第12講 化學(xué)反應(yīng)的調(diào)控 （教師版）【暑假彎道超車】2024年新高二化學(xué)暑假講義+習(xí)題（人教版2019選擇性必修1）

第12講化學(xué)反應(yīng)的調(diào)控1.通過工業(yè)合成氨適宜條件的選擇與優(yōu)化，認(rèn)識(shí)化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡的綜合調(diào)控在生產(chǎn)、生活和科學(xué)研究中的重要作用。2.在合成氨適宜條件的討論中，形成多角度分析化學(xué)反應(yīng)和化工生產(chǎn)條件的思路，體會(huì)化學(xué)反應(yīng)原理的應(yīng)用價(jià)值。一、合成氨條件的理論選擇1.合成氨反應(yīng)的特點(diǎn)合成氨反應(yīng)：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)。已知298K時(shí)：ΔH＝－92.4kJ·mol－1，ΔS＝－198.2J·mol－1·K－1。(1)自發(fā)性：常溫(298K)下，ΔH－TΔS<0，能自發(fā)進(jìn)行。(2)可逆性：反應(yīng)為可逆反應(yīng)。(3)熵變：ΔS<0，正反應(yīng)是氣體體積縮小的反應(yīng)。(4)焓變：ΔH<0，是放熱反應(yīng)。2．原理分析根據(jù)合成氨反應(yīng)的特點(diǎn)，利用我們學(xué)過的影響反應(yīng)速率的因素和勒夏特列原理分析應(yīng)如何選擇反應(yīng)條件，以增大合成氨的反應(yīng)速率、提高平衡混合物中氨的含量，請?zhí)顚懴卤?。條件提高反應(yīng)速率提高平衡轉(zhuǎn)化率壓強(qiáng)增大壓強(qiáng)增大壓強(qiáng)溫度升高溫度降低溫度催化劑使用無影響濃度增大反應(yīng)物濃度增大反應(yīng)物濃度，降低生成物濃度3.數(shù)據(jù)分析根據(jù)課本表2-2在不同溫度和壓強(qiáng)下(初始時(shí)N2和H2的體積比為1∶3)，平衡混合物中氨的含量實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析，提高反應(yīng)速率的條件是升高溫度、增大壓強(qiáng)；提高平衡混合物中氨的含量的條件是降低溫度、增大壓強(qiáng)。二者在溫度這一措施上是不一致的。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析與理論分析的結(jié)論是一致的。二、工業(yè)合成氨的適宜條件1．問題討論(1)壓強(qiáng)①原理分析：壓強(qiáng)越大越好。②選用條件：目前，我國合成氨廠一般采用的壓強(qiáng)為10～30MPa。③合成氨時(shí)不采用更高壓強(qiáng)的理由：壓強(qiáng)越大，對材料的強(qiáng)度和設(shè)備的制造要求就越高，需要的動(dòng)力也越大，這將會(huì)大大增加生產(chǎn)投資，并可能降低綜合經(jīng)濟(jì)效益。(2)溫度①原理分析：低溫有利于提高原料的平衡轉(zhuǎn)化率。②選用條件：目前，在實(shí)際生產(chǎn)中一般采用的溫度為400～500℃。③不采用低溫的理由：溫度降低會(huì)使化學(xué)反應(yīng)速率減小，達(dá)到平衡所需時(shí)間變長，這在工業(yè)生產(chǎn)中是很不經(jīng)濟(jì)的。合成氨反應(yīng)一般選擇400～500℃進(jìn)行的又一重要原因?yàn)殍F觸媒在500_℃左右時(shí)的活性最大。(3)催化劑①原理分析：即使在高溫、高壓下，N2和H2的化合反應(yīng)仍然進(jìn)行得十分緩慢。②選用條件：通常采用加入以鐵為主體的多成分催化劑，又稱鐵觸媒。③選擇催化劑的理由：改變反應(yīng)歷程，降低反應(yīng)的活化能，使反應(yīng)物在較低溫度時(shí)能較快地發(fā)生反應(yīng)。另外，為了防止混有的雜質(zhì)使催化劑“中毒”，原料氣必須經(jīng)過凈化。(4)濃度①原理分析：在500℃和30MPa時(shí)，合成氨平衡混合物中NH3的體積分?jǐn)?shù)也只有26.4%，即平衡時(shí)N2和H2的轉(zhuǎn)化率仍不夠高。②采取的措施：采取迅速冷卻的方法，使氣態(tài)氨變成液氨后及時(shí)從平衡混合物中分離出去；應(yīng)將NH3分離后的原料氣循環(huán)使用，并及時(shí)補(bǔ)充N2和H2，使反應(yīng)物保持一定的濃度。③采取該措施的理由：分離出NH3以促使平衡向生成NH3的方向移動(dòng)，此外原料氣的循環(huán)使用并及時(shí)補(bǔ)充原料氣，既提高了原料的利用率，又提高了反應(yīng)速率，有利于合成氨反應(yīng)。2．工業(yè)合成氨的適宜條件外部條件工業(yè)合成氨的適宜條件壓強(qiáng)10～30MPa溫度400～500℃催化劑使用鐵觸媒作催化劑濃度液化氨并及時(shí)分離，補(bǔ)充原料氣并循環(huán)利用[n(N2)∶n(H2)＝1∶2.8]3．合成氨的工藝流程4．選擇工業(yè)合成適宜條件的原則(1)考慮參加反應(yīng)的物質(zhì)組成、結(jié)構(gòu)和性質(zhì)等本身因素。(2)考慮影響化學(xué)反應(yīng)速率和平衡的溫度、壓強(qiáng)、濃度、催化劑等反應(yīng)條件。(3)選擇適宜的生產(chǎn)條件還要考慮設(shè)備條件、安全操作、經(jīng)濟(jì)成本等情況。(4)選擇適宜的生產(chǎn)條件還要考慮環(huán)境保護(hù)及社會(huì)效益等方面的規(guī)定和要求。5.選擇化工生產(chǎn)適宜條件的分析角度分析角度原則要求從化學(xué)反應(yīng)速率分析既不能過快，又不能太慢從化學(xué)平衡移動(dòng)分析既要注意外界條件對速率和平衡影響的一致性，又要注意二者影響的矛盾性從原料的利用率分析增加易得廉價(jià)原料，提高難得高價(jià)原料的利用率，從而降低生產(chǎn)成本從實(shí)際生產(chǎn)能力分析如設(shè)備承受高溫、高壓能力等從催化劑的使用活性分析注意催化劑的活性對溫度的限制考點(diǎn)01合成氨條件的選擇【例1】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中，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400～500℃，目的是使化學(xué)平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)D．合成氨廠采用的壓強(qiáng)越大，產(chǎn)率越高，無需考慮設(shè)備、條件【答案】B【解析】合成氨的反應(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，再將未反應(yīng)的N2、H2循環(huán)利用，可使氨的產(chǎn)率較高，A項(xiàng)錯(cuò)誤、B項(xiàng)正確；合成氨工業(yè)選擇400～500℃的溫度，主要從反應(yīng)速率和催化劑活性兩方面考慮，合成氨的反應(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)，C項(xiàng)錯(cuò)誤；不論從反應(yīng)速率還是化學(xué)平衡考慮，高壓更有利于合成氨，但壓強(qiáng)太大，對設(shè)備、動(dòng)力的要求更高，因此選擇10～30MPa，D項(xiàng)錯(cuò)誤。【變式1-1】下列有關(guān)合成氨工業(yè)的說法中正確的是()A．鐵作催化劑可加快反應(yīng)速率，且有利于化學(xué)平衡向合成氨的方向移動(dòng)B．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1×107～3×107Pa，因?yàn)樵搲簭?qiáng)下鐵觸媒的活性最高【答案】C【解析】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)反應(yīng)速率加快，C項(xiàng)正確；催化劑的活性取決于溫度的高低，而非壓強(qiáng)的大小，D項(xiàng)錯(cuò)誤。考點(diǎn)02以合成氨為背景的綜合題【例2】對于合成氨反應(yīng)，達(dá)到平衡后，以下分析正確的是()A．升高溫度，對正反應(yīng)的反應(yīng)速率影響更大B．增大壓強(qiáng)，對正反應(yīng)的反應(yīng)速率影響更大C．減小反應(yīng)物濃度，對逆反應(yīng)的反應(yīng)速率影響更大D．加入催化劑，對逆反應(yīng)的反應(yīng)速率影響更大【答案】B【解析】A項(xiàng)，合成氨反應(yīng)的正反應(yīng)是放熱反應(yīng)，升高溫度，正、逆反應(yīng)的反應(yīng)速率都增大，但是溫度對吸熱反應(yīng)的速率影響更大，所以對該反應(yīng)來說，升高溫度對逆反應(yīng)的反應(yīng)速率影響更大，錯(cuò)誤；B項(xiàng)，合成氨的正反應(yīng)是氣體體積減小的反應(yīng)，增大壓強(qiáng)，對正反應(yīng)的反應(yīng)速率影響更大，正確；C項(xiàng)，減小反應(yīng)物濃度，正反應(yīng)速率瞬間減小，由于生成物的濃度沒有變化，所以逆反應(yīng)速率瞬間不變，然后逐漸減小，故減小反應(yīng)物濃度，對正反應(yīng)的反應(yīng)速率影響更大，錯(cuò)誤；D項(xiàng)，加入催化劑，對正、逆反應(yīng)的反應(yīng)速率影響相同，錯(cuò)誤?！咀兪?-1】合成氨工業(yè)對國民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展具有重要的意義。對于密閉容器中的反應(yīng)N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)ΔH<0,673K、30MPa下，n(NH3)和n(H2)隨時(shí)間的變化關(guān)系如圖所示。下列說法正確的是()A．c點(diǎn)處反應(yīng)達(dá)到平衡B．d點(diǎn)(t1時(shí)刻)和e點(diǎn)(t2時(shí)刻)處n(N2)不同C．其他條件不變，773K下反應(yīng)至t1時(shí)刻，n(H2)比圖中的d點(diǎn)的值要大D．a(chǎn)點(diǎn)的正反應(yīng)速率比b點(diǎn)的小【答案】C【解析】c點(diǎn)是氫氣和氨氣物質(zhì)的量相等的點(diǎn)，該點(diǎn)以后，氫氣的量還在減少，氨氣的量還在增加，故c點(diǎn)沒有達(dá)到平衡，A項(xiàng)錯(cuò)誤；t1和t2兩個(gè)時(shí)刻反應(yīng)均處于平衡狀態(tài)，體系中各物質(zhì)的物質(zhì)的量不再變化，故d、e兩點(diǎn)氮?dú)獾奈镔|(zhì)的量相等，B項(xiàng)錯(cuò)誤；773K>673K，工業(yè)合成氨為放熱反應(yīng)，升高溫度，平衡逆向移動(dòng)，氫氣的物質(zhì)的量增大，C項(xiàng)正確；反應(yīng)達(dá)到平衡前，a點(diǎn)反應(yīng)物濃度大于b點(diǎn)，因此a點(diǎn)的正反應(yīng)速率比b點(diǎn)的大，D項(xiàng)錯(cuò)誤。考點(diǎn)03化學(xué)反應(yīng)的調(diào)控【例3】某工業(yè)生產(chǎn)中發(fā)生反應(yīng)：2A(g)＋B(g)M(g)ΔH<0。下列有關(guān)該工業(yè)生產(chǎn)的說法正確的是()A．工業(yè)上合成M時(shí)，一定采用高壓條件，因?yàn)楦邏河欣贛的生成B．若物質(zhì)B廉價(jià)易得，工業(yè)上一般采用加入過量的B以提高A和B的轉(zhuǎn)化率C．工業(yè)上一般采用較高溫度合成M，因溫度越高，反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率越高D．工業(yè)生產(chǎn)中常采用催化劑，因?yàn)樯a(chǎn)中使用催化劑可提高M(jìn)的日產(chǎn)量【答案】D【解析】加入過量B只能提高A的轉(zhuǎn)化率，B的轉(zhuǎn)化率降低；溫度升高，平衡逆向移動(dòng)，反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率降低；使用催化劑可降低反應(yīng)的活化能，提高反應(yīng)速率?！咀兪?-1】工業(yè)合成氨的反應(yīng)為N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)ΔH<0，該反應(yīng)應(yīng)采取的適宜條件是()A．低溫、高壓、催化劑B．適宜的溫度、高壓、催化劑C．低溫、常壓、催化劑D．適宜的溫度和壓強(qiáng)、催化劑【答案】D【解析】降溫，平衡右移，但反應(yīng)速率太慢，從反應(yīng)速率和催化劑的活性考慮，溫度選在700K左右；增大壓強(qiáng)，平衡右移，但壓強(qiáng)太大，對設(shè)備要求很高，所以也要選擇適宜的壓強(qiáng)；催化劑能增大反應(yīng)速率，要選擇催化劑，故D項(xiàng)符合題意。1．合成氨工業(yè)中N2(g)+3H2(g)?2NH3(g)，選擇適宜的壓強(qiáng)時(shí)，不需要考慮的因素是A．反應(yīng)速率 B．平衡移動(dòng) C．設(shè)備成本 D．催化劑活性【答案】D【解析】A．該反應(yīng)為有氣體參與的反應(yīng)，因此增大壓強(qiáng)，各物質(zhì)的濃度增大，反應(yīng)速率加快，提高氨氣的生成速率，這是需要考慮的因素，故A不選；B．該反應(yīng)為反應(yīng)前后氣體的總量發(fā)生變化的反應(yīng)，因此增大壓強(qiáng)，平衡右移，有利于氨高氨氣的生成，這是需要考慮的因素，故B不選；C．增大壓強(qiáng)，需要設(shè)備耐壓能力要大，就要考慮到制造耐壓設(shè)備的成本，這是需要考慮的因素，故C不選；D．催化劑的活性與溫度有關(guān)，與壓強(qiáng)沒有關(guān)系，選擇適宜的壓強(qiáng)時(shí)，不需要考慮催化劑的活性，故D可選；故選D。2．氨是一種重要的化工原料，主要用于化肥工業(yè)，也廣泛用于硝酸、純堿、制藥等工業(yè)；合成氨反應(yīng)N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)

ΔH=-92.4kJ/mol。下列有關(guān)合成氨反應(yīng)的說法正確的是A．高溫條件下該反應(yīng)可以自發(fā)B．反應(yīng)的ΔH=E(N-N)＋3E(H-H)-6E(N-H)(E表示鍵能)C．反應(yīng)中每消耗1molH2轉(zhuǎn)移電子的數(shù)目約等于2×6.02×1023D．該反應(yīng)采用高溫高壓條件是為了增大H2的平衡轉(zhuǎn)化率【答案】C【解析】A．該反應(yīng)氣體體積減小，是熵減的過程，即，當(dāng)時(shí)反應(yīng)可以自發(fā)進(jìn)行，則低溫條件下該反應(yīng)可以自發(fā)，A錯(cuò)誤；B．N2中氮原子間形成氮氮三鍵，則反應(yīng)的(E表示鍵能)，B錯(cuò)誤；C．反應(yīng)中每消耗1molH2轉(zhuǎn)移電子的數(shù)目為2NA，約等于2×6.02×1023，C正確；D．該反應(yīng)是放熱反應(yīng)，升高溫度，平衡逆向移動(dòng)，不能增大H2的平衡轉(zhuǎn)化率，但采用高溫主要是考慮化學(xué)反應(yīng)速率和催化劑的活性；該反應(yīng)氣體體積減小，增大壓強(qiáng)，平衡正向移動(dòng)，可以增大H2的平衡轉(zhuǎn)化率，D錯(cuò)誤；故選C。3．合成氨解決了地球上因糧食不足而導(dǎo)致的饑餓和死亡問題，下列有關(guān)工業(yè)合成氨的說法錯(cuò)誤的是A．反應(yīng)物是和 B．過程屬于生物固氮C．反應(yīng)屬于可逆反應(yīng) D．反應(yīng)條件是高溫、高壓、催化劑【答案】B【解析】A．工業(yè)合成氨的原料是N2和H2

，故A正確；B．工業(yè)合成氨屬于人工固氮，故B錯(cuò)誤；C．工業(yè)合成氨N2+3H2?2NH3是一個(gè)可逆反應(yīng)，故C正確；D．為了有利于合成氨，選擇了500℃左右的高溫，20MPa-50MPa的高壓，同時(shí)使用鐵觸媒做催化劑，故D正確；故選：B。4．工業(yè)合成氨：，一般采用700K左右的溫度，其原因是①提高的平衡轉(zhuǎn)化率②適當(dāng)提高氨的合成速率③提高氨的產(chǎn)率④催化劑在700K左右時(shí)活性最大A．只有① B．②④ C．②③④ D．①②【答案】B【解析】工業(yè)合成氨：，該反應(yīng)是放熱的可逆反應(yīng)，要使平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，應(yīng)降低溫度，但溫度過低反應(yīng)速率過小，不利于工業(yè)生成效益；溫度越高，反應(yīng)速率越大，所以應(yīng)適當(dāng)升高溫度，使反應(yīng)速率增大。使用催化劑也能增大反應(yīng)速率，但在700K左右時(shí)催化劑的活性最大，所以選擇采用700K左右的溫度。故選擇②④，故答案選B。5．工業(yè)上用乙烯和水蒸氣合成乙醇的原理為。如圖是乙烯的轉(zhuǎn)化率隨溫度、壓強(qiáng)的變化關(guān)系，下列說法正確的是A．該反應(yīng)的正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)B．工業(yè)上采用的壓強(qiáng)為7MPa左右，溫度為250℃左右這是綜合考慮反應(yīng)速率和乙醇的產(chǎn)率等因素的結(jié)果C．相同溫度下，壓強(qiáng)越大，乙烯的轉(zhuǎn)化率越大，平衡常數(shù)越大D．給予足夠的壓強(qiáng)和適當(dāng)?shù)臏囟?，可?shí)現(xiàn)乙烯的轉(zhuǎn)化率為100%【答案】B【解析】A．根據(jù)圖象得到，升高溫度，乙烯的轉(zhuǎn)化率降低，說明平衡逆向移動(dòng)，即逆向是吸熱反應(yīng)，則該反應(yīng)的正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，故A錯(cuò)誤；B．工業(yè)上采用的壓強(qiáng)為7MPa左右，溫度為250℃左右這是綜合考慮反應(yīng)速率和乙醇的產(chǎn)率、壓強(qiáng)對設(shè)備要求等因素的結(jié)果，故B正確；C．相同溫度下，壓強(qiáng)越大，乙烯的轉(zhuǎn)化率越大，但平衡常數(shù)不變，平衡常數(shù)只與溫度有關(guān)，故C錯(cuò)誤；D．該反應(yīng)是可逆反應(yīng)，因此乙烯的轉(zhuǎn)化率不可能為100%，故D錯(cuò)誤。綜上所述，答案為B。6．下列有關(guān)合成氨工業(yè)的說法正確的是A．從合成塔出來的混合氣體中，NH3只占15%，所以合成氨工業(yè)的效率都很低B．由于氨易液化，容易分離，N2、H2在實(shí)際生產(chǎn)中可循環(huán)利用，所以總體來說氨的產(chǎn)率較高C．合成氨工業(yè)的反應(yīng)溫度控制在700K左右，目的是使化學(xué)平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)D．合成氨工業(yè)采用鐵做催化劑，是為了提高反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率【答案】B【解析】A．合成氨反應(yīng)在適宜的生產(chǎn)條件下達(dá)到平衡時(shí)，雖然原料的轉(zhuǎn)化率不高，但將生成的NH3分離出去后，再將未反應(yīng)的N2、H2循環(huán)利用，可提高氨的產(chǎn)率，故A錯(cuò)誤；B．由于氨易液化，容易分離，N2、H2在實(shí)際生產(chǎn)中可循環(huán)利用，所以總體來說氨的產(chǎn)率較高，故B正確；C．合成氨反應(yīng)正向放熱，低溫才有利于平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，合成氨工業(yè)中選擇700K左右的溫度，主要是從反應(yīng)速率和催化劑活性兩方面考慮，故C錯(cuò)誤；D．使用催化劑不能使平衡發(fā)生移動(dòng)，不影響轉(zhuǎn)化率，故D錯(cuò)誤。綜上所述，答案為B。7．下列敘述符合工業(yè)合成氨生產(chǎn)實(shí)際的是A．V2O5做催化劑 B．NH3循環(huán)利用C．將N2和H2從體系中分離出去 D．反應(yīng)溫度由催化劑決定【答案】D【解析】A．工業(yè)合成氨生產(chǎn)中一般選擇鐵做催化劑，故A錯(cuò)誤；B．生產(chǎn)過程中將氨氣從混合氣體中分離出去后得到的N2和H2可以循環(huán)利用，故B錯(cuò)誤；C．將N2和H2從體系中分離出去，平衡逆向移動(dòng)，不利于合成氨，不符合生產(chǎn)實(shí)際，故C錯(cuò)誤；D．催化劑在一定溫度下活性最大，催化效率最高，反應(yīng)溫度由催化劑決定，故D正確。綜上所述，答案為D。8．工業(yè)合成氨的反應(yīng)為

，該反應(yīng)應(yīng)采取的適宜條件是A．低溫、高壓、催化劑 B．適宜的溫度、高壓、催化劑C．低溫、常壓、催化劑 D．適宜的溫度和壓強(qiáng)、催化劑【答案】D【解析】降溫，平衡右移，但反應(yīng)速率太慢，從反應(yīng)速率和催化劑的活性考慮，溫度選在700K左右增大壓強(qiáng)，平衡右移，但壓強(qiáng)太大，對設(shè)備要求很高，所以也要選擇適宜的壓強(qiáng)；催化劑能增大反應(yīng)速率，要選擇催化劑。即采取的適宜條件是：適宜的溫度和壓強(qiáng)、催化劑。答案選D。9．下列生活和生產(chǎn)中的做法或事實(shí)，與調(diào)控反應(yīng)速率無關(guān)的是（

）A．牛奶放在冰箱中冷藏B．使用加酶洗衣粉洗滌衣物C．汽車的橡膠輪胎中要添加抑制劑D．工業(yè)合成氨時(shí)，及時(shí)將氨氣液化分離【答案】D【解析】A．牛奶放在冰箱中冷藏，降低了溫度，反應(yīng)速率降低，A正確；B．使用加酶洗衣粉洗滌衣物，相當(dāng)于使用了催化劑，加快反應(yīng)速率，B正確；C．汽車的橡膠輪胎中要添加抑制劑是為了防止橡膠老化，延長壽命，降低了反應(yīng)速率，C正確；D．工業(yè)合成氨時(shí)，及時(shí)將氨氣液化分離，是降低生成物濃度，使平衡正向進(jìn)行，與速率無關(guān)，D錯(cuò)誤；故選D。10．不符合工業(yè)合成氨生產(chǎn)實(shí)際的是A．鐵觸媒作催化劑 B．N2、H2循環(huán)使用C．NH3液化分離 D．反應(yīng)在常壓下進(jìn)行【答案】D【解析】A.為加快反應(yīng)速率，合成氨生產(chǎn)中常用鐵觸媒作催化劑，A正確；B.為提高原料利用率，合成氨生產(chǎn)中N2、H2循環(huán)使用，B正確；C.NH3液化分離降低生成物濃度有利于平衡正向進(jìn)行，C正確；D.合成氨反應(yīng)在常壓下不能進(jìn)行，D錯(cuò)誤；答案選D。11．1905年德國化學(xué)家哈伯發(fā)明了合成氨的方法，他因此獲得了1918年度諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)。哈伯法合成氨需要20﹣50Mpa的高壓和500℃的高溫下，用鐵作催化劑，且氨的產(chǎn)率為10%～15%。2005年美國俄勒岡大學(xué)的化學(xué)家使用了一種名為transFe(DMeOPrPE)2Cl2的鐵化合物作催化劑，在常溫常壓下合成出氨，反應(yīng)可表示為N2+3H2=2NH3，下列有關(guān)說法正確的是（）A．不同的催化劑對化學(xué)反應(yīng)速率的影響均相同B．哈伯法合成氨是吸熱反應(yīng)，新法合成氨是放熱反應(yīng)C．新法合成能在常溫下進(jìn)行是因?yàn)椴恍枰獢嗔鸦瘜W(xué)鍵D．新法合成與哈伯法相比不需要在高溫條件下，可節(jié)約大量能源，極具發(fā)展愿景【答案】D【解析】A.不同的催化劑催化機(jī)理不同，效果也不同，但在其他條件相同時(shí)，轉(zhuǎn)化率相同，A錯(cuò)誤；B.新法合成與哈伯法合成都是反應(yīng)物總能量大于生成物總能量，因此兩個(gè)反應(yīng)都是放熱反應(yīng)，只是新法降低了反應(yīng)所需的能量，減少反應(yīng)過程中的能源消耗，B錯(cuò)誤；C.新法實(shí)際上是降低了反應(yīng)所需的能量，舊化學(xué)鍵要斷裂、新化學(xué)鍵也要同時(shí)生成，反應(yīng)的本質(zhì)與使用哪種催化劑無關(guān)，C錯(cuò)誤；D.高溫條件需要大量能源，用transFe(DMeOPrPE)2Cl2作催化劑，在常溫常壓下合成出氨，減少能源消耗，所以新法合成與哈伯法相比不需要在高溫條件下，可節(jié)約大量能源，極具發(fā)展遠(yuǎn)景，D正確；故合理選項(xiàng)是D。12．合成氨時(shí)既要使合成氨的產(chǎn)率增大，又要使反應(yīng)速率加快，可采取的方法是（）。①減壓；②加壓；③升溫；④降溫；⑤及時(shí)從平衡混合氣中分離出NH3；⑥補(bǔ)充N2或H2；⑦加催化劑；⑧減小N2或H2的量A．③④⑤⑦ B．②④⑥ C．僅②⑥ D．②③⑥⑦【答案】C【解析】合成氨的反應(yīng)為N2（g）＋3H2（g）2NH3（g），該反應(yīng)的特點(diǎn)為：正反應(yīng)放熱且氣體分子數(shù)減小；①減壓，反應(yīng)速率減慢，平衡逆向移動(dòng)，NH3的產(chǎn)率減小，①不可采取；②加壓，反應(yīng)速率加快，平衡正向移動(dòng)，NH3的產(chǎn)率增大，②可采取；③升溫，反應(yīng)速率加快，平衡逆向移動(dòng)，NH3的產(chǎn)率減小，③不可采?。虎芙禍?，反應(yīng)速率減慢，平衡正向移動(dòng)，NH3的產(chǎn)率增大，④不可采?。虎菁皶r(shí)從平衡混合氣中分離出NH3，反應(yīng)速率減慢，平衡正向移動(dòng)，NH3的產(chǎn)率增大，⑤不可采??；⑥補(bǔ)充N2或H2，反應(yīng)速率加快，平衡正向移動(dòng)，NH3的產(chǎn)率增大，⑥可采?。虎呒哟呋瘎?，反應(yīng)速率加快，但平衡不移動(dòng)，NH3的產(chǎn)率不變，⑦不可采?。虎鄿p小N2或H2的量，反應(yīng)速率減慢，平衡逆向移動(dòng)，NH3的產(chǎn)率減小，⑧不可采??；可采取的是②⑥，答案選C。13．合成氨反應(yīng)為

。下列有關(guān)該反應(yīng)的說法正確的是A．催化劑增大了正、逆反應(yīng)的活化能B．升高溫度，該反應(yīng)的平衡常數(shù)增大C．正反應(yīng)的活化能小于逆反應(yīng)的活化能D．反應(yīng)在高溫、高壓和催化劑條件下進(jìn)行可提高的平衡轉(zhuǎn)化率【答案】C【解析】A．催化劑降低反應(yīng)的活化能，增大反應(yīng)速率，A錯(cuò)誤；B．該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，升溫平衡逆向移動(dòng)，平衡常數(shù)減小，B錯(cuò)誤；C．該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，反應(yīng)物的總能量大于生成物