化学平衡的应用与计算合成氨条件的选择测试题

化学平衡的应用与计算合成氨条件的选择测试题1．回顾化学反应速率与化学平衡的影响因素有哪些？如何影响？2．讨论工业合成氨的条件：N2(g)+3H2(g)2NH3(g)；△H=-92.4kJ/mol，（1）合成氨反应的特点？（2）工业合成氨的理想条件？①从影响化学反应速率的条件讨论：在单位时间内制得最多的氨②从影响化学平衡状态的因素讨论：平衡混合物中NH3的含量比较高3.工业上合成氨的适宜条件：主要依据：（a）提高反应速率；（b）催化剂在该温度活性最高练习1：图示为工业合成氨简易流程图：I、对于合成氨工业的设计原则，有人简单地用四个字来概括：多、快、省、绿、请你仿照例子用化学术语来进行解释：（1）多：尽可能使合成氨反应达到较高的反应限度。（2）快：______________。要做到以上两点，在其中一个条件的设置上正好是两个相互矛盾的方面，综合考虑后选择了一个“适宜”的条件，这个“适宜”的条件是______________。（3）省：省钱!（从经济利益考虑）对该过程可以主要从上图中第____个过程来实现，该过程是通过提高____来“省钱”的。工业制硫酸中也有这个过程。另外，设置热交换器也可以对余热进行回收利用，热交换器中两种气体的流向采用____原理。（4）绿：符合环保精神，尽量减少或无工业三废废水、废气、废渣的排放。Ⅱ、合成氨所需的原料气制备，其中氮气的制备可以用（填一种方法）____，氢气的制备可以用甲烷与水蒸气在一定条件下反应，生成二氧化碳和氢气，则1m3甲烷理论上能生成氢气_________L。原料气要进行彻底的净化，其主要目的是_________。例1：将N2和H2混和，使其在一定条件下发生反应并达到平衡。根据表中数据回答有关问题：浓度物质N2H2NH3起始(摩/升)a60转化(摩/升)bcd平衡(摩/升)1e3(1)表中a=____,b=____,c=____,d=_____,e=____。(2)若反应经3分钟达到平衡，则反应速度v(N2)=_____。(3)氮气的转化率是____。(4)该体系的起始状态和平衡状态的压强比(体积、温度不变)是____。例2．（04，全国Ⅰ）（16分）恒温下，将amolN2与bmolH2的混合气体通入一个固定容积的密闭容器中，发生如下反应：N2(g)+3H2(g)2NH3(g)（1）若反应进行到某时刻t时，nt(N2)=13mol，nt(NH3)=6mol，计算a的值。（2）反应达平衡时，混合气体的体积为716.8L（标况下），其中NH3的含量（体积分数）为25%。计算平衡时NH3的物质的量。（3）原混合气体与平衡混合气体的总物质的量之比（写最简整数比，下同），n(始):n(平)=。（4）原混合气体中，a:b=。（5）达到平衡时，N2和H2的转化率之比，α(N2):α(H2)=。（6）平衡混合气体中，n(N2):n(H2):n(NH3)=。4．讨论：条件选择SO2(g)+O2(g)催化剂SO3(g)；△H=-98.3kJ/mol结合SO2接触氧化反应特点，我们应选择怎样的生产条件？压强温度催化剂反应速率问题（为了增大速率）化学平衡问题（为了提高转化率）实际生产过程中的条件附工业制硫酸流程图：07年高考试题选编1．(2007年高考理综四川卷，化学平衡-平衡移动)向某密闭容器中充入1molCO和2mol矿物炉气经净化冷净化气SO2、O2、N298.3％H2SO4尾气SO2、O2、N2供稀释用硫酸催化剂催化剂热交换器SO2、O2、N2热净化气转化气SO3、SO2、O2、N2沸腾炉接触室吸收塔H2O(g)，发生反应：CO＋H2O(g)催化剂高温CO2＋H2。当反应达到平衡时，CO的体积分数为x。若维持容器的体积和温度不变，超始物质按下列四种配比充入该容器中，达到平衡时CO的体积分数大于x的是()(A)0.5molCO＋2molH2O(g)＋1molCO2＋1molH2(B)1molCO＋1molH2O(g)＋1molCO2＋1molH2(C)0.5molCO＋1.5molH2O(g)＋0.4molCO2＋0.4molH2(D)0.5molCO＋1.5molH2O(g)＋0.5molCO2＋0.5molH22．(高考理综天津卷，6分，化学平衡-合成氨)下列有关工业生产的叙述正确的是()(A)合成氨生产过程中将NH3液化分离，可加快正反应速率，提高N2、H2的转化率(B)硫酸工业中，在接触室安装热交换器是为了利用SO3转化为H2SO4时放出的热量(C)电解饱和食盐水制烧碱采用离子交换膜法，可防止阴极室产生的Cl2进入阳极室(D)电解精炼铜时，同一时间内阳极溶液铜的质量比阴极析出铜的质量小3．(高考理综宁夏卷，化学平衡计算)一定条件下，合成氨反应达到平衡时，测得混合气体中氨气的体积分数为20.0%，与反应前．．．的体积相比，反应后体积缩小的百分率是()(A)16.7%(B)20.0%(C)80.0%(D)83.3%4.(2007年高考江苏卷，化学平衡)一定温度下可逆反应：A(s)＋2B(g)2C(g)＋D(g)；H＜0。现将1molA和2molB加入甲容器中，将4molC和2molD加入乙容器中，此时控制活塞P，使乙的容积为甲的2倍，t1时两容器内均达到平衡状态(如图1所示，隔板K不能移动)。下列说法正确的是()0时间t速率vv(正)v(逆)v(逆)′v(正)′t1t2甲容器==0时间t速率vv(正)v(逆)′′v(正)v(逆)=v(逆)′v(正)′=t1t2乙容器′′′′图1图2图3(A)保持温度和活塞位置不变，在甲中再加入1molA和2molB，达到新的平衡后，甲中C的浓度是乙中C的浓度的2倍(B)保持活塞位置不变，升高温度，达到新的平衡后，甲、乙中B的体积分数均增大(C)保持温度不变，移动活塞P，使乙的容积和甲相等，达到新的平衡后，乙中C的体积分数是甲中C的体积分数的2倍(D)保持温度和乙中的压强不变，t2时分别向甲、乙中加入等质量的氦气后，甲、乙中反应速率变化情况分别如图2和图3所示(t1前的反应速率变化已省略)5．(2007年高考广东化学卷，化学速率)(8分)“碘钟”实验中，3I－＋282OS＝I3－＋2SO42－的反应速率可以用I3－与加入的淀粉溶液显蓝色的时间t来度量，t越小，反应速率越大。某探究性学习小组在20℃进行实验，得到的数据如下表：实验编号①②③④⑤c(I－)/mol·L－10.0400.0800.0800.1600.120c(282OS)/mol·L－10.0400.0400.0800.0200.040t/s88.044.022.044.0t1回答下列问题：(1)该实验的目的是___________________________________________________。(2)显色时间t1＝______________。(3)温度对该反应的反应速率的影响符合一般规律，若在40℃下进行编号③对应浓度的实验，显色时间t2的范围为______(填字母)。甲乙P活塞K1234(A)＜22.0s(B)22.0s～44.0s(C)＞44.0s(D)数据不足，无法判断(4)通过分析比较上表数据，得到的结论是____________________________。6．(2007年高考海南化学卷，反应速率)(9分)下表是稀硫酸与某金属反应的实验数据：实验序号金属质量/g金属状态c(H2SO4)/mol·L－1V(H2SO4)/mL溶液温度/℃金属消失的时间/s反应前反应后10.10丝0.550203450020.10粉末0.55020355030.10丝0.750203625040.10丝0.850203520050.10粉末0.85020362560.10丝1.050203512570.10丝1.05035505080.10丝1.150203410090.10丝1.150204440分析上述数据，回答下列问题：(1)实验4和5表明，________________________对反应速率有影响，________________反应速率越快，能表明同一规律的实验还有_________(填实验序号)；(2)仅表明反应物浓度对反应速率产生影响的实验有_____________(填实验序号)；(3)本实验中影响反应速率的其他因素还有_______________，其实验序号是___________。(4)实验中的所有反应，反应前后溶液的温度变化值(约15℃)相近，推测其原因：______________________________________________________________________________。7．(2007年高考广东化学卷，新课标-化学平衡)(10分)黄铁矿(主要成分为FeS2)是工业制取硫酸的重要原料，其煅烧产物为SO2和Fe3O4。(2)已知上述反应是放热反应，当该反应处于平衡状态时，在体积不变的条件下，下列措施中有利于提高SO2平衡转化率的有(填字母)(A)升高温度(B)降低温度(C)增大压强(D)减小压强(E)加入催化剂(G)移出氧气(3)SO2尾气用饱和Na2SO3溶液吸收可得到重要的化工原料，反应的化学方程式为________________________________________________________________________。(4)将黄铁矿的煅烧产物Fe3O4溶于H2SO4后，加入铁粉，可制备FeSO4。酸溶过程中需保持溶液足够酸性，其原因是__________________________________________________。1～4：B、D、A、BD5．【命题意图】考查学生对影响化学反应速率的外界因素(如浓度、温度)及其规律的认识和理解；考查学生对图表的观察、分析以及处理实验数据归纳出合理结论的能力。［答案］(1)研究反应物I－与282OS的浓度对反应速率的影响。(2)29.3s。(3)A。(4)反应速率与反应物起始浓度乘积成正比(或显色时间与反应物起始浓度乘积成反比)。6．［答案］(1)固体反应物的表面积；表面积越大；1和2(或4和5)。(2)1、3、4、6、8；或2和5。(3)反应温度；6和7，8和9。(4)可能是硫酸过量，金属全反应，放出的热量相等，所以使等体积溶液的温度升高值相近。7．【命题意图】考查学生对化学反应可逆性、化学平衡、化学平衡常数和影响化学平衡的外界条件的了解；考查学生对盐类的水解、常见非金属元素硫及其重要化合物的主要性质及其对环境质量影响的了解；考查学生计算平衡常数和平衡转化率的能力以及学生对化学平衡和元素化合物知识的综合应用及知识迁移能力。(2)B、C。(3)SO2＋H2O＋Na2SO3＝2NaHSO3。(4)抑制Fe2＋、Fe3＋的水解，防止Fe2＋被氧化成Fe3＋。