高中人教版 (2019)第四节 化学反应的调控课后测评

化学反应的调控

1.下列有关合成氨工业的说法正确的是(   )

A.的量越多，的转化率越大，因此，充入的越多越有利于的合成

B.恒容条件下充入稀有气体有利于的合成

C.工业合成氨的反应是熵增加的放热反应，在任何温度下都可自发进行

D.工业合成氨的反应是熵减小的放热反应，在常温时可自发进行

2.工业生产氨气的适宜条件中不包括(  )

A.用浓硫酸吸收产物                        B.用铁触媒作催化剂

C.温度为400~500℃                         D.压强为10~30MPa

3.对于合成氨反应，达到平衡后，下列说法正确的是(   )

A.升高温度，对正反应的反应速率影响更大

B.增大压强，对正反应的反应速率影响更大

C.减小反应物浓度，对逆反应的反应速率影响更大

D.加入催化剂，对逆反应的反应速率影响更大

4.工业合成氨：，一般采用770K左右的温度，其原因是(   )

①提高的转化率         ②适当提高氨的合成速率        ③提高氨的产率 ④催化剂在700K左右时活性最大

A.只有① B.②④ C.②③④ D.①②

5.如图为工业合成氨的流程图。图中为提高原料转化率采取的措施是(   )

A.①②③ B.①③⑤ C.②④⑤ D.②③④

6.下列有关合成氨工业的叙述，可用勒夏特列原理来解释的是(   )

A.使用铁触媒，使和混合气体有利于合成氨

B.高压比常压更有利于合成氨的反应

C.500℃左右比室温更有利于合成氨的反应

D.合成氨时采用循环操作，可提高原料的利用率

7.合成氨反应达到平衡时，的体积分数与温度、压强的关系如图所示，据此分析合成氨工业中最有前途的研究方向是(   )

A.提高分离技术                                          B.研制耐高压的合成塔

C.研制低温催化剂                                          D.探索不用和合成氨的新途径

8.在反应的平衡体系中，当恒温恒压条件下时刻分离出时，下列说法正确的是(   )

A.时刻后的速率变化如图所示 B.时刻后达到新平衡前

C.新平衡体系中的含量增大 D.的平衡转化率增大

9.据报道，在300℃、70MPa下由二氧化碳和氢气合成乙醇已成为现实：

，下列叙述错误的是(  )

A.使用Cu-Zn-Fe催化剂可大大提高生产效率

B.反应需在300℃下进行可推测该反应一定是吸热反应

C.充入大量气体可提高的转化率

D.从平衡混合气体中分离出和可提高和的利用率

10.某温度下，发生反应，的平衡转化率（α）与体系总压强（p）的关系如图所示。下列说法正确的是(   )

A.将和置于1 L密闭容器中发生反应，放出的热量为92.4 kJ

B.平衡状态由A到B时，平衡常数

C.上述反应在达到平衡后，增大压强，的转化率增大

D.升高温度，平衡常数K增大

11.目前工业上利用甲烷催化裂解生产不含一氧化碳和二氧化碳的清洁氢气。该过程多用铁、钴和镍等过渡金属纳米催化剂：，已知温度升高，甲烷的平衡转化率增大。下列有关说法不正确的是(   )

A.甲烷裂解属于吸热反应

B.在反应体系中加催化剂，反应速率增大

C.增大体系压强，不能提高甲烷的转化率

D.在1500℃以上时，甲烷的转化率很高，但几乎得不到C，是因为该反应为放热反应

12.常压下羰基化法精炼镍的原理为。230℃时，该反应的平衡常数。已知：的沸点为42.2℃，固体杂质不参与反应。

第一阶段：将粗镍与CO反应转化成气态；

第二阶段：将第一阶段反应后的气体分离出来，加热至230℃制得高纯镍。

下列判断不正确的是(   )

A.该反应达到平衡时，

B.第一阶段应选择稍高于42.2℃的反应温度

C.第二阶段，230℃时分解率较高

D.其他条件不变，增大，平衡正向移动，该反应的平衡常数不变

13.2018年是哈伯因发明用氮气和氢气合成氨的方法而获得诺贝尔奖100周年。和生成的反应为，在Fe的催化作用下的反应历程如下（*表示吸附态）

化学吸附：；。

表面反应：；。

脱附：。

其中，的吸附分解反应活化能高、反应速率慢，决定了合成氨的整体反应速率。请回答下列问题：

（1）有利于提高合成氨平衡产率的条件有             。

A.低温 B.高温 C.低压             D.高压                   E催化剂

（2）实际生产中，常用铁触媒作催化剂，控制温度为773K左右，压强为左右，原料气中和物质的量之比为1:2.8。分析说明原料气中过量的两个理由          。

（3）关于合成氨工艺的下列理解，正确的是         。

A.合成氨反应在不同温度下的和都小于零

B.当温度压强一定时，在原料气（和的比例不变）中添加少量惰性气体，有利于提高平衡转化率

C.易液化，不断将液氨移去，有利于反应正向进行

D.分离空气可得通过天然气和水蒸气转化可得原料气须经过净化处理，以防止催化剂中毒和发生安全事故

答案以及解析

1.答案：D

解析：A项，投料比为时，更有利于的合成；B项，恒容条件下，充入稀有气体对平衡无影响；C、D项，时反应自发进行，而合成氨反应的，故在常温条件下该反应能自发进行。

2.答案：A

解析：工业生产中，要求反应速率快，转化率高，从反应速率方面考虑应选择高效催化剂、升高温度，从转化率方面考虑应选择较高的压强，所以B、C、D都是工业生产氨气的适宜条件。

3.答案：B

解析：A项，合成氨反应的正反应是放热反应，升高温度，正、逆反应的反应速率都增大，但是升高温度对吸热反应的速率影响更大，即对逆反应的速率影响更大，错误；B项，合成氨的正反应是气体体积减小的反应，增大压强，对正反应的反应速率影响更大，正确；C项，减小反应物浓度，使正反应的速率瞬间减小，而生成物的浓度没有发生变化，故逆反应速率逐渐减小，即减小反应物浓度，对正反应的反应速率影响更大，错误；D项，加入催化剂，对正、逆反应的反应速率影响相同，错误。

4.答案：B

解析：工业合成氨：，正反应为放热反应，温度越低原料转化率越高，但是低温下反应速率较小，为提高氨的合成速率，温度不能太低，且催化剂在700K左右时活性最大，综合考虑转化率和反应速率，一般采用700K左右的温度。

5.答案：C

解析：工业合成氨的化学方程式为，是可逆反应，反应后气体体积减小，反应放热；依据合成氨的流程图，其中加压，平衡向气体体积减小的方向进行，提高反应物的转化率；液化分离出氨气，促进平衡正向进行，提高反应物的转化率；氮气和氢气的循环使用也可提高原料的转化率。

6.答案：B

解析：催化剂不影响化学平衡，A项错误；合成氨反应是放热反应，在低温下转化率高，合成氨工业采用500℃左右的温度是综合考虑了反应速率、转化率及催化剂的活性，C项错误；采用循环操作提高原料利用率不能用勒夏特列原理解释，D项错误。

7.答案：C

解析：由图可知，随着温度的升高而显著下降，即在低温条件下，的体积分数较高，但目前所用催化剂——铁触媒的活性最大时的温度在500 ℃左右，故最有前途的研究方向是研制低温催化剂。

8.答案：D

解析：分离出，使体系中的含量减小，则达到新平衡前，，平衡向正反应方向移动，故的平衡转化率增大。

9.答案：B

解析：使用催化剂可加快反应速率，从而提高生产效率，A项正确；加热可以加快化学反应速率，放热反应也可能在加热条件下进行，B项错误；充入大量气体可使平衡正向移动，提高的转化率，C项正确；从平衡混合气体中分离出和可促使平衡正向移动，从而提高和的利用率，D项正确。

10.答案：C

解析：该反应为可逆反应，加入的和不可能完全反应生成，所以反应放出的热量小于92.4 kJ，A项错误；从状态A到状态B，改变的是压强，温度未发生变化，所以平衡常数不变，B项错误；该反应是反应前后气体分子数减小的反应，增大压强平衡向正反应方向移动，的转化率增大，C项正确；升高温度，平衡逆向移动，K减小，D项错误。

11.答案：D

解析：根据温度升高，甲烷的平衡转化率增大，可知甲烷裂解属于吸热反应，A正确，D错误；催化剂能加快化学反应速率，B正确；甲烷发生裂解，反应后气体体积增大，故增大压强，平衡向逆反应方向移动，C正确。

12.答案：A

解析：同一化学反应中，反应速率之比等于对应物质的化学计量数之比，该反应达到平衡时，应满足，A错误；第一阶段得到气态，应选择稍高于42.2℃的反应温度，B正确：230℃时可得到高纯镍，说明此时分解率较高，C正确；通常情况下，平衡常数只与温度有关，温度不变，平衡常数不变，D正确。

13.答案：（1）AD

（2）原料气中相对易得，适度过量有利于提高的转化率；的吸附分解是决定反应速率的步骤，适度过量有利于提高整体反应速率

（3）ACD

解析：（1）是反应后气体体积减小的放热反应，低温有利于平衡正向移动，提高平衡产率，A正确、B错误；低压平衡逆向移动不利于提高平衡产率，C错误、D正确；催化剂只改变反应速率，不改变化平衡，不能提高平衡产率，E错误。

（2）原料气中相对易得，增加氮气的量有利于提高的转化率；的吸附分解是决定反应速率的步骤，氮气适度过量有利于提高整体反应速率。

（3）是反应后气体体积见效的放热反应，该反应在不同温度下的和都小于零，A正确；当温度、压强一定时，在原料气（和的比例不变）中添加少量惰性气体，总压强增大，反应物和生成物的浓度不变，平衡不移动，不能提髙平衡转化率，B错误；易液化，不断将液氨移去，有利于反应正向进行，C正确；合成氨的反应在合成塔中发生，原料气中的是从空气中分离得到的，原料气须经过净化处理，以防止催化剂中毒和发生安全事故，D正确。