内容正文:
七、化学反应的调控
化学反应的调控
一、工业合成氨的原理是N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH=-92.4 kJ·mol-1,从速率角度分析,反应需要在________(填“较高”或“较低”)温度下进行,而从提高反应物转化率的角度分析,反应需要在____________(从压强和温度方面回答)条件下进行,原因是合成氨的反应为________________________________。
二、合成氨反应条件的原理分析
1.反应原理:N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH=-92.4 kJ·mol-1。
2.反应特点
3.影响因素
(1)增大合成氨反应速率的措施:升高温度、增大压强、增大反应物浓度、使用催化剂等。
(2)提高平衡混合气体中氨的含量措施:降低温度、增大压强、增大反应物浓度等。
三、实际合成氨工业中选择的生产条件
1.压强:合成氨厂一般采用的压强为______________。
2.温度:一般采用的温度为____________。
3.催化剂:合成氨工业普遍使用的是以铁为主体的多成分催化剂,又称________。
一、较高 低温、高压 正反应为气体体积减小的放热反应
二、2.可逆 减小 <
三、1.10 MPa~30 Mpa 2.400~500 ℃ 3.铁触媒
1.(2020·合肥高二检测)合成氨生产中,说法正确的是( )
A.使用催化剂,提高原料的利用率
B.采用高温、高压工艺提高氨的产率
C.产物用水吸收,剩余气体循环利用
D.增大反应物浓度,对v正影响更大
2.把NO2和N2O4的混合气体盛在甲、乙两个大小相同的连通烧瓶里,然后用夹子夹住橡皮管,把甲烧瓶放进冷水里(N2O4没有液化),乙烧瓶放入热水里,一段时间后,两个烧瓶中气体具有相同的( )
A.分子数 B.质量
C.颜色 D.平均相对分子质量
3.某已平衡的化学可逆反应,下列有关叙述正确的是( )
A.使用合适的催化剂可以使平衡正向移动
B.升高温度,平衡一定正向移动
C.增加生成物的质量,平衡一定逆向移动
D.有气体参加的可逆反应,减小体积增大压强能够加快反应速率
4.在合成氨的工业中,为增加氨的日产量而采取的措施中,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.增大原料气的浓度
D.采用2×107-3×107Pa的压强
5.合成氨工业采取循环操作,主要目的是( )
A.加快反应速率 B.提高NH3的平衡浓度
C.降低NH3的沸点 D.提高N2和H2的利用率
6.CO2和H2在一定条件下可合成CH3OCH3。已知在恒容密闭容器中发生反应:2CO2(g)+6H2(g)CH3OCH3(g)+3H2O(g),下列判断正确的是( )
A.容器中压强不变可说明反应达到平衡状态
B.增大H2浓度,逆反应速率减小
C.若该反应为放热反应,则反应不需要加热
D.反应过程中正反应速率:v(CO2)=3v(H2)
7.一定条件下,等物质的量的N2与H2在密闭容器中发生反应:N2+3H22NH3(该反应放热),下列说法不正确的是( )
A.化工生产过程中,反应温度的高低会对氨的产率产生影响
B.平衡时缩小容器体积,正逆反应速率都增大
C.加入催化剂,可以缩短反应达到平衡的时间
D.当N2的体积分数保持不变时,可以说明反应达到了化学平衡状态
8.反应NH4HS(s)NH3(g)+H2S(g)在一定温度下达到平衡,下列各种情况下,不能使平衡发生移动的是( )
①温度、容积不变时,通入SO2气体 ②移走一部分NH4HS固体 ③容积不变,充入氮气 ④充入氮气,保持压强不变
A.①② B.①③
C.①②③ D.②③
9.以下是关于合成氨的有关问题,请回答:
(1)若在一容积为2 L的密闭容器中加入0.2 mol的N2和0.6 mol的H2在一定条件下发生反应:N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH<0,若在5分钟时反应达到平衡,此时测得NH3的物质的量为0.2 mol。则平衡时c(N2)=_______。平衡时H2的转化率为_______%。
(2)平衡后,若提高H2的转化率,可以采取的措施有_______。
A.加了催化剂
B.增大容器体积
C.降低反应体系的温度
D.加入一定量N2
(3)若在0.5 L的密闭容器中,一定量的氮气和氢气进行如下反应:N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH<0,其化学平衡常数K与温度T的关系如表所示:
T/℃
200
300
400
K
K1
K2
0.5
请完成下列问题:
①写出化学平衡常数K的表达式_______。
②试比较K1、K2的大小,K1_______K2(填“>”、“<”或“=”);
③400