第2章 第4节 化学反应条件的优化——工业合成氨-【学霸黑白题·黑题】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 黑题 应用提优练 很时：35min 1.25℃时，合成氨反应的热化学方程式为N,(g)+ A.步骤①中“净化”可以防止催化剂中毒 3H,(g)-=2NH(g)△H=-92.4kJ·ml,下 B.步骤②中“加压”既可以提高原料的转化 列有关说法正确的是 ( 率，又可以加快反应速率 A.将1molN2和3molH,置于一定体积的密 C.步骤③、，④、⑤均有利于提高原料平衡的转 闭容器中充分反应，可放出92.4k的热量 化率 B.选择高温、高压条件下能提高合成氨的产 D.为保持足够高的反应速率，应在反应达到 量是符合勒·夏特列原理指导实际生产的 C.对于合成氨达平衡时减小压强会使正、逆 一定转化率时及时将氨从混合气中分离 反应速率减小，但平衡逆向移动 出去 D.在一定体积的容器中合成氨时，当容器内4.(2023·山西大同高二期中)在硫酸工业中， 的气体密度不再变化说明反应达到化学平 通过下列反应使S02氧化为S0:2S02(g)+ 衡状态 02(g)=2S03(g）△H=-196.6kJ·mol1。 2.C0,催化加氢制取甲醇的研究，对于环境、能 下表列出了在不同温度和压强下，反应达到 源问题都具有重要的意义。反应如下： 平衡时S0,的转化率。下列说法错误的是 反应1：C02(g)+3H2(g)-一CH,0H(g)+ H,0(g) △H,=-58kJ·mol 反应iⅱ：C0,(g)+H2(g)C0(g)+H,0(g) 温度 平衡时S0,的转化率/% △H2=+42kJ·mol /℃ 0.1 MPa 0.5 MPa 1 MPa5 MPa10 MPa 下列说法不正确的是 ( 450 97.5 98.9 99.2 99.6 99.7 A.增大氢气浓度能提高二氧化碳的转化率 B.增大压强，有利于向生成甲醇的方向进行， 550 85.6 92.9 94.9 97.7 983 反应ⅰ的平衡常数增大 A.从理论上分析，选择温度450~550℃，既利 C.升高温度，生成甲醇的速率加快，反应ⅱ的限 于平衡正向移动又利于提高反应速率 度同时增加 B.从理论上分析，为了使S02尽可能多地转 D.选用理想的催化剂可以提高甲醇在最终产 化为S03,应选择的条件是450℃，10MPa 物中的比率 3.(2023·新疆乌鲁木齐高二期末)如图所示为 C.在实际生产中，为了降低成本采用常压条 工业合成氨的流程图。下列说法错误的是 件，因为常压下S0,的转化率已经很高了 ( D.在实际生产中，通入过量的空气，既利于平 N1D泽化H②压 ③催化反应 1,了千烧 500℃ ④液化NH 衡正向移动，又利于提高反应速率 (2x 10'Pa 性化刺) 分易 5.(2023·辽宁沈阳高二月考)一定条件下，用 再循环 Fe,O、Ni0或Cr,O,作催化剂对燃煤烟气进 第2章黑白题053 行回收，使$0，转化生成S。催化剂不同，其 c.③→④需要吸收能量 他条件相同（浓度、压强）情况下，相同时间 d.②→③需要吸收能量 内S0,的转化率随反应温度的变化如图，下列 (2)已知N2(g)+0,(g)=2N0(g)K(298K) 说法不正确的是 =5×10引；N2(g)+3H,(g)2NH,(g) ↑S0,的转化辛/% 100 K(298K)=4.1×10L2·mol2,请分析工业上选 80 米C 用氮气与氢气反应固氮，而没有选用氮气和 60 氧气反应固氮的原因是 40 20 (3)对于反应N2(g)+3H2(g)一2NH,(g), 0 260300340380420 在一定条件下氨的平衡含量如表。 反应湿度： A.不考虑催化剂价格因素，选择Fe,0,作催 温度/℃ 压强/MPa 氨的平衡含量 化剂可以节约能源 200 10 81.5% B.选择Fe,0,作催化剂，最适宜温度为340℃ 550 10 8.25% 左右 哈伯选用的条件是550℃、10MPa,而非 C.a点后S0,的转化率减小的原因可能是温 200℃、10MPa,可能的原因是 度升高催化剂活性降低了 D.其他条件相同的情况下，选择Cr,0作催 (提示：温度会影响催化剂的活性) 化剂，S02的平衡转化率最小 (4)一定温度下，向容积恒定的密闭容器中充 6.合成氨对人类的生存和发展有着重要意义， 人1mol氮气和3mol氢气，一段时间后达到 1909年哈伯在实验室中首次利用氨气与氢气 化学平衡状态。若保持其他条件不变，向上 反应合成氨，实现了人工固氮。 述平衡体系中再充入1mol氮气和3mol氢 (I)化学家Gethard Ertl证实了氢气与氮气在 气，氮气的平衡转化率 (填“变大” 固体催化剂表面合成氨的过程，示意图如图： “变小”或“不变”)。 800 (5)合成氨需要选择合适的催化