第二章 作業(yè)15　化學(xué)反應(yīng)的調(diào)控

作業(yè)15化學(xué)反應(yīng)的調(diào)控(分值：100分)(選擇題1～9題，每小題6分，10～12題，每小題7分，共75分)題組一工業(yè)合成氨條件的理論分析1．可逆反應(yīng)：3H2(g)＋N2(g)2NH3(g)ΔH＜0，達(dá)到平衡后，為了使H2的轉(zhuǎn)化率增大，下列選項(xiàng)中采用的三種方法都正確的是()A．升高溫度，減小壓強(qiáng)，增加氮?dú)釨．降低溫度，增大壓強(qiáng)，加入催化劑C．升高溫度，增大壓強(qiáng)，增加氮?dú)釪．降低溫度，增大壓強(qiáng)，分離出部分氨2．N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)ΔH<0，向容器中通入1molN2和3molH2，當(dāng)反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，下列措施能提高N2轉(zhuǎn)化率的是()①降低溫度②維持溫度、容積不變，按照物質(zhì)的量之比為1∶3再通入一定量的N2和H2③增加NH3的物質(zhì)的量④維持恒壓條件，通入一定量惰性氣體A．①④ B．①②C．②③ D．③④題組二工業(yè)合成氨的適宜條件3．(2024·上海南匯中學(xué)高二檢測(cè))合成氨對(duì)人類生存和發(fā)展有著重要意義，1909年哈伯在實(shí)驗(yàn)室中首次利用氮?dú)馀c氫氣反應(yīng)合成氨，實(shí)現(xiàn)了人工固氮，其合成原理為N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)ΔH<0。符合工業(yè)合成氨生產(chǎn)實(shí)際的是()A．V2O5作催化劑B．反應(yīng)溫度由催化劑決定C．將N2和H2液化D．NH3由吸收塔吸收4．下列所示是哈伯法制氨的流程圖，其中為提高原料轉(zhuǎn)化率而采取的措施是()A．①②③ B．②④⑤C．①③⑤ D．②③④5．合成氨問題，關(guān)乎世界化工發(fā)展和糧食安全問題。下列對(duì)合成氨工業(yè)的敘述不正確的是()A．高壓條件比常壓條件更有利于合成氨的反應(yīng)B．合成氨時(shí)采用循環(huán)操作，可以提高原料利用率C．工業(yè)生產(chǎn)采用500℃而不采用常溫，是為了提高合成氨的轉(zhuǎn)化率D．鐵觸媒的使用有利于提高合成氨的生產(chǎn)效率6．諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)曾授予致力于研究合成氨與催化劑表面積大小關(guān)系的德國(guó)科學(xué)家格哈德·埃特爾，表彰他在固體表面化學(xué)的研究中作出的貢獻(xiàn)。下列說法正確的是()A．增大催化劑的表面積，能增大氨氣的產(chǎn)率B．增大催化劑的表面積，能加快合成氨的正反應(yīng)速率、降低逆反應(yīng)速率C．采用正向催化劑時(shí)，反應(yīng)的活化能降低，使反應(yīng)明顯加快D．工業(yè)生產(chǎn)中，合成氨采用的壓強(qiáng)越高，溫度越低，越有利于提高經(jīng)濟(jì)效益題組三化學(xué)反應(yīng)的調(diào)控7．(2023·山西教育發(fā)展聯(lián)盟高二期中)下列關(guān)于化學(xué)反應(yīng)調(diào)控措施的說法不正確的是()A．硫酸工業(yè)中，為提高SO2的轉(zhuǎn)化率，通入過量的空氣B．工業(yè)上增加煉鐵高爐的高度可以有效降低尾氣中CO的含量C．合成氨工業(yè)中，從生產(chǎn)實(shí)際條件考慮，不盲目增大反應(yīng)壓強(qiáng)D．工業(yè)以CO和H2為原料合成甲醇，為提高原料的利用率采用循環(huán)操作8．已知工業(yè)上常用石灰乳吸收尾氣中的NO和NO2，涉及的反應(yīng)為NO＋NO2＋Ca(OH)2=Ca(NO2)2＋H2O、4NO2＋2Ca(OH)2=Ca(NO3)2＋Ca(NO2)2＋2H2O。下列措施一定能提高尾氣中NO和NO2去除率的是()A．加快通入尾氣的速率B．用石灰水替代石灰乳C．適當(dāng)補(bǔ)充O2D．升高溫度9．納米鈷常用于CO加氫反應(yīng)的催化劑：CO(g)＋3H2(g)CH4(g)＋H2O(g)ΔH<0，下列說法正確的是()A．納米技術(shù)的應(yīng)用，優(yōu)化了催化劑的性能，提高了反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率B．縮小容器體積，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，CO的濃度增大C．從平衡體系中分離出H2O(g)能加快正反應(yīng)速率D．工業(yè)生產(chǎn)中采用高溫條件下進(jìn)行，其目的是提高CO的平衡轉(zhuǎn)化率(10~12題有一個(gè)或兩個(gè)選項(xiàng)符合題目要求)10.CH4-CO2催化重整可以得到合成氣(CO和H2)，有利于緩解溫室效應(yīng)，其主要反應(yīng)為CH4(g)＋CO2(g)2CO(g)＋2H2(g)ΔH＝＋247kJ·mol－1，同時(shí)存在以下反應(yīng)：CH4(g)C(s)＋2H2(g)ΔH＝＋75kJ·mol－1(積碳反應(yīng)),CO2(g)＋C(s)2CO(g)ΔH＝＋172kJ·mol－1(消碳反應(yīng))，假設(shè)體系溫度恒定。積碳反應(yīng)會(huì)影響催化劑的活性，一定時(shí)間內(nèi)積碳量和反應(yīng)溫度的關(guān)系如圖所示。下列說法正確的是()A．高壓有利于提高CH4的平衡轉(zhuǎn)化率并減少積碳B．增大CO2與CH4的物質(zhì)的量之比有助于減少積碳C．升高溫度，積碳反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)K1減小，消碳反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)K2增大D．溫度高于600℃，積碳反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)速率減慢，消碳反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)速率加快，積碳量減少11．工業(yè)上可通過甲醇羰基化法制取甲酸甲酯：CH3OH(g)＋CO(g)HCOOCH3(g)，在容積固定的密閉容器中，投入等物質(zhì)的量CH3OH和CO，測(cè)得相同時(shí)間內(nèi)CO的轉(zhuǎn)化率隨溫度的變化如圖所示。下列說法不正確的是()A．增大壓強(qiáng)，甲醇轉(zhuǎn)化率增大B．b點(diǎn)反應(yīng)速率：v正＝v逆C．平衡常數(shù)：K(75℃)>K(85℃)，反應(yīng)速率：vb>vdD．生產(chǎn)時(shí)反應(yīng)溫度控制在80～85℃為宜12．在一定條件下，利用CO2合成CH3OH的反應(yīng)為CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)ΔH1。研究發(fā)現(xiàn)，反應(yīng)過程中發(fā)生副反應(yīng)：CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g)ΔH2，溫度對(duì)CH3OH、CO的產(chǎn)率影響如圖所示。下列說法不正確的是()A．ΔH1>0，ΔH2＞0B．增大壓強(qiáng)有利于加快合成反應(yīng)的速率C．選用合適的催化劑可以減弱副反應(yīng)的發(fā)生D．生產(chǎn)過程中，溫度越高越有利于提高CH3OH的產(chǎn)率13．(10分)人工固氮是目前研究的熱點(diǎn)。Haber-Bosch合成NH3法是以鐵為主要催化劑、在400～500℃和10～30MPa的條件下，由N2和H2直接合成NH3。(1)上述反應(yīng)生成17gNH3時(shí)放出46kJ熱量，寫出該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式：______________________________________________________________________________。(2)我國(guó)科學(xué)家研制出一種新型催化劑，將合成氨的溫度、壓強(qiáng)分別降到350℃、1MPa，該催化劑對(duì)工業(yè)生產(chǎn)的意義是____________________。(3)在2L恒容密閉容器中，按投料比eq\f(nH2,nN2)分別為1∶1、2∶1、3∶1進(jìn)行反應(yīng)，相同時(shí)間內(nèi)測(cè)得N2的轉(zhuǎn)化率與溫度、投料比的關(guān)系如圖所示(不考慮催化劑失活)。①曲線Ⅰ表示投料比eq\f(nH2,nN2)＝________。某溫度下，曲線Ⅰ對(duì)應(yīng)反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)N2的轉(zhuǎn)化率為x，則此時(shí)混合氣體中NH3的體積分?jǐn)?shù)為______________(用含x的代數(shù)式表示)。②下列有關(guān)圖像的分析錯(cuò)誤的是________(填字母)。A．投料比越大，H2的平衡轉(zhuǎn)化率越大B．T<T0，投料比一定時(shí)，升高溫度，反應(yīng)速率增大C．T>T0，投料比一定時(shí)，升高溫度，平衡向左移動(dòng)D．T>T0，投料比一定時(shí)，升高溫度，反應(yīng)速率減小14．(15分)工業(yè)上，常采用氧化還原法處理尾氣中的CO、NO。已知瀝青混凝土可作為反應(yīng)2CO(g)＋O2(g)2CO2(g)的催化劑。如圖表示在相同的恒容密閉容器中，相同起始濃度、相同反應(yīng)時(shí)間段內(nèi)，使用相同質(zhì)量的不同瀝青混凝土(α、β型)催化時(shí)，CO的轉(zhuǎn)化率與溫度的關(guān)系。(1)在a、b、c、d四點(diǎn)中，一定未達(dá)到平衡狀態(tài)的是____________。(2)已知c點(diǎn)時(shí)容器中O2濃度為0.04mol·L－1，則50℃時(shí)，在α型瀝青混凝土中CO轉(zhuǎn)化反應(yīng)的平衡常數(shù)K＝________________(用含x的代數(shù)式表示)。(3)CO轉(zhuǎn)化反應(yīng)的平衡常數(shù)：K(a)____________(填“>”“<”或“＝”)K(c)。(4)在均未達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)，相同反應(yīng)時(shí)間段內(nèi)，同溫下____