第二章 作业15　化学反应的调控

作业15化学反应的调控(分值：100分)(选择题1～9题，每小题6分，10～12题，每小题7分，共75分)题组一工业合成氨条件的理论分析1．可逆反应：3H2(g)＋N2(g)2NH3(g)ΔH＜0，达到平衡后，为了使H2的转化率增大，下列选项中采用的三种方法都正确的是()A．升高温度，减小压强，增加氮气B．降低温度，增大压强，加入催化剂C．升高温度，增大压强，增加氮气D．降低温度，增大压强，分离出部分氨2．N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)ΔH<0，向容器中通入1molN2和3molH2，当反应达到平衡时，下列措施能提高N2转化率的是()①降低温度②维持温度、容积不变，按照物质的量之比为1∶3再通入一定量的N2和H2③增加NH3的物质的量④维持恒压条件，通入一定量惰性气体A．①④ B．①②C．②③ D．③④题组二工业合成氨的适宜条件3．(2024·上海南汇中学高二检测)合成氨对人类生存和发展有着重要意义，1909年哈伯在实验室中首次利用氮气与氢气反应合成氨，实现了人工固氮，其合成原理为N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)ΔH<0。符合工业合成氨生产实际的是()A．V2O5作催化剂B．反应温度由催化剂决定C．将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图，其中为提高原料转化率而采取的措施是()A．①②③ B．②④⑤C．①③⑤ D．②③④5．合成氨问题，关乎世界化工发展和粮食安全问题。下列对合成氨工业的叙述不正确的是()A．高压条件比常压条件更有利于合成氨的反应B．合成氨时采用循环操作，可以提高原料利用率C．工业生产采用500℃而不采用常温，是为了提高合成氨的转化率D．铁触媒的使用有利于提高合成氨的生产效率6．诺贝尔化学奖曾授予致力于研究合成氨与催化剂表面积大小关系的德国科学家格哈德·埃特尔，表彰他在固体表面化学的研究中作出的贡献。下列说法正确的是()A．增大催化剂的表面积，能增大氨气的产率B．增大催化剂的表面积，能加快合成氨的正反应速率、降低逆反应速率C．采用正向催化剂时，反应的活化能降低，使反应明显加快D．工业生产中，合成氨采用的压强越高，温度越低，越有利于提高经济效益题组三化学反应的调控7．(2023·山西教育发展联盟高二期中)下列关于化学反应调控措施的说法不正确的是()A．硫酸工业中，为提高SO2的转化率，通入过量的空气B．工业上增加炼铁高炉的高度可以有效降低尾气中CO的含量C．合成氨工业中，从生产实际条件考虑，不盲目增大反应压强D．工业以CO和H2为原料合成甲醇，为提高原料的利用率采用循环操作8．已知工业上常用石灰乳吸收尾气中的NO和NO2，涉及的反应为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气中NO和NO2去除率的是()A．加快通入尾气的速率B．用石灰水替代石灰乳C．适当补充O2D．升高温度9．纳米钴常用于CO加氢反应的催化剂：CO(g)＋3H2(g)CH4(g)＋H2O(g)ΔH<0，下列说法正确的是()A．纳米技术的应用，优化了催化剂的性能，提高了反应物的转化率B．缩小容器体积，平衡向正反应方向移动，CO的浓度增大C．从平衡体系中分离出H2O(g)能加快正反应速率D．工业生产中采用高温条件下进行，其目的是提高CO的平衡转化率(10~12题有一个或两个选项符合题目要求)10.CH4­CO2催化重整可以得到合成气(CO和H2)，有利于缓解温室效应，其主要反应为CH4(g)＋CO2(g)2CO(g)＋2H2(g)ΔH＝＋247kJ·mol－1，同时存在以下反应：CH4(g)C(s)＋2H2(g)ΔH＝＋75kJ·mol－1(积碳反应),CO2(g)＋C(s)2CO(g)ΔH＝＋172kJ·mol－1(消碳反应)，假设体系温度恒定。积碳反应会影响催化剂的活性，一定时间内积碳量和反应温度的关系如图所示。下列说法正确的是()A．高压有利于提高CH4的平衡转化率并减少积碳B．增大CO2与CH4的物质的量之比有助于减少积碳C．升高温度，积碳反应的化学平衡常数K1减小，消碳反应的化学平衡常数K2增大D．温度高于600℃，积碳反应的化学反应速率减慢，消碳反应的化学反应速率加快，积碳量减少11．工业上可通过甲醇羰基化法制取甲酸甲酯：CH3OH(g)＋CO(g)HCOOCH3(g)，在容积固定的密闭容器中，投入等物质的量CH3OH和CO，测得相同时间内CO的转化率随温度的变化如图所示。下列说法不正确的是()A．增大压强，甲醇转化率增大B．b点反应速率：v正＝v逆C．平衡常数：K(75℃)>K(85℃)，反应速率：vb>vdD．生产时反应温度控制在80～85℃为宜12．在一定条件下，利用CO2合成CH3OH的反应为CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)ΔH1。研究发现，反应过程中发生副反应：CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g)ΔH2，温度对CH3OH、CO的产率影响如图所示。下列说法不正确的是()A．ΔH1>0，ΔH2＞0B．增大压强有利于加快合成反应的速率C．选用合适的催化剂可以减弱副反应的发生D．生产过程中，温度越高越有利于提高CH3OH的产率13．(10分)人工固氮是目前研究的热点。Haber­Bosch合成NH3法是以铁为主要催化剂、在400～500℃和10～30MPa的条件下，由N2和H2直接合成NH3。(1)上述反应生成17gNH3时放出46kJ热量，写出该反应的热化学方程式：______________________________________________________________________________。(2)我国科学家研制出一种新型催化剂，将合成氨的温度、压强分别降到350℃、1MPa，该催化剂对工业生产的意义是____________________。(3)在2L恒容密闭容器中，按投料比eq\f(nH2,nN2)分别为1∶1、2∶1、3∶1进行反应，相同时间内测得N2的转化率与温度、投料比的关系如图所示(不考虑催化剂失活)。①曲线Ⅰ表示投料比eq\f(nH2,nN2)＝________。某温度下，曲线Ⅰ对应反应达到平衡时N2的转化率为x，则此时混合气体中NH3的体积分数为______________(用含x的代数式表示)。②下列有关图像的分析错误的是________(填字母)。A．投料比越大，H2的平衡转化率越大B．T<T0，投料比一定时，升高温度，反应速率增大C．T>T0，投料比一定时，升高温度，平衡向左移动D．T>T0，投料比一定时，升高温度，反应速率减小14．(15分)工业上，常采用氧化还原法处理尾气中的CO、NO。已知沥青混凝土可作为反应2CO(g)＋O2(g)2CO2(g)的催化剂。如图表示在相同的恒容密闭容器中，相同起始浓度、相同反应时间段内，使用相同质量的不同沥青混凝土(α、β型)催化时，CO的转化率与温度的关系。(1)在a、b、c、d四点中，一定未达到平衡状态的是____________。(2)已知c点时容器中O2浓度为0.04mol·L－1，则50℃时，在α型沥青混凝土中CO转化反应的平衡常数K＝________________(用含x的代数式表示)。(3)CO转化反应的平衡常数：K(a)____________(填“>”“<”或“＝”)K(c)。(4)在均未达到平衡状态时，相同反应时间段内，同温下____