工业上合成氨的反应,除了用铁触媒作催化剂 - 考试试题及答案解析 - 读趣百科
单选题

工业上合成氨的反应,除了用铁触媒作催化剂外,对温度和压强的选择正确的是(  )

A
常温、常压
B
高温、高压
C
常温、高压
D
高温、低压

题目答案

B

答案解析

分析:

根据影响化学反应速率的因素:温度、浓度、压强、催化剂、接触面积;影响化学平衡移动的因素:温度、浓度、压强等知识结合实际工业生产来回答.

解答:

解:工业上合成氨的生产中采用400~500℃的高温,原因之一是考虑催化剂的活性,其二是为了提高反应速率,缩短达到平衡的时间;采用30~50MPa的压强,是为了保证较高的反应速率和较高的产率以及设备的耐压程度来考虑的.

故选B.

点评:

本题考查学生影响化学反应速率、以及化学平衡移动的因素,结合工业合成氨知识来考查,使得化学和实际联系更密切,难度不大.

举一反三
单选题

下列事实不能用勒夏特列原理来解释的是(  )

A
加压有利于SO$_2$与O$_2$反应生成SO$_3$
B
用过量空气煅烧硫铁矿可以提高原料的利用率
C
加入催化剂都能使合成氨的反应速率加快
D
温度过高对合成氨反应不利

题目答案

C

答案解析

分析:

首先明确勒夏特列原理是判断影响平衡移动的因素的改变对平衡移动的影响,如果条件改变不影响平衡移动就不能用其解释.

解答:

解:A、加压能够使二氧化硫的催化氧化向条件减小的正反应方向移动,故A正确;

B、过量空气能够使反应物更多的转化为生成物,故B正确;

C、催化剂不影响平衡移动,故C错误;

D、合成氨是吸热反应,温度过高使平衡向吸热的逆向移动,故D正确;

故选C.

点评:

本题考查了勒夏特列原理的利用,注意影响平衡移动的因素只有温度、浓度、压强.

单选题

下列有关工业合成氨的说法不能用平衡移动原理解释的是(  )

A
不断补充氮气和氢气
B
选择20MPa-50MPa的高压
C
及时液化分离氨气
D
选择500℃左右的高温同时使用铁触媒做催化剂

题目答案

D

答案解析

分析:

平衡移动原理为:如果改变影响平衡的一个条件(如浓度、压强或温度等),平衡就向能够减弱这种改变的方向移动,平衡移动原理适用的对象应存在可逆过程,如与可逆过程无关,则不能用平衡移动原理解释,平衡移动原理对所有的动态平衡都适用,据此进行判断.

解答:

解:A.增大氮气和氢气的浓度,反应物浓度增大,化学平衡向着正向移动,所以可以用平衡移动原理解释,故A错误;

B.N$_2$+3H$_2$⇌2NH$_3$是一个反应前后气体体积减小的可逆反应,增大压强,平衡正向移动,所以可以用平衡移动原理解释,故B错误;

C.将氨液化分离,降低生成物浓度,平衡正向移动,所以可以用平衡移动原理解释,故C错误;

D.催化剂只改变化学反应速率,不改变平衡移动,使用铁触媒不能用平衡移动原理解释;且该反应为放热反应,温度越低越有利于平衡向着正向移动,所以该条件不能用平衡移动原理解释,故D正确;

故选D.

点评:

本题考查化学平衡移动原理,为高频考点,题目难度中等,明确化学平衡移动原理内涵及适用范围是解本题关键,注意平衡移动原理只适用于“改变条件时能引起平衡移动的化学反应”.

单选题

下列关于工业合成氨的叙述正确的是(  )

A
合成氨工业温度选择为700K左右,只要是为了提高NH$_3$产率
B
使用催化剂和施加高压,都能提高反应速率,但对化学平衡状态无影响
C
合成氨生产过程中将NH$_3$液化分离,可提高N$_2$、H$_2$的转化率
D
合成氨工业中为了提高氢气的利用率,可适当增加氢气浓度

题目答案

C

答案解析

分析:

A、合成氨反应为放热反应;

B、正反应是气体体积缩小的反应,所以增大压强平衡正移;

C、减少生成物的浓度平衡正向移动;

D、增加一种反应物的浓度提高另一种物质的转化率,而本身转化率降低.

解答:

解:A、合成氨反应为放热反应,温度较高不利于提高原料利用率,故A错误;

B、催化剂和高压能加快反应速率,增大压强平衡正移,催化剂对平衡无响应,故B错误;

C、减少生成物的浓度平衡正向移动,所以将NH$_3$液化分离,可提高N$_2$、H$_2$的转化率,故C正确;

D、增加一种反应物的浓度提高另一种物质的转化率,而本身转化率降低,所以合成氨工业中为了提高氢气的利用率,可增加氮气的浓度,故D错误;

故选C.

点评:

本题考查了合成氨条件的选择,侧重于催化剂和压强对速率和平衡的影响,题目较简单.

单选题

工业上合成氨时一般采用700K左右的温度,其原因是(  )

①提高合成氨的速率 ②提高氢气的转化率③提高氨的产率 ④催化剂在700K时活性最大.

A
只有①
B
①②
C
②③④
D
①④

题目答案

D

答案解析

分析:

N$_2$+3H$_2$⇌2NH$_3$ △H<0,该反应是放热的可逆反应,要使平衡向正反应方向移动,应降低温度,但温度过低反应速率过小,不利于工业生成效益;温度越高,反应速率越大,所以应适当升高温度,使反应速率增大;使用催化剂也能增大反应速率,但在700℃左右时催化剂的活性最大,所以选择采用700℃左右的温度,以此解答.

解答:

解:合成氨发生:N$_2$+3H$_2$⇌2NH$_3$ △H<0,

升高温度可增大反应速率,提高产量,故①正确;

该反应的正反应为放热反应,升高温度不是提高氢气的转化率,或氨气的产率,故②③错误;

该温度时,催化剂的活性最大,有利于增大反应速率,提高产量,故④正确.

故选D.

点评:

本题考查化学平衡知识,侧重于化学与生产的关系的考查,有利于培养学生的良好科学素养和提高学习的积极性,难度不大.

单选题

如图是恒温下某化学反应的反应速率随反应时间变化的示意图.下列叙述与示意图不相符合的是(  )

A
反应达平衡时,正反应速率和逆反应速率相等
B
该反应达到平衡态Ⅰ后,增大反应物浓度,平衡发生移动,达到平衡态Ⅱ
C
该反应达到平衡态后,减小反应物浓度,平衡发生移动,达到平衡态Ⅱ
D
同一种反应物在平衡态Ⅰ和平衡Ⅱ时浓度不相等

题目答案

C

答案解析

分析:

由图可知,该反应从正反应一端开始,正逆反应速率相等时为状态Ⅰ,然后,该反应向正反应方向移动,正反应速率大于逆反应速率,且改变条件的一瞬间逆反应速率不变,以此来解答.

解答:

解:A.由平衡的特征可知,反应达平衡时,正反应速率和逆反应速率相等,故A正确;

B.该反应达到平衡态Ⅰ后,增大反应物浓度,一瞬间正反应速率增大,逆反应速率不变,平衡正向移动,达到平衡态Ⅱ,故B正确;

C.该反应达到平衡态后,减小反应物浓度,平衡应逆向移动,逆反应速率大于正反应速率,与图象矛盾,故C错误;

D.该反应达到平衡态Ⅰ后,改变条件使反应继续正向移动达到平衡态Ⅱ,所以同一种反应物在平衡态Ⅰ和平衡Ⅱ时浓度不相等,故D正确;

故选C.

点评:

本题考查化学反应速率与化学平衡的图象,明确图象中状态Ⅰ到平衡态Ⅱ正反应速率大于逆反应速率及瞬间逆反应速率不变时解答本题的关键,题目难度中等.

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