资源简介

第四节　化学反应的调控
[核心素养发展目标]　1.认识化学反应速率和化学平衡的综合调控在生产、生活和科学研究领域中的重要作用。2.知道催化剂可以改变反应历程，对调控反应速率具有重要意义。
一、理论分析合成氨反应的条件
1.合成氨反应的特点
合成氨反应：N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)。已知298 K时：ΔH=-92.4 kJ·mol-1，ΔS=-198.2 J·mol-1·K-1。
(1)自发性：常温(298 K)下，ΔH-TΔS<0，能自发进行。
(2)可逆性：反应为可逆反应。
(3)熵变：ΔS<0，正反应是气体体积减小的反应。
(4)焓变：ΔH<0，正反应是放热反应。
2.原理分析
根据合成氨反应的特点，利用影响反应速率的因素和勒夏特列原理分析应如何选择反应条件，以增大合成氨的反应速率、提高平衡混合物中氨的含量，请填写下表。
条件 提高反应速率 提高平衡转化率
压强 增大压强 增大压强
温度 升高温度 降低温度
催化剂 使用 无影响
浓度 增大反应物浓度 增大反应物浓度，降低生成物浓度
3.数据分析
根据课本表2-2在不同温度和压强下(初始时N2和H2的体积比为1∶3)，平衡混合物中氨的含量实验数据分析，提高反应速率的条件是升高温度、增大压强；提高平衡混合物中氨的含量的条件是降低温度、增大压强。二者在温度这一措施上是不一致的。实验数据的分析与理论分析的结论是一致的。
(1)工业合成氨的反应是ΔH<0、ΔS<0的反应，在任何温度下都可自发进行(　　)
(2)在合成氨中，加入催化剂能提高原料的转化率(　　)
(3)催化剂在合成氨中质量没有改变，因此催化剂没有参与反应(　　)
(4)增大反应物的浓度，减少生成物的浓度，可以提高氨的产率(　　)
(5)合成氨中在提高速率和原料的转化率上对温度的要求是一致的(　　)
答案　(1)×　(2)×　(3)×　(4)√　(5)×
1.合成氨工业的主要反应为N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)　ΔH<0， 在密闭容器中进行。下列说法正确的是(　　)
A.其他条件不变，及时分离出NH3，会降低NH3的产率
B.使用催化剂可使N2的转化率达到100%
C.其他条件不变，增大压强不仅能提高反应物的转化率，还能缩短到达平衡的时间
D.其他条件不变，温度越高，氨气的产率越高
答案　C
解析　及时分离出NH3，平衡正向移动，利于生成NH3，使NH3的产率增大，A错误；催化剂不能改变平衡转化率，且反应为可逆反应，N2的转化率一定小于100%，B错误；增大压强，反应速率加快，到达平衡的时间缩短，平衡正向移动，可提高反应物的转化率，C正确；合成氨反应的正反应为放热反应，升高温度，平衡逆向移动，氨气的产率降低，D错误。
2.研究不同催化剂对2NH3N2+3H2反应速率的影响。恒温、恒容时，c(NH3)(×10-3 mol·L-1)随时间(min)的变化如下。
催化剂 c(NH3)
0 min 20 min 40 min 60 min 80 min
Ⅰ 2.40 2.00 1.60 1.20 0.80
Ⅱ 2.40 1.60 0.80 0.40 0.40
下列说法不正确的是(　　)
A.使用催化剂Ⅰ，0~20 min平均反应速率v(N2)=1.00×10-5mol·L-1·min-1
B.使用催化剂Ⅱ，达平衡后容器内的压强是初始时的倍
C.相同条件下，使用催化剂Ⅰ和催化剂Ⅱ的反应热相同
D.相同条件下，使用催化剂Ⅱ 可使该反应的化学平衡常数更大
答案　D
解析　使用催化剂Ⅰ，0~20 min氨气浓度变化值为4×10-4 mol·L-1，v(NH3)= mol·L-1·min-1=2×10-5 mol·L-1·min-1=2，故v(N2)=1.00×10-5 mol·L-1·min-1，故A正确；根据表中催化剂Ⅱ实验所示数据，列三段式：
　　　　　　　　　　　2NH3(g)N2(g)+　　3H2(g)
起始/(mol·L-1)　　　　　2.4×10-3　　　0　　　　　0
变化/(mol·L-1)　　　　　2×10-3　　　　1×10-3　　3×10-3
平衡/(mol·L-1) 　　　　　0.4×10-3　　　1×10-3　　3×10-3
恒温、恒容容器内压强之比等于物质的量浓度之比，因此==故B正确；催化剂只改变反应速率和活化能，不改变反应的反应热，故C正确；平衡常数只受温度影响，恒温条件下，平衡常数不变，故D错误。
二、实际工业合成氨的适宜条件
1.工业生产中，必须从反应速率和反应限度两个角度选择合成氨的适宜条件。
(1)尽量增大反应物的转化率，充分利用原料。
(2)选择较快的化学反应速率，提高单位时间内的产量。
(3)考虑设备的要求和技术条件等。
2.合成氨反应的适宜条件
(1)压强
目前我国的合成氨厂一般采用的压强为　　　　　　　。
合成氨时不采用更高压强的理由：　　　　　　　。
答案　10~30 MPa　压强越大，对材料的强度和设备的制造要求就越高，需要的动力也越大，这将会大大增加生产投资，并可能降低综合经济效益
(2)温度
实际生产中一般采用的温度为　　　　。
不采用低温的理由：　　　　　　　。
答案　400~500 ℃　温度降低会使化学反应速率减小，达到平衡所需时间变长，这在工业生产中是很不经济的，且铁触媒在500 ℃左右时的活性最大
(3)催化剂
①目前，合成氨工业中普遍使用的是以铁为主体的多成分催化剂，又称铁触媒。
②催化剂对平衡转化率无影响，但在合成氨工业中还要使用催化剂的原因是　　　　　　　。
答案　即使在高温、高压下，N2和H2的化合反应仍然进行得十分缓慢。加入催化剂，改变反应历程，降低反应的活化能，使反应物在较低温度时能较快地发生反应，从而提高单位时间的生产效率，可提高经济效益
③什么是催化剂中毒？工业上如何防止催化剂中毒？
答案　因吸附或沉积毒物而使催化剂活性降低或丧失的过程称为催化剂中毒。原料气必须经过净化。
(4)浓度
及时将氨气从反应混合物中分离出去，将未反应的N2和H2循环使用并及时补充N2和H2，使反应物保持一定的浓度。
(5)投料比
①大量实验证明，合成氨反应中当n(N2)∶n(H2)=1∶3时，氨的平衡体积分数最大。
②研究表明，氮气和氢气通过吸附在催化剂表面发生一系列反应生成氨，N2的吸附分解反应活化能高，速率慢，是合成氨反应的决速步，实际生产中，N2和H2的物质的量之比并非1∶3，而是1∶2.8，分析说明原料中N2适度过量的2个理由：　　　　、　　　　　　　　　　　　　。
答案　N2相对易得，适度过量有利于提高H2的转化率　适当提高N2比例，加快合成氨的速率
(6)其他：兼顾环境保护和社会效益。
3.合成氨的生产流程示意图
1.下列有关合成氨条件选择的说法正确的是(　　)
A.适当增加氢气的浓度可提高氮气的平衡转化率
B.温度越高，速率越快，生产效益越好
C.使用铁触媒能提高合成氨反应的平衡转化率
D.将氨及时液化分离不利于提高氨的产率
答案　A
解析　适当增加氢气的浓度，促使反应正向进行，可提高氮气的平衡转化率，A正确；合成氨是有气体参与的放热反应，温度升高，反应速率加快，但平衡逆向移动，合成氨的转化率降低，B错误；铁触媒是催化剂，能使氮气和氢气在较低温度下反应，提高化学反应速率，但是催化剂不能改变反应物的平衡转化率，C错误；将氨及时液化分离，使得平衡正向移动，有利于提高氨的产率，D错误。
2.合成氨反应：N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)，N2(g)与H2(g)反应生成1 mol NH3(g)放出46 kJ的热量。该反应通常需要在高温(400~500 ℃)、高压(10~30 MPa)条件下进行，反应过程通常采用铁触媒作为催化剂。下列说法不正确的是(　　)
A.合成氨反应中采用400~500 ℃高温主要是因为此时催化剂的活性最大
B.合成氨反应中采用高压的目的主要是为了促进平衡向右移动
C.合成氨反应中采用铁触媒作为催化剂可以加快反应速率
D.合成氨反应中将0.5 mol N2(g)和1.5 mol H2(g)置于密闭容器中充分反应，其放出热量46 kJ
答案　D
解析　合成氨正反应为气体体积减小的反应，增大压强可加快反应速率，使化学平衡正向移动，故采用高压的条件可提高氨的产率，B正确；合成氨的反应为可逆反应，0.5 mol氮气和1.5 mol氢气无法全部转化为1 mol氨气，放出的热量小于46 kJ，D错误。
3.在硫酸工业中，通过下列反应使SO2氧化成SO3：2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)　ΔH=-196.6 kJ·mol-1。(已知：催化剂是V2O5，在400~500 ℃时催化效果最好)下表列出了在不同温度和压强下，反应达到平衡时SO2的转化率。
温度/℃ 平衡时SO2的转化率/%
0.1 MPa 0.5 MPa 1 MPa 5 MPa 10 MPa
450 97.5 98.9 99.2 99.6 99.7
550 85.6 92.9 94.9 97.7 98.3
(1)从理论上分析，为了使二氧化硫尽可能多地转化为三氧化硫，应选择的条件是　　　　。
(2)在实际生产中，选定的温度为400~500 ℃，原因是　　　　　　　。
(3)在实际生产中，采用的压强为常压，原因是　　　　　　　。
(4)在实际生产中，通入过量的空气，原因是　　　　　　　　　　。
(5)尾气中的SO2必须回收，原因是　　　　　　　。
答案　(1)450 ℃、10 MPa　(2)在此温度下，催化剂活性最高；温度较低，会使反应速率减小，达到平衡所需时间较长；温度较高，SO2的转化率会降低　(3)在常压下SO2的转化率就已经很高了(97.5%)，若采用高压，平衡向右移动，但效果并不明显，且采用高压时会增大对设备的要求而增大生产成本　(4)增大反应物O2的浓度，有利于提高SO2的转化率　(5)防止污染环境；循环利用，提高原料的利用率(合理即可)
4.合成氨是人类科学技术的一项重大突破，其反应原理为N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)　ΔH=-92.4 kJ·mol-1。如图为500 ℃、60.0 MPa条件下，平衡时NH3的体积分数与原料气投料比的关系。
(1)若投料比为4时，NH3的体积分数可能为图中的　　　　点。
(2)若投料比为3时，NH3的最大体积分数为42%，计算H2的平衡体积分数。
答案　(1)P　(2)NH3的最大体积分数即为平衡体积分数，NH3体积分数为42%，H2、N2的体积分数之和为58%，则H2的平衡体积分数=×3=43.5%
课时对点练
[分值：50分]
[1~9题，每小题4分]
题组一　工业合成氨条件的理论分析
1.在合成氨反应中使用催化剂和施加高压，下列叙述正确的是(　　)
A.都能提高反应速率，都对化学平衡无影响
B.都对化学平衡有影响，但都不影响达到平衡状态所用的时间
C.都能缩短达到平衡状态所用的时间，只有施加高压对化学平衡有影响
D.使用催化剂能缩短反应达到平衡状态所用的时间，而施加高压无此效果
答案　C
2.(2026·苏州质检)工业合成氨的反应为N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)，该反应在298 K时的ΔH=-92.3 kJ·mol-1，ΔS=-200 J·mol-1·K-1。下列说法不正确的是(　　)
A.在298 K时，该反应能自发进行
B.合成氨反应活化能较大，需要外界提供能量才能发生
C.温度升高、使用铁触媒都使反应物活化分子百分数增大，反应速率加快
D.升高温度该反应v正增大，v逆减小，平衡向逆反应方向移动
答案　D
解析　在298 K时，ΔG=ΔH-TΔS=-92.3 kJ·mol-1-298 K×(-200×10-3 kJ·K-1·mol-1)=-32.7 kJ·mol-1<0，故在298 K时，该反应能自发进行，故A正确；合成氨为放热反应，但是反应活化能很大，需要提供能量来启动反应，故B正确；升高温度，反应物分子的能量增加，活化分子百分数增大；使用铁触媒，反应的活化能降低，活化分子百分数增大，都使得有效碰撞次数增多，化学反应速率加快，故C正确；升高温度，该反应v正、v逆均增大，该反应为放热反应，升高温度平衡逆向移动，故D错误。
题组二　工业合成氨的适宜条件
3.合成氨对人类生存和发展有着重要意义，1909年哈伯在实验室中首次利用氮气与氢气反应合成氨，实现了人工固氮，其合成原理为N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)　ΔH<0。符合工业合成氨生产实际的是(　　)
A.V2O5作催化剂
B.反应温度由催化剂决定
C.将N2和H2液化
D.NH3由吸收塔吸收
答案　B
解析　工业合成氨的催化剂是铁触媒，A错误；催化剂在特定温度下活性最大，催化效率最高，反应温度由催化剂决定，B正确；将N2和H2液化会使平衡逆向移动，不利于合成氨，C错误；合成氨的生产设备中没有吸收塔，D错误。
4.工业合成氨的流程如图所示，下列有关说法错误的是(　　)
A.步骤①中“净化”可以防止催化剂中毒
B.步骤②中“加压”既可以提高原料的平衡转化率，又可以加快反应速率
C.步骤③、④、⑤均有利于提高原料的平衡转化率
D.产品液氨除可用来生产化肥外，还可用作制冷剂
答案　C
解析　合成氨使用铁触媒催化剂，为防止催化剂中毒，必须将原料“净化”处理，A项正确；步骤②中“加压”可加快合成氨反应速率，又能使平衡右移，提高原料的平衡转化率，B项正确；步骤③不能提高原料的平衡转化率，C项错误；产品液氨可用酸吸收生产铵态氮肥，液氨汽化时会吸收大量热，可用作制冷剂，D项正确。
5.合成氨关乎世界化工发展和粮食安全问题。下列对合成氨工业的叙述不正确的是(　　)
A.高压条件比常压条件更有利于合成氨的反应
B.合成氨时采用循环操作，可以提高原料利用率
C.工业生产采用500 ℃而不采用常温，是为了提高合成氨的转化率
D.铁触媒的使用有利于提高合成氨的生产效率
答案　C
解析　合成氨的反应为气体分子数减小的反应，增大压强有利于反应正向进行，A正确；合成氨的反应为可逆反应，原料不能完全反应，采用循环操作，可以提高原料利用率，B正确；合成氨的反应为放热反应，升温会使平衡逆向移动，工业生产采用500 ℃而不采用常温，是为了维持催化剂的高活性从而提高反应速率，C错误；铁触媒为催化剂，可以大大提高反应速率，有利于提高合成氨的生产效率，D正确。
6.诺贝尔化学奖曾授予致力于研究合成氨与催化剂表面积大小关系的德国科学家格哈德·埃特尔，表彰他在固体表面化学的研究中作出的贡献。下列说法正确的是(　　)
A.增大催化剂的表面积能增大氨气的产率
B.增大催化剂的表面积，能加快合成氨的正反应速率、降低逆反应速率
C.采用正向催化剂时，反应的活化能降低，使反应明显加快
D.工业生产中，合成氨采用的压强越高、温度越低，越有利于提高经济效益
答案　C
解析　增大催化剂的表面积只能加快合成氨的正、逆反应速率，不能使平衡移动，所以氨气的产率不变，A、B项错误；催化剂可以降低反应的活化能，使活化分子的百分数增大，有效碰撞次数增加，从而加快反应速率，C项正确；压强过高，对设备的要求高；温度越低，反应速率越慢，不利于提高经济效益，D项错误。
题组三　化学反应的调控
7.(2026·北京房山期中)工业制硫酸中的重要步骤之一是2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g)　ΔH<0，下列措施中，主要目的是提高SO2平衡转化率的是(　　)
A.采用常压而非高压
B.采用400~500 ℃而非低温
C.加入V2O5作催化剂
D.及时分离出SO3
答案　D
解析　工业生产采用常压是考虑转化率(常压转化率已经很高了)以及设备等因素，该反应是气体体积减小的反应，高压可提高SO2转化率，故A不符合题意；高温使放热反应的平衡逆向移动，SO2转化率降低，工业选择高温是为了提高反应速率(维持催化剂活性)，而非提高平衡转化率，故B不符合题意；催化剂仅加快反应速率，不影响平衡状态，无法提高平衡转化率，故C不符合题意；及时分离SO3，减少生成物浓度，促使平衡正向移动，从而提高SO2平衡转化率，故D符合题意。
8.某化工厂生产硝酸的流程如图1所示；其他条件相同时，装置③中催化剂铂网的成分、温度与氧化率的关系如图2所示。下列说法不正确的是(　　)
A.该流程中，①③④发生了氧化还原反应
B.②中利用氨易液化的性质实现反应物和生成物的分离
C.③中最佳反应条件是铂网成分为纯铂、温度为900 ℃
D.④中通入过量空气可以提高硝酸的产率
答案　C
解析　该流程中，①中N2、H2发生合成氨的反应，③中存在氨的催化氧化反应，④中氮的氧化物被氧化成HNO3，因此均发生了氧化还原反应，A正确；③中最佳反应条件是铂网成分为含10%铑的铂、温度为900 ℃，C错误；④中通入过量空气，可使氮的氧化物充分反应，可以提高硝酸的产率，D正确。
9.(2026·北京第一六六中学期中)工业上可通过甲醇羰基化法制取甲酸甲酯(HCOOCH3)：CH3OH(g)+CO(g) HCOOCH3(g)。在容积固定的密闭容器中，投入等物质的量的CH3OH和CO，测得相同时间内CO的转化率随温度变化如图所示。下列说法不正确的是(　　)
A.增大压强，甲醇转化率增大
B.b点反应速率：v正=v逆
C.平衡常数：K(75 ℃)>K(85 ℃)，反应速率：v(b)D.生产时反应温度控制在80~85 ℃为宜
答案　B
解析　未平衡时，增大压强，反应速率增大，甲醇转化率增大，平衡后，增大压强，平衡正向移动，甲醇转化率增大，故A正确；b点反应未达到平衡，反应正向进行，反应速率：v正>v逆，故B错误；由图可知，CO转化率最高点之前随着温度升高，反应速率增大，相同时间内CO的转化率增大，最高点之后，反应达到平衡状态，升高温度，CO转化率减小，平衡逆向移动，说明反应是放热反应，因此平衡常数：K(75 ℃)>K(85 ℃)，d点对应的温度高，反应速率大，反应速率：v(b)[10题4分]
10.CH4-CO2催化重整可以得到合成气(CO和H2)，有利于缓解温室效应，其主要反应为CH4(g)+CO2(g) 2CO(g)+2H2(g)　ΔH=+247 kJ·mol-1，同时存在以下反应：CH4(g) C(s)+2H2(g)　ΔH=+75 kJ·mol-1(积碳反应)， CO2(g)+C(s) 2CO(g)　ΔH=+172 kJ·mol-1(消碳反应)，假设体系温度恒定。积碳反应会影响催化剂的活性，一定时间内积碳量和反应温度的关系如图所示。下列说法正确的是(　　)
A.高压有利于提高CH4的平衡转化率并减少积碳
B.增大CO2与CH4的物质的量之比有助于减少积碳
C.升高温度，积碳反应的化学平衡常数K1减小，消碳反应的化学平衡常数K2增大
D.温度高于600 ℃，积碳反应的化学反应速率减慢，消碳反应的化学反应速率加快，积碳量减少
答案　B
解析　反应CH4(g)+CO2(g) 2CO(g)+2H2(g)和CH4(g) C(s)+2H2(g)均是反应前后气体分子数增大的反应，增大压强，平衡均逆向移动，可减少积碳量，但CH4的平衡转化率降低，A项错误；假设CH4的物质的量不变，增大CO2的物质的量，CO2与CH4的物质的量之比增大，对于反应CH4(g)+CO2(g) 2CO(g)+2H2(g)，平衡正向移动，CH4的浓度减小；对于积碳反应CH4(g) C(s)+2H2(g)，由于甲烷浓度减小，平衡逆向移动，碳含量减少；对于消碳反应CO2(g)+C(s) 2CO(g)，由于CO2浓度增大，平衡正向移动，碳含量减少，综上分析，增大CO2与CH4的物质的量之比，有助于减少积碳，B项正确；平衡常数只与温度有关，积碳反应和消碳反应都是吸热反应，升高温度，平衡均正向移动，两个反应的平衡常数都增大，C项错误；根据图像，温度高于600 ℃，积碳量减少，但温度升高，体系中所有反应的反应速率都加快，D项错误。
11.(10分)(2026·浙江浙南名校联盟联考)氨作为零碳燃料和氢能载体，能通过氨热分解法、氨电解法制氢，使其在构建“氢能社会”方面发挥重要作用，对保障国家能源安全和实现“双碳”目标具有重要意义。回答下列问题：
Ⅰ.氨热分解法制氢：反应原理为2NH3(g) N2(g)+3H2(g)，氨制氢过程中的能量变化如图所示。
(1)2NH3(g) N2(g)+3H2(g)　ΔH=　　　　 kJ·mol-1，其能够自发进行的条件为　　　　(填“高温”“低温”或“任何温度”)。
(2)①某温度下，在不同催化剂体系中，氨气以一定流速通过绝热反应管(图1)，测得出口处氨气分解率随温度变化曲线如图2所示。(图2温度范围内，催化剂活性不变)
下列说法不正确的是　　　　(填字母)。
A.催化效果最好的是催化剂Ⅰ
B.如果增大气体流速(其他条件不变)，则X点对应的点可能变为c
C.如果用膜分离技术及时分离出H2，可以提高氨气的分解率
D.L1处与L3处氨分解反应的平衡常数K相等
②温度越高，NH3的分解率越衡分解率的原因是　　　　　　　。
(3)在1 470 K、100 kPa反应条件下，将n(NH3)∶n(Ar)=1∶1的混合气进行NH3热分解反应：2NH3(g) N2(g)+3H2(g)。平衡时混合气中NH3与H2的分压相等，平衡常数Kp=　　　　kPa2。(用分压计算的平衡常数为Kp，分压=总压×物质的量分数)
答案　(1)+90　高温
(2)①ABD　②温度升高，反应速率加快，转化率衡转化率
(3
解析　(1)焓变等于生成物总能量减去反应物总能量，由图得ΔH=+45 kJ·mol-1，所以ΔH=+90 kJ·mol-1；反应气体分子数增多，所以熵变大于零，根据ΔG=ΔH-TΔS<0反应自发，则该反应为高温自发进行。(2)①由图得，使用催化剂Ⅰ，氨气分解率最低，效果最差，A错误；增大气体流速，相当于增大氨气浓度，平衡正向移动，但分解率降低(等效为增大压强对平衡的影响)，故X点不会变为c点，故B错误；及时分离产品H2，使得平衡正向移动，氨气分解率提高，C正确；反应容器绝热，所以容器内部温度不等，所以L1和L3处的平衡常数不等，D错误，故选ABD。②温度越高，在气体流速相同，即反应时间相同的情况下，反应速率越快，达到平衡时间越快，而催化剂不改变平衡移动，所以温度越高，氨气分解率曲线越和平衡分解率曲线重合。(3)设通入1 mol 氨气、1 mol Ar，平衡时转化氨气n mol，则生成氮气0.5n mol，生成氢气1.5n mol，平衡时混合气中氨气与氢气分压相等，所以其物质的量相等，则1-n=1.5n，n=0.4，所以平衡时氨气物质的量为0.6 mol，氢气为0.6 mol，氮气为0.2 mol，气体总物质的量为(0.6+0.6+0.2+1) mol=2.4 mol，则平衡常数Kp== kPa2。(共64张PPT)
第二章
第四节　化学反应的调控
核心素养 发展目标
1.认识化学反应速率和化学平衡的综合调控在生产、生活和科学研究领域中的重要作用。
2.知道催化剂可以改变反应历程，对调控反应速率具有重要意义。
内容索引
课时对点练
一、理论分析合成氨反应的条件
二、实际工业合成氨的适宜条件
< 一 >
理论分析合成氨反应的条件
1.合成氨反应的特点
合成氨反应：N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)。已知298 K时：ΔH=-92.4 kJ·mol-1，ΔS=-198.2 J·mol-1·K-1。
(1)自发性：常温(298 K)下，ΔH-TΔS____0，能自发进行。
(2)可逆性：反应为_____反应。
(3)熵变：ΔS<0，正反应是气体体积_____的反应。
(4)焓变：ΔH<0，正反应是_____反应。
<
可逆
减小
放热
2.原理分析
根据合成氨反应的特点，利用影响反应速率的因素和勒夏特列原理分析应如何选择反应条件，以增大合成氨的反应速率、提高平衡混合物中氨的含量，请填写下表。
条件 提高反应速率 提高平衡转化率
压强 _____压强 _____压强
温度 _____温度 _____温度
催化剂 _____ _______
浓度 _____反应物浓度 _____反应物浓度，_____生成物浓度
增大
增大
升高
降低
使用
无影响
增大
增大
降低
3.数据分析
根据课本表2-2在不同温度和压强下(初始时N2和H2的体积比为1∶3)，平衡混合物中氨的含量实验数据分析，提高反应速率的条件是_____温度、_____压强；提高平衡混合物中氨的含量的条件是_____温度、_____压强。二者在_____这一措施上是不一致的。实验数据的分析与理论分析的结论是一致的。
升高
增大
降低
增大
温度
(1)工业合成氨的反应是ΔH<0、ΔS<0的反应，在任何温度下都可自发进行
(2)在合成氨中，加入催化剂能提高原料的转化率
(3)催化剂在合成氨中质量没有改变，因此催化剂没有参与反应
(4)增大反应物的浓度，减少生成物的浓度，可以提高氨的产率
(5)合成氨中在提高速率和原料的转化率上对温度的要求是一致的
×
×
√
×
×
1.合成氨工业的主要反应为N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)　ΔH<0， 在密闭容器中进行。下列说法正确的是
A.其他条件不变，及时分离出NH3，会降低NH3的产率
B.使用催化剂可使N2的转化率达到100%
C.其他条件不变，增大压强不仅能提高反应物的转化率，还能缩短到达
　平衡的时间
D.其他条件不变，温度越高，氨气的产率越高
√
及时分离出NH3，平衡正向移动，利于生成NH3，使NH3的产率增大，A错误；
催化剂不能改变平衡转化率，且反应为可逆反应，N2的转化率一定小于100%，B错误；
增大压强，反应速率加快，到达平衡的时间缩短，平衡正向移动，可提高反应物的转化率，C正确；
合成氨反应的正反应为放热反应，升高温度，平衡逆向移动，氨气的产率降低，D错误。
2.研究不同催化剂对2NH3　 　 　N2+3H2反应速率的影响。恒温、恒容时，c(NH3)(×10-3 mol·L-1)随时间(min)的变化如下。
下列说法不正确的是
A.使用催化剂Ⅰ，0~20 min
　平均反应速率v(N2)=1.00×
　10-5mol·L-1·min-1
B.使用催化剂Ⅱ，达平衡后容器内的压强是初始时的倍
C.相同条件下，使用催化剂Ⅰ和催化剂Ⅱ的反应热相同
D.相同条件下，使用催化剂Ⅱ 可使该反应的化学平衡常数更大
√
催化剂 c(NH3)
0 min 20 min 40 min 60 min 80 min
Ⅰ 2.40 2.00 1.60 1.20 0.80
Ⅱ 2.40 1.60 0.80 0.40 0.40
使用催化剂Ⅰ，0~20 min氨气浓度变化值为4×10-4 mol·L-1，v(NH3)=　 mol·L-1·min-1=2×10-5 mol·L-1·min-1=2，故v(N2)=1.00×　10-5 mol·L-1·min-1，故A正确；
根据表中催化剂Ⅱ实验所示数据，列三段式：
　　　　　　　　　2NH3(g)　　　N2(g)　+　3H2(g)
起始/(mol·L-1)　　　2.4×10-3　　　0　　　　 0
变化/(mol·L-1)　　　2×10-3　　　 1×10-3　　3×10-3
平衡/(mol·L-1) 　　 0.4×10-3　　　1×10-3　　3×10-3
恒温、恒容容器内压强之比等于物质的量浓度之比，因此=　=故B正确；
催化剂只改变反应速率和活化能，不改变反应的反应热，故C正确；
平衡常数只受温度影响，恒温条件下，平衡常数不变，故D错误。
返回
< 二 >
实际工业合成氨的适宜条件
1.工业生产中，必须从_________和_________两个角度选择合成氨的适宜条件。
(1)尽量增大反应物的_______，充分利用原料。
(2)选择较快的_____________，提高单位时间内的产量。
(3)考虑设备的要求和技术条件等。
反应速率
反应限度
转化率
化学反应速率
2.合成氨反应的适宜条件
(1)压强
目前我国的合成氨厂一般采用的压强为____________。
合成氨时不采用更高压强的理由：_________________________________
__________________________________________________________________________________。
10~30 MPa
压强越大，对材料的强度和设备的制
造要求就越高，需要的动力也越大，这将会大大增加生产投资，并可能降低综合经济效益
(2)温度
实际生产中一般采用的温度为___________。
不采用低温的理由：_____________________________________________
_______________________________________________________________________。
400~500 ℃
温度降低会使化学反应速率减小，达到平衡所需时
间变长，这在工业生产中是很不经济的，且铁触媒在500 ℃左右时的活性最大
(3)催化剂
①目前，合成氨工业中普遍使用的是以铁为主体的多成分催化剂，又称铁触媒。
②催化剂对平衡转化率无影响，但在合成氨工业中还要使用催化剂的原因是___________________________________________________________
____________________________________________________________________________________________________________________________。
即使在高温、高压下，N2和H2的化合反应仍然进行得十分缓慢。加入催化剂，改变反应历程，降低反应的活化能，使反应物在较低温度时能较快地发生反应，从而提高单位时间的生产效率，可提高经济效益
③什么是催化剂中毒？工业上如何防止催化剂中毒？
答案　因吸附或沉积毒物而使催化剂活性降低或丧失的过程称为催化剂中毒。原料气必须经过净化。
(4)浓度
及时将氨气从反应混合物中分离出去，将未反应的N2和H2循环使用并及时补充N2和H2，使反应物保持一定的浓度。
(5)投料比
①大量实验证明，合成氨反应中当n(N2)∶n(H2)=1∶3时，氨的平衡体积分数最大。
②研究表明，氮气和氢气通过吸附在催化剂表面发生一系列反应生成氨，N2的吸附分解反应活化能高，速率慢，是合成氨反应的决速步，实际生产中，N2和H2的物质的量之比并非1∶3，而是1∶2.8，分析说明原料中N2适度过量的2个理由：_________________________________________、_________________________________。
(6)其他：兼顾环境保护和社会效益。
N2相对易得，适度过量有利于提高H2的转化率
适当提高N2比例，加快合成氨的速率
3.合成氨的生产流程示意图
1.下列有关合成氨条件选择的说法正确的是
A.适当增加氢气的浓度可提高氮气的平衡转化率
B.温度越高，速率越快，生产效益越好
C.使用铁触媒能提高合成氨反应的平衡转化率
D.将氨及时液化分离不利于提高氨的产率
√
适当增加氢气的浓度，促使反应正向进行，可提高氮气的平衡转化率，A正确；
合成氨是有气体参与的放热反应，温度升高，反应速率加快，但平衡逆向移动，合成氨的转化率降低，B错误；
铁触媒是催化剂，能使氮气和氢气在较低温度下反应，提高化学反应速率，但是催化剂不能改变反应物的平衡转化率，C错误；
将氨及时液化分离，使得平衡正向移动，有利于提高氨的产率，D错误。
2.合成氨反应：N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)，N2(g)与H2(g)反应生成1 mol NH3(g)放出46 kJ的热量。该反应通常需要在高温(400~500 ℃)、高压(10~30 MPa)条件下进行，反应过程通常采用铁触媒作为催化剂。下列说法不正确的是
A.合成氨反应中采用400~500 ℃高温主要是因为此时催化剂的活性最大
B.合成氨反应中采用高压的目的主要是为了促进平衡向右移动
C.合成氨反应中采用铁触媒作为催化剂可以加快反应速率
D.合成氨反应中将0.5 mol N2(g)和1.5 mol H2(g)置于密闭容器中充分反应，
　其放出热量46 kJ
√
合成氨正反应为气体体积减小的反应，增大压强可加快反应速率，使化学平衡正向移动，故采用高压的条件可提高氨的产率，B正确；
合成氨的反应为可逆反应，0.5 mol氮气和1.5 mol氢气无法全部转化为
1 mol氨气，放出的热量小于46 kJ，D错误。
3.在硫酸工业中，通过下列反应使SO2氧化成SO3：2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g)　ΔH=-196.6 kJ·mol-1。(已知：催化剂是V2O5，在400~500 ℃时催化效果最好)下表列出了在不同温度和压强下，反应达到平衡时SO2的转化率。
温度/℃ 平衡时SO2的转化率/%
0.1 MPa 0.5 MPa 1 MPa 5 MPa 10 MPa
450 97.5 98.9 99.2 99.6 99.7
550 85.6 92.9 94.9 97.7 98.3
(1)从理论上分析，为了使二氧化硫尽可能多地转化为三氧化硫，应选择的条件是　　　　　　　　。
450 ℃、10 MPa
温度/℃ 平衡时SO2的转化率/%
0.1 MPa 0.5 MPa 1 MPa 5 MPa 10 MPa
450 97.5 98.9 99.2 99.6 99.7
550 85.6 92.9 94.9 97.7 98.3
(2)在实际生产中，选定的温度为400~500 ℃，原因是_________________
___________________________________________________________________________________________。
剂活性最高；温度较低，会使反应速率减小，达到平衡所需时间较长；温度较高，SO2的转化率会降低
在此温度下，催化
温度/℃ 平衡时SO2的转化率/%
0.1 MPa 0.5 MPa 1 MPa 5 MPa 10 MPa
450 97.5 98.9 99.2 99.6 99.7
550 85.6 92.9 94.9 97.7 98.3
(3)在实际生产中，采用的压强为常压，原因是______________________
__________________________________________________________________________________________________________。
在常压下SO2的转化率就
已经很高了(97.5%)，若采用高压，平衡向右移动，但效果并不明显，且采用高压时会增大对设备的要求而增大生产成本
温度/℃ 平衡时SO2的转化率/%
0.1 MPa 0.5 MPa 1 MPa 5 MPa 10 MPa
450 97.5 98.9 99.2 99.6 99.7
550 85.6 92.9 94.9 97.7 98.3
(4)在实际生产中，通入过量的空气，原因是________________________
____________________。
(5)尾气中的SO2必须回收，原因是_________________________________
___________________。
增大反应物O2的浓度，有
利于提高SO2的转化率
防止污染环境；循环利用，提高原料
的利用率(合理即可)
4.合成氨是人类科学技术的一项重大突破，其反应原理为N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)　ΔH=
-92.4 kJ·mol-1。如图为500 ℃、60.0 MPa条件下，平衡时NH3的体积分数与原料气投料比的关系。
(1)若投料比为4时，NH3的体积分数可能为图中的　　点。
(2)若投料比为3时，NH3的最大体积分数为42%，计算H2的平衡体积分数。
P
答案　NH3的最大体积分数即为平衡体积分数，NH3体积分数为42%，H2、N2的体积分数之和为58%，则H2的平衡体积分数=×3=43.5%
返回
< 三 >
课时对点练
题号 1 2 3 4 5 6 7 8
答案 C D B C C C D C
题号 9 10
答案 B B
对一对
答案
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
11.
(1)+90　高温
(2)①ABD　②温度升高，反应速率加快，转化率衡转化率
(3
答案
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
题组一　工业合成氨条件的理论分析
1.在合成氨反应中使用催化剂和施加高压，下列叙述正确的是
A.都能提高反应速率，都对化学平衡无影响
B.都对化学平衡有影响，但都不影响达到平衡状态所用的时间
C.都能缩短达到平衡状态所用的时间，只有施加高压对化学平衡有影响
D.使用催化剂能缩短反应达到平衡状态所用的时间，而施加高压无此效果
√
对点训练
答案
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
2.(2026·苏州质检)工业合成氨的反应为N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)，该反应在298 K时的ΔH=-92.3 kJ·mol-1，ΔS=-200 J·mol-1·K-1。下列说法不正确的是
A.在298 K时，该反应能自发进行
B.合成氨反应活化能较大，需要外界提供能量才能发生
C.温度升高、使用铁触媒都使反应物活化分子百分数增大，反应速率加快
D.升高温度该反应v正增大，v逆减小，平衡向逆反应方向移动
√
答案
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
答案
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
在298 K时，ΔG=ΔH-TΔS=-92.3 kJ·mol-1-298 K×(-200×10-3 kJ·K-1·mol-1)
=-32.7 kJ·mol-1<0，故在298 K时，该反应能自发进行，故A正确；
合成氨为放热反应，但是反应活化能很大，需要提供能量来启动反应，故B正确；
升高温度，反应物分子的能量增加，活化分子百分数增大；使用铁触媒，反应的活化能降低，活化分子百分数增大，都使得有效碰撞次数增多，化学反应速率加快，故C正确；
升高温度，该反应v正、v逆均增大，该反应为放热反应，升高温度平衡逆向移动，故D错误。
题组二　工业合成氨的适宜条件
3.合成氨对人类生存和发展有着重要意义，1909年哈伯在实验室中首次利用氮气与氢气反应合成氨，实现了人工固氮，其合成原理为N2(g)+ 3H2(g) 2NH3(g)　ΔH<0。符合工业合成氨生产实际的是
A.V2O5作催化剂
B.反应温度由催化剂决定
C.将N2和H2液化
D.NH3由吸收塔吸收
√
答案
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
答案
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
工业合成氨的催化剂是铁触媒，A错误；
催化剂在特定温度下活性最大，催化效率最高，反应温度由催化剂决定，B正确；
将N2和H2液化会使平衡逆向移动，不利于合成氨，C错误；
合成氨的生产设备中没有吸收塔，D错误。
4.工业合成氨的流程如图所示，下列有关说法错误的是
A.步骤①中“净化”可以防止
　催化剂中毒
B.步骤②中“加压”既可以提
　高原料的平衡转化率，又可
　以加快反应速率
C.步骤③、④、⑤均有利于提高原料的平衡转化率
D.产品液氨除可用来生产化肥外，还可用作制冷剂
√
答案
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
答案
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
合成氨使用铁触媒催化剂，为防止催化剂中毒，必须将原料“净化”处理，A项正确；
步骤②中“加压”可加快合成氨反应速率，又能使平衡右移，提高原料的平衡转化率，B项正确；
步骤③不能提高原料的平衡转化率，C项错误；
产品液氨可用酸吸收生产铵态氮肥，液氨汽化时会吸收大量热，可用作制冷剂，D项正确。
5.合成氨关乎世界化工发展和粮食安全问题。下列对合成氨工业的叙述不正确的是
A.高压条件比常压条件更有利于合成氨的反应
B.合成氨时采用循环操作，可以提高原料利用率
C.工业生产采用500 ℃而不采用常温，是为了提高合成氨的转化率
D.铁触媒的使用有利于提高合成氨的生产效率
√
答案
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
答案
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
合成氨的反应为气体分子数减小的反应，增大压强有利于反应正向进行，A正确；
合成氨的反应为可逆反应，原料不能完全反应，采用循环操作，可以提高原料利用率，B正确；
合成氨的反应为放热反应，升温会使平衡逆向移动，工业生产采用500 ℃
而不采用常温，是为了维持催化剂的高活性从而提高反应速率，C错误；
铁触媒为催化剂，可以大大提高反应速率，有利于提高合成氨的生产效率，D正确。
6.诺贝尔化学奖曾授予致力于研究合成氨与催化剂表面积大小关系的德国科学家格哈德·埃特尔，表彰他在固体表面化学的研究中作出的贡献。下列说法正确的是
A.增大催化剂的表面积能增大氨气的产率
B.增大催化剂的表面积，能加快合成氨的正反应速率、降低逆反应速率
C.采用正向催化剂时，反应的活化能降低，使反应明显加快
D.工业生产中，合成氨采用的压强越高、温度越低，越有利于提高经济
　效益
√
答案
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
答案
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
增大催化剂的表面积只能加快合成氨的正、逆反应速率，不能使平衡移动，所以氨气的产率不变，A、B项错误；
催化剂可以降低反应的活化能，使活化分子的百分数增大，有效碰撞次数增加，从而加快反应速率，C项正确；
压强过高，对设备的要求高；温度越低，反应速率越慢，不利于提高经济效益，D项错误。
题组三　化学反应的调控
7.(2026·北京房山期中)工业制硫酸中的重要步骤之一是2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g)　ΔH<0，下列措施中，主要目的是提高SO2平衡转化率的是
A.采用常压而非高压
B.采用400~500 ℃而非低温
C.加入V2O5作催化剂
D.及时分离出SO3
√
答案
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
答案
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
工业生产采用常压是考虑转化率(常压转化率已经很高了)以及设备等因素，该反应是气体体积减小的反应，高压可提高SO2转化率，故A不符合题意；
高温使放热反应的平衡逆向移动，SO2转化率降低，工业选择高温是为了提高反应速率(维持催化剂活性)，而非提高平衡转化率，故B不符合题意；
催化剂仅加快反应速率，不影响平衡状态，无法提高平衡转化率，故C不符合题意；
及时分离SO3，减少生成物浓度，促使平衡正向移动，从而提高SO2平衡转化率，故D符合题意。
8.某化工厂生产硝酸的流程如图1所示；其他条件相同时，装置③中催化剂铂网的成分、温度与氧化率的关系如图2所示。下列说法不正确的是
A.该流程中，①③④发生了氧化还原
　反应
B.②中利用氨易液化的性质实现反应物
　和生成物的分离
C.③中最佳反应条件是铂网成分为纯铂、
　温度为900 ℃
D.④中通入过量空气可以提高硝酸的产率
√
答案
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
答案
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
该流程中，①中N2、H2发生合成氨的反应，③中存在氨的催化氧化反应，④中氮的氧化物被氧化成HNO3，因此均发生了氧化还原反应，A正确；
③中最佳反应条件是铂网成分为含10%铑的铂、温度为900 ℃，C错误；
④中通入过量空气，可使氮的氧化物充分反应，可以提高硝酸的产率，D正确。
9.(2026·北京第一六六中学期中)工业上可通过甲醇羰基化法制取甲酸甲酯(HCOOCH3)：CH3OH(g)+CO(g) HCOOCH3(g)。在容积固定的密闭容器中，投入等物质的量的CH3OH和CO，测得相同时间内CO的转化率随温度变化如图所示。下列说法不正确的是
A.增大压强，甲醇转化率增大
B.b点反应速率：v正=v逆
C.平衡常数：K(75 ℃)>K(85 ℃)，反应速率：
　v(b)D.生产时反应温度控制在80~85 ℃为宜
答案
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
√
答案
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
未平衡时，增大压强，反应速率增大，甲醇转化率增大，平衡后，增大压强，平衡正向移动，甲醇转化率增大，故A正确；
b点反应未达到平衡，反应正向进行，反应速率：v正>v逆，故B错误；
由图可知，CO转化率最高点之前随着温度升高，反应速率增大，相同时间内CO的转化率增大，最高点之后，反应达到平衡状态，升高温度，CO转化率减小，平衡逆向移动，说明反应是放热反应，因此平衡常数：K(75 ℃) >K(85 ℃)，d点对应的温度高，反应速率大，反应速率：v(b)在80~85 ℃时，相同时间内的转化率大，因此生产时反应温度控制在80~85 ℃
为宜，故D正确。
10.CH4-CO2催化重整可以得到合成气(CO和H2)，有利于缓解温室效应，其主要反应为CH4(g)+CO2(g) 2CO(g)+2H2(g)　ΔH=+247 kJ·mol-1，同时存在以下反应：CH4(g) C(s)+2H2(g)　ΔH=+75 kJ·mol-1(积碳反应)，
综合强化
答案
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
CO2(g)+C(s) 2CO(g)　ΔH=+172 kJ·mol-1(消碳反应)，假设体系温度恒定。积碳反应会影响催化剂的活性，一定时间内积碳量和反应温度的关系如图所示。
下列说法正确的是
A.高压有利于提高CH4的平衡转化率并减少积碳
B.增大CO2与CH4的物质的量之比有助于减少积碳
C.升高温度，积碳反应的化学平衡常数K1减小，
　消碳反应的化学平衡常数K2增大
D.温度高于600 ℃，积碳反应的化学反应速率减慢，消碳反应的化学反
　应速率加快，积碳量减少
√
答案
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
答案
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
反应CH4(g)+CO2(g) 2CO(g)+2H2(g)和CH4(g) C(s)+2H2(g)均是反应前后气体分子数增大的反应，增大压强，平衡均逆向移动，可减少积碳量，但CH4的平衡转化率降低，A项错误；
假设CH4的物质的量不变，增大CO2的物质的量，CO2与CH4的物质的量之比增大，对于反应CH4(g)+CO2(g) 2CO(g)+2H2(g)，平衡正向移动，CH4的浓度减小；对于积碳反应CH4(g) C(s)+2H2(g)，由于甲烷浓度减小，平衡逆向移动，碳含量减少；对于消碳反应CO2(g)+C(s) 2CO(g)，由于CO2浓度增大，平衡正向移动，碳含量减少，综上分析，增大CO2与CH4的物质的量之比，有助于减少积碳，B项正确；
答案
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
平衡常数只与温度有关，积碳反应和消碳反应都是吸热反应，升高温度，平衡均正向移动，两个反应的平衡常数都增大，C项错误；
根据图像，温度高于600 ℃，积碳量减少，但温度升高，体系中所有反应的反应速率都加快，D项错误。
11.(2026·浙江浙南名校联盟联考)氨作为零碳燃料和氢能载体，能通过氨热分解法、氨电解法制氢，使其在构建“氢能社会”方面发挥重要作用，对保障国家能源安全和实现“双碳”目标具有重要意义。回答下列问题：
Ⅰ.氨热分解法制氢：反应原理为2NH3(g) N2(g)+3H2(g)，氨制氢过程中的能量变化如图所示。
答案
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
(1)2NH3(g) N2(g)+3H2(g)　ΔH=
　　　 kJ·mol-1，其能够自发进行的条件为　　 (填“高温”“低温”或“任何温度”)。
+90
高温
答案
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
焓变等于生成物总能量减去反应物总能量，由图得ΔH=+45 kJ·mol-1，所以ΔH=+90 kJ·mol-1；反应气体分子数增多，所以熵变大于零，根据ΔG=ΔH-TΔS<0反应自发，则该反应为高温自发进行。
(2)①某温度下，在不同催化剂体系中，氨气以一定流速通过绝热反应管(图1)，测得出口处氨气分解率随温度变化曲线如图2所示。(图2温度范围内，催化剂活性不变)
下列说法不正确的是　　　　(填字母)。
A.催化效果最好的是催化剂Ⅰ
B.如果增大气体流速(其他条件不变)，则X
　点对应的点可能变为c
C.如果用膜分离技术及时分离出H2，可以提
　高氨气的分解率
D.L1处与L3处氨分解反应的平衡常数K相等
答案
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
ABD
答案
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
由图得，使用催化剂Ⅰ，氨气分解率最低，效果最差，A错误；
增大气体流速，相当于增大氨气浓度，平衡正向移动，但分解率降低(等效为增大压强对平衡的影响)，故X点不会变为c点，故B错误；
及时分离产品H2，使得平衡正向移动，氨气分解率提高，C正确；
反应容器绝热，所以容器内部温度不等，所以L1和L3处的平衡常数不等，D错误，故选ABD。
②温度越高，NH3的分解率越衡分解率的原因是________________
_______________________________。
答案
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
温度升高，反应
速率加快，转化率衡转化率
温度越高，在气体流速相同，即反应时间相同的情况下，反应速率越快，达到平衡时间越快，而催化剂不改变平衡移动，所以温度越高，氨气分解率曲线越和平衡分解率曲线重合。
(3)在1 470 K、100 kPa反应条件下，将n(NH3)∶n(Ar)=1∶1的混合气进行NH3热分解反应：2NH3(g) N2(g)+3H2(g)。平衡时混合气中NH3与H2的分压相等，
平衡常数Kp=　　　kPa2。(用分压计算的平衡常数为Kp，分压=总压×物质的量分数)
答案
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
答案
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
设通入1 mol 氨气、1 mol Ar，平衡时转化氨气n mol，则生成氮气0.5n mol，生成氢气1.5n mol，平衡时混合气中氨气与氢气分压相等，所以其物质的量相等，则1-n=1.5n，n=0.4，所以平衡时氨气物质的量为0.6 mol，氢气为0.6 mol，氮气为0.2 mol，气体总物质的量为(0.6+0.6+0.2+1) mol
=2.4 mol，则平衡常数Kp== kPa2。
返回
THANKS
本课结束

展开更多......

收起↑