化學 工業化學 — 哈柏法與接觸法 中等 DSE Paper 1A 工業化學：哈柏法與接觸法 本套題目涵蓋哈柏法與接觸法的反應條件、平衡移動、催化劑選擇、工業流程及相關計算，適合 DSE 化學考生練習。 📝 10 題 ⏱️ 模擬 DSE 配速 21 分鐘 📅 Aug 7, 2026 📖 練習模式 即時批改 · 每題顯示詳解 🎯 模擬考試模式 DSE Paper 1A 配速 · 完場後才看答案 已完成 0 / 10 🔥 連對 0 第 1 題 在哈柏法中，氮氣與氫氣在鐵催化劑下反應生成氨。下列哪一項是該反應的工業條件？ A 高溫（450°C）和高壓（200 atm） B 低溫（100°C）和高壓（200 atm） C 高溫（450°C）和低壓（1 atm） D 低溫（100°C）和低壓（1 atm） 詳解：哈柏法使用鐵催化劑，在約450°C和高壓（200 atm）下進行。高溫可加快反應速率，但平衡轉化率低；高壓有利於生成氨（因為反應物氣體摩爾數多於產物）。低溫雖平衡轉化率高，但反應速率太慢，不符合經濟效益，故A正確。 第 2 題 在接觸法中，二氧化硫與氧氣反應生成三氧化硫。下列哪一項是該反應的催化劑？ A 鐵 B 鉑 C 五氧化二釩 D 鎳 詳解：接觸法使用五氧化二釩（V₂O₅）作為催化劑，雖然鉑也可催化，但易被雜質毒化且昂貴，工業上普遍使用V₂O₅。鐵用於哈柏法，鎳用於氫化反應，故C正確。 第 3 題 在哈柏法中，為何使用高壓（200 atm）而非更高壓（如500 atm）？ A 更高壓會使催化劑失效 B 更高壓會使平衡逆向移動 C 更高壓需要更高的能源成本，且設備成本增加 D 更高壓會使氮氣液化，無法反應 詳解：高壓有利於氨的生成，但壓力越高，設備和能源成本急劇上升。200 atm是平衡產率與成本的折衷，並非催化劑失效或平衡逆向。氮氣液化需極高壓，但此處不影響。故C正確。 第 4 題 在接觸法中，反應 SO₂(g) + ½O₂(g) ⇌ SO₃(g) 為放熱反應。工業上使用約450°C，而非更低溫，主要原因是： A 低溫會使催化劑中毒 B 低溫下反應速率太慢，不合乎經濟效益 C 低溫會使SO₃分解 D 低溫下氧氣會液化 詳解：雖然低溫有利於平衡向右（放熱反應），但反應速率太慢，產率低。使用450°C是為了在合理速率下獲得足夠高的轉化率，催化劑在該溫度下活性最佳。低溫不會使催化劑中毒，SO₃在低溫下穩定，氧氣液化需極低溫，故B正確。 第 5 題 在哈柏法中，未反應的氮氣和氫氣會被循環使用。這項措施的主要目的是： A 增加反應速率 B 提高整體轉化率 C 減少催化劑用量 D 防止逆反應發生 詳解：哈柏法單程轉化率只有約15%，循環未反應的氣體可將其重新引入反應器，最終提高總轉化率。這不影響速率或催化劑用量，也不能防止逆反應，故B正確。 第 6 題 在接觸法的吸收塔中，三氧化硫不是直接用水吸收，而是用濃硫酸吸收，因為： A 濃硫酸是更好的乾燥劑 B 直接用水吸收會產生大量酸霧，難以收集 C 濃硫酸可催化SO₃反應 D 水會與SO₃反應生成SO₂ 詳解：SO₃直接溶於水會放出大量熱，形成硫酸酸霧，難以凝聚和收集，且污染環境。用濃硫酸吸收SO₃生成發煙硫酸，再加水稀釋可得濃硫酸，這是工業標準做法，故B正確。 第 7 題 哈柏法反應：N₂(g) + 3H₂(g) ⇌ 2NH₃(g) ΔH = -92 kJ/mol。若在反應達到平衡後，降低溫度，下列哪項敘述正確？ A 平衡向右移動，氨的產率增加 B 平衡向左移動，氨的產率減少 C 平衡不移動，因為催化劑存在 D 平衡不移動，但反應速率增加 詳解：該反應為放熱反應，降低溫度會使平衡向放熱方向（即生成氨的方向）移動，因此氨的產率增加。但低溫會使反應速率降低，所以工業上需權衡。催化劑不影響平衡移動，故A正確。 第 8 題 在哈柏法中，若將反應容器體積增大一倍（保持溫度和氣體摩爾數不變），平衡將如何移動？ A 向右移動 B 向左移動 C 不移動 D 無法判斷 詳解：根據勒沙特列原理，增大體積會降低壓力，平衡會向氣體摩爾數增加的方向移動。反應物側有4摩爾氣體（1+3），產物側有2摩爾，所以平衡向左移動，故B正確。 第 9 題 在接觸法中，從吸收塔出來的氣體含有少量SO₂，這些氣體會被循環利用。此步驟的主要目的是： A 提高SO₂的轉化率 B 減少SO₂排放污染 C 增加反應速率 D 降低催化劑用量 詳解：未反應的SO₂若直接排放會造成空氣污染，循環利用可回收SO₂，既減少污染又提高原料利用率。轉化率在反應器中已由條件決定，循環不改變單程轉化率（但整體利用率提高），故B最直接。 第 10 題 在哈柏法中，若每小時通入1000 mol N₂和3000 mol H₂，反應後有30%的N₂轉化為氨。計算每小時生成氨的摩爾數。 A 300 mol B 600 mol C 900 mol D 1200 mol 詳解：N₂的轉化量 = 1000 × 30% = 300 mol。根據方程式 N₂ + 3H₂ → 2NH₃，生成氨的摩爾數 = 300 × 2 = 600 mol。因此每小時生成600 mol氨，故B正確。選項A僅為N₂消耗量，C為誤將N₂全部轉化，D為誤算。 提交答案 重設 0% 0 / 0 U 繼續努力！ 基礎分+0 XP 難度加成×1.0 速度加分+0 XP 連對 Combo+0 XP 本次 XP+0 XP 📖 查看詳解 📤 分享成績 🎯 練更多 化學 🏠 返回列表