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学业分层测评鲁科版选修4

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1、化学反应条件的优化——工业合成氨(建议用时：45分钟)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的思想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】　B2．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．

2、使用催化剂C．采用700K左右的高温而不是900K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(700K)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】　B3．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：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(　

3、　)A．增加压强　　　　　　B．降低温度C．增大CO的浓度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】　B4．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70

4、0K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2×107Pa～5×107Pa，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700K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20MPa～50MP

5、a，D错误。【答案】　B5．对于可逆反应N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)(正反应为放热反应)，下列说法中正确的是(　　)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

6、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】　C6．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(　　)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

7、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】　D7．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<0,673K、30MPa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(　　)A．点a的正反应速率比点b的小B．点c处反应达到平衡C．点d(t1时刻)和点e(t2时刻)处n(N2)不一样D．其他条件不变，773K下反应至t1时刻，n(H2)比图中d点的值大【解析】　a点的反应物浓度大于b点，所以反应速率a更快；c点的时候各种物质的

8、浓度仍在变化，并没有达到平衡；而d、e两点时达到平衡，浓度不再变化；升高温度，平衡逆向移动，氢气的浓度变大。【答案】　D8．将aLNH3通过灼热的装有