提高催化剂活性、加快反应速率（平衡逆向移动），使用高压是为了加快反应速率、使平衡正向移动提升产率，均与化学反应速率与限度有关，D不符合题意； 故答案选B。 ▌题型06 化学反应速率与平衡图像的综合分析 1．分析图像题的思维流程 2．解题技巧 (1)“定一议二”原则 在化学平衡图像中，了解纵轴、横轴和曲线所表示的三个物理量的意义。在确定横轴所表示的物理量后，讨论纵轴与曲线的关系，或在确定纵轴所表示的物理量后，讨论横轴与曲线的关系。 如反应2A(g)＋B(g)2C(g)达到化学平衡时，A的平衡转化率与压强和温度的关系如图1所示[纵轴为A的平衡转化率(α)，横轴为反应温度(T)]。 定压看温度变化，升高温度曲线走势降低，说明A的转化率降低，平衡向逆反应方向移动，正反应是放热反应。 定温看压强变化，因为此反应是反应后气体体积减小的反应，增大压强，平衡向正反应方向移动，A的转化率增大，故p2>p1。 (2)“先拐先平数值大”原则 对于同一化学反应在化学平衡图像中，先出现拐点的反应先达到平衡状态，相应曲线对应的反应速率大，所以先出现拐点的曲线表示的温度较高(如图2所示，α表示反应物的转化率)或压强较大[如图3所示，φ(A)表示反应物A的体积分数]。 图2：T2>T1，正反应放热。 图3：p1<p2，正反应为气体体积减小的反应。 (3)三看分析法 一看反应速率是增大还是减小；二看v正、v逆的相对大小；三看化学平衡移动的方向。 【典例6】在2 L的恒容密闭容器中发生反应。200℃时容器中A、B、C的物质的量随时间的变化关系如图1所示，不同温度下平衡时C的体积分数随起始的变化关系如图2所示。则下列结论正确的是 A．200℃时，反应从开始到平衡时的平均速率 B．200℃时，向容器中充入2 mol A和1 mol B，达平衡时，A的体积分数大于50% C．若在图1所示的平衡状态下再向体系中充入0.2 mol B和0.3 mol C，重新达平衡前 D．由图2知，的，且 【答案】D 【详解】A．200℃时，反应从开始到平衡时的平均速率，A错误； B．由图1可知，向容器中充入0.8 mol A和0.4 mol B，5 min时反应达到平衡，此时A、B、C的物质的量的变化量分别为0.4 mol、0.2 mol、0.2 mol，故，平衡时A的体积分数为，200℃时向容器中充入2 mol A和1 mol B，相当于在平衡1的基础上增大压强，的平衡向正反应方向移动，故达到平衡时，A的体积分数小于，B错误； C．图1所示平衡状态下，，若在此状态下再向体系中充入0.2 mol B和0.3 mol C，，故平衡逆向移动，重新达到平衡前，C错误； D．由图2可知，一定时，温度越高平衡时C的体积分数越大，说明升高温度平衡向正反应方向移动，故正反应为吸热反应，即的，在一定温度下，的起始物质的量之比等于其对应的化学计量数之比时，平衡时生成物C的体积分数最大，故，D正确； 故答案选D。 【变式6-1】已知某可逆反应的正反应是放热反应。则温度对此反应的正、逆反应速率影响的曲线(如图所示)中，正确的是 【答案】B 【详解】A．温度升高会使活化分子百分数增大，正、逆反应速率均应增大，该图中、均随温度升高减小，不符合规律，A错误； B．温度升高正、逆反应速率均增大，题干中反应正反应放热，逆反应为吸热反应，逆反应活化能更大，速率受温度影响更显著，升高温度时增大的幅度大于，最终，符合规律，B正确； C．该图中随温度升高而减小，不符合温度升高反应速率增大的规律，C错误； D．该图中增大的幅度大于，说明升高温度平衡正向移动，对应正反应为吸热反应，与题干中正反应放热的条件不符，D错误； 故本题选B。 【变式6-2】在绝热（与环境无热交换）恒容密闭容器中研究反应，反应过程中两种气体的浓度随时间的变化如图。下列说法正确的是 A．曲线甲代表 B．达到反应限度时，反应物气体的转化率为40% C．X点时，曲线乙对应物质的生成速率小于消耗速率 D．可根据反应体系的温度变化判断反应是否达到平衡 【答案】D 【详解】A．根据反应计量关系，同一时间段内的浓度变化量是的2倍，图中甲的初始浓度为，随反应进行浓度降低，，乙从0开始浓度升高，变化之比为，所以曲线甲代表，A错误； B．平衡时，作为反应物的初始浓度为，平衡浓度为，转化率为，并非40%，B错误； C．X点未达到平衡，曲线乙对应物质的浓度仍在增大，说明其生成速率大于消耗速率，C错误； D．该反应为放热反应，绝热容器中反应未达平衡时体系温度会发生变化，当温度不变时说明正逆反应速率相等，反应达到平衡，故可根据温度变化判断平衡状态，D正确； 故选D。 【变式6-3】某温度下，在恒容密闭容器中发生反应：，反应过程中的化学反应速率随时间的变化关系如图所示。下列说法正确的是 A．t1时，v正(SO2) > v逆(SO2) B．t2时，反应达到最大限度，反应已经停止 C．温度升高可使化学反应速率加快，所以实际生产中温度越高越好 D．容器中充入氦气增大压强，可以加快该反应的化学反应速率 【答案】A 【详解】A．时，由图像可知正反应速率大于逆反应速率，对同一物质，存在，A正确； B．时正逆反应速率相等，反应达到平衡状态，平衡为动态平衡，反应并未停止，B错误； C．实际生产中需要考虑催化剂活性、反应能耗、设备承压能力、平衡转化率等因素，并不是温度越高越好，C错误； D．恒容密闭容器中充入氦气，虽然总压强增大，但、、的浓度均不变，化学反应速率不变，D错误； 故本题选A。 / 学科网（北京）股份有限公司 $ 第四节 化学反应的调控（题型突破·举一反三） ▌题型01 外界条件对合成氨反应的影响 1.合成氨反应原理：N2（g）＋3H2（g）2NH3（g）　ΔH＝－92.4 kJ·mol－1。反应特点：气体体积减小的放热反应。 2.外界条件对合成氨反应的影响 （1）升高温度、增大压强、增大反应物浓度及使用催化剂等，都可以使合成氨的反应速率增大。 （2）降低温度、增大压强、增大反应物的浓度等有利于提高平衡混合物中氨的含量。 （3）催化剂可以增大反应速率，但不改变平衡混合物的组成。 【典例1】C 【变式1-1】C 【变式1-2】B 【变式1-3】B ▌题型02合成氨反应的工艺流程 合成氨生产流程示意图： (1)原料气的制取 N2：将空气液化、蒸发分离出N2。 H2：用水和燃料(煤、焦炭、石油、天然气等)在高温下制取。用煤和水制H2的主要反应为 C＋H2O(g) CO＋H2 CO＋H2O(g) CO2＋H2 (2)制得的N2、H2需净化、除杂质，再用压缩机压缩至高压。 (3)氨的合成：在适宜的条件下，在合成塔中进行。 (4)氨的分离：经冷凝使氨液化，将氨分离出来，为提高原料的利用率，将没有完全反应的N2、H2送入合成塔循环，使其被充分利用。 【典例2】B 【变式2-1】D 【变式2-2】B 【变式2-3】A ▌题型03 合成氨反应的图像分析 下图为合成氨反应N2(g)＋3H2(g)2NH3(g) ΔH <0的速率随时间变化的曲线图： 图像分析： （1）t0时，v正、v逆均不为零,说明反应从两个方向同时开始，由于v正＞v逆，所以反应向正反应方向进行； （2）t1时，增大反应物浓度，平衡向正反应方向移动； （3）t2时，减小生成物浓度，平衡向正反应方向移动； （4）t3时，增大压强，平衡向正反应方向移动； （5）t4时，减小压强，平衡向逆反应方向移动； （6）t5时，升高温度，平衡向逆反应方向移动； （7）t6时，降低温度，平衡向正反应方向移动； （8）t7时，增大N2、H2的浓度，减小NH3的浓度，平衡向正反应方向移动； （9）t8时，加入催化剂，平衡不移动。 【典例3】D 【变式3-1】B 【变式3-2】C 【变式3-3】C ▌题型04 工业合成氨适宜条件的选择 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 【典例4】B 【变式4-1】D 【变式4-2】D 【变式4-3】A ▌题型05 化学反应调控的综合应用 选取适宜的化工生产条件时,要运用反应速率和化学平衡移动的相关知识,同时考虑化工生产中的动力、材料及设备等因素的影响,综合选取适宜的生产条件。具体分析如下: 条件 原则 从化学反应速率分析 既不能过快，又不能太慢 从化学反应限度分析 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 注意温度对催化剂的活性的限制 【典例5】A 【变式5-1】A 【变式5-2】C 【变式5-3】B ▌题型06 化学反应速率与平衡图像的综合分析 1．分析图像题的思维流程 2．解题技巧 (1)“定一议二”原则 在化学平衡图像中，了解纵轴、横轴和曲线所表示的三个物理量的意义。在确定横轴所表示的物理量后，讨论纵轴与曲线的关系，或在确定纵轴所表示的物理量后，讨论横轴与曲线的关系。 如反应2A(g)＋B(g)2C(g)达到化学平衡时，A的平衡转化率与压强和温度的关系如图1所示[纵轴为A的平衡转化率(α)，横轴为反应温度(T)]。 定压看温度变化，升高温度曲线走势降低，说明A的转化率降低，平衡向逆反应方向移动，正反应是放热反应。 定温看压强变化，因为此反应是反应后气体体积减小的反应，增大压强，平衡向正反应方向移动，A的转化率增大，故p2>p1。 (2)“先拐先平数值大”原则 对于同一化学反应在化学平衡图像中，先出现拐点的反应先达到平衡状态，相应曲线对应的反应速率大，所以先出现拐点的曲线表示的温度较高(如图2所示，α表示反应物的转化率)或压强较大[如图3所示，φ(A)表示反应物A的体积分数]。 图2：T2>T1，正反应放热。 图3：p1<p2，正反应为气体体积减小的反应。 (3)三看分析法 一看反应速率是增大还是减小；二看v正、v逆的相对大小；三看化学平衡移动的方向。 【典例6】D 【变式6-1】B 【变式6-2】D 【变式6-3】A / 学科网（北京）股份有限公司 $