第4節(jié)化學(xué)反應(yīng)條件的優(yōu)化——工業(yè)合成氨1.體會(huì)從限度的角度認(rèn)識(shí)和調(diào)控化學(xué)反應(yīng)的重要性。了解控制反應(yīng)條件在生產(chǎn)和科學(xué)研究中的作用。2.認(rèn)識(shí)化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡的綜合調(diào)控在生產(chǎn)、生活和科學(xué)研究中的重要作用。針對(duì)典型案例，能從限度等角度對(duì)化學(xué)反應(yīng)和化工生產(chǎn)條件進(jìn)行綜合分析。學(xué)習(xí)目標(biāo)目錄知識(shí)點(diǎn)合成氨生產(chǎn)的適宜條件的選擇隨堂演練課時(shí)作業(yè)知識(shí)點(diǎn)

合成氨生產(chǎn)的適宜條件的選擇1.

合成氨反應(yīng)的限度（1）反應(yīng)原理

（2）反應(yīng)特點(diǎn)①外界條件：

溫度、

壓強(qiáng)，有利于化學(xué)平衡向生成氨的

方向移動(dòng)。②投料比：溫度、壓強(qiáng)一定時(shí)，N2、H2的體積比為

?時(shí)平衡混合物

中氨的含量最高。降低

增大

1∶3

（3）有利于合成氨的條件2.

合成氨反應(yīng)的速率（1）提高合成氨反應(yīng)速率的方法（2）濃度與合成氨反應(yīng)速率之間的關(guān)系由v＝kc（N2）·c1.5（H2）·c－1（NH3）可知：

N2或H2的濃

度，

NH3的濃度，都有利于提高合成氨反應(yīng)的速率。增大

減小

3.

合成氨生產(chǎn)的適宜條件（1）合成氨反應(yīng)適宜條件分析①選擇合成氨生產(chǎn)條件時(shí)，既不能片面地追求高

，也不應(yīng)只追

求高

，而應(yīng)該尋求比較高的反應(yīng)速率獲取適當(dāng)轉(zhuǎn)化率的反應(yīng)

條件。②考慮原料的

、未轉(zhuǎn)化的合成氣（氮?dú)夂蜌錃猓┑?/p>

?

、

的綜合利用等。轉(zhuǎn)化率

反應(yīng)速率

價(jià)格

循環(huán)使

用

反應(yīng)熱

（2）合成氨的適宜條件影響因素選擇條件①溫度反應(yīng)溫度控制在

?左右②物質(zhì)的量N2、H2投料比

?③壓強(qiáng)1×107～1×108

Pa（低壓、中壓和高壓）④催化劑選擇

?做催化劑⑤濃度使氣態(tài)NH3變成液態(tài)NH3并及時(shí)分離出去，同時(shí)補(bǔ)充N2、H2700

K

1∶2.8

鐵

4.

合成氨的生產(chǎn)流程的三階段【探究活動(dòng)】

交流討論1.

根據(jù)已知條件分析，在298

K時(shí)該反應(yīng)能否正向自發(fā)進(jìn)行？提示：298

K時(shí)，ΔH－TΔS＝－92.2

kJ·mol－1－298

K×（－198.2×10－3

kJ·mol－1·K－1）≈－33.14

kJ·mol－1＜0，該反應(yīng)正向能自發(fā)進(jìn)行。2.

根據(jù)外界條件對(duì)化學(xué)平衡的影響規(guī)律，你認(rèn)為采取哪些措施有利于氨的

生成？提示：降低溫度、增大壓強(qiáng)有利于化學(xué)平衡向生成氨的方向移動(dòng)。3.

通過(guò)控制哪些條件可以提高合成氨反應(yīng)的速率？提示：升高溫度、增大壓強(qiáng)、加入催化劑都可以提高反應(yīng)速率。在特定條

件下，根據(jù)關(guān)系式v＝kc（N2）·c1.5（H2）·c－1（NH3）可知，增大N2或

H2的濃度，減小NH3的濃度，都有利于提高合成氨的速率。【歸納總結(jié)】1.

根據(jù)合成氨反應(yīng)的特點(diǎn)，從化學(xué)反應(yīng)限度看，有利于氨生成的措施（1）降低溫度、增大壓強(qiáng)有利于化學(xué)平衡向生成氨的方向移動(dòng)。（2）在一定的溫度和壓強(qiáng)下，反應(yīng)物中N2和H2的體積比為1∶3時(shí)，平衡

混合物中氨的含量最高。2.

根據(jù)合成氨反應(yīng)的特點(diǎn)，從化學(xué)反應(yīng)速率角度看，有利于氨生成的措施增大反應(yīng)物濃度、減小反應(yīng)產(chǎn)物濃度、使用合適的催化劑、升高溫度，都

可增大合成氨反應(yīng)的反應(yīng)速率。

1.

德國(guó)化學(xué)家哈伯在合成氨方面的研究促進(jìn)了人類的發(fā)展。合成氨的工業(yè)

流程如圖，下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是（

）A.

增大壓強(qiáng)既可以加快反應(yīng)速率，又可以提高原料轉(zhuǎn)化率B.

升高溫度既可以加快反應(yīng)速率，又可以提高平衡轉(zhuǎn)化率C.

冷卻過(guò)程中采用熱交換有助于節(jié)約能源D.

原料循環(huán)使用可提高其利用率√解析：合成氨的熱化學(xué)方程式為N2（g）＋3H2（g）

2NH3（g）

ΔH＜0。增大壓強(qiáng)可以加快合成氨的反應(yīng)速率，平衡正向移動(dòng)，可以提高原料轉(zhuǎn)化率，A正確；合成氨反應(yīng)為放熱反應(yīng)，升高溫度平衡逆向移動(dòng)，降低平衡轉(zhuǎn)化率，B錯(cuò)誤；冷卻過(guò)程中采用熱交換有助于節(jié)約能源，C正確；原料循環(huán)使用，充分利用原料，可提高其利用率，D正確。2.

下列有關(guān)合成氨工業(yè)的說(shuō)法中，正確的是（

）A.

從合成塔出來(lái)的混合氣體，其中NH3只占15％，所以合成氨廠的產(chǎn)率都

很低B.

由于氨易液化，N2、H2在實(shí)際生產(chǎn)中可循環(huán)使用，所以總體來(lái)說(shuō)合成

氨的產(chǎn)率很高C.

合成氨工業(yè)的反應(yīng)溫度控制在700

K左右，目的是使化學(xué)平衡向正反應(yīng)

方向移動(dòng)D.

合成氨廠采用的壓強(qiáng)越大，產(chǎn)率越高，無(wú)需考慮設(shè)備、條件√解析：

合成氨反應(yīng)在適宜的生產(chǎn)條件下達(dá)到平衡時(shí)，原料的轉(zhuǎn)化率并

不高，但將生成的NH3分離出來(lái)后，再將未反應(yīng)的N2、H2循環(huán)利用，經(jīng)過(guò)

這樣的處理后，可使合成氨的產(chǎn)率提高，據(jù)此可知，A項(xiàng)錯(cuò)誤，B項(xiàng)正確；

合成氨工業(yè)選擇700

K左右的反應(yīng)溫度，是綜合了多方面的因素確定的，

合成氨反應(yīng)的正反應(yīng)是放熱反應(yīng)，低溫才有利于平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，

C項(xiàng)錯(cuò)誤；無(wú)論是從反應(yīng)速率還是從化學(xué)平衡方面考慮，高壓更有利于合

成氨，但壓強(qiáng)越大，對(duì)設(shè)備、動(dòng)力的要求越高，D項(xiàng)錯(cuò)誤。能力培養(yǎng)

工業(yè)生產(chǎn)中適宜生產(chǎn)條件的選擇（歸納與論證）

溫度轉(zhuǎn)化率壓強(qiáng)450

℃550

℃1×105

Pa97.5％85.6％1×106

Pa99.2％94.9％5×106

Pa99.6％97.7％1×107

Pa99.7％98.3％已知催化劑是V2O5，在400～500

℃時(shí)催化效果最好。下表為不同溫度和壓

強(qiáng)下SO2的轉(zhuǎn)化率：（1）根據(jù)化學(xué)理論和以上數(shù)據(jù)綜合分析，為了使二氧化硫盡快地轉(zhuǎn)化為

三氧化硫，從化學(xué)反應(yīng)速率的角度考慮，應(yīng)該選擇什么樣的條件？提示：高溫、高壓、催化劑。（2）根據(jù)化學(xué)理論和以上數(shù)據(jù)綜合分析，為了使二氧化硫盡量多地轉(zhuǎn)化

為三氧化硫，從化學(xué)反應(yīng)限度的角度考慮，應(yīng)該選擇什么樣的條件？提示：低溫、高壓。（3）根據(jù)上述分析，實(shí)際工業(yè)生產(chǎn)中該反應(yīng)應(yīng)選擇的條件是什么？提示：常壓、450

℃、催化劑。【規(guī)律方法】工業(yè)生產(chǎn)中選擇適宜生產(chǎn)條件的原則1.

從可逆性、反應(yīng)前后氣態(tài)物質(zhì)化學(xué)計(jì)量數(shù)的大小關(guān)系、焓變?nèi)齻€(gè)角度分

析化學(xué)反應(yīng)的特點(diǎn)。2.

根據(jù)反應(yīng)特點(diǎn)具體分析外界條件對(duì)速率和平衡的影響；從速率和平衡的

角度進(jìn)行綜合分析，再充分考慮實(shí)際情況，選出適宜的外界條件。外界條件有利于加快速率的條件控制有利于平衡正向移動(dòng)

的條件控制綜合分析結(jié)果濃度增大反應(yīng)物的濃度增大反應(yīng)物的濃度、

減小反應(yīng)產(chǎn)物的濃度不斷地補(bǔ)充反應(yīng)物，及時(shí)地分

離出反應(yīng)產(chǎn)物催化

劑加合適的催化劑—加合適的催化劑外界條件有利于加快速率的條件控制有利于平衡正向移動(dòng)

的條件控制綜合分析結(jié)果溫

度高溫ΔH＜0低溫兼顧速率和平衡，考慮催化劑

的適宜溫度ΔH＞0高溫在設(shè)備條件允許的前提下，盡

量采取高溫并考慮催化劑的活

性壓

強(qiáng)高壓（有氣體

參加）Δvg＜0高壓在設(shè)備條件允許的前提下，盡

量采取高壓Δvg＞0低壓兼顧速率和平衡，選擇適宜的

壓強(qiáng)【遷移應(yīng)用】1.

化學(xué)反應(yīng)的調(diào)控對(duì)于工業(yè)生產(chǎn)具有積極意義，下列關(guān)于調(diào)控措施的說(shuō)法

錯(cuò)誤的是（

）A.

硫酸工業(yè)中，在高溫、高壓、催化劑作用下，可提高生產(chǎn)效益B.

硫酸工業(yè)中，為提高SO2的轉(zhuǎn)化率，可通入稍過(guò)量的空氣C.

工業(yè)合成氨，考慮催化劑的活性，選擇400～500

℃的反應(yīng)溫度D.

工業(yè)合成氨，迅速冷卻、液化氨氣是為了使化學(xué)平衡向生成氨氣的方

向移動(dòng)解析：高溫、高壓、催化劑是合成氨的條件，硫酸工業(yè)不需要高壓，A錯(cuò)誤。√

（1）必須除去原料氣中CO的原因?yàn)?/p>

?。（2）醋酸二氨合銅（Ⅰ）溶液吸收CO的生產(chǎn)適宜條件應(yīng)是

?

?。防止合成塔中的催化劑中毒低溫、高壓

（3）吸收CO后的醋酸二氨合銅溶液經(jīng)過(guò)適當(dāng)處理又可再生，恢復(fù)其吸收

CO的能力以供循環(huán)使用。醋酸二氨合銅溶液再生的生產(chǎn)適宜條件應(yīng)是

?

?。解析：分析吸收CO反應(yīng)的特點(diǎn)：正反應(yīng)是氣體體積減小的放熱反應(yīng)，用化

學(xué)平衡原理及有關(guān)合成氨適宜條件的選擇知識(shí)即可作答。高

溫、低壓隨堂演練1.

哈伯發(fā)明了以低成本制造大量氨的方法，如圖所示是哈伯法合成氨的流

程圖，其中為提高原料轉(zhuǎn)化率而采取的措施是（

）A.

①②③B.

②④⑤C.

①③⑤D.

②③④√解析：

氮?dú)夂蜌錃庠诟邷亍⒏邏汉痛呋瘎l件下反應(yīng)生成氨氣，正反

應(yīng)是氣體體積減小的放熱反應(yīng)。凈化氣體是為了防止雜質(zhì)氣體對(duì)催化劑產(chǎn)

生影響，不能提高原料的轉(zhuǎn)化率，①不符合題意；加壓，平衡正向移動(dòng)，

可以提高原料的利用率，②符合題意；使用催化劑，可以加快反應(yīng)速率，

但平衡不移動(dòng)，不能提高原料轉(zhuǎn)化率，③不符合題意；分離出氨氣，平衡

正向移動(dòng)，提高了原料的轉(zhuǎn)化率，④符合題意；氮?dú)夂蜌錃庠傺h(huán)，可提

高原料的轉(zhuǎn)化率，⑤符合題意。

溫度/℃平衡時(shí)SO2的轉(zhuǎn)化率/％0.1

MPa0.5

MPa1

MPa5

MPa10

MPa45097.598.999.299.699.755085.692.994.997.798.3A.

正反應(yīng)的活化能小于逆反應(yīng)的活化能B.

其他條件相同，550

℃一定比450

℃時(shí)反應(yīng)速率快C.

實(shí)際生產(chǎn)中，最適宜的條件是溫度450

℃、壓強(qiáng)10

MPaD.

常溫常壓下，將0.5

mol

O2和2

mol

SO2混合充分反應(yīng)，放出熱量98.3

kJ√解析：

反應(yīng)熱等于正反應(yīng)的活化能減去逆反應(yīng)的活化能，該反應(yīng)正反

應(yīng)是一個(gè)放熱反應(yīng)，故正反應(yīng)的活化能小于逆反應(yīng)的活化能，A項(xiàng)正確；

催化劑鐵觸媒的活性溫度為450

℃到500

℃，故其他條件相同，550

℃不一

定比450

℃時(shí)反應(yīng)速率快，B項(xiàng)錯(cuò)誤；450

℃、1個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下SO2的轉(zhuǎn)化

率已經(jīng)相當(dāng)高，故實(shí)際生產(chǎn)中，最適宜的條件是溫度450

℃、壓強(qiáng)1

MPa，

C項(xiàng)錯(cuò)誤；該反應(yīng)屬于可逆反應(yīng)，將0.5

mol

O2和2

mol

SO2混合充分反應(yīng)，

O2不可能完全轉(zhuǎn)化，故放出熱量小于98.3

kJ，D項(xiàng)錯(cuò)誤。3.

科學(xué)家結(jié)合實(shí)驗(yàn)與計(jì)算機(jī)模擬結(jié)果，研究了合成氨的反應(yīng)歷程，如圖所示。其中吸附在催化劑表面的物質(zhì)用*表示，TS表示過(guò)渡態(tài)。下列說(shuō)法正確的是（

）A.

圖示歷程包含了9個(gè)基元反應(yīng)C.

實(shí)際工業(yè)生產(chǎn)中，合成氨一般采用的溫度為400～500

℃，是為了提高

氨氣產(chǎn)率D.

原料氣n（N2）∶n（H2）＝1∶3，平衡時(shí)，氨氣的體積分?jǐn)?shù)為20％，

則氮?dú)獾霓D(zhuǎn)化率約為33.3％√

4.

合成氨反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，NH3的體積分?jǐn)?shù)與溫度、壓強(qiáng)的關(guān)系如圖所

示。根據(jù)此圖分析合成氨工業(yè)最有前途的研究方向是（

）A.

提高分離技術(shù)B.

研制耐高壓的合成塔C.

研制低溫催化劑D.

探索不用N2和H2合成氨的新途徑解析：

由題圖可知，NH3的體積分?jǐn)?shù)隨著溫度的升高而顯著下降，故要

提高NH3的體積分?jǐn)?shù)，必須降低溫度，但目前所用催化劑鐵的活性最高時(shí)

的溫度為700

K，故最有前途的研究方向?yàn)檠兄频蜏卮呋瘎！?/p>

（1）下列有關(guān)合成氨工業(yè)的敘述，正確的是

（填字母）。A.

循環(huán)的氣體是N2、H2、NH3B.

采用高溫是為了保證盡可能高的平衡轉(zhuǎn)化率與快的反應(yīng)速率C.

及時(shí)分離出產(chǎn)品，有利于反應(yīng)正向進(jìn)行D.

當(dāng)溫度、壓強(qiáng)一定時(shí)，在原料氣（N2和H2的比例不變）中添加少量惰

性氣體，有利于提高平衡轉(zhuǎn)化率E.

合成氨反應(yīng)在不同溫度下的ΔH和ΔS都小于零CE解析：循環(huán)的氣體是N2和H2，A錯(cuò)誤；采用高溫是為了加快反應(yīng)速率，不能提高該反應(yīng)的平衡轉(zhuǎn)化率，B錯(cuò)誤；及時(shí)分離出產(chǎn)品使平衡正向移動(dòng)，C正確；當(dāng)溫度、壓強(qiáng)一定時(shí)，充入惰性氣體會(huì)使體系體積變大，各氣體分壓變小，平衡逆向移動(dòng)，平衡轉(zhuǎn)化率減小，D錯(cuò)誤；合成氨的反應(yīng)是氣體分子數(shù)減小的放熱反應(yīng)，故合成氨反應(yīng)在不同溫度下的ΔH和ΔS都小于零，E正確。（2）在其他條件相同時(shí)，分別測(cè)定不同壓強(qiáng)、不同溫度下，N2的平衡轉(zhuǎn)

化率，結(jié)果如圖。T1

（填“＞”或“＜”）T2，判斷的理由是

?

?。解析：由于反應(yīng)放熱，溫度越高，N2平衡轉(zhuǎn)化率越低，結(jié)合圖像可知T1＜T2。＜合成氨為放熱反應(yīng)，在

一定壓強(qiáng)下，升高溫度，平衡逆向移動(dòng)，N2的平衡轉(zhuǎn)化率降低

4.0（mol·L－1）－2

（4）依據(jù)溫度對(duì)合成氨反應(yīng)的影響，在如圖坐標(biāo)系中，畫(huà)出一定條件下的密閉容器內(nèi)，從通入原料氣開(kāi)始，隨溫度不斷升高，NH3的物質(zhì)的量變化的曲線示意圖。答案：

解析：起始時(shí)，氨氣的物質(zhì)的量為0，一段時(shí)間內(nèi)隨著溫度的升高，氨氣的物質(zhì)的量逐漸變大，當(dāng)達(dá)到平衡之后，繼續(xù)升溫，平衡逆向移動(dòng)，氨氣的物質(zhì)的量減小，具體圖像見(jiàn)答案。課時(shí)作業(yè)1.

在密閉容器內(nèi)，N2、H2起始的物質(zhì)的量分別為10

mol、30

mol，達(dá)到平

衡時(shí)N2的轉(zhuǎn)化率為25％。若從NH3開(kāi)始，在相同條件下欲使平衡時(shí)各成分

的百分含量與前者相同，則應(yīng)加入NH3的物質(zhì)的量及NH3的轉(zhuǎn)化率為（

）A.15

mol和25％B.20

mol和50％C.20

mol和75％D.40

mol和50％12345678910√

123456789102.

一定溫度下，在恒壓容器a和恒容容器b中，分別充入等量的體積比為

1∶3的N2和H2。開(kāi)始時(shí)兩容器的容積相同，則達(dá)到平衡時(shí)兩容器中N2的轉(zhuǎn)

化率（

）A.a中大B.b中大C.a、b中一樣大D.

無(wú)法判斷解析：由題給信息可知，容器a中的反應(yīng)與容器b中的反應(yīng)相比，相當(dāng)于增大壓強(qiáng)，則平衡正向移動(dòng)，因此平衡時(shí)容器a中N2的轉(zhuǎn)化率大于容器b中N2的轉(zhuǎn)化率?！?23456789103.

工業(yè)上用N2和H2合成NH3，設(shè)NA為阿伏加德羅常數(shù)的值，下列說(shuō)法正確

的是（

）A.

消耗0.1

mol

H2時(shí)，生成N—H數(shù)目為0.2

NAB.

合成氨反應(yīng)溫度一般選擇400～500

℃，因?yàn)樵摲磻?yīng)為吸熱反應(yīng)C.0.4

mol

N2所含電子的數(shù)目為4NAD.

氧化22.4

L

NH3生成NO，消耗O2分子數(shù)為2NA√12345678910解析：

合成氨反應(yīng)中，每消耗3

mol氫氣生成2

mol氨氣，2

mol氨氣含6

mol

N—H，所以消耗0.1

mol氫氣可生成0.2NA

N—H，A項(xiàng)正確；合成氨

為放熱反應(yīng)，B項(xiàng)錯(cuò)誤；每個(gè)N2分子中含14個(gè)電子，故0.4

mol

N2含電子數(shù)

為5.6NA，C項(xiàng)錯(cuò)誤；沒(méi)有給出溫度和壓強(qiáng)，22.4

L氣體物質(zhì)的量不確定，

D項(xiàng)錯(cuò)誤。123456789104.

合成氨所需的氫氣可用煤和水作為原料經(jīng)多步反應(yīng)制得，其中的一步反

應(yīng)為CO（g）＋H2O（g）

CO2（g）＋H2（g）

ΔH＜0反應(yīng)達(dá)到平衡后，為提高CO的轉(zhuǎn)化率，下列措施中正確的是（

）A.

增加壓強(qiáng)B.

降低溫度C.

增大CO的濃度D.

更換催化劑解析：

A項(xiàng)，該反應(yīng)為反應(yīng)前后氣體分子數(shù)相等的反應(yīng)，壓強(qiáng)對(duì)CO的

轉(zhuǎn)化率無(wú)影響；

B項(xiàng)，該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，降低溫度有利于化學(xué)平衡向右

移動(dòng)，提高CO的轉(zhuǎn)化率；C項(xiàng)，增大CO的濃度會(huì)降低CO的轉(zhuǎn)化率；D

項(xiàng)，更換催化劑不能使化學(xué)平衡發(fā)生移動(dòng)。√12345678910

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.

③④√12345678910解析：①合成氨反應(yīng)的正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，降低溫度，平衡正向移動(dòng)，氮?dú)獾钠胶廪D(zhuǎn)化率增大；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H2，相當(dāng)于增大壓強(qiáng)，平衡正向移動(dòng)，氮?dú)獾钠胶廪D(zhuǎn)化率增大；③增加NH3的物質(zhì)的量，平衡逆向移動(dòng)，N2的平衡轉(zhuǎn)化率降低；④維持恒壓條件，通入一定量惰性氣體，相當(dāng)于減小壓強(qiáng)，平衡逆向移動(dòng)，氮?dú)獾钠胶廪D(zhuǎn)化率降低。123456789106.

合成氨反應(yīng)的正反應(yīng)是氣態(tài)物質(zhì)系數(shù)減小的放熱反應(yīng)。合成氨工業(yè)的生

產(chǎn)流程如圖所示。下列關(guān)于合成氨工業(yè)的說(shuō)法中不正確的是（

）A.

將混合氣體進(jìn)行循環(huán)利用符合綠色化學(xué)思想B.

合成氨反應(yīng)需在低溫下進(jìn)行C.

對(duì)原料氣進(jìn)行壓縮是為了增大原料氣的轉(zhuǎn)化率D.

使用催化劑可以提高反應(yīng)速率，提高單位時(shí)間內(nèi)氨氣的產(chǎn)量√12345678910解析：

混合氣的循環(huán)利用可以提高原料的利用率，減少污染和浪費(fèi)，

符合綠色化學(xué)思想，A正確；低溫有利于提高原料的轉(zhuǎn)化率，但不利于提

高反應(yīng)速率也不利于催化劑發(fā)揮催化作用，故合成氨不采用低溫條件，B

錯(cuò)誤；增大壓強(qiáng)，平衡正向移動(dòng)，提高了原料的轉(zhuǎn)化率，C正確；催化劑

能改變反應(yīng)速率，單位時(shí)間內(nèi)提高氨的產(chǎn)量，D正確。12345678910

、

、

分別代表N2、H2和NH312345678910A.

該反應(yīng)在高溫下可自發(fā)進(jìn)行B.

實(shí)際生產(chǎn)采用高溫和高壓，目的是提高平衡產(chǎn)率C.

實(shí)際工業(yè)合成塔流出氣體時(shí)尚未達(dá)到平衡狀態(tài)，故使用固體催化劑能提

高轉(zhuǎn)化率D.1

mol

N2和3

mol

H2斷鍵生成2

mol

N和6

mol

H吸收的能量為｜ΔH1＋

ΔH2｜下列說(shuō)法正確的是（

）√12345678910解析：

該反應(yīng)是熵減的放熱反應(yīng)，ΔH－TΔS＜0，低溫條件下反應(yīng)能

自發(fā)進(jìn)行，A錯(cuò)誤；該反應(yīng)是放熱反應(yīng)，升高溫度，平衡向逆反應(yīng)方向移

動(dòng)，生成物的產(chǎn)率降低，則實(shí)際生產(chǎn)采用高溫是為了加快反應(yīng)速率，B錯(cuò)

誤；反應(yīng)未達(dá)平衡時(shí)，催化劑能加快反應(yīng)速率，有利于提高反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化

率，C正確；由圖可知，｜ΔH1＋ΔH2｜包含斷鍵吸收的能量和吸附氫氣和

氮?dú)獾哪芰孔兓?，所?

mol氮?dú)夂?

mol氫氣斷鍵生成2

mol氮原子和6

mol

氫原子吸收的能量小于｜ΔH1＋ΔH2｜，D錯(cuò)誤。12345678910

A.

實(shí)際生產(chǎn)中溫度常?？刂圃?00

℃左右，這是因?yàn)樵诟邷叵律啥酌?/p>

的選擇性較高B.

增大壓強(qiáng)有助于生成更多二甲醚，故生產(chǎn)中使用的壓強(qiáng)越大越好C.

在任何溫度下反應(yīng)Ⅰ都能自發(fā)進(jìn)行D.

及時(shí)將二甲醚從體系中分離出來(lái)有助于提高二甲醚的平衡產(chǎn)率√12345678910解析：

反應(yīng)Ⅰ是放熱反應(yīng)，反應(yīng)Ⅱ是吸熱反應(yīng)，溫度升高，反應(yīng)Ⅰ平衡逆

向移動(dòng)，反應(yīng)Ⅱ平衡正向移動(dòng)，故高溫下發(fā)生反應(yīng)Ⅰ生成二甲醚的選擇性較

低，實(shí)際生產(chǎn)中溫度常常控制在500

℃左右可能是考慮催化劑活性，A錯(cuò)

誤；反應(yīng)Ⅰ是氣體分子數(shù)減小的反應(yīng)，故增大壓強(qiáng)有助于生成更多產(chǎn)物，但

生產(chǎn)中還需考慮設(shè)備成本等問(wèn)題，故壓強(qiáng)并非越大越好，B錯(cuò)誤；反應(yīng)Ⅰ是

放熱、熵減的反應(yīng)，即ΔH＜0，ΔS＜0，則吉布斯自由能ΔG＝ΔH－

TΔS在高溫下可能大于零，此時(shí)反應(yīng)不能自發(fā)進(jìn)行，C錯(cuò)誤；及時(shí)將二甲

醚從體系中分離減小了反應(yīng)Ⅰ的生成物濃度，使反應(yīng)Ⅰ平衡正向移動(dòng)，提高

了二甲醚的平衡產(chǎn)率，D正確。12345678910

據(jù)此回答以下問(wèn)題：

②根據(jù)溫度對(duì)化學(xué)平衡的影響規(guī)律可知，對(duì)于該反應(yīng)，溫度越高，其平衡

常數(shù)越

?。

小12345678910

a.容器內(nèi)的密度保持不變b.容器內(nèi)壓強(qiáng)保持不變c.v正（N2）＝2v逆（NH3）d.混合氣體中c（NH3）不變

bd12345678910

12345678910

12345678910（3）對(duì)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）。ac解析：先出現(xiàn)拐點(diǎn)的先達(dá)到平衡狀態(tài)，則T2＞T1，溫度升高，平衡逆向移

動(dòng)，NH3的體積分?jǐn)?shù)減小，a正確；平衡時(shí)各物質(zhì)濃度不一定相等，b錯(cuò)誤；

使用催化劑可加快反應(yīng)速率，但對(duì)平衡無(wú)影響，平衡時(shí)物質(zhì)的轉(zhuǎn)化率不變，

c正確。12345678910（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1

mol

N2和3

mol

H2，此時(shí)兩容器的容積相等。待反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，A中

NH3的體積分?jǐn)?shù)為a，放出熱量Q1

kJ；B中NH3的體積分?jǐn)?shù)為b，放出熱量

Q2

kJ。則：a

（填“＞”“＝”或“＜”，下同）b，Q1

92.4。解析：相對(duì)于A來(lái)說(shuō)，B相當(dāng)于加壓，平衡正向移動(dòng)，氨氣的體積分?jǐn)?shù)變大，所以a＜b；合成氨反應(yīng)為可逆反應(yīng)，則A中1

mol

N2和3

mol

H2不能完全轉(zhuǎn)化為2

mol

NH3，Q1＜92.4。＜＜12345678910

（1）判斷該反應(yīng)的自發(fā)性并說(shuō)明理由：

?

?。解析：該反應(yīng)為放熱的熵減反應(yīng)，根據(jù)ΔH－TΔS＜0反應(yīng)能夠自發(fā)進(jìn)行，則該反應(yīng)在低溫條件下能夠自發(fā)進(jìn)行。該反應(yīng)在低溫下能夠自發(fā)進(jìn)

行；因ΔH＜0，ΔS＜0，ΔH－TΔS在低溫下小于012345678910（2）工業(yè)合成氨流程示意圖如圖1：①工業(yè)上通常在400～500

℃下進(jìn)行合成氨反應(yīng)，用碰撞理論解釋為什么不

在常溫下進(jìn)行反應(yīng)：

?

?。