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化学反应的调控——工业合成氨同步练习
(答题时间:40分钟)
一、选择题
1. 某工业生产中发生反应:2A(g)+B(g) 2M(g) ΔH<0。下列有关该工业生
产的说法正确的是( )
A. 工业上合成M时,一定采用高压条件,因为高压有利于M的生成
B. 若物质B价廉易得,工业上一般采用加入过量的B以提高A和B的转化率
C. 工业上一般采用较高温度合成M,因温度越高,反应物的转化率越高
D. 工业生产中常采用催化剂,因为生产中使用催化剂可提高M的日产量
2. 对于合成氨反应,达到平衡后,以下分析正确的是( )
A. 升高温度,对正反应的反应速率影响更大
B. 增大压强,对正反应的反应速率影响更大
C. 减小反应物浓度,对逆反应的反应速率影响更大
D. 加入催化剂,对逆反应的反应速率影响更大
*3. 对于合成氨反应N (g)+3H (g) 2NH (g) ΔH<0,下列研究结果和图示
2 2 3
相符的是( )
A B C D
研
究 压强对反应的影 温度对反应的 平衡体系增加 N 催化剂对反应的
2
结 响 影响 对反应的影响 影响
果
图
示
4. 工业上合成氨一般采用700 K左右的温度,其原因是( )
①适当提高氨的合成速率 ②提高H 的转化率
2
③提高氨的产率 ④催化剂在700 K时活性最大
A. 只有① B. ①②
C. ②③④ D. ①④
5. 利用原料气在合成塔中合成NH ,为提高N 的转化率所采取的措施是( )
3 2
A. 高温 B. 高压
第1页C. 使用催化剂 D. 增大N 的浓度
2
6. 能够使合成氨反应进行的程度增大的措施是( )
A. 升高温度 B. 降低压强
C. 使用催化剂 D. 不断移去NH
3
7. 有关合成氨工业的说法中,正确的是( )
A. 增大H 的浓度,可提高H 的转化率
2 2
B. 由于氨易液化,N、H 在实际生产中是循环使用,所以总体来说氨的产率很高
2 2
C. 合成氨工业的反应温度控制在500 ℃,目的是使化学平衡向正反应方向移动
D. 合成氨厂采用的压强是2×107~5×107Pa,因为该压强下铁触媒的活性最大
8. 有平衡体系:CO(g)+2H (g) CHOH(g) ΔH<0,为了增加甲醇
2 3
(CHOH)的产量,应采取的正确措施是( )
3
A. 高温,高压 B. 适宜温度,高压,催化剂
C. 低温,低压 D. 高温,高压,催化剂
*9. 硫酸是一种重要的化工产品,目前主要采用“接触法”进行生产。有关接触氧化反
应2SO +O 2SO 的说法中正确的是( )
2 2 3
A. 只要选择适宜的条件,SO 和O 就能全部转化为SO
2 2 3
B. 该反应达到平衡后,反应就完全停止了,即正、逆反应速率均为零
C. 在达到平衡的体系中,充入由 18O原子组成的O 后,SO 中18O含量减少,SO 中
2 2 3
18O含量增多
D. 在工业合成SO 时,要同时考虑反应速率和反应能达到的限度两方面的问题
3
10. NH 是一种重要的工业原料。下列关于合成氨的说法中,不正确的是 ( )
3
A. 工艺涉及催化技术
B. 工艺涉及高温高压技术
C. 原料之一的氮气来自空气
D. 从合成塔出来的气体中,氨的体积分数为100%
11. 在一定条件下,可逆反应:N (g)+3H (g) 2NH (g)(正反应是放热反
2 2 3
应)达到平衡,当单独改变下列条件后,有关叙述错误的是( )
A. 加催化剂,v(正)、v(逆)都发生变化且变化的倍数相等
B. 加压,v(正)、v(逆)都增大,且v(正)增大的倍数大于v(逆)增大的倍数
C. 降温,v(正)、v(逆)都减小,且v(正)减小的倍数小于v(逆)减小的倍数
D. 等容条件下加入氩气,v(正)、v(逆)都增大,且v(正)增大的倍数大于 v
(逆)增大的倍数
*12. 在反应N (g)+3H (g) 2NH (g) ΔH<0的平衡体系中,当恒温恒压条
2 2 3
第2页件下t 时刻分离出NH 时,下列说法正确的是( )
1 3
A. t 时刻后的速率变化如图所示
1
B. t 时刻后达到新平衡前Q>K
1
C. 新平衡体系中NH 的含量增大
3
D. N 的平衡转化率增大
2
二、非选择题
13. 合成氨工业中,原料气(N 、H 及少量CO、NH 的混合气)在进入合成塔前常用醋
2 2 3
酸二氨合铜(Ⅰ)溶液来吸收原料气中的CO,其反应是[Cu(NH ) ]Ac+CO+NH
3 2 3
[Cu(NH )]Ac·CO ΔH<0
3 3
(1)必须除去原料气中CO的原因是
___________________________________________________________
___________________________________________________________。
(2)醋酸二氨合铜(Ⅰ)吸收CO的生产适宜条件应是
___________________________________________________________
___________________________________________________________。
(3)吸收CO后的醋酸铜氨溶液经过适当处理又可再生,恢复其吸收 CO的能力以供
循环使用。醋酸铜氨溶液再生的生产适宜条件应是________。
*14. 合成氨工业对化学工业和国防工业具有重要意义。工业合成氨生产示意图如图所示。
第3页(1)X的化学式为________。
(2)图中条件选定的主要原因是________(填字母编号)。
A. 温度、压强对化学平衡的影响
B. 铁触媒在该温度时活性大
C. 工业生产受动力、材料、设备等条件的限制
(3)改变反应条件,会使平衡发生移动。如图表示随条件改变,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________,当横坐标为温度时,变化趋势
正确的是______(填字母编号)。
第4页化学反应的调控——工业合成氨同步练习参考答案
1.【答案】D
【解析】工业上合成M可能采用常压,如HSO 工业中SO 的生成;加入过量B只能
2 4 3
提高A的转化率,B的转化率降低;温度升高,平衡逆向移动,反应物的转化率降低;使
用催化剂可降低反应的活化能,提高反应速率。
2.【答案】B
【解析】对于合成氨反应,增大压强,平衡向气体系数减小的方向移动,即v >v ,
正 逆
故B项正确。
3.【答案】C
【解析】A项由于p 条件先达到平衡,故p >p ,由p→p ,减小压强,化学平衡左
1 1 2 1 2
移,NH 的体积分数应降低,故错误;B项由于此反应ΔH<0,故升温平衡左移,N 的转
3 2
化率降低,故错误;C项增大N 的量,会使正反应速率增大,使化学平衡右移,故正确;
2
D项使用催化剂,能加快反应速率,缩短到达平衡的时间,故错误。
4.【答案】D
【解析】合成氨反应采用700 K左右的温度的原因是考虑反应速率和催化剂的活性。
5.【答案】B
【解析】合成氨反应是气体系数减小的放热反应,据勒·夏特列原理可知高压利于提高
N 的转化率。
2
6.【答案】D
【解析】降温、增压,不断减小生成物的浓度均利于合成氨反应的正向进行。
7.【答案】B
【解析】A项,增大H 的浓度,H 的转化率减小;C项,温度控制在500 ℃的目的是
2 2
催化剂活性最大;D项,压强采用2×107~5×107Pa是考虑对设备材料的要求。
8.【答案】B
【解析】该反应是一个正向放热,气体体积减小的反应,为增加甲醇的产量,需平衡
正向移动,理论上可采用低温、高压的方式,但在实际生产中还需考虑反应速率。
9.【答案】D
【解析】反应为可逆反应,SO 和O 不能全部转化为SO ,A错;达到平衡后反应不
2 2 3
停止,正、逆反应速率相等,B错;达到平衡后充入由18O原子组成的O ,平衡向正方向
2
移动,SO 中18O含量增多,因为反应可逆,SO 中18O含量也增多,C错;D正确。
3 2
10.【答案】D
【解析】合成氨反应为可逆反应,N 和H 的转化率小于100%,则从合成塔出来的气
2 2
体中,氨气的体积分数小于100%。
第5页11.【答案】D
【解析】等容条件下加入氩气,反应物和生成物浓度均不变,则 v(正)、v(逆)均
不发生变化,且v(正)=v(逆)。
12.【答案】D
【解析】分离出NH ,使体系中NH 的含量减小,则达到新平衡前Q<K,v >v ,
3 3 正 逆
平衡向正反应方向移动,故N 的平衡转化率增大。
2
13.【答案】(1)防止合成塔中的催化剂中毒 (2)低温、高压 (3)高温、低压
【解析】分析吸收CO反应的特点:正反应是气体体积缩小的放热反应,对于这样一
个可逆反应,用化学平衡原理及有关合成氨适宜条件的选择知识即可作答。
14.【答案】(1)NH (2)BC (3)c a
3
【解析】(1)原料气N 和H 经一定条件下的反应,生成的NH (X)冷却后从设备
2 2 3
中分离出来,同时尾气中含有的N(Y)和H(Y)进行循环利用。(2)中A温度选择在
2 2
500 ℃并不是从化学平衡的影响分析的,而是因为催化剂在此温度时活性大,而且还可以
适当提高化学反应速率,压强选择20 MPa~50 MPa是从化学平衡理论分析的压强越大,
平衡向生成NH 的方向移动,但不能过大,因为压强过大,对设备、材料的要求高,投资
3
大,这样就不经济。(3)中考查压强、温度对化学平衡的影响。
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