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人教版2019高中化学选修一
期中复习
专题06 化学反应的调控
01
知识剖析
考点1 合成氨反应的原理分析
06
1．合成氨反应的特点
合成氨反应：N2(g)＋3H2(g)
（1）自发性：常温(298 K)下，ΔH－TΔS<0，能自发进行。
（2）可逆性：反应为可逆反应。
（3）体积变化(熵变)：ΔS<0，正反应是气体体积缩小的反应。
（4）焓变：ΔH<0，是放热反应。
2NH3(g)。已知298 K时：ΔH＝－92.4 kJ·mol－1，
ΔS＝－198.2 J·mol－1·K－1。
2．原理分析
根据合成氨反应的特点，利用我们学过的影响反应速率的因素和勒夏特列原理分析应如何选择反应条件，以增大合成氨的反应速率、提高平衡混合物中氨的含量，请填写下表。
考点1 合成氨反应的原理分析
06
条件 提高反应速率 提高平衡转化率
压强 增大压强 增大压强
温度 升高温度 降低温度
催化剂 使用 无影响
浓度 增大反应物浓度 增大反应物浓度，降低生成物浓度
3.数据分析
根据课本表2－2（P47）在不同温度和压强下(初始时N2和H2的体积比为1∶3)，平衡混合物中氨的含量实验数据分析，提高反应速率的条件是升高温度、增大压强；提高平衡混合物中氨的含量的条件是降低温度、增大压强。二者在温度这一措施上是不一致的。实验数据的分析与理论分析的结论是一致的。
考点2 工业合成氨反应的适宜条件
06
1．问题讨论
（1）压强
①原理分析：压强越大越好。
②选用条件：目前，我国合成氨厂一般采用的压强为10～30 MPa。
③合成氨时不采用更高压强的理由：压强越大，对材料的强度和设备的制造要求也越高，需要的动力也越大，这将会大大增加生产投资，并可能降低综合经济效益。
（2）温度
①原理分析：低温有利于提高原料的平衡转化率。
②选用条件：目前，在实际生产中一般采用的温度为400～500 ℃。
③不采用低温的理由：温度降低会使化学反应速率减小，达到平衡所需时间变长，这在工业生产中是很不经济的。
合成氨反应一般选择400～500 ℃进行的又一重要原因为铁触媒在500 ℃左右时的活性最大。
考点2 工业合成氨反应的适宜条件
06
（3）催化剂
①原理分析：在高温、高压下，N2和H2的反应速率仍然很慢。
②选用条件：通常采用加入以铁为主体的多成分催化剂，又称铁触媒。
③选择催化剂的理由：改变反应历程，降低反应的活化能，使反应物在较低温度时能较快地进行反应。
另外，为了防止混有的杂质使催化剂“中毒”，原料气必须经过净化。
（4）浓度
①原理分析：在500 ℃和30 MPa时，平衡混合物中NH3的体积分数及平衡时N2和H2的转化率仍较低。
②采取的措施：采取迅速冷却的方法，使气态氨变成液氨后及时从平衡混合物中分离出去；应将NH3分离后的原料气循环使用，并及时补充N2和H2，使反应物保持一定的浓度。
③采取该措施的理由：分离出NH3以促使平衡向生成NH3的方向移动，此外原料气的循环使用并及时补充原料气，既提高了原料的利用率，又提高了反应速率，有利于合成氨反应。
考点2 工业合成氨反应的适宜条件
06
2．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
考点2 工业合成氨反应的适宜条件
06
3.合成氨的工艺流程
考点3 选择工业合成适宜条件的原则
06
1.考虑参加反应的物质组成、结构和性质等本身因素。
2.考虑影响化学反应速率和平衡的温度、压强、浓度、催化剂等反应条件。
3.选择适宜的生产条件还要考虑设备条件、安全操作、经济成本等情况。
4.选择适宜的生产条件还要考虑环境保护及社会效益等方面的规定和要求。
02
综合训练
考点1 化学反应速率的调控作用
01
1．硫代硫酸钠与稀硫酸反应的方程式为：Na2S2O3+H2SO4═Na2SO4+SO2↑+S↓+H2O某学习小组为研究反应物浓度和温度对该反应速率的影响，设计以下3组实验下列说法不正确的是（　　）
实验序号 反应温度/℃ Na2S2O3溶液 稀H2SO4 H2O
V/mL c/（mol L﹣1） V/mL c/（mol L﹣1） V/mL
Ⅰ 25 5 0.2 10 0.1 x
Ⅱ 25 10 0.1 10 0.2 5
Ⅲ 35 10 0.1 5 y 10
A．该反应所需的仪器有：量筒、温度计、秒表、烧杯
B．通过记录产生淡黄色沉淀所需的时间可以比较反应的快慢
C．比实验 II、III研究温度对该反应速率的影响，则y＝0.2
D．对比实验 I、II研究C（H+）对该反应速率的影响，则x＝10
考点1 化学反应速率的调控作用
01
【答案】C
【解答】解：A．反应比较不同温度、不同浓度下的反应速率，应用到温度计等仪器，还需要量筒、秒表、烧杯等仪器，故A正确；
B．反应速率越大，产生淡黄色沉淀所需的时间越少，故B正确；
C．比实验 II、III研究温度对该反应速率的影响，则浓度应相同，y＝0.4，故C错误；
D．对比实验 I、II研究C（H+）对该反应速率的影响，溶液体积应相同，则x＝10．故D正确。
故选：C。
考点1 化学反应速率的调控作用
01
2．已知反应：2NO（g）+Br2（g）═2NOBr（g）△H＝﹣akJ mol﹣1（a＞0），其反应机理如下，下列说法不正确的是（　　）
①NO（g）+Br2（g）═NOBr2（g）△H1快反应；
②NO（g）+NOBr2（g）═2NOBr（g）△H2慢反应。
A．△H＝△H1+△H2
B．该反应的速率主要取决于反应①
C．NOBr2是该反应的中间产物，不是催化剂
D．恒容时，增大Br2（g）的浓度能增加单位体积活化分子总数，加快反应速率
考点1 化学反应速率的调控作用
01
【答案】B
【解答】解：A.根据盖斯定律：①NO（g）+Br2（g） NOBr2（g）△H1；②NOBr2（g）+NO（g） 2NOBr（g）△H2，由①+②得反应2NO（g）+Br2（g） 2NOBr（g），则△H＝△H1+△H2，故A正确；
B.慢反应决定反应速率，则该反应的速率主要取决于②的快慢，故B错误；
C.在第一个反应中是反应物、第二个反应中是生成物的物质为催化剂，NOBr2在第一个反应中是生成物、第二个反应中是反应物，所以不是催化剂，故C正确；
D.活化分子数越多反应速率越快，恒容时，增大反应物浓度能增加活化分子总数，反应速率加快，故D正确。
故选：B。
考点2 化学反应速率的影响因素
01
1．以表面覆盖Cu2Al2O4的二氧化钛为催化剂，可以将CO2和CH4直接转化成乙酸。在不同温度下催化剂的催化效率与乙酸的生成速率如图所示。下列说法错误的是（　　）

A．250℃时，催化剂的活性最高
B．250～300℃时，温度升高而乙酸的生成速率降低的原因是催化剂的催化效率降低
C．300～400℃时，乙酸的生成速率升高的原因是催化剂的催化效率增大
D．300～400℃时，乙酸的生成速率升高的原因是温度升高
考点2 化学反应速率的影响因素
01
【答案】C
【解答】解：A、图中250℃时乙酸生成速率与催化效率均较大，则工业上制备乙酸最适宜的温度应为250℃，故A正确；
B．催化剂可加快反应速率，且温度太高使催化剂失去活性，则250﹣300℃时，温度升高而乙酸的生成速率降低的主要原因是催化剂的催化效率降低，故B正确；
C．由300﹣400℃可知，乙酸生成速率与催化效率变化不同，催化剂的催化效率越低，乙酸的生成速率越大，故C错误；
D、由300﹣400℃可知，催化剂的催化效率降低，则乙酸的生成速率升高的原因是温度升高，故D正确；
故选：C。
考点2 化学反应速率的影响因素
01
2．用纯净的CaCO3与一定浓度的稀盐酸反应制取CO2，生成CO2的体积随时间变化的关系如图所示（CO2体积已折算为标准状况下的体积）。下列分析正确的是（　　）

A．OE段表示的平均反应速率最快
B．该反应是吸热反应
C．OE、EF、FG三段中，EF段收集到的CO2的量最多
D．OE、EF、FG三段中，该反应用CO2表示的平均反应速率之比为2：6：7
考点2 化学反应速率的影响因素
01
【答案】C
【解答】解：A．相同时间内收集的气体越多，反应速率越快，时间相同，EF段收集的气体最多，反应速率最快，故A错误；
B．CaCO3和稀盐酸的反应为放热反应，故B错误；
C．OE、EF、FG段收集的气体体积分别是：224mL、（672﹣224）mL＝448mL、（784﹣672）mL＝112mL，所以EF段收集到的CO2的量最多，故C正确；
D．OE、EF、FG三段中，时间相同，该反应用CO2表示的平均反应速率之比等于气体的体积之比＝224mL：672mL：112mL＝2：6：1，故D错误；
故选：C。
考点3 化学平衡的影响因素
01
1．医学研究证实：痛风病与关节滑液中形成的尿酸钠（NaUr）有关（NaUr增多，病情加重），其化学原理为：HUr（aq）+Na+（aq） NaUr（s）+H+（aq）ΔH＜0，下列说法不正确的是（　　）
A．大量饮水会增大痛风病发作的可能性
B．秋冬季节更易诱发关节疼痛
C．饮食中摄入过多咸菜，会加重痛风病病情
D．患痛风病的人应少吃能代谢产生更多尿酸的食物
考点3 化学平衡的影响因素
01
【答案】A
【解答】解：A．大量饮水会减小溶液中HUr、钠离子、氢离子的浓度，从而使平衡逆向移动，NaUr减少，则可减小痛风病发作的可能性，故A错误；
B．秋冬季节的气温降低，平衡正向移动，NaUr增多，更易诱发关节疼痛，故B正确；
C．摄入过多咸菜，会增大溶液中的钠离子浓度，促使平衡正向移动，从而加重痛风病病情，故C正确；
D．患痛风病的人应少吃能代谢产生更多尿酸的食物，否则会增大关节中HUr浓度，促使平衡正向移动，从而使NaUr增多，痛风病加重，故D正确；
故选：A。
考点3 化学平衡的影响因素
01
2．已知：2SO2（g）+O2（g） 2SO3（g）△H＝Q（Q＜0），向同温、同体积的三个真空密闭容器中分别充入气体：（甲）2molSO2和1molO2；（乙）1molSO2 和0.5molO2；（丙）2molSO3；恒温、恒容下反应达平衡时，下列关系一定正确的是（　　）
A．容器内压强p：p甲＝p丙＜2p乙
B．SO3的质量m：m甲＝m丙＜2m乙
C．c（SO2）与c（O2）之比k：k甲＝k丙＞2k乙
D．反应放出或吸收热量的数值Q：Q甲＝Q丙＞2Q乙
考点3 化学平衡的影响因素
01
【答案】A
【解答】解：A．甲与丙为等效平衡，平衡时对应各组分的物质的量相等，故压强P甲＝P丙，甲等效为在乙的基础上增大一倍压强，平衡向正反应移动，故容器内压强P：P甲＝P丙＜2P乙，故A正确；
B．甲与丙为等效平衡，平衡时对应各组分的物质的量相等，故质量m甲＝m丙，甲等效为在乙到达平衡的基础上，再加入1mol SO2和0.5mol O2，增大压强，平衡向正反应移动，SO2转化率增大，m甲＜2m乙，故SO3的质量m：m甲＝m丙＞2m乙，故B错误；
C．对于甲、乙，SO2、O2起始物质的量之比等于化学计量数之比，c（SO2）与c（O2）之比为定值2：1，丙为分解反应，丙中c（SO2）与c（O2）之比为2：1，故k甲＝k丙＝k乙＝2，故C错误；
D．由于甲和丙是从相反方向到达的等效平衡，所以反应放出或吸收热量的数值Q：Q甲+Q丙＝197kJ，故D错误。
故选：A。
考点4 化学平衡的调控作用
01
1．下列说法中正确的是（　　）
A．物质在溶解于某种溶剂中时，都存在着溶解限度
B．化学方程式中，连接反应物和生成物的常用符号有“＝”、“ ”、“→”，用“═”连接的反应，反应物都能100%反应生成生成物
C．工业合成氨气中，一般适当增大H2的浓度，提高N2的转化率，降低生产成本
D．对于在给定条件下反应物之间能够同时发生多个反应的情况，理想的催化剂可以大幅度提高目标产物在最终产物中的比率
考点4 化学平衡的调控作用
01
【答案】D
【解答】解：A.乙醇与水以任意比混溶，不存在溶解限度，故A错误；
B.对应平衡常数大于105的反应，可以认为完全反应，所以用“═”连接的反应，反应物不一定都能100%反应生成生成物，故B错误；
C.工业合成氨通常用减小氢气浓度的方法提高氢气的转化率，降低成本，故C错误；
D.催化剂只能对主反应即生成目标产物的那个反应起起作用，这样在转化率一定的时候的确目标产物的比例会加大，并不是催化剂对所有反应都能同等程度促进，故C正确。
故选：D。
考点4 化学平衡的调控作用
01
2．中国锅炉燃烧采用沸腾炉的逐渐增多，采用沸腾炉的好处在于（　　）①增大煤炭燃烧时的燃烧热并形成清洁能源　②减少炉中杂质气体（如SO2等）的形成③提高煤炭的热效率并减少CO的排放④使燃料燃烧充分，从而提高燃料的利用率．
A．①② B．③④ C．①③ D．②④
考点4 化学平衡的调控作用
01
【答案】B
【解答】解：①增加固体的表面积，燃烧热不变，故①错误；
②反应物不变，燃烧过程不变，不能减少有害杂质气体（如SO2等）的形成，故②错误；
③增大煤炭与氧气的接触面积，可使碳充分燃烧，提高煤炭的热效率并减少CO的排放，故③正确；
④使锅炉燃煤时用鼓风机将煤粉吹起，成沸腾状燃烧，这样能使煤燃烧充分，从而提高燃料的利用率，故④正确。
故选：B。
考点5 工业治氨气
01
1．1913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。如图所示为哈伯法的流程图，下列说法错误的是（　　）


A．为保持足够高的原料转化率，应在反应达到一定时间时将氨从混合气中分离出去
B．操作①中“净化”可以防止催化剂中毒
C．操作③中“500℃”是催化剂催化活性的最佳温度
D．操作②④⑤均既可以提高原料的转化率，又可以加快反应速率
考点5 工业治氨气
01
【答案】D
【解答】解：A．将氨从混合气中分离出去可以提高反应物的转化率，故A正确；
B．操作①中“净化”可以防止催化剂中毒，故B正确；
C．操作③中“500℃”不仅可以提高反应速率，也是催化剂催化活性的最佳温度，故C正确；
D．操作④液压分离减少反应物的浓度，故不能提高反应速率，故D错误；
故选：D。
考点5 工业治氨气
01
2．图为工业合成氨的流程图。下列说法错误的是（　　）

A．步骤①的目的是防止混入杂质使催化剂中毒
B．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
C．步骤③选择500℃的重要原因是催化剂活性最高
D．步骤③、④、⑤均有利于提高原料的平衡转化率
考点5 工业治氨气
01
【答案】D
【解答】解：A．步骤①中“净化”是除去杂质以防止铁触媒中毒，故A正确；
B．合成NH3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，故B正确；
C．工业生产中，催化合成NH3的反应温度为500℃，说明500℃是催化剂催化活性的最佳温度，故C正确；
D．催化剂只能提高反应速率，不能提高平衡转化率，合成NH3的反应为放热反应，高温不利于平衡正向移动，而液化分离出氨气和氮气、氢气的循环再利用均可以使平衡正向移动，所以步骤④、⑤有利于提高原料平衡的转化率，步骤③不利于提高原料的平衡转化率，故D错误；
故选：D。
考点5 工业治氨气
01
3．下列关于工业合成氨的叙述正确的是（　　）
A．达到平衡后，升高温度，对正反应的反应速率影响更大
B．合成氨生产过程中将NH3液化分离，可提高N2、H2的转化率
C．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
D．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
考点5 工业治氨气
01
【答案】B
【解答】解：A．升温平衡逆向移动，说明对逆反应的反应速率影响更大，故A错误；
B．减少生成物的浓度平衡正向移动，将NH3液化分离，可提高N2、H2的转化率，故B正确；
C．增加一种反应物的浓度提高另一种物质的转化率，而本身转化率降低，为了提高氢气的利用率，可增加氮气的浓度，故C错误；
D．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D错误；
故选：B。

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