[小初高学习]2018-2019学年高中化学 第2章 化学反应的方向、限度与速度 第4节 化学反应条

第4节 化学反应条件的优化——工业合成氨

1.工业上合成氨一般采用700 K 左右的温度，其原因是( )

①适当提高氨的合成速率 ②提高H 2的转化率 ③提高氨的产率 ④催化剂在700 K 时活性最大

A ．只在①

B ．①②

C ．②③④

D ．①④

解析：选D 。合适的温度可使氨的合成速率加快，且使催化剂活性最大。

2.从化学反应速率和化学平衡两方面考虑，合成氨应采用的条件是( )

A ．低温、高压、催化剂

B ．低温、低压、催化剂

C ．高温、高压、催化剂

D ．适当温度、低压、催化剂

解析：选C 。根据合成氨反应的特点、外界条件对反应速率和化学平衡的影响及催化剂的活性进行选择。

3.合成氨时，既要使H 2的转化率增大，又要使反应速率增大，可采取的方法是( )

A ．补充H 2

B ．升高温度

C ．增大压强

D ．使用催化剂

解析：选C 。补充H 2，使反应速率加快，但H 2的转化率降低；升温，反应速率加快，平衡左移，H 2的转化率降低；增大压强，反应速率加快，平衡右移，H 2的转化率提高；催化剂只能加快反应速率，而不会提高反应物的转化率。

4.合成氨工业上采用了循环操作，主要原因是( )

A ．加快反应速率

B ．提高NH 3的平衡浓度

C ．降低NH 3的沸点

D ．提高N 2和H 2的利用率

解析：选D 。合成氨是可逆反应，在中压工艺条件下合成氨厂出口气中的氨含量一般为13%～14%，循环使用可提高N 2和H 2的利用率。

5.在硫酸的工业生产中，通过下列反应使SO 2转化为SO 3：2SO 2(g)＋O 2(g)催化剂△2SO 3(g)

ΔH <0。已知常压下SO 3体积分数为91%，试回答：

(1)在生产中常用过量的空气是为了

________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。

(2)加热到400～500 ℃是由于

________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。

(3)压强应采用________(填“高压”或“常压”)。原因是

________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。

(4)常用浓硫酸来吸收SO 3，而不是用水，是因为

________________________________________________________________________ ________________________。

(5)尾气中的SO2必须回收，是因为

________________________________________________________________________。

解析：本题主要考查在硫酸工业中，运用勒·夏特列原理选择SO2转化为SO3的适宜条件的能力。(1)从增大某一反应物浓度，使平衡向生成物方向移动，另一反应物的转化率必提高去分析。(2)温度的选择从反应速率快慢、催化剂的活性温度两方面考虑。(3)从压强对平衡移动、设备及动力系统的要求两方面考虑。(4)从吸收过程中发生的反应对吸收速率的影响去分析。(5)从环境保护方面考虑。

答案：(1)增大氧气的浓度，使平衡向正反应方向移动，提高了二氧化硫的转化率，使成本高的二氧化硫得到充分利用

(2)400～500 ℃是催化剂的活性温度，选择此温度可提高反应速率，缩短达到平衡所需的时间

(3)常压常压下SO3体积分数已达91%，若再加压对设备及动力系统要求高、成本高，使生产效益低

(4)用水吸收SO3会形成酸雾，使吸收的速率减慢

(5)SO2有毒，避免对环境的污染