专题03 化学反应的方向 工业合成氨（期末真题汇编，上海专用）高二化学上学期

专题03 化学反应的方向 工业合成氨 3大高频考点概览 考点01 化学反应的方向 考点02 工业合成氨 考点03 化学反应的调控 地 城 考点01 化学反应的方向 1．(23-24高二·上海市青浦高中·期末)25℃和Pa时，反应    ，自发进行的原因是 A．熵增大效应大于热效应 B．放热反应 C．熵减少的反应 D．吸热反应 【答案】A 【解析】根据题目H＝＋56.76kJ·mol－1＞0可知，若使G=H-TS＜0，则必须要保证S＞0，即反应是熵增的反应，且熵增大效应大于热效应； 选A。 2．(23-24高二·上海市青浦高中·期末)我国科学家最近开发新催化剂(P/Cu SAS@ CN)高效电还原制备，化学原理是  ，下列说法错误的是 A．P/Cu SAS@ CN能降低该反应的活化能 B．当的消耗速率与的生成速率之比等于2：7时，反应已达平衡 C．当水蒸汽浓度为浓度的2倍时，反应已达平衡状态 D．该反应在低温下能自发进行 【答案】C 【解析】A．P/Cu SAS@ CN是反应的催化剂，能降低反应的活化能，加快反应速率，故A正确； B．当的消耗速率与的生成速率之比等于2：7时，意味着正逆反应速率相等，反应已达平衡，故B正确； C．可逆反应中各物质浓度之比等于计量系数之比时，不能判断反应是否平衡，故C错误； D．由方程式可知，该反应是熵减的放热反应，低温条件下反应ΔH—TΔS<0，反应能自发进行，故D正确； 故选C。 3．(23-24高二·上海市陆行中学·期末)合成氨时N2(g)+3H2(g)2NH3(g)，正反应放热，可以提高H2利用率的措施是 A．升高温度 B．及时分离出NH3 C．充入过量氢气 D．使用催化剂 【答案】B 【解析】A．该反应为放热反应，升高温度，平衡逆向移动，H2利用率降低，A错误； B．及时分离出NH3，平衡正向移动，H2利用率提高，B正确； C．充入过量氢气，由于反应为可逆反应，充入的氢气部分发生反应，H2利用率降低，C错误； D．使用催化剂，平衡不移动，H2利用率不变，D错误； 答案选B。 地 城 考点02 工业合成氨 4．(23-24高二·上海市青浦高中·期末)合成氨工业中采用循环操作(如图)，主要是为了 A．降低氨的沸点 B．提高氮气和氢气的利用率 C．提高平衡混合物中氨的含量 D．增大化学反应速率 【答案】B 【解析】合成氨中氢气与氮气在一定条件下反应生成氨气，该反应为可逆反应，为提高氮气和氢气的利用率，将产物中氨气液化，再将未反应完的氮气和氢气通入合成塔中，进行循环利用，故答案选B。 5．(23-24高二·上海市尚德实验学校·期末)合成氨是目前转化空气中氮最有效的工业方法，其反应历程和能量变化的简图如下：(图中表示物质吸附在催化剂表面时的状态) （1）由图可知合成氨反应的 ，对总反应速率影响较大的是步骤 。(填写编号) （2）若改变某一条件，使合成氨的化学反应速率加快，下列解释正确的是_______。 A．升高温度，使单位体积内活化分子百分数增加 B．增加反应物的浓度，使单位体积内活化分子百分数增加 C．使用催化剂，能降低反应活化能，使单位体积内活化分子数增加 D．增大压强，能降低反应的活化能，使单位体积内活化分子数增加 【答案】（1） ③ （2）AC 【解析】（1）由图中可知，氮气和氢气反应生成氨气的焓变：-（500-100-307.8）=-92.2；活化能越大，对化学反应速率影响越大，故对总反应影响最大的是步骤③； （2）A．升高温度，使分子的能量增大，活化分子百分数增大，A正确； B．增大反应物浓度，单位体积内分子总数增多，但活化分子百分数不变，单位体积内活化分子总数增多，B错误； C．催化剂降低活化能，增大活化分子百分数，C正确； D．增大压强，不能改变活化能，D错误； 故选AC。 6．(23-24高二·上海市尚德实验学校·期末)合成氨厂的CO2可用于合成重要化工原料CH3OH，主要反应为：3H2(g)＋CO2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)，向两个容积固定为2L的密闭容器中分别充入比例相同，但总量不同的H2和CO2气体，H2的平衡转化率与初始充入物质的量(n)、反应温度(T)的关系如下图所示。 （1）若T1时，向容器中充入n1mol气体(3molH2和1molCO2)，反应至5min时达到平衡，则0~5min内CO2的平均反应速率v(CO2)= 。 （2）由上图可判断该反应是 (选填“吸热”或“放热”)反应，在 (填“较高”或“较低”)温度下有利于该反应自发进行。 （3）判断图中n1、n2相对大小，并说明理由。 【答案】（1）0.03mol·L-1·min-1 （2）放热 较低 （3）在恒容、恒温条件下，增大反应物总量(原料比例相同)，相当于加压，平衡向正反应方向进行，H2的平衡转化率增大。读图可知，同在T2时，曲线n2对应H2的平衡转化率比曲线n1高，所以n2初始充入物质的量多，即n2>n1 【解析】（1）若T1时，向容器中充入n1mol气体(3molH2和1molCO2)，反应至5min时达到平衡，H2的平衡转化率为30%，则0~5min内CO2的平均反应速率v(CO2)=v(H2)= =0.03mol·L-1·min-1。 （2）由图可知，升高温度，H2的平衡转化率下降，说明平衡逆向移动，该反应为放热反应，在较低温度下有利于该反应自发进行。 （3）在恒容、恒温条件下，增大反应物总量(原料比例相同)，相当于加压，平衡向正反应方向进行，H2的平衡转化率增大。读图可知，同在T2时，曲线n2对应H2的平衡转化率比曲线n1高，所以n2初始充入物质的量多，即n2>n1。 7．(24-25高二·上海财经大学附属北郊高级中学·期末)氨是最基本的化工原料之一，用途广泛。目前合成氨工业涉及反应：   （1）有关温度对该反应自发性的影响，下列说法正确的是___________。 A．低温自发 B．高温自发 C．任何温度下均自发 D．任何温度下均不自发 （2）已知键与键键能分别为与。则可计算的键能为___________。 A．1173 B．782 C．391 D．360 （3）下列四个数据都表示一定条件下合成氨的反应速率，其中能代表同一条件下反应的两个反应速率是 (填序号)。 ①    ② ③    ④ （4）加压能够加快合成氨的反应速率，原因是___________。 A．活化分子百分比增大 B．反应的活化能降低 C．每次碰撞都是有效碰撞 D．单位体积内活化分子的数量增大 （5）工业合成氨采用铁催化剂，需将反应温度控制在500℃左右的主要原因是 。 （6）下图表示500℃、恒定压强50.0MPa条件下，原料气投料比与平衡时体积分数的关系。 、的物质的量之比 ①按a点投料比进行反应，判断反应达到平衡状态的标志是 。 A．反应物不再转化为生成物    B．混合气体密度保持不变 C．    D．转化率 ②按b点投料比进行反应，平衡时混合气体的平均相对分子质量为 。 某催化剂催化合成氨的历程包括①~⑥步基元反应(从状态Ⅰ至状态Ⅶ)，如图所示： (图中“ad”表示吸附在催化剂表面的物质) （7）催化反应往往经过物质“吸附”在催化剂表面和“脱附”过程。关于上图涉及的相应过程说法正确的是___________。 A．“吸附”过程是放热过程，“脱附”过程是吸热过程 B．“吸附”过程是吸热过程，“脱附”过程是放热过程 C．“吸附”过程与“脱附”过程都是放热过程 D．“吸附”过程与“脱附”过程都是吸热过程 （8）上图反应历程中，控速步骤反应的化学方程式为 。 (9)工业上用催化氧化法制备，氨气催化氧化的化学方程式为： 。 【答案】（1）A （2）C （3）②④ （4）D （5）此时催化剂活性最大 （6）AB 12.92 （7）A （8） (9) 【解析】（1）的反应能自发进行，该反应为放热的熵减反应，则低温自发能自发进行，故选A； （2）反应的焓变等于反应物键能和减去生成物键能和，设的键能为a，则，a=391； （3）反应的速率比等于系数比；则： ①     ② ③     ④ 则能代表同一条件下反应的两个反应速率是②④； （4）增大压强，物质浓度增大，单位体积内活化分子的数量增大，使得反应速率增大，但是活化分子百分比、反应的活化能不变，且不是每次碰撞都是有效碰撞；故选D； （5）催化剂能降低反应的活化能，加快反应速率，但是催化剂需要一定的活性温度，反应温度控制在500℃左右的主要原因是此时催化剂活性最大，能有效催化反应进行加快反应速率； （6）①A．反应物不再转化为生成物说明正反应速率和逆反应速率相等，达到平衡状态，A正确；     B．500℃、恒定压强50.0MPa条件下进行反应，混合气体的质量不变，而气体的体积为变量，当混合气体的密度保持不变，则说明体积不再变化，气体总物质的量不再发生变化，达到平衡状态，B正确； C．由图，a点、投料比为1，设氢气、氮气投料均为1mol，平衡时氨气体积分数为40%，则：，反应总的物质的量为(2-2a)mol，则，，则，没有达到平衡状态，C错误； D．结合C分析，反应一旦开始，任何时候都有，故不能说明是否达到平衡状态，D错误； 故选AB； ②按b点投料比进行反应，设氢气、氮气投料分别为3mol、1mol，平衡时氨气体积分数为52%，则：，反应总的物质的量为4-2a，则，，则平衡时混合气体的平均摩尔质量为，平均相对分子质量为12.92； （7）由图，“吸附”后物质能量低于吸附前，则“吸附”过程是放热过程，“脱附”后物质能量高于脱附前，则“脱附”过程是吸热过程，故选A； （8）过渡态物质的总能量与反应物总能量的差值为活化能，活化能越小反应越快，活化能越大反应越慢，决定总反应速率的是慢反应；据图可知控速步骤反应的化学方程式为； （9）工业上用催化氧化法制备，氨气首先和氧气催化氧化生成NO和水，NO 和氧气再生成二氧化氮，二氧化氮和水生成硝酸和NO，其中氨气催化氧化的化学方程式为：。 8．(23-24高二·上海师范大学附属中学闵行分校·期末)Ⅰ.1909年哈伯在实验室中首次利用氮气与氧气反应合成氨，实现了人工固氮。 （1）一定条件下，氨的平衡含量如下表，哈伯选用的条件是550℃、10MPa，而非200℃、10MPa，主要原因是 温度/℃ 压强 氨的平衡含量 200 10 550 10 Ⅱ.在其它条件不变时，不同温度(200℃、400℃、600℃)、压强下，平衡混合物中的物质的量分数的变化情况如下图所示： （2）曲线a对应的温度是 ；M、N、Q点平衡常数K的大小关系是 。 Ⅲ.最新“人工固氮”的研究报道：常温常压、光照条件下，在催化剂表面与某物质发生反应，相应的平衡常数表达式为。 （3）写出上述反应的化学方程式 。 （4）已知该反应的平衡常数K与温度的关系如图，则此反应的正反应 。(填“吸热“放热”或“不能确定”) （5）常温下，如果上述反应在体积不变的密闭容器发生，当反应达到平衡时，下列描述正确的是___________。 A．容器中气体的平均分子量不随时间而变化 B． C．容器中气体的密度不随时间而变化 D．再次通入稀有气体，平衡逆向移动 Ⅳ.工业上，在催化剂条件下，用作为还原剂将烟气中的还原成无害的氮气和水，反应方程式可表示为：。 （6）一定条件下，在容积为的密闭容器内反应，时达到平衡，生成，则平均反应速率 。 （7）的平衡转化率与反应温度和压强的关系如下图所示，根据图像判断： (填“>”、“<”或“=”)。 （8）温度不变，将容器体积压缩至原来的一半，再次达到新平衡，的浓度为原来的1.6倍，此时的体积分数相比原平衡状态下 。(填“增大”、“减小”或“保持不变”) (9)体系的颜色变化能否作为判断上述反应达到平衡的依据，并说明其理由是 。 【答案】（1）550℃、10Mpa的条件下，催化剂活性最好，可以提高合成氨的反应速率 （2）200℃ KQ=KM>KN （3）2N2(g)+6H2O(l)4NH3(g)+3O2(g) （4）吸热 （5）ABC （6）0.0075 mol/(L·min) （7）> （8）增大 (9)能，混合气体中只有NO2为红棕色气体，混合气体颜色不变，说明NO2的浓度不变，反应达到平衡状态 【解析】（1）合成氨反应我放热反应，升高温度，平衡向逆反应方向移动，氨气的产率减小，则哈伯选用的条件是550℃、10MPa，而非200℃、10MPa的主要原因是550℃、10Mpa的条件下，催化剂活性最好，可以提高合成氨的反应速率，故答案为：550℃、10Mpa的条件下，催化剂活性最好，可以提高合成氨的反应速率； （2）合成氨反应为放热反应，升高温度，平衡向逆反应方向移动，氨气的百分含量降低，平衡常数减小，所以曲线a对应的温度是200℃，由图可知温度的大小关系为Q=M＜N，则平衡常数的大小关系为KQ=KM>KN，故答案为：200℃；KQ=KM>KN； （3）由题给信息和平衡常数表达式可知，常温常压、光照条件下，氮气在催化剂表面发生的反应为催化剂作用下氮气与液态水光照条件下反应生成氨气和氧气，反应的化学方程式为2N2(g)+6H2O(l)4NH3(g)+3O2(g)，故答案为：2N2(g)+6H2O(l)4NH3(g)+3O2(g)； （4）由图可知，温度升高，平衡常数K增大，说明平衡向正反应方向移动，该反应为吸热反应，故答案为：吸热； （5）A．由方程式可知，若氮气和液态水完全反应生成氨气和氧气，反应得到混合气体的平均相对分子质量为≈25.3，由氮气的相对分子质量为28可知，反应中气体的平均分子量减小，反应达到平衡时，正逆反应速率相等，所以容器中气体的平均分子量不随时间而变化，故正确； B．由物质的反应速率之比等于化学计量数之比可知，反应达到平衡时，氮气和氧气的反应速率之比为2：3，故正确； C．由质量守恒定律可知，该反应是气体质量增大的反应，恒容条件下发生反应时，容器中气体的密度增大，反应达到平衡时，正逆反应速率相等，所以容器中气体的密度不随时间而变化，故正确； D．反应达到平衡时，向恒容容器中通入稀有气体，反应体系中各物质的浓度不变，反应速率不变，平衡不移动，故错误； 故选ABC； （6）由题意可知，20min反应达到平衡时，生成氮气的物质的量为0.6mol，由方程式可知，一氧化氮的反应速率为=0.0075 mol/(L·min)，故答案为：0.0075 mol/(L·min)； （7）该反应是气体体积增大的反应，温度一定时，增大压强，平衡向逆反应方向移动，氨气的转化率减小，由图可知，温度相同时，P1条件下氨气的转化率小于P2条件下，所以压强P1大于P2，故答案为：>； （8）温度不变，将容器体积压缩至原来的一半，再次达到新平衡，一氧化氮的浓度为原来的1.6倍，说明温度一定时，增大压强，水蒸气转化为液态水，平衡向正反应方向移动，所以氮气的体积分数增大，故答案为：增大； （9）由方程式可知，混合气体中只有二氧化氮为红棕色气体，体系的颜色不变说明二氧化氮的浓度不变，正逆反应速率相等，反应已达到平衡，所以体系的颜色变化能作为判断上述反应达到平衡的依据，故答案为：能，混合气体中只有NO2为红棕色气体，混合气体颜色不变，说明NO2的浓度不变，反应达到平衡状态。 地 城 考点03 化学反应的调控 9．(23-24高二·上海市尚德实验学校·期末)工业中可用含SO2的冶炼烟气为原料生产硫酸，在下图装置中完成“SO2转化”工序。使用该装置实现了 A．充分利用热能 B．防止形成酸雾 C．加速转化SO2 D．获取纯净SO3 【答案】AC 【解析】A．SO2催化氧化为SO3时，催化剂在较高温度下才能表现出较强的催化能力，吸收SO3时，低温有利于SO3的吸收，所以将生成SO3放出的热量传递给SO2和O2的混合气，可充分利用热能，A正确； B．在吸收SO3时，利用98.3%的浓硫酸吸收SO3，可防止形成酸雾，与本段工序无关，B不正确； C．将催化氧化产生的热量传递给SO2和O2的混合气，一方面可升高温度，另一方面可提高催化性能，有利于加速转化SO2，C正确； D．SO2催化氧化生成SO3的反应为可逆反应，不可能获取纯净的SO3，D不正确； 故选AC。 10．(24-25高二·上海市浦东新区·期末)高炉中发生可逆反应：C(s) + CO2(g) 2CO(g)，为提高生产的速率，可以采取的措施是 。 A．鼓入过量的CO2 B．升高炉内温度          C．投入更多的焦炭 【答案】AB 【解析】A．通入二氧化碳，增大反应物浓度，反应速率增大，符合题意； B．升高温度，反应速率增大，符合题意； C．加入焦炭，焦炭为固体，对反应速率没有影响，不符合题意； 故选AB。 (24-25高二·上海市延安中学·期末)硫酸工业在国民经济中占有极其重要的地位。如图是“接触法”制硫酸的生产流程示意图。 11．设备①的名称为 ，设备①出口处的气体需净化后再进入设备②主要是为了 ，设备③不用水而是使用98.3%的硫酸来吸收是为了 。 12．设备③排放出来的尾气可用氨酸法处理，得到的副产品是一种氮肥，化学式为 ，请你利用的还原性，再设计一种可行的处理的方法 (用化学方程式表示)。 13．设备②中的催化氧化是工业制硫酸的关键一步，该反应在催化剂表面的历程如下图，下列说法正确的是___________。 A．反应①的活化能比反应②小 B．该反应的催化剂是 C．由该历程可知催化剂参与了化学反应 D．过程中既有和的断裂，又有和的形成 14．硫酸工业和合成氨工业的条件中的最明显的不同点是___________。 A．是否使用热交换器 B．压强 C．温度 D．是否使用催化剂 【答案】11．沸腾炉 防止催化剂中毒 防止产生酸雾，影响三氧化硫吸收 12． 13．C 14．B 【分析】由图可知，设备①为沸腾炉、设备②接触室、设备③为吸收塔，沸腾炉中发生的反应为二硫化亚铁与氧气高温下反应生成氧化铁和二氧化硫，反应得到的二氧化硫气体中含有能使催化剂中毒的粉尘，通入设备②前必须净化；设备②中发生的反应为催化剂作用下二氧化硫和氧气共热反应生成三氧化硫，该反应为放热反应，反应放出的热量会使二氧化硫，氧气和三氧化的混合气体温度较高，接触室中热交换器的作用是用温度较高的二氧化硫、氧气和三氧化硫的混合气体预热二氧化硫和氧气的混合气体；设备③中使用98.3%的硫酸来吸收三氧化硫得到发烟硫酸，不用水吸收的原因是三氧化硫与水反应放出大量的热，会形成酸雾影响三氧化硫的吸收，以此解题。 11．由分析可知，设备①为沸腾炉；由分析可知，设备①出口处的气体需净化后再进入设备②主要是为了防止催化剂中毒；设备③中使用98.3%的硫酸来吸收三氧化硫得到发烟硫酸，不用水吸收的原因是三氧化硫与水反应放出大量的热，会形成酸雾影响三氧化硫的吸收，故答案为：沸腾炉；防止催化剂中毒；防止产生酸雾，影响三氧化硫吸收； 12．设备③排放出来的尾气中含有三氧化硫，可用氨酸法处理根据元素守恒可知，得到的副产品是可以做氨肥的硫酸铵，化学式为：；二氧化硫具有还原性，可以被高锰酸钾氧化，工业上也常用酸性高锰酸钾溶液吸收二氧化硫，反应的化学方程式为，故答案为：；； 13．A．反应的活化能越大，反应速率越慢，由图可知，反应①是慢反应，所以反应①的活化能比反应②大，故错误； B．由图可知，反应的催化剂为五氧化二钒，故错误； C．由图可知，催化剂五氧化二钒参与了化学反应，故正确； D．由图可知，过程中没有的断裂和形成，故错误； 故选C； 14．A．工业合成氨的原料是氮气和氢气，氮气是从空气中分离出来的，合成氨的设备为合成塔，冷凝分离设备为冷凝塔或冷凝器，从压缩机到合成塔，需热交换器对混合气进行加热，工业制硫酸使用的三个设备是沸腾炉、接触室、吸收塔，在硫酸工业生产中，为了有利于SO2的转化，且能充分利用热能，采用了中间有热交换器的接触室，均使用热交换器，A不符合题意； B．硫酸工业采用了催化剂加热条件，合成氨工业采用高温、高压、催化剂作用下反应，压强是硫酸工业和合成氨工业的条件中的不同点，B符合题意； C．硫酸工业需要加热，合成氨工业需要高温，均需要加热，条件相同，C不符合题意； D．氨气用铁触媒做催化剂，制硫酸二氧化硫氧化为三氧化硫是用五氧化二钒做催化剂，均使用催化剂，D不符合题意； 故选B。 15．(24-25高二·上海华东师范大学松江实验高级中学·期末)硫酸是重要的化工原料，它的年产量可以用来衡量一个国家的化工生产水平，以黄铁矿为原 料进行接触法制硫酸的流程如下： （1）黄铁矿在 (填设备名称)中与氧气反应的方程式，每生成转移 mol电子。 （2）在转化阶段，下列条件能使平衡向生成的方向移动的是_________。 A．不采用常温而加热至400℃-500℃ B．使用作为催化剂 C．向容器中通入过量空气 D．进入接触室前的混合气体需要先净化 （3）硫酸工业生产中吸收率与进入吸收塔的硫酸浓度和温度关系如图，由图可知吸收所用硫酸的适宜浓度为98.3%，适宜温度为 ，而工业生产中一般采用60℃的可能原因是 。 【答案】（1）沸腾炉 11 （2）C （3）40℃ 提高吸收速率 【分析】工业制硫酸是利用黄铁矿在氧气中燃烧生成二氧化硫，然后在接触室催化氧化二氧化硫得三氧化硫，最后吸收塔用98%的浓硫酸吸收SO3； 【解析】（1）黄铁矿在沸腾炉中与氧气反应，上次氧化铁和二氧化硫，反应方程式为4FeS2+11O22Fe2O3+8SO2，关系式8SO2~44e-，每生成转移11 mol电子； （2）二氧化硫和空气通入接触室催化氧化反应生成三氧化硫，即2SO2+O22SO3， A．该反应正向气体分子数减少，且为放热反应，不采用常温而加热至400℃-500℃导致平衡逆向移动，故A不选；B．催化剂只改变反应速率，不影响化学平衡，故B不选；C．增大氧气的浓度可使平衡正向移动，故C选；D．混合气体净化，即除去与反应无关的杂质气体，对平衡无影响，故D不选；故选C； （3）由图可知40℃时，三氧化硫的吸收效率最高，为适宜温度；而工业生产中一般采用60℃的可能原因是该温度下三氧化硫的吸收效率也较高，且可以提高吸收速率。 试卷第1页，共3页 / 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题03 化学反应的方向 工业合成氨 3大高频考点概览 考点01 化学反应的方向 考点02 工业合成氨 考点03 化学反应的调控 地 城 考点01 化学反应的方向 1．(23-24高二·上海市青浦高中·期末)25℃和Pa时，反应    ，自发进行的原因是 A．熵增大效应大于热效应 B．放热反应 C．熵减少的反应 D．吸热反应 2．(23-24高二·上海市青浦高中·期末)我国科学家最近开发新催化剂(P/Cu SAS@ CN)高效电还原制备，化学原理是  ，下列说法错误的是 A．P/Cu SAS@ CN能降低该反应的活化能 B．当的消耗速率与的生成速率之比等于2：7时，反应已达平衡 C．当水蒸汽浓度为浓度的2倍时，反应已达平衡状态 D．该反应在低温下能自发进行 3．(23-24高二·上海市陆行中学·期末)合成氨时N2(g)+3H2(g)2NH3(g)，正反应放热，可以提高H2利用率的措施是 A．升高温度 B．及时分离出NH3 C．充入过量氢气 D．使用催化剂 地 城 考点02 工业合成氨 4．(23-24高二·上海市青浦高中·期末)合成氨工业中采用循环操作(如图)，主要是为了 A．降低氨的沸点 B．提高氮气和氢气的利用率 C．提高平衡混合物中氨的含量 D．增大化学反应速率 5．(23-24高二·上海市尚德实验学校·期末)合成氨是目前转化空气中氮最有效的工业方法，其反应历程和能量变化的简图如下：(图中表示物质吸附在催化剂表面时的状态) （1）由图可知合成氨反应的 ，对总反应速率影响较大的是步骤 。(填写编号) （2）若改变某一条件，使合成氨的化学反应速率加快，下列解释正确的是_______。 A．升高温度，使单位体积内活化分子百分数增加 B．增加反应物的浓度，使单位体积内活化分子百分数增加 C．使用催化剂，能降低反应活化能，使单位体积内活化分子数增加 D．增大压强，能降低反应的活化能，使单位体积内活化分子数增加 6．(23-24高二·上海市尚德实验学校·期末)合成氨厂的CO2可用于合成重要化工原料CH3OH，主要反应为：3H2(g)＋CO2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)，向两个容积固定为2L的密闭容器中分别充入比例相同，但总量不同的H2和CO2气体，H2的平衡转化率与初始充入物质的量(n)、反应温度(T)的关系如下图所示。 （1）若T1时，向容器中充入n1mol气体(3molH2和1molCO2)，反应至5min时达到平衡，则0~5min内CO2的平均反应速率v(CO2)= 。 （2）由上图可判断该反应是 (选填“吸热”或“放热”)反应，在 (填“较高”或“较低”)温度下有利于该反应自发进行。 （3）判断图中n1、n2相对大小，并说明理由。 7．(24-25高二·上海财经大学附属北郊高级中学·期末)氨是最基本的化工原料之一，用途广泛。目前合成氨工业涉及反应：   （1）有关温度对该反应自发性的影响，下列说法正确的是___________。 A．低温自发 B．高温自发 C．任何温度下均自发 D．任何温度下均不自发 （2）已知键与键键能分别为与。则可计算的键能为___________。 A．1173 B．782 C．391 D．360 （3）下列四个数据都表示一定条件下合成氨的反应速率，其中能代表同一条件下反应的两个反应速率是 (填序号)。 ①    ② ③    ④ （4）加压能够加快合成氨的反应速率，原因是___________。 A．活化分子百分比增大 B．反应的活化能降低 C．每次碰撞都是有效碰撞 D．单位体积内活化分子的数量增大 （5）工业合成氨采用铁催化剂，需将反应温度控制在500℃左右的主要原因是 。 （6）下图表示500℃、恒定压强50.0MPa条件下，原料气投料比与平衡时体积分数的关系。 、的物质的量之比 ①按a点投料比进行反应，判断反应达到平衡状态的标志是 。 A．反应物不再转化为生成物    B．混合气体密度保持不变 C．    D．转化率 ②按b点投料比进行反应，平衡时混合气体的平均相对分子质量为 。 某催化剂催化合成氨的历程包括①~⑥步基元反应(从状态Ⅰ至状态Ⅶ)，如图所示： (图中“ad”表示吸附在催化剂表面的物质) （7）催化反应往往经过物质“吸附”在催化剂表面和“脱附”过程。关于上图涉及的相应过程说法正确的是___________。 A．“吸附”过程是放热过程，“脱附”过程是吸热过程 B．“吸附”过程是吸热过程，“脱附”过程是放热过程 C．“吸附”过程与“脱附”过程都是放热过程 D．“吸附”过程与“脱附”过程都是吸热过程 （8）上图反应历程中，控速步骤反应的化学方程式为 。 (9)工业上用催化氧化法制备，氨气催化氧化的化学方程式为： 。 8．(23-24高二·上海师范大学附属中学闵行分校·期末)Ⅰ.1909年哈伯在实验室中首次利用氮气与氧气反应合成氨，实现了人工固氮。 （1）一定条件下，氨的平衡含量如下表，哈伯选用的条件是550℃、10MPa，而非200℃、10MPa，主要原因是 温度/℃ 压强 氨的平衡含量 200 10 550 10 Ⅱ.在其它条件不变时，不同温度(200℃、400℃、600℃)、压强下，平衡混合物中的物质的量分数的变化情况如下图所示： （2）曲线a对应的温度是 ；M、N、Q点平衡常数K的大小关系是 。 Ⅲ.最新“人工固氮”的研究报道：常温常压、光照条件下，在催化剂表面与某物质发生反应，相应的平衡常数表达式为。 （3）写出上述反应的化学方程式 。 （4）已知该反应的平衡常数K与温度的关系如图，则此反应的正反应 。(填“吸热“放热”或“不能确定”) （5）常温下，如果上述反应在体积不变的密闭容器发生，当反应达到平衡时，下列描述正确的是___________。 A．容器中气体的平均分子量不随时间而变化 B． C．容器中气体的密度不随时间而变化 D．再次通入稀有气体，平衡逆向移动 Ⅳ.工业上，在催化剂条件下，用作为还原剂将烟气中的还原成无害的氮气和水，反应方程式可表示为：。 （6）一定条件下，在容积为的密闭容器内反应，时达到平衡，生成，则平均反应速率 。 （7）的平衡转化率与反应温度和压强的关系如下图所示，根据图像判断： (填“>”、“<”或“=”)。 （8）温度不变，将容器体积压缩至原来的一半，再次达到新平衡，的浓度为原来的1.6倍，此时的体积分数相比原平衡状态下 。(填“增大”、“减小”或“保持不变”) (9)体系的颜色变化能否作为判断上述反应达到平衡的依据，并说明其理由是 。 地 城 考点03 化学反应的调控 9．(23-24高二·上海市尚德实验学校·期末)工业中可用含SO2的冶炼烟气为原料生产硫酸，在下图装置中完成“SO2转化”工序。使用该装置实现了 A．充分利用热能 B．防止形成酸雾 C．加速转化SO2 D．获取纯净SO3 10．(24-25高二·上海市浦东新区·期末)高炉中发生可逆反应：C(s) + CO2(g) 2CO(g)，为提高生产的速率，可以采取的措施是 。 A．鼓入过量的CO2 B．升高炉内温度          C．投入更多的焦炭 (24-25高二·上海市延安中学·期末)硫酸工业在国民经济中占有极其重要的地位。如图是“接触法”制硫酸的生产流程示意图。 11．设备①的名称为 ，设备①出口处的气体需净化后再进入设备②主要是为了 ，设备③不用水而是使用98.3%的硫酸来吸收是为了 。 12．设备③排放出来的尾气可用氨酸法处理，得到的副产品是一种氮肥，化学式为 ，请你利用的还原性，再设计一种可行的处理的方法 (用化学方程式表示)。 13．设备②中的催化氧化是工业制硫酸的关键一步，该反应在催化剂表面的历程如下图，下列说法正确的是___________。 A．反应①的活化能比反应②小 B．该反应的催化剂是 C．由该历程可知催化剂参与了化学反应 D．过程中既有和的断裂，又有和的形成 14．硫酸工业和合成氨工业的条件中的最明显的不同点是___________。 A．是否使用热交换器 B．压强 C．温度 D．是否使用催化剂 15．(24-25高二·上海华东师范大学松江实验高级中学·期末)硫酸是重要的化工原料，它的年产量可以用来衡量一个国家的化工生产水平，以黄铁矿为原 料进行接触法制硫酸的流程如下： （1）黄铁矿在 (填设备名称)中与氧气反应的方程式，每生成转移 mol电子。 （2）在转化阶段，下列条件能使平衡向生成的方向移动的是_________。 A．不采用常温而加热至400℃-500℃ B．使用作为催化剂 C．向容器中通入过量空气 D．进入接触室前的混合气体需要先净化 （3）硫酸工业生产中吸收率与进入吸收塔的硫酸浓度和温度关系如图，由图可知吸收所用硫酸的适宜浓度为98.3%，适宜温度为 ，而工业生产中一般采用60℃的可能原因是 。 试卷第1页，共3页 / 学科网（北京）股份有限公司 $