新版【提分必做】高中化学-第2章第4节-化学反应条件的优化——工业合成氨作业1-鲁科版选修4.doc

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第4节化学反响条件的优化——工业合成氨
[根底达标]
对于可逆反响N2(g)+3H2(g)2NH3(g)(正反响为放热反响),以下说法中正确的选项是( )
,当重新到达平衡时,NH3的浓度比原平衡的大,N2的浓度比原平衡的小
,升高温度,既加快了正、逆反响速率,又提高了NH3的产率
,缩小容器体积,既有利于加快正、逆反响速率,又有利于提高氢气的转化率
,是因为正反响速率增大,逆反响速率减小
解析:选C。到达平衡后,参加N2,平衡将正向移动,到达新平衡后,NH3的浓度会增大,而N2的浓度比原平衡的大;到达平衡后,升高温度,正、逆反响速率都增大,但平衡逆向移动,不利于NH3的生成;到达平衡后,缩小容器体积即增大压强,正、逆反响速率都增大,平衡正向移动,有利于提高H2的转化率;参加催化剂,能同等程度地增大正、逆反响速率,缩短反响到达平衡的时间。
可逆反响N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH<0,到达平衡后,为了使氢气的转化率增大,以下选项中采用的三种方法正确的选项是( )
、降低压强、增加氮气
、增大压强、参加催化剂
、增大压强、增加氮气
、增大压强、别离出局部氨气
解析:选D。要使氢气的转化率增大,需使平衡向正反响方向移动,根据合成氨反响的特点,由于正反响为放热反响,所以需降低温度;正反响为气体总体积减小的反响,所以需增大压强;另外还可通过及时别离出局部氨气,减小生成物浓度的方法,促使平衡右移,应选D。
在密闭容器内,N2、H2起始的物质的量分别为10mol、30mol,到达平衡时N2的转化率为25%。假设从NH3开始,在相同条件下欲使平衡时各成分的百分含量与前者相同,那么应参加NH3的物质的量及NH3的转化率为( )
% %
% %
解析:选C。以N2、H2为起始时,N2为10mol,H2为30mol,要以NH3开始反响,并且平衡时百分含量与前者相同,取NH3的量必须是20mol。设以NH3开始反响时,氨转化的物质的量为x,那么有20mol-x=2×10mol×25%,x=15mol,氨的转化率:×100%=75%。
工业合成氨的正反响是放热反响,以下关于N2(g)+3H2(g)2NH3(g)反响的图像中,错误的选项是( )
2
解析:选C。合成氨的正反响是放热反响,升温,正、逆反响速率都增大,但逆反响增大的程度大,A正确;在T1时NH3%最大,到达平衡,再升高温度,平衡逆向移动,NH3%减小,B正确;低温下到达平衡,NH3的含量大,C错误;增大压强,平衡向右移动,NH3%增大,D正确。
对于可逆反响N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH<0,以下研究目的和示意图相符的是( )
选项
A
B
C
D
研究目的
压强对反响的影响(p2>p1)
温度对反响的影响
平衡体系增加N2对反响的影响
催化剂对反响的影响
示
意
图
解析:选C。A项,p1达平衡时间短,所以p1>p2,压强增大时,平衡正向移动,氨气的体积分数增大,不符合;B项,合成氨反响正向放热,温度升高平衡逆向移动,氮气的转化率变小,不符合;C项,向平衡体系中增加氮气,反响速率加快,平衡正向移动,符合;D项,催化剂能缩短反响到达平衡时间,不符合。
一定温度下,,反响到达平衡时,。,,那么平衡时NH3的物质的量为( )
,n(NH3)=
,n(NH3)<
,n(NH3)=
,n(NH3)>
解析:选C。假设为定压容器,由等效平衡原理可知C正确;假设为定容容器,可假定让后者在前者2倍体积的容器中反响,建立平衡时,n(NH3)=,再缩小容积跟前者的相同,此时平衡正移,n(NH3)增大,即n(NH3)>。
下面是合成氨简要流程示意图:
沿x路线回去的物质是( )


解析:选A。反响混合气经过合成塔发生反响:N2+3H22NH3,成分变为N2、H2、NH3的混合气体,经冷凝,NH3液化,N2、H2沸点很低,未液化,故再送入压缩机,循环使用,提高原料利用率。
在2L密闭容器中,合成氨反响N2(g)+3H2(g)2NH3(g)到达平衡。请答复以下问题:
4
(1):450℃时NH3的浓度大于550℃时,那么正反响是________热反响。
(2)反响进程中:0~2s内N2的物质的量由2mol变为1mol,那么v(H2)=________________。
(3)能说明该反响已经到达平衡状态的是________。
A.[N2]=[H2]=[NH3]

(N2)=3v(H2)

(4)可使该反响的反响速率增大,且平衡向正反响方向移动的措施是________。




解析:(1)450℃时NH3的浓度大于550℃时,说明温度升高,平衡向逆反响方向移动,那么正反响是放热反响。
(2)v(H2)=3v(N2)==·L-1·s-1。
(3)A中浓度相等,但不一定到达平衡,只有浓度不再改变时,表示到达了平衡;该反响是反响前后气体体积不相等的反响,体积固定,故压强不变,表示该反响已达平衡;C项中未指明是正反响速率还是逆反响速率,故不能表示该反响已达平衡;体积固定,质量不变,故密度不变不能表示该反响已达平衡。
(4)及时别离出NH3,减少生成物,反响速率将减小,A不符合题意;适当升高温度,平衡向逆反响方向移动,B不符合题意;增大压强,反响速率增大,平衡向正反响方向移动,C符合题意;催化剂只改变反响速率,不影响平衡移动,D不符合题意。
答案:(1)放 (2)·L-1·s-1 (3)B (4)C
[能力提升]
在合成氨的反响中,N2和H2的初始参加量为110mL、130mL,当到达平衡时,气体的总体积变为220mL,那么生成NH3的体积为( )


解析:选B。根据反响方程式:
N2 +3H22NH3 ΔV
13 22
110mL130mL V(NH3)ΔV=110mL+130mL-220mL=20mL
缩小体积也等于生成NH3的体积,即V(NH3)=20mL,故B项正确。
低温脱硝技术可用于处理废气中的氮氧化物,发生的化学反响为2NH3(g)+NO(g)+NO2(g)2N2(g)+3H2O(g) ΔH<0。在恒容的密闭容器中,以下有关说法正确的选项是( )
,其他条件不变,升高温度可使该反响的平衡常数增大
,其他条件不变,增加NH3的浓度,废气中氮氧化物的转化率减小
∶2时,反响到达平衡
,使用高效催化剂,废气中氮氧化物的转化率增大
解析:选C。该反响的正反响为放热反响,升温,平衡逆向移动,平衡常数减小,A项错误;增加氨气的浓度
4
,氮氧化物的转化率增大,B项错误;单位时间内消耗NO和N2的物质的量之比为1∶2时,表示正、逆反响速率相等,反响到达平衡状态,C项正确;催化剂不能使化学平衡移动,不改变转化率,D项错误。
以下图表示反响N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH<0在某一时间段中反响速率与反响时间的曲线关系图。以下说法正确的选项是( )
~t6
~t3和t3~t4时间段氨气的体积分数相等

~t5时间内平衡向正反响方向移动
解析:选B。由于t1~t2,t4~t5平衡均向逆反响方向移动,氨气体积分数最高的是t0~t1,A、D项不正确;t3~t4平衡没有移动,B项正确;温度降低,正、逆反响速率均减慢,C项不正确。
合成氨工业对国民经济和社会开展具有重要的意义。对于密闭容器中的反响:N2(g)+3H2(g)2NH3(g),673K、30MPa下,n(NH3)和n(H2)随时间变化的关系如下图。以下表达正确的选项是( )


(t1时刻)和点e(t2时刻)处n(N2)不一样
,773K下反响至t1时刻,n(H2)比上图中d点的值大
解析:选D。a点的反响物浓度大于b点,所以反响速率a更快;c点的时候各种物质的浓度仍在变化,并没有到达平衡;而d、e两点时到达平衡,浓度不再变化;升高温度,平衡逆向移动,氢气的浓度变大。
反响aM(g)+bN(g)cP(g)+dQ(g)到达平衡时,M的体积分数y(M)与反响条件的关系如下图。其中:z表示反响开始时N的物质的量与M的物质的量之比。以下说法正确的选项是( )
,参加催化剂,平衡时Q的体积分数增加
,升高温度,平衡时Q的体积分数增加
,增加压强,平衡时Q的体积分数增加
,增加z,平衡时Q的体积分数增加
6
解析:选B。此题考查了平衡移动原理的应用。A项,参加催化剂只能改变反响速率,不会使平衡移动;B项,由图像(1)知,随着温度的升高,M的体积分数降低,说明正反响吸热,所以温度升高,平衡正向移动,Q的体积分数增加;C项,比照(1)(2)可以看出,相同温度条件下,压强增大,M的体积分数增大,所以正反响是体积缩小的反响,增大压强,Q的体积分数减小;D项由C项可以判断也不对。
合成氨的温度和压强通常控制在约500℃以及20~50MPa的范围,当进入合成塔的N2和H2的体积比为1∶3时,经科学实验测定,在相应条件下N2和H2反响所得氨的平衡浓度(体积分数)如下表所示:
20MPa
50MPa
500℃
%
%
而实际上从合成塔出来的混合气体中含有氨约为15%。
请答复以下问题:
(1)298K下合成氨时,每生成1mol氨气,,那么该反响的热化学方程式为________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
在该温度下,取1molN2和3molH2放在一密闭容器中,在催化剂存在的条件下进行反响,,其原因是
________________________________________________________________________。
(2)实际上从合成塔出来的混合气体中氨的体积分数小于理论值的根本原因是________。




(3)假设工业生产中N2和H2按投料比1∶,那么转化率较大的应该是________,采用此投料比的原因是
________________________________________________________________________,
假设从合成塔出来的混合气体中氨的体积分数仍为15%,那么N2和H2的转化率之比是________。
解析:(1)根据题意,×2=,该反响的热化学方程式为N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH=-·mol-1。由于合成氨的反响是一个可逆反响,1molN2和3molH2反响不可能完全转化为NH3,。
(2)从合成塔出来的混合气体中氨的体积分数小于理论值,其根本原因是反响没有到达平衡状态。
(3)假设投料比为1∶,相当于增加了N2的用量,可以提高H2的转化率。
N2(g)+3H2(g)2NH3(g)
起始量 1 0
变化量x3x2x
平衡量1--3x2x
根据题意:×100%=15%,解得x≈。
N2、H2的转化率之比=∶=∶3≈
6
1∶。
答案:(1)N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH=-·mol-1 合成氨的反响是一个可逆反响,1molN2和3molH2反响不可能完全转化为NH3 (2)D
(3)H2 增加相对廉价原料N2的用量,提高相对贵重原料H2的转化率,降低生产本钱 1∶
在一容积为2L的密闭容器中,,在一定条件下发生反响:N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH<0,反响中NH3的物质的量浓度的变化情况如以下图所示,请答复以下问题:
(1)根据上图,计算从反响开始到平衡时,平均反响速率v(NH3)为________________。
(2)该反响到达平衡时H2的转化率为________。
(3)反响到达平衡后,第5分钟末,保持其他条件不变,假设改变反响温度,到达新平衡时NH3的物质的量浓度不可能为________(填序号)。
·L-1 ·L-1
·L-1 ·L-1
(4)在第5分钟末将容器的体积缩小一半后,假设在第8分钟末到达新的平衡(·L-1),请在上图中画出第5分钟末到此平衡时NH3浓度的变化曲线。
(5)假设该反响在298K、398K时的化学平衡常数分别为K1、K2,那么K1________K2(填“>〞、“=〞或“<〞)。
解析:从反响开始到平衡时用时4分钟,·L-1,v(NH3)·L-1·min-1;,转化率为50%;、,平衡时NH3的物质的量介于0~,浓度介于0~·L-1之间,但且温度与题中平衡温度不同,·L-1;·L-1,因为压强增大,平衡右移,·L-1到达新的平衡;温度升高平衡常数减小。
答案:(1)·L-1·min-1
(2)50% (3)AC
(4)
(5)>
,针对大一的学生上大学之后存在一段的迷茫期,他们之所以迷茫,是因为他们没有奋斗的目标,是因为没有班主任在每天的早自****对他们进行了教育,以往他们的学****目标性都十分的明确,小学目的就是升入一个比拟好的高中,上初中是为了上比拟好的高中,上高中为了去一个比拟好的大学。可真的到大学了,他们究竟应该怎么办不知道了?他们缺少一定的奋斗目标,在这个特殊的心理时期,我给他们开了主题班团会,给他们专题讲授职业生活规划,帮他们一起确定自己在大学的奋斗目标。让他们觉得原来的那个爱唠叨的班主任还在,还是有人管他们的。我个人觉得,大一时期是大学四年非常重要的一个时期,也是根底,是需要认真对待的,所以在每天固定课室的早读、晚修我都非常重视,除找同学谈心外,更有重点的进行主题教育活动,使大家尽量防止懒散,养成良好的个人学****生活、工作****惯。所以大一,我主要是从养成教育入手,有针对性的对大一新生进行养成教育、校情校貌教育、平安教育、心理教育、适应性教育、为人处世教育等。
(二)谈心工作
大学生心理问题一直都是辅导员工作的重中之重,大学生的整合程度相对来说较低,他们个人与班级并没有联系起来的纽带,对于大学生日常生活最重要之一的教室是一个流动是场所,就像一个临时停靠站一样,在这停两站,明天又在不同的地方上课。没有固定的教室就没有一个家,个人永远是个人,他们和集体之间没有联系,更不要说纽带了,由此可以看出,缺乏一定的社会整合使大学生感觉自己没有归属感,没有集体责任感,没有了学生人人向往的家,向往的那份信念,他们没有一个统一的思想。虽然他们现在有固定的课室,但也只是相对稳定而已。
为此我以寝室、班级、特殊学生等为单位在我的学生中进行了谈心工作,和学生们聊学****聊生活,聊兴趣爱好,在大家发言中留意每一个学生的状况,一旦发现问题及时解决。在谈心过程中我也会和大家分享我的大学寝室生活,讲讲发生在我身边的故事,让每一名同学在寝室中首先找到自己的家,让他们觉得自己不再孤单。在开展班级团日活动、主题班会的过程中,又让同学以寝室为单位出节目,通过这一形式,让每一个寝室在班级这个集体中找到自己的归属。
(三)深入沟通
坚持“三个深入〞和“两个沟通〞的工作理念。三个深入〞即经常深入到课堂、经常深入到寝室、经常深入到班级。“两个沟通〞,即经常和学生沟通,经常和学生家长沟通。利用自己住校的便利条件,经常深入寝室,与学生进行沟通,及时发现学生在寝室生活中出现的问题,和各位班委一同解决。定期与学生家长进行电话沟通,将学生在校各方面情况向家长进行反响,与家长一起把小孩教育好,使小孩在各方面得到很好的开展。
管理学家说:“高级管理者,引导人的思想。低级管理者,管理人的行为。〞作为一名辅导员,十分注重学生思想政治教育工作。主要从以下三个方面开展工作。
(一)班委带头,学生跟进
作为一名专职辅导员,我清楚的认识到,我所带着的不仅是普通大学生,其中绝大局部是青年团员,还有局部党员,对他们要注重政治意识的培养和提高。在新生入学不久后,他们局部参加了学院团课的学****在第二期系举办的团学干部培训中又有一局部同学参与,通过各种学****和培训,使班级的凝聚力和向心力不断增强,使得班委在实际工作中,也得心应用,不但使每一次活动都开展的好,而且在活动过程
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