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腾讯分分彩返点1980,[精品试卷]化学人教版高二选修2自我小测:第一单元课题2人工固氮技术──合成氨_word版含解析_幼儿读物_幼儿教育_教育专区

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腾讯分分彩返点1980,[精品试卷]化学人教版高二选修2自我小测:第一单元课题2人工固氮技术──合成氨_word版含解析_幼儿读物_幼儿教育_教育专区。自我小测 夯基达标 1 合成氨的反应采用 500 ℃温度的原因是( ) A.温度太低反应速率太小 B.该温度时催化剂活性最大 C.该温度时反应速率最大 D.该温度时 N2 的转化率最高


腾讯分分彩返点1980自我小测 夯基达标 1 合成氨的反应采用 500 ℃温度的原因是( ) A.温度太低反应速率太小 B.该温度时催化剂活性最大 C.该温度时反应速率最大 D.该温度时 N2 的转化率最高 2 合成氨所用的 H2 可由煤与水反应制得,其中有一步反应为 CO(g)+H2O(g) 2(g)+H2(g) ΔH< 0,欲提高 CO 的转化率可采用的方法有:①降低温度;②增加压强;③使用催化剂;④增大 CO 的浓度; ⑤增大水蒸气的浓度,其中正确的组合是( ) A.①②③④⑤ B.①⑤ C.①④⑤ D.只有⑤ 3 合成氨时既要使合成氨的产率增大,又要使反应速率加快,可采取的办法是( ) 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 NH3 ⑥补充 N2 或 H2 ⑦加催加剂 ⑧减小 N2 或 H2 的量 A.③④⑤⑦ B.②④⑥ C.②⑥ D.②③⑥⑦ 4 反应 N2+3H2 3 刚开始时,N2 的浓度为 3 mol·L-1,H2 的浓度为 5 mol·L-1,3 min 后测得 NH3 的浓度为 0.6 mol·L-1,则此时间内,下列反应速率表示正确的是( ) A.v(NH3)=0.2 mol·L-1·s-1 B.v(N2)=0.2 mol·L-1·min-1 C.v(H2)=0.2 mol·L-1·min-1 D.v(H2)=0.3 mol·L-1·min-1 5 有关合成氨工业说法中正确的是( ) A.从合成塔出来的混合气体,其中 NH3 只占 15%,所以生产氨的工厂的效率都很低 B.由于氨易液化,N2、H2 是循环使用的,总体来说是氨的产率较高 C.合成氨反应温度控制在 500 ℃左右,目的是使化学平衡向正反应方向移动 D.合成氮采用的压强是 2×107~5×107 Pa,因为该压强下铁触媒的活性最大 6 已知:N2(g)+3H2(g) 问题: 2NH3(g) ΔH<0,2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g) ΔH<0,回答下列 (1) 从 影 响 速 率 和 平 衡 的 因 素 分 析 , 要 有 利 于 NH3 和 SO3 的 生 成 , 理 论 上 应 采 取 的 措 施 是 ____________________,实际生产中采取的措施分别是________________。 (2)在实际生产的合成氨过程中,要分离出氨气,目的是________________________;而合成 SO3 过程 中,不需要分离出 SO3,原因是__________________________。 7 实验室模拟合成氨和氨催化氧化的流程如下: 已知实验室可用饱和亚硝酸钠(NaNO2)溶液与饱和氯化铵溶液经加热后反应制取氮气。 (1)从上图中选择制取气体的合适装置:氮气______、氢气__________。 (2)氮气和氢气通过甲装置,甲装置的作用除了将气体混合外,还有____________、____________。 (3)氨合成器出来经冷却的气体连续通入乙装置的水中吸收氨,________(“会”或“不会”)发生倒吸, 原因是________________。 (4)用乙装置吸收一段时间氨后,再通入空气,同时将加热的铂丝插入乙装置的锥形瓶内,能使铂丝保 持 红 热 的 原 因 是 ____________________________________ , 锥 形 瓶 中 还 可 观 察 到 的 现 象 是 __________________________________________。 (5)写出乙装置中氨氧化的化学方程式:____________________________。腾讯分分彩返点1980 (6)反应结束后锥形瓶内的溶液中含有 H+、OH-、________、______。 能力提升 8 工业合成氨时将 N2 和 H2 按体积比 1∶3 通入合成塔中,在不同条件下达到平衡时,混合物中 NH3 的 含量(体积分数)如下表: 试分析上表所提供的数据,判断下列说法一定正确的是( ) A.无论其他条件如何改变,只要增大压强就能提高 NH3 在平衡混合物中的含量 B.无论其他条件如何改变,只要升高温度就有利于提高 N2 的转化率 C.无论其他条件如何改变,只要降低温度就能提高 NH3 在平衡混合物中的含量 D.由上表数据可知,NH3 的合成是一个放热的、气体总体积缩小的可逆反应 9 下面是合成氨的简要流程示意图,沿 x 线路回去的是( ) A.N2 和 H2 B.催化剂 C.N2 D.H2 10 利用天然气合成氨的工艺流程示意图如下: 依据上述流程,完成下列填空: (1)天然气脱硫时的化学方程式是__________________________________。 (2)n mol CH4 经一次转化后产生 CO 0.9n mol,产生 H2________ mol。(用含 n 的代数式表示) (3)K2CO3(aq)和 CO2 反应在加压下进行,加压的理论依据是____________________。 A.相似相溶原理 B.勒夏特列原理 C.酸碱中和原理 (4)由 KHCO2 分解得到的 CO2 可以用于________________(写出 CO2 的一种重要用途)。腾讯分分彩返点1980 (5)整个流程有三处循环,一是 Fe(OH)3 循环,二是 K2CO3(aq)循环,请在上述流程图中标出第三处循环 (循环方向、循环物质)。 11 四川有丰富的天然气资源,以天然气为原料合成尿素的主要步骤如下图所示(图中某些转化步骤及生 成物未列出): 请填写下列空白: (1)已知 0.5 mol 甲烷与 0.5 mol 水蒸气在 t ℃、p kPa 时,完全反应生成一氧化碳和氢气(合成气),吸收 了 a kJ 热量,该反应的热化学方程式是______________。 (2)在合成氨的实际生产过程中,常采取的措施之一是:将生成的氨从混合气体中及时分离出来,并将 分离出氨后的氮气和氢气循环利用,同时补充氮气和氢气。请运用化学反应速率和化学平衡的观点说明采 取该措施的理由:________________。 (3)当甲烷合成氨气的转化率为 75%时,以 5.60×107 L 甲烷为原料能够合成________ L 氨气。(假设体 积均在标准状况下测定) (4)已知尿素的结构简式为 ,请写出两种含有碳氧双键的尿素的同分异构体的结构简式: ①________________;②________________。 参考答案 1 解析:工业合成氨反应的特点是:正反应是体积减小的放热反应,选用的适宜条件,400~500 ℃、 铁催化剂、10 MPa~30 MPa;循环操作(N2 与 H2 的体积比为 1∶3),在 500 ℃时催化剂的活性最大。腾讯分分彩返点1980 答案:B 2 解析:该反应是一个气体总体积不变的放热反应,欲提高 CO 的转化率,可设法使化学平衡向正反应 方向移动,显然降低温度可以满足这一要求;增加水蒸气的浓度,平衡向正反应方向移动,CO 的转化率也 可以增大;但若增加 CO 的浓度,平衡虽然向右移动,但 CO 的总量增大,其转化率反而减小。增大压强和 使用催化剂的操作只能加快反应速率,缩短达到平衡的时间,而与平衡时 CO 的转化率无关。 答案:B 3 解析:合成氨反应 N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) ΔH<0 的特点为:正反应放热且气体体积减小。要使平衡向正反应方向移动且反应速率加快,应选 C。 答案:C 4 解析:v(NH3)=0.2 mol·L-1·min-1,故 A 项错;根据速率之比等于化学计量数之比,v(N2)=0.1 mol·L -1·min-1,B 项错;v(H2)=0.3 mol·L-1·min-1,C 项错;D 项正确。 答案:D 5 解析:由于采用循环操作,故氨的产率较高;控制温度在 500 ℃是综合考虑反应速率、平衡移动和催 化剂的活性温度;采用压强 2×107~5×107 Pa 目的是获得较快的速率、较高的产率和考虑动力、设备等因 素。 答案:B 6 解析:理论分析时首先分析各反应的特点(气体体积变化、热效应),而实际生产中要考虑单位时间内 的生产量等因素。腾讯分分彩返点1980 答案:(1)高温、高压、催化剂 合成氨:高温、高压、催化剂,合成 SO2:高温、常压、催化剂 (2) 减小生成物浓度,使平衡向生成 NH3 方向移动 该反应向生成 SO3 的方向进行程度大,达到平衡后 SO2 含 量较少,故不需要分离 SO3 7 解析:本题是考查氨的合成和氨催化氧化的实验题。制取氮气用氯化铵溶液和亚硝酸钠溶液加热反应 生成,故选 a 装置,制取氢气用锌与稀硫酸反应,不用加热,选 b 装置。甲装置的作用是混合氮气、氢气, 干燥气体,控制氮气和氢气的流速。从氨合成器中出来的气体主要是氮气和氢气,通入水中吸收氨气,因 为氮气、氢气难溶于水,不会倒吸。氨的催化氧化是一个放热反应,铂丝保持红热,锥形瓶中发生下列反 应: 4NH3+5O2=催=化△==剂=4NO+6H2O,2NO+O2===2NO2 有红棕色气体产生, 3NO2+H2O===2HNO3+NO,HNO3+NH3===NH4NO3。 答案:(1)a b (2)干燥气体 控制氢气和氮气的流速 (3)不会 因为混合气体中含有大量难溶于水的氮、氢两种气体 (4)氨的氧化反应是一个放热反应 有红棕色气体产生 (5)4NH3+5O2=催=化△==剂=4NO+6H2O (6)NH+4 NO- 3 8 解析:由题目中所给数据可知,若温度最低,压强最大,则转化率最高,只改变一个条件,氨气的含 量不能确定。当温度不变时,压强越大,氨气的含量越高,可知此反应气体总体积缩小;当压强相等时, 温度越低,氨气的含量越高,所以确定正反应为放热反应。 答案:D 9 解析:因合成氨为可逆反应,从合成塔出来的混合气体中含有大量的 N2、H2,为提高原料的利用率, 将分离后的氮气、氢气再输送到压缩机,循环利用。 答案:A 10 解析:(1)流程图中已给出反应物是 H2S 和 Fe(OH)3,生成物是 Fe2S3 和 H2O,CH4 没有参与反应,写 出方程式再配平即可。 (2)写出此反应的方程式:CH4+H2O===CO+3H2,就很容易地看出产生 H2 应为 3×0.9n=2.7n mol。 (3)CO2 为气体,加压有利于平衡右移,利用的是勒夏特列原理。 (4)此题考查了考生对 CO2 用途的记忆,写任一种用途即可。 (5)合成氨反应是一可逆反应,H2 和 N2 的转化率低,必须循环利用。 答案:(1)3H2S+2Fe(OH)3===Fe2S3+6H2O (2)2.7n (3)B (4)生产纯碱(或作制冷剂等,其他合理答 案也可以) (5) 11 解析:根据合成路线图有如下反应:CH4+H2O===CO+3H2;CO+H2O===CO2+H2;N2+ 3H2 3,整理得到关系:CH4~4H2~83NH3,所以能合成氨气:5.60×107 L×75%×83=1.12×108 L。 答案:(1)CH4(g)+H2O(g)t ℃==、=p=k=PaCO(g)+3H2(g) ΔH=2a kJ·mol-1 (2)增大 N2 和 H2 的浓度有利于增大化学反应速率;减小 NH3 的浓度,增大 N2 和 H2 的浓度均有利于平 衡向正反应方向移动 (3)1.12×108 (4)① ②NH4N===C===O
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