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第07講 化學反應的調控
模塊一 思維導圖串知識 模塊二 基礎知識全梳理 模塊三 重點難點必掌握 模塊四 核心考點精準練 模塊五 小試牛刀過關測 1．通過工業合成氨適宜條件的選擇與優化，認識化學反應速率和化學平衡的綜合調控在生產、生活和科學研究中的重要作用。 2．在合成氨適宜條件的討論中，形成多角度分析化學反應和化工生產條件的思路，體會化學反應原理的應用價值。
1．化工生產適宜條件選擇的一般原則
條件 原則
從化學反應速率分析 既不能過快，又不能太慢
從化學平衡移動分析 既要注意外界條件對速率和平衡影響的一致性，又要注意對二者影響的矛盾性
從原料的利用率分析 增加易得廉價原料，提高難得高價原料的利用率，從而降低生產成本
從實際生產能力分析 如設備承受高溫、高壓能力等
從催化劑的使用活性分析 注意催化劑的活性受溫度的限制
2．控制反應條件的基本措施
控制化學反應速率的措施 通過改變反應體系的溫度、溶液的濃度、氣體的壓強(或濃度)、固體的表面積以及使用催化劑等途徑調控反應速率
提高轉化率的措施 通過改變可逆反應體系的溫度、溶液的濃度、氣體的壓強(或濃度)等改變可逆反應的限度，從而提高轉化率
一．工業合成氨的生產條件的選擇
1．合成氨反應的特點
合成氨反應 N2(g)＋3H2(g)2NH3(g) 已知298 K時：ΔH＝－92.4 kJ·mol－1，ΔS＝－198.2 J·mol－1·K－1
自發性 常溫(298 K)下，ΔH－TΔS＜0，能自發進行
可逆性 反應為可逆反應
焓變 ΔH＜0，是放熱反應
體積變化(熵變) ΔS＜0，正反應是氣體體積縮小的反應
2．濃度、溫度、壓強、催化劑對反應速率和氨的含量的影響
根據合成氨反應的特點，利用我們學過的影響反應速率的因素和勒夏特列原理分析應如何選擇反應條件，以增大合成氨的反應速率、提高平衡混合物中氨的含量，請填寫下表。
對合成氨反應的影響 影響因素
濃度 溫度 壓強 催化劑
增大合成氨的反應速率反應速率 增大反應物濃度 升高溫度 增大壓強 使用
提高平衡混合物中中氨的含量 增大反應物濃度，降低生成物濃度 降低溫度 增大壓強 無影響
合成氨生產中的有關數據
不同條件下，合成氨反應達到化學平衡時反應混合物中氨的含量(體積分數)
400℃下平衡時氨的的體積分數隨壓強的變化示意圖 10 MPa下平衡時氨的的體積分數隨溫度的變化示意圖
3．數據分析
在不同溫度和壓強下(初始時N2和H2的體積比為1∶3)，平衡混合物中氨的含量實驗數據分析，提高反應速率的條件是升高溫度、增大壓；提高平衡混合物中氨的含量的條件是降低溫度、增大壓強。二者在溫度這一措施上是不一致的。
4．工業合成氨的適宜條件
壓強 原理分析 ①增大壓強既可以增大反應速率，又能使平衡正向向移動，壓強越大越好 ②壓強越大，對設備的要求越高，壓縮H2和N2所需的動力越大，會增加生產投資，并可能降低綜合經濟效益
選用條件 目前，我國合成氨廠一般采用的壓強為10～30MPa
溫度 原理分析 ①降低溫度有利于提高平衡混合物中氨的含量 ②溫度越低，反應速率越小，達到平衡所需時間越長，故溫度不宜過低 ③催化劑的活性在一定溫度下下最大
選用條件 目前，在實際生產中一般采用的溫度為400～500℃(此溫度下催化劑的活性最大)
催化劑 原理分析 即使在高溫、高壓下，N2和H2的反應速率仍然很慢。 使用催化劑在較低溫度時能較快進行反應
選用條件 通常采用加入以鐵為主體的多成分催化劑，又稱鐵觸媒 (為了防止混有的雜質使催化劑“中毒”，原料氣必須經過凈化)
濃度 原理分析 在500 ℃和30 MPa時，平衡混合物中NH3的體積分數及平衡時N2和H2的轉化率仍較低
采取措施 采取迅速冷卻的方法，使氣態氨變成液氨后及時從平衡混合物中分離出去 將NH3分離后的原料氣循環使用，并及時補充N2和H2，使反應物保持一定的濃度(既提高了原料的利用率，又提高了反應速率，有利于合成氨反應)
5．工業合成氨的適宜條件
外部條件 工業合成氨的適宜條件
壓強 10～30 MPa
溫度 400～500 ℃
催化劑 使用鐵觸媒作催化劑
濃度 氨及時從混合氣中分離出去，剩余氣體循環使用；及時補充N2和H2
6．合成氨的工藝流程
1．催化劑的活性與“中毒”
催化劑的催化能力一般稱為催化活性。催化劑因吸附或沉積少量的雜質(毒物)而使活性明顯下降甚至喪失的現象，稱為催化劑“中毒”。
為了防止催化劑“中毒”，合成氨的原料氣、硫酸工業中從沸騰爐排出來的爐氣都必須經過凈化。
2．合成氨發展前景
為降低合成氨的能耗，科學家一直在研究使合成氨反應在較低溫度下進行的催化劑，以對合成條件進行優化。我國科學家合成了一種新型催化劑，將合成氨的溫度、壓強分別降到了350℃、1 MPa。利用電化學反應原理，在實驗室已實現由N2和H2在室溫下合成氨。
二．選擇工業合成適宜條件的原則
1．考慮參加反應的物質組成、結構和性質等本身因素。
2．考慮影響化學反應速率和平衡的溫度、壓強、濃度、催化劑等反應條件。
3．選擇適宜的生產條件還要考慮設備條件、安全操作、經濟成本等情況。
4．選擇適宜的生產條件還要考慮環境保護及社會效益等方面的規定和要求。
工業生產中適宜生產條件的選擇思路
【問題探究】
1.工業生產中增大壓強既可提高反應速率，又可提高氨的產量，那么在合成氨工業中壓強是否越大越好？為什么？
不是。因為溫度一定時，增大混合氣體的壓強對合成氨的速率和平衡都有利，但是，壓強越大，對材料的強度和設備的制造要求越高，需要的動力也越大，目前，我國的合成氨廠一般采用的壓強為10 MPa～30 MPa。
2.既然降低溫度有利于平衡向生成氨的方向移動，那么生產中是否溫度越低越好？為什么？
不是。因為從平衡的角度考慮，合成氨低溫有利，但是溫度過低使化學反應速率減小，達到平衡所需時間變長，這在工業生產中是很不經濟的，所以在實際生產中一般采用的溫度為400～500 ℃(在此溫度時催化劑的活性最大)。
3.在合成氨工業中要使用催化劑，既然催化劑對化學平衡的移動沒有影響，為什么還要使用呢？使用的催化劑一般是什么？
為了加快反應速率。工業合成氨普遍使用的是以鐵為主體的多成分催化劑(又稱鐵觸媒)。
【知識歸納與總結】
（1）分析反應特點。主要分析反應的方向性、可逆性、反應熱和熵變等。
（2）原理分析。根據反應特點，利用影響反應速率的因素和勒夏特列原理分析增大反應速率、提高原料轉化率的反應條件。
（3）根據實驗數據進一步分析反應條件，確定適宜條件的范圍及催化劑的篩選。
（4）根據工業生產的實際情況、經濟效益及環保要求等最終確定適宜的條件。
影響 因素 有利于加快反應速率的控制 有利于平衡移動條件的控制 綜合分析結果
濃度 增大反應物濃度 增大反應物濃度、減小生成物濃度 不斷補充反應物、 及時分離出生成物
壓強 高壓(有氣體參加) ΔV<0 高壓 設備條件允許的前提下， 盡量采取高壓
ΔV>0 低壓 兼顧速率和平衡、 選取適宜的壓強
溫度 高溫 ΔH<0 低溫 兼顧速率和平衡、 考慮催化劑的適宜溫度
ΔH>0 高溫 在設備條件允許的前提下，盡量采取高溫并選取合適催化劑
催化劑 加合適的催化劑 無影響 加合適的催化劑， 考慮催化劑活性與溫度關系
考點一：工業合成氨
1．（23-24高二下·上海·期中）有關工業固氮的說法正確的是
A．使用鐵催化劑可提高反應物的轉化率
B．循環使用、可提高的產率
C．溫度控制在左右有利于反應向正方向進行
D．增大壓強有利于加快反應速率，所以壓強越大越好
【答案】B
【解析】A．使用鐵催化劑可提高反應物的速率，對轉化率無影響，故A錯誤；
B．循環使用N2、H2，可使反應物盡可能轉化為生成物，則可提高氨的產率，故B正確；
C．合成氨反應為放熱反應，溫度控制在500℃左右與催化劑活性、反應速率有關，而升高溫度合成氨反應逆向移動，故C錯誤；
D．壓強越大，對設備的要求越高，成本越高，因此壓強不是越大越好，故D錯誤；
故選B。
2．（23-24高二上·江蘇連云港·階段練習）氨是一種重要的化工原料，主要用于化肥工業，也廣泛用于硝酸、純堿、制藥等工業；合成氨反應N2(g)＋3H2(g)2NH3(g) ΔH=-92.4 kJ/mol。下列有關合成氨反應的說法正確的是
A．高溫條件下該反應可以自發
B．反應的ΔH=E(N-N)＋3E(H-H)-6E(N-H) (E表示鍵能)
C．反應中每消耗1 mol H2轉移電子的數目約等于2×6.02×1023
D．該反應采用高溫高壓條件是為了增大H2的平衡轉化率
【答案】C
【解析】A．該反應氣體體積減小，是熵減的過程，即，當時反應可以自發進行，則低溫條件下該反應可以自發，A錯誤；
B．N2中氮原子間形成氮氮三鍵，則反應的 (E表示鍵能)，B錯誤；
C．反應中每消耗1molH2轉移電子的數目為2NA，約等于2×6.02×1023，C正確；
D．該反應是放熱反應，升高溫度，平衡逆向移動，不能增大H2的平衡轉化率，但采用高溫主要是考慮化學反應速率和催化劑的活性；該反應氣體體積減小，增大壓強，平衡正向移動，可以增大H2的平衡轉化率，D錯誤；
故選C。
3．（23-24高二上·天津寧河·期末）已知合成氨反應，既要使合成氨的產率增大，又要使反應速率加快，可采取的方法是
①減壓；②加壓；③升溫；④降溫；⑤及時從平衡混合氣中分離出；⑥補充或⑦加催化劑；
A．③④⑤⑦ B．②④⑥ C．僅②⑥ D．②③⑥⑦
【答案】C
【分析】合成氨反應，該反應的特點為：正反應放熱且氣體分子數減小；據此分析。
【解析】①減壓，反應速率減慢，平衡逆向移動，的產率減小，①不可采取；
②加壓，反應速率加快，平衡正向移動，的產率增大，②可采取；
③升溫，反應速率加快，平衡逆向移動，的產率減小，③不可采取；
④降溫，反應速率減慢，平衡正向移動，的產率增大，④不可采取；
⑤及時從平衡混合氣中分離出，反應速率減慢，平衡正向移動，的產率增大，⑤不可采取；
⑥補充N2或H2，反應速率加快，平衡正向移動，的產率增大，⑥可采取；
⑦加催化劑，反應速率加快，但平衡不移動，的產率不變，⑦不可采取；
故選②⑥；
故選C。
4．（23-24高二上·上海浦東新·期中） 合成氨對人類生存和發展有著重要意義，1909年哈伯在實驗室中首次利用氮氣與氫氣反應合成氨，實現了人工固氮，其合成原理為： 。符合工業合成氨生產實際的是
A．V2O5作催化劑 B．反應溫度由催化劑決定
C．將N2和H2液化 D．NH3由吸收塔吸收
【答案】B
【解析】A．工業合成氨的催化劑是鐵觸媒，A錯誤；
B．催化劑在特定溫度下活性最大，催化效率最高，反應溫度由催化劑決定，B正確；
C．將和液化分離平衡逆向移動，不利于合成氨，C錯誤；
D．合成氨的生產設備中沒有吸收塔，D錯誤；
故選B。
5．（22-23高二上·河北·期中）合成氨工業采用循環操作的主要目的是
A．增大氮氣和氫氣的濃度 B．節省能量，有利于氣態氨的冷卻
C．提高氮氣和氫氣的利用率 D．提高平衡混合物中的百分含量
【答案】C
【解析】合成氨工業中，如果只讓和的混合氣體一次通過合成塔發生反應，反應物的利用率較低，很不經濟，所以應將分離后的原料氣循環使用，故合成氨工業采用循環操作的主要目的是提高氮氣和氫氣的利用率；
答案選C。
考點二：化學反應的調控
6．（23-24高二上·江西贛州·期中）工業上用生物法處理的原理如下：
反應1：
反應2：
以硫桿菌作催化劑時，反應溫度及溶液對氧化速率的影響分別如圖甲、圖乙所示。下列有關說法錯誤的是
A．反應1的條件下，還原性：
B．當反應溫度過高時，氧化速率下降的原因可能是硫桿菌失去活性
C．由圖甲和圖乙可得出結論：使用硫桿菌作催化劑的最佳條件為、
D．當反應1中轉移電子時，反應1中消耗的在標準狀況下的體積為
【答案】A
【解析】A．根據反應方程式可知，H2S為還原劑，FeSO4為還原產物，利用還原劑的還原性強于還原產物的還原性，即有H2S＞FeSO4，故A說法錯誤；
B．溫度過高，能使蛋白質變性，催化劑的活性降低，因此當反應溫度過高時，Fe2+氧化速率下降的原因可能是硫桿菌失去活性，故B說法正確；
C．根據圖像可知，催化劑活性最大的最佳條件是30℃，pH=2.0左右，故C說法正確；
D．反應1中，消耗1molH2S，轉移電子物質的量為2mol電子，因此轉移0.2mol電子時，消耗硫化氫在標況下體積為2.24L，故D說法正確；
答案為A。
7．（23-24高二上·四川廣元·階段練習）“碳達峰·碳中和”是我國社會發展重大戰略之一，還原是實現“雙碳”經濟的有效途徑之一，相關的主要反應有：
Ⅰ．
Ⅱ．
有利于提高平衡轉化率的條件是
A．使用優良催化劑 B．低溫高壓 C．高溫低壓 D．高溫高壓
【答案】C
【解析】A．催化劑無法使平衡發生移動，故A項不符合題意；
B．降低溫度反應Ⅰ和反應Ⅱ均逆向移動，平衡轉化率將降低，故B項不符合題意；
C．升高溫度反應Ⅰ和反應Ⅱ均正向移動，降低壓強使反應Ⅰ平衡正向移動，平衡轉化率將增大，故C項符合題意；
D．加壓使反應Ⅰ平衡逆向移動，平衡轉化率將降低，故D項不符合題意；
綜上所述，故答案為C。
8．（23-24高二上·廣東東莞·階段練習）硫酸是一種重要的化工產品，目前主要采用“接觸法”進行生產。有關反應的說法不正確的是：
A．實際生產中，SO2、O2再循環使用提高原料利用率
B．實際生產中，為了降低成本，提高生成效益，通常采用常壓、和較高的反應溫度
C．實際生產中，選定400—500℃作為反應溫度，主要原因是該溫度范圍催化劑的活性最高
D．實際生產中，通常通入過量SO2來提高O2的轉化率
【答案】D
【解析】A．SO2、O2制取SO3的反應是可逆反應，循環使用SO2、O2，可以提高原料利用率，A正確；
B．常壓下，接觸法制硫酸的原料利用率已經達到95%左右，增大壓強，反應物的轉化率提高不大，但對設備的要求提高，壓縮氣體需要提供動力，從而增加生產成本，所以工業生產中采用常壓；雖然反應為放熱反應，溫度低對提高轉化率有利，但較高反應溫度下催化劑活性較高，反應速率較快，可以提高生產效益；因此，實際生產中，通常采用常壓、和較高的反應溫度，B正確；
C．雖然反應為放熱反應，溫度低對提高轉化率有利，但催化劑在400～500 ℃時活性最高，所以選定400～500 ℃，C正確；
D．工業制硫酸的反應為可逆反應，實際生產中，O2直接從空氣中獲得，所以是通入過量O2來提高SO2的轉化率，D錯誤；
故選D。
9．（23-24高二上·四川成都·階段練習）在硫酸工業中，通過下列反應：，下表列出了在不同溫度和壓強下，反應達到平衡時的轉化率。下列說法不正確的是
溫度/ 平衡時的轉化率
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．工業上通入過量空氣的主要目的是加快反應速率
B．回收尾氣中的僅為了防止空氣污染
C．采用常壓條件是因為常壓下的轉化率足夠高，增大壓強會增加設備成本
D．選擇的較高溫度既提高反應速率也提高平衡轉化率
【答案】C
【解析】A．工業上通入過量空氣的主要目的是加快反應速率和提高二氧化硫的轉化率，故A錯誤；，
B．回收尾氣中的是為了防止空氣污染和提高原料利用率，故B錯誤；
C．采用常壓條件是因為常壓下的轉化率足夠高，增大壓強會增加設備成本，故C正確；
D．正反應放熱，升高溫度平衡逆向移動，的平衡轉化率降低，選擇的較高溫度提高反應速率，故D錯誤；
選C。
1．（23-24高二上·云南·階段練習）下列事實或做法與化學反應速率無關的是
A．制造蜂窩煤時加入生石灰 B．家用鐵鍋、鐵鏟等餐具保持干燥
C．常用冰箱保存食物 D．氨的合成加入鐵粉
【答案】A
【解析】A．制造蜂窩煤時加入生石灰，是為了減少二氧化硫的排放，使其轉化為硫酸鈣，與反應速率無關，A項符合題意；
B．在潮濕的情況下，鐵鍋、鐵鏟易發生腐蝕，保持其干燥，可以極大減緩其腐蝕速率，B項不符合題意；
C． 低溫冷藏使食品延緩變質，是降低溫度使反應速率減慢，C項不符合題意；
D．氨的合成加入鐵粉，是為了加快合成氨的反應速率，D項不符合題意；
故選A。
2．（23-24高二上·黑龍江大慶·階段練習）在一密閉容器中，反應達平衡后，保持溫度不變，將容器體積壓縮至一半，當達到新的平衡時，B的濃度是原來的，則正確的是
A． B．物質A的轉化率增大了
C．物質A的質量分數減小了 D．平衡向逆反應方向移動了
【答案】D
【解析】A．將容器體積壓縮至一半，當達到新的平衡時，B的濃度是原來的說明增大壓強平衡逆向移動了，反應正向體積增大，m＜n，故A錯誤；
B．平衡逆向移動，A的轉化率減小，故B錯誤；
C．參加反應的都是氣體，氣體總質量不變，平衡逆向移動A的質量分數增大，故C錯誤；
D．將容器體積壓縮至一半，當達到新的平衡時，B的濃度是原來的說明增大壓強平衡逆向移動了，故D正確；
故答案為：D。
3．（23-24高二上·天津和平·階段練習）下列有關工業生產的敘述正確的是
A．合成氨生產過程中升高溫度可加快反應速率，縮短生產周期，故溫度越高越好
B．硫酸工業中，使用催化劑是為了提高SO2轉化為SO3的轉化率
C．硫酸工業中，SO2的催化氧化不采用高壓，是因為壓強對SO2轉化率無影響
D．合成氨工業中，將NH3及時液化分離有利于氨的生產
【答案】D
【解析】A．合成氨生產過程中升高溫度可加快反應速率，縮短生產周期，但合成氨氣的正反應是放熱反應，升高溫度，化學平衡向吸熱的逆反應移動，導致NH3的平衡含量降低，因此不是反應溫度越高越好，而是應該采用適當的溫度，A錯誤；
B．在硫酸工業中，使用催化劑是為了降低反應的活化能，提高化學反應速率，但SO2轉化為SO3的轉化率不變，B錯誤；
C．硫酸工業中，SO2轉化為SO3的正反應是氣體體積減小的反應，增大壓強化學平衡正向移動，可以提高SO2的轉化率，C錯誤；
D．合成氨工業中，將NH3及時液化分離，就是降低了生成物的濃度，可以使化學平衡正向移動，從而有利于氨的生產，D正確；
故選D。
4．（23-24高二上·重慶渝中·階段練習）反應2NO(g)+2CO(g)2CO2(g)+N2(g) △H＜0可用于處理汽車尾氣。下列說法正確的是
A．在恒溫恒容條件下，2molNO與4molCO充分反應后，轉移4mol電子
B．升高溫度，平衡常數增大
C．在低溫下有利于該反應自發進行
D．其他條件不變，增加CO的用量，可以提高CO的轉化率
【答案】C
【解析】A．該反應為可逆反應，故2molNO與4molCO充分反應后，生成的N2小于1mol，轉移小于4mol電子，A錯誤；
B．該反應為放熱反應，升高溫度，平衡逆向移動，平衡常數減小，故B錯誤；
C．反應為放熱的熵減反應，故在低溫下有利于該反應自發進行，C正確；
D．其他條件不變，增加CO的用量，平衡正向移動，但CO的轉化率降低，故D錯誤；
故選C。
5．（22-23高二上·浙江嘉興·期中）下列有關合成氨工業的說法正確的是
A．從合成塔出來的混合氣體中，其中NH3只占15%，所以合成氨廠的產率都很低
B．由于氨易液化，N2、H2在實際生產中可循環使用，所以總體來說合成氨的產率很高
C．合成氨工業的反應溫度控制在400～500℃，目的是使化學平衡向正反應方向移動
D．合成氨廠采用的壓強越大，產率越高，無須考慮設備、條件
【答案】B
【解析】A．雖然從合成塔出來的混合氣體中NH3只占15%，但由于原料氣N2和H2循環使用和不斷分離出液氨，所以生產NH3的效率還是很高的，故A錯誤；
B．由于氨易液化，N2和H2在實際生產中循環使用，所以總體來說，氨的產率很高，故B正確；
C．合成氨工業的反應溫度控制在500℃左右，一是為了使反應速率不至于很低，二是為了使催化劑活性最大，故C錯誤；
D．增大壓強有利于NH3的合成，但壓強越大，需要的動力越大，對材料的強度和設備的制造要求越高，故D錯誤。
答案選B。
6．（22-23高二上·江西景德鎮·期中）下列關于工業合成氨的敘述錯誤的是
A．反應在高壓下進行，有利于提高轉化率
B．溫度越高越有利于工業合成氨
C．在工業合成氨中，N2、H2的循環利用可降低成本
D．及時從反應體系中分離出氨氣有利于平衡向正反應方向移動
【答案】B
【解析】A．合成氨的反應為氣體分子總數減少的反應，加壓有利于反應向正反應方向進行，故A正確；
B．合成氨的反應為放熱反應，溫度越高， NH3的產率越低，溫度太高會影響催化劑的催化效果。，故B錯誤；
C．在工業合成氨中，N2、H2的循環利用有利于提高原料的轉化率，可降低成本，故C正確；
D．及時從反應體系中分離出氨氣，使生成物濃度較小，有利于平衡向正反應方向移動，故D正確；
故選B。
7．（22-23高二上·廣西貴港·期末）通過控制化學反應條件，可以使化學反應速率按我們的需求變化。下列現象的反應速率需要減小的是
A．用白醋清理水壺中的水垢 B．作肥料的廚余垃圾的腐敗
C．輪胎的老化 D．汽車尾氣的凈化
【答案】C
【解析】A．應該快速除去水垢，增大醋酸的濃度，可使反應速率加快，A項反應速率需要增大；
B．作肥料的廚余垃圾的腐敗，需要加快腐敗用作肥料，B項反應速率需要增大；
C．應該去抑制輪胎的老化，減慢反應速率，C項反應速率需要減小；
D．汽車尾氣污染環境，需要加快尾氣的凈化，D項反應速率需要增大；
答案選C。
8．（22-23高二下·甘肅蘭州·期末）常壓下利用可逆反應Ni(s)+4CO(g) Ni(CO)4(g)精煉鎳。已知230℃時，該反應的平衡常數K=2×10-5(L/mol)3，Ni(CO)4的沸點為42.2℃，粗鎳中固體雜質不參與反應。下列說法錯誤的是
A．恒容體系下，增加c[Ni(CO)4]，體系壓強增大，平衡常數增大
B．50℃時將粗鎳與CO反應，可以獲得相應的氣態產物便于與粗鎳雜質分離
C．測量某溫度下反應體系中Ni(CO)4體積分數不變時，反應達到平衡
D．230℃，Ni(CO)4平衡分解率較高
【答案】A
【解析】A．對于一個指定的可逆反應，其平衡常數只受溫度的影響，溫度不變，增大c [Ni(CO)4]，平衡常數不變，故A錯誤；
B．已知Ni(CO)4的沸點為42.2°C，粗鎳中雜質不參與反應，50°C時將粗鎳與一氧化碳反應，可得到氣態Ni(CO)4，故B正確；
C．平衡狀態的特征是各組分的濃度不再改變，當反應體系中Ni(CO)4的體積分數不再改變時說明上述反應達到了平衡狀態，故C正確；
D．Ni(CO)4的分解反應為Ni(CO)4(g) Ni(s)+4CO(g)，根據題目條件可知，230°C時該反應的平衡常數為=，平衡常數越大，反應物的轉化率越大，反應進行的程度越大，故230°C時Ni(CO)4的平衡分解率較高，故D正確；
故本題選A。
9．（22-23高二下·廣東汕尾·期末）時，向恒容密閉容器中充入和，發生反應。已知時反應的平衡常數是1.0。下列說法正確的是
A．的平衡轉化率為
B．容器內的壓強不變時，反應達到平衡狀態
C．達到平衡后移走，平衡向正反應方向移動，化學反應速率加快
D．其他條件不變，升高溫度至，若某時刻各氣體的濃度均為，則此時反應向正反應方向進行
【答案】A
【解析】A．設平衡時，轉化了，列三段式可得：，，得，則平衡轉化率為，故A正確；
B．該反應前后氣體分子總數始終不變，壓強始終不改變，則當體系壓強不隨時間變化時不能說明反應達到平衡狀態，故B錯誤；
C．平衡后移走，則減少了生成物的物質的量濃度，平衡向正反應方向移動，但化學反應速率減小，故C錯誤；
D．該反應是放熱反應，升高溫度，反應的平衡常數減小，即，此時，則此時平衡向逆反應方向移動，故D錯誤。
綜上所述，答案為A。
10．（22-23高一下·河北邢臺·期末）化工生產中，調控反應條件時不需要考慮的角度是
A．目標產物的貯存方法 B．增大目標反應的速率
C．提高目標反應的限度 D．減少副反應和環境污染
【答案】A
【解析】A．目標產物貯存與反應條件無關，調控反應條件時不需考慮，A符合題意；
B．增大反應速率，可以提高生產效率，需要考慮，B不符合題意；
C．提高反應限度，可以提高反應物轉化率或產物比例，需要考慮，C不符合題意；
D．生產條件中減少副反應和環境污染需要考慮，以達到綠色高效生產的目的，D不符合題意；
答案選A。
11．（22-23高二下·福建泉州·期末）密閉容器中加入，一定條件下發生反應：，隨反應時間的變化如曲線①所示，分別改變一個條件，得到曲線②和③，下列說法錯誤的是
A．該反應正反應為吸熱反應
B．曲線①，0～50min用表示的平均反應速率為
C．曲線②，可能使用了催化劑或壓縮容器體積
D．曲線③，達到平衡后，容器內各物質的濃度分別增加，平衡正向移動
【答案】C
【分析】分別改變一個條件，得到曲線②、③，從曲線①得到曲線②，既加快速率平衡又不移動，只能使用催化劑，從曲線①得到曲線③，意味著反應速率加快但平衡右移了，則改變的另一個條件只能是升溫。
【解析】A．由上述分析可知，升溫平衡正向移動，則該反應為吸熱反應，故A正確；
B．曲線①，0~ 50 min用HBr表示的平均反應速率為=0.02mol﹒L-1﹒min-1，根據化學反應速率之比等于化學計量數之比可知，用H2表示的平均反應速率為0.02mol﹒L-1﹒min-1÷2=0.01 mol﹒L-1﹒min-1，故B正確；
C．曲線②，可能使用了催化劑，反應速率加快，平衡不移動，各物質濃度不變；如果縮小體積，氣體濃度都增大了，而實際上HBr濃度減小了，與圖像變化不符合，故C錯誤；
D．曲線③達到平衡時有：
，，往容器中加入濃度均為0.2 mol﹒L-1的三種物質，得，則Qc＜K，平衡將向正反應方向移動，故D正確；
故選C。
12．（22-23高二下·廣東·階段練習）在硫酸工業中，通過如下反應使SO2轉化為SO3：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g) H<0。下列說法不正確的是
A．為使SO2盡可能多地轉化為SO3，工業生產中的反應溫度越低越好
B．使用合適的催化劑可加快該反應的反應速率
C．通入過量的空氣可以提高SO2的轉化率
D．反應后尾氣中的SO2必須回收
【答案】A
【解析】A．為使SO2盡可能多地轉化為SO3即平衡正向移動，同時考慮到溫度對速率的影響，工業生產中的反應溫度并不是越低越好，A錯誤；
B．使用合適的催化劑可加快該反應的反應速率，B正確；
C．通入過量的空氣促使平衡正向移動，可以提高SO2的轉化率，C正確；
D．二氧化硫在轉化中并未達到100%轉化且二氧化硫有毒性的污染性氣體需回收并循環利用，D正確；
故選A。
13．（22-23高二上·安徽蕪湖·期中）在硫酸工業中，通過下列反應使SO2氧化為SO3：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)ΔH=-196.6kJ·mol-1.下表列出了在不同溫度和壓強下，反應達到平衡時SO2的轉化率。
溫度/℃ 平衡時SO2的轉化率/%
0.1MPa 0.5MPa 1MPa 5MPa 10MPa
450 97.5 98.9 99.2 99.6 99.7
550 85.6 92.9 95.0 97.7 98.3
（1）從理論上分析，為了使二氧化硫盡可能多地轉化為三氧化硫，應選擇的條件是 。
（2）在實際生產中，選定的溫度為400℃～500℃，原因是
（3）在實際生產中，采用的壓強為常壓，原因是
（4）在實際生產中，通入過量的空氣，原因是
（5）尾氣中的SO2必須回收，原因是 。
（6）在550℃、1MPa下，若SO2的起始濃度為2mol/L，O2的起始濃度為1mol/L，試求該條件下的平衡常數K= 。
【答案】（1）450℃、10MPa（或低溫、高壓）
（2）溫度較低會使反應速率減小，達到平衡所需時間長；溫度較高會使SO2轉化率降低；在此溫度下催化劑活性最大
（3）常壓下，SO2轉化率已經很高，若增壓會對設備提高要求，增加成本
（4）有利于提高SO2轉化率
（5）防止污染大氣，循環利用，可提高原料利用率
（6）7220
【解析】（1）表中數據顯示，溫度低、壓強大，平衡時SO2的轉化率高，則從理論上分析，為了使二氧化硫盡可能多地轉化為三氧化硫，應選擇的條件是：450℃、10MPa（或低溫、高壓）。
（2）在實際生產中，選定的溫度為400℃～500℃，選擇稍高的溫度，主要是從反應速率、反應達平衡所需時間、催化劑的活性等角度考慮，原因是：溫度較低會使反應速率減小，達到平衡所需時間長；溫度較高會使SO2轉化率降低；在此溫度下催化劑活性最大。
（3）在實際生產中，應綜合考慮生產成本，采用的壓強為常壓，原因是：常壓下，SO2轉化率已經很高，若增壓會對設備提高要求，增加成本。
（4）二氧化硫的催化氧化反應為可逆反應，增大一種反應物的濃度，有利于提高另一種反應物的轉化率。在實際生產中，通入過量的空氣，原因是：有利于提高SO2轉化率。
（5）SO2是大氣污染物，所以尾氣中的SO2必須回收，原因是：防止污染大氣，循環利用，可提高原料利用率。
（6）在550℃、1MPa下，若SO2的起始濃度為2mol/L，O2的起始濃度為1mol/L，此時SO2的平衡轉化率為95%，則平衡時SO2、O2、SO3的濃度分別為0.1mol/L、0.05mol/L、1.9mol/L，該條件下的平衡常數K==7220。
【點睛】二氧化硫的催化氧化反應，在400℃～500℃時催化劑的活性最大。
14．（23-24高二上·河北衡水·開學考試）“液態陽光”是推動碳低峰，碳中和的技術新路徑。反應原理為： (假設該反應無副反應)。
（1）設，y隨溫度的變化關系如圖所示。圖對應該反應的線條是 。

（2）向容積均為2L的恒容密閉容器中通入1.0mol (g)和2.0mol (g)，在不同催化劑X、Y的催化下發生反應。測得50min時，轉化率與溫度的變化關系如圖所示。

①該反應適宜選用的催化劑為 (填“X”或“Y”)。
②K時，d點對應容器在0～50min內的平均反應速率 mol/(L·min)。
③a、c兩點轉化率相等，下列說法正確的是 (填標號)。
A．a、c兩點一定都是平衡點
B．a點可能為平衡點，c點一定不是平衡點
C．a點一定不是平衡點，c點可能為平衡點
D．a、c兩點一定都不是平衡點
④轉化率：c點⑤按上述投料，若某溫度下，初始壓強為p kPa，達到平衡時，轉化率為50%，則該反應的平衡常數 (用p表示)，若將容器的體積縮小為1L， (填“增大”、“減小”或“不變)
【答案】（1）c
（2）X 0.005 C 該反應是放熱反應，溫度升高平衡逆向移動，二氧化碳轉化率減小或溫度升高，催化劑的活性降低 不變
【解析】（1）該反應，，設，溫度升高，則y值增大，因此圖對應該反應的線條是c；故答案為：c。
（2）①根據圖中信息，在b點以前，相同溫度下，催化劑X對應的二氧化碳轉化率較大，因此該反應適宜選用的催化劑為X；故答案為：X。
②K時，d點二氧化碳的轉化率為50%，則d點對應容器在0～50min內的平均反應速率mol/(L·min)；故答案為：0.005。
③a、c兩點轉化率相等，由于催化劑酯改變反應速率，不能改變二氧化碳的平衡轉化率，當二氧化碳的轉化率最高時，說明反應達到平衡狀態，則b點是平衡點，則a點一定不是平衡點，c點可能是平衡點，因此C正確；故答案為：C。
④b點是平衡點，升高溫度，二氧化碳轉化率減小，若c點達到平衡，二氧化碳轉化率減小的原因是該反應是放熱反應，溫度升高平衡逆向移動，二氧化碳轉化率減小，若c點未達到平衡，二氧化碳轉化率減小的原因是溫度升高，催化劑的活性降低；故答案為：該反應是放熱反應，溫度升高平衡逆向移動，二氧化碳轉化率減小或溫度升高，催化劑的活性降低。
⑤按上述投料，若某溫度下，初始壓強為p kPa，達到平衡時，轉化率為50%，，則此時的壓強為，則該反應的平衡常數，若將容器的體積縮小為1L，不變，平衡常數只與溫度有關；故答案為：；不變。第07講 化學反應的調控
模塊一 思維導圖串知識 模塊二 基礎知識全梳理 模塊三 重點難點必掌握 模塊四 核心考點精準練 模塊五 小試牛刀過關測 1．通過工業合成氨適宜條件的選擇與優化，認識化學反應速率和化學平衡的綜合調控在生產、生活和科學研究中的重要作用。 2．在合成氨適宜條件的討論中，形成多角度分析化學反應和化工生產條件的思路，體會化學反應原理的應用價值。
1．化工生產適宜條件選擇的一般原則
條件 原則
從化學反應速率分析 既不能過快，又不能太慢
從化學平衡移動分析 既要注意外界條件對速率和平衡影響的一致性，又要注意對二者影響的矛盾性
從原料的利用率分析 增加易得廉價原料，提高難得高價原料的利用率，從而降低生產成本
從實際生產能力分析 如設備承受高溫、高壓能力等
從催化劑的使用活性分析 注意催化劑的活性受溫度的限制
2．控制反應條件的基本措施
控制化學反應速率的措施 通過改變反應體系的溫度、溶液的濃度、氣體的壓強(或濃度)、固體的表面積以及使用催化劑等途徑調控反應速率
提高轉化率的措施 通過改變可逆反應體系的溫度、溶液的濃度、氣體的壓強(或濃度)等改變可逆反應的限度，從而提高轉化率
一．工業合成氨的生產條件的選擇
1．合成氨反應的特點
合成氨反應 N2(g)＋3H2(g)2NH3(g) 已知298 K時：ΔH＝－92.4 kJ·mol－1，ΔS＝－198.2 J·mol－1·K－1
自發性 常溫(298 K)下，ΔH－TΔS＜0，能自發進行
可逆性 反應為可逆反應
焓變 ΔH＜0，是放熱反應
體積變化(熵變) ΔS＜0，正反應是氣體體積縮小的反應
2．濃度、溫度、壓強、催化劑對反應速率和氨的含量的影響
根據合成氨反應的特點，利用我們學過的影響反應速率的因素和勒夏特列原理分析應如何選擇反應條件，以增大合成氨的反應速率、提高平衡混合物中氨的含量，請填寫下表。
對合成氨反應的影響 影響因素
濃度 溫度 壓強 催化劑
增大合成氨的反應速率反應速率 增大反應物濃度 升高溫度 增大壓強 使用
提高平衡混合物中中氨的含量 增大反應物濃度，降低生成物濃度 降低溫度 增大壓強 無影響
合成氨生產中的有關數據
不同條件下，合成氨反應達到化學平衡時反應混合物中氨的含量(體積分數)
400℃下平衡時氨的的體積分數隨壓強的變化示意圖 10 MPa下平衡時氨的的體積分數隨溫度的變化示意圖
3．數據分析
在不同溫度和壓強下(初始時N2和H2的體積比為1∶3)，平衡混合物中氨的含量實驗數據分析，提高反應速率的條件是升高溫度、增大壓；提高平衡混合物中氨的含量的條件是降低溫度、增大壓強。二者在溫度這一措施上是不一致的。
4．工業合成氨的適宜條件
壓強 原理分析 ①增大壓強既可以增大反應速率，又能使平衡正向向移動，壓強越大越好 ②壓強越大，對設備的要求越高，壓縮H2和N2所需的動力越大，會增加生產投資，并可能降低綜合經濟效益
選用條件 目前，我國合成氨廠一般采用的壓強為10～30MPa
溫度 原理分析 ①降低溫度有利于提高平衡混合物中氨的含量 ②溫度越低，反應速率越小，達到平衡所需時間越長，故溫度不宜過低 ③催化劑的活性在一定溫度下下最大
選用條件 目前，在實際生產中一般采用的溫度為400～500℃(此溫度下催化劑的活性最大)
催化劑 原理分析 即使在高溫、高壓下，N2和H2的反應速率仍然很慢。 使用催化劑在較低溫度時能較快進行反應
選用條件 通常采用加入以鐵為主體的多成分催化劑，又稱鐵觸媒 (為了防止混有的雜質使催化劑“中毒”，原料氣必須經過凈化)
濃度 原理分析 在500 ℃和30 MPa時，平衡混合物中NH3的體積分數及平衡時N2和H2的轉化率仍較低
采取措施 采取迅速冷卻的方法，使氣態氨變成液氨后及時從平衡混合物中分離出去 將NH3分離后的原料氣循環使用，并及時補充N2和H2，使反應物保持一定的濃度(既提高了原料的利用率，又提高了反應速率，有利于合成氨反應)
5．工業合成氨的適宜條件
外部條件 工業合成氨的適宜條件
壓強 10～30 MPa
溫度 400～500 ℃
催化劑 使用鐵觸媒作催化劑
濃度 氨及時從混合氣中分離出去，剩余氣體循環使用；及時補充N2和H2
6．合成氨的工藝流程
1．催化劑的活性與“中毒”
催化劑的催化能力一般稱為催化活性。催化劑因吸附或沉積少量的雜質(毒物)而使活性明顯下降甚至喪失的現象，稱為催化劑“中毒”。
為了防止催化劑“中毒”，合成氨的原料氣、硫酸工業中從沸騰爐排出來的爐氣都必須經過凈化。
2．合成氨發展前景
為降低合成氨的能耗，科學家一直在研究使合成氨反應在較低溫度下進行的催化劑，以對合成條件進行優化。我國科學家合成了一種新型催化劑，將合成氨的溫度、壓強分別降到了350℃、1 MPa。利用電化學反應原理，在實驗室已實現由N2和H2在室溫下合成氨。
二．選擇工業合成適宜條件的原則
1．考慮參加反應的物質組成、結構和性質等本身因素。
2．考慮影響化學反應速率和平衡的溫度、壓強、濃度、催化劑等反應條件。
3．選擇適宜的生產條件還要考慮設備條件、安全操作、經濟成本等情況。
4．選擇適宜的生產條件還要考慮環境保護及社會效益等方面的規定和要求。
工業生產中適宜生產條件的選擇思路
【問題探究】
1.工業生產中增大壓強既可提高反應速率，又可提高氨的產量，那么在合成氨工業中壓強是否越大越好？為什么？
不是。因為溫度一定時，增大混合氣體的壓強對合成氨的速率和平衡都有利，但是，壓強越大，對材料的強度和設備的制造要求越高，需要的動力也越大，目前，我國的合成氨廠一般采用的壓強為10 MPa～30 MPa。
2.既然降低溫度有利于平衡向生成氨的方向移動，那么生產中是否溫度越低越好？為什么？
不是。因為從平衡的角度考慮，合成氨低溫有利，但是溫度過低使化學反應速率減小，達到平衡所需時間變長，這在工業生產中是很不經濟的，所以在實際生產中一般采用的溫度為400～500 ℃(在此溫度時催化劑的活性最大)。
3.在合成氨工業中要使用催化劑，既然催化劑對化學平衡的移動沒有影響，為什么還要使用呢？使用的催化劑一般是什么？
為了加快反應速率。工業合成氨普遍使用的是以鐵為主體的多成分催化劑(又稱鐵觸媒)。
【知識歸納與總結】
（1）分析反應特點。主要分析反應的方向性、可逆性、反應熱和熵變等。
（2）原理分析。根據反應特點，利用影響反應速率的因素和勒夏特列原理分析增大反應速率、提高原料轉化率的反應條件。
（3）根據實驗數據進一步分析反應條件，確定適宜條件的范圍及催化劑的篩選。
（4）根據工業生產的實際情況、經濟效益及環保要求等最終確定適宜的條件。
影響 因素 有利于加快反應速率的控制 有利于平衡移動條件的控制 綜合分析結果
濃度 增大反應物濃度 增大反應物濃度、減小生成物濃度 不斷補充反應物、 及時分離出生成物
壓強 高壓(有氣體參加) ΔV<0 高壓 設備條件允許的前提下， 盡量采取高壓
ΔV>0 低壓 兼顧速率和平衡、 選取適宜的壓強
溫度 高溫 ΔH<0 低溫 兼顧速率和平衡、 考慮催化劑的適宜溫度
ΔH>0 高溫 在設備條件允許的前提下，盡量采取高溫并選取合適催化劑
催化劑 加合適的催化劑 無影響 加合適的催化劑， 考慮催化劑活性與溫度關系
考點一：工業合成氨
1．（23-24高二下·上海·期中）有關工業固氮的說法正確的是
A．使用鐵催化劑可提高反應物的轉化率
B．循環使用、可提高的產率
C．溫度控制在左右有利于反應向正方向進行
D．增大壓強有利于加快反應速率，所以壓強越大越好
2．（23-24高二上·江蘇連云港·階段練習）氨是一種重要的化工原料，主要用于化肥工業，也廣泛用于硝酸、純堿、制藥等工業；合成氨反應N2(g)＋3H2(g)2NH3(g) ΔH=-92.4 kJ/mol。下列有關合成氨反應的說法正確的是
A．高溫條件下該反應可以自發
B．反應的ΔH=E(N-N)＋3E(H-H)-6E(N-H) (E表示鍵能)
C．反應中每消耗1 mol H2轉移電子的數目約等于2×6.02×1023
D．該反應采用高溫高壓條件是為了增大H2的平衡轉化率
3．（23-24高二上·天津寧河·期末）已知合成氨反應，既要使合成氨的產率增大，又要使反應速率加快，可采取的方法是
①減壓；②加壓；③升溫；④降溫；⑤及時從平衡混合氣中分離出；⑥補充或⑦加催化劑；
A．③④⑤⑦ B．②④⑥ C．僅②⑥ D．②③⑥⑦
4．（23-24高二上·上海浦東新·期中） 合成氨對人類生存和發展有著重要意義，1909年哈伯在實驗室中首次利用氮氣與氫氣反應合成氨，實現了人工固氮，其合成原理為： 。符合工業合成氨生產實際的是
A．V2O5作催化劑 B．反應溫度由催化劑決定
C．將N2和H2液化 D．NH3由吸收塔吸收
5．（22-23高二上·河北·期中）合成氨工業采用循環操作的主要目的是
A．增大氮氣和氫氣的濃度 B．節省能量，有利于氣態氨的冷卻
C．提高氮氣和氫氣的利用率 D．提高平衡混合物中的百分含量
考點二：化學反應的調控
6．（23-24高二上·江西贛州·期中）工業上用生物法處理的原理如下：
反應1：
反應2：
以硫桿菌作催化劑時，反應溫度及溶液對氧化速率的影響分別如圖甲、圖乙所示。下列有關說法錯誤的是
A．反應1的條件下，還原性：
B．當反應溫度過高時，氧化速率下降的原因可能是硫桿菌失去活性
C．由圖甲和圖乙可得出結論：使用硫桿菌作催化劑的最佳條件為、
D．當反應1中轉移電子時，反應1中消耗的在標準狀況下的體積為
7．（23-24高二上·四川廣元·階段練習）“碳達峰·碳中和”是我國社會發展重大戰略之一，還原是實現“雙碳”經濟的有效途徑之一，相關的主要反應有：
Ⅰ．
Ⅱ．
有利于提高平衡轉化率的條件是
A．使用優良催化劑 B．低溫高壓 C．高溫低壓 D．高溫高壓
8．（23-24高二上·廣東東莞·階段練習）硫酸是一種重要的化工產品，目前主要采用“接觸法”進行生產。有關反應的說法不正確的是：
A．實際生產中，SO2、O2再循環使用提高原料利用率
B．實際生產中，為了降低成本，提高生成效益，通常采用常壓、和較高的反應溫度
C．實際生產中，選定400—500℃作為反應溫度，主要原因是該溫度范圍催化劑的活性最高
D．實際生產中，通常通入過量SO2來提高O2的轉化率
9．（23-24高二上·四川成都·階段練習）在硫酸工業中，通過下列反應：，下表列出了在不同溫度和壓強下，反應達到平衡時的轉化率。下列說法不正確的是
溫度/ 平衡時的轉化率
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．工業上通入過量空氣的主要目的是加快反應速率
B．回收尾氣中的僅為了防止空氣污染
C．采用常壓條件是因為常壓下的轉化率足夠高，增大壓強會增加設備成本
D．選擇的較高溫度既提高反應速率也提高平衡轉化率
1．（23-24高二上·云南·階段練習）下列事實或做法與化學反應速率無關的是
A．制造蜂窩煤時加入生石灰 B．家用鐵鍋、鐵鏟等餐具保持干燥
C．常用冰箱保存食物 D．氨的合成加入鐵粉
2．（23-24高二上·黑龍江大慶·階段練習）在一密閉容器中，反應達平衡后，保持溫度不變，將容器體積壓縮至一半，當達到新的平衡時，B的濃度是原來的，則正確的是
A． B．物質A的轉化率增大了
C．物質A的質量分數減小了 D．平衡向逆反應方向移動了
3．（23-24高二上·天津和平·階段練習）下列有關工業生產的敘述正確的是
A．合成氨生產過程中升高溫度可加快反應速率，縮短生產周期，故溫度越高越好
B．硫酸工業中，使用催化劑是為了提高SO2轉化為SO3的轉化率
C．硫酸工業中，SO2的催化氧化不采用高壓，是因為壓強對SO2轉化率無影響
D．合成氨工業中，將NH3及時液化分離有利于氨的生產
4．（23-24高二上·重慶渝中·階段練習）反應2NO(g)+2CO(g)2CO2(g)+N2(g) △H＜0可用于處理汽車尾氣。下列說法正確的是
A．在恒溫恒容條件下，2molNO與4molCO充分反應后，轉移4mol電子
B．升高溫度，平衡常數增大
C．在低溫下有利于該反應自發進行
D．其他條件不變，增加CO的用量，可以提高CO的轉化率
5．（22-23高二上·浙江嘉興·期中）下列有關合成氨工業的說法正確的是
A．從合成塔出來的混合氣體中，其中NH3只占15%，所以合成氨廠的產率都很低
B．由于氨易液化，N2、H2在實際生產中可循環使用，所以總體來說合成氨的產率很高
C．合成氨工業的反應溫度控制在400～500℃，目的是使化學平衡向正反應方向移動
D．合成氨廠采用的壓強越大，產率越高，無須考慮設備、條件
6．（22-23高二上·江西景德鎮·期中）下列關于工業合成氨的敘述錯誤的是
A．反應在高壓下進行，有利于提高轉化率
B．溫度越高越有利于工業合成氨
C．在工業合成氨中，N2、H2的循環利用可降低成本
D．及時從反應體系中分離出氨氣有利于平衡向正反應方向移動
7．（22-23高二上·廣西貴港·期末）通過控制化學反應條件，可以使化學反應速率按我們的需求變化。下列現象的反應速率需要減小的是
A．用白醋清理水壺中的水垢 B．作肥料的廚余垃圾的腐敗
C．輪胎的老化 D．汽車尾氣的凈化
8．（22-23高二下·甘肅蘭州·期末）常壓下利用可逆反應Ni(s)+4CO(g) Ni(CO)4(g)精煉鎳。已知230℃時，該反應的平衡常數K=2×10-5(L/mol)3，Ni(CO)4的沸點為42.2℃，粗鎳中固體雜質不參與反應。下列說法錯誤的是
A．恒容體系下，增加c[Ni(CO)4]，體系壓強增大，平衡常數增大
B．50℃時將粗鎳與CO反應，可以獲得相應的氣態產物便于與粗鎳雜質分離
C．測量某溫度下反應體系中Ni(CO)4體積分數不變時，反應達到平衡
D．230℃，Ni(CO)4平衡分解率較高
9．（22-23高二下·廣東汕尾·期末）時，向恒容密閉容器中充入和，發生反應。已知時反應的平衡常數是1.0。下列說法正確的是
A．的平衡轉化率為
B．容器內的壓強不變時，反應達到平衡狀態
C．達到平衡后移走，平衡向正反應方向移動，化學反應速率加快
D．其他條件不變，升高溫度至，若某時刻各氣體的濃度均為，則此時反應向正反應方向進行
10．（22-23高一下·河北邢臺·期末）化工生產中，調控反應條件時不需要考慮的角度是
A．目標產物的貯存方法 B．增大目標反應的速率
C．提高目標反應的限度 D．減少副反應和環境污染
11．（22-23高二下·福建泉州·期末）密閉容器中加入，一定條件下發生反應：，隨反應時間的變化如曲線①所示，分別改變一個條件，得到曲線②和③，下列說法錯誤的是
A．該反應正反應為吸熱反應
B．曲線①，0～50min用表示的平均反應速率為
C．曲線②，可能使用了催化劑或壓縮容器體積
D．曲線③，達到平衡后，容器內各物質的濃度分別增加，平衡正向移動
12．（22-23高二下·廣東·階段練習）在硫酸工業中，通過如下反應使SO2轉化為SO3：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g) H<0。下列說法不正確的是
A．為使SO2盡可能多地轉化為SO3，工業生產中的反應溫度越低越好
B．使用合適的催化劑可加快該反應的反應速率
C．通入過量的空氣可以提高SO2的轉化率
D．反應后尾氣中的SO2必須回收
13．（22-23高二上·安徽蕪湖·期中）在硫酸工業中，通過下列反應使SO2氧化為SO3：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)ΔH=-196.6kJ·mol-1.下表列出了在不同溫度和壓強下，反應達到平衡時SO2的轉化率。
溫度/℃ 平衡時SO2的轉化率/%
0.1MPa 0.5MPa 1MPa 5MPa 10MPa
450 97.5 98.9 99.2 99.6 99.7
550 85.6 92.9 95.0 97.7 98.3
（1）從理論上分析，為了使二氧化硫盡可能多地轉化為三氧化硫，應選擇的條件是 。
（2）在實際生產中，選定的溫度為400℃～500℃，原因是
（3）在實際生產中，采用的壓強為常壓，原因是
（4）在實際生產中，通入過量的空氣，原因是
（5）尾氣中的SO2必須回收，原因是 。
（6）在550℃、1MPa下，若SO2的起始濃度為2mol/L，O2的起始濃度為1mol/L，試求該條件下的平衡常數K= 。
14．（23-24高二上·河北衡水·開學考試）“液態陽光”是推動碳低峰，碳中和的技術新路徑。反應原理為： (假設該反應無副反應)。
（1）設，y隨溫度的變化關系如圖所示。圖對應該反應的線條是 。

（2）向容積均為2L的恒容密閉容器中通入1.0mol (g)和2.0mol (g)，在不同催化劑X、Y的催化下發生反應。測得50min時，轉化率與溫度的變化關系如圖所示。

①該反應適宜選用的催化劑為 (填“X”或“Y”)。
②K時，d點對應容器在0～50min內的平均反應速率 mol/(L·min)。
③a、c兩點轉化率相等，下列說法正確的是 (填標號)。
A．a、c兩點一定都是平衡點
B．a點可能為平衡點，c點一定不是平衡點
C．a點一定不是平衡點，c點可能為平衡點
D．a、c兩點一定都不是平衡點
④轉化率：c點⑤按上述投料，若某溫度下，初始壓強為p kPa，達到平衡時，轉化率為50%，則該反應的平衡常數 (用p表示)，若將容器的體積縮小為1L， (填“增大”、“減小”或“不變)

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