【全程学习方略】高中化学 2.4 化学反应条件的优化 工业合成氨课时提能演练 鲁科版选修4(1).doc

【全程学习方略】2014版高中化学 2.4 化学反应条件的优化 工业合成氨课时提能演练 鲁科版选修4 (30分钟 50分)一、选择题(本题包括7小题，每小题3分，共21分)1.不能用化学平衡移动原理说明的事实是( )a.合成氨在高压下进行是有利的b.温度过高对合成氨不利c.使用催化剂能使合成氨速率加快d.及时分离从合成塔中出来的混合气，有利于合成氨2.(双选)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的浓度比原平衡的大，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，缩小容器体积，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3.可逆反应n2(g)+3h2(g)2nh3(g) h0，达到平衡后，为了使氢气的转化率增大，下列选项中采用的三种方法正确的是( )a.升高温度、降低压强、增加氮气b.降低温度、增大压强、加入催化剂c.升高温度、增大压强、增加氮气d.降低温度、增大压强、分离出部分氨气4.(2012衡水高二检测)在一定温度下，向一个2 l的真空密闭容器中事先装入催化剂，通入1 mol n2和3 mol h2，经过一段时间后，测得容器内压强为反应起始的0.9倍，在此时间内以h2表示的平均速率为0.1 moll-1min-1,则所经过的时间是( )a.5 minb.4 minc.3 mind.2 min5.合成氨工业对国民经济和社会发展具有重要的意义。对于密闭容器中的反应：n2(g)+3h2(g)2nh3(g)，673 k，30 mpa下，n(nh3)和n(h2)随时间变化的关系如下图所示。下列叙述正确的是( )a点a的正反应速率比点b的小b点c处反应达到平衡c点d(t1时刻)和点e(t2时刻)处n(n2)不一样d其他条件不变，773 k下反应至t1时刻，n(h2)比上图中d点的值大6.(2012杭州高二检测)对于可逆反应n2(g)+3h2(g)2nh3(g) hp2，压强增大时，平衡正向移动，氨气的体积分数增大，不符合；b项，合成氨反应正向放热，温度升高平衡逆向移动，氮气的转化率变小，不符合；c项，向平衡体系中加氮气，反应速率加快，平衡正向移动，符合；d项，催化剂能缩短反应达到平衡时间，不符合。7.【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，再缩小容积跟前者的相同，此时平衡正移，n(nh3)增大，即n(nh3)1.2 mol。【方法技巧】常见的等效平衡题的解题方法(1)先判断条件，根据条件确定等效平衡的性质。(2)再根据条件选择投料比。(3)根据化学平衡计算的三段式的计算方法进行相关的计算。(4)给出最终答案或选项。8.【解析】(1)t时刻时，nh3生成6 moln2 + 3h22nh3初始： a b 0t时刻： 13 9 6转化： a-13 b-9 6所以：a-13=3,a=16(2)平衡时n(nh3)=(716.825%)/22.4=8 (mol)。(3)由化学方程式知生成8 mol nh3需消耗n2 4 mol，h212 mol最后剩余n216-4=12 (mol)剩余h2为716.8/22.4812=12 (mol)则开始通入h2为：b=12+12=24 (mol)所以ab=1624=23(4)平衡时：n(n2)n(h2)n(nh3)=12128=332。答案：(1)16(2)8 mol (3)23(4)3329【解析】(1)根据题意，生成2 mol nh3所放出的热量为46.2 kj2=92.4 kj，该反应的热化学方程式为n2(g)+3h2(g)2nh3(g) h=-92.4 kjmol-1。由于合成氨的反应是一个可逆反应，1 mol n2和3 mol h2反应不可能完全转化为nh3，所以放出的热量总小于92.4 kj。(2)从合成塔出来的混合气体中氨的体积分数小于理论值，其根本原因是反应没有达到平衡状态。(3)若投料比为12.8，相当于增加了n2的用量，可以提高h2的转化率。n2(g) + 3h2(g) 2nh3(g)起始量 1 2.8 0变化量 x 3x 2x平衡量 1-x 2.8-3x 2x根据题意：解得x0.248。n2、h2的转化率之比答案：(1)n2(g)+3h2(g)2nh3(g) h=-92.4 kjmol-1合成氨的反应是一个可逆反应，1 mol n2和3 mol h2反应不可能完全转化为nh3(2)d(3)h2增加相对廉价原料n2的用量，提高相对贵重原料h2的转化率，降低生产成本11.0710.【思路点拨】解答本题注意以下两点：(1)分析新平衡时nh3的物质的量浓度的取值范围时注意温度与图中温度不同；(2)画第5分钟末到新平衡时nh3浓度的变化曲线时注意5分钟时nh3的浓度。【解析】从反应开始到平衡时用时4分钟，nh3的物质的量浓度变化了0.1 moll -1，v(nh3)为0.025 moll-1min-1；此时氢气反应了0.3 mol，转化率为50%；初始n2和h2的物质的量分别是0.2 mol、0.6 mol，平衡时nh3的物质的量介于0 mol0.4 mol之间，浓度介于0 moll-10.2 moll-1之间；而且温度与图中平衡温度不同，所以，nh3的物质的量浓度也不可能是0.10 moll-1；将容器的体积缩小