《2025年与名师对话高中新教材同步导练案化学C选择性必修1》

二、化学反应的调控
影响化学反应进行的因素有两个方面：参加反应的物质______（组成、结构、性质等）和______（温度、压强、浓度、催化剂等）。化学反应的调控，就是通过改变外界条件使一个可能发生的反应按照某一方向进行。在实际生产中，要综合考虑______和______的因素，寻找一个适宜的生产条件。

答案： 本身因素　外界条件　化学反应速率　化学平衡

1.对于合成氨工业，只从提高原料转化率看，从下列条件中选择最适宜的组合是 （ ）
①高温 ②低温 ③低压 ④高压 ⑤催化剂 ⑥加氨 ⑦除氨
A.②④⑤
B.②④⑦
C.①④⑤
D.②③⑥

答案： B　N₂ + 3H₂⇌2NH₃ △H＜0，反应是气体体积减小的放热反应，从勒夏特列原理分析可知高温下，平衡逆向进行，反应物转化率减小，故①错误;低温条件下，平衡正向进行，反应物转化率增大，故②正确;反应是气体体积减小的反应，低压平衡逆向进行，反应物转化率减小，故③错误;在高压条件下，平衡正向进行，反应物转化率增大，故④正确;催化剂改变反应速率不改变化学平衡，反应物转化率不变，故⑤错误;加入氨气平衡逆向进行，转化率减小，故⑥错误;除氨减小生成物浓度，平衡正向进行，反应物转化率增大，故⑦正确。

2.下列关于工业合成氨的叙述正确的是 （ ）
A.合成氨工业温度选择为700 K左右，主要是为了提高NH₃产率
B.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
C.合成氨生产过程中将NH₃液化分离，可提高N₂、H₂的转化率
D.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

答案： C　合成氨反应为放热反应，温度较高不利于提高NH₃产率，故A错误;催化剂和高压能加快反应速率，增大压强平衡正移，催化剂对平衡无影响，故B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，故C正确;增加一种反应物的浓度可以提高另一种反应物的转化率，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，可适当增加氮气的浓度，故D错误。

3.如图是工业合成氨的简单流程图，沿①路线回流的物质是 （ ）

A.氮气和氢气
B.催化剂
C.NH₃
D.H₂

答案： A　合成氨工业中，利用氨易液化，分离出N₂、H₂循环使用，可使平衡向正反应方向移动，则氨气的产率增大，所以沿路线回去的物质是N₂、H₂。

4.合成氨反应[$N_{2}(g)+3H_{2}(g)\rightleftharpoons 2NH_{3}(g)\ \ \Delta H=-92.4\ kJ/mol$]在化学工业和国防工业具有重要意义。工业合成氨生产示意图如图所示。
(1)X的化学式为______；X的状态为______态。
(2)据图分析，下列说法正确的是______（填字母）。
a.在此温度下，有利于平衡正向移动，可提高氨的产量
b.铁触媒的使用有利于平衡正向移动
c.工业生产受动力、材料、设备等条件的限制，选择此压强
d.为提高原料的转化率，采用循环操作

答案： 解析:
(1)合成氨工业有下列流程:原料气制备、原料气净化和压缩、氨的合成、氨的分离,从图中生产流程知，原料气氮气和氢气,经过氨的合成、氨的分离，所以X为液态的氨气，Y为氮气和氢气的混合气，再循环利用;
(2)升高温度，能使反应速率加快，但该反应正反应为放热反应，升高温度，平衡向逆反应方向移动，不利于氨的合成，故a不选;铁触媒的使用有利于加快反应速率，但平衡不移动，故b不选;增大压强，能使反应速率加快，反应也向正反应方向移动，但过高的压强，反应成本高，故选c;为提高原料的转化率，采用循环操作，提高原料的利用率，故选d。
答案:
(1)NH₃ 液　
(2)cd

5.硫酸是一种重要的化工产品，目前主要采用“接触法”进行生产。有关反应$2SO_{2}+O_{2}\underset{\triangle }{\overset{催化剂}{\rightleftharpoons }}2SO_{3}$的说法中不正确的是 （ ）
A.实际生产中，SO₂、O₂再循环使用提高原料利用率
B.实际生产中，为了提高经济效益压强越高越好
C.在生产中，通入过量空气的目的是提高SO₂的转化率
D.实际生产中，选定400～500℃作为操作温度的主要原因是此温度下催化剂的活性最高

答案： B　SO₂、O₂再循环使用可避免污染，提高利用率，故A正确;压强不能过大，在常压下转化率已经很大，且应考虑设备的承受力，故B错误;氧气过量，可使平衡正向移动，可提高SO₂的转化率,故C正确;正反应为放热反应，操作温度应考虑催化剂的活性以及反应的速率，故D正确。

6.对下列化工生产认识正确的是 （ ）
A.制备硫酸：使用热交换器可以充分利用能量
B.侯德榜制碱：析出NaHCO₃的母液中加入消石灰，可以循环利用NH₃
C.合成氨：采用500℃的高温，有利于增大反应正向进行的程度
D.合成氯化氢：通入H₂的量略大于Cl₂，可以使平衡正向移动

答案： A　制硫酸时使用热交换器，可充分利用能量，故A正确;侯德榜制碱法:析出NaHCO₃的母液中加入生石灰，可以循环利用NH₃，故B错误;合成氨为放热反应，加热使平衡逆向移动，故C错误;氢气与氯气反应生成氯化氢不是可逆反应，不存在化学平衡的移动，故D错误。

7.合成氨的温度和压强通常控制在约500℃以及20～50 MPa的范围，且进入合成塔的N₂和H₂的体积比为1∶3，经科学测定，在相应条件下，N₂和H₂反应所得氨的平衡浓度（体积分数）如下表所示。

而实际从合成塔出来的混合气体中含有氨约为15%，这表明 （ ）
A.表中所测数据有明显误差
B.生产条件控制不当
C.氨的分解速率大于预测值
D.合成塔中的反应并未达到平衡

答案： D　表中数据为科学家通过科学实验所得，不会存在明显误差，故A错误;合成氨生成过程是连续的，不会对生产条件控制不当，故B错误;氨气平衡时的浓度大小与速率的大小没有直接关系，若是分解速率的影响，可以通过改变条件，降低分解速率，但无论在任何条件下氨气的体积分数都会低于预测值，说明与氨气的分解速率无关，故C错误;从合成塔出来的混合气体中含有氨约为15%，与科学测定结果相比偏低，只能说明合成塔中的可逆反应并没有达到平衡状态，故D 正确。