微题型101 反应历程——吸附与脱附分析
1.(2024·安徽一模)工业上，氮气与氢气合成氨的反应是在催化剂表面上进行的。这是一个复杂的过程，一般要经历反应物扩散至催化剂表面、吸附在催化剂表面、发生表面反应、产物从催化剂表面脱附、产物扩散离开反应区等步骤。铁触媒作用下，N2和H2合成NH3的反应为N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH=-92.4 kJ· mol-1，其反应机理可简单表示如图(*表示吸附态，中间部分表面反应过程未标出)：
已知：N2的吸附分解反应活化能高、速率慢，决定了合成氨的整体反应速率。下列说法正确的是( )
A.合成氨反应在任何温度下都可以自发进行
B.液化分离出产物NH3，可能有利于提高合成氨反应速率
C.适当增加，可以加快合成氨的反应速率并提高H2的转化率
D.加压、降温和使用铁触媒做催化剂都可以提高氨的平衡产率
答案 B
解析 ΔH<0，ΔS<0，则合成氨反应在低温下自发进行，A错误；根据图中所示原理，液化分离出产物NH3，空出催化剂活性位点，有利于氮气和氢气在催化剂表面吸附分解，有利于提高合成氨反应速率，故B正确；N2的吸附分解反应活化能高、速率慢，决定了合成氨的整体反应速率，适当提高氮气的比例，可以明显加快合成氨的反应速率并提高H2的转化率，故C错误；催化剂只能加快反应速率，不能提高氨的平衡产率，故D错误。
