广东省惠州市惠东中学高中化学选修四训练第二章第四节化学反应条件的优化工业合成氨

高二化学反应原理第二章第四节化学反应条件的优化—工业合成氨训练一、单选题1．二氧化氮存在下列平衡：2NO2(g)N2O4(g)（放热反应），在测定NO2的相对分子质量时，下列条件较为适宜的是A．温度130℃、压强3.03×105PaB．温度25℃、压强1.01×105PaC．温度0℃、压强5.05×104PaD．温度130℃、压强5.05×104Pa2．下列有关合成氨工业的说法中，正确的是（）A.从合成塔出来的混合气体。其中氨气只占13%－14%，所以生产氨的工厂的效率都很低B.由于氨易液化，氮气、氢气是循环使用的，总体来讲氨的产率比较高C.合成氨反应温度控制在500℃左右，目的是使化学平衡向正方向移动D.合成氨采用的压强是2×107~5×107Pa，因为该压强下铁触媒的活性最大3．以下是几位同学在学习了化学反应速率和化学平衡理论以后发表的一些看法，其中不正确的是（）A.化学反应速率理论可指导怎样在一定时间内快出产品B.化学平衡理论可指导怎样使用有限原料多出产品C.化学反应速率理论可指导怎样提高原料的转化率D.化学平衡理论是研究怎样使原料尽可能多地转化为产品4．在带有活塞的密闭容器中加入5molH2和5molN2，在某温度下反应生成2molNH3，若此时容器的压强不变，则容器的体积是反应前的（）A.2倍 B.1.5倍 C.0.8倍 D.0.5倍5．1molN2和3molH2混合发生反应N2＋3H22NH3，达到平衡时，测得平衡混合物的密度是同温.同压下H2的5倍，则N2的转化率为（）A.75% B.25% C.30% D.10%6．合成氨所需要的氨气可由煤与水反应制得，其中有如下反应：CO（g）＋H2O（g）＝CO2（g）＋H2（g），△H＞0.欲提高CO的转化率可采用的方法是（）①降低温度②增大压强③使用催化剂④增大CO的浓度⑤增大水蒸气的浓度A.①②③ B.④⑤ C.①⑤ D.⑤7．在密闭容器中进行合成氨的反应，达到平衡后，将体系中各物质的浓度增大到原来的2倍，则产生的结果是（）A.平衡向正反应方向移动 B.平衡向逆反应方向移动C.平衡不移动 D.NH3的百分含量增加8．以焦炭为主要原料合成氨，为了使通入合成塔的N2和H2保持1：3的体积比，则焦炭与空气的物质的量之比约为（）A.1∶3 B.3∶2 C.6∶5 D.4∶3二、填空题9．工业合成氨的反应为：N2(g)+3H2(g)2NH3(g)；△H<0（1）、随着温度升高，平衡常数K值变_______。（2）改变反应条件，会使平衡发生移动。如下图像表示随条件改变，氨气的百分含量的变化趋势。当横坐标为压强时，变化趋势正确的是（选填字母序号）_________，当横坐标为温度时，变化趋势正确的是（选填字母序号）__________。（3）如图所示三个容积相同的容器①、②、③，若起始温度相同，分别向三个容器中充入①中3molH2和1molN2；②中2molNH3；③中1.5molH2和0.5molN2和1molNH3；一定条件下反应，达到平衡时各容器中NH3物质的百分含量由大到小的顺序为_____（填容器编号）。（4）氨气和氧气从145℃就开始反应，在不同温度和催化剂条件下生成不同产物(如图所示)：4NH3+5O2⇌4NO+6H2O4NH3+3O2⇌2N2+6H2O温度高于900℃时，NO产率下降的原因_____。10．在一密闭容器中发生反应N2＋3H22NH3，达到平衡后，只改变某一个条件时，反应速率与反应时间的关系如图所示：回答下列问题：(1)t1、t3、t4时刻分别改变的一个条件是(填选项)。A．增大压强B．减小压强C．升高温度D．降低温度E．加催化剂F．充入氮气t1时刻____；t3时刻____；t4时刻____。(2)依据(2)中的结论，下列时间段中，氨的百分含量最高的是_____(填选项)。A．t0～t1B．t2～t3C．t3～t4D．t5～t6(3)一定条件下，合成氨反应达到平衡时，测得混合气体中氨气的体积分数为20%，则反应后与反应前的混合气体体积之比为_____。11．在氨的催化氧化反应4NH3+5O24NO+6H2O中，氧化剂是________（填化学式）；若反应中转移10mol电子，则消耗NH3的物质的量是_______mol。12．（8分）科学家一直致力于研究常温、常压下“人工固氮”的新方法。曾有实验报道：在常温、常压、光照条件下，N2在催化剂(掺有少量Fe2O3的TiO2)表面与水发生反应，生成的主要产物为NH3。进一步研究NH3生成量与温度的关系，部分实验数据见下表(光照、N2、压强1.0×105Pa、反应时间3h)：T/℃30405060NH3生成量/10－6mol4.85.96.06.1相应的热化学方程式：N2(g)＋3H2O(l)2NH3(g)＋O2(g)ΔH＝＋765.2kJ·mol－1回答下列问题：（1）请画出上述反应N2(g)＋3H2O(l)2NH3(g)＋O2(g)ΔH＝＋765.2kJ·mol－1在有催化剂与无催化剂两种情况下反应过程中体系能量变化的示意图，并进行必要标注。（2）与目前广泛使用的工业合成氨方法相比，该方法固氮反应速率慢。请提出可提高其反应速率且增大NH3生成量的建议：___________________________。（3）工业合成氨的反应为N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)。设在容积为2.0L的密闭容器中充