第二章 化学反应速率与化学平衡
第四节 化学反应的调控
【基础练】
1．（23-24 高二下·上海·期中）有关工业固氮的说法正确的是
A．使用铁催化剂可提高反应物的转化率
B N2 H NH．循环使用 、 2 可提高 3的产率
o
C．温度控制在500 C 左右有利于反应向正方向进行
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
【解析】A．使用铁催化剂可提高反应物的速率，对转化率无影响，故 A 错误；
B．循环使用 N2、H2，可使反应物尽可能转化为生成物，则可提高氨的产率，故 B 正确；
C．合成氨反应为放热反应，温度控制在 500℃左右与催化剂活性、反应速率有关，而升高温度合成氨反应逆向
移动，故 C 错误；
D．压强越大，对设备的要求越高，成本越高，因此压强不是越大越好，故 D 错误；
故选 B。
2．（22-23 高二上·山西晋中·期中）学习“化学反应的速率和化学平衡”内容后，联系工业生产实际所发表的观点，
你认为正确的是
A．化学反应速率理论可指导怎样提高原料的平衡转化率
B．化学平衡理论可指导怎样使用有限原料多出产品
C．温度升高，分子动能增加，反应所需活化能减少，反应速率增大
D．增大压强能提高活化分子的百分率，提高单位时间内分子有效碰撞次数
【答案】B
【解析】A．化学反应速率是表示物质反应的快慢，不能改变原料的转化率，A 错误；
B．化学平衡理论结合影响化学平衡的因素，采用合适的外界条件，是平衡向正反应方向移动，可提高产率，B
正确；
C．温度升高，分子动能增加，活化分子比例增大，反应速率增大，不是反应所需活化能减少，C 错误 ；
D．增大压强能提高单位体积内活化分子数目，提高单位时间内分子有效碰撞次数，不是提高活化分子的百分率，
D 错误；
故选 B。
3．（2023·上海徐汇·模拟预测）有关工业合成氨的说法错误的是
A．不断移去液氨，有利于反应正向进行 B．400~500℃时，原料的平衡转化率最大
C．增大压强，氨的分解速率增加 D．原料气须经过净化处理，以防止催化剂中毒
【答案】B
【解析】A．如果改变可逆反应的条件(如浓度、压强、温度等)，化学平衡就被破坏，并向减弱这种改变的方向
移动，不断将氨气液化，降低生成物浓度，有利于平衡正向移动，故 A 正确；
B．合成氨是放热反应，升高温度平衡逆向移动，原料的平衡转化率降低，控制温度为 400℃～500℃是因为此温
度催化剂的活性最高，反应速率较大，生产效率较高，故 B 错误；
C．增大压强，化学反应速率增大，氨的分解速率增加，故 C 正确；
D．制备原料气过程中会产生其它杂质，为防止催化剂中毒和安全，原料气须经过净化处理，故 D 正确；
故答案选 B。
4．（22-23 高二上·浙江杭州·期末）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．对于合成氨的反应，如果调控好反应条件，可使一种反应物的转化率达到 100%
【答案】D
【解析】A．硫酸工业中，将矿石粉碎可以增大反应物的接触面积，有利于黄铁矿的充分燃烧，故 A 正确；
B．硝酸工业中，氨的氧化使用催化剂，可以降低反应的活化能，增大反应速率，提高生产效率，故 B 正确；
C．合成氨工业中，分离出液氨的混合气体中含有的氮气和氢气采用循环操作，有利于提高氮气和氢气的利用率，
故 C 正确；
D．合成氨反应为可逆反应，可逆反应不可能完全反应，所以调控反应条件不可能使反应物的转化率达到 100%，
故 D 错误；
故选 D。
2SO2 g + O g
催
化剂
5 23-24 · · 2 D
2SO g
．（ 高二上 江苏南通 期中）下列有关反应 3 DH 198kJ mol 1 说法正
确的是
A．该反应的DS > 0
B SO．其他条件相同，加压或使用催化剂都能增大 3的生成速率
C．增大压强，该反应平衡正向移动，平衡常数增大
D 0.2molSO．在恒容密闭容器中充入 3，在上述条件下充分反应，共吸收19.8kJ热量
【答案】B
【解析】A．反应后气体分子数减少，ΔS＜0，A 错误；
B．催化剂可以加快反应速率，加压可加快反应速率，B 正确；
C．增大压强，该反应平衡正向移动，温度不变，平衡常数不变，C 错误；
D 0.2molSO．该反应为可逆反应，不能完全进行，充入 3，在上述条件下充分反应，吸收小于19.8kJ热量，D 错
误；
答案选 B。
6．（23-24 高二上·辽宁大连·期中）标准状况下，气态反应物和生成物的相对能量与反应历程示意图如下。已知：
O2 g Cl g 和 2 的相对能量为 0，下列说法正确的是
A．历程Ⅰ总反应的DH >历程Ⅱ总反应的DH
B Cl-Cl 2(E2 E )kJ/mol．可计算 键能为： 3
C O．相同条件下， 3 的平衡转化率：历程Ⅱ>历程Ⅰ
D Ⅱ O3 g + Cl g O g + ClO g DH (E E )．历程 中速率最快的一步反应的热化学方程式为： 2 2 3 kJ mol 1
【答案】B
【解析】A．历程Ⅰ总反应与历程Ⅱ总反应都是O3 + O 2O2 ，历程Ⅱ在历程Ⅰ基础增加了催化剂，催化剂降低反
应所需活化能，但焓变不变，因此两者的焓变相等，故 A 错误；
B Cl2 g Cl g (E E )kJ/mol． 的相对能量为 0，对比历程Ⅰ和历程Ⅱ可知 的相对能量为 2 3 ，则可得到 Cl Cl 键能为：
2(E2 E3)kJ/mol 0 2(E2 E3)kJ/mol，故 B 正确；
C．历程Ⅱ在历程Ⅰ O基础增加了催化剂，催化剂增大反应速率，但平衡不移动，因此相同条件下， 3 的平衡转化率：
历程Ⅱ=历程Ⅰ，故 C 错误；
D Ⅱ ClO g +O g O g + Cl g ．历程 中速率最快的一步是活化能最低的一步，其反应的热化学方程式为： 2
DH (E5 E4 ) kJ mol 1 ，故 D 错误。
综上所述，答案为 B。
7．（23-24 高二上·天津和平·阶段练习）下列有关工业生产的叙述正确的是
A．合成氨生产过程中升高温度可加快反应速率，缩短生产周期，故温度越高越好
B．硫酸工业中，使用催化剂是为了提高 SO2转化为 SO3的转化率
C．硫酸工业中，SO2的催化氧化不采用高压，是因为压强对 SO2转化率无影响
D．合成氨工业中，将 NH3及时液化分离有利于氨的生产
【答案】D
【解析】A．合成氨生产过程中升高温度可加快反应速率，缩短生产周期，但合成氨气的正反应是放热反应，升
高温度，化学平衡向吸热的逆反应移动，导致 NH3的平衡含量降低，因此不是反应温度越高越好，而是应该采
用适当的温度，A 错误；
B．在硫酸工业中，使用催化剂是为了降低反应的活化能，提高化学反应速率，但 SO2转化为 SO3的转化率不变，
B 错误；
C．硫酸工业中，SO2转化为 SO3的正反应是气体体积减小的反应，增大压强化学平衡正向移动，可以提高 SO2
的转化率，C 错误；
D．合成氨工业中，将 NH3及时液化分离，就是降低了生成物的浓度，可以使化学平衡正向移动，从而有利于氨
的生产，D 正确；
故选 D。
8．（23-24 N H N高三上·河南·开学考试）一定温度下，向一恒容密闭容器中充入一定量的 2 和 2 ，测得容器中 2 的
N
百分含量随时间的变化如图所示，已知该条件下， 2
H2 NH、 和 3均为气体，下列说法正确的是
A N H．该温度和压强下， 2 和 2 一定不发生反应
B t H． 1 时刻与 t2 时刻， 2 的百分含量也一定相同
C t．若 1 时刻与 t2 时刻的压强不同，则 a 50 %
D t． 1 时刻与 t2 时刻，反应均处于平衡状态
【答案】C
【分析】设起始时，加入 amolN2和 bmolH2，t1时刻有 cmol 氮气转化，则这时刻，氮气的物质的量为(a-c)mol，
氢气物质的量为(b-3c)mol，氨气物质的量为 2cmol，根据图像可知，氮气百分含量不变，因此有
a a-c
a+b a-c+b-3c+2c ，解得 a=b，当加入氮气和氢气的物质的量相等时，无论反应进行到什么程度，氮气的百分含
量始终为 50%，据此分析
【解析】A．根据上述分析，当氮气和氢气发生反应时，也能达到氮气的百分含量不变，故 A 错误；
B．根据上述分析，这两个时刻，氢气的百分含量不一定相等，故 B 错误；
C．这两个时刻，压强不相等，不是同一个平衡体系，根据上述分析，氮气的百分含量始终为 50%，故 C 正确；
D．根据上述分析，这两个时刻不一定都处于平衡状态，故 D 错误；
答案为 C。
【提升练】
1．（23-24 高二上·天津·期末）下列关于工业合成氨的叙述错误的是
A．合成氨没有选择更大的压强是因为压强过大会增加生产投资，降低综合经济效益
B．使用铁触媒能降低反应的活化能，使反应物在较低温度时能较快地发生反应
C．工业合成氨温度为 400 ~ 500℃是因为升高温度有利于提高反应物的平衡转化率
D．及时从反应体系中分离出氨气有利于平衡向正反应方向移动
【答案】C
【解析】A．压强过大对设备的要求比较大，会增加生产投资，A 正确；
B．催化剂通过降低反应的活化能，提高反应速度，B 正确；
C．合成氨的反应为放热反应，温度越高， 平衡逆向移动，不利于提高反应物的平衡转化率，C 错误；
D．分离生成物，根据勒夏特列原理，减少生成物浓度，平衡正向进行，D 正确；
故答案为：C。
2．（23-24高二上·黑龙江哈尔滨·期末）在硫酸工业中，通过下列反应使SO2氧化为SO3： 2SO2(g)+O 2(g) 2SO3(g)
ΔH=－196.6 kJ/mol。下表列出了在不同温度和压强下，反应达到平衡时 SO2的转化率。下列说法错误的是
平衡时 SO2的转化率/%
温度/℃
0.1 MPa 0.5 MPa 1 MPa 5 MPa 10 MPa
450 97.5 98.9 99.2 99.6 99.7
550 85.6 92.9 94.9 97.7 98.3
A．在实际生产中，从成本的角度考虑选择常压下进行反应
B．在实际生产中，选定的温度为 400～500 ℃，这与催化剂的活性无关
C．反应过程中通入过量的空气，以提高平衡时 SO2的转化率
D．为避免污染环境和提高原料利用率，尾气中的 SO2需回收处理
【答案】B
【解析】A．由表格数据可知，在常压及 400～500℃时，二氧化硫的转化率已经很高，继续增大压强，虽然二氧
化硫的平衡转化率会提高，但不明显，且会增加设备成本，增大投资和能量消耗，故 A 正确；
B．温度太高时，催化剂失去活性，则实际生产中，选定的温度为 400~500℃，主要原因是考虑催化剂的活性最
佳，故 B 错误；
C．空气的成本较低，在实际生产中，通入过量的空气，反应物浓度增大，反应速率加快，平衡正向移动，从而
可提高成本较高的二氧化硫的转化率，故 C 正确；
D．尾气中的 SO2必须回收循环利用，防止污染环境并提高原料的利用率，故 D 正确；
故选 B。
3．（23-24 高二上·云南曲靖·阶段练习）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．为防止原料气中混有的杂质使催化剂“中毒”而丧失催化活性，原料气必须经过净化
B．压缩机加压过程，既要考虑平衡移动的问题，又要考虑加压对设备材料的强度设备的制造要求的问题
C．合成氨反应的温度控制在 500℃左右，此温度下反应物的平衡转化率最大
D．冷却过程，及时将 NH3从平衡混合物中分离除去，促使合成氨反应向生成氨气的方向移动
【答案】C
【解析】A．催化剂“中毒”会丧失催化活性，所以原料气必须经过净化处理，故 A 正确；
B．加压,合成氨平衡向右移动，但加压又要考虑对设备材料的强度、设备的制造要求的问题，故 B 正确；
C．合成氨反应为放热反应，温度越低，平衡转化率越高，所以温度控制在 500℃左右，不是因为此温度下反应
物的平衡转化率最大，故 C 错误；
D．冷却过程，及时将 NH3分离除去，减小生成物浓度，可促使平衡向生成氨气的方向移动，故 D 正确；
故答案为：C。
4．（23-24 高二上·四川宜宾·期末）下列有关合成氨工业的说法正确的是
A N H．由于氨易液化， 2 、 2 在实际生产中可循环使用，所以总体来说合成氨的产率很高
B．铁触媒作催化剂可加快反应速率，且有利于化学平衡向合成氨的方向移动
C．合成氨工业的反应温度控制在 400~500℃，目的是使化学平衡向正反应方向移动
D NH．从合成塔出来的混合气体中 3只占 15%，故合成氨厂的产率都很低
【答案】A
【解析】A．由于氨易液化，N2和 H2在实际生产中循环使用，所以总体来说，氨的产率很高，故 A 正确；
B．催化剂只能改变反应速率，不能使平衡移动，故 B 错误；
C．控制反应温度为 400~500℃，一是为了使反应速率不至于很低，二是为了使催化剂活性最大，故 C 错误；
D．虽然从合成塔出来的混合气体中 NH3只占 15%，但由于原料气 N2和 H2循环使用和不断分离出液氨，所以生
产 NH3的效率还是很高的，故 D 错误；
故选 A。
5．（23-24 高二上·广东广州·期末）工业制备硫酸的生产过程及相关信息如下。下列有关说法正确的是
SO
不同压强下接触室中 2 的平衡转化率/ %
温度/℃
1MPa 10MPa
450 99.2 99.7
550 94.9 97.7
工艺流程
A．循环利用的物质是SO3
B 2SO2 (g)+O2 (g) 2SO3(g)． 为放热反应
C 98.3% H2SO．吸收塔中 4 表现强氧化性
D．实际生产中，接触室中应采用温度 450°C，压强10Mpa
【答案】B
2SO (g)+O (g) 2SO (g)
【解析】A． 2 2 3 为可逆反应，未参与反应的二氧化硫可循环利用，A 错误；
B 2SO2 (g)+O2 (g) 2SO (g)．由表知，在相同压强下，升高温度，二氧化硫的平衡转化率减小，则 3 为放热反
应，B 正确；
C 98.3% H2SO．吸收塔中 4 是为了吸收三氧化硫，不体现强氧化性，C 错误；
D．1Mpa 和10Mpa SO两状态 2 的平衡转化率相差不大，但10Mpa 压强大，对动力和设备要求高，所以实际生产
中，接触室中应采用温度 450°C，压强1Mpa ，D 错误；
答案选 B。
6．（23-24 高二上·浙江杭州·期末）某研究小组为探究催化剂对尾气中 CO、NO 转化的影响，将含 NO 和 CO 的
尾气在不同温度下，以一定的流速通过两种不同的催化剂进行反应：2NO(g)+2CO(g) N2(g)+2CO2(g) △H<0，
测量相同时间内逸出气体中 NO 的含量，从而确定尾气脱氮率(脱氮率即 NO 的转化率)，结果如图所示。
下列说法不正确的是
A．适当加压有助于脱氮率的提高
B．两种催化剂均能降低反应的活化能，但DH 均不变
C．曲线Ⅱ中的催化剂的最适宜温度为 450℃左右
D．a 点的脱氮率是对应温度下的平衡脱氮率
【答案】D
【解析】A．该反应为气体分子数减小的反应，适当加压，平衡正向移动，脱氮率增大，故 A 正确，不符合题意；
B．催化剂可降低反应的活化能，但不改变反应的DH ，故 B 正确，不符合题意；
C．由图可知，曲线Ⅱ中 450℃左右脱氮率最大，则曲线Ⅱ中的催化剂的最适宜温度为 450℃左右，故 C 正确，不
符合题意；
D．因为该反应是放热反应，降低温度，平衡正向移动，则 a 点对应温度下的平衡脱氮率应大于 450℃下的脱氮
率，故 D 错误，符合题意；
答案选 D。
7．（23-24 高二上·四川成都·阶段练习）在硫酸工业中，通过下列反应：
2SO2 (g) + O2 (g) 2SO3(g) DH 196.6kJ / mol SO，下表列出了在不同温度和压强下，反应达到平衡时 2 的转
化率。下列说法正确的是
温度/ SO平衡时 2 的转化率
0.1MPa 0.5MPa 1MPa 5MPa 10MPa
450 97.5 98.9 99.2 99.6 99.7
550 85.6 92.9 94.9 97.7 98.3
A．工业上通入过量空气的主要目的是加快反应速率
B SO．回收尾气中的 2 仅为了防止空气污染
C SO．采用常压条件是因为常压下 2 的转化率足够高，增大压强会增加设备成本
D．选择400 ~ 500℃的较高温度既提高反应速率也提高平衡转化率
【答案】C
【解析】A．工业上通入过量空气的主要目的是加快反应速率和提高二氧化硫的转化率，故 A 错误；，
B SO．回收尾气中的 2 是为了防止空气污染和提高原料利用率，故 B 错误；
C SO．由表中数据可知，采用常压条件是因为常压下 2 的转化率足够高，增大压强会增加设备成本，故 C 正确；
D SO．正反应放热，升高温度平衡逆向移动， 2 的平衡转化率降低，选择400 ~ 500℃的较高温度提高反应速率，
故 D 错误；
选 C。
8．（23-24 高二上·海南·阶段练习）下图为工业合成氨的流程图。图中为提高原料转化率而采取的措施是
A．①②③ B．①③⑤ C．②④⑤ D．②③④
【答案】C
催化 剂
【解析】工业合成氨的化学方程式为 N +3H 高温、高压2 2 2NH3，反应是可逆反应，反应前后气体体积减小，反应
是放热反应；依据合成氨的流程图，其中为提高原料转化率而采取的措施为：增大压强，平衡向体积减小的方向
进行，提高反应物的转化率；液化分离出氨气，促进平衡正向进行，提高反应物的转化率；氮气和氢气的循环使
用，也可提高原料的转化率，故答案为：C。
9．（22-23 高二上·广东广州·期中）在硫酸工业中，通过下列反应使 SO2氧化为 SO3：
2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g) H=-196.6 kJ/mol。下表列出了恒容刚性容器中，在不同温度和压强下，反应达到平衡
时 SO2的转化率。下列说法错误的是
平衡时 SO2的转化率/%
温度/℃
0.1 MPa 0.5 MPa 1 MPa 5 MPa 10 MPa
450 97.5 98.9 99.2 99.6 99.7
500 85.6 92.9 94.9 97.7 98.3
A．在到达平衡时充入 He 增大压强，不能增大 SO2转化率
B．为了增大 SO2的转化率，可以增大 SO2与 O2的投料比
C．理论上，应该选择的条件是 450℃，10 MPa
D．在实际生产中，选定的温度为 400~500℃，主要原因是考虑催化剂的活性最佳
【答案】B
【解析】A．该反应的正反应是气体体积减小的放热反应，在到达平衡时充入 He 增大压强，由于反应混合物中
各种物质浓度不变，因此不能使平衡发生移动，则 SO2转化率不变，A 正确；
B．若反应达到平衡后增大 SO2与 O2的投料比，相对来说就是 O2的浓度不变，增大 SO2的浓度，SO2的平衡转
化率反而会降低，因此应该减小 SO2与 O2的投料比，B 错误；
C．由表中数据可知：温度越低、压强越大时，二氧化硫的转化率越大，但压强越大、对设备的要求越高，增大
压强需要的动力也越大，不经济，综合考虑，在实际生产中，应选择的条件是 450℃、1 MPa，C 错误；
D．温度太高时，催化剂失去活性，则实际生产中，选定的温度为 400~500℃，主要原因是考虑催化剂的活性最
佳，D 正确；
故合理选项是 B。
10．（23-24 高二下·湖南长沙·阶段练习）NH3与 O2作用分别生成 N2、NO、N2O 的反应均为放热反应。工业尾气
NH N NH O N
中的 3可通过催化氧化为 2 除去。将一定比例的 3、 2和 2 的混合气体以一定流速通过装有催化剂的反
é 2n N ù
ê 生成
2 100%
NH n NH
ú
应管， 3
N
的转化率、生成 2 的选择性 ê 总转化 3 ú 与温度的关系如图所示。下列说法正确的是
A NH．其他条件不变，升高温度， 3的平衡转化率增大
B N．其他条件不变，在175 ~ 300℃范围，随温度的升高，出口处 2 浓度不断增大
C NH．催化氧化除去尾气中的 3应选择反应温度高于250℃
D NH NH N．高效除去尾气中的 3，需研发低温下 3转化率高和生成 2 选择性高的催化剂
【答案】D
【解析】A．NH3与 O2作用分别生成 N2、NO、N2O 的反应均为放热反应，升高温度，平衡都逆向移动，NH3的
平衡转化率减小，A 项错误；
B．由图可知，225~300℃范围内 NH3的转化率基本不变，而生成 N2的选择性明显减小，则出口处 N2的浓度减
小，B 项错误；
C．催化氧化除去尾气中的 NH3转化为 N2，由图可知应选择的温度为 225℃左右，此时 NH3的转化率大、N2的
选择性大，C 项错误；
D．高效除去尾气中的 NH3，即将 NH3多而快的转化成 N2，需研发低温下 NH3转化率高和生成 N2选择性高的催
化剂，D 项正确；
答案选 D。
11．（23-24 高二下·上海·阶段练习）通常在乙苯蒸汽中掺混水蒸气，控制温度 600℃，并保持总压为常压。不同
H
温度下，乙苯的平衡转化率和某催化剂作用下苯乙烯的选择性(指除 2 以外的产物中苯乙烯的物质的量分数)如
图：
(1)掺入水蒸气能提高乙苯的平衡转化率，解释说明该事实 。
(2)控制反应温度为 600℃的理由是 。
(3) CO某机构用 2代替水蒸气开发了乙苯-二氧化碳催化脱氢制苯乙烯。保持常压和原料气比例不变，与掺水蒸气
工艺相比，在相同的生产效率下，可降低操作温度；该工艺中还能够发生反应：CO2＋H2=CO＋H2O，CO2＋
C=2CO。新工艺的特点有
①CO2与 H2反应，使乙苯脱氢反应的化学平衡右移
②不用高温水蒸气，可降低能量消耗
③有利于减少积炭
④有利用 CO2资源利用
【答案】(1)加入水蒸气导致乙苯的分压降低，平衡向气体分子数大的方向移动，即正方向移动，乙苯的平衡转
化率提高
(2)600℃，乙苯的平衡转化率和苯乙烯的选择性均较高，温度过低，乙苯转化率降低，温度过高，苯乙烯选择性
下降，高温可能使催化剂失活，耗能大
(3)①②③④
【解析】（1）该反应为气体分子数增大的反应，加入水蒸气，导致乙苯的分压降低，平衡 (g)
催化剂
(g)+H2(g)正向移动，乙苯的平衡转化率提高；
（2）由图得出，600℃，乙苯的平衡转化率和苯乙烯的选择性均较高，温度过低，乙苯转化率降低，反应速率也
减慢，温度过高，苯乙烯选择性下降，而且高温可能使催化剂失活，耗能大；
（3）①CO2消耗 H2，使乙苯脱氢反应的化平衡正向移动，提高产率，①合理；
②保持常压和原料气比例不变，与掺水蒸气工艺相比，在相同的生产效率下，可降低操作温度，不用高温水蒸
气，可降低能量消耗，②符合；
③该工艺发生反应：CO2＋H2=CO＋H2O，CO2＋C=2CO，将 C 消耗，有利于减少积炭，③符合；
④CO2能与 H2反应，有利用 CO2资源利用，④符合；
综上所述，①②③④均合理，故选①②③④。
12．（23-24 高二上·江西景德镇·期中）合成氨工艺是人工固氮最重要的途径。下图是合成氨的简要流程和反应方
程式：
N2 g + 3H2 g 2NH3 g DH < 0
(1)图中 X 的主要成分是 ，这样操作的目的是 。
(2)有利于提高合成氨平衡产率的条件为
A．低温 B．高温 C．低压 D．高压 E．催化剂
(3)T℃ 0.8mol N g 1.6mol H g N时，若在容积为 2L的密闭恒容容器中充入 2 和 2 ，5min 后达到平衡，测得 2 的浓
度为0.2mol L 。
① v NH3 计算此段时间的反应速率 H， 2 的转化率为 。
②已知 300℃时K 0.86，则(3)中的反应温度 T 300(填“>”“<”或“=”)。
③ 1.2mol N2 1.6mol H2 1.2mol NH若向平衡后的体系中同时加入 、 、 3，该反应是否处于平衡状态 (填
“ v是”或“否”)，此时 v正 逆。(填“>”或“<”或“=”)
【答案】(1)N2、H2 循环利用 N2、H2，提高原料的利用率
(2)AD
(3) 0.08mol L min 75％ < 否 >
1 N2 g + 3H2 g 2NH3 g 【解析】（ ） 反应可逆，氮气、氢气不能完全转化为氨气，冷凝器中氨气液化，分
离出液氨后剩余氮气和氢气，X 的主要成分是 N2、H2，N2、H2循环利用，有利于提高原料的利用率。
（2）正反应放热，降低温度，平衡正向移动；正反应气体系数和减小，增大压强，平衡正向移动，催化剂对平
衡无影响，有利于提高合成氨平衡产率的条件为低温、高压，选 AD；
（3）T℃时，若在容积为 2L 0.8mol N g 1.6mol H g N的密闭恒容容器中充入 2 和 2 ，5min 后达到平衡，测得 2
的浓度为0.2mol L ，则此段时间内消耗 0.4mol 氮气，根据反应方程式可知，反应消耗 1.2molH2，生成 0.8mol 氨
气；
0.8mol
v NH 0.08mol L min
1.2mol
100% 75%
①反应速率 3 2L 5min H， 2 的转化率为1.6mol 。
0.8
2
2 ֏
3 100
0.2 1.6 1.2 ÷
②已知 300℃时K 0.86， (3)中 k= è 2 ，正反应放热，温度越高平衡常数越小，反应温度
T<300。
③ 1.2mol N2 1.6mol H 1.2mol NH若向平衡后的体系中同时加入 、 2 、 3，
0.8 +1.2
2
2 ֏ 1.25
0.4 +1.2 1.6 1.2 +1.6
3
2 ÷ 2 ÷Q= è è 逆。第二章 化学反应速率与化学平衡
第四节 化学反应的调控
【基础练】
1．（23-24 高二下·上海·期中）有关工业固氮的说法正确的是
A．使用铁催化剂可提高反应物的转化率
B N．循环使用 2 H NH、 2 可提高 3的产率
o
C．温度控制在500 C 左右有利于反应向正方向进行
D．增大压强有利于加快反应速率，所以压强越大越好
2．（22-23 高二上·山西晋中·期中）学习“化学反应的速率和化学平衡”内容后，联系工业生产实际所发表的观点，
你认为正确的是
A．化学反应速率理论可指导怎样提高原料的平衡转化率
B．化学平衡理论可指导怎样使用有限原料多出产品
C．温度升高，分子动能增加，反应所需活化能减少，反应速率增大
D．增大压强能提高活化分子的百分率，提高单位时间内分子有效碰撞次数
3．（2023·上海徐汇·模拟预测）有关工业合成氨的说法错误的是
A．不断移去液氨，有利于反应正向进行 B．400~500℃时，原料的平衡转化率最大
C．增大压强，氨的分解速率增加 D．原料气须经过净化处理，以防止催化剂中毒
4．（22-23 高二上·浙江杭州·期末）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．对于合成氨的反应，如果调控好反应条件，可使一种反应物的转化率达到 100%
2SO g + O g 催化剂 2SO g 15．（23-24 高二上·江苏南通·期中）下列有关反应 2 2 D 3 DH 198kJ mol 说法正
确的是
A．该反应的DS > 0
B SO．其他条件相同，加压或使用催化剂都能增大 3的生成速率
C．增大压强，该反应平衡正向移动，平衡常数增大
D 0.2molSO．在恒容密闭容器中充入 3，在上述条件下充分反应，共吸收19.8kJ热量
6．（23-24 高二上·辽宁大连·期中）标准状况下，气态反应物和生成物的相对能量与反应历程示意图如下。已知：
O2 g Cl2 g 和 的相对能量为 0，下列说法正确的是
A．历程Ⅰ总反应的DH >历程Ⅱ总反应的DH
B．可计算 Cl-Cl 2(E2 E3)kJ/mol键能为：
C O．相同条件下， 3 的平衡转化率：历程Ⅱ>历程Ⅰ
D Ⅱ O g + Cl g O g + ClO g DH (E E ) 1．历程 中速率最快的一步反应的热化学方程式为： 3 2 2 3 kJ mol
7．（23-24 高二上·天津和平·阶段练习）下列有关工业生产的叙述正确的是
A．合成氨生产过程中升高温度可加快反应速率，缩短生产周期，故温度越高越好
B．硫酸工业中，使用催化剂是为了提高 SO2转化为 SO3的转化率
C．硫酸工业中，SO2的催化氧化不采用高压，是因为压强对 SO2转化率无影响
D．合成氨工业中，将 NH3及时液化分离有利于氨的生产
8．（23-24 N H N高三上·河南·开学考试）一定温度下，向一恒容密闭容器中充入一定量的 2 和 2 ，测得容器中 2 的
N H NH
百分含量随时间的变化如图所示，已知该条件下， 2 、 2 和 3均为气体，下列说法正确的是
A N H．该温度和压强下， 2 和 2 一定不发生反应
B t H． 1 时刻与 t2 时刻， 2 的百分含量也一定相同
C t．若 1 时刻与 t2 时刻的压强不同，则 a 50 %
D t． 1 时刻与 t2 时刻，反应均处于平衡状态
【提升练】
1．（23-24 高二上·天津·期末）下列关于工业合成氨的叙述错误的是
A．合成氨没有选择更大的压强是因为压强过大会增加生产投资，降低综合经济效益
B．使用铁触媒能降低反应的活化能，使反应物在较低温度时能较快地发生反应
C．工业合成氨温度为 400 ~ 500℃是因为升高温度有利于提高反应物的平衡转化率
D．及时从反应体系中分离出氨气有利于平衡向正反应方向移动
2．（23-24高二上·黑龙江哈尔滨·期末）在硫酸工业中，通过下列反应使SO2氧化为SO3： 2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g)
ΔH=－196.6 kJ/mol。下表列出了在不同温度和压强下，反应达到平衡时 SO2的转化率。下列说法错误的是
平衡时 SO2的转化率/%
温度/℃
0.1 MPa 0.5 MPa 1 MPa 5 MPa 10 MPa
450 97.5 98.9 99.2 99.6 99.7
550 85.6 92.9 94.9 97.7 98.3
A．在实际生产中，从成本的角度考虑选择常压下进行反应
B．在实际生产中，选定的温度为 400～500 ℃，这与催化剂的活性无关
C．反应过程中通入过量的空气，以提高平衡时 SO2的转化率
D．为避免污染环境和提高原料利用率，尾气中的 SO2需回收处理
3．（23-24 高二上·云南曲靖·阶段练习）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．为防止原料气中混有的杂质使催化剂“中毒”而丧失催化活性，原料气必须经过净化
B．压缩机加压过程，既要考虑平衡移动的问题，又要考虑加压对设备材料的强度设备的制造要求的问题
C．合成氨反应的温度控制在 500℃左右，此温度下反应物的平衡转化率最大
D．冷却过程，及时将 NH3从平衡混合物中分离除去，促使合成氨反应向生成氨气的方向移动
4．（23-24 高二上·四川宜宾·期末）下列有关合成氨工业的说法正确的是
A N H．由于氨易液化， 2 、 2 在实际生产中可循环使用，所以总体来说合成氨的产率很高
B．铁触媒作催化剂可加快反应速率，且有利于化学平衡向合成氨的方向移动
C．合成氨工业的反应温度控制在 400~500℃，目的是使化学平衡向正反应方向移动
D NH．从合成塔出来的混合气体中 3只占 15%，故合成氨厂的产率都很低
5．（23-24 高二上·广东广州·期末）工业制备硫酸的生产过程及相关信息如下。下列有关说法正确的是
SO
不同压强下接触室中 2 的平衡转化率/ %
温度/℃
1MPa 10MPa
450 99.2 99.7
550 94.9 97.7
工艺流程
A．循环利用的物质是SO3
B 2SO2 (g)+O2 (g)． 2SO3(g) 为放热反应
C 98.3% H．吸收塔中 2SO4 表现强氧化性
D．实际生产中，接触室中应采用温度 450°C，压强10Mpa
6．（23-24 高二上·浙江杭州·期末）某研究小组为探究催化剂对尾气中 CO、NO 转化的影响，将含 NO 和 CO 的
尾气在不同温度下，以一定的流速通过两种不同的催化剂进行反应：2NO(g)+2CO(g) N2(g)+2CO2(g) △H<0，
测量相同时间内逸出气体中 NO 的含量，从而确定尾气脱氮率(脱氮率即 NO 的转化率)，结果如图所示。
下列说法不正确的是
A．适当加压有助于脱氮率的提高
B．两种催化剂均能降低反应的活化能，但DH 均不变
C．曲线Ⅱ中的催化剂的最适宜温度为 450℃左右
D．a 点的脱氮率是对应温度下的平衡脱氮率
7．（23-24 高二上·四川成都·阶段练习）在硫酸工业中，通过下列反应：
2SO2 (g) + O2 (g) 2SO3(g) DH 196.6kJ / mol SO，下表列出了在不同温度和压强下，反应达到平衡时 2 的转
化率。下列说法正确的是
温度/ SO平衡时 2 的转化率
0.1MPa 0.5MPa 1MPa 5MPa 10MPa
450 97.5 98.9 99.2 99.6 99.7
550 85.6 92.9 94.9 97.7 98.3
A．工业上通入过量空气的主要目的是加快反应速率
B SO．回收尾气中的 2 仅为了防止空气污染
C SO．采用常压条件是因为常压下 2 的转化率足够高，增大压强会增加设备成本
D．选择400 ~ 500℃的较高温度既提高反应速率也提高平衡转化率
8．（23-24 高二上·海南·阶段练习）下图为工业合成氨的流程图。图中为提高原料转化率而采取的措施是
A．①②③ B．①③⑤ C．②④⑤ D．②③④
9．（22-23 高二上·广东广州·期中）在硫酸工业中，通过下列反应使 SO2氧化为 SO3：
2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g) H=-196.6 kJ/mol。下表列出了恒容刚性容器中，在不同温度和压强下，反应达到平衡
时 SO2的转化率。下列说法错误的是
平衡时 SO2的转化率/%
温度/℃
0.1 MPa 0.5 MPa 1 MPa 5 MPa 10 MPa
450 97.5 98.9 99.2 99.6 99.7
500 85.6 92.9 94.9 97.7 98.3
A．在到达平衡时充入 He 增大压强，不能增大 SO2转化率
B．为了增大 SO2的转化率，可以增大 SO2与 O2的投料比
C．理论上，应该选择的条件是 450℃，10 MPa
D．在实际生产中，选定的温度为 400~500℃，主要原因是考虑催化剂的活性最佳
10．（23-24 高二下·湖南长沙·阶段练习）NH3与 O2作用分别生成 N2、NO、N2O 的反应均为放热反应。工业尾气
NH
中的 3
N NH
可通过催化氧化为 2 除去。将一定比例的 3
O2 N、 和 2 的混合气体以一定流速通过装有催化剂的反
é 2n N ù
ê 生成
2 100%
NH3 N2 ê n总转化 NH
ú
应管， 的转化率、生成 的选择性 3 ú 与温度的关系如图所示。下列说法正确的是
A NH．其他条件不变，升高温度， 3的平衡转化率增大
B N．其他条件不变，在175 ~ 300℃范围，随温度的升高，出口处 2 浓度不断增大
C NH．催化氧化除去尾气中的 3应选择反应温度高于250℃
D NH NH N．高效除去尾气中的 3，需研发低温下 3转化率高和生成 2 选择性高的催化剂
11．（23-24 高二下·上海·阶段练习）通常在乙苯蒸汽中掺混水蒸气，控制温度 600℃，并保持总压为常压。不同
H
温度下，乙苯的平衡转化率和某催化剂作用下苯乙烯的选择性(指除 2 以外的产物中苯乙烯的物质的量分数)如
图：
(1)掺入水蒸气能提高乙苯的平衡转化率，解释说明该事实 。
(2)控制反应温度为 600℃的理由是 。
(3) CO某机构用 2代替水蒸气开发了乙苯-二氧化碳催化脱氢制苯乙烯。保持常压和原料气比例不变，与掺水蒸气
工艺相比，在相同的生产效率下，可降低操作温度；该工艺中还能够发生反应：CO2＋H2=CO＋H2O，CO2＋
C=2CO。新工艺的特点有
①CO2与 H2反应，使乙苯脱氢反应的化学平衡右移
②不用高温水蒸气，可降低能量消耗
③有利于减少积炭
④有利用 CO2资源利用
12．（23-24 高二上·江西景德镇·期中）合成氨工艺是人工固氮最重要的途径。下图是合成氨的简要流程和反应方
程式：
N2 g + 3H2 g 2NH3 g DH < 0
(1)图中 X 的主要成分是 ，这样操作的目的是 。
(2)有利于提高合成氨平衡产率的条件为
A．低温 B．高温 C．低压 D．高压 E．催化剂
(3)T℃ 2L 0.8mol N2 g 1.6mol H2 g N时，若在容积为 的密闭恒容容器中充入 和 ，5min 后达到平衡，测得 2 的浓
度为0.2mol L 。
① v NH H计算此段时间的反应速率 3 ， 2 的转化率为 。
②已知 300℃时K 0.86，则(3)中的反应温度 T 300(填“>”“<”或“=”)。
③ 1.2mol N 1.6mol H 1.2mol NH若向平衡后的体系中同时加入 2 、 2 、 3，该反应是否处于平衡状态 (填
“是”或“否”)，此时 v正 v逆。(填“>”或“<”或“=”)
