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2021年高中化学 2.4化学反应条件的优化 工业合成氨每课一练（含解析）
鲁科版选修4
一、选择题(本题包括7小题，每小题3分，共21分)
1．[双选题]下列有关工业合成氨的叙述中正确的是 ( )
A．温度升高，不利于提高合成氨的反应速率
B．工业上选择合适的条件，可以使氮气全部转化为氨
C．合成氨反应化学平衡的移动受到温度、反应物浓度、压强等因素的影响
D．使用铁触媒，可以使氮气和氢气化合的速率明显加快
解析：A项，升温能加快合成氨反应速率；B项，合成氨反应为可逆反应，不可能将反应物全部转化为生成物。
答案：CD
2．工业上合成氨一般采用700 K左右的温度，其原因是 ( ) ①适当提高氨的合成速率 ②提高H2的转化率 ③提高氨的产率 ④催化剂在700 K时活性最大 A．只有① C．②③④
B．①② D．①④
解析：从影响化学反应速率和催化剂的活性两方面考虑。 答案：D
3．当反应N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)达到平衡后，若将容器体积扩大，则此时反应速率的变化情况是 ( )
解析：若扩大容器体积c(反应物)和c(生成物)均减小，则v正、v逆均减小，v逆减小的程度小，v正减小的程度大，故v逆>v正，平衡逆向移动。
答案：D
4．(xx·临沂高二检测)对于反应N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g)，在一密闭容器中加入一定量
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的N2和H2，达到平衡时气体压强为p1，迅速缩小体积使气体压强为p2，一段时间后达到新的平衡，此时气体的压强为p3，则p1、p2、p3的大小关系 ( )
A．p2>p1>p3 C．p2>p1>p3
B．p2>p3>p1 D．p2>p1＝p3
解析：根据勒夏特列原理，改变某一外界条件，平衡只能向着减弱这种改变的方向移动。
答案：B
5．[双选题]在一定条件下，当单独改变可逆反应N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g)(放热反应)的下列条件后，有关的叙述中错误的是 ( )
A．加入催化剂，v(正)、v(逆)都发生变化，且变化的倍数相等
B．增大压强，v(正)、v(逆)都增大，且v(正)增大的倍数大于v(逆)增大的倍数 C．降低温度，v(正)、v(逆)都减小，且v(正)减小的倍数大于v(逆)减小的倍数 D．加入氩气，v(正)、v(逆)都增大，且v(正)增大的倍数大于v(逆)增大的倍数 解析：C项，降低温度时，v(正)减小的倍数小于v(逆)减小的倍数，平衡正向移动；D项，v(正)、v(逆)均不变。
答案：CD
6．工业合成氨的正反应是放热反应，下列关于N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g)反应的图像中，错误的是 ( )
解析：A项，升温，v(逆)增大倍数大于v(正)增大倍数，平衡逆向移动，正确；B项，
T1时反应达到平衡状态，再升温时平衡逆向移动，NH3%减小，正确；C项，温度越高NH3%应
越低，错误；D项，压强越高越有利于合成氨，正确。
答案：C
7．在相同温度下，有相同体积的甲、乙两容器，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。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
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C．H2的转化率：乙>甲
D．平衡混合气中H2的体积分数：乙>甲
解析：因为乙的原料投入量正好是甲的两倍，假设开始时乙的容器体积也是甲的两倍(如图所示)，则此时甲与乙是等效平衡。再将乙容器体积压缩至与甲相等(如图中丙)，在此过程中平衡：N2＋3H22NH3要向正反应方向移动，即N2、H2的转化率增大，在体系中的体积分数减小。但此时，丙中N2、H2、NH3的浓度都比甲中大，但丙中N2、H2的浓度要小于甲中的两倍，而丙中NH3的浓度要大于甲中的两倍。H2的体积分数：乙<甲。
答案：D
二、非选择题(本题包括4小题，共39分) 8．(8分)合成氨的反应原理为：
N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g)ΔH＝－92.2 kJ·mol。
(1)合成氨工业反应的适宜条件是：__________K，采用________(“高”或“低”)压，用________作催化剂，并按n(N2)∶n(H2)＝________投料。
(2)298 K,1.01×10 kPa，在恒压的密闭容器中充入10 mol氮气、30 mol氢气和20 mol氨气，开始的瞬间，反应向________(“正”或“逆”)方向进行，反应一段时间(t min)后体系放出184.4 kJ热量，容器的体积变为原来的________倍，t min时反应物(若正向进行则为氮气，若逆向进行则为氨气)的转化率为________。
184.4 kJ解析：(2)放热184.4 kJ，说明生成NH3：×2 mol＝4 mol
92.2 kJ N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g) 开始(mol) 10 30 20 转化(mol) 2 6 4
5
－1
t min(mol) (10－2)＝8 (30－6)＝24 (20＋4)＝24
体积变为原来的：
8＋24＋24mol14
＝。
10＋30＋20mol15
2 mol
N2的转化率：×100%＝20%。
10 mol答案：(1)700 高 铁 1∶2.8 (2)正 放出
14
20% 15
9．(10分)已知2SO2(g)＋O2(g) 2SO3(g) ΔH<0的实验数据如下表：
不同压强下SO2的转化率(%) 温度 450℃ 1×10Pa 5×10Pa 97.5 98.9 实用文档
551×10Pa 99.2 65×10Pa 99.6 61×10Pa 99.7 7
2021年高中化学 2.4化学反应条件的优化 工业合成氨每课一练(含解析)鲁科版选修4
