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化工总控工初级、中级、高级、技师、高级技师题库
6,910
单选题

1147、不利于合成氨N2+3H22NH3+92.4kJ的条件是( )。

A
 加正催化剂
B
 升高温度
C
 增大压强
D
 不断地让氨气分离出来,并及时补充氮气和氢气

答案解析

正确答案:B

解析:

这是一道关于化学平衡移动原理(勒夏特列原理)的题目。我们需要分析各个条件对合成氨反应 $N_2 + 3H_2 \rightleftharpoons 2NH_3 + 92.4\text{kJ}$ 的影响,找出**不利于**合成氨(即不利于提高氨的产率或平衡向正反应方向移动)的条件。 ### 1. 反应特征分析 * **热效应**:方程式中 $+ 92.4\text{kJ}$ 表示该反应是**放热反应** ($\Delta H < 0$)。 * **气体体积变化**:反应物侧气体分子数为 $1+3=4$,生成物侧为 $2$。正反应是**气体体积减小**的反应。 ### 2. 选项逐一解析 * **A. 加正催化剂** * **分析**:催化剂能同等程度地加快正、逆反应速率,缩短达到平衡的时间,但**不改变平衡状态**,即不改变平衡转化率。 * **结论**:虽然它不直接使平衡右移,但在工业生产中,使用催化剂是为了提高生产效率,通常被视为有利条件或中性条件,并非“不利于”合成氨的核心热力学阻碍因素。但在单选题中,如果有更明显导致平衡逆移的选项,通常不选此项。不过严格来说,催化剂不影响平衡产率。让我们看其他选项。 * **B. 升高温度** * **分析**:该反应是**放热反应**。根据勒夏特列原理,**升高温度**会使平衡向**吸热方向**(即逆反应方向)移动。 * **结果**:平衡逆向移动会导致氨气 ($NH_3$) 的分解增加,合成氨的转化率降低,氨的产率下降。 * **结论**:这是明确**不利于**合成氨平衡正向进行的条件。 * **C. 增大压强** * **分析**:该反应正方向是**气体体积减小**的方向。根据勒夏特列原理,**增大压强**会使平衡向**气体体积减小**的方向(即正反应方向)移动。 * **结果**:有利于提高氨的产率。 * **结论**:这是**有利于**合成氨的条件。 * **D. 不断地让氨气分离出来,并及时补充氮气和氢气** * **分析**: 1. 分离出产物氨气,降低了生成物浓度,促使平衡向正反应方向移动。 2. 补充反应物氮气和氢气,增加了反应物浓度,也促使平衡向正反应方向移动。 * **结果**:这两种操作都能极大地提高原料利用率和氨的产量。 * **结论**:这是**有利于**合成氨的条件。 ### 3. 综合判断 题目问的是“**不利于**合成氨”的条件。 * C 和 D 明显有利于反应正向进行。 * A 不影响平衡移动,但能提高速率。 * B **升高温度**会导致平衡逆向移动,直接降低氨的平衡产率,从化学平衡的角度来看,是最不利于合成氨生成的条件。 *(注:虽然工业上合成氨需要在较高温度下进行以保证催化剂活性和反应速率,但从**化学平衡**的理论角度分析,高温确实不利于氨的合成,因此需要在速率和平衡之间寻找最佳温度。本题考察的是平衡移动原理,故选B。)* ### 最终答案 **B**

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氨合成:升温不利氨合成

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