2019高中化学-第2章第4节-化学反应条件的优化——工业合成氨作业2-鲁科版选修4.doc

第4节 化学反应条件的优化工业合成氨知能演练轻松闯关学生用书单独成册基础温故1对于合成氨的反应来说，使用催化剂和施加高压，下列叙述中正确的是()A都能提高反应速率，都对化学平衡状态无影响B都对化学平衡状态有影响，都不影响达到平衡状态所用的时间C都能缩短达到平衡状态所用的时间，只有压强对化学平衡状态有影响D催化剂能缩短反应达到平衡状态所用的时间，而压强无此作用解析：选C。对于化学反应N2(g)3H2(g)2NH3(g)，催化剂只能降低反应所需活化能，增大反应速率常数，提高反应速率，缩短达到平衡状态所用时间，不能使化学平衡发生移动。高压能提高反应速率，使反应达到平衡状态所用时间缩短，也能使化学平衡向生成NH3的方向移动。2对于可逆反应N2(g)3H2(g)2NH3(g)(正反应为放热反应)，下列说法中正确的是()A达到平衡后加入N2，当重新达到平衡时，NH3的浓度比原平衡的小，H2的浓度比原平衡的小B达到平衡后升高温度，既加快了正、逆反应速率，又提高了NH3的产率C达到平衡后缩小容器容积，既有利于加快正、逆反应速率，又有利于提高氢气的转化率D加入催化剂可以缩短达到平衡的时间，是因为正反应速率增大了，而逆反应速率减小了解析：选C。达到平衡后，加入N2，平衡将向正反应方向移动，NH3的浓度会增大，而H2的浓度会减小；达到平衡后，升高温度，正、逆反应速率都增大，但平衡向逆反应方向移动，不利于NH3的生成；达到平衡后，缩小容器容积即增大压强，正、逆反应速率都增大，平衡向正反应方向移动，有利于提高H2的转化率；加入催化剂，能同等程度地增大正、逆反应速率，缩短反应达到平衡的时间。3合成氨反应N2(g)3H2(g)2NH3(g)H92.4 kJmol1，在反应过程中，正反应速率的变化如图所示：下列说法正确的是()At1时升高了温度Bt2时使用了催化剂Ct3时增大了压强 Dt4时降低了温度解析：选B。若t1时升高了温度，则平衡左移，v正应瞬间增大后逐渐增大至平衡，A错；若t3时增大了压强，则平衡右移，v正应瞬间增大后逐渐减小至平衡，但最终比原平衡大，C错；若t4时降低了温度，v正应瞬间减小，曲线不应相连，D错。4在一定条件下，合成氨反应达到平衡后，混合气体中NH3的体积占25%，若反应前后条件保持不变，则反应后缩小的气体的体积与原反应物体积的比值是()A1/5 B1/4C1/3 D1/2解析：选A。设平衡后混合气体的体积为100 L，则NH3的体积为25 L，由N23H22NH3知，反应前后气体体积差为2，则缩小的气体体积为25 L，反应前的气体体积为100 L25 L125 L，则缩小的气体体积与原反应物体积的比值是。5可逆反应3H2(g)N2(g)2NH3(g)Hp2)下达到平衡时，混合气体中氨的体积分数a%随温度和压强的变化曲线正确的是()解析：选A。合成氨反应的正反应是放热反应，且是气体体积减小的反应。随温度升高，a%减小；随压强增大，a%增大，A选项图像符合。7某密闭容器中发生反应：N2(g)3H2(g)2NH3(g)H0，化学平衡不移动，可知t2时加入催化剂；t3t4时，v(逆)、v(正)均减小，且v(正)v(逆)，化学平衡逆移，可知t3时压强减小；t5t6时，v(逆)、v(正)均增大，且v(逆)v(正)，化学平衡逆移，可知t5时温度升高；由化学平衡移动原理可知：t6时N2的转化率最低。8已知：N2(g)3H2(g)2NH3(g)H92.4 kJmol1。在相同温度下，相同容积的恒容容器中，实验测得起始、平衡时的有关数据如下表：容器编号起始时各物质的物质的量/mol达到平衡时体系能量的变化平衡时氨气的体积分数N2H2NH3130放出热量23.15 kJW10.92.70.2放出热量QW2下列判断正确的是()AW1W2，Q23.15 kJBW1W2，Q23.15 kJCW123.15 kJDW1W2，QQ。9合成氨反应：N2(g)3H2(g)2NH3(g)H0，在某一时间段t0t6中反应速率与反应过程的曲线如图所示，试回答下列问题：(1)合成氨反应已达平衡状态的时间段为_。(2)t1t2时间段是_(填改变条件，下同)使平衡向_(填“逆反应”或“正反应”，下同)方向移动；t4t5时间段是_使平衡向_方向移动。(3)在此过程中，氨的百分含量最高的一段时间是_。解析：(1)由图可知，v正v逆的状态为平衡状态，即t0t1、t2t4、t5t6三个时间段为平衡状态。(2)t1t2时间段v正、v逆都增大，且v逆增大的多，若是加压，则v正增大的多，由于正反应方向是放热反应，故升温，v正、v逆都增大，且v逆增大的多；t4t5时间段，v正、v逆都减小，且v正减小的多，依据反应的特点，故改变的条件是降低压强，平衡向逆反应方向移动。(3)t0t6时间段，除t0t1、t2t4、t5t6三个时间段为平衡状态外，t1t2、t4t5时间段都是平衡向逆反应方向移动的，故氨的百分含量是逐渐减小的，所以在t0t1时间段中氨的百分含量最高。答案：(1)t0t1、t2t4、t5t6(2)升高温度逆反应降低压强逆反应(3)t0t110在密闭容器中，使1 mol N2和3 mol H2混合发生下列反应：N2(g)3H2(g)2NH3(g)H0。(1)当反应达到平衡时，N2和H2的浓度之比为_。(2)保持体积不变，升高温度，平衡_(填“正向”、“逆向”或“不”)移动，气体密度_(填“变大”、“变小”或“不变”)。(3)当反应达到平衡时，保持温度、体积不变，充入氩气，平衡_(填“正向”、“逆向”或“不”)移动。(4)当反应达到平衡时，保持温度、压强不变，充入氩气，平衡_(填“正向”、“逆向”或“不”)移动。(5)当反应达到平衡时，保持温度、体积不变，充入氮气，平衡_(填“正向”、“逆向”或“不”)移动，氢气的转化率_(填“增大”、“减小”或“不变”)。解析：(1)以化学计量数之比通入反应物时转化率相等，故平衡时的N2和H2浓度之比为13。(2)升温平衡逆向移动，但体积不变，质量不变，故密度不变。(3)温度、体积不变，充入氩气，反应体系浓度不变，平衡不移动。(4)温度、压强不变，充入氩气，体积增大，反应体系的压强减小，平衡逆向移动。(5)温度、体积不变，充入氮气，平衡正向移动，氢气的转化率增大。答案：(1)13(2)逆向不变(3)不(4)逆向(5)正向增大能力提升11在容积固定的密闭容器中存在反应N2(g)3H2(g)2NH3(g)H甲，平衡时NH3百分含量为乙甲，条件应为增大压强；图中反应速率为甲乙，平衡时H2转化率为乙甲，故应是改变温度且甲温度高；图中反应速率为甲乙，平衡时n(混)相同，故甲使用了效率较高的催化剂。12在密闭容器内，N2、H2起始的物质的量分别为10 mol、30 mol，达到平衡时N2的转化率为25%。若从NH3开始反应，在相同条件下欲使平衡时各成分的百分含量与前者相同，则应加入NH3的物质的量及NH3的转化率为()A15 mol和25% B20 mol和50%C20 mol和75% D40 mol和80%解析：选C。以N2、H2开始反应时，N2为10 mol，H2为30 mol，要以NH3开始反应，并且平衡时各成分百分含量与前者相同，则NH3的物质的量必须是20 mol，故A和D是错误的。设以NH3开始反应时，氨转化的物质的量为x，那么有20 molx210 mol25%，x15 mol，故氨的转化率为100%75%。13一定温度下，向密闭容器中充入1.0 mol N2和3.0 mol H2，反应达到平衡时，测得NH3的物质的量为0.6 mol。若该容器中开始时N2的物质的量为2.0 mol，H2为6.0 mol，则平衡时NH3的物质的量为()A若为定容容器，n(NH3)1.2 molB若为定容容器，n(NH3)1.2 mol解析：选C。若为定压容器，由等效平衡原理可知C正确；若为定容容器，可假定让后者在前者2倍体积的容器中反应，建立平衡时，n(NH3)1.2 mol，再缩小容积至跟前者的相同，此时平衡正移，n(NH3)增大，即n(NH3)1.2 mol。14氨是一种重要的化工原料，氨的合成与应用是当今重要研究内容之一。不同温度、压强下，合成氨平衡体系中NH3的物质的量分数见下表(N2和H2起始物质的量之比为13)。压强/MPa氨的含量/%温度/0.11020306010020015.381.586.489.995.498.83002.252.064.271.084.292.64000.425.138.247.065.279.85000.110.619.126.442.257.56000.054.59.113.823.131.4回答下列有关问题：(1)比较200 和300 时的数据，可判断升高温度，平衡向_方向移动，正反应方向为_(填“吸热”或“放热”)反应。(2)根据平衡移动原理，合成氨适宜的条件是_。A高温高压B高温低压C低温高压 D低温低压(3)计算500 、30 MPa时N2的转化率为_。(4)实际工业生产合成氨时，考虑浓度对化学平衡的影响，还采取了一些措施。请写出其中的一个措施：_。解析：(1)比较200 和300 时的数据知，随着温度升高，氨的含量有所下降，说明平衡向逆反应方向移动。由升高温度，平衡向吸热反应方向移动，逆反应为吸热反应，得正反应为放热反应；(2)由平衡移动原理知，低温高压有利于反应向生成氨的方向进行；(3)500、30 MPa时平衡混合物中氨的百分含量为26.4%，根据题中已知可把起始的N2设为x mol，H2设为3x mol，N2转化的量为y mol，利用“列三段式法”计算，即可得N2的转化率。答案：(1)逆反应放热(2)C(3)41.77%(4)加入过量的N2(或及时从平衡体系中分离出NH3)15恒温下，将a mol N2与b mol H2的混合气体通入一个固定容积的密闭容器中，发生反应N2(g)3H2(g)2NH3(g)。(1)若反应进行到某时刻t时，n(N2)13 mol，n(NH3)6 mol，则a的值为_。(2)反应达到平衡时，混合气体的体积为716.8 L(标准状况下)，其中NH3的含量(体积分数)为25%。则平衡时NH3的物质的量为_。(3)原混合气体与平衡时混合气体的总物质的量之比(写最简整数比，下同)n(始)n(平)_。(4)原混合气体中，ab_。(5)达到平衡时，N2和H2的转化率之比(N2)(H2)_。解析：(1)设反应的N2的物质的量为x mol。N23H22NH3初始量/mol: a b 0变化量/mol: x 6t时量/mol: 13 6根据上述关系，解得x3。所以ax1316。(2)平衡时NH3的物质的量为25%32 mol25%8 mol。(3)可利用差量法计算。假设反应过程中混合气体减少的总物质的量为y。N23H22NH3n 1 3 2 2 8 mol y解得y8 mol。所以，原混合气体总物质的量为8 mol40 mol。原混合气体与平衡时混合气体的总物质的量之比为403254。(4)前面已计算出原混合气体中a16，所以H2的物质的量的数值b401624，所以ab162423。(5)反应过程中各物质的物质的量如下：N23H22NH3起始(mol) 16 24 0转化(mol) 4 12 8则(N2)100%25%，(H2)100%50%，故(N2)(H2)12。答案：(1)16(2)8 mol(3)54(4)23(5)12 第17讲 两次工业革命和世界市场的最终形成课下达标练(时间：45分钟满分：85分)一、选择题(本大题共12题，每小题4分，共48分)116世纪到18世纪中期，英国逐渐形成一种现象，工人工资水平高得惊人，而煤炭的价格却极为便宜。于是，各行各业都绞尽脑汁来开发尽可能多投入资本，多消耗煤炭，少雇用工人的新技术。这一现象反映了英国()A行业垄断的初始形成B近代化启动对煤炭的依赖C劳资矛盾的日渐尖锐D动力革命启动的独特条件解析：选D。材料中16世纪到18世纪中期英国逐渐形成了工人工资高得惊人、煤炭价格却极为便宜的现象，于是各行各业想方设法投资开发出多消耗煤炭、少雇佣工人的新技术，此后以煤炭为能源，以机器代替工人劳动的蒸汽机的发明应运而生，可见动力革命的启动有其独特的条件，故D项正确；A、C两项在材料中无体现，应排除；材料并未反映近代化的启动，故B项错误。2珍妮纺纱机的发明者哈格里夫斯原是织工，骡机的发明者克伦普顿是个纺纱工兼织工，生产熟铁的搅拌法是工厂主科特和他的工头彼得奥尼恩斯发明的。这反映出工业革命初期()A科学和技术尚未真正结合B技术发明依赖于科学的新发现C手工工场主垄断了新技术D新技术传播进程缓慢而不平衡解析：选A。据材料“织工”“纺纱工兼织工”“工厂主科特和他的工头”等信息，可知第一次工业革命的发明者大都是技术娴熟的工人，反映了科学和技术尚未真正结合，故A项正确；据材料“织工”“纺纱工兼织工”“工厂主科特和他的工头”等信息，可知第一次工业革命反映了科学和技术并没有太直接的联系，故B项错误；C项与材料“珍妮纺纱机的发明者哈格里夫斯原是织工”等信息不符，故C项错误；材料与新技术传播进程无关，故D项错误。31660年代至1760年代，英国东部地区发生了农业技术革命。其中一项新技术叫做“四区轮作制”，即分别在农场的四块土地上种植芜菁、小麦、萝卜、大麦，四年里轮流更换，不让任何地块休闲，同时又能保持地力。这一革命()A推动英国工业化和城市化进程B促成英国实现粮食自给C导致英国东西部经济差距扩大D揭开英国圈地运动序幕解析：选A。材料中反映的是英国工业革命前的农业技术革命，这一做法提高了土地利用率，为英国的工业化奠定了基础，故A项正确；材料并未说明英国的粮食自给，故B项错误；材料仅仅说明东部进行农业技术革命并不是东西部经济发展的比较，故C项错误；英国的圈地运动是“羊吃人”的运动，它为工业革命的发展提供了大量的自由劳动力，与题目中农业生产技术革命无关，故D项错误。 4英国人大卫兰德斯曾说：“工厂是一种新的监狱，而时钟则成为新的狱卒。”对作者观点理解最准确的是()A工厂成了犯罪频发的地方B工厂模仿监狱的管理手段C批判垄断组织对个人的剥削D机器生产异化了工人生活解析：选D。A项与材料“工厂是一种新的监狱”意思不符，故A项错误；材料“工厂是一种新的监狱，而时钟则成为新的狱卒”主要体现工厂对工人的剥削与压迫，而不是模仿监狱的管理手段，故B项错误；材料“工厂是一种新的监狱”还不能说明已出现垄断组织，故C项错误；据材料“监狱”“狱卒”可知，工厂制度下，机器生产异化了工人生活，故D项正确。5“资本主义与工业生产相当于一体的两面。这一全新的现代经济形态，由西欧推广，经过两个世纪，今日已席卷全世界，无人能由其中脱身。”这一经济形态()A开始于19世纪晚期的欧美各国B使世界各国走上了资本主义道路C使人类由分散发展走向统一整体D使人类历史进入到工业文明阶段解析：选D。材料反映的是工业化生产，开始于19世纪的英国，故A项错误；B项说法太绝对，不符合史实，故B项错误；人类由分散走向整体是新航路的开辟，故C项错误；根据材料中“这一全新的现代经济形态，由西欧推广，经过两个世纪，今日已席卷全世界，无人能由其中脱身”指的是资本主义发展推动人类社会进入工业文明时期，故D项正确。6某一历史时期“西欧国家在生产活动中的动力来源率先实现了从动植物向矿物的转变”，据此，与这一时期相符的生产组织形式是()A家庭作坊B手工工场C工厂制度 D垄断组织解析：选C。抓住“西欧国家在生产活动中的动力来源率先实现了从动植物向矿物的转变”，可知英国率先开始工业革命，进入“蒸汽时代”。 家庭作坊主要动力是在动植物方面，故A项错误；手工工场没有体现这一转变，故B项错误；工厂制度出现于第一次工业革命，故C项正确；垄断组织出现于第二次工业革命，故D项错误。7斯皮瓦格尔在西方文明简史中指出：“19世纪末的经济发展，再加上海洋运输和铁路上的交通革命，培植出一种真正的世界经济。欧洲资本同样也投向了海外，以建设铁路、矿山、电厂和银行。当然，国外市场也为欧洲剩余的制成品提供了市场。”下列对该材料理解准确的是()A工业革命是世界市场发展的根本动力B世界市场加快了资本原始积累的进程C资本主义国家开始到海外抢占市场D世界在走向整体化中人类生活得到改善解析：选A。根据材料中“19世纪末的经济发展，再加上海洋运输和铁路上的交通革命，培植出一种真正的世界经济”所强调是19世纪末经济的发展，其经济发展所体现的是因为工业革命的推动，故A项正确；19世纪末，欧洲早已经完成了资本的原始积累，故B项错误；资本主义国家在海外强占市场是伴随新航路开辟开始的，故C项错误；材料所强调的是世界市场的形成以及西欧的崛起，至于人民生活的改善并未体现，故D项错误。 第17讲 两次工业革命和世界市场的最终形成课下达标练(时间：45分钟满分：85分)一、选择题(本大题共12题，每小题4分，共48分)116世纪到18世纪中期，英国逐渐形成一种现象，工人工资水平高得惊人，而煤炭的价格却极为便宜。于是，各行各业都绞尽脑汁来开发尽可能多投入资本，多消耗煤炭，少雇用工人的新技术。这一现象反映了英国()A行业垄断的初始形成B近代化启动对煤炭的依赖C劳资矛盾的日渐尖锐D动力革命启动的独特条件解析：选D。材料中16世纪到18世纪中期英国逐渐形成了工人工资高得惊人、煤炭价格却极为便宜的现象，于是各行各业想方设法投资开发出多消耗煤炭、少雇佣工人的新技术，此后以煤炭为能源，以机器代替工人劳动的蒸汽机的发明应运而生，可见动力革命的启动有其独特的条件，故D项正确；A、C两项在材料中无体现，应排除；材料并未反映近代化的启动，故B项错误。2珍妮纺纱机的发明者哈格里夫斯原是织工，骡机的发明者克伦普顿是个纺纱工兼织工，生产熟铁的搅拌法是工厂主科特和他的工头彼得奥尼恩斯发明的。这反映出工业革命初期()A科学和技术尚未真正结合B技术发明依赖于科学的新发现C手工工场主垄断了新技术D新技术传播进程缓慢而不平衡解析：选A。据材料“织工”“纺纱工兼织工”“工厂主科特和他的工头”等信息，可知第一次工业革命的发明者大都是技术娴熟的工人，反映了科学和技术尚未真正结合，故A项正确；据材料“织工”“纺纱工兼织工”“工厂主科特和他的工头”等信息，可知第一次工业革命反映了科学和技术并没有太直接的联系，故B项错误；C项与材料“珍妮纺纱机的发明者哈格里夫斯原是织工”等信息不符，故C项错误；材料与新技术传播进程无关，故D项错误。31660年代至1760年代，英国东部地区发生了农业技术革命。其中一项新技术叫做“四区轮作制”，即分别在农场的四块土地上种植芜菁、小麦、萝卜、大麦，四年里轮流更换，不让任何地块休闲，同时又能保持地力。这一革命()A推动英国工业化和城市化进程B促成英国实现粮食自给C导致英国东西部经济差距扩大D揭开英国圈地运动序幕解析：选A。材料中反映的是英国工业革命前的农业技术革命，这一做法提高了土地利用率，为英国的工业化奠定了基础，故A项正确；材料并未说明英国的粮食自给，故B项错误；材料仅仅说明东部进行农业技术革命并不是东西部经济发展的比较，故C项错误；英国的圈地运动是“羊吃人”的运动，它为工业革命的发展提供了大量的自由劳动力，与题目中农业生产技术革命无关，故D项错误。 4英国人大卫兰德斯曾说：“工厂是一种新的监狱，而时钟则成为新的狱卒。”对作者观点理解最准确的是()A工厂成了犯罪频发的地方B工厂模仿监狱的管理手段C批判垄断组织对个人的剥削D机器生产异化了工人生活解析：选D。A项与材料“工厂是一种新的监狱”意思不符，故A项错误；材料“工厂是一种新的监狱，而时钟则成为新的狱卒”主要体现工厂对工人的剥削与压迫，而不是模仿监狱的管理手段，故B项错误；材料“工厂是一种新的监狱”还不能说明已出现垄断组织，故C项错误；据材料“监狱”“狱卒”可知，工厂制度下，机器生产异