廣東省惠州市惠東中學(xué)高中化學(xué)選修四訓(xùn)練第二章第四節(jié)化學(xué)反應(yīng)條件的優(yōu)化工業(yè)合成氨

高二化學(xué)反應(yīng)原理第二章第四節(jié)化學(xué)反應(yīng)條件的優(yōu)化—工業(yè)合成氨訓(xùn)練一、單選題1．二氧化氮存在下列平衡：2NO2(g)N2O4(g)（放熱反應(yīng)），在測(cè)定NO2的相對(duì)分子質(zhì)量時(shí)，下列條件較為適宜的是A．溫度130℃、壓強(qiáng)3.03×105PaB．溫度25℃、壓強(qiáng)1.01×105PaC．溫度0℃、壓強(qiáng)5.05×104PaD．溫度130℃、壓強(qiáng)5.05×104Pa2．下列有關(guān)合成氨工業(yè)的說法中，正確的是（）A.從合成塔出來的混合氣體。其中氨氣只占13%－14%，所以生產(chǎn)氨的工廠的效率都很低B.由于氨易液化，氮?dú)?、氫氣是循環(huán)使用的，總體來講氨的產(chǎn)率比較高C.合成氨反應(yīng)溫度控制在500℃左右，目的是使化學(xué)平衡向正方向移動(dòng)D.合成氨采用的壓強(qiáng)是2×107~5×107Pa，因?yàn)樵搲簭?qiáng)下鐵觸媒的活性最大3．以下是幾位同學(xué)在學(xué)習(xí)了化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡理論以后發(fā)表的一些看法，其中不正確的是（）A.化學(xué)反應(yīng)速率理論可指導(dǎo)怎樣在一定時(shí)間內(nèi)快出產(chǎn)品B.化學(xué)平衡理論可指導(dǎo)怎樣使用有限原料多出產(chǎn)品C.化學(xué)反應(yīng)速率理論可指導(dǎo)怎樣提高原料的轉(zhuǎn)化率D.化學(xué)平衡理論是研究怎樣使原料盡可能多地轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品4．在帶有活塞的密閉容器中加入5molH2和5molN2，在某溫度下反應(yīng)生成2molNH3，若此時(shí)容器的壓強(qiáng)不變，則容器的體積是反應(yīng)前的（）A.2倍 B.1.5倍 C.0.8倍 D.0.5倍5．1molN2和3molH2混合發(fā)生反應(yīng)N2＋3H22NH3，達(dá)到平衡時(shí)，測(cè)得平衡混合物的密度是同溫.同壓下H2的5倍，則N2的轉(zhuǎn)化率為（）A.75% B.25% C.30% D.10%6．合成氨所需要的氨氣可由煤與水反應(yīng)制得，其中有如下反應(yīng)：CO（g）＋H2O（g）＝CO2（g）＋H2（g），△H＞0.欲提高CO的轉(zhuǎn)化率可采用的方法是（）①降低溫度②增大壓強(qiáng)③使用催化劑④增大CO的濃度⑤增大水蒸氣的濃度A.①②③ B.④⑤ C.①⑤ D.⑤7．在密閉容器中進(jìn)行合成氨的反應(yīng)，達(dá)到平衡后，將體系中各物質(zhì)的濃度增大到原來的2倍，則產(chǎn)生的結(jié)果是（）A.平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng) B.平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)C.平衡不移動(dòng) D.NH3的百分含量增加8．以焦炭為主要原料合成氨，為了使通入合成塔的N2和H2保持1：3的體積比，則焦炭與空氣的物質(zhì)的量之比約為（）A.1∶3 B.3∶2 C.6∶5 D.4∶3二、填空題9．工業(yè)合成氨的反應(yīng)為：N2(g)+3H2(g)2NH3(g)；△H<0（1）、隨著溫度升高，平衡常數(shù)K值變_______。（2）改變反應(yīng)條件，會(huì)使平衡發(fā)生移動(dòng)。如下圖像表示隨條件改變，氨氣的百分含量的變化趨勢(shì)。當(dāng)橫坐標(biāo)為壓強(qiáng)時(shí)，變化趨勢(shì)正確的是（選填字母序號(hào)）_________，當(dāng)橫坐標(biāo)為溫度時(shí)，變化趨勢(shì)正確的是（選填字母序號(hào)）__________。（3）如圖所示三個(gè)容積相同的容器①、②、③，若起始溫度相同，分別向三個(gè)容器中充入①中3molH2和1molN2；②中2molNH3；③中1.5molH2和0.5molN2和1molNH3；一定條件下反應(yīng)，達(dá)到平衡時(shí)各容器中NH3物質(zhì)的百分含量由大到小的順序?yàn)開____（填容器編號(hào)）。（4）氨氣和氧氣從145℃就開始反應(yīng)，在不同溫度和催化劑條件下生成不同產(chǎn)物(如圖所示)：4NH3+5O2?4NO+6H2O4NH3+3O2?2N2+6H2O溫度高于900℃時(shí)，NO產(chǎn)率下降的原因_____。10．在一密閉容器中發(fā)生反應(yīng)N2＋3H22NH3，達(dá)到平衡后，只改變某一個(gè)條件時(shí)，反應(yīng)速率與反應(yīng)時(shí)間的關(guān)系如圖所示：回答下列問題：(1)t1、t3、t4時(shí)刻分別改變的一個(gè)條件是(填選項(xiàng))。A．增大壓強(qiáng)B．減小壓強(qiáng)C．升高溫度D．降低溫度E．加催化劑F．充入氮?dú)鈚1時(shí)刻____；t3時(shí)刻____；t4時(shí)刻____。(2)依據(jù)(2)中的結(jié)論，下列時(shí)間段中，氨的百分含量最高的是_____(填選項(xiàng))。A．t0～t1B．t2～t3C．t3～t4D．t5～t6(3)一定條件下，合成氨反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，測(cè)得混合氣體中氨氣的體積分?jǐn)?shù)為20%，則反應(yīng)后與反應(yīng)前的混合氣體體積之比為_____。11．在氨的催化氧化反應(yīng)4NH3+5O24NO+6H2O中，氧化劑是________（填化學(xué)式）；若反應(yīng)中轉(zhuǎn)移10mol電子，則消耗NH3的物質(zhì)的量是_______mol。12．（8分）科學(xué)家一直致力于研究常溫、常壓下“人工固氮”的新方法。曾有實(shí)驗(yàn)報(bào)道：在常溫、常壓、光照條件下，N2在催化劑(摻有少量Fe2O3的TiO2)表面與水發(fā)生反應(yīng)，生成的主要產(chǎn)物為NH3。進(jìn)一步研究NH3生成量與溫度的關(guān)系，部分實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)見下表(光照、N2、壓強(qiáng)1.0×105Pa、反應(yīng)時(shí)間3h)：T/℃30405060NH3生成量/10－6mol4.85.96.06.1相應(yīng)的熱化學(xué)方程式：N2(g)＋3H2O(l)2NH3(g)＋O2(g)ΔH＝＋765.2kJ·mol－1回答下列問題：（1）請(qǐng)畫出上述反應(yīng)N2(g)＋3H2O(l)2NH3(g)＋O2(g)ΔH＝＋765.2kJ·mol－1在有催化劑與無催化劑兩種情況下反應(yīng)過程中體系能量變化的示意圖，并進(jìn)行必要標(biāo)注。（2）與目前廣泛使用的工業(yè)合成氨方法相比，該方法固氮反應(yīng)速率慢。請(qǐng)?zhí)岢隹商岣咂浞磻?yīng)速率且增大NH3生成量的建議：___________________________。（3）工業(yè)合成氨的反應(yīng)為N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)。設(shè)在容積為2.0L的密閉容器中充