2.4化学反应条件的优化——工业合成氨 练习 2023-2024学年高二上学期化学鲁科版（2019）选择性必修1

2.4化学反应条件的优化——工业合成氨练习 一、选择题（共7题） 1.工业合成氨反应中,使用催化剂和施以高压,下列叙述正确的是 (　　) A.都能提高反应速率,都对化学平衡状态无影响 B.都对平衡状态有影响,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,只有加压对化学平衡状态有影响 D.催化剂能缩短反应达到平衡状态所用的时间,而加压无此作用 2. N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)　ΔH<0,向容器中通入1 mol N2和3 mol H2,当反应达到平衡时,下列措施能提高N2转化率的是 (　　) ①降低温度 ②维持温度、容积不变,按照物质的量之比为1∶3再通入一定量的N2和H2 ③增加NH3的物质的量 ④维持恒压条件,通入一定量惰性气体 A.①④　　　　　　 B.①②　　　 C.②③　　　　　　 D.③④ 3. 对于合成氨反应N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)　ΔH=-92.4 kJ·mol-1,达到平衡后,以下分析正确的是 (　　) A.升高温度,对正反应的反应速率影响更大 B.增大压强,对正反应的反应速率影响更大 C.减小反应物浓度,对逆反应的反应速率影响更大 D.加入催化剂,对逆反应的反应速率影响更大 4.下列说法中正确的是 (　　) A.合成氨反应选择在400~500 ℃进行的重要原因是催化剂在该温度范围内的活性较大 B.在工业生产条件优化时,只考虑经济性就行,不用考虑环保 C.工业合成氨的反应是ΔH<0、ΔS<0的反应,在任何温度下都可自发进行 D.在合成氨反应中,为提高H2的转化率,充入的N2越多越好 5.下图所示为工业合成氨的流程图。下列有关说法错误的是 (　　) A.步骤①中“净化”可以防止催化剂中毒 B.步骤②中“加压”既可以提高原料的转化率,又可以加快反应速率 C.步骤③、④、⑤均有利于提高原料的平衡转化率 D.产品液氨除可生产化肥外,还可用作制冷剂 6.下列有关合成氨工业的说法正确的是 (　　) A.工业合成氨的反应是熵减小的放热反应,在低温或常温时可自发进行 B.恒容条件下充入稀有气体有利于NH3的合成 C.合成氨厂一般采用的压强为10~30 MPa,因为该压强下铁触媒的活性最高 D.N2的量越多,H2的转化率越大,因此,充入的N2越多越有利于NH3的合成 7.诺贝尔化学奖曾授予致力于研究合成氨与催化剂表面积大小关系的德国科学家格哈德·埃特尔,表彰他在固体表面化学的研究中作出的贡献。下列说法中正确的是 (　　) A.增大催化剂的表面积,能增大氨气的产率 B.增大催化剂的表面积,能加快合成氨的正反应速率、降低逆反应速率 C.采用正向催化剂时,反应的活化能降低,使反应明显加快 D.工业生产中,合成氨采用的压强越高,温度越低,越有利于提高经济效益 二、非选择题（共5题） 8.氨是重要的无机化工产品,合成氨工业对国民经济和社会发展具有重要的意义。其原理为N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)　ΔH<0。在恒温恒容密闭容器中进行合成氨反应,各组分浓度与时间的关系如图所示。 回答下列问题: (1)表示N2浓度变化的曲线是　　　(填字母),25 min时c(NH3)=　　　　　　。  (2)0~20 min内,v(N2)∶v(H2)∶v(NH3)=　　　　　　　,该反应的平衡常数K=　　　(mol/L)-2。  (3)若升高温度,则平衡向　　　　　(填“正反应”或“逆反应”)方向移动;正反应速率　　　　(填“增大”“减小”或“不变”,下同),逆反应速率　　　　。  9.合成氨反应在工业生产中的大量运用,满足了人口的急剧增长对粮食的需求,也为有机合成提供了足够的原料——氨。合成氨反应是一个可逆反应:N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)　ΔH。在298 K时:ΔH=-92.2 kJ·mol-1,K=4.1×106(mol·L-1)-2。 (1)从平衡常数来看,反应的限度已经很大,为什么还需要使用催化剂?　 　　。 (2)试分析实际工业生产中采取700 K左右的温度的原因:　　　　　　　。  (3)298 K、1.01×105 Pa下,在10 L密闭容器中充入10 mol氮气、30 mol氢气和20 mol氨气,开始的瞬间,反应向　　　　　(填“正反应”或“逆反应”)方向进行,反应进行5 min后体系能量的变化为　　　　(填“吸收”或“放出”)184.4 kJ热量,容器内压强变为原来的　　　　。从反应开始至5 min时,用N2浓度变化表示该反应的平均反应速率:v(N2)=　　　　　　。  10.工业合成氨是人类科学技术的一项重大突破,目前已有三位科学