题目
合成氨工艺中,循环气中惰性气体(如Ar)积累会导致( )。A. 设备腐蚀加剧B. 反应速率提高C. 平衡转化率降低D. 催化剂活性增强
合成氨工艺中,循环气中惰性气体(如Ar)积累会导致( )。
A. 设备腐蚀加剧
B. 反应速率提高
C. 平衡转化率降低
D. 催化剂活性增强
题目解答
答案
C. 平衡转化率降低
解析
本题考查合成氨工艺中惰性气体积累对反应的影响,解题思路是根据化学平衡原理,分析惰性气体积累对合成氨反应平衡的影响,进而判断各选项的正确性。
- 分析选项A:
- 设备腐蚀加剧通常与反应物或产物的化学性质有关,比如具有腐蚀性的物质存在。
- 而惰性气体(如Ar)化学性质稳定,一般不会与设备发生化学反应,不会导致设备腐蚀加剧,所以选项A错误。
- 分析选项B:
- 反应速率主要与反应物浓度、温度、催化剂等因素有关。
- 惰性气体的积累并不会改变反应物的浓度、温度以及催化剂的活性等影响反应速率的关键因素。
- 根据反应速率的影响因素可知,反应速率不会因为惰性气体的积累而提高,所以选项B错误。
- 分析选项C:
- 合成氨的反应方程式为$N_{2}(g)+3H_{2}(g)\rightleftharpoons 2NH_{3}(g)$,这是一个气体分子数减少的反应。
- 当循环气中惰性气体积累时,为了维持总压力不变,会使反应体系的体积增大。
- 根据勒夏特列原理,增大体积相当于减小压强,平衡会向气体分子数增多的方向移动,即逆向移动。
- 平衡逆向移动会导致反应物的转化率降低,也就是平衡转化率降低,所以选项C正确。
- 分析选项D:
- 催化剂的活性主要取决于催化剂本身的性质以及反应条件(如温度、反应物中的杂质等)。
- 惰性气体不会影响催化剂的活性中心结构和反应条件,所以催化剂活性不会因为惰性气体的积累而增强,选项D错误。