鲁科版选修4第二章第四节 化学反应条件的优化-工业合成氨（练习）

第四节 化学反应条件的优化--工业合成氨
当堂检测
1、对于合成氨工业，只从提高原料转化率看，从下列条件中选择最适宜的组合是（ ）
①高温 ②低温 ③低压 ④高压 ⑤催化剂 ⑥加氨 ⑦除氨
A.②④⑤ B.②④⑦ C.①④⑤ D.②③⑥
2、在一定条件下，可逆反应N2+3H22NH3 △H＜0达到平衡，当单独改变下列条件后，有关叙述错误的是（ ）
A．加入催化剂V正、V逆都发生变化，且变化的倍数相等
B．加压，V正、V逆都增大，且V正增大的倍数大于V逆增大的倍数
C．降温，V正、V逆都减小，且V正减少倍数大于V逆减少倍数
D．加入氩气，V正、V逆都增且V正增大倍数大于V逆增大倍数
3、合成氨所需的H2由炭和水蒸气反应制得，其中一步反应为CO+H2O（g）CO2+H2 △H＜0，欲使CO的转化率提高，同时提高H2的产率，可以采取的措施是（ ）
A．增大水蒸气的浓度 B．升高温度 C．增大CO浓度 D．增大压强
4、在一定温度和压强下，在密闭容器中充入H2、N2、NH3，开始时其物质的量之比为3：1：1，反应达平衡后，H2、N2、NH3的物质的量之比为9：3：4，则此时N2的转化率为（ ）
A．10% B．20% C．15% D．30%
5、在一定条件下，2NH33H2+N2达到平衡时，NH3的转化率为50%，此时平衡混合气的密度与NH3未分解时的密度之比为（ ）
A．1：1 B．2：3 C．3：2 D．2：1
6、在密闭容器中进行如下反应已达平衡，N2+3H22NH3 △H＜0，其他条件不变时，若将平衡混合物中各物质的浓度都增大到原来的2倍，则下列说法中正确的是（ ）
A．平衡不移动 B.平衡向正方向移动 C.平衡向逆反应方向移动 D.NH3的百分含量增加
7、在一定条件下，进入氨合成塔的混合气体中含N2的体积分数为22%，含H2的体积分数为78%，经过合成反应达到平衡后，在相同的温度和压强下，气体的体积缩小至原体积的95%，N2的转化率与下面接近的数值是（ ）
A.12.5% B.11.4% C.10.5% D.9%
8、工业合成氨反应是700K左右进行的，这主要原因是（ ）
A、700K时此反应速率最快
B、700K时氨的平衡浓度最大
700K时氨的转化率最高
700K该反应的催化剂能发挥最大的作用
9、下列所述情况表示合成氨反应达到平衡状态的是（）
A.H2的消耗速率与NH3的生成速率之比为3：2
B.混合气体的平均相对分子质量不再改变
C.N2的生成速率与NH3的生成速率之比为1：2
D.密闭容器中H2、N2、NH3的物质的量之比为3：1：2
10、在一密闭容器中，用等物质的量的A和B发生如下反应：
A(气)+2B(气) 2C(气)
反应达到平衡时。若混合气体中A和B的物质的量之和与C的物质的量相等，则这时A的转化率为（ ）
A 70% B.40% C.50% D.60%
11、对某一可逆反应来说，使用催化剂的作用是（ ）
提高反应物的平衡转化率
以同样程度改变正逆反应的速率
增大正反应速率，减小逆反应速率
改变平衡混合物的组成
12、在密闭容器内，使1mol N2 3mol H2混合发生下列反应：3H2+N22NH3 △H＜0
（1）当反应达到平衡时，N2和H2的浓度比是______。
（2）保持体积不变，升高温度时，混合气体的平均式量_____，密度_____。
（3）当达到平衡时，充入Ar气，并保持体积不变，平衡将_______移动。
（4）当达到平衡时，充入Ar气，并保持压强不变，平衡将______移动。
（5）当达到平衡时，充入N2并保持压强不变，平衡将________移动。
（6）当达到平衡时，将c（N2）、c（H2）、c（NH3）同时增大1倍，平衡将____移动。
13、在一定条件下把3 mol N2和3 mol H2通入一个容积一定的密闭容器中，发生如下反应:N2+3H22NH3，当达到平衡时容器内气体的压强为PO。若在上述完全相同的容器中，保持温度不变，通入1 mol NH3和_______mol N2，_______mol H2也能使容器的压强为P0。平衡时N2的物质的量的取值范围是_______mol，NH3的取值范围是______，达到平衡时,H2和NH3均为1.5mol是否可能？_______。
14、在体积相同的四个容器，按下列要求充入各气体，并加入适当催化剂，①1 mol N2+3 mol H2 ②2 mol N2+3mol H2 ③1 mol H2+4 mol H2 ④1mol N2+4mol H2+0.5mol NH3在700K时分别建立平衡，四种情况下H2的转化率由大到小的顺序是_______。
15、合成氨反应，在一定条件下密闭容器中加入a molN2,b molH2，达到平衡时生成c molNH3，则消耗N2的物质的量为______,消耗H2的物质的量为_______，N2的转化率为_______，若反应过程中保持恒定体积，恒定温度，则平衡容器内压强是原压强的______倍，容器中剩余N2的物质的量为______mol。
16、N2与H2以2：5的体积比混合，在一定条件下于密闭容器中合成氨，达到平衡时测得反应混合气的平均相对分子质量为12，求H2的转化率。
17、在400℃，1.01X105Pa时，将SO2和14molO2 压入一个装有催化剂的VL密闭反应器中，发生2SO2+O22SO3的反应，并且在10min后达到平衡时，测得容器内有2molSO2和12molO2:
（1）SO2的起始浓度为_______，SO3（气）的平衡浓度为_________；
（2）SO2的转化率为________，O2的平均反应速率为________；
（3）平衡时SO3（气）占总体积的百分数为__________，此时体系压强为反应起始时体系压强的________倍；
（4）达平衡后再加入2molSO2、12molO2和4molSO3(气)，此时正反应速率将_______，逆反应速率将_______，平衡_______移动。
课后达标
1、在一定条件下将含1molNH3的体积不变的密闭容器加热，发生反应2NH3N2+3H2，一段时间后达到平衡，此时NH3的体积分数为x%。若在该容器中再加入1molNH3后密封，加热到相同温度，使反应达到平衡，设此时NH3的体积分数为y%,则x和y的关系正确的是（ ）
A.x﹤y B. x＞y C. x=y D. x≧y
2、将V1L的H2和V2L的N2在一定条件下发生反应，达到平衡后，混合气体总体积为V3L（气体体积均在相同条件下测定），则生成NH3的体积是（ ）
A.(V1+V2-V3)L B.(V1+V2+V3)L C.(V1+V2-2V3)L D.[V3-(V1+V2)]L
3、在一定条件下，合成氨反应达到平衡后，混合气体中NH3的体积分数为25%。若反应前后条件保持不变，则反应后缩小的气体体积与原反应物体积的比值是（）
A.1/5 B.1/4 C.1/3 D.1/2
4、CO2和H2的混合气体加热到850℃时，可建立下列平衡：
CO2+H2CO+H2O
在一定温度下，反应平衡时有90%的氢气变成水，已知平衡常数K=1，则原混合气体中CO2和H2的分子数之比是: ( )
A. 1:1 B.5:1 C.9:1 D.1:10
5、将一定质量的Ag2SO4固体置于容积不变的容器中，在某温度下发生了下列反应：
Ag2SO4(s) Ag2O(s)+SO3(g), 2SO3(g) 2SO3(g)+O2(g),经10min后，反应达到平衡时，c(SO3)=0.4mol/L，c(SO2)=0.1mol/L，则下列陈述不正确的是（）
A.SO3的分解率为20%21世纪教育网
B 10min内v(O2)=0.005mol/(L．min)
C容器内气体的密度为40g/L
D 加压,容器内固体的质量不变
6、在一定条件下，在容积为2L的密闭容器中，将2molL气体和3molM气体向混合，发生如下反应：2L(气)+3M(气) xQ(气)+3R(气)，4s后该反应达到平衡时，生成2.4molR，并测得Q的反应速率为0.1mol/(L·s),下列有关叙述正确的是（ ）
A..x的值为2
B.混合气体的密度变大
C.L的转化率为80%
D.平衡时M的浓度为0.6mol/L
7、取1molA和a molB，按反应：A (g)+aB(g) bC(g)经性反应，在同温同压时，当A的转化率为50%时，测得混合气体的密度为原来的4/3。则a、b的值可能是（ ）
A.a=1,b=1 B.a=3,b=3 C.a=2.b=3 D.a=3,b=2
8、向一个容积为5L的密闭容器中充入NH3和O2，它们的物质的量之比为1：2，发生如下反应: 4NH3+5O24NO+6H2O(g)。
（1）上述反应在一定条件下2min后达到平衡，NH3为2mol，NH3的转化率为20%。所以NO的浓度变化表示该反应的平均反应速率为______，O2的平衡浓度为_____。
（2）在达到平衡后，加入相当于原组成气体1倍的惰性气体。如果容器的体积不变，平衡_____移动，如果总压强保持不变，平衡_____移动。
9．一定温度下，向某密闭容器中充入1 mol N2 和3molH2， 使之反应合成NH3，平衡后，测得NH3 的体积分数为m，若温度不变，只改变起始加入量，使之重新达到平衡后，NH3的体积分数仍为m。若用x,y,z表示N2.H2和NH3起始加入的物质的量，则应满足：
⑴温度，体积恒定时，若x=0,y=0,则z=
⑵温度温度体积恒定时，若x=0.75mol,则y= z=
温度压强恒定时，若x=0.75mol, 则y= ，z应满足
(3)温度，压强恒定时，x,y,z应满足的关系是：
10、在体积为VL的容器里加入一定量的气体A和B，加热使其发生如下反应，mA(气)+nB(气) pC(气)+qD(气) ,经ts后达到平衡，测得平衡混合气体中A为xmol,B为ymol,C为zmol。求：（1）反应前加入容器中A、B两种气体的物质的量分别为_________和_______；
（2）在ts内，反应速率VA:VB:VC:VD_______;
（3）若各个物质的量不变，减小容器的体积会降低D的产量，则m、n与p、q的关系是________;
（4）当A、B充入容器后，加热到反应发生立即停止加热，反应仍能继续进行，达平衡时，若降低温度，则A的转化率将会_________。
当堂检测 答案
1、B 2、CD 3、A 4、A 5、B 6、BD 7、B 8、D 9、BC 10、B 11、B
12、（1）1：3 （2）减少 不变 （3）不 （4）逆向 （5）正向 （6）正向
13、2.5 1.5 2～3 0～2 不可能
14、②①③④
15、c/2mol、3c/2mol、c/2a×100%、（a+b-c）/(a+b)、a-(c/2)
16、设平衡时转化掉H2为3xmol
N2+3H2=2NH3
开 2 5 0
平(2-x)(5-3x) 2x
M=(28×2+2×5)/(7-2x)=12
解得：x=3/4
则H2的转化率为：H2%=3x/5×100%=(3/4×3)/5×100%=45%
17、(1)6/Vmol·L-1，4/Vmol·L-1
(2)66.67%, 0.2/Vmol·L-1·min-1
(3)22.22%,0.9倍
(4)增大,增大,向右(或正反应方向)
课后达标
1、A 2、A 3、A 4、C 5、D 6、B、C
7、A、D
8、(1)0.05mol/(L·min);0.875mol/L
(2)不；正。
9．(1)2mol (2) 2.25mol 0.5mol 2.25mol z≧0 (3) x:y=1:3 z≧0
10、(1)(2m/p+x)mol (zn/p+y)mol (2)m:n:p:q (3)m+n[来源:21世纪教育网]
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