精选
化学反应条件的优化——工业合成氨
(建议用时:45分钟)
[学业达标]
1.合成氨反应的正反应是气体体积减小的放热反应。合成氨工业的生产流程如下:
关于合成氨工业的说法中不正确的是( ) A.混合气进行循环利用遵循绿色化学思想 B.合成氨反应须在低温下进行
C.对原料气进行压缩是为了增大原料气的转化率
D.使用催化剂可以提高反应的速率,但是不能使平衡向正反应方向移动
【解析】 低温虽然有利于平衡正向移动,但低温会导致反应速率降低,不利于提高生产效率,答案选B。
【答案】 B
2.在合成氨工业中,为增加NH3的日产量,下列措施与平衡移动无关的是( ) A.不断将氨分离出来 B.使用催化剂
C.采用700 K左右的高温而不是900 K的高温 D.采用2×107~5×107Pa的压强
【解析】 把氨分离出来是减小生成物浓度,有利于平衡右移;合成氨反应是放热反应,相对较低温度(700 K)利于反应向右进行,同时该反应是气体物质的量减小的反应,尽可能采取高压利于正反应,A、C、D都符合平衡移动原理,而使用催化剂仅是为增大反应速率,与平衡无关。
【答案】 B
3.(2016·聊城高二质检)合成氨所需的氢气可用煤和水作原料经多步反应制得,其中的一步反应为:
可编辑
精选
CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g) ΔH<0
反应达到平衡后,为提高CO的转化率,下列措施中正确的是 ( ) 【导学号:05310091】
A.增加压强 C.增大CO的浓度
B.降低温度 D.更换催化剂
【解析】 选项A,该反应为反应前后气体分子数相等的反应,压强对CO的转化率无影响;选项B,该反应为放热反应,降低温度有利于化学平衡向右移动,提高CO的转化率;增大CO的浓度会降低CO的转化率;选项D,更换催化剂不能使化学平衡发生移动。
【答案】 B
4.有关合成氨工业的说法中,正确的是 ( )
A.从合成塔出来的混合气体,其中NH3只占15%,所以生产氨的工厂的效率都很低 B.由于氨易液化,N2、H2在实际生产中是循环使用,所以总体来说氨的产率较高 C.合成氨工业的反应温度控制在700 K左右,目的是使化学平衡向正反应方向移动 D.合成氨厂采用的压强是2×107 Pa~5×107 Pa,因为该压强下铁的活性最大 【解析】 合成氨的反应在适宜的生产条件下达到平衡时,原料的转化率并不高,但生成的NH3分离出后,再将未反应的N2、H2循环利用,这样处理后,可使氨的产率较高,A错误,B正确;合成氨工业选择700 K左右的温度,主要从反应速率和催化剂活性两方面考虑,合成氨的反应是放热反应,低温才有利于平衡向正反应方向移动,C错误;不论从反应速率还是化学平衡考虑,高压更有利于合成氨,但压强太大,对设备、动力的要求更高,因此选择20 MPa~50 MPa,D错误。
【答案】 B
5.对于可逆反应N2(g)+3H2(g)的是( )
A.达到平衡后加入N2,当重新达到平衡时,NH3的浓度比原平衡的大,N2的浓度比原平衡的小
2NH3(g)(正反应为放热反应),下列说法中正确
可编辑
精选
B.达到平衡后,升高温度,既加快了正、逆反应速率,又提高了NH3的产率 C.达到平衡后,缩小容器体积,既有利于加快正、逆反应速率,又有利于提高氢气的转化率
D.加入催化剂可以缩短达到平衡的时间,是因为正反应速率增大了,而逆反应速率减小了
【解析】 达到平衡后,加入N2,平衡将向正反应方向移动,达到新平衡后,NH3的浓度会增大,而N2的浓度不会减小;达到平衡后,升高温度,正、逆反应速率都增大,但平衡向逆反应方向移动,不利于NH3的生成;达到平衡后,缩小容器体积即增大压强,正、逆反应速率都增大,平衡向正反应方向移动,有利于提高H2的转化率;加入催化剂,能同等程度地增大正、逆反应速率,缩短反应达到平衡的时间。
【答案】 C
6.接触法制硫酸工艺中,其主要反应2SO2(g)+O2(g)
2SO3(g) ΔH<0,在
450 ℃并有催化剂存在条件下建立平衡,为使该反应的反应速率增大,且平衡向正反应方向移动的是( ) 【导学号:05310092】
A.及时分离出SO3气体 B.选择高效的催化剂 C.适当升高温度 D.增大O2的浓度
【解析】 增大O2的浓度可加速反应的进行,并使平衡向正反应方向移动。 【答案】 D
7.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) ΔH<0,673 K、30 MPa下,n(NH3)和n(H2)随时间变化的关系
如图所示。下列叙述正确的是( )
可编辑
高中化学 第2章 化学反应的方向、限度与速率 第4节 化学反应条件的优化-工业合成氨学业分层测评 鲁科版选修
![](/skin/haowen/images/icon_star.png)
![](/skin/haowen/images/icon_star.png)
![](/skin/haowen/images/icon_star.png)
![](/skin/haowen/images/icon_star.png)