高中化学人教版 (2019)选择性必修1第四节 化学反应的调控优秀课后测评

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第12讲化学反应的调控知识导航课前引入钢铁生产是十七世纪从英国开始的第一次产业革命的两大产业之一。高炉炼铁的主要反应是：Fe2O3+3CO2Fe+3CO2其中CO的反应是C+O2CO2  = 1 \* GB3 ①CO2+C2CO ②炼制1吨生铁所需焦炭的实际用量，远高于按照化学方程式计算所需的量，且从高炉炉顶出来的气体中含有没有利用的CO气体。开始，炼铁工程师们认为是因为CO与铁矿石接触不充分，于是设法增加高炉的高度。然而，令人吃惊的是，高炉增高后，高炉尾气中的比例竟然没有改变。这成了炼铁技术中的科学悬念。有关人士一直在探究其中的原因，直到十九世纪下半叶，法国科学家勒夏特列经过深入的研究，才将这一迷底解开。原来，产生上述现象的原因是反应②是一个可逆反应，并且至上而下发生在高炉中有焦炭的地方。后来的研究说明，在高炉中Fe2O3和CO反应也不能全部转化为Fe和CO2。那么，有什么方法可以对化学反应进行调控，让其尽可能多地转化为目标产物呢？知识精讲一、合成氨反应的原理分析工业合成氨是人类科学技术的一项重大突破，其反应如下：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g) ΔH＝－92.4 kJ·mol-1根据合成氨反应的特点，应如何选择反应条件，以增大合成氨的反应速率、提高平衡混合物中氨的含量？请填入下表。二、合成氨反应的数据分析下表的实验数据是在不同温度、压强下，平衡混合物中氨的含量的变化情况(初始时氮气和氢气的体积比是1：3)。思考与交流：合成氨的反应，应如何选择反应条件，以增大合成氨的反应速率、提高平衡混合物中氨的含量？思考与交流：综合上述两个方面，分析增大合成氨的反应速率与提高平衡混合物中氨的含量所应采取的措施是否一致。在实际生产中到底选择哪些适宜的条件呢?三、合成氨反应的条件调控思考与交流（1）工业上合成氨为什么不采用更高压强？（2）工业上合成氨为什么不采用更高温度？四、调控化学反应需考虑的问题1．反应限度：要考虑尽量增大反应物的__________，充分利用原料。2．反应速率：要选择较快的____________，提高单位时间内的产量。3．生产要求：要考虑设备的要求和技术条件。对点训练题型一：合成氨的条件调控【例1】在合成氨工业中，为增加NH3的日产量，下列操作与平衡移动无关的是（）A．不断将氨分离出来B．使用催化剂C．采用500 ℃左右的高温而不是700 ℃的高温D．采用2×107～5×107 Pa的压强【变1-1】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．高压比常压条件更有利于合成氨的反应C．700K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【变1-2】（双选）（2020·河北石家庄市·正定中学高二开学考试）2018年是合成氨工业先驱哈伯(P·Haber)获得诺贝尔奖100周年。N2和H2生成NH3的反应为：N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g) ΔH(298K)=-46.2kJ·mol-1。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ΔH和ΔS都小于零B．控制温度(773K)远高于室温，是为了保证尽可能高的平衡转化率和快的反应速率C．当温度、压强一定时，在原料气(N2和H2的比例不变)中添加少量惰性气体，有利于提高平衡转化率D．基于NH3有较强的分子间作用力可将其液化，不断将液氨移去，利于反应正向进行【例2】合成氨工业对化学工业和国防工业具有重要意义。工业合成氨生产示意图如图所示。(1)X的化学式为________。(2)图中条件选定的主要原因是________(填字母编号)。A．温度、压强对化学平衡的影响B．铁触媒在该温度时活性大C．工业生产受动力、材料、设备等条件的限制(3)改变反应条件，会使平衡发生移动。如图表示随条件改变，氨气的百分含量的变化趋势。当横坐标为压强时，变化趋势正确的是__________，当横坐标为温度时，变化趋势正确的是________(填字母编号)。【例3】（2020·全国高二课时练习）下表所列实验数据是在不同温度和压强下达到平衡状态时，混合物中的含量（体积分数）的变化情况[投料比（1）比较200℃和300℃时的数据，可判断出升高温度，平衡向_____（填“正反应”或“逆反应”）方向移动，合成氨的正反应为_________（填“吸热”或“放热”）反应。（2）根据平衡移动原理，合成氨的适宜条件是_________（填序号）A 高温、高压 B 高温、低压 C 低温、高压 D 低温、低压（3）500℃、时，的转化率为__________。（4）工业中实际生产氨时，考虑到浓度对化学平衡及反应速率的影响，常采取的措施有：__________。题型二：化学反应的条件调控【例4】（2020·全国高二课时练习）下列生活和生产中的做法或事实，与调控反应速率无关的是（）A．牛奶放在冰箱中冷藏B．使用加酶洗衣粉洗涤衣物C．汽车的橡胶轮胎中要添加抑制剂D．工业合成氨时，及时将氨气液化分离【例5】（2020·全国高二单元测试）是工业上制硝酸的重要反应，下列有关说法错误的是A．使用催化剂可以加快反应速率B．增大压强可以加快反应速率C．达到平衡时，V(正)＝V(逆)D．增大O2的浓度可以使NH3全部转变为NO【例6】（2022·河北高三开学考试）一种新型煤气化燃烧集成制氢发生的主要反应如下：Ⅰ.Ⅱ.Ⅲ.Ⅳ.副反应：Ⅴ.Ⅵ.回答下列问题：（1）已知反应Ⅰ、Ⅱ的平衡常数、随温度的变化如图1、图2所示。①由反应Ⅴ和反应Ⅵ可知，_______；反应Ⅰ的_______(填“>”或“