工業(yè)合成氨n教學(xué)目標(biāo)1.通過(guò)對(duì)工業(yè)合成氨適宜條件的分析，認(rèn)識(shí)化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡理論在生產(chǎn)、生活和科學(xué)研究中的重要作用。2.在合成氨適宜生產(chǎn)條件的確定中，形成多角度分析化學(xué)反應(yīng)和化工生產(chǎn)條件的思路和方法，體會(huì)實(shí)際生產(chǎn)條件的選擇與理論分析之間的差異。3.知道工業(yè)合成氨的主要步驟和生產(chǎn)流程，進(jìn)一步認(rèn)識(shí)化工生產(chǎn)。n合成氨工業(yè)（1）反應(yīng)原理：N2+3H22NH3△H<0（2）主要設(shè)備：合成塔。（3）合成氨條件的選擇：增大N2、H2濃度，及時(shí)分離出氨；適當(dāng)?shù)臏囟龋?00℃左右）和壓強(qiáng)（2×107Pa~7Pa采用鐵催化劑。壓強(qiáng)：20MPa~50MPa(中壓)(有利于氨的合成,對(duì)動(dòng)力、材料強(qiáng)度、設(shè)備制造要求適中)溫度：500℃左右(速率較快,轉(zhuǎn)化率適中催化劑活性最大)催化劑：鐵觸媒濃度：C(N2)：C(H2)=1：2.8（將生成的氨及時(shí)從混合氣中分離出來(lái)，且向循環(huán)氣中不斷補(bǔ)充）（4）合成氨工業(yè)流程：原料氣制取→凈化→壓縮→合成→分離→液氨，原料循環(huán)利用注意：①該反應(yīng)為可逆反應(yīng)，所以所得產(chǎn)品是NH3、N2、H2的混合物，利用NH3易液化的特點(diǎn)將NH3分離以后，N2、H2可循環(huán)使用。②原料N2可通過(guò)蒸餾液態(tài)空氣獲得，而原料H2一般通過(guò)焦炭與高溫水蒸氣反應(yīng)獲得，有關(guān)反應(yīng)方程式為：C+H2O—CO+H2，CO+H2O—CO2+H2，除去CO2即得H2?！纠?】下列有關(guān)工業(yè)合成氨的說(shuō)法不正確的是A．迅速冷卻的方法將氨液化，并不斷移去液氨，利于反應(yīng)正向進(jìn)行B．選擇溫度400~500℃,是為了保證盡可能大的平衡轉(zhuǎn)化率C．增大壓強(qiáng)，有利于增大反應(yīng)速率和平衡混合物中氨氣的體積分?jǐn)?shù)D．原料氣須經(jīng)過(guò)凈化處理，以防止催化劑中毒和安全事故發(fā)生【例2】下列關(guān)于工業(yè)合成氨反應(yīng)的調(diào)控說(shuō)法正確的是A．合成氨時(shí)，常采用迅速冷卻的方法將氨液化，提高平衡轉(zhuǎn)化率B．合成氨時(shí)為提高平衡轉(zhuǎn)化率，溫度越高越好C．增大N2濃度，可以提高活化分子百分?jǐn)?shù)，從而加快反應(yīng)速率D．合成氨選擇100～300MPa的壓強(qiáng)，目的是為了加快反應(yīng)速率，并提高轉(zhuǎn)化率原料氣中氮?dú)鈦?lái)自空氣，從空氣中獲得氮?dú)馔ǔＳ袃煞N方法：一是將空氣液化、蒸發(fā)，分離出氮?dú)?；二是將空氣中的氧氣與碳作用生成二氧化碳，再除去二氧化碳，即得到氮?dú)?。而氫氣則用水、煤氣、天然氣、石油等為原料制取，如以天然氣為原料制取氫氣，反應(yīng)可以簡(jiǎn)單表示為：H2O+CH4高溫CO+3H2=H2O+CO高溫CO2+H2=在制取原料氣的過(guò)程中，常混有一些雜質(zhì)氣體，其中如H2S、CO等雜質(zhì)會(huì)合成氨所用的催化劑中毒，所以必須除去。n合成凈化后的原料氣經(jīng)過(guò)壓縮機(jī)壓縮到高壓，加壓之后的氫氣、氮?dú)庑杓訜岬酱呋瘎┑幕钚詼囟炔拍苓M(jìn)入氨合成塔中的催化區(qū)，在催化劑表面反應(yīng)生產(chǎn)氨。從合成塔出來(lái)的混合氣體氨含量為10%~20%，需要將產(chǎn)品氨與未反應(yīng)的氫氣、氮?dú)夥蛛x，將未反應(yīng)的氫氣、氮?dú)庾鳛檠h(huán)氣再循環(huán)返回合成塔。合成氨反應(yīng)為放熱反應(yīng)，可通過(guò)熱交換器有效利用此反應(yīng)熱來(lái)預(yù)熱反應(yīng)前的氫氣、氮?dú)?，?shí)現(xiàn)合成氨工業(yè)生產(chǎn)的綠色低碳化?！纠?】1913年德國(guó)化學(xué)家哈伯發(fā)明了以低成本制造大量氨的方法，從而大太滿(mǎn)足了當(dāng)時(shí)日益增長(zhǎng)的人口對(duì)糧食的需求。下圖是合成氨生產(chǎn)流程示意圖，下列說(shuō)法不正確的是A．“干燥凈化”可以防止催化劑中毒B．“壓縮機(jī)加壓”既提高了原料的轉(zhuǎn)化率又加快了反應(yīng)速率C．“冷卻”提高了原料的平衡轉(zhuǎn)化率和利用率D．“鐵觸媒”在生產(chǎn)過(guò)程中需使用外加熱源持續(xù)加熱【答案】【答案】D【解析】A．合成氨反應(yīng)的原料中含有能使催化劑中毒的雜質(zhì)，所以“干燥凈化”可以防止催化劑中毒，故A正確；B．合成氨反應(yīng)是氣體體積減小的反應(yīng)，增大壓強(qiáng)，化學(xué)反應(yīng)速率加快，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，原料的轉(zhuǎn)化率增大，所以“壓縮機(jī)加壓”既提高了原料的轉(zhuǎn)化率又加快了反應(yīng)速率，故B正確；C．氨氣易液化，冷卻時(shí)氨氣轉(zhuǎn)化為液氨，生成物的濃度減小，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，原料的轉(zhuǎn)化率增大，所以“冷卻”提高了原料的平衡轉(zhuǎn)化率和利用率，故C正確；D．合成氨反應(yīng)為放熱反應(yīng)，“鐵觸媒”在生產(chǎn)過(guò)程中可以通過(guò)反應(yīng)放出的熱量和熱交換達(dá)到反應(yīng)所需的溫度，不需使用外加熱源持續(xù)加熱，故D錯(cuò)誤；故選D。【例4】工業(yè)上合成氨是在一定條件下進(jìn)行如下反應(yīng)：N2(g)+3H2(g)=2NH3(g)ΔH=-92.2kJ?mol-1，其部分工藝流程如圖所示：反應(yīng)體系中各組分的部分性質(zhì)見(jiàn)表：氣體氮?dú)鈿錃獍比埸c(diǎn)/℃-210.01-259.77-77.74沸點(diǎn)/℃-195.79-252.23-33.42(1)寫(xiě)出該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)表達(dá)式：K=____。隨著溫度升高，K值____(填“增大”“減小”或“不變”)。(2)K值越大，表明____(填字母)。A．其他條件相同時(shí)N2的轉(zhuǎn)化率越高B．其他條件相同時(shí)NH3的產(chǎn)率越大C．原料中N2的含量越高D．化學(xué)反應(yīng)速率越快(3)在工業(yè)上采取氣體循環(huán)的流程，即反應(yīng)后通過(guò)把混合氣體的溫度降低到使分離出來(lái)；繼續(xù)循環(huán)的氣體是。1．工業(yè)合成氨的反應(yīng)為：N2(g)＋3H2(g)?2NH3(g)在298K時(shí)，ΔH92.4kJ·mol－1，ΔS198.2J·mol-1·K－1，特定條件下的速率可表示為v＝kc(N2)c1.5(H2)c－1(NH3)，其中k為反應(yīng)速率常數(shù)，下列敘述正確的是A．該反應(yīng)在298K時(shí)不能正向自發(fā)進(jìn)行B．升高溫度、增大壓強(qiáng)有利于化學(xué)平衡向生成氨的方向移動(dòng)C．反應(yīng)體系的三種物質(zhì)中，H2(g)的濃度對(duì)反應(yīng)速率影響最大D．反應(yīng)達(dá)到一定轉(zhuǎn)化率時(shí)將NH3從混合氣中分離出去會(huì)降低反應(yīng)速率2．在硫酸工業(yè)中，通過(guò)如下反應(yīng)使SO2轉(zhuǎn)化為SO3：2SO2(g)＋O2(g)?2SO3(g)?H<0。下列說(shuō)法不正確A．為使SO2盡可能多地轉(zhuǎn)化為SO3，工業(yè)生產(chǎn)中的反應(yīng)溫度越低越好B．使用合適的催化劑可加快該反應(yīng)的反應(yīng)速率C．通入過(guò)量的空氣可以提高SO2的轉(zhuǎn)化率D．反應(yīng)后尾氣中的SO2必須回收3．下列關(guān)于工業(yè)合成氨的敘述中錯(cuò)誤的是A．在動(dòng)力、設(shè)備、材料允許的條件下盡可能在高壓下進(jìn)行B．溫度越高越有利于工業(yè)合成氨C．在工業(yè)合成氨中N2、H2的循環(huán)利用可提高其利用率，降低成本D．將混合氣體中的氨液化有利于合成氨反應(yīng)4．工業(yè)上合成氨反應(yīng)為N2g+3H2g?2NH3g，關(guān)于實(shí)際生產(chǎn)中的說(shuō)法正確的是A．催化劑能加快反應(yīng)速率，因此可選用適當(dāng)?shù)拇呋瘎〣．壓強(qiáng)越高，反應(yīng)速率越快，因此采取的壓強(qiáng)越高越好C．溫度越高，反應(yīng)速率越快，因此采取的溫度越高越好D．反應(yīng)原料氫氣可通過(guò)電解水制得，不需要考慮成本問(wèn)題5．合成氨工業(yè)中采用循環(huán)操作，主要是為了A．降低氨的沸點(diǎn)B．提高氮?dú)夂蜌錃獾睦寐蔆．提高平衡混合物中氨的含量D．增大化學(xué)反應(yīng)速率6．焦?fàn)t煤氣(主要成分：CH4、CO2、H2、CO)在炭催化下，使CH4與CO2重整生成H2和CO。其主要反應(yīng)為反應(yīng)III：Cs+CO2g=2COgΔH3=172kJ?mo反應(yīng)IV：Cs+H2Og=COg+H2gΔH4=131在1×105Pa、將焦?fàn)t煤氣以一定流速通過(guò)裝有炭催化劑的反應(yīng)管，CH4、CO、H2的相對(duì)體積和CO2的轉(zhuǎn)化率隨溫度變化的曲線如圖所示。相對(duì)體積EQ\*jc3\*hps11\o\al(\s\up4(O或),原料)EQ\*jc3\*hps14\o\al(\s\up7(原),V)EQ\*jc3\*hps14\o\al(\s\up7(料),CH)EQ\*jc3\*hps14\o\al(\s\up7(氣),4)下列說(shuō)法不正確的是A．溫度低于900℃,反應(yīng)I基本不發(fā)生B．850℃~900℃時(shí)，主要發(fā)生反應(yīng)ⅣC．增大焦?fàn)t煤氣流速一定能提高CO的相對(duì)體積D．工業(yè)生產(chǎn)上需要研發(fā)低溫下CH4轉(zhuǎn)化率高的催化劑7．以CO2、H2為原料合成CH3OH涉及的反應(yīng)如下：反應(yīng)Ⅲ：CO(g)+2H2(g)?CH3OH(g)ΔH3在5MPa下，按照nCO2:nH2=1:3投料，平衡時(shí)，CO和CH3OH在含碳產(chǎn)物中物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)及CO2的轉(zhuǎn)化率隨溫度的變化如圖。下列說(shuō)法正確的是A．反應(yīng)Ⅲ中反應(yīng)物的總鍵能大于生成物的總鍵能B．曲線m代表CO在含碳產(chǎn)物中物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)C．該條件下溫度越低，越有利于工業(yè)生產(chǎn)CH3OHD．圖示270℃時(shí)，平衡體系中H2的體積分?jǐn)?shù)約為66.6%8．下列有關(guān)合成氨工業(yè)的說(shuō)法正確的是A．N2、H2的投料比采用1∶2.8(物質(zhì)的量比)而不是1∶3，是為了提高N2的轉(zhuǎn)化率B．反應(yīng)溫度控制在700K左右，目的是使化學(xué)平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)C．壓強(qiáng)采用10~30MPa，是因?yàn)樵摋l件下催化劑的活性最好D．不斷將氨液化并移去液氨，目的之一是使平衡正向移動(dòng)9．空氣中的氮?dú)饪赏ㄟ^(guò)人工固氮獲得氨氣，氨氣是重要的化工原料，通過(guò)氨氧化法可制得硝酸，反應(yīng)過(guò)程如圖：硝酸是一種強(qiáng)氧化性酸，制硝酸工業(yè)產(chǎn)生的尾氣中含有氮氧化物，應(yīng)處理后才能排放。下列說(shuō)法不正確的是A．常溫下，濃硝酸可盛放在鋁制或鐵制容器中B．BaSO3固體能溶于稀硝酸，生成Ba(NO3)2，放出SO2氣體C．工業(yè)上，當(dāng)轉(zhuǎn)化①的反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，需不斷地從混合氣體中分離出NH3，將未反應(yīng)的原料氣送回合成塔以提高原料的利用率D．轉(zhuǎn)化④中，當(dāng)V(NO2)∶V(O2)=4∶1時(shí)，理論上NO2全部轉(zhuǎn)化為HNO310．有關(guān)工業(yè)合成氨的說(shuō)法錯(cuò)誤的是A．不斷移去液氨，有利于反應(yīng)正向進(jìn)行B．400~500℃時(shí)，原料的平衡轉(zhuǎn)化率最大C．增大壓強(qiáng)，氨的分解速率增加D．原料氣須經(jīng)過(guò)凈化處理，以防止催化劑中毒11．合成氨工業(yè)中，原料氣(N2、H2及少量CO、NH3的混合氣)在進(jìn)入合成塔前常用醋酸二氨合銅(Ⅰ)溶液來(lái)吸收原料氣中的CO，其反應(yīng)是[Cu(NH3)2]Ac+CO+NH3?[Cu(NH3)2]Ac·COΔH<0。(1)必須除去原料氣中CO的原因?yàn)椤?2)醋酸二氨合銅(Ⅰ)溶液吸收CO的生產(chǎn)適宜條件應(yīng)是。(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。12．過(guò)氧乙酸(CH3COOOH)不僅在衛(wèi)生醫(yī)療、食品消毒及漂白劑領(lǐng)域有廣泛應(yīng)用，也應(yīng)用于環(huán)境工程、精細(xì)化工等領(lǐng)域。實(shí)驗(yàn)室利用醋酸(CH3COOH)與雙氧水(H2O2)共熱，在固體酸的催化下制備過(guò)氧乙酸(CH3COOOH)，其裝置如圖所示。請(qǐng)回答下列問(wèn)題：實(shí)驗(yàn)步驟：I．先在反應(yīng)瓶中加入冰醋酸、乙酸丁酯和固體酸催化劑，開(kāi)通儀器1和8，溫度維持為55℃;II．待真空度達(dá)到反應(yīng)要求時(shí)，打開(kāi)儀器3的活塞，逐滴滴入濃度為35%的雙氧水，再通入冷卻水；III．從儀器5定期放出乙酸丁酯和水的混合物，待反應(yīng)結(jié)束后分離反應(yīng)器2中的混合物，得到粗產(chǎn)品。反應(yīng)中維持冰醋酸過(guò)量，目的是提高；分離反應(yīng)器2中的混合物得到粗產(chǎn)品，分離的方法是 。13．氫氣是一種清潔能源，水煤氣變換反應(yīng)的制氫原理為：COg+H2Og?CO2g+H2gΔH1。某研究所探究CuO/ZrO2的系列催化劑(包括C/Z-120、C/Z-250、C/Z-350、C/Z-450)在水煤氣變換反應(yīng)中的催化活性。常壓下，原料氣在不同溫度下相同時(shí)間內(nèi)CO的轉(zhuǎn)化率如圖：工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)選擇的最佳反應(yīng)條件為。14．合成氨工業(yè)中的主要反應(yīng)是N2(g)+3H2(g)?2NH3(g)(放熱反應(yīng))，從化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡的角度回答下列問(wèn)題：(1)生產(chǎn)中，采用高壓，是為了，且使平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)。(2)使用催化劑是為了。(3)原料氣(N2和H2)在進(jìn)入合成之前需要凈化，目的是。(4)生產(chǎn)過(guò)程中，及時(shí)把生成的NH3分離出去，其目的是。15．氮是地球上含量豐富的一種元素，氮及其化合物在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、生活中有著重要作用，合成氨工業(yè)在國(guó)民生產(chǎn)中有重要意義。以下是關(guān)于合成氨的有關(guān)問(wèn)題，請(qǐng)回答：(1)在容積為2L的恒溫密閉容器中加入0.1mol的N2和0.3mol的H2在一定條件下發(fā)生反應(yīng)：N2(g)+3H2(g)?2NH3(g)ΔH<0，在5分鐘時(shí)反應(yīng)恰好達(dá)到平衡，此時(shí)測(cè)得NH3的物質(zhì)的量為0.1mol。這段時(shí)間內(nèi)用H2表示的反應(yīng)速率為v(H2)=____。(2)平衡后，若要再提高反應(yīng)速率，且增大NH3的產(chǎn)率，可以采取的措施有____。(答一條即可)(3)下列各項(xiàng)能作為判斷該反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)的依據(jù)是____(填序號(hào)字母)。A．容器內(nèi)N2、H2、NH3的物質(zhì)的量濃度之比為1：3：2B．v(H2)正=3v(N2)逆C．混合氣體的密度保持不變D．容器內(nèi)壓強(qiáng)保持不變(4)已知合成氨反應(yīng)N2+3H2?2NH3在400℃時(shí)的平衡常數(shù)K=0.5(mol/L)-2。在400℃時(shí)，測(cè)得某時(shí)刻c(N2)=2mol/L、c(H2)=2mol/L、c(NH3)=3mol/L，此時(shí)刻該反應(yīng)的v正____v逆(填“>”“=”或“<”)。(5)如圖表示在恒壓密閉容器中，不同溫度下，達(dá)到平衡時(shí)NH3的體積百分?jǐn)?shù)與投料比[]的關(guān)系。由此判斷KA、KB、KC的大小關(guān)系為：。16．合成氨的反應(yīng)為N2＋3H2=2NH3＋Q(Q＞0)。下表是某次反應(yīng)時(shí)NH3的濃度變化：時(shí)間(min)0520c(NH3)(mol/L)00.300.440.500.50完成下列填空：(1)由表中數(shù)據(jù)計(jì)算0～10min時(shí)，用H2表示的平均反應(yīng)速率為。(2)若要提高H2利用率，可采取的措施有、。(3)若在氨水中逐滴滴加鹽酸，則溶液的pH將(填“增大”、“減小”或“不變”)。(4)工業(yè)合成氨的條件是鐵觸媒、、，請(qǐng)用文字簡(jiǎn)述選擇這些條件的原因 。習(xí)題工業(yè)合成氨【例1】下列有關(guān)工業(yè)合成氨的說(shuō)法不正確的是A．迅速冷卻的方法將氨液化，并不斷移去液氨，利于反應(yīng)正向進(jìn)行B．選擇溫度400~500℃,是為了保證盡可能大的平衡轉(zhuǎn)化率C．增大壓強(qiáng)，有利于增大反應(yīng)速率和平衡混合物中氨氣的體積分?jǐn)?shù)D．原料氣須經(jīng)過(guò)凈化處理，以防止催化劑中毒和安全事故發(fā)生【答案】【答案】B【解析】A．減小生成物的濃度，平衡正向移動(dòng)，故將NH3液化，并不斷將液氨移去，利于反應(yīng)正向進(jìn)行，A正確；B．該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，升高溫度，平衡逆向移動(dòng)，反應(yīng)物的平衡轉(zhuǎn)化率降低，則控制溫度400~500℃,遠(yuǎn)高于室溫，是為了加快反應(yīng)速率，B錯(cuò)誤；C．該反應(yīng)為體積減小的反應(yīng)，增大壓強(qiáng)，平衡正向移動(dòng)，有利于增大反應(yīng)速率和平衡混合物中氨氣的體積分?jǐn)?shù)，C正確；D．原料氣須經(jīng)過(guò)凈化處理，以防止催化劑中毒和安全事故發(fā)生，D正確；故選B?！纠?】下列關(guān)于工業(yè)合成氨反應(yīng)的調(diào)控說(shuō)法正確的是A．合成氨時(shí)，常采用迅速冷卻的方法將氨液化，提高平衡轉(zhuǎn)化率B．合成氨時(shí)為提高平衡轉(zhuǎn)化率，溫度越高越好C．增大N2濃度，可以提高活化分子百分?jǐn)?shù)，從而加快反應(yīng)速率D．合成氨選擇100～300MPa的壓強(qiáng)，目的是為了加快反應(yīng)速率，并提高轉(zhuǎn)化率【答案】【答案】A【解析】A．由于氨易液化，采用迅速冷卻的方法將氨液化，使平衡正移，提高原料轉(zhuǎn)化率，故A正確；B．合成氨的反應(yīng)是放熱反應(yīng)，升高溫度可以加快反應(yīng)速率，但不利于平衡向合成氨的方向移動(dòng)，故B錯(cuò)誤；C．增大N2濃度，單位體積內(nèi)活化分子數(shù)目增多，但活化分子百分?jǐn)?shù)未改變，故C錯(cuò)誤；D．合成氨的反應(yīng)是分子數(shù)減小的反應(yīng)，高壓有利于向正反應(yīng)方向移動(dòng)，提高轉(zhuǎn)化率，且能提高正反應(yīng)速率，但壓強(qiáng)越大，對(duì)設(shè)備的制造和材料的強(qiáng)度要求就越高，故D錯(cuò)誤；故選A?！纠?】1913年德國(guó)化學(xué)家哈伯發(fā)明了以低成本制造大量氨的方法，從而大太滿(mǎn)足了當(dāng)時(shí)日益增長(zhǎng)的人口對(duì)糧食的需求。下圖是合成氨生產(chǎn)流程示意圖，下列說(shuō)法不正確的是A．“干燥凈化”可以防止催化劑中毒B．“壓縮機(jī)加壓”既提高了原料的轉(zhuǎn)化率又加快了反應(yīng)速率C．“冷卻”提高了原料的平衡轉(zhuǎn)化率和利用率D．“鐵觸媒”在生產(chǎn)過(guò)程中需使用外加熱源持續(xù)加熱【答案】【答案】D【解析】A．合成氨反應(yīng)的原料中含有能使催化劑中毒的雜質(zhì)，所以“干燥凈化”可以防止催化劑中毒，故A正確；B．合成氨反應(yīng)是氣體體積減小的反應(yīng)，增大壓強(qiáng)，化學(xué)反應(yīng)速率加快，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，原料的轉(zhuǎn)化率增大，所以“壓縮機(jī)加壓”既提高了原料的轉(zhuǎn)化率又加快了反應(yīng)速率，故B正確；C．氨氣易液化，冷卻時(shí)氨氣轉(zhuǎn)化為液氨，生成物的濃度減小，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，原料的轉(zhuǎn)化率增大，所以“冷卻”提高了原料的平衡轉(zhuǎn)化率和利用率，故C正確；D．合成氨反應(yīng)為放熱反應(yīng)，“鐵觸媒”在生產(chǎn)過(guò)程中可以通過(guò)反應(yīng)放出的熱量和熱交換達(dá)到反應(yīng)所需的溫度，不需使用外加熱源持續(xù)加熱，故D錯(cuò)誤；故選D?！纠?】工業(yè)上合成氨是在一定條件下進(jìn)行如下反應(yīng)：N2(g)+3H2(g)=2NH3(g)ΔH=-92.2kJ?mol-1，其部分工藝流程如圖所示：反應(yīng)體系中各組分的部分性質(zhì)見(jiàn)表：氣體氮?dú)鈿錃獍比埸c(diǎn)/℃-210.01-259.77-77.74沸點(diǎn)/℃-195.79-252.23-33.42(1)寫(xiě)出該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)表達(dá)式：K=____。隨著溫度升高，K值____(填“增大”“減小”或“不變”)。(2)K值越大，表明____(填字母)。A．其他條件相同時(shí)N2的轉(zhuǎn)化率越高B．其他條件相同時(shí)NH3的產(chǎn)率越大C．原料中N2的含量越高D．化學(xué)反應(yīng)速率越快(3)在工業(yè)上采取氣體循環(huán)的流程，即反應(yīng)后通過(guò)把混合氣體的溫度降低到使分離出來(lái)；繼續(xù)循環(huán)的氣體是?！敬鸢浮?1)減小【答案】(1)減小(2)AB(3)-33.42℃氨N2和H2【解析】（1）工業(yè)上合成氨是在一定條件下進(jìn)行如下反應(yīng)：N2(g)+3H2(g)?2NH3(g)，△H=-92.44kJ/mol，平衡常數(shù)為反應(yīng)是放熱反應(yīng)，隨著溫度的升高平衡逆向進(jìn)行，平衡常數(shù)減小；（2）對(duì)于合成氨反應(yīng)，K值越大表明溫度越低；A．溫度越低，正向進(jìn)行程度越大，N2的轉(zhuǎn)化率越高，故A正確；B．溫度越低，生成的氨氣越多，NH3的產(chǎn)率越大，故B正確；C．溫度低反應(yīng)正向進(jìn)行，原料中N2的含量減少，故C錯(cuò)誤；D．溫度低化學(xué)反應(yīng)速率減慢，故D錯(cuò)誤；答案選答案選AB；（3）根據(jù)氣體熔沸點(diǎn)的大小可知，氨易液化，將溫度降低到氨氣的沸點(diǎn)(-33.42℃)變?yōu)橐簯B(tài)后，將氨氣從體系中分離出去可使平衡正向移動(dòng)，剩余的N2和H2可循環(huán)利用，提高產(chǎn)率；1．工業(yè)合成氨的反應(yīng)為：N2(g)＋3H2(g)=2NH3(g)在298K時(shí)，ΔH92.4kJ·mol－1，ΔS198.2J·mol-1·K－1，特定條件下的速率可表示為v＝kc(N2)c1.5(H2)c－1(NH3)，其中k為反應(yīng)速率常數(shù)，下列敘述正確的是A．該反應(yīng)在298K時(shí)不能正向自發(fā)進(jìn)行B．升高溫度、增大壓強(qiáng)有利于化學(xué)平衡向生成氨的方向移動(dòng)C．反應(yīng)體系的三種物質(zhì)中，H2(g)的濃度對(duì)反應(yīng)速率影響最大D．反應(yīng)達(dá)到一定轉(zhuǎn)化率時(shí)將NH3從混合氣中分離出去會(huì)降低反應(yīng)速率【答案】【答案】C【解析】A．由題給數(shù)據(jù)可知，反應(yīng)ΔH-TΔS=(—92.2kJ/mol)—298K×(—0.1982kJ/(K·mol)≈—33.14kJ/mol<0，所以反應(yīng)能自發(fā)進(jìn)行故A錯(cuò)誤；B．該反應(yīng)為氣體體積減小的反應(yīng)，增大壓強(qiáng)平衡正向移動(dòng)，但該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，升高溫度，平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，故B錯(cuò)誤；C．由速率公式可知，反應(yīng)速率與氮?dú)夂蜌錃獾臐舛瘸烧汝P(guān)系，與氨氣的濃度成反比關(guān)系，所以?xún)缰笖?shù)最大的氫氣濃度對(duì)反應(yīng)速率影響最大，故C正確；D．由速率公式可知，反應(yīng)速率與氨氣的濃度成反比關(guān)系，所以反應(yīng)達(dá)到一定轉(zhuǎn)化率時(shí)將氨氣從混合氣中分離出去會(huì)增大反應(yīng)速率，故D錯(cuò)誤；故選C。2．在硫酸工業(yè)中，通過(guò)如下反應(yīng)使SO2轉(zhuǎn)化為SO3：2SO2(g)＋O2(g)=2SO3(g)?H<0。下列說(shuō)法不正確A．為使SO2盡可能多地轉(zhuǎn)化為SO3，工業(yè)生產(chǎn)中的反應(yīng)溫度越低越好B．使用合適的催化劑可加快該反應(yīng)的反應(yīng)速率C．通入過(guò)量的空氣可以提高SO2的轉(zhuǎn)化率D．反應(yīng)后尾氣中的SO2必須回收【答案】【答案】A【解析】A．為使SO2盡可能多地轉(zhuǎn)化為SO3即平衡正向移動(dòng)，同時(shí)考慮到溫度對(duì)速率的影響，工業(yè)生產(chǎn)中的反應(yīng)溫度并不是越低越好，中的反應(yīng)溫度并不是越低越好，A錯(cuò)誤；B．使用合適的催化劑可加快該反應(yīng)的反應(yīng)速率，B正確；C．通入過(guò)量的空氣促使平衡正向移動(dòng)，可以提高SO2的轉(zhuǎn)化率，C正確；D．二氧化硫在轉(zhuǎn)化中并未達(dá)到100%轉(zhuǎn)化且二氧化硫有毒性的污染性氣體需回收并循環(huán)利用，D正確；故選A。3．下列關(guān)于工業(yè)合成氨的敘述中錯(cuò)誤的是A．在動(dòng)力、設(shè)備、材料允許的條件下盡可能在高壓下進(jìn)行B．溫度越高越有利于工業(yè)合成氨C．在工業(yè)合成氨中N2、H2的循環(huán)利用可提高其利用率，降低成本D．將混合氣體中的氨液化有利于合成氨反應(yīng)【答案】【答案】B【解析】A．合成氨的正反應(yīng)為氣體體積縮小的反應(yīng)，壓強(qiáng)越大，反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率越高，則在動(dòng)力、設(shè)備、材料允許的條件下盡可能在高壓下進(jìn)行，故A正確；B．合成氨的正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，升高溫度后不利于氨氣的生成，故B錯(cuò)誤；C．合成氨中N2和H2的循環(huán)使用，可以提高原料氣的利用率，降低成本，故C正確；D．合成氨的反應(yīng)中，將混合氣體中的氨氣液化，減小了生成物濃度，平衡向著正向移動(dòng)，可以用平衡移動(dòng)原理解釋?zhuān)蔇正確；故答案選B。4．工業(yè)上合成氨反應(yīng)為N2g+3H2g?2NH3g，關(guān)于實(shí)際生產(chǎn)中的說(shuō)法正確的是A．催化劑能加快反應(yīng)速率，因此可選用適當(dāng)?shù)拇呋瘎〣．壓強(qiáng)越高，反應(yīng)速率越快，因此采取的壓強(qiáng)越高越好C．溫度越高，反應(yīng)速率越快，因此采取的溫度越高越好D．反應(yīng)原料氫氣可通過(guò)電解水制得，不需要考慮成本問(wèn)題【答案】A【解析】A．加入催化劑，降低反應(yīng)的活化能，反應(yīng)速率增大，所以可選用適當(dāng)?shù)拇呋瘎?，故A正確；B．壓強(qiáng)太大，對(duì)生產(chǎn)設(shè)備要求太高，增大生產(chǎn)成本，所以不能采用太高的壓強(qiáng)，故B錯(cuò)誤；C．溫度太高，催化劑的活性降低，所以并不是溫度越高越好，應(yīng)采用適當(dāng)?shù)臏囟?，故C錯(cuò)誤；D．工業(yè)合成氨要考慮成本問(wèn)題，需要獲得經(jīng)濟(jì)效益，故D錯(cuò)誤；故選：A。5．合成氨工業(yè)中采用循環(huán)操作，主要是為了A．降低氨的沸點(diǎn)C．提高平衡混合物中氨的含量B．提高氮?dú)夂蜌錃獾睦寐蔇．增大化學(xué)反應(yīng)速率【答案】【答案】B【解析】合成氨中氫氣與氮?dú)庠谝欢l件下反應(yīng)生成氨氣，該反應(yīng)為可逆反應(yīng)，為提高氮?dú)夂蜌錃獾睦寐剩瑢a(chǎn)物中氨氣液化，再將未反應(yīng)完的氮?dú)夂蜌錃馔ㄈ牒铣伤?，進(jìn)行循環(huán)利用，故答案選B。6．焦?fàn)t煤氣(主要成分：CH4、CO2、H2、CO)在炭催化下，使CH4與CO2重整生成H2和CO。其主要反應(yīng)為反應(yīng)III：Cs+CO2g=2COgΔH3=172kJ?mo反應(yīng)IV：Cs+H2Og=COg+H2gΔH4=131在1×105Pa、將焦?fàn)t煤氣以一定流速通過(guò)裝有炭催化劑的反應(yīng)管，CH4、CO、H2的相對(duì)體積和CO2的轉(zhuǎn)化率隨溫度變化的曲線如圖所示。相對(duì)體積產(chǎn)品氣V(CO或H)-原料氣V(CO或產(chǎn)品氣V(CO或H)-原料氣V(CO或H原料氣VCH4下列說(shuō)法不正確的是A．溫度低于900℃,反應(yīng)I基本不發(fā)生B．850℃~900℃時(shí)，主要發(fā)生反應(yīng)ⅣC．增大焦?fàn)t煤氣流速一定能提高CO的相對(duì)體積D．工業(yè)生產(chǎn)上需要研發(fā)低溫下CH4轉(zhuǎn)化率高的催化劑【答案】【答案】C【解析】【解析】A．從圖中可以看出，溫度低于900℃時(shí)，CH4的相對(duì)體積基本上是100%，所以反應(yīng)I基本不發(fā)生，A正確；B．850℃~900℃時(shí)，H2、CO的體積分?jǐn)?shù)都增大，且增大的幅度相近，而CH4的相對(duì)體積略有減小，可能是CO2轉(zhuǎn)化率增大的原因，所以反應(yīng)I進(jìn)行的幅度很小，反應(yīng)Ⅱ、Ⅲ基本不發(fā)生，主要發(fā)生反應(yīng)Ⅳ,B正確；C．從圖中可以看出，4個(gè)反應(yīng)均為生成CO的反應(yīng)，且都為吸熱反應(yīng)，所以若想提高CO的相對(duì)體積，應(yīng)選擇升高溫度，與增大焦?fàn)t煤氣的流速無(wú)關(guān)，C不正確；D．圖中信息顯示，溫度低于900℃,CH4的相對(duì)體積基本上是100%，則反應(yīng)I基本不發(fā)生，所以工業(yè)生產(chǎn)上需要研發(fā)低溫下CH4轉(zhuǎn)化率高的催化劑，D正確；故選C。7．以CO2、H2為原料合成CH3OH涉及的反應(yīng)如下：反應(yīng)Ⅲ：CO(g)+2H2(g)?CH3OH(g)ΔH3在5MPa下，按照nCO2:nH2=1:3投料，平衡時(shí)，CO和CH3OH在含碳產(chǎn)物中物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)及CO2的轉(zhuǎn)化率隨溫度的變化如圖。下列說(shuō)法正確的是A．反應(yīng)Ⅲ中反應(yīng)物的總鍵能大于生成物的總鍵能B．曲線m代表CO在含碳產(chǎn)物中物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)C．該條件下溫度越低，越有利于工業(yè)生產(chǎn)CH3OHD．圖示270℃時(shí)，平衡體系中H2的體積分?jǐn)?shù)約為66.6%【答案】【答案】D【解析】A．根據(jù)蓋斯定律I-Ⅱ可得反應(yīng)ⅢCO(g)+2H2(g)?CH3OH(g)ΔH3=-49kJ·mol-1-41kJ·mol-1=-90kJ·mol-1；ΔH=反應(yīng)物的總鍵能-生成物的總鍵能，故反應(yīng)Ⅲ中反應(yīng)物的總鍵能小于生成物的總鍵能，A錯(cuò)誤；B．反應(yīng)Ⅱ的正反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，生成物中有CO，溫度升高，反應(yīng)Ⅱ的平衡正向移動(dòng)，CO的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)增大；反應(yīng)Ⅲ的正反應(yīng)是放熱反應(yīng)，反應(yīng)物中有CO，溫度升高，反應(yīng)Ⅲ的平衡逆向移動(dòng)，CO的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)也會(huì)增大，也就是說(shuō)，溫度升高，CO的產(chǎn)量變大，則CO在含碳產(chǎn)物的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)增大，故符合這個(gè)規(guī)律的是曲線n，B錯(cuò)誤；C．由圖可知，溫度在150℃時(shí)有利于反應(yīng)Ⅰ進(jìn)行，CH3OH的含量高，有利于提高CH3OH的產(chǎn)率，但并不是溫度越低越好，因?yàn)闇囟忍头磻?yīng)速率太慢，C錯(cuò)誤；D．根據(jù)題意設(shè)起始量n(CO2)=1mol，n(H2)=3mol，平衡時(shí)甲醇和CO的物質(zhì)的量相等，設(shè)CH3OH物質(zhì)的量為xmol，則CO的物質(zhì)的量也為xmol，270℃時(shí)CO2的轉(zhuǎn)化率為25%，則平衡時(shí)CO2的物質(zhì)的量為0.75mol，根據(jù)碳守恒：0.75+2x=1，解得x=0.125，根據(jù)氧守恒，水的物質(zhì)的量為：2mol-0.75mol×2-0.125mol-0.125mol=0.25mol，根據(jù)氫守恒，氫氣的物質(zhì)的量為mol=2.5mol，則反應(yīng)后總的物質(zhì)的量0.75mol+0.125mol+0.125mol+2.5mol+0.25mol=3.75mol，則平衡體系中H2的體積分答案選D。8．下列有關(guān)合成氨工業(yè)的說(shuō)法正確的是A．N2、H2的投料比采用1∶2.8(物質(zhì)的量比)而不是1∶3，是為了提高N2的轉(zhuǎn)化率B．反應(yīng)溫度控制在700K左右，目的是使化學(xué)平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)C．壓強(qiáng)采用10~30MPa，是因?yàn)樵摋l件下催化劑的活性最好D．不斷將氨液化并移去液氨，目的之一是使平衡正向移動(dòng)【答案】D【解析】A．適當(dāng)提高氮?dú)獾谋壤?，即N2和H2物質(zhì)的量之比為1∶2.8時(shí)更能提高H2的轉(zhuǎn)化率，故A錯(cuò)B．氮?dú)夂蜌錃夥磻?yīng)生成氨氣的過(guò)程是放熱的，反應(yīng)溫度控制在700K左右，目的是加快反應(yīng)速率，并不是使化學(xué)平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，B錯(cuò)誤；C．氮?dú)夂蜌錃夥磻?yīng)是氣體體積減小的反應(yīng)，增大壓強(qiáng)，平衡正向移動(dòng)，合成氨工業(yè)采用10~30MPa，是因?yàn)樵僭龃髩簭?qiáng)，平衡轉(zhuǎn)化率不會(huì)提高太多，且增大壓強(qiáng)對(duì)設(shè)備的要求更高，不能達(dá)到更好的經(jīng)濟(jì)效益，C錯(cuò)誤；D．不斷將氨液化并移去液氨，目的是降低氨氣的濃度，使平衡正向移動(dòng)，D正確；故選D。9．空氣中的氮?dú)饪赏ㄟ^(guò)人工固氮獲得氨氣，氨氣是重要的化工原料，通過(guò)氨氧化法可制得硝酸，反應(yīng)過(guò)程如圖：硝酸是一種強(qiáng)氧化性酸，制硝酸工業(yè)產(chǎn)生的尾氣中含有氮氧化物，應(yīng)處理后才能排放。下列說(shuō)法不正確的是A．常溫下，濃硝酸可盛放在鋁制或鐵制容器中B．BaSO3固體能溶于稀硝酸，生成Ba(NO3)2，放出SO2氣體C．工業(yè)上，當(dāng)轉(zhuǎn)化①的反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，需不斷地從混合氣體中分離出NH3，將未反應(yīng)的原料氣送回合成塔以提高原料的利用率D．轉(zhuǎn)化④中，當(dāng)V(NO2)∶V(O2)=4∶1時(shí)，理論上NO2全部轉(zhuǎn)化為HNO3【答案】【答案】B【解析】A．常溫下，鐵、鋁的表面被濃硝酸氧化，生成了一層致密的氧化物薄膜，這層薄膜阻止了酸與內(nèi)層金屬的進(jìn)一步反應(yīng)，故常溫下，濃硝酸可盛放在鋁制或鐵制容器中，A正確；B．硝酸是氧化性酸，BaSO3固體能溶于稀硝酸，被氧化生成硫酸鋇，硝酸被還原生成NO，B錯(cuò)誤；C．工業(yè)上，當(dāng)轉(zhuǎn)化①的反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，根據(jù)勒夏特列原理知需不斷地從混合氣體中分離出NH3，將未反應(yīng)的原料氣送回合成塔以提高原料的利用率，C正確；D．轉(zhuǎn)化④中，當(dāng)V(NO2)∶V(O2)=4∶1時(shí)，理論上NO2全部轉(zhuǎn)化為HNO3：4NO2+O2+H2O=4HNO3，D正確；故選B。10．有關(guān)工業(yè)合成氨的說(shuō)法錯(cuò)誤的是A．不斷移去液氨，有利于反應(yīng)正向進(jìn)行B．400~500℃時(shí)，原料的平衡轉(zhuǎn)化率最大C．增大壓強(qiáng)，氨的分解速率增加D．原料氣須經(jīng)過(guò)凈化處理，以防止催化劑中毒【答案】【答案】B【解析】A．如果改變可逆反應(yīng)的條件(如濃度、壓強(qiáng)、溫度等)，化學(xué)平衡就被破壞，并向減弱這種改變的方向移動(dòng)，不斷將氨氣液化，降低生成物濃度，有利于平衡正向移動(dòng)，故A正確；B．合成氨是放熱反應(yīng)，升高溫度平衡逆向移動(dòng)，原料的平衡轉(zhuǎn)化率降低，控制溫度為400℃~500℃是因?yàn)榇藴囟却呋瘎┑幕钚宰罡?，反?yīng)速率較大，生產(chǎn)效率較高，故B錯(cuò)誤；C．增大壓強(qiáng)，化學(xué)反應(yīng)速率增大，氨的分解速率增加，故C正確；D．制備原料氣過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生其它雜質(zhì)，為防止催化劑中毒和安全，原料氣須經(jīng)過(guò)凈化處理，故D正確；故答案選B。11．合成氨工業(yè)中，原料氣(N2、H2及少量CO、NH3的混合氣)在進(jìn)入合成塔前常用醋酸二氨合銅(Ⅰ)溶液來(lái)吸收原料氣中的CO，其反應(yīng)是[Cu(NH3)2]Ac+CO+NH3=[Cu(NH3)2]Ac·COΔH<0。(1)必須除去原料氣中CO的原因?yàn)椤?2)醋酸二氨合銅(Ⅰ)溶液吸收CO的生產(chǎn)適宜條件應(yīng)是。(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?！敬鸢浮俊敬鸢浮?1)防止合成塔中的催化劑中毒(2)低溫、高壓(3)高溫、低壓【解析】（1）用氫氣和氮?dú)夂铣砂睔?，需要在高溫高壓催化劑條件下進(jìn)行，而CO在反應(yīng)體系中的影響就是針對(duì)催化劑，如果不除去的話(huà)，會(huì)造成催化劑中毒；（2）要使生產(chǎn)適宜，即控制條件讓反應(yīng)正向移動(dòng)，該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，且系數(shù)和減少，故低溫、高壓使平衡正向移動(dòng)，即適宜條件為低溫、高壓；（3）要實(shí)現(xiàn)醋酸二氨合銅溶液再生，即使平衡逆向移動(dòng)即可，該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，且系數(shù)和減少，故高溫、低壓使平衡逆向移動(dòng)，即適宜條件為高溫、低壓。12．過(guò)氧乙酸(CH3COOOH)不僅在衛(wèi)生醫(yī)療、食品消毒及漂白劑領(lǐng)域有廣泛應(yīng)用，也應(yīng)用于環(huán)境工程、精細(xì)化工等領(lǐng)域。實(shí)驗(yàn)室利用醋酸(CH3COOH)與雙氧水(H2O2)共熱，在固體酸的催化下制備過(guò)氧乙酸(CH3COOOH)，其裝置如圖所示。請(qǐng)回答下列問(wèn)題：實(shí)驗(yàn)步驟：I．先在反應(yīng)瓶中加入冰醋酸、乙酸丁酯和固體酸催化劑，開(kāi)通儀器1和8，溫度維持為55℃;II．待真空度達(dá)到反應(yīng)要求時(shí)，打開(kāi)儀器3的活塞，逐滴滴入濃度為35%的雙氧水，再通入冷卻水；III．從儀器5定期放出乙酸丁酯和水的混合物，待反應(yīng)結(jié)束后分離反應(yīng)器2中的混合物，得到粗產(chǎn)品。反應(yīng)中維持冰醋酸過(guò)量，目的是提高；分離反應(yīng)器2中的混合物得到粗產(chǎn)品，分離的方法是 ?！敬鸢浮侩p氧水的轉(zhuǎn)化率【答案】雙氧水的轉(zhuǎn)化率(利用率)過(guò)濾【解析】反應(yīng)中CH3COOOH過(guò)量，可以使反應(yīng)持續(xù)正向進(jìn)行，提高雙氧水的轉(zhuǎn)化率，反應(yīng)器2中為過(guò)氧乙酸、為反應(yīng)完的反應(yīng)物及固體催化劑的混合物，可采用過(guò)濾的方法得到粗產(chǎn)品，故答案為：雙氧水的轉(zhuǎn)化率(利用率)；過(guò)濾；13．氫氣是一種清潔能源，水煤氣變換反應(yīng)的制氫原理為：COg+H2Og?CO2g+H2gΔH1。某研究所探究CuO/ZrO2的系列催化劑(包括C/Z-120、C/Z-250、C/Z-350、C/Z-450)在水煤氣變換反應(yīng)中的催化活性。常壓下，原料氣在不同溫度下相同時(shí)間內(nèi)CO的轉(zhuǎn)化率如圖：工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)選擇的最佳反應(yīng)條件為。【答案】【答案】C/Z-250，240℃【解析】由圖示可知，催化劑C/Z-250的催化效果最好，反應(yīng)溫度為240℃時(shí)一氧化碳的轉(zhuǎn)化率最大，再升高溫度，一氧化碳的轉(zhuǎn)化率基本不變，因此工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)選擇的最佳反應(yīng)條件是C/Z-250作催化劑，反應(yīng)溫度為240℃。14．合成氨工業(yè)中的主要反應(yīng)是N2(g)+3H2(g)?2NH3(g)(放熱反應(yīng))，從化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡的角度回答下列問(wèn)題：(1)生產(chǎn)中，采用高壓，是為了，且使平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)。(2)使用催化劑是為了。(3)原料氣(N2和H2)在進(jìn)入合成之前需要凈化，目的是。(4)生產(chǎn)過(guò)程中，及時(shí)把生成的NH3分離出去，其目的是。【答案】【答案】(1)提高反應(yīng)速率(2)提高反應(yīng)速率(3)(3)防止催化劑中毒(4)減少生成物濃度，使平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)【解析】(1)增大壓強(qiáng)反應(yīng)速率加快，正反應(yīng)體積減小，因此生產(chǎn)中，采用高壓，是為了提高反應(yīng)速率，且使平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)。(2)催化劑只能改變反應(yīng)速率，因此使用催化劑是為了提高反應(yīng)速率。(3)為防止催化劑中毒，原料氣(N2和H2)在進(jìn)入合成之前需要凈化。(4)生產(chǎn)過(guò)程中，及時(shí)把生成的NH3分離出去，可減少生成物濃度，使平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)。15．氮是地球上含量豐富的一種元素，氮及其化合物在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、生活中有著重要作用，合成氨工業(yè)在國(guó)民生產(chǎn)中有重要意義。以下是關(guān)于合成氨的有關(guān)問(wèn)題，請(qǐng)回答：(1)在容積為2L的恒溫密閉容器中加入0.1mol的N2和0.3mol的H2在一定條件下發(fā)生反應(yīng)：N2(g)+3H2(g)?2NH3(g)ΔH<0，在5分鐘時(shí)反應(yīng)恰好達(dá)到平衡，此時(shí)測(cè)得NH3的物質(zhì)的量為0.1mol。這段時(shí)間內(nèi)用H2表示的反應(yīng)速率為v(H2)=____。(2)平衡后，若要再提高反應(yīng)速率，且增大NH3的產(chǎn)率，可以采取的措施有____。(答一條即可)(3)下列各項(xiàng)能作為判斷該反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)的依據(jù)是____(填序號(hào)字母)。A．容器內(nèi)N2、H2、NH3的物質(zhì)的量濃度之比為1：3：2B．v(H2)正=3v(N2)逆C．混合氣體的密度保持不變D．容器內(nèi)壓強(qiáng)保持不變(4)已知合成氨反應(yīng)N2+3H2?2NH3在400℃時(shí)的平衡常數(shù)K=0.5(mol/L)-2。在400℃時(shí)，測(cè)得某時(shí)刻c(N2)=2mol/L、c(H2)=2mol/L、c(NH3)=3mol/L，此時(shí)刻該反應(yīng)的v正____v逆(填“>”“=”或“<”)。(5)如圖表示在恒壓密閉容器中，不同溫度下，達(dá)到平衡時(shí)NH3的體積百分?jǐn)?shù)與投料比[]的關(guān)系。由此判斷KA、KB、KC的大小關(guān)系為：。【答案】(1)0.015mol·L-1·min-1(2)加壓；通入氮?dú)饣驓錃?3)BD(4)<(5)KA=KB>KC【解析】（1）這段時(shí)間內(nèi)用NH3表示的反應(yīng)速率=0.01mol/同一反應(yīng)