2019-2020年高中化學(xué)魯科版選修4教學(xué)案：第4節(jié)化學(xué)反應(yīng)條件的優(yōu)化——工業(yè)合成氨含答案

1、第4節(jié)化學(xué)反應(yīng)條件的優(yōu)化一一工業(yè)合成氨課標(biāo)要求了解如何應(yīng)用化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡原理分析合成氨的適宜條件。了解應(yīng)用化學(xué)反應(yīng)原理分析化工生產(chǎn)條件的思路和方法，體驗(yàn)實(shí)際生產(chǎn)條件的選擇 與理論分析的差異。認(rèn)識(shí)化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡的調(diào)控在工業(yè)生產(chǎn)中的重要作用。晨背，重點(diǎn)語(yǔ)句C一1 N2(g)+3H2(g)2NH 3(g)AH = 92.2 kJ mol 。理論上增大反應(yīng)物濃度和增大壓強(qiáng)及時(shí)分離出NH 3及降低溫度有利于氨氣的合成。 2.升高溫度，增大壓強(qiáng)，加入合適催化劑能提高化學(xué)反應(yīng)速率。700 K3.結(jié)合實(shí)際生產(chǎn)，合成氨一般選擇鐵做催化劑，控制反應(yīng)溫度左右，高壓且 n(N2)： n(H 2) =

2、1 ： 2.8。合成氨反應(yīng)的限度自主落實(shí)1.反應(yīng)原理N2(g)+3H2(g)2NH 3(g) 298 K 時(shí)，AH = 92.2 kJ mol1 AS= - 198.2 J mol11。2.反應(yīng)特點(diǎn)合成氨反應(yīng)是一個(gè)能自發(fā)進(jìn)行的、放熱的、氣體體積減小的可逆反應(yīng)。3.有利于氨生成的措施(1)隆低溫度、增大壓強(qiáng)有利于化學(xué)平衡向生成氨的方向移動(dòng)。(2)在一定的溫度和壓強(qiáng)下，反應(yīng)物中N2和H2的體積比為1 ： 3時(shí)平衡混合物中氨的含量最高。演球題組沖關(guān).下列有關(guān)合成氨工業(yè)的敘述，可用勒夏特列原理解釋的是()A.使用鐵觸媒，有利于 N2和H2反應(yīng)合成氨B.高壓比常壓條件更有利于合成氨反應(yīng)C. 500 c左

3、右比室溫更有利于合成氨反應(yīng)D.合成氨時(shí)采用循環(huán)操作，可提高原料的利用率解析：選B催化劑不影響平衡移動(dòng)；合成氨反應(yīng)的正反應(yīng)是氣體分子數(shù)減小的反應(yīng),高壓條件有利于平衡正向移動(dòng)；工業(yè)合成氨采用500 C是綜合考慮反應(yīng)速率、轉(zhuǎn)化率及催化劑的活性溫度后確定的；采用循環(huán)操作與平衡移動(dòng)無(wú)關(guān)。.利用原料氣在合成塔中合成氨時(shí)，為提高N2的轉(zhuǎn)化率所采取的措施是()A.高溫B.高壓C,使用催化劑D.增大N2的濃度2019-2020年高中化學(xué)魯科版選修4教學(xué)案：第2章第4節(jié) 化學(xué)反應(yīng)條件的優(yōu)化 一一工業(yè)合成氨(含答案)降低。合成氨反應(yīng)的速率及適宜條件的選擇自主落實(shí).外界條件對(duì)速率的影響(i)濃度在特定條件下，合成氨反

4、應(yīng)的速率與參加反應(yīng)的物質(zhì)的濃度的關(guān)系式為v = kc(N2)c1-5(H2)c 1(NH3),由關(guān)系式可知，增太N2或H2的濃度，減小 NH3的濃度,都有利 于提高合成氨的速率。(2)催化劑使用催化劑，可顯著降低反應(yīng)的活化能，使反應(yīng)速率提高上萬(wàn)億倍。(3)溫度溫度對(duì)合成氨反應(yīng)的速率也有顯著影響：溫度越高，反應(yīng)進(jìn)行得越快。(4)壓強(qiáng)壓強(qiáng)越大，反應(yīng)進(jìn)行得越快。.合成氨反應(yīng)條件的選擇依據(jù)工業(yè)生產(chǎn)中，必須從反應(yīng)速率和反應(yīng)限度兩個(gè)角度選擇合成氨的適宜條件,既要考慮 盡量增大反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率，充分利用原料,又要選擇較快的反應(yīng)速率，提高單位時(shí)間內(nèi)的產(chǎn)量,同時(shí)還要考慮設(shè)備的要求和技術(shù)條件。提高反應(yīng)的平衡轉(zhuǎn)化率提

5、高化學(xué)反應(yīng)速率性質(zhì)措施性質(zhì)措施放熱低溫活化能高使用合適的催化劑分子數(shù)減小高壓低溫時(shí)反應(yīng)速率低昌溫反應(yīng)可逆原料底 環(huán)利用原料氣濃度增大能提高反應(yīng)速率增大原料氣濃度氨氣濃度增加能降低反應(yīng)速率分離氨思考發(fā)現(xiàn)(1)升高溫度能提高化學(xué)反應(yīng)速率，但工業(yè)合成氨溫度不能太高的主要原因是什么？ 提示：溫度太高，催化劑活性減弱。(2)工業(yè)合成氨中為達(dá)到最大平衡轉(zhuǎn)化率，反應(yīng)物的投料n(N2)： n(H2)=?生成提示：n(N2): n(H 2)= 1 ： 2.8。系統(tǒng)認(rèn)知實(shí)際生產(chǎn)中合成氨的適宜條件.壓強(qiáng)：壓強(qiáng)越大越有利于合成氨，但在實(shí)際生產(chǎn)中，應(yīng)根據(jù)反應(yīng)設(shè)備可使用的鋼材 質(zhì)量及綜合指標(biāo)來選擇壓強(qiáng)，大致分為低壓、中壓

6、和高壓三種類型，一般采用高壓。.溫度：溫度越高，反應(yīng)速率越大，但不利于氨的合成，在實(shí)際生產(chǎn)中一般控制反應(yīng) 溫度在700 K左右(且在此溫度時(shí)催化劑的活性最大 )。.催化劑：使用催化劑可以大幅度提高反應(yīng)速率，合成氨生產(chǎn)一般選擇鐵做催化劑。4,濃度：合成氨生產(chǎn)通常采用N2和H2物質(zhì)的量之比為1 ： 2.8的投料比，并且及時(shí)將氨氣從反應(yīng)混合物中分離出去。.為提高平衡轉(zhuǎn)化率，工業(yè)合成采用原料的循環(huán)利用。演練.在合成氨反應(yīng)中使用催化劑和施加高壓，下列敘述中正確的是()A.都能提高反應(yīng)速率，都對(duì)化學(xué)平衡無(wú)影響B(tài).都對(duì)化學(xué)平衡有影響，但都不影響達(dá)到平衡狀態(tài)所用的時(shí)間C.都能縮短達(dá)到平衡狀態(tài)所用的時(shí)間，只有施

7、加高壓對(duì)化學(xué)平衡有影響D.使用催化劑能縮短反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)所用的時(shí)間，而施加高壓無(wú)此效果解析：選C 對(duì)于反應(yīng)N2(g)+3H2(g)2NH 3(g),使用催化劑只能提高反應(yīng)速率，縮短達(dá)到平衡狀態(tài)所用的時(shí)間，不能使化學(xué)平衡發(fā)生移動(dòng)。施加高壓既能提高反應(yīng)速率，使反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)所用的時(shí)間縮短，也能使化學(xué)平衡向生成NH3的方向移動(dòng)。.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NH3只占15%,所以合成氨廠的產(chǎn)率都很低B,由于氨易液化，N2、H2在實(shí)際生產(chǎn)中可循環(huán)使用，所以總體來說合成氨的產(chǎn)率很 高C.合成氨工業(yè)的反應(yīng)溫度控制在700 K左右，目的是使化學(xué)平衡向正反應(yīng)方向

8、移動(dòng)D.合成氨廠采用的壓強(qiáng)越大，產(chǎn)率越高，無(wú)需考慮設(shè)備、條件解析：選B 合成氨反應(yīng)在適宜的生產(chǎn)條件下達(dá)到平衡時(shí)，原料的轉(zhuǎn)化率并不高，但將生成的NH3分離出來后，再將未反應(yīng)的 N2、H2循環(huán)利用，經(jīng)過這樣的處理后，可使合成 氨的產(chǎn)率提高，據(jù)此可知 A項(xiàng)錯(cuò)誤，B項(xiàng)正確；合成氨工業(yè)選擇 700 K左右的反應(yīng)溫度， 是綜合了多方面的因素確定的，合成氨反應(yīng)的正反應(yīng)是放熱反應(yīng)，低溫才有利于平衡向正 反應(yīng)方向移動(dòng)，故 C項(xiàng)錯(cuò)誤；無(wú)論是從反應(yīng)速率還是從化學(xué)平衡方面考慮，高壓更有利于 合成氨，但壓強(qiáng)越大，對(duì)設(shè)備、動(dòng)力的要求越高，故 D項(xiàng)錯(cuò)誤。3.在合成氨時(shí)，既要使氨的產(chǎn)率增大，又要使化學(xué)反應(yīng)速率增大，可以采取的

9、措施有()增大體積使壓強(qiáng)減小減小體積使壓強(qiáng)增大升高溫度 降低溫度恒溫恒容，再充入等量的 N2和H2恒溫恒壓，再充入等量的 N2和H2及時(shí)分離產(chǎn)生的 NH3使用正催化劑A.B.C.D.解析：選C 要使氨的產(chǎn)率增大，平衡右移，增大壓強(qiáng)和降低溫度、增大電和H2的濃度、及時(shí)分離產(chǎn)生的 NH3均可，要使化學(xué)反應(yīng)速率增大，增大壓強(qiáng)、升高溫度、增大N2和H2的濃度、使用正催化劑，因此符合要求的是 。三級(jí)訓(xùn)練節(jié)節(jié)過關(guān)避堂*鞏同練.在一定條件下，合成氨反應(yīng)的速率與各物質(zhì)的濃度關(guān)系為v= kc(N2)c1.5(H2)c1(NH3),下列條件不能加快反應(yīng)速率的是 ()A,加入催化劑B.增大H2的濃度C,升高溫度D.

10、增大NH3的濃度解析：選D 加入催化劑、升高溫度均能加快反應(yīng)速率，由速率方程知增大H2的濃度反應(yīng)速率加快，增大 NH 3的濃度速率減慢。.合成氨工業(yè)上采用了循環(huán)操作，主要原因是()A.加快反應(yīng)速率B.提高NH 3的平衡濃度C,降低NH3的沸點(diǎn)D.提高 電和 心的利用率N2和H2的利解析：選D 合成氨反應(yīng)是可逆反應(yīng)，采取循環(huán)操作的主要目的是提高用率。 TOC o 1-5 h z .工業(yè)上合成氨一般采用 700 K左右的溫度，其原因是()適當(dāng)提高氨的合成速率提高H2的轉(zhuǎn)化率 提高氨的產(chǎn)率催化劑在700 K時(shí)活性最高A,只有B.C.D.解析：選D 合成氨反應(yīng)為放熱反應(yīng)，溫度升高，轉(zhuǎn)化率降低，但反應(yīng)速

11、率加快，同 時(shí)要考慮催化劑的活性。.在合成氨工業(yè)中，下列措施不能使化學(xué)平衡向右移動(dòng)的是()不斷將NH3分離出來使用催化劑 采用700 K左右的高溫 采用2X1075X 107 Pa的壓強(qiáng)A.B.C.D.解析：選B 減小生成物濃度，有利于化學(xué)平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，所以不斷將氨 氣分離出來有利于化學(xué)平衡向右移動(dòng)；使用催化劑能同等程度地加快正、逆反應(yīng)速率，不能改變化學(xué)平衡，所以平衡不移動(dòng)；由于合成氨反應(yīng)的正反應(yīng)是放熱反應(yīng)，升高溫度平衡向左移動(dòng)，所以采用700 K左右的高溫，不利于化學(xué)平衡向右移動(dòng)；由于合成氨反應(yīng)的正反應(yīng)為氣體分子數(shù)減小的反應(yīng)，故增大壓強(qiáng)有利于平衡向右移動(dòng)。綜上所述，不能使化學(xué)平衡向右

12、移動(dòng)。 _.， ， ， ，、Z_.一 1.已知工業(yè)合成氨 N2(g) + 3H2(g)2NH3(g) AH = 92.2 kJ mol。(1)一定溫度下，在容積恒定的密閉容器中，一定量的N2和H2反應(yīng)達(dá)到平衡后，改變某一外界條件，反應(yīng)速率與時(shí)間的關(guān)系如圖所示，其中t2、t4、t7時(shí)刻所對(duì)應(yīng)的實(shí)驗(yàn)條件改變分別是t2, t4, t7。(2)溫度為T C時(shí)，將2a mol H2和a mol N2放入0.5 L密閉容器中，充分反應(yīng)達(dá)平衡后測(cè)得電的轉(zhuǎn)化率為50%,此時(shí)放出熱量46.1 kJ,則該溫度下反應(yīng)的平衡常數(shù)為 解析：(1)t2時(shí)刻正反應(yīng)速率瞬間增大，逆反應(yīng)速率瞬間未變化，平衡正向移動(dòng)，應(yīng)是增大了

13、反應(yīng)物的濃度；t4時(shí)刻速率變大，但平衡未發(fā)生移動(dòng)， 應(yīng)是加入了催化劑；t7時(shí)刻正、 逆反應(yīng)速率都瞬間減小后平衡正向移動(dòng)，應(yīng)是降低了溫度。(2)三段式計(jì)算：N2(g)+3H2(g)2NH3(g)起始物質(zhì)的量濃度/（mol L 1）： 2a 4a 0轉(zhuǎn)化物質(zhì)的量濃度/（mol L 1）： a 3a 2a平衡物質(zhì)的量1儂度/（mol L ）： a a 2a平衡時(shí)放出熱量 46.1 kJ,則平衡時(shí) N2轉(zhuǎn)化了 0.5 mol,0.5a mol = 0.5 mol, a=1.0。=4.0(mol L1) 2。2.0 mol L-K=-1 .1.0 mol L答案：（1）增大N2或H2的濃度加入催化劑降溫

14、，一、 一,.1 、 2(2)4.0(mol L )基礎(chǔ)全面練.下列有關(guān)合成氨工業(yè)的說法中正確的是（）A.鐵做催化劑可加快反應(yīng)速率，且有利于化學(xué)平衡向合成氨的方向移動(dòng).升高溫度可以加快反應(yīng)速率，且有利于化學(xué)平衡向合成氨的方向移動(dòng)C.增大壓強(qiáng)能縮短到達(dá)平衡狀態(tài)所用的時(shí)間D.合成氨采用的壓強(qiáng)是 2X 1075X 107 Pa,因?yàn)樵搲簭?qiáng)下鐵觸媒的活性最高解析：選C 催化劑可以改變反應(yīng)速率，但不能使平衡移動(dòng)，只能縮短反應(yīng)達(dá)到平衡所需的時(shí)間，A項(xiàng)錯(cuò)誤；升高溫度可以加快反應(yīng)速率，但合成氨反應(yīng)是放熱反應(yīng)，因此升高溫度不利于化學(xué)平衡向合成氨的方向移動(dòng)，B項(xiàng)錯(cuò)誤；增大壓強(qiáng)加快反應(yīng)速率，C項(xiàng)正確；催化劑的活性取

15、決于溫度的高低，而非取決于壓強(qiáng)的大小，D項(xiàng)錯(cuò)誤。2.合成氨反應(yīng)使用催化劑的理由是（）A.使逆反應(yīng)不發(fā)生B.使平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)C.加快正、逆反應(yīng)速率，縮短達(dá)到平衡的時(shí)間D.提高原料的轉(zhuǎn)化率解析：選C 使用催化劑，加快反應(yīng)速率，縮短達(dá)到平衡時(shí)間，但平衡不移動(dòng)。3,合成氨時(shí)，既要使 H2的轉(zhuǎn)化率增大，又要使反應(yīng)速率增大，可采取的方法是（）A.補(bǔ)充H 2B 升局溫度C.增大壓強(qiáng)D.使用催化劑解析：選C 合成氨反應(yīng)是放熱、氣態(tài)物質(zhì)系數(shù)減小的反應(yīng)，補(bǔ)充H2、升高溫度、增H2會(huì)使H 2的轉(zhuǎn)化率減??；升高溫度使,H2的轉(zhuǎn)化率不變；只有增大壓強(qiáng)大壓強(qiáng)、使用催化劑都能使反應(yīng)速率增大，但補(bǔ)充 I 平衡左移，H

16、2的轉(zhuǎn)化率減??；使用催化劑，平衡不移動(dòng), 會(huì)使平衡右移，H 2的轉(zhuǎn)化率增大。4.如圖所示是合成氨的簡(jiǎn)要流程示意圖，圖中沿x路線到壓縮機(jī)的物質(zhì)是()A. N2和H2B.催化劑 TOC o 1-5 h z C. N2D. H2解析：選A 在合成塔中氨的產(chǎn)率較低，有大量未反應(yīng)的N2和H2,為提高原料的利用率，將未反應(yīng)的原料氣循環(huán)利用。.下列措施不能使合成氨反應(yīng)的速率增大的是()A,升高溫度B,降低溫度C.使用催化劑D.及時(shí)分離出NH3解析：選B在特定條件下，合成氨反應(yīng)的速率與參與反應(yīng)的物質(zhì)的濃度的關(guān)系式為v=kc(N2)c1.5(H2)cT(NH 3),可知及時(shí)分離出 NH 3能提高合成氨反應(yīng)的速率

17、；升高溫度、使用 催化劑能提高合成氨反應(yīng)的速率。.合成氨反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，NH 3的體積分?jǐn)?shù)與溫度、壓強(qiáng)的關(guān)系如圖所示。根據(jù)此圖分析合成氨工業(yè)取有刖途的研允方向是()A.提高分離技術(shù)B.研制耐高壓的合成塔C.研制低溫催化劑溫質(zhì)后D,探索不用N2和H2合成氨的新途徑解析：選C 由題圖可知，NH 3的體積分?jǐn)?shù)隨著溫度的升高而顯著下降，故要提高NH3的體積分?jǐn)?shù)，必須降低溫度，但目前所用催化劑鐵觸媒的活性最高時(shí)的溫度為700 K,故最有前途的研究方向?yàn)檠兄频蜏卮呋瘎? 一定條件下，將 10.0 mol H2和1.0 mol N 2充入恒容密閉容器中，發(fā)生反應(yīng)N2(g) +3H2(g)2NH3(g),并

18、達(dá)到平衡狀態(tài)，則 H2的轉(zhuǎn)化率可能是()A. 15%B. 30%C. 35%D. 75%解析：選A 對(duì)可逆反應(yīng)而言，任何一種物質(zhì)都不能完全轉(zhuǎn)化。利用 “極限法”，假 設(shè)N2完全轉(zhuǎn)化，則消耗的 H2的物質(zhì)的量為n(H2)=3n(N2)=3.0 mol,但事實(shí)上，N2是不可 能完全轉(zhuǎn)化的，因而消耗的 心的物質(zhì)的量一定小于 3.0 mol,故H2的轉(zhuǎn)化率a(H2)/?mo!222 10.0 molx 100% =30%。坐標(biāo)為時(shí)間t,當(dāng)反應(yīng)達(dá)到平衡后，條件發(fā)生改變與速率變化的關(guān)系中不符合實(shí)際的是8,下列關(guān)于N2+3H22NH 3反應(yīng)速率與時(shí)間的關(guān)系圖中，縱坐標(biāo)為反應(yīng)速率v,橫()孫解析：選A 合成氨

19、反應(yīng)的化學(xué)方程式的特點(diǎn)是：體積縮小、放熱反應(yīng)，所以加壓和 降溫有利于化學(xué)平衡向著生成氨氣的方向移動(dòng)。達(dá)到化學(xué)平衡后，若升高溫度，化學(xué)平衡 左移，實(shí)際上此時(shí)是逆反應(yīng)速率大于正反應(yīng)速率，所以 A圖像錯(cuò)誤；如果給體系加壓，體 系中所有物質(zhì)的濃度都增大，所以正、逆反應(yīng)速率都增大，但正反應(yīng)速率增大的幅度大于 逆反應(yīng)速率增大白幅度，所以 B圖像正確；使用催化劑不會(huì)使化學(xué)平衡發(fā)生移動(dòng)，只能改 變化學(xué)反應(yīng)速率，所以 C圖像也是正確的；補(bǔ)充 N2和H2,則平衡體系中反應(yīng)物的濃度增 加，所以正反應(yīng)速率增大，分離出 NH3,產(chǎn)物的濃度降低，所以逆反應(yīng)速率減小，所以 D 圖像正確。9.在密閉容器內(nèi)，使1 mol N2

20、與3 mol H2混合發(fā)生下列反應(yīng)：3H2+5 2NH 3 AH0 (1)合成氨日選擇 500 C高溫的目的是 (2)當(dāng)反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，N2和H2的濃度比是 移動(dòng)。移動(dòng)，反應(yīng)速率將(3)當(dāng)達(dá)到平衡時(shí)，充入僦氣，并保持體積不變，平衡將(4)當(dāng)達(dá)到平衡時(shí)，充入僦氣，并保持壓強(qiáng)不變，平衡將(5)當(dāng)達(dá)到平衡時(shí)，充入 N2并保持壓強(qiáng)不變，平衡將 移動(dòng)。(6)當(dāng)達(dá)到平衡時(shí)，保持體積不變，升高溫度時(shí)，混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量 , 密度。解析：合成氨日選擇 500 C高溫可以加快反應(yīng)速率，而且工業(yè)上用的催化劑在該溫度 時(shí)活性最大；因?yàn)槌跏己娃D(zhuǎn)化的電和H2的濃度比都是1 ： 3,所以當(dāng)反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，N2和H

21、2的濃度比是1 ： 3;平衡時(shí)保持體積不變，充入僦氣平衡不移動(dòng)；保持壓強(qiáng)不變充入僦氣，容器體積變大，反應(yīng)速率將變小，平衡逆向移動(dòng)；充入電并保持壓強(qiáng)不變，平衡將正向移動(dòng)；保持體積不變，升高溫度時(shí)，平衡逆向移動(dòng)，混合氣體的質(zhì)量不變，總物質(zhì)的量 變大，平均相對(duì)分子質(zhì)量變小，密度不變。答案：(1)加快反應(yīng)速率，工業(yè)上用的催化劑在該溫度時(shí)活性最大(2)1 ： 3 (3)不(4)逆向變小(5)正向 (6)減小 不變10.下表的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)是在不同溫度和壓強(qiáng)下，平衡混合物中NH3含量的變化情況。達(dá)到平衡時(shí)平衡混合物中NH3的含量(體積分?jǐn)?shù))c(投料V(N2)： V(H2)=1 ： 3NH 3的含量/%壓強(qiáng)/MP

22、a溫度/ C0.11020306010020015.381.586.489.995.498.83002.252.064.271.084.292.64000.425.138.247.065.279.85000.110.619.126.442.257.56000.054.59.113.823.131.4(1)比較200 C和300 C時(shí)的數(shù)據(jù)，可判斷升高溫度，平衡向 (填“正反應(yīng)”或“逆反應(yīng)”)方向移動(dòng)，正反應(yīng)方向?yàn)?(填“吸熱”或“放熱”)反應(yīng)。(2)根據(jù)平衡移動(dòng)原理， 合成氨適宜的條件是 A.高溫高壓 B.高溫低壓C.低溫高壓 D.低溫低壓(3)計(jì)算500 , 30 MPa時(shí)N2的轉(zhuǎn)化率。(4

23、)實(shí)際工業(yè)生產(chǎn)氨時(shí)，考慮濃度對(duì)化學(xué)平衡的影響，及 500 C對(duì)反應(yīng)速率的影響，還采取了一 些措施請(qǐng)分別寫出其中的一個(gè)措施：_ O解析：(1)表中數(shù)據(jù)表明：恒壓時(shí)，升高溫度，w (NH3)減小，說明平衡逆向移動(dòng)，則正反應(yīng)為放熱反應(yīng)。(2)由反應(yīng)N2(g)+3H2(g)2NH 3(g) AH0,合成氨適宜條件是低溫、高壓，此時(shí)平衡右移，反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率大。(3)假設(shè)N2的用量為1 mol, H2的用量為3 mol, N2的消耗量為 x mol,則：N2(g) + 3H2(g)2NH3(g)初始量(mol) 1 3 0轉(zhuǎn)化量(mol) x 3x 2x平衡量(mol) 1 x 3 3x 2x2x得：；-

24、1 c X 100% =26.4%2x+ (1-x 升(33x )x= 0.41770.4177 mol、 X 100% = 41.77% 。1 mol(4)增大反應(yīng)物濃度或降低產(chǎn)物濃度有利于平衡右移；低溫時(shí)雖然有利于化學(xué)反應(yīng)正向進(jìn)行，但速率較小，為提高化學(xué)反應(yīng)速率，500 C時(shí)加入合適的催化劑(鐵)，既提高化學(xué)反應(yīng)速率，又使鐵的催化性能最好。答案：(1)逆反應(yīng) 放熱(2)C (3)41.77%(4)加過量N2或及時(shí)從平衡體系中移走NH3,選擇合適的催化劑(如鐵)提能練1.可逆反應(yīng)N2(g) + 3H2(g)2NH 3(g) AH0,達(dá)到平衡后，為了使氫氣的轉(zhuǎn)化率增大，下列選項(xiàng)中采用的三種方法

25、正確的是()A.升高溫度、降低壓強(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)、分離出部分氨氣解析：選D 要使氫氣的轉(zhuǎn)化率增大，需使平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，根據(jù)合成氨反應(yīng) 的特點(diǎn)，由于正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，需降低溫度；正反應(yīng)為氣體總體積減小的反應(yīng)，需增大 壓強(qiáng)；另外還可通過及時(shí)分離出部分氨氣，減小生成物濃度的方法， 促使平衡右移，故選D。.下列說法能夠用平衡移動(dòng)原理來解釋的是()A.加入催化劑可以提高單位時(shí)間氨的產(chǎn)量.高壓有利于氨的合成反應(yīng)C. 500 c高溫比室溫更利于合成氨的反應(yīng)D.恒溫恒容下，在合成氨平衡體系中充入He,使壓強(qiáng)增大，則平衡正

26、向移動(dòng)，NH3增多解析：選B A項(xiàng)，加入催化劑只能加快反應(yīng)速率，縮短到達(dá)平衡的時(shí)間， 提高“單位時(shí)間”的產(chǎn)量，不能使化學(xué)平衡發(fā)生移動(dòng)；B項(xiàng)，合成氨是一個(gè)氣體體積減小的反應(yīng)，所以增大壓強(qiáng)，使平衡正向移動(dòng)，有利于合成氨，符合平衡移動(dòng)原理；C項(xiàng)，因?yàn)楹铣砂笔且粋€(gè)放熱反應(yīng)，所以從化學(xué)平衡移動(dòng)角度分析，應(yīng)采用較低溫度，500 c高溫較室溫不利于平衡向合成氨方向移動(dòng)，采用500 C既考慮到溫度對(duì)速率的影響，更主要的是500 C左右催化劑活性最大；D項(xiàng)，恒溫恒容下充入 He, He不與NH2、NH3反應(yīng)，雖總壓強(qiáng)增大 了，實(shí)際上平衡體系各成分濃度不變，平衡不移動(dòng)，NH 3的產(chǎn)量不變。.某條件下合成氨反應(yīng)達(dá)平

27、衡時(shí)氨的體積分?jǐn)?shù)為25% ,若反應(yīng)前后條件保持不變，則反應(yīng)后縮小的氣體體積與原反應(yīng)物的體積之比是()1 d.21C-6解析：選A 設(shè)起始時(shí) 也為2 mol、N2為b mol,平衡時(shí)NH3為x mol,則3H2 + N2 2NH 3起始(mol): a b 0平衡(mol):3x a 2xb2 x依題意可得:X 100% =25%化簡(jiǎn)得:H=1a+bx 45。解得：意=5,即反應(yīng)后縮小的氣體的物質(zhì)的量與原反應(yīng)物的總物質(zhì)的量之比為 根據(jù)相同條件下，體積之比等于物質(zhì)的量之比，反應(yīng)后縮小的氣體體積與原反應(yīng)物的體積.工業(yè)合成氨的正反應(yīng)是放熱反應(yīng)，下列關(guān)于N2（g）+3H2（g）2NH3（g）反應(yīng)的圖像中

28、，錯(cuò)誤的是（）事(N也)尊(NHJz600 10?2X Pa500 c IKIOP；!時(shí)面 肘問CD解析：選C 合成氨的正反應(yīng)是放熱反應(yīng)，升高溫度正、逆反應(yīng)速率都增大，但逆反應(yīng)速率增大的程度大， A正確；在Ti時(shí)MNH3）最大，達(dá)到平衡，再升高溫度，平衡逆向移 動(dòng)，MNH3）減小，B正確，C錯(cuò)誤；增大壓強(qiáng)，平衡正向移動(dòng)， MNH3）增大，D正確。.合成氨反應(yīng)的正反應(yīng)是氣態(tài)物質(zhì)系數(shù)減小的放熱反應(yīng)。合成氨工業(yè)的生產(chǎn)流程如圖 所示。液家卜列關(guān)于合成氨工業(yè)的說法中不正確的是（）A.將混合氣體進(jìn)行循環(huán)利用符合綠色化學(xué)思想B.合成氨反應(yīng)需在低溫下進(jìn)行C.對(duì)原料氣進(jìn)行壓縮是為了增大原料氣的轉(zhuǎn)化率D.使用催化

29、劑可以提高反應(yīng)速率，但不能使平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)解析：選B 混合氣的循環(huán)利用可以提高原料的利用率，減少污染和浪費(fèi)，符合綠色 化學(xué)思想，A項(xiàng)正確；低溫有利于提高原料的轉(zhuǎn)化率，但不利于提高反應(yīng)速率和催化劑發(fā) 揮催化作用，故合成氨不采用低溫條件，B項(xiàng)錯(cuò)誤；增大壓強(qiáng)，平衡正向移動(dòng)，提高了原料的轉(zhuǎn)化率，C項(xiàng)正確；催化劑只能改變反應(yīng)速率，不能使平衡發(fā)生移動(dòng)，D項(xiàng)正確。.合成氨所需的氫氣可用煤和水作原料經(jīng)多步反應(yīng)制得，其中的一步反應(yīng)為： 催化劑CO(g) + H2O(g)CO 2(g)+H2(g) AH0反應(yīng)達(dá)到平衡后，為提高CO的轉(zhuǎn)化率，下列措施中正確的是 ()A.增加壓強(qiáng)B.降低溫度C.增大CO的濃度D

30、.更換催化劑解析：選B 選項(xiàng)A,該反應(yīng)為反應(yīng)前后氣體分子數(shù)相等的反應(yīng)，壓強(qiáng)對(duì)CO的轉(zhuǎn)化率無(wú)影響；選項(xiàng) B,該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，降低溫度有利于化學(xué)平衡向右移動(dòng)，提高 CO的轉(zhuǎn) 化率；增大CO的濃度會(huì)降低 CO的轉(zhuǎn)化率；選項(xiàng) D,更換催化劑不能使化學(xué)平衡發(fā)生移 動(dòng)。AH0,在 673 K、30 MPa 下,.對(duì)于密閉容器中的反應(yīng)：N2(g)+3H2(g)2NH 3(g)n(NH3)和n(H 2)隨時(shí)間變化的關(guān)系如圖所示。下列敘述正確的是a點(diǎn)的正反應(yīng)速率比 b點(diǎn)的大c點(diǎn)處反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)d點(diǎn)(ti時(shí)刻)和e點(diǎn)也時(shí)刻)處n(N2)不一樣D.其他條件不變，溫度為773 K時(shí)反應(yīng)至ti時(shí)刻，n(H2) 比圖中d點(diǎn)