課時作業(yè)14化學(xué)反應(yīng)條件的優(yōu)化——工業(yè)合成氨[基礎(chǔ)過關(guān)練]1．對于合成氨反應(yīng)N2(g)＋3H2(g)?2NH3(g)ΔH＝－92.4kJ·mol－1，達到平衡后，以下分析正確的是()A.升高溫度，對正反應(yīng)的反應(yīng)速率影響更大B.增大壓強，對正反應(yīng)的反應(yīng)速率影響更大C.減小反應(yīng)物濃度，對逆反應(yīng)的反應(yīng)速率影響更大D.加入催化劑，對逆反應(yīng)的反應(yīng)速率影響更大2．N2(g)＋3H2(g)?2NH3(g)ΔH＜0，向容器中通入1molN2和3molH2，當反應(yīng)達到平衡時，下列措施能提高N2轉(zhuǎn)化率的是()①降低溫度②維持溫度、容積不變，按照物質(zhì)的量之比為1∶3再通入一定量的N2和H2③增加NH3的物質(zhì)的量④維持恒壓條件，通入一定量惰性氣體A.①④B．①②C.②③D．③④3．工業(yè)合成氨反應(yīng)中，使用催化劑和施以高壓，下列敘述正確的是()A.都能提高反應(yīng)速率，都對化學(xué)平衡狀態(tài)無影響B(tài).都對平衡狀態(tài)有影響，都不影響達到平衡狀態(tài)所用的時間C.都能縮短達到平衡狀態(tài)所用的時間，只有加壓對化學(xué)平衡狀態(tài)有影響D.催化劑能縮短反應(yīng)達到平衡狀態(tài)所用的時間，而加壓無此作用4．下列說法中正確的是()A.合成氨反應(yīng)選擇在400～500℃進行的重要原因是催化劑在500℃左右時的活性最大B.在工業(yè)生產(chǎn)條件優(yōu)化時，只考慮經(jīng)濟性就行，不用考慮環(huán)保C.工業(yè)合成氨的反應(yīng)是ΔH＜0、ΔS＜0的反應(yīng)，在任何溫度下都可自發(fā)進行D.在合成氨反應(yīng)中，為提高H2的轉(zhuǎn)化率，充入的N2越多越好5．利用原料氣在合成塔中合成NH3，為提高N2的轉(zhuǎn)化率所采取的措施是()A.高溫 B．高壓C.使用催化劑 D．增大N2的濃度6．將N2和H2的混合氣體通入合成塔中，反應(yīng)1小時達到平衡以后，N2、H2、NH3的濃度分別為3mol·L－1、7mol·L－1、4mol·L－1，則下列結(jié)果不正確的是()A.v(H2)始＝7mol·L－1·h－1B.c0(H2)＝13mol·L－1C.c0(N2)＝5mol·L－1D.H2的轉(zhuǎn)化率為46.2%7．(雙選)合成氨工業(yè)對國民經(jīng)濟和社會發(fā)展具有重要的意義。對于密閉容器中的反應(yīng)N2(g)＋3H2(g)?2NH3(g)ΔH＜0，673K、30MPa下，n(NH3)和n(H2)隨時間的變化關(guān)系如圖所示。下列說法正確的是()A.c點處反應(yīng)達到平衡B.d點(t1時刻)和e點(t2時刻)處n(N2)不同C.其他條件不變，773K下反應(yīng)至t1時刻，n(H2)比圖中的d點的值要大D.a點的正反應(yīng)速率比b點的大8．工業(yè)合成氨的正反應(yīng)是放熱反應(yīng)，下列關(guān)于N2(g)＋3H2(g)?2NH3(g)反應(yīng)的圖像中，錯誤的是()[能力提升練]9．已知合成氨反應(yīng)：N2(g)＋3H2(g)?2NH3(g)ΔH＜0，工業(yè)上選擇的適宜條件為500℃、鐵做催化劑、20～50MPa。下列敘述中正確的是()A.鐵做催化劑可加快反應(yīng)速率，且有利于平衡向合成氨的方向移動B.將氨從混合氣中分離，可加快反應(yīng)速率，且有利于平衡向合成氨的方向移動C.升高溫度可以加快反應(yīng)速率，所以工業(yè)生產(chǎn)中盡可能提高溫度D.增大壓強可加快反應(yīng)速率，且有利于平衡向合成氨的方向移動10．已知：N2(g)＋3H2(g)?2NH3(g)ΔH＝－92.4kJ·mol－1。起始反應(yīng)物為N2和H2，物質(zhì)的量之比為1∶3，且總物質(zhì)的量不變，在不同壓強和溫度下，反應(yīng)達到平衡時，體系中NH3的物質(zhì)的量分數(shù)如下表：溫度物質(zhì)的量分數(shù)壓強400℃450℃500℃600℃20MPa0.3870.2740.1890.08830MPa0.4780.3590.2600.129下列說法正確的是()A.體系中NH3的物質(zhì)的量分數(shù)越大，則正反應(yīng)速率越大B.反應(yīng)達到平衡時，N2和H2的轉(zhuǎn)化率之比均為1C.反應(yīng)達到平衡時，放出的熱量均為92.4kJD.600℃、30MPa下反應(yīng)達到平衡時，生成NH3的物質(zhì)的量最多11．合成氨工業(yè)對國民經(jīng)濟和社會發(fā)展具有重要的意義。其原理為N2(g)＋3H2(g)?2NH3(g)ΔH＝－92.4kJ·mol－1，據(jù)此回答以下問題：(1)①該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)表達式為________________________________________________________________________________________________________________________________________________。②根據(jù)溫度對化學(xué)平衡的影響規(guī)律可知，對于該反應(yīng)，溫度越高，其平衡常數(shù)越________。(2)某溫度下，若把10molN2與30molH2置于容積為10L的恒容密閉容器內(nèi)，反應(yīng)達到平衡狀態(tài)時，測得混合氣體中氨的體積分數(shù)為20%。則該溫度下反應(yīng)的平衡常數(shù)K＝________(可用分數(shù)表示)。能說明該反應(yīng)達到化學(xué)平衡狀態(tài)的是________(填字母)。a.容器內(nèi)的密度保持不變b.容器內(nèi)壓強保持不變c.v正(N2)＝2v逆(NH3)d.混合氣體中c(NH3)不變(3)對于合成氨反應(yīng)而言，下列有關(guān)圖像一定正確的是________(填字母)。(4)相同溫度下，有恒容密閉容器A和恒壓密閉容器B，兩容器中均充入1molN2和3molH2，此時兩容器的容積相等。待反應(yīng)達到平衡狀態(tài)，A中NH3的體積分數(shù)為a，放出熱量Q1kJ；B中NH3的體積分數(shù)為b，放出熱量Q2kJ。則：a________b(填“＞”“＝”或“＜”，下同)，Q1________92.4。12．人工固氮是目前研究的熱點。Haber－Bosch合成NH3法是以鐵為主要催化劑、在400～500℃和10～30MPa的條件下，由N2和H2直接合成NH3。(1)上述反應(yīng)生成17gNH3時放出46kJ熱量，寫出該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式：________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)我國科學(xué)家研制出一種新型催化劑，將合成氨的溫度、壓強分別降到350℃、1MPa，該催化劑對工業(yè)生產(chǎn)的意義是________________________________________________________________________。(3)在2L恒容密閉容器中，按投料比eq\f(n（H2）,n（N2）)分別為1∶1、2∶1、3∶1進行反應(yīng)，相同時間內(nèi)測得N2的轉(zhuǎn)化率與溫度、投料比的關(guān)系如圖所示(不考慮催化劑失活)。①曲線Ⅰ表示投料比eq\f(n（H2）,n（N2）)＝________。某溫度下，曲線Ⅰ對應(yīng)反應(yīng)達到平衡時N2的轉(zhuǎn)化率為x，則此時混合氣體中NH3的體積分數(shù)為________(用含x的數(shù)學(xué)式表示)。②下列有關(guān)圖像的分析中錯誤的是________(填字母)。A.投料比越大，H2的平衡轉(zhuǎn)化率越大B.T＜T0，投料比一定時，升高溫度，反應(yīng)速率增大C.T＞T0，投料比一定時，升高溫度，平衡向左移動D.T＞T0，投料比一定時，升高溫度，反應(yīng)速率減小13．科學(xué)家一直致力于“人工固氮”的新方法研究。Ⅰ.合成氨的原理為N2(g)＋3H2(g)?2NH3(g)ΔH＝－92.4kJ·mol－1。(1)在恒容密閉容器中發(fā)生上述反應(yīng)，下列描述中能說明該反應(yīng)已達平衡狀態(tài)的是________。A.容器內(nèi)氣體的平均摩爾質(zhì)量保持不變B.2v正(NH3)＝v逆(N2)C.容器中氣體的壓強保持不變D.N2、H2、NH3的物質(zhì)的量之比為1∶2∶3(2)673K、30MPa下，向容積為2.0L的恒容密閉容器中充入0.80molN2和1.60molH2，反應(yīng)經(jīng)3分鐘達到平衡，此時NH3的體積分數(shù)為20%。①該條件下反應(yīng)：N2(g)＋3H2(g)?2NH3(g)的平衡常數(shù)K＝________(精確到小數(shù)點后一位)；K越大，表明反應(yīng)達到平衡時________。A.H2的轉(zhuǎn)化率一定越高B.NH3的濃度一定越大C.正反應(yīng)進行得越完全D.化學(xué)反應(yīng)速率越大②若達平衡后再向該容器中充入0.40molN2和0.40molNH3，該平衡將________(填“向正反應(yīng)方向移動”“向逆反應(yīng)方向移動”或“不移動”)。Ⅱ.根據(jù)“人工固氮”的最新研究報道，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)：2N2(g)＋6H2O(l)?4NH3(g)＋3O2(g)ΔH＝akJ·mol－1。進一步研究NH3生成量與溫度的關(guān)系，常壓下達到平衡時測得部分實驗數(shù)據(jù)如表：T/K303313323