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1、考点十七 反应速率与限度理论在化工生产上的应用.课标要求认识化学反应速率和化学平衡的调控在生活、生产和科学研究领域中的重要作用。.考纲要求了解化学反应速率和化学平衡的调控在生活、生产和科学研究领域中的重要作用。教材精讲合成氨的反应原理：2（g)+H2（g） 2N（g）298K时，H=92kJmo1特点：合成氨是一个气体体积缩小的放热的可逆反应。2。合成氨适宜条件的选择（1)选择依据:从提高反应速率的角度分析，提高反应温度、使用催化剂、适当提高氮氢比；从平衡移动的角度分析，降低温度、提高压强和适时分离反应产物氨；从实际生产的角度分析,温度和压强要与生产实际相适应.(2）选择原则:能加快反应速率；
2、提高原料的利用率；提高单位时间内的产量；对设备条件要求不能太高。(3）合成氨的适宜条件：使用催化剂；适宜的压强:2107517P；适宜的温度：50左右；及时分离出氨和及时补充氮气和氢气。(4）合成氨的简要流程:原料气的制备净化压缩合成分离液氨氮气、氢气的循环使用。典型例题例1.合成氨工业中，原料气（N、H2、少量C、NH3）在进入合成塔之前，常用醋酸二氨合铜(）溶液来吸收CO，其反应为：C（N3）Ac CONH Cu（N)2AcCO，其H0()必须除去CO原因是 。(2）醋酸二氨合铜（）溶液吸收原料气中CO的适宜条件是 。(3）吸收O后的醋酸铜氨液经适当处理又可再生，恢复其吸收的能力而循环使用
3、，其再生的条件是 。【解析】由于吸收CO的反应特点是正反应为气体体积缩小的放热反应，则：(）除去CO是为了防止催化剂中毒.（）吸收CO的适宜条件是选择高压、低温及浓氨水作溶液。（3）醋酸铜氨溶液再生的适宜条件是高温、低压。例2。将对空气的相对密度为0.93的N2和H2的混合气体通过一固定容积的密闭容器中合成氨，反应一段时间后,从该容器中出来的气体在74、1。0105P的条件下测得其密度为0。g/,此时达到平衡,求平衡时N2的转化率。【解析】起始时混合气的平均相对分子质量M =。2329=8.5N2 28 6.5H2 2 19.58.5=1/3（物质的量之比）又 设起始时N2、H2的物质的量分别
4、为1ml和3ol，平衡时生成氨气的物质的量为xol。 （g） + 3H（g) 2H3（g）起始量 ol 3ol 平衡量 （1-x/2)mol （33/2x)mol moln（平） (1x2)mol + (3-32)mo +xmo=(4x）mol由P=/R得:M=RTPV=12gL10。0atm L/mok1020k1tm=10g/ml据质量守恒得:(1ol8g/mo+3ml2gol）（ 4-x)mol=10mol解得:x=0。6N2的转化率=（6l/2mol)100=%答：N2的转化率为3.。跟踪训练一选择题（下列各题均只有一个合理答案，请将合理答案的序号填在第卷题首的答案栏内,填在其它地方无
5、效)1下面是合成氨的简要流程示意图：xN2（1体积）H2（3体积）压缩机热交换器有催化剂的合成塔冷凝器液氨沿x路线回去的物质是A。2和H 。催化剂 C.N2 DH2合成氨所需的氢气可由水和煤反应制得，其中有一步反应为CO H2O C2 +2,其.欲提高CO的转化率可采用的方法是降低温度 增大压强 使用催化剂 增大O的浓度 增大水蒸气的浓度A。 B. D3.在某合成氨厂的合成氨反应中,测得合成塔入口处气体N2、H、N3的体积比为6：8：，出口处、H2、NH3的体积比为9：7:8，则N2的转化率为A.75% 。50 C. D.24.在固定容积的密闭容器中，氮气和氢气合成氨的反应达到了平衡，此时容器
6、中含有0molN、0。3moH2、0。2mlNH3。若维持原来的条件，向该容器中再同时加入0。olN2、3olH、。moN3，则A正、逆反应速率同时增大，化学平衡不移动B。正、逆反应速率同时增大，平衡混合气中NH3的体积分数增大C正、逆反应速率同时增大,化学平衡向逆反应方向移动D.正逆反应速率不变,化学平衡不移动5。将装有1mol N3的密闭容器加热，部分NH分解后达到平衡，此时混合气中NH3的体积分数为x；若在同一容器中最初加入的是2o N3,密封、加热到相同温度，反应达到平衡时,设此时混合气体中N3的体积分数为y%。则和y的正确关系是A。xy。C。yD。xy二选择题（下列各题可能有2个合理
7、答案)6.已知mo和nmoB按下式反应:A(g）nB（g) mC（g）一段时间后，测得A的转化率为50%，同温同压下,反应前的气体密度是反应后的34，则n和的值可能为。n=3 = Bn=2 m=3 C。n=1 m= D=3m=7。在一定条件下，向密闭容器中充入3olC和20mol水蒸气，反应C（g）+H2O（g） O2(g)+H2（）达到平衡时,水蒸气和与氢气的体积分数相等,则下列叙述错误的是A平衡后，C的体积分数为40B。平衡后，CO的转化率为25平衡后,水蒸气的转化率为50% 平衡后，混合气体的平均相对分子质量为248在密闭容器内，N2和H2起始的物质的量分别为1ol、30mol,达到平衡
8、时的转化率为2%。若从NH3开始，在相同条件下欲使平衡时各成分的百分含量相同，则应加入H3的物质的量及NH的转化率为5ml和5% 。20mol和5% .20ml和% D.40ol和8%zx或yx或yz浓度0 t1 t2 t3 时间9。今有x（）(g） z（g),（98）0，若反应开始经t1后达到平衡，又经t2后,由于反应条件的改变使平衡破坏。到3时又达到平衡.如图所示，试分析从2s到t3曲线变化的原因是A。增大了或的浓度使用了催化剂C。增大了反应体系的压强D。升高了反应体系的温度0。工业合成氨中，N2（g)+32(g） 2NH()，其H，常采用700k左右的温度条件,其原因是。加快反应速率 .
9、提高原料的转化率 C.使平衡向合成氨的方向移动 。使催化剂的活性达到最佳状态11在一定条件下，将molN2和3mlH2混合，发生反应N2(g）+3H（g） 2NH3（g），平衡后测得混合气体的密度是相同条件下氢气密度的5倍，则2的转化率为A.10 B。0% C.50 D.01。 在合成氨工业中,达到下列目的的变化过程中与平衡移动无关的是。为增加氨气的日产量，不断将氨分离出来B为增加氨气的日产量，使用催化剂.为增加氨气的日产量,而采用1107Pa1108Pa的压强。为增加氨气的日产量，而采用700K左右的高温13工业上用来合成氨的原料之一是氢气，有一种来源是取自石油气，有人设计了以下反应途极高温
10、径，假设反应都能进行,其中最合理的是A。CH8 C+H2 高温脱氢. C38 C36+H2催化剂C. C3H8+2O CO +H 电解D. H8 +O2C2H2； H2O O2+H2逆正Odt/sbaY/molL1s14。 在容积固定不变的4L密闭容器中，存在可逆反应：X(g）2Y(g） （g）,并达到化学平衡,在此过程中,以Y的浓度改变表示的反应速率正、逆与时是t的关系如图所示，则图中阴影部分表示:A的浓度减少 B.Y物质的量的减少 CZ的浓度的增加 X物质的量的减少三、实验题15.某研究性学习小组为了探究合成氨的原理，设计了下列实验装置。下图中A是简易的氢气发生器,B是圆底烧瓶，盐酸aC干
11、燥剂锌粒ABD还原铁粉E酚酞试液C是装有干燥剂的U形管，是旋转活塞,D是装有还原铁粉的反应管,E是装有酚酞试液的烧杯。实验前先检查装置的气密性.实验开始时，先关闭活塞a，并取下烧瓶B；向中加入一定量的适当浓度的盐酸,使之产生氢气。经必要的操作后,在导管出口处点燃氢气,然后如上图所示装上烧瓶，塞紧瓶塞,氢气在烧瓶中继续燃烧，用酒精灯加热反应管D中的还原铁粉，待B中氢气的火焰熄灭后，打开活塞a，气体通过反应管D进入烧杯E中.(1）实验前,如何检查装置的气密性？(2）点燃氢气前必须进行 操作,进行该操作的方法是 。（）写出中反应的离子方程式： ；B、中发生反应的化学方程式：B： ；D： .(4）C中干燥剂的名称是 ,该干燥剂的作用是 。(）中的实验现象是 ，原因是（用电离方程式进行回答） 。(6)工业生产上合成氨一般选择的压强是2MP50Ma，其原因是 。16.已知氯水中有如下平衡:C2+H2O HCl +HClO。常温下，在一个体积为0mL的针筒里吸入40mLCl2后,再吸入10m水。（1)写出针筒中可能观察到的现象： .（2)若将此针筒长期放置,又可能看到何种变化 ，试用平衡的观点解释 .（)若把针筒中的氯水分成、份.第份加少量固体NaHSO3，第份加少量固体NaHO3，第份不加任何物质,保持原样。则三份氯水中c（HCl
