魯科版（2019）選擇性必修1《2.4 化學(xué)反應(yīng)條件的優(yōu)化——工業(yè)合成氨》2023年同步練習(xí)卷（9）

一、選擇題

• 1．合成氨廠所需H₂可由焦炭與水反應(yīng)制得，其中有一步反應(yīng)為CO（g）+H₂O（g）═CO₂（g）+H₂（g）△H＜0欲提高CO轉(zhuǎn)化率，可采用的方法是（　?。?br />①降低溫度；②增大壓強(qiáng)；③使用催化劑；④增大CO濃度；⑤增大水蒸氣濃度．

  A．①②③

  B．④⑤

  C．①⑤

  D．⑤
  組卷：102引用：14難度：0.9

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• 2．在容積可變的密閉容器中，2mol N₂和8mol H₂在一定條件下發(fā)生反應(yīng)，達(dá)到平衡時(shí)，H₂的轉(zhuǎn)化率為30%，則平衡時(shí)氮?dú)獾捏w積分?jǐn)?shù)為（　?。?/h2>

  A．12.0%

  B．14.3%

  C．19.0%

  D．66.7%
  組卷：7引用：3難度：0.7

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• 3．工業(yè)上合成氨時(shí)一般采用500℃左右的溫度，其原因是（　?。?br />①適當(dāng)提高氨的合成速率
  ②提高H₂的轉(zhuǎn)化率
  ③提高氨的產(chǎn)量
  ④催化劑在500℃時(shí)的活性最大

  A．只有④

  B．①②

  C．①③④

  D．①④
  組卷：41引用：4難度：0.8

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• 4．CO和NO都是汽車尾氣中的有害物質(zhì)，它們之間能緩慢地發(fā)生如下反應(yīng)：2NO（g）+2CO（g）?N₂（g）+2CO₂（g）△H＜0，現(xiàn)利用此反應(yīng)，擬設(shè)計(jì)一種環(huán)保裝置，用來(lái)消除汽車尾氣對(duì)大氣的污染，下列設(shè)計(jì)方案可以提高尾氣處理效果的是（　　）
  ①選用適當(dāng)?shù)拇呋瘎、谔岣哐b置溫度?、劢档脱b置的壓強(qiáng)?、苎b置中放入堿石灰．

  A．①③

  B．②④

  C．①④

  D．②③
  組卷：31引用：12難度：0.9

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• 5．常壓下羰基化法精煉鎳的原理為：Ni（s）+4CO（g）═Ni（CO）₄（g）△H＜0   230℃時(shí)，該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=2×10^-5．已知：Ni（CO）₄的沸點(diǎn)為42.2℃，固體雜質(zhì)不參與反應(yīng)。
  第一階段：將粗鎳與CO反應(yīng)轉(zhuǎn)化成氣態(tài)Ni（CO）₄；
  第二階段：將第一階段反應(yīng)后的氣體分離出來(lái)，加熱至230℃制得高純鎳。
  下列判斷錯(cuò)誤的是（　?。?/h2>

  A．第一階段，選擇反應(yīng)溫度應(yīng)高于42.2℃

  B．第一階段增加c（CO），平衡向正向移動(dòng)，反應(yīng)的平衡常數(shù)不變

  C．第二階段，Ni（CO）4幾乎完全分解

  D．第二階段，及時(shí)分離出Ni,有利于平衡移動(dòng)
  組卷：29引用：4難度：0.7

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二、解答題

• 15．科學(xué)家一直致力于研究常溫、常壓下“人工固氮”的新方法．曾有實(shí)驗(yàn)報(bào)道：在常溫、常壓、光照條件下，N₂在催化劑（摻有少量Fe₂O₃的TiO₂）表面與水發(fā)生反應(yīng)，生成的主要產(chǎn)物為NH₃．進(jìn)一步研究NH₃生成量與溫度的關(guān)系，部分實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)見(jiàn)下表（光照、N₂、壓強(qiáng)1.0×10⁵ Pa、反應(yīng)時(shí)間3h）：
  

  T/K	303	313	323	353
  NH3生成量 /10-6 mol	4.8	5.9	6.0	2.0

  相應(yīng)的熱化學(xué)方程式如下：N₂（g）+3H₂O（l）?2NH₃（g）+

  3

  2

  O₂（g）△H=+765.2kJ?mol^-1
  回答下列問(wèn)題：
  （1）請(qǐng)畫(huà)出上述反應(yīng)在有催化劑與無(wú)催化劑兩種情況下反應(yīng)過(guò)程中體系能量變化的示意圖，并進(jìn)行必要標(biāo)注．
  （2）與目前廣泛使用的工業(yè)合成氨方法相比，該方法固氮反應(yīng)速率慢．請(qǐng)?zhí)岢隹商岣咂浞磻?yīng)速率且增大NH₃生成量的建議：（寫(xiě)兩點(diǎn)）

   

  ；

   

  ．
  （3）工業(yè)合成氨的反應(yīng)為N₂（g）+3H₂（g）高溫、高壓催化劑
  2NH₃（g）．設(shè)在容積為2.0L的密閉容器中充入0.60mol N₂（g）和1.60mol H₂（g），反應(yīng)在一定條件下達(dá)到平衡時(shí)，NH₃的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)（NH₃的物質(zhì)的量與反應(yīng)體系中總的物質(zhì)的量之比）為

  4

  7

  ．
  計(jì)算：①該條件下N₂的平衡轉(zhuǎn)化率為

   

  （保留一位小數(shù)）．
  ②該條件下反應(yīng)2NH₃（g）高溫、高壓催化劑N₂（g）+3H₂（g）的平衡常數(shù)

   

  ．
  ③若反應(yīng)溫度不變，假如在容積為2.0L的密閉容器中起始充入0.40mol N₂（g）和0.40mol H₂（g），反應(yīng)3min時(shí)測(cè)得體系壓強(qiáng)為原來(lái)的

  3

  4

  ，這段時(shí)間H₂的平均反應(yīng)速率為

   

  ．
  組卷：12引用：2難度：0.5

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• 16．合成氨技術(shù)的創(chuàng)立開(kāi)辟了人工固氮的重要途徑，其研究來(lái)自正確的理論指導(dǎo)，合成氨反應(yīng)的平衡常數(shù)K值和溫度的關(guān)系如下：
  

  溫 度（℃）	360	440	520
  K值	0.036	0.010	0.0038

  （1）①寫(xiě)出工業(yè)合成氨的化學(xué)方程式

   

  ．
  ②由上表數(shù)據(jù)可知該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，理由是

   

  ．
  ③理論上，為了增大平衡時(shí)H₂的轉(zhuǎn)化率，可采取的措施是

   

  ．（填序號(hào)）
  a.增大壓強(qiáng)              b.使用合適的催化劑
  c.升高溫度              d.及時(shí)分離出產(chǎn)物中的NH₃
  （2）原料氣H₂可通過(guò)反應(yīng) CH₄（g）+H₂O （g）═CO（g）+3H₂（g） 獲取，已知該反應(yīng)中，當(dāng)初始混合氣中的 

  n

  （

  H

  2

  O

  ）

  n

  （

  C

  H

  4

  ）

   恒定時(shí)，溫度、壓強(qiáng)對(duì)平衡混合氣CH₄含量的影響如圖所示：
  ①圖中，兩條曲線表示壓強(qiáng)的關(guān)系是：P₁

   

  P₂（填“＞”、“=”或“＜”）．
  ②該反應(yīng)為

   

  反應(yīng)（填“吸熱”或“放熱”）．
  （3）原料氣H₂還可通過(guò)反應(yīng)CO（g）+H₂O（g）═CO₂ （g）+H₂（g） 獲?。?br />①T℃時(shí)，向容積固定為5L的容器中充入1mol水蒸氣和1mol CO，反應(yīng)達(dá)平衡后，測(cè)得CO的濃度為0.08mol?L^-1，則平衡時(shí)CO的轉(zhuǎn)化率為

   

  ，該反應(yīng)平衡常數(shù)的表達(dá)式為

   

  ．
  ②保持溫度仍為T(mén)℃，改變水蒸氣和CO的初始物質(zhì)的量之比，充入容器進(jìn)行反應(yīng)，下列描述能夠說(shuō)明體系處于平衡狀態(tài)的是

   

  （填序號(hào)）．
  a.容器內(nèi)壓強(qiáng)不隨時(shí)間改變
  b.混合氣體的密度不隨時(shí)間改變
  c.單位時(shí)間內(nèi)生成a mol CO₂的同時(shí)消耗a mol H₂
  d.混合氣中n （CO）：n （H₂O）：n （CO₂）：n （H₂）=1：1：1：1．
  組卷：8引用：3難度：0.3

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