《最新高中化学同步课时分层作业13化学反应条件的优化工业合成氨鲁科版选修4》由会员分享，可在线阅读，更多相关《最新高中化学同步课时分层作业13化学反应条件的优化工业合成氨鲁科版选修4（7页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、最新化学精品教学资料课时分层作业(十三)化学反应条件的优化工业合成氨(建议用时：45分钟)基础达标练1在合成氨反应中使用催化剂和施加高压，下列叙述中正确的是()A都能提高反应速率，都对化学平衡无影响B都对化学平衡有影响，但都不影响达到平衡状态所用的时间C都能缩短达到平衡状态所用的时间，只有施加高压对化学平衡有影响D使用催化剂能缩短反应达到平衡状态所用的时间，而施加高压无此效果C对于反应N2(g)3H2(g)2NH3(g)，使用催化剂只能提高反应速率，缩短达到平衡状态所用的时间，不能使化学平衡发生移动。施加高压既能提高反应速率，使反应达到平衡状态所用的时间缩短，也能使化学平衡向生成NH3的方向移
2、动。故答案为C。2下列有关合成氨工业的说法正确的是()AN2的量越多，H2的转化率越大，因此，充入的N2越多越有利于NH3的合成B恒容条件下充入稀有气体有利于NH3的合成C工业合成氨的反应是熵增加的放热反应，在任何温度下都可自发进行D工业合成氨的反应是熵减小的放热反应，在常温时可自发进行DA项，投料比为n(N2)n(H2)12.8时，更有利于NH3的合成；B项，恒容条件下，充入稀有气体对平衡无影响；C、D项，HTS0时反应自发进行，而合成氨反应的H0、S0，故在常温条件下该反应能自发进行。3可逆反应3H2(g)N2(g)2NH3(g)H0，达到平衡后，为了使H2的转化率增大，下列选项中采用的三
3、种方法都正确的是()A升高温度，减小压强，增加氮气B降低温度，增大压强，加入催化剂C升高温度，增大压强，增加氮气D降低温度，增大压强，分离出部分氨D本题要求增大合成氨反应中氢气的转化率，即在不增加氢气的情况下改变条件，使平衡正向移动。因合成氨是放热反应，升高温度平衡逆向移动，降低温度平衡正向移动，故A、C项错误；加入催化剂可加快反应速率，但对平衡移动无影响，B项错误；因合成氨的正反应是气体体积减小的反应，所以增大压强会使平衡向正反应方向移动，增加反应物浓度或减小生成物浓度会使平衡向正反应方向移动，D项正确。4在某恒容密闭容器内，N2、H2的起始物质的量分别为10 mol、30 mol，达到平衡
4、时N2的转化率为25%。若从NH3开始反应，在相同条件下欲使平衡时各组分的百分含量相同，则应加入的NH3的物质的量及NH3的转化率为()A15 mol,25%B20 mol,50%C20 mol,75%D40 mol,80%C从N2、H2开始反应时，N2为10 mol，H2为30 mol，若从NH3开始反应，并且平衡时各组分的百分含量与前者相同，则NH3的物质的量必须是20 mol，故A、D项错误。设从NH3开始反应时，NH3转化的物质的量为x，则有20 molx210 mol25%，解得x15 mol，故NH3的转化率为100%75%。5在合成氨工业中，要使氨的产率增大，同时又能提高化学反应
5、速率，可采取的措施有()增大容器体积使压强减小减小容器体积使压强增大升高温度降低温度恒温恒容，再充入等量的N2和H2恒温恒压，再充入等量的N2和H2及时分离产生的NH3使用催化剂ABCDC从反应速率的角度分析，均使化学反应速率降低，均使化学反应速率升高，不影响化学反应速率。从平衡移动的角度分析，使化学平衡向右移动，使氨的产率增大，不影响化学平衡，使化学平衡向左移动。6合成氨反应通常控制在2050 MPa的压强和500 左右的温度，且进入合成塔的氮气和氢气的体积比为13，经科学测定，在相应条件下氮气和氢气反应所得氨的平衡浓度(体积分数)如表所示：压强20 MPa60 MPa500 19.142.
6、2而实际从合成塔出来的混合气体中含有氨约为15%，这表明()A表中所测数据有明显误差B生产条件控制不当C氨的分解速率大于预测值D合成塔中的反应并未达到平衡D表中数据为通过科学实验所得，不可能有明显误差；合成氨连续操作，不可能对生产条件控制不当；平衡浓度问题与速率的大小没有直接关系，因此答案选D。这说明合成氨工业考虑单位时间的产量问题，并未让合成氨反应达到平衡，因为让反应达到平衡需要一定的时间，时间太长得不偿失。7某温度下，发生反应N2(g)3H2(g)2NH3(g)H92.4 kJmol1，N2的平衡转化率()与体系总压强(p)的关系如图所示。下列说法正确的是()A将1 mol N2和3 mo
7、l H2置于1 L密闭容器中发生反应，放出的热量为92.4 kJB平衡状态由A到B时，平衡常数K(A)K(B)C上述反应在达到平衡后，增大压强，H2的转化率增大D升高温度，平衡常数K增大C该反应为可逆反应，加入的1 mol N2和3 mol H2不可能完全反应生成NH3，所以反应放出的热量小于92.4 kJ，A项错误；从状态A到状态B，改变的是压强，温度未发生变化，所以平衡常数不变，B项错误；该反应是反应前后气体分子数减小的反应，增大压强平衡向正反应方向移动，H2的转化率增大，C项正确；升高温度，平衡逆向移动，K减小，D项错误。8一定条件下，通过下列反应可实现燃煤烟气中的硫的回收：SO2(g)
8、2CO(g)2CO2(g)S(l)H0。一定温度下，在容积为2 L的恒容密闭容器中1 mol SO2和n mol CO发生反应，5 min后达到平衡，生成2a mol CO2。下列说法正确的是() 【导学号：41722120】A反应前2 min的平均速率v(SO2)0.1a molL1min1B当混合气体的物质的量不再改变时，反应达到平衡状态C平衡后保持其他条件不变，从容器中分离出部分硫，平衡向正反应方向移动D平衡后保持其他条件不变，升高温度和加入催化剂，SO2的转化率均增大B根据方程式可知，生成2a mol CO2的同时，消耗a mol SO2，其浓度是0.5a molL1，所以反应前5 m
9、in的平均速率v(SO2)0.5a molL15 min0.1a molL1min1，故前2 min的平均速率大于0.1a molL1min1，A不正确；根据方程式可知，该反应是反应前后气体的物质的量减小的可逆反应，因此当混合气体的物质的量不再改变时，可以说明反应达到平衡状态，B正确；S是液体，改变液体的质量，平衡不移动，C不正确；该反应是放热反应，升高温度平衡向逆反应方向移动，SO2的转化率降低，催化剂不能改变平衡状态，转化率不变，D不正确。9合成氨工业对国民经济和社会发展具有重要的意义。对于密闭容器中的反应N2(g)3H2(g)2NH3(g)，673 K、30 MPa下，n(NH3)和n(
10、H2)随时间的变化关系如图所示。下列说法正确的是()Ac点处反应达到平衡Bd点(t1时刻)和e点(t2时刻)处n(N2)不同C其他条件不变，773 K下反应至t1时刻，n(H2)比图中的d点的值要大Da点的正反应速率比b点的小CA项，c点是氢气和氨气物质的量相等的点，该点以后，氢气的量还在减少，氨气的量还在增加，故c点没有达到平衡，A项错误。B项，t1和t2两个时刻反应均处于平衡状态，体系中各物质的物质的量不再变化，故d、e两点氮气的物质的量相等，B项错误。773 K673 K，工业合成氨为放热反应，升高温度，平衡逆向移动，氢气的物质的量增大，C项正确。反应达到平衡前，a点反应物浓度大于b点，
11、因此a点的正反应速率比b点的大，D项错误。10在反应N2(g)3H2(g)2NH3(g)H0的平衡体系中，当恒温恒压条件下t1时刻分离出NH3时，下列说法正确的是() 【导学号：41722121】At1时刻后的速率变化如图所示Bt1时刻后达到新平衡前QKC新平衡体系中NH3的含量增大DN2的平衡转化率增大D分离出NH3，使体系中NH3的含量减小，则达到新平衡前QK，v正v逆，平衡向正反应方向移动，故N2的平衡转化率增大。11合成氨工业中，原料气(N2、H2及少量CO、NH3的混合气)在进入合成塔前常用醋酸二氨合铜()溶液来吸收原料气中的CO，其反应是Cu(NH3)2AcCONH3Cu(NH3)
12、3AcCOH0(1)必须除去原料气中CO的原因是_。(2)醋酸二氨合铜()吸收CO的生产适宜条件应是_。(3)吸收CO后的醋酸铜氨溶液经过适当处理又可再生，恢复其吸收CO的能力以供循环使用。醋酸铜氨溶液再生的生产适宜条件应是_。解析分析吸收CO反应的特点：正反应是气体体积缩小的放热反应，对于这样一个可逆反应，用化学平衡原理及有关合成氨适宜条件的选择知识即可作答。答案(1)防止合成塔中的催化剂中毒(2)低温、高压(3)高温、低压能力提升练12对于反应N2(g)3H2(g)2NH3(g)，在一密闭容器中加入一定量的N2和H2，达到平衡时混合气体的压强为p1，迅速缩小容器体积使混合气体的压强变为p2
13、，一段时间后达到新的平衡，此时混合气体的压强为p3，则p1、p2、p3的大小关系是()Ap2p1p3Bp2p3p1Cp2p1p3Dp2p1p3B根据勒夏特列原理，改变某一外界条件时，平衡只能向减弱这种改变的方向移动。13一定条件下，将10.0 mol H2和1.0 mol N2充入恒容密闭容器中，发生反应N2(g)3H2(g)2NH3(g)，并达到平衡状态，则H2的转化率可能是()A15%B30%C35%D75%A对可逆反应而言，任何一种物质都不能完全转化；利用“极限法”，假设N2完全转化，则消耗的H2的物质的量为n(H2)3n(N2)3.0 mol，但事实上，N2是不可能完全转化的，因而消耗
14、的H2的物质的量一定小于3.0 mol，故H2的转化率(H2)100%30%。综上所述，本题选A。14一定温度下，在恒压容器a和恒容容器b中，分别充入等量的体积比为13的N2和H2。开始时两容器的体积相同，则达到平衡时两容器中N2的转化率()Aa中大Bb中大Ca、b中一样大D无法判断A由题给信息可知，容器a中的反应与容器b中的反应相比，相当于增大压强，则平衡正向移动，因此平衡时容器a中N2的转化率大于容器b中N2的转化率。15相同温度下，有体积相同的甲、乙两个恒容容器，甲容器中充入1 g N2和1 g H2，乙容器中充入2 g N2和2 g H2，分别进行合成氨反应。下列叙述中错误的是()A化学反应速率：乙甲B平衡后N2的浓度：乙甲CH2的平衡转化率：乙甲D平衡混合气体中H2的
