《2025年金版新学案高中化学选择性必修第一册人教版》

1. 已知合成氨反应${N_{2}(g) + 3H_{2}(g)\underset{催化剂}{\overset{高温、高压}{\rightleftharpoons}} 2NH_{3}(g)}$ $\Delta H\lt0$，既要使合成氨的产率增大，又要使反应速率加快，可采取的方法是(②⑥)
① 减压；② 加压；③ 升温；④ 降温；⑤ 及时从平衡混合气中分离出${NH_{3}}$；⑥ 补充${N_{2}}$或${H_{2}}$；⑦ 加催化剂
A.①③④⑤⑦
B.②④⑥
C.仅②⑥
D.②③⑥⑦

答案： 1.C 合成氨反应$N_2(g)+3H_2(g)\stackrel{高温、高压}{\underset{催化剂}{\rightleftharpoons}}2NH_3(g)$ $\Delta H＜0$，该反应的特点为正反应放热且气体分子数减小；据此分析。①减压，反应速率减慢，平衡逆向移动，$NH_3$的产率减小，①不可采取；②加压，反应速率加快，平衡正向移动，$NH_3$的产率增大，②可采取；③升温，反应速率加快，平衡逆向移动，$NH_3$的产率减小，③不可采取；④降温，反应速率减慢，平衡正向移动，$NH_3$的产率增大，④不可采取；⑤及时从平衡混合气中分离出$NH_3$，反应速率减慢，平衡正向移动，$NH_3$的产率增大，⑤不可采取；⑥补充$N_2$或$H_2$，反应速率加快，平衡正向移动，$NH_3$的产率增大，⑥可采取；⑦加催化剂，反应速率加快，但平衡不移动，$NH_3$的产率不变，⑦不可采取。

2. 合成氨工业采用循环操作的主要目的是(C)

A.增大氮气和氢气的浓度
B.节省能量，有利于气态氨的冷却
C.提高氮气和氢气的利用率
D.提高平衡混合物中${NH_{3}}$的百分含量

答案： 2.C 合成氨工业中，如果只让$N_2$和$H_2$的混合气体通过一次合成塔发生反应，反应物的利用率较低，很不经济，所以应将$NH_3$分离后的原料气循环使用，故合成氨工业采用循环操作的主要目的是提高氮气和氢气的利用率；答案选C。

3. (2004·高二上江西赣州期中) 工业上用生物法处理${H_{2}S}$的原理如下：
反应 1：${H_{2}S + Fe_{2}(SO_{4})_{3}\xlongequal{} S\downarrow + 2FeSO_{4} + H_{2}SO_{4}}$
反应 2：${4FeSO_{4} + O_{2} + 2H_{2}SO_{4}\xlongequal{硫杆菌} 2Fe_{2}(SO_{4})_{3} + 2H_{2}O}$
以硫杆菌作催化剂时，反应温度及溶液$pH$对${Fe^{2 + }}$氧化速率的影响分别如图甲、图乙所示。下列有关说法错误的是(A)

A.反应 1 的条件下，还原性：${Fe^{2 + }}\gt{H_{2}S}$
B.当反应温度过高时，${Fe^{2 + }}$氧化速率下降的原因可能是硫杆菌失去活性
C.由图甲和图乙可得出结论：使用硫杆菌作催化剂的最佳条件为$30\ °C$、$pH = 2.0$
D.当反应 1 中转移$0.2\ mol$电子时，反应 1 中消耗的${H_{2}S}$在标准状况下的体积为$2.24\ L$

答案： 3.A 根据反应方程式可知，$H_2S$为还原剂，$FeSO_4$为还原产物，还原剂的还原性强于还原产物的还原性，即还原性：$H_2S＞FeSO_4$，故A说法错误；温度过高，能使蛋白质变性，催化剂的活性降低，因此当反应温度过高时，$Fe^{2+}$氧化速率下降的原因可能是硫杆菌失去活性，故B说法正确；根据图像可知，催化剂的最佳条件是30$^{\circ}C$，pH=2.0左右，故C说法正确；反应1中，消耗1 mol $H_2S$，转移电子物质的量为2 mol，因此转移0.2 mol电子时，消耗硫化氢在标准状况下体积为2.24 L，故D说法正确。

4. 合成氨工业中，原料气(${N_{2}}$、${H_{2}}$及少量${CO}$、${NH_{3}}$的混合气)在进入合成塔前常用醋酸二氨合铜(Ⅰ)溶液来吸收原料气体中的${CO}$，其反应是${[Cu(NH_{3})_{2}]Ac + CO + NH_{3}\rightleftharpoons [Cu(NH_{3})_{3}]Ac· CO}$ $\Delta H\lt0$。
(1) 必须除去原料气中${CO}$的原因为防止合成塔中的催化剂中毒。
(2) 醋酸二氨合铜(Ⅰ)溶液吸收${CO}$的生产适宜条件应是低温、高压。
(3) 吸收${CO}$后的醋酸二氨合铜(Ⅰ)溶液经过适当处理又可再生，恢复其吸收${CO}$的能力以供循环使用。醋酸二氨合铜(Ⅰ)溶液再生的生产适宜条件应是高温、低压。

答案： 4.
(1)防止合成塔中的催化剂中毒
(2)低温、高压
(3)高温、低压
解析：
(1)用氢气和氮气合成氨气，需要在高温、高压、催化剂条件下进行，而CO如果不除去的话，会造成催化剂中毒。
(2)要使生产适宜，即控制条件让反应正向移动，该反应为放热反应，且气体化学计量数之和减小，故低温、高压使平衡正向移动，即适宜条件为低温、高压。
(3)要实现醋酸二氨合铜(Ⅰ)溶液再生，即使平衡逆向移动，该反应为放热反应，且气体化学计量数之和减小，故高温、低压使平衡逆向移动，即适宜条件为高温、低压。