第2章第4节课时高效作业

发布 2023-05-18 20:56:28 阅读 8128

1.合成氨工业上采用循环操作主要是因为( )

a.加快化学反应速率 b.能提高氨的平衡浓度。

c.降低氨气的沸点d.提高氮气和氢气的利用率。

答案: d2.(2011·青岛高二检测)在合成氨工业中,下列变化过程与平衡移动无关的是( )

a.为增加nh3的产量,不断将nh3分离出来。

b.为增加nh3的产量,使用催化剂。

c.为增加nh3的产量,采用500 ℃左右的高温。

d.为增加nh3的产量,采用2×107~5×107 pa的压强。

解析: 使用催化剂只是同等程度地改变正逆反应速率,与平衡移动无关。

答案: b3.合成氨所需要的h2可由煤和水反应制得:

1)h2o(g)+c(s)co(g)+h2(g) δh>0

2)co(g)+h2o(g) co2(g)+h2(g) δh<0

工业生产中,欲提高co的转化率,所采取的下列措施正确的最佳组合是( )

降低温度 ②增大压强 ③使用催化剂 ④增大co浓度 ⑤增大h2o(g)的浓度。

a.①⑤b.②③

c.②④d.③⑤

答案: a4.合成氨反应:n2(g)+3h2(g) 2nh3(g) δh=-92.4 kj·mol-1,在反应过程中,正反应速率的变化如图:

下列说法正确的是( )

a.t1时升高了温度 b.t2时使用了催化剂。

c.t3时增大了压强 d.t4时降低了温度。

解析: 若t1时升高了温度,则随后v正应增大至平衡,a错;若t3增大了压强,v正应增大,而不会减小,故c错;若t4时降低了温度,则v正应突然减小,曲线不应相连,d错。

答案: b5.(2012·泰安高二质检)高温下,某反应达平衡,平衡常数k=。恒容时,温度升高,h2浓度减小。下列说法正确的是( )

a.该反应的焓变为正值。

b.恒温恒容下,增大压强,h2浓度一定减小。

c.升高温度,逆反应速率减小。

d.该反应化学方程式为co+h2oco2+h2

解析: 由平衡常数表达式写出可逆反应为co2(g)+h2(g) co(g)+h2o(g),d项错误;由于升高温度,h2浓度减小,说明升温平衡向正反应方向进行,因此正反应是吸热的,焓变为正值,a项正确;由于反应前后气体体积相等,增大压强平衡不移动,但若通入h2其浓度会增大,b项错误;升高温度,正逆反应速率都会增大,c项错误。

答案: a6.合成氨工业的原料气中含有少量co,co会使催化剂失去催化能力(催化剂中毒),因此,在进入合成塔前必须将其除去,一般用醋酸二氨合铜溶液来吸收原料气中的co,其反应为:cu(nh3)2ac+co+nh3 [cu(nh3)3]ac·co(正反应为放热反应)

1)醋酸二氨合铜吸收co的生产适宜条件是。

2)吸收co后的醋酸铜氨溶液经过处理后可再生,恢复其吸收co的能力以供循环使用,醋酸铜氨液再生的生产适宜条件是___

解析: (1)醋酸二氨合铜吸收co反应为气体体积减小的放热反应,降低温度或增大压强平衡向吸收co的方向移动,故应采用低温、高压作为生产条件。

2)放出co的反应应采用高温、低压作为生产条件。

答案: (1)低温、高压。

2)高温、低压。

7.下表的实验数据是在不同温度和压强下,平衡混合物中nh3含量的变化情况[入料v(n2)∶v(h2)=1∶3]。

1)比较200 ℃和300 ℃时的数据,可判断升高温度,平衡向___方向移动,正反应方向为___填“吸热”或“放热”)反应。

2)根据平衡移动原理,合成氨适宜的条件是___

a.高温高压 b.高温低压。

c.低温高压 d.低温低压。

3)计算500 ℃,30 mpa时n2的转化率___

4)实际工业生产合成氨时,考虑浓度对化学平衡的影响,还采取了一些措施。请写出其中的一个措施。

解析: 500 ℃,30 mpa时平衡混合物中nh3的百分含量为26.4%,根据题中已知可把入料的n2设为x mol, h2设为3x mol,反应的n2为y mol,利用三段式列式计算,即可得n2的转化率。

答案: (1)左(或逆反应) 放热 (2)c (3)41.77%

4)加入过量的n2(或及时从平衡混合物中移走nh3)

8.(能力拔高)工业上生产硫酸时,利用催化氧化反应将so2转化为so3是一个关键步骤。压强及温度对so2转化率的影响如下表(原料气各成分的体积分数为:so27%,o211%,n282%):

1)已知so2的氧化是放热反应,如何利用表中数据推断此结论。

2)在400~500 ℃时,so2的催化氧化采用常压而不是高压,主要原因是。

3)选择适宜的催化剂,是否可以提高so2的转化率?__填“是”或“否”),是否可以增大该反应所放出的热量填“是”或“否”)。

解析: (1)根据**中的数据可以看出,在相同压强下(如在0.1 mpa下)升高温度(如由400 ℃升高到500 ℃)时,so2的转化率降低(由99.

2%降低为93.5%),即升高温度时化学平衡向逆反应方向移动,而升高温度化学平衡应该向吸热反应方向移动,所以此反应的正反应为放热反应。

2)根据**中的数据可以得知:在0.1 mpa so2的转化率已经很高,如在400 ℃时已达99.

2%,若增大压强到10 mpa,压强增大了100倍,但是so2的转化率变化不大。而压强增大100倍,就需要提高设备的材料、动力、能源等,即要增大成本投入。

3)使用催化剂只能改变化学反应的速率,改变反应达到平衡的时间,不能使化学平衡发生移动,即对so2的转化率不产生影响;而在一定条件下,化学反应放出的热量与参加反应的反应物的量成正比,因so2的转化率不变,所以反应放出的热量也不会增大。

答案: (1)压强一定时,温度升高,so2转化率下降,说明升温平衡向逆反应方向移动,所以正反应为放热反应。

2)增大压强对提高so2转化率无显著影响,反而会增加成本。

3)否否。

第2章第3节第2课时课时高效作业

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