课时分层作业13 化学反应条件的优化——工业合成氨-2021-2022学年新教材高中化学选择性必修1【名师导航】同步Word练习(鲁科版)

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：40分钟) [合格过关练] 1．硫酸是一种重要的化工产品，目前主要采用“接触法”进行生产。有关接触氧化反应2SO2＋O22SO3的说法中正确的是(　　) A．只要选择适宜的条件，SO2和O2就能全部转化为SO3 B．该反应达到平衡后，反应就完全停止了，即正、逆反应速率均为零 C．在达到平衡的体系中，充入由18O组成的O2后，SO2中18O含量减少，SO3中18O含量增多 D．在工业合成SO3时，要同时考虑反应速率和反应能达到的限度两方面的问题 D　[反应为可逆反应，SO2和O2不能全部转化为SO3，A错；达到平衡后反应不停止，正、逆反应速率相等，B错；达到平衡后充入由18O组成的O2，平衡向正反应方向移动，SO3中18O含量增多，因为反应可逆，SO2中18O含量也增多，C错；D正确。] 2．德国哈伯发明以低成本制造大量氨的方法，流程图中为提高原料转化率而采取的措施是(　　) A．①②③　　 B．②④⑤　　 C．①③⑤ D．②③④ B　[氮气和氢气在高温、高压和催化剂条件下反应生成氨气，正反应是气体体积减小的放热反应。净化气体是防止杂质气体对催化剂的影响，不能提高原料的转化率，①不符合；加压，平衡正向移动，可以提高原料的利用率，②符合；使用催化剂，可以加快反应速率，但平衡不移动，不能提高原料转化率，③不符合；分离出氨气，平衡正向移动，提高了原料的转化率，④符合；氮气和氢气的再循环，可提高原料的转化率，⑤符合。] 3．合成氨反应：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)　ΔH＝－92.4 kJ·mol－1，在反应过程中，正反应速率的变化如图所示。 下列说法正确的是(　　) A．t1时升高了温度 B．t2时使用了催化剂 C．t3时增大了压强 D．t4时降低了温度 B　[t1时反应达到平衡，t1～t2，v正先增大后逐渐减小，说明平衡正向移动，根据ΔH＜0可知，该反应的正反应为放热反应，升高温度，平衡逆向移动，故t1时不是升高温度，可能是增大压强或者增大反应物的浓度，故A项错误；t2～t3，正、逆反应速率同等程度增大，可能是使用了催化剂，故B项正确；t3～t4，v(正)先减小后逐渐增大，而增大压强，正、逆反应速率都会增大，故C项错误；t4时正反应速率逐渐减小，应是减小反应产物(NH3)的浓度，若是降低温度，则在t4时v(正)应陡降，曲线不连接，故D项错误。] 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(　　) A．15 mol,25% B．20 mol,50% C．20 mol,75% D．40 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 mol－x＝2×10 mol×25%，解得x＝15 mol，故NH3的转化率为×100%＝75%。] 5．(素养题)合成氨反应通常控制在20～50 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1∶3，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 MPa 60 MPa 500 ℃ 19.1 42.2 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。] 6．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的方向移动。故