第二章 作業(yè)15　化學反應的調(diào)控

作業(yè)15化學反應的調(diào)控(分值：100分)(選擇題1～9題，每小題6分，10～12題，每小題7分，共75分)題組一工業(yè)合成氨條件的理論分析1．可逆反應：3H2(g)＋N2(g)2NH3(g)ΔH＜0，達到平衡后，為了使H2的轉(zhuǎn)化率增大，下列選項中采用的三種方法都正確的是()A．升高溫度，減小壓強，增加氮氣B．降低溫度，增大壓強，加入催化劑C．升高溫度，增大壓強，增加氮氣D．降低溫度，增大壓強，分離出部分氨2．N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)ΔH<0，向容器中通入1molN2和3molH2，當反應達到平衡時，下列措施能提高N2轉(zhuǎn)化率的是()①降低溫度②維持溫度、容積不變，按照物質(zhì)的量之比為1∶3再通入一定量的N2和H2③增加NH3的物質(zhì)的量④維持恒壓條件，通入一定量惰性氣體A．①④ B．①②C．②③ D．③④題組二工業(yè)合成氨的適宜條件3．(2024·上海南匯中學高二檢測)合成氨對人類生存和發(fā)展有著重要意義，1909年哈伯在實驗室中首次利用氮氣與氫氣反應合成氨，實現(xiàn)了人工固氮，其合成原理為N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)ΔH<0。符合工業(yè)合成氨生產(chǎn)實際的是()A．V2O5作催化劑B．反應溫度由催化劑決定C．將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圖，其中為提高原料轉(zhuǎn)化率而采取的措施是()A．①②③ B．②④⑤C．①③⑤ D．②③④5．合成氨問題，關乎世界化工發(fā)展和糧食安全問題。下列對合成氨工業(yè)的敘述不正確的是()A．高壓條件比常壓條件更有利于合成氨的反應B．合成氨時采用循環(huán)操作，可以提高原料利用率C．工業(yè)生產(chǎn)采用500℃而不采用常溫，是為了提高合成氨的轉(zhuǎn)化率D．鐵觸媒的使用有利于提高合成氨的生產(chǎn)效率6．諾貝爾化學獎曾授予致力于研究合成氨與催化劑表面積大小關系的德國科學家格哈德·埃特爾，表彰他在固體表面化學的研究中作出的貢獻。下列說法正確的是()A．增大催化劑的表面積，能增大氨氣的產(chǎn)率B．增大催化劑的表面積，能加快合成氨的正反應速率、降低逆反應速率C．采用正向催化劑時，反應的活化能降低，使反應明顯加快D．工業(yè)生產(chǎn)中，合成氨采用的壓強越高，溫度越低，越有利于提高經(jīng)濟效益題組三化學反應的調(diào)控7．(2023·山西教育發(fā)展聯(lián)盟高二期中)下列關于化學反應調(diào)控措施的說法不正確的是()A．硫酸工業(yè)中，為提高SO2的轉(zhuǎn)化率，通入過量的空氣B．工業(yè)上增加煉鐵高爐的高度可以有效降低尾氣中CO的含量C．合成氨工業(yè)中，從生產(chǎn)實際條件考慮，不盲目增大反應壓強D．工業(yè)以CO和H2為原料合成甲醇，為提高原料的利用率采用循環(huán)操作8．已知工業(yè)上常用石灰乳吸收尾氣中的NO和NO2，涉及的反應為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氣中NO和NO2去除率的是()A．加快通入尾氣的速率B．用石灰水替代石灰乳C．適當補充O2D．升高溫度9．納米鈷常用于CO加氫反應的催化劑：CO(g)＋3H2(g)CH4(g)＋H2O(g)ΔH<0，下列說法正確的是()A．納米技術的應用，優(yōu)化了催化劑的性能，提高了反應物的轉(zhuǎn)化率B．縮小容器體積，平衡向正反應方向移動，CO的濃度增大C．從平衡體系中分離出H2O(g)能加快正反應速率D．工業(yè)生產(chǎn)中采用高溫條件下進行，其目的是提高CO的平衡轉(zhuǎn)化率(10~12題有一個或兩個選項符合題目要求)10.CH4-CO2催化重整可以得到合成氣(CO和H2)，有利于緩解溫室效應，其主要反應為CH4(g)＋CO2(g)2CO(g)＋2H2(g)ΔH＝＋247kJ·mol－1，同時存在以下反應：CH4(g)C(s)＋2H2(g)ΔH＝＋75kJ·mol－1(積碳反應),CO2(g)＋C(s)2CO(g)ΔH＝＋172kJ·mol－1(消碳反應)，假設體系溫度恒定。積碳反應會影響催化劑的活性，一定時間內(nèi)積碳量和反應溫度的關系如圖所示。下列說法正確的是()A．高壓有利于提高CH4的平衡轉(zhuǎn)化率并減少積碳B．增大CO2與CH4的物質(zhì)的量之比有助于減少積碳C．升高溫度，積碳反應的化學平衡常數(shù)K1減小，消碳反應的化學平衡常數(shù)K2增大D．溫度高于600℃，積碳反應的化學反應速率減慢，消碳反應的化學反應速率加快，積碳量減少11．工業(yè)上可通過甲醇羰基化法制取甲酸甲酯：CH3OH(g)＋CO(g)HCOOCH3(g)，在容積固定的密閉容器中，投入等物質(zhì)的量CH3OH和CO，測得相同時間內(nèi)CO的轉(zhuǎn)化率隨溫度的變化如圖所示。下列說法不正確的是()A．增大壓強，甲醇轉(zhuǎn)化率增大B．b點反應速率：v正＝v逆C．平衡常數(shù)：K(75℃)>K(85℃)，反應速率：vb>vdD．生產(chǎn)時反應溫度控制在80～85℃為宜12．在一定條件下，利用CO2合成CH3OH的反應為CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)ΔH1。研究發(fā)現(xiàn)，反應過程中發(fā)生副反應：CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g)ΔH2，溫度對CH3OH、CO的產(chǎn)率影響如圖所示。下列說法不正確的是()A．ΔH1>0，ΔH2＞0B．增大壓強有利于加快合成反應的速率C．選用合適的催化劑可以減弱副反應的發(fā)生D．生產(chǎn)過程中，溫度越高越有利于提高CH3OH的產(chǎn)率13．(10分)人工固氮是目前研究的熱點。Haber-Bosch合成NH3法是以鐵為主要催化劑、在400～500℃和10～30MPa的條件下，由N2和H2直接合成NH3。(1)上述反應生成17gNH3時放出46kJ熱量，寫出該反應的熱化學方程式：______________________________________________________________________________。(2)我國科學家研制出一種新型催化劑，將合成氨的溫度、壓強分別降到350℃、1MPa，該催化劑對工業(yè)生產(chǎn)的意義是____________________。(3)在2L恒容密閉容器中，按投料比eq\f(nH2,nN2)分別為1∶1、2∶1、3∶1進行反應，相同時間內(nèi)測得N2的轉(zhuǎn)化率與溫度、投料比的關系如圖所示(不考慮催化劑失活)。①曲線Ⅰ表示投料比eq\f(nH2,nN2)＝________。某溫度下，曲線Ⅰ對應反應達到平衡時N2的轉(zhuǎn)化率為x，則此時混合氣體中NH3的體積分數(shù)為______________(用含x的代數(shù)式表示)。②下列有關圖像的分析錯誤的是________(填字母)。A．投料比越大，H2的平衡轉(zhuǎn)化率越大B．T<T0，投料比一定時，升高溫度，反應速率增大C．T>T0，投料比一定時，升高溫度，平衡向左移動D．T>T0，投料比一定時，升高溫度，反應速率減小14．(15分)工業(yè)上，常采用氧化還原法處理尾氣中的CO、NO。已知瀝青混凝土可作為反應2CO(g)＋O2(g)2CO2(g)的催化劑。如圖表示在相同的恒容密閉容器中，相同起始濃度、相同反應時間段內(nèi)，使用相同質(zhì)量的不同瀝青混凝土(α、β型)催化時，CO的轉(zhuǎn)化率與溫度的關系。(1)在a、b、c、d四點中，一定未達到平衡狀態(tài)的是____________。(2)已知c點時容器中O2濃度為0.04mol·L－1，則50℃時，在α型瀝青混凝土中CO轉(zhuǎn)化反應的平衡常數(shù)K＝________________(用含x的代數(shù)式表示)。(3)CO轉(zhuǎn)化反應的平衡常數(shù)：K(a)____________(填“>”“<”或“＝”)K(c)。(4)在均未達到平衡狀態(tài)時，相同反應時間段內(nèi)，同溫下____