2024-2025高二化学人教版选择性必修一2.4 化学反应的调控（解析版）.doc

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第二章化学反应速率与化学平衡

第三节化学反应的调控

本课重点

（1）合成氨条件的选择

本课难点

（2）化学反应的调控

一、选择题

1.合成氨反应达到平衡时，NH3的体积分数与温度、压强的关系如图所示。根据此图分析合成氨工业最有前途的研究方向是()

A．提高分离技术

B．研制耐高压的合成塔

C．研制低温催化剂

D．探索不用N2和H2合成氨的新途径

【答案】C

【解析】由题图可知，NH3的体积分数随着温度的升高而显著下降，故要提高NH3的体积分数，必须降低温度，但目前所用催化剂铁触媒的活性最高时的温度为700K，故最有前途的研究方向为研制低温催化剂。

2．合成氨反应的正反应是气体体积减小的放热反应。合成氨工业的生产流程如下：

关于合成氨工业的说法中不正确的是()

A．混合气体进行循环利用遵循绿色化学思想

B．合成氨反应须在低温下进行

C．对原料气进行压缩是为了增大原料气的转化率

D．使用催化剂可以提高反应的速率，但是不能使平衡向正反应方向移动

【答案】B

【解析】低温虽然有利于平衡正向移动，但低温会导致反应速率降低，不利于提高生产效率，答案选B。

3．据统计，约有80%～85%的化工生产过程使用催化剂，同样在化学实验室进行物质的制取时，也用到催化剂。以下反应不使用催化剂能顺利进行的是()

A．实验室用过氧化氢制取氧气

B．实验室制取氯气

C．工业上合成氨

D．工业上制备硫酸

【答案】B

【解析】过氧化氢制取氧气需要二氧化锰作催化剂，加速分解，故A错误；实验室制氯气可用浓盐酸和二氧化锰在加热的条件下反应，此处的二氧化锰是氧化剂而非催化剂，则该反应不使用催化剂能顺利进行，故B正确；工业合成氨条件为高温、高压、催化剂，则需要使用催化剂，故C错误；工业上制备硫酸需要三氧化硫，三氧化硫需要二氧化硫和氧气在五氧化二钒的催化下生成，故D错误。

4．(2023·厦门高二检测)如图所示为接触法制硫酸的设备和工艺流程，其中关键步骤是SO2的催化氧化：2SO2＋O22SO3ΔH0。下列说法正确的是()

A．反应后气体分子数减少，增大反应容器内压强一定有利于提高生产效益

B．反应放热，为提高SO2转化率，应尽可能在较低温度下反应

C．工业生产要求高效，为加快反应速率，应使用催化剂并尽可能提高体系温度

D．沸腾炉流出的气体必须经过净化，并补充适量空气，再进入接触室

【答案】D

【解析】反应后气体分子数减少，增大反应容器内压强，有利于平衡正向移动，但由于增大压强对设备要求和动力要求很高，成本太高，效益不佳，故A错误；反应放热，为提高SO2转化率，应尽可能在较低温度下反应，但反应速率太慢，经济效益低，故B错误；工业生产要求高效，为加快反应速率，应使用催化剂，还需要考虑催化剂的最佳活性温度，不一定温度越高反应速率越大，故C错误；沸腾炉流出的气体含有许多粉尘和有害气体，会导致催化剂中毒，因此必须经过净化，第一阶段反应，氧气含量下降明显，因此净化后要补充适量空气，再进入接触室，故D正确。

5．（2023·江苏高三零模）氨是一种重要的化工原料，主要用于化肥工业，也广泛用于硝酸、纯碱、制药等工业；合成氨反应为N2(g)+3H2(g)2NH3(g)ΔH=-92.4kJ/mol。实验室用加热NH4Cl和Ca(OH)2固体混合物的方法制取少量氨气。下列有关合成氨反应的说法正确的是

A．反应的ΔS＞0

B．反应的ΔH=E(N-N)+3E(H-H)-6E(N-H)(E表示键能)

C．反应中每消耗1molH2转移电子的数目约等于2×6.02×1023

D．反应在高温、高压和催化剂条件下进行可提高H2的平衡转化率

【答案】C

【解析】A．在合成氨反应中，生成物气体分子数小于反应物气体分子数，所以反应的ΔS＜0，A不正确；

B．反应的ΔH=反应物的键能总和-生成物的键能总和=E(N≡N)+3E(H-H)-6E(N-H)(E表示键能)，B不正确；

C．由合成氨反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g)，可建立如下关系式：N2——3H2——6e-，则反应中每消耗1molH2转移电子的数目约等于2mol×6.02×1023mol-1=2×6.02×1023，C正确；

D．合成氨反应为放热的可逆反应，高温可加快反应速率，但会使平衡逆向移动，不能提高H2的平衡转化率，使用催化剂只能改变反应速率，但不能改变H2的平衡转化率，也就不能提高H2的平衡转化率，D不正确；故选C。

6．(2023·济南高二检测)在一定条件下，利用CO2合成CH3OH的反应CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(