第2章 第4节 化学反应条件的优化——工业合成氨&微项目 探讨如何利用工业废气中的二氧化碳合成甲醇——化学反应选择与反应条件优化-【学霸黑白题·白题】2023-2024学年新教材高中化学选择性必修第一册(鲁科版2019)

第4节化学反应条件的优化 一工业合成氨 白题 基础过关 限时：25min 知识点1工业合成氨反应原理分析 C.及时从平衡混合气体中分离出NH, 1.(2023·湖南邵阳高二期中)下列有关合成氨 D.减小压强 工业的说法中正确的是 ( 4.(2022·山东泰安高二期中)合成氨的反应历 A.铁作催化剂可加快反应速率，且有利于化 程有多种，有一种反应历程如图所示，吸附在 学平衡向合成氨的方向移动 催化剂表面的物质用*表示。下列说法错误 B.升高温度可以加快反应速率，且有利于化 的是 学平衡向合成氨的方向移动 h,② C.增大压强能缩短到达平衡状态所用的时间 ② 0.@ NNH .VHNH◆NHH, XHNH, D.合成氨采用的压强是1×10'~3×10？Pa,因 @⊙ N 为该压强下铁触媒的活性最高 ①-@ 2.(2023·四川宜宾高二月考)对于可逆反应 NRR catalyst surface N,(g)+3H,(g) 催化剂一2N,(g) △H<0,研 A.适当提高N2分压，可以加快N2(g)→*N2 高温高压 反应速率 究的目的和图示相符的是 B.N,生成NH是通过多步氧化反应生成的 NH,的↑ N,的下 体积分就 转化单 C.两个氮原子上的加氢过程分步进行 D.大量氨分子吸附在催化剂表面，将减缓反 时间 温度 应速率 图1 国2 5.(2023·安徽宿州高二期中)对于合成氨 视合气1 体总压 N2(g)+3H,(g)一2NH(g） △H= 强 有催化剂 -92.4kJ·mol反应，达到平衡后.以下分 无催化剂 时同 析正确的是 图3 图4 A.升高温度，对正反应的反应速率影响更大 A.图1：研究压强对反应的影响(P,>P2)》 B.增大压强，对正反应的反应速率影响更大 B.图2：研究温度对反应的影响 C.减小反应物浓度，对逆反应的反应速率影 C.图3：研究平衡体系增加N,对反应的影响 响更大 D.图4：研究催化剂对反应的影响 D.加入催化剂，对逆反应的反应速率影响更大 知识点2工业合成氨条件选择 6.合成氨工艺是人工固氮最重要的途径，已 3.在特定条件下，合成氨反应的速率与参加反应的 知N2(g)+3H2(g)=2NH(g）△H= 物质的浓度存在关系式r=c(N2)· -92.4kJ·md1,实际工业生产中，合成氨的原 c5(H,)·c(NH)。既要提高合成氨的产率， 料气N可通过分离空气得到，H,可通过天然气 又要使反应速率增大，可采取的方法是( 和水蒸气转化制得，原料气中N,和H,物质的量 A.升高温度 之比为1：2.8，常用工艺条件：铁触媒作催化剂， B.使用催化剂 控制温度773K、压强3.0×10'Pa。假设起始反应 选择性必修第一册LK黑白题28 物N,和H,物质的量之比为1：3，且总物质的量 (4)工业中实际生产氨时，考虑到浓度对化学平 不变，在不同压强和温度下，反应达到平衡时，体 衡及反应速率的影响，常采取的措施有 系中NH,的物质的量分数如下表所示： 400℃ 450℃ 500℃ 600℃ 重难聚焦 20 MPa 0.387 0.274 0.189 0.088 题型化学反应的优化 30 MPa 0.478 0.358 0.260 0.129 1.水煤气是一种绿色环保的气体燃料，极大地提 则下列说法正确的是 ( 高了煤炭的燃烧效率。近年来研究推出以生 A.上述任何条件下，反应达到平衡时N2和H 活垃圾热解处理后的残渣为原料生产水煤气 的转化率之比均为1 的技术工艺，其主要反应为C(s)+H,0(g) B.体系中NH,的物质的量分数越小，反应一 一C0(g)+H2(g)△H>0。欲提高该反应 定越先达到平衡 的速率，下列有关措施不合理的是 C.反应达到平衡时，放出的热量均为92.4kJ A.将热解残渣粉碎成细小颗粒 D.600℃、30MPa条件下加人更高效的催化 B.升高反应体系的温度 剂，平衡时NH,的物质的量分数大于0.129 C.及时抽出生成的CO和H2 7.下表所列实验数据是在不同温度和压强下达到 D.使用高效催化剂 平衡状态时，混合物中NH,的含量（体积分数） 2.(2023·山西临汾高二月考)工业上可通过 的变化情况[投料比V(N2):V(H2)=1:3]。 甲醇羰基化法制取甲酸甲酯(HCOOCH,): 压强 CH,OH(g)+CO(g)=HCOOCH,(g), NH,的 /MPa 容积固定的密闭容器中，投入等物质的量 含量/% 0.1 10 20 30 60 100 CH,OH和C0,测得相同时间内C0的转化 温度/℃ 率随温度变化如图实线所示（图中虚线表 200 15.381.586.489.995.498.8 示相同条件下C0的平衡转化率随温度的 300 2.252.064.271.084.