1、第二章第四节 化学反应条件的优化工业合成氨（7）1、下列有关合成氨工业的说法正确的是( )A.N2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2、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),673K、30MPa下,n(NH3)和n(H2)随时间的变化关系如图所示。下列说法正确的是( )A.c点处反应达到平衡B.d点(t1时刻)和e点(t2时刻)处
2、n(N2)不同C.其他条件不变,773K下反应至t1时刻,n(H2)比图中的d点的值要大D.a点的正反应速率比b点的小3工业上合成氨一般采用700K左右的温度,其原因是( )适当提高合成氨的速率提高H2的转化率提高氨的产率催化剂在700K时活性最大A.B.C.D.4、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A.B.C.D.5、对于反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g),在一密闭容器中加入一定量的N2
3、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p2,一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( )A.p2p1p3B.p2p3p1C.p2p1p3D.p2p1=p36、某温度下,发生反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g) H=-92.4kJmol-1,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1mol N2和3mol H2置于1L密闭容器中发生反应,放出的热量为92.4kJB.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
4、度,平衡常数K增大7、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8、在一定温度和压强下,在密闭容器中充入H2、N2、NH3,开始时其物质的量之比为3:1:1,反应达到平衡后,H2、N2、NH3的物质的量之比为9:3:4,则此时氮气的转化率为( )A.10%B.20%C.15%D.30%9、对于合成氨反应,达到平衡后,以下分析正确的是( )A.升高温度,对正反应的反应速率影响更
5、大B.增大压强,对正反应的反应速率影响更大C.减小反应物浓度,对逆反应的反应速率影响更大D.加入催化剂,对逆反应的反应速率影响更大10、下列有关合成氨工业N2(g)3H2(g) 2NH3(g) H0的叙述，错误的是( )A. 使用铁触媒做催化剂，可提高合成氨反应的速率B. 采用高压条件，既可以加快反应速率也可以增大氨气产率C. 高温条件可以加快反应速率，也可增大氨气产率，因此温度越高越好D. 合成氨时及时分离出产物氨气，可提高氨的产率11、合成氨工业中，下列措施有利于提高平衡转化率的是( )A提高反应温度B从反应体系中分离出氨C使用催化剂D充入稀有气体提高压强12、下列关于工业合成氨的叙述错误
6、的是( ) A.在动力、设备、材料允许的情况下,反应尽可能在高压下进行B.温度越高越有利于工业合成氨C.在工业合成氨中,N2、H2的循环利用可降低成本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13、工业上利用可逆反应N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)合成氨,下列叙述正确的是()A.合成氨的适宜条件是高温、高压、催化剂,其中催化剂不改变该反应的逆反应速率B.恒容通入氩气,使反应体系的压强增大,反应速率一定增大C.该反应是放热反应,降低温度将缩短反应达到平衡的时间D.在时刻, 的浓度分别是则时间间隔内, 生成的平均速率为14、工业上涉及多处化工生产知识,下列说法正确的是( )A
7、.氯碱工业的装置中,铁作阳极,石墨棒作阴极B.工业制硫酸反应中,为有利于二氧化硫转化为三氧化硫,采用了高压条件C.利用氯气和石灰水反应制取漂白粉D.工业合成氨选择的反应温度为400500,不能用化学平衡原理来解释15、下列对于合成氨的叙述中不正确的是( )A.由于合成氨反应属于放热反应,所以反应无需加热B.合成氨工艺是哈伯发明的C.合成氨工业需要提供高温、高压、催化剂等条件D.合成氨可以提供氮肥16、合成氨是人类科学技术上的一项重大突破,有关合成氨的说法正确的是( )A.升温能提高氢气的转化率B.采用2050MPa能提高催化剂的效率C.使用催化剂能提高NH3的百分含量D.循环使用未反应的N2和
8、H2能节约成本17、工业合成氨的反应如下:3H2+N22NH3。某温度下,在容积恒定为2.0L的密闭容器中充入2.0mol N2和2.0mol H2,一段时间后反应达平衡状态,实验数据如下表所示：t/s050150250350n(NH3)/mol00.240.360.400.40（1）0-50s内的平均反应速率v(N2)=_。（2）.250s时,H2的转化率为_。（3）已知NN的键能为946kJmol-1,H-H的键能为436kJmol-1,N-H的键能为391kJmol-1,则生成1mol NH3过程中的热量变化为_kJ。下图能正确表示该反应中能量变化的是_(填字母)。（4）为加快反应速率,
9、可以采取的措施( )A.降低温度 B.增大压强 C.恒容时充入He气 D.恒压时充入He气 E.及时分离出NH3（5）下列说法错误的是( )A.使用催化剂是为了加快反应速率,提高生产效率 B.上述条件下,N2不可能100%转化为NH3C.在一定条件下,合成氨反应有一定的限度 D.250-350s时,生成物浓度保持不变,反应停止 答案以及解析1答案及解析：答案：D解析： A项,投料比为n(N2):n(H2)=1:2.8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,H-TS0时反应自发进行,而合成氨反应的H0、S673K,工业合成氨为放热反应,升高温度,平衡逆向移
10、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,因此a点的正反应速率比b点的大,D项错误。 3答案及解析：答案： D解析： 从影响化学反应速率和催化剂的活性两方面考虑. 4答案及解析：答案：C解析： 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. 5答案及解析：答案：B解析： 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。 6答案及解析：答案：C解析：该反应为可逆反应,加入的1mol N2和3mol H2不可能
11、完全反应生成NH3,所以反应放出的热量小于92.4kJ,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。 7答案及解析：答案：D解析： 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
12、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。 8答案及解析：答案：A解析： 由题意设H2、N2、NH3的物质的量分别为3mol、1mol、1mol,平衡时N2转化了a mol,则 N2(g)+3H2(g)2NH3(g) 起始/mol 1 3 1 转化/mol a3a 2a平衡/mol 1-a 3-3a1+2a即(1-a)/(1+2a)=3/4,得a=0.1,N2的转化率(N2)=0.1mol1mol100%=10%. 9答案及解析：答案：B解析：A.合成氨反应的正反应是放热反应,升高温度,正反应、逆反应的反应速率都增大,但是温度对吸热反应的速率影响更大,所以对该
13、反应来说,对逆速率影响更大,错误。B.合成氨的正反应是气体体积减小的反应。增大压强,对正反应的反应速率影响更大,正反应速率大于逆反应速率,所以平衡正向移动,正确。C.减小反应物浓度,使正反应的速率减小,由于生成物的浓度没有变化,所以逆反应速率不变,逆反应速率大于正反应速率,所以化学平衡逆向移动,错误。D.加入催化剂,使正反应、逆反应速率改变的倍数相同,正反应、逆反应速率相同,化学平衡不发生移动,错误。 10答案及解析：答案：C解析：A.使用铁触媒做催化剂，可提高合成氨反应的速率，故A正确；B.高压使平衡右移，采用高压条件，既可以加快反应速率也可以增大氨气产率，故B正确；C.采用高温会使合成氨反
14、应的平衡左移，此温度下催化剂的活性较高，减小氨气产率，故C错误；D.合成氨时及时分离出产物氨气，可提高氨的产率，故D正确。故选C 11答案及解析：答案：B解析：A项、合成氨是放热反应，提高温度平衡逆向移动，平衡转化率降低，A错误；B项、从反应体系中分离出氨使平衡正向移动，平衡转化率增加，B正确；C项、使用催化剂只能改变反应速率，不能使平衡移动，故平衡转化率不变，C错误；D项、体积不变充入稀有气体，平衡不移动，平衡转化率不变，D错误。故本题答案选B。 12答案及解析：答案：B解析： 合成氨的反应为放热反应,温度越高,NH3的产率越低,温度太高也会影响催化剂的催化效果. 13答案及解析：答案：D解
15、析： 14答案及解析：答案：D解析：A项,氯碱工业的装置中,铁作阴极,石墨棒作阳极,错误;B项,工硫酸反应中,采用常压条件,常压下二氧化硫的转化率就已经很高,增大压强对设备要求高,不经济,错误;C项,利用氯气和石灰乳反应制取漂白粉,错误;D项,升高温度可使反应速率加快,缩短达平衡的时间,但合成氨正反应方向为放热反应,温度升高,平衡逆向移动,正确; 15答案及解析：答案：A解析：氮气与氢气的反应式在高温、高压、催化剂的条件下进行的,A项错误、C项正确;德国科学家哈伯首先发明了合成氨工艺,B项正确;氨气属于氮肥的一种,D项正确。 16答案及解析：答案：D解析： 17答案及解析：答案：1.1.210-3molL-1s-1;2.30%; 3.46;A; 4.B; 5.D解析：