第2章 第4节 化学反应的调控(练案)-【成才之路】2023-2024学年高中新教材化学选择性必修1同步学习指导(人教版2019)

练案[１１] 第二章　 化学反应速率与化学平衡 第四节　 化学反应的调控 Ａ 级􀅰基础达标练 一、选择题 １. 下列有关合成氨工业的说法中正确的是 ( Ｃ ) Ａ. 铁作催化剂可加快反应速率ꎬ且有利于化学 平衡向合成氨的方向移动 Ｂ. 升高温度可以加快反应速率ꎬ且有利于化学 平衡向合成氨的方向移动 Ｃ. 增大压强能缩短到达平衡状态所用的时间 Ｄ. 合成氨采用的压强是 １ × １０７ ~ ３ × １０７ Ｐａꎬ因 为该压强下铁触媒的活性最高 ２. 在合成氨工业中ꎬ要使氨的产率增大ꎬ同时又能 提高化学反应速率ꎬ可采取的措施有 ( Ｃ ) ①增大容器体积使压强减小　 ②减小容器体积 使压强增大　 ③升高温度　 ④降低温度　 ⑤恒 温恒容ꎬ再充入等量的 Ｎ２ 和 Ｈ２ 　 ⑥恒温恒压ꎬ 再充入等量的 Ｎ２ 和 Ｈ２ 　 ⑦及时分离产生的 ＮＨ３ 　 ⑧使用催化剂 Ａ. ②④⑤⑥⑦ Ｂ. ②③④⑤⑦⑧ Ｃ. 只有②⑤ Ｄ. ①②③⑤⑧ ３. 合成氨反应通常控制在 １０ ＭＰａ ~ ３０ ＭＰａ 的压 强和 ４００ ~ ５００ ℃左右的温度ꎬ且进入合成塔的 氮气和氢气的体积比为 １︰３ꎬ经科学测定ꎬ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 ３０ ＭＰａ ５００ ℃ １９. １ ２６. ４ 而实际从合成塔出来的混合气体中含有氨约为 １５％ ꎬ这表明 ( Ｄ ) 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 二、非选择题 ４. ２０１８ 年是合成氨工业先驱哈伯(Ｆ􀅰Ｈａｂｅｒ)获 得诺贝尔奖 １００ 周年ꎮ Ｎ２ 和 Ｈ２ 生成 ＮＨ３ 的反 应为 １ ２ Ｎ２(ｇ) ＋ ３ ２ Ｈ２(ｇ)􀜩􀜨􀜑 ＮＨ３(ｇ) 　 ΔＨ(２９８ Ｋ) ＝ － ４６. ２ ｋＪ􀅰ｍｏｌ － １ꎬ在 Ｆｅ 催化剂作用下的 反应历程如下(∗表示吸附态) 化学吸附:Ｎ２(ｇ)→２Ｎ∗ꎻＨ２(ｇ)→２Ｈ∗ꎻ 表面反应:Ｎ∗ ＋ Ｈ∗ 􀜩􀜨􀜑 ＮＨ∗ꎻＮＨ∗ ＋ Ｈ∗ 􀜩􀜨􀜑 ＮＨ∗２ ꎻＮＨ∗２ ＋ Ｈ∗􀜩􀜨􀜑 ＮＨ∗３ 脱附:ＮＨ∗３ 􀪅􀪅ＮＨ３(ｇ) 其中ꎬＮ２ 的吸附分解反应活化能高、速率慢ꎬ决 定了合成氨的整体反应速率ꎮ 请回答: (１)利于提高合成氨平衡产率的条件有 　 ＡＤ　 ꎮ Ａ. 低温 Ｂ. 高温 Ｃ. 低压 Ｄ. 高压 Ｅ. 催化剂 (２)实际生产中ꎬ常用 Ｆｅ 作催化剂ꎬ控制温度 ７７３ Ｋꎬ压强３. ０ ×１０７ Ｐａꎬ原料中 Ｎ２ 和 Ｈ２ 物质的量之 比为１︰２.８ꎮ 分析说明原料气中Ｎ２ 过量的两个理 由 　 原料气中 Ｎ２ 相对易得ꎬ适度过量有利于提高 Ｈ２ 的转化率　 ꎻ 　 Ｎ２ 在 Ｆｅ 催化剂上的吸附是决 速步骤ꎬ适度过量有利于提高整体反应速率　 ꎮ ５. 二甲醚(ＤＭＥ)被誉为“２１ 世纪的清洁燃料”ꎮ 由合成气制备二甲醚的主要原理如下: ①ＣＯ(ｇ) ＋ ２Ｈ２(ｇ)􀜩􀜨􀜑 ＣＨ３ＯＨ(ｇ) ΔＨ１ ＝ － １１１ ｋＪ􀅰ｍｏｌ － １ ②２ＣＨ３ＯＨ(ｇ)􀜩􀜨􀜑 ＣＨ３ＯＣＨ３(ｇ) ＋ Ｈ２Ｏ(ｇ) ΔＨ２ ＝ － ２３. ５ ｋＪ􀅰ｍｏｌ － １ ③ＣＯ(ｇ) ＋ Ｈ２Ｏ(ｇ)􀜩􀜨􀜑 ＣＯ２(ｇ) ＋ Ｈ２(ｇ) ΔＨ３ ＝ － ４１. ２ ｋＪ􀅰ｍｏｌ － １ 回答下列问题: (１)则反应 ３Ｈ２(ｇ) ＋ ３ＣＯ(ｇ)􀜩􀜨􀜑 ＣＨ３ＯＣＨ３(ｇ) ＋ ＣＯ２(ｇ)的 ΔＨ ＝ 　 － ２８６. ７　 ｋＪ􀅰ｍｏｌ － １ꎮ (２) 下列措施中ꎬ 能提高 ＣＨ３ＯＣＨ３ 产率的 有 　 ＡＣ　 ꎮ Ａ. 使用过量的 ＣＯ Ｂ. 升高温度 Ｃ. 增大压强 (３)反应③能提高 ＣＨ３ＯＣＨ３ 的产率ꎬ原因是 　 ꎮ (４)将合成气以 ｎ(Ｈ２) ｎ(ＣＯ) ＝ ２ 通入 １ Ｌ 的反应器 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 — ０２６ — 中ꎬ一定条件下发生反应:４Ｈ２ ( ｇ) ＋ ２ＣＯ( ｇ) 􀜩􀜨􀜑 ＣＨ３ＯＣＨ３(ｇ) ＋ Ｈ２Ｏ(ｇ)　 ΔＨꎬ其 ＣＯ 的平衡 转化率随