第二章第4節(jié)　化學(xué)反應(yīng)的調(diào)控(答案)

第四節(jié)化學(xué)反應(yīng)的調(diào)控1.A[解析]工業(yè)生產(chǎn)中,要求反應(yīng)速率快,轉(zhuǎn)化率高,從反應(yīng)速率方面考慮應(yīng)選擇高效催化劑、升高溫度,從轉(zhuǎn)化率方面考慮應(yīng)選擇較高的壓強(qiáng),所以B、C、D都是工業(yè)合成氨的適宜條件。2.C[解析]對(duì)于反應(yīng):N2(g)+3H2(g)2NH3(g),催化劑只能降低反應(yīng)的活化能,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);加壓能提高反應(yīng)速率,縮短達(dá)到平衡狀態(tài)所用的時(shí)間,能使化學(xué)平衡向生成NH3的方向移動(dòng)。3.B[解析]合成氨工業(yè)中增大N2濃度,單位體積里活化分子總數(shù)目增多,活化分子百分?jǐn)?shù)不變,單位時(shí)間內(nèi)、單位體積內(nèi)有效碰撞頻率增大,反應(yīng)速率加快,A項(xiàng)錯(cuò)誤;由于氨易液化,及時(shí)將氨液化分離,N2、H2循環(huán)使用,故總體來(lái)說(shuō)氨的產(chǎn)率還是很高的,B項(xiàng)正確;增大壓強(qiáng)有利于氨的合成,但所需的動(dòng)力大,對(duì)材料、設(shè)備等要求高,因此工業(yè)上一般采用的壓強(qiáng)是10~30MPa,不是因?yàn)樵搲簭?qiáng)下鐵觸媒的活性大,C項(xiàng)錯(cuò)誤;在硫酸工業(yè)中,尋找合適的催化劑來(lái)提高化學(xué)反應(yīng)速率,但不能提高原料的轉(zhuǎn)化率,D項(xiàng)錯(cuò)誤。4.B[解析]催化劑可加快反應(yīng)速率,但不能使平衡發(fā)生移動(dòng),A錯(cuò)誤;該反應(yīng)的正反應(yīng)是氣體體積減小的反應(yīng),縮小容器的容積,平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng),但CO的濃度增大,B正確;從平衡體系中分離出H2O(g),達(dá)到新的平衡,正、逆反應(yīng)速率比原平衡慢,C錯(cuò)誤;該反應(yīng)的正反應(yīng)為放熱反應(yīng),升高溫度,平衡逆向移動(dòng),反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率會(huì)降低,工業(yè)生產(chǎn)中采用高溫條件,能提高化學(xué)反應(yīng)速率,縮短達(dá)到平衡所需要的時(shí)間,D錯(cuò)誤。5.D[解析]根據(jù)溫度升高,甲烷的平衡轉(zhuǎn)化率增大,可知甲烷裂解屬于吸熱反應(yīng),A正確,D錯(cuò)誤;催化劑能加快化學(xué)反應(yīng)速率,B正確;甲烷發(fā)生裂解,反應(yīng)后氣體體積增大,故增大壓強(qiáng),平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng),C正確。6.B[解析]增大壓強(qiáng)可以加快合成氨的反應(yīng)速率,平衡正向移動(dòng),可以提高原料轉(zhuǎn)化率,A正確;合成氨反應(yīng)為放熱反應(yīng),升高溫度平衡逆向移動(dòng),降低平衡轉(zhuǎn)化率,B錯(cuò)誤;冷卻過(guò)程中采用熱交換有助于節(jié)約能源,C正確;原料循環(huán)使用,可提高其利用率,D正確。7.(1)增大O2的濃度,使平衡正向移動(dòng),提高SO2的轉(zhuǎn)化率,使成本高的SO2得到充分利用(2)400~500℃是催化劑活性溫度,選擇此溫度可以提高反應(yīng)速率,縮短達(dá)到平衡的時(shí)間(3)常壓常壓下,平衡混合氣體中SO3的體積分?jǐn)?shù)已達(dá)91%,若再加壓,對(duì)設(shè)備動(dòng)力系統(tǒng)要求高,成本高(4)用水吸收易形成酸霧,吸收效果差(5)SO2是有毒氣體,避免對(duì)環(huán)境造成污染[解析]在硫酸的工業(yè)生產(chǎn)中,運(yùn)用化學(xué)平衡原理選擇適宜的反應(yīng)條件,要綜合考慮濃度、壓強(qiáng)、溫度、催化劑等對(duì)該反應(yīng)的反應(yīng)速率、轉(zhuǎn)化率的影響,同時(shí)還要考慮工業(yè)生產(chǎn)的實(shí)際情況和生產(chǎn)成本。硫酸工業(yè)中2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)ΔH<0,該反應(yīng)的正反應(yīng)為放熱反應(yīng),升高溫度平衡逆向移動(dòng),增大壓強(qiáng),平衡正向移動(dòng),題中實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明,常壓下該反應(yīng)的轉(zhuǎn)化率較大,結(jié)合反應(yīng)的實(shí)際和工業(yè)生產(chǎn)的實(shí)際情況以及SO2和SO3的性質(zhì)解答該題。8.(1)AD(2)原料氣中N2相對(duì)易得,適度過(guò)量有利于提高H2的轉(zhuǎn)化率N2的吸附分解是決定反應(yīng)速率的步驟,適度過(guò)量有利于提高整體反應(yīng)速率(3)ACD[解析](1)12N2(g)+32H2(g)NH3(g)ΔH(298K)=-46.2kJ·mol-1是氣體體積減小的放熱反應(yīng),低溫有利于平衡正向移動(dòng),提高平衡產(chǎn)率,A正確、B錯(cuò)誤;低壓平衡逆向移動(dòng),不利于提高平衡產(chǎn)率,C錯(cuò)誤、D正確;催化劑只改變反應(yīng)速率,不改變化學(xué)平衡,不能提高平衡產(chǎn)率,E(2)原料氣中N2相對(duì)易得,增加氮?dú)獾牧坑欣谔岣逪2的轉(zhuǎn)化率;N2的吸附分解是決定反應(yīng)速率的步驟,氮?dú)膺m度過(guò)量有利于提高整體反應(yīng)速率。(3)12N2(g)+32H2(g)NH3(g)ΔH(298K)=-46.2kJ·mol-1是氣體體積減小的放熱反應(yīng),該反應(yīng)在不同溫度下的ΔH和ΔS都小于零,A正確;當(dāng)溫度、壓強(qiáng)一定時(shí),在原料氣(N2和H2的比例不變)中添加少量惰性氣體,總體積增大,反應(yīng)物和生成物的濃度減小,平衡逆向移動(dòng),不能提高平衡轉(zhuǎn)化率,B錯(cuò)誤;NH3易液化,不斷將液氨移去,有利于反應(yīng)正向進(jìn)行,C正確;合成氨的反應(yīng)在合成塔中發(fā)生,原料氣中的N2是從空氣中分離得到的,原料氣須經(jīng)過(guò)凈化處理,以防止催化劑中毒和發(fā)生安全事故,D9.C[解析]合成氨為可逆反應(yīng),不能完全轉(zhuǎn)化,則將1molN2和3molH2置于1L密閉容器中發(fā)生反應(yīng),放出的熱量一定小于92.4kJ,A錯(cuò)誤;平衡常數(shù)與溫度有關(guān),因溫度不變,則平衡常數(shù)K(A)=K(B),B錯(cuò)誤;合成氨為氣體總物質(zhì)的量減小的反應(yīng),增大壓強(qiáng),平衡正向移動(dòng),H2的平衡轉(zhuǎn)化率增大,C正確;焓變?yōu)樨?fù)值,合成氨為放熱反應(yīng),降低溫度,平衡正向移動(dòng),平衡常數(shù)K增大,D錯(cuò)誤。10.(1)450℃該反應(yīng)是放熱反應(yīng),升高溫度,反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率降低;在450℃反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率較高(2)1×105Pa常壓下SO2的轉(zhuǎn)化率已經(jīng)很高,若采用