第2章化学反应的方向、限度与速率第4节化学反应条件的优化——工业合成氨1．合成氨反应的正反应是气体体积减小的放热反应。合成氨工业的生产流程如下：关于合成氨工业的说法中不正确的是()A．混合气进行循环利用遵循绿色化学思想B．合成氨反应须在低温下进行C．对原料气进行压缩是为了增大原料气的转化率D．使用催化剂可以提高反应的速率，但是不能使平衡向正反应方向移动解析：低温虽然有利于平衡正向移动，但低温会导致反应速率降低，不利于提高生产效率，答案选B。答案：B2．对于合成氨的反应来说，使用催化剂和施以高压，下列叙述中正确的是()A．都能提高反应速率，都对化学平衡状态无影响B．都对化学平衡状态有影响，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，只有压强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，而压强无此作用解析：对化学反应N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)，催化剂和高压均能缩短达到平衡的时间，但只有高压可使平衡向生成NH3的方向移动，催化剂不影响平衡。答案：C3．接触法制硫酸工艺中，其主要反应2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)ΔH<0，在450℃并有催化剂存在条件下建立平衡，为使该反应的反应速率增大，且平衡向正反应方向移动的是()A．及时分离出SO3气体B．选择高效的催化剂C．适当升高温度D．增大O2的浓度解析：增大O2浓度可加速反应的进行，并使平衡向正反应方向移动。答案：D4．下表的实验数据是在不同温度和压强下，平衡混合物中NH3含量的变化情况。达到平衡时混合物中NH3的含量为(体积分数)[入料V(N2)∶V(H2)＝1∶3]：0.11020306010020015.381.586.489.995.498.83002.252.064.271.084.292.64000.425.138.247.065.279.85000.110.619.126.442.257.56000.054.59.113.823.131.4(1)比较200℃和300℃时的数据，可判断升高温度，平衡向________方向移动，正反应方向为________(填“吸热”或“放热”)反应。(2)根据平衡移动原理，合成氨适宜的条件是________。A．高温高压B．高温低压C．低温高压D．低温低压(3)计算500℃，30MPa时N2的转化率________。(4)实际工业生产合成氨时，考虑浓度对化学平衡的影响，还采取了一些措施。请写出其中的一个措施：_____________________________________________________。解析：(3)N2＋3H22NH3起始130转化n3n2n平衡1－n3－3n2n×100%＝26.4%n＝0.4177故N2的转化率为×100%＝41.77%。答案：(1)左(或逆反应)放热(2)C(3)41.77%(4)加入过量的N2(或及时从平衡混合物中移走NH3)(时间：40分钟分值：100分)一、选择题(本题包括6个小题，每小题8分，共48分。每小题只有一个选项符合题意)1．工业合成氨的反应是放热反应，下列关于N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)反应的图象中，错误的是()解析：合成氨的正反应是放热反应，升温，正、逆反应速率都增大，但逆反应增大的程度大，A正确；在T1时NH3%最大，达到平衡，再升高温度，平衡逆向移动，NH3%减小，B正确，C错误；增大压强，平衡向右移动，NH3%增大，D正确。答案：C2．对于可逆反应N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)ΔH<0，下列说法中正确的是()A．达到平衡后加入N2，当重新达到平衡时，NH3的浓度比原平衡的大，N2的浓度比原平衡的小B．达到平衡后，升高温度，既加快了正、逆反应速率，又提高了NH3的产率C．达到平衡后，缩小容器体积，既有利于加快正、逆反应速率，又有利于提高氢气的转化率D．加入催化剂可以缩短达到平衡的时间，是因为正反应速率增大了，而逆反应速率减小了答案：C3.反应N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)ΔH<0在某一时间段中反应速率与反应过程的曲线关系如图所示，则氨的百分含量最高的一段时间段是(t1～t6，只改变了温度或压强)()A．t0～t1B．t2～t3C．t3～t4D．t5～t6解析：此题考查了对速率—时间图象的分析。化学平衡时v(正)＝v(逆)，氨的百分含量不变。t1～t2、t4～t5，v(逆)大于v(正)，平衡向左移动，致使氨的百分含量减少。所以氨的百分含量最高时是t0～t1。答案：A4．合成氨的温度和压强通常控制在约500℃以及2×107～5×107Pa的范围，且进入合成塔的N2和H2的体积比为1∶3，经科学实验测定，在相应条件下，N2和H2反应所得NH3的平衡浓度(体积分数)如下...
