【创新设计】2014-2015学年高中化学（课件+试题）（全册打包22套）新人教版选修2
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【创新设计】2014-2015学年高中化学（课件+试题）（全册打包22套）新人教版选修2,创新,立异,设计,学年,高中化学,课件,试题,打包,22,新人,选修
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1 课题 2 人工固氮技术 合成氨 (时间： 30分钟 ) 考查点一 合成氨适宜条件的选择 1 合成氨工业中控制的反应条件应 ( )。 A 温度越高越好 B 压强越大越好 C 混合气体中氢气含量越高越好 D 所选的催化剂活性越大越好 解析 工业合成氨的热化学方程式为 N2(g) 3H2(g) 2g) H 92.4 kJ 1，似乎压强越大就越有利于平衡向 合成氨的方向移 动，温度越 高达到平衡的时间就越短，易错选 。实际上在合成氨的工业生产中， 压强不能太大，否则能耗太高，并且对设备的要求高。而根据化学平衡移动 原理，此反应温度越低越有利于平衡向正方向移动，但温度太低，则催化剂 的催化活性不能很好地发挥，反应速率太慢；为解决上述矛盾，一般选择使 催化剂活性最大时的温度。 答案 D 2 为了进一步提高合成氨的生产效率，科研中具有开发价值的是 ( )。 A 研制高温下活性较大的催化剂 B 寻求 C 研制低温下活性较大的催化剂 D 研制耐高温高压的新型材 料建造合成塔 解析 合成氨的反应是放热反应，降低温度有利于提高合成氨的产率。 答案 C 3 下列有关合成氨工业的说法中，正确的是 ( )。 A 从合成塔出来的混合气体中，氨气占 15%，所以生产氨的工厂的效率都 很低 B 由于氨易液化， 2在实际生产中循环使用，所以总体来说，氨的产 2 率很高 C 合成氨工业的反应温度控制在 500 ，目的是使化学平衡向正反应方向 移动 D 我国合成氨厂采用的压强是 10 30 为该压强下铁触媒的活性最 大 解析 虽然从合成塔出来的混合气体中 5%，但由于原料气 以生产 此 A 项不正确；控制反应温度为 500 ，一是为了使反应速率不至于很低，二是 为了使催化剂活性最大，因此 大压强有利于 压强越大，需要的动力越大，对材料的强度和设备的制造要求越高，我国的 合成氨厂一般采 用 110 7 3 107 这并不是因为该压强下铁触媒的活 性最大，因此 答案 B 4 下列关于合成氨工业的叙述可用勒夏特列原理来解释的是 ( )。 A 使用 铁触媒，使平衡向生成 B 高压比常压条件更有利于合成氨的反应 C 500 左右比室温更有利于合成氨的反应 D 合成氨时采用循环操作可提高原料的利用率 解析 合成氨的反应特点之一：正反应是气体体积缩小的反应。当其他条件 不变时 ，增大压强平衡向气体体积减小的方向移动，所以高压将有利于氨的 合成，选项 答案 B 5合成氨时既要使氨的产率增大，又要使反应速率加快，可采取的办法是 ( )。 减压 加压 升温 降温 及时从平衡混合气中分离出 补充 2 加催化剂 减小 2的量 A B C D 解析 合成氨反应 N2(g) 3H2(g)高温、高压 催化剂 2g) H0 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。 3 答案 C 6合成 2可由煤与 应制得，其中有一步反应为 CO(g) (g) H2(g) H0。欲提高 化率可采用的方法 可能有： 降低温度； 增大压强 使用催化剂 增大 增大水蒸气的浓度，其中正确的组合是 ( )。 A B C D 解析 该可逆反应的特点为： 正反应为放热反应； 反应前后气体体积不改变。结合勒夏特列原理可选出答案。 答案 C 7合成氨工业中，原料气 (有少量 进入合成塔之前，常用醋酸二氨合铜 () 溶液来吸收 反应为 u( u(正反应为放热反 应 )。 (1)必须除去 _。 (2)醋酸二氨合铜 () 溶液吸收原料气中 适宜条件是 _。 (3)吸收 的醋酸铜 () 氨溶液经适当处理又可再生，恢复其吸收 能力而循环使用，其再生的条件是 _。 解析 合成氨流程中的除杂，是为了除去能使催化剂中毒的物质，在合成 氨的过程中必须除去 为 使催化剂中毒。从吸收 化学方程式可得：吸收 反应是正反应为气体体积缩小的放热反应，因此为了使 最大可能被吸收，应采取高压、低温的办法使平衡正向移动。要使醋酸二氨合铜 () 溶液再生，即使平衡逆向移动，故必须采取低压、高温的办法。 答案 (1)防止 催化剂中毒 (2)高压、低温并于醋酸二氨合铜 () 溶液中加入较浓氨水 (3)低压、高温 考查点二 合成氨的生产过程及反应原理 8对于可逆反应 N2(g) 3(g) H0，下列说法正确的是 ( )。 A达到平衡时反应物和生成物浓度一定相等 B达到平衡后加入氨气，重新达到平衡时，氨气的浓度比原平衡时大 C达到平衡时，升高温度加快了吸热反应的速率，降低了放热反应的速率，所以平衡向逆反应的方向移动 D加入催化剂可以缩短到达平衡的时间，这是因为加快了正反应的速率，而减慢了逆反应的速率 解析 本题往往错选 C、 D，原因是对升高温度可以使平衡向吸热反应方向移动的原因认 4 识不清；对使用催化剂可缩短到达平衡所用时间的原因认识不清；正确选项为 B。 答案 B 9合成氨工业对国民经济和社会发展具有重要的意义。对 于密闭容器中的反应： N2(g)3(g)， 673 K、 30 n( n(时间变化的关系如下图所示。下列叙述正确的是 ( )。 A点 B点 C点 d(和点 e(处 n(一样 D其他条件不变， 773 n(上图中 解析 选项 A，在 着反应的进行，反应物浓度在减小，正反应速率在 降低，故 项 未达到化学平衡；选项 C 中， n(变，故 项 于正反应是一个放热反应，升高温度化学平衡向逆反应方向移动，故平衡时 n(题图中 答案 D 10哈伯因发明了由氮气和氢气合成氨气的方法而获得 1918 年诺贝尔化学奖。现将氢气和氮气充入某密闭容器中，在一定条件下反应的有关数据为： 项目 2 始时 5 1 3 1 0 2 2 1 (1)氢气和氮气反应生成氨气 (在 2 的反应速率 v( _。若此时已达平衡，则可求得平衡常数为 _。 (2)下图表示合成 在下列达到化学平衡的时间段中，化学平衡常数最大的一段时间是 _。 5 若 说明合成 “ 大于 ”或 “ 小于 ”) 。 解析 (1)根据合成氨反应 3H2(g) (g)和表中数据，计算得 v( 1.5 1s 1，达到平衡时各物质的浓度分别为 n( 2 1， n( 2 1， n( 2 1，即可求出平衡常数为 (2)由图可知，从 逆反应速率大于正反应速率，说明平衡向左移动，化学平衡常数减小；从 衡不移动，平衡常数相等；从 反应速率减少，而逆反应速率减小的少，大于正反应速率，平衡向左移动，平衡常数减小，故化学平衡常数最大的一段是 升高温度，平衡向左移动，故正向是放热反应 H0。 答案 (1)1.5 1s 1 2) 小于 11 氨是重要的氮肥，是产量较大的化工产品之一。课本里介绍的合成氨技术称为哈伯法，是德国人哈伯在 1905 年发明的，其合成原理为： N2(g) 3H2(g) 2g) H 92.4 kJ 1 他因此获得了 1918年诺贝尔化学奖。试回答下列问题： (1)合成氨工业中采取的下列措施可用勒夏特列原理解释的是 _。 A 采用较高压强 (20 50 B 采用 500 的高温 C 用铁触媒作催化剂 D 将生成的氨液化并及时从体系中分离出来，剩余 2循环到合成塔 中，并补充 2 (2)下图是实验室模拟工业合成氨的简易装置，简述检验有氨气生成的方法： _。 6 (3)在 298 10 2和 30 2通入合成塔中，放出的热量小于 924 因是 _ _。 (4)1998年希腊亚里斯多德大学的 用高质子导电性 的 能 传递 H )，实现了高温、常压下高转化率的电化学合成氨。其 实验装置如下图，则其阴极的电极反应式为 _。 解析 (1)勒夏特列原理只解释平衡移动问题。 (2)根据氨 的性质进行检验。 (3) 合成氨的反应是可逆反应。 (4)根据合成氨反应中的氧化剂、电解池中阴极反 应特点及电解质成分进行分析。 答案 (1)2)用湿润的红色石蕊试纸放在管口处，若试纸变蓝则说明有氨气生成 (3)该反应是可逆反应， 10 2与 30 2不可能完全反应，所以放出的 热量小于 1092.4 924 4)6H 6e =22 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 .5 t 、 p 全反应生成一氧 7 化碳和氢气 (合成气 )， 吸收了 a 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 0 7 _(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： _； _。 解析 (1)0.5 a 1 a 量，热化学方程式为 g) g)=CO(g) 3H2(g) H 2a kJ 1。 (2)采用循环操作有利于增大反应物浓度，增大反应速率，提高转化率；减少 (3)由反应化学方程式可求转化关系 132V( 0 7 L75%2 0 7 L。 (4)可先写出 结构，再与其余基团连接。可写出异构体 和 C 。 答案 (1)g) g) =t p g) 3H2(g) H 2a 1 (2)增大氮气和氢气的浓度有利于增大反应速率；减小氨气的浓度、增大氮气和氢气的浓度均有利于平衡向正反应方向移动 (3)0 7 (4) N C O 考查点三 实验室合成氨 8 13如图所示 “ 合成氨 ” 的演示实验 (夹持仪器均已省略 )。在 22，另一侧用 和溶液 反应制取 2混合后通过还原铁粉来合成 将产生的气体通入酚酞试液中，若酚酞试液变红，则说明产生了氨气。 某课外活动小组通过查阅资料和多次实验，得到了如下信息： 信息一： = = 2= 2 = 23息二：查阅资料，不同体积比的 酚酞试液变红所需要的时间如下： 2的体积比 51 31 11 13 15 酚酞变红色所需时间 / 9 7 8 6 7 3 4 9 10 据此回答下列问题： (1)_。 (2) 铁 粉 撒 在 石 棉 绒 上 的 目 的 是 _ _。 (3)课外活动小组的同学们认为，该实验中即使酚酞变红也不能说明 2反应合成了出此结论的理由是 _。 请你另设计一个简单的实验验证你的理由 _。欲解决这一问题，可以选用下图中的 _装置连接在原装置中的 _和 _之间。 9 (4)在上述实验过程中，为尽快观察到酚酞试液变红的实验现象，应该控制 2的体积 比 为 _ 比 较 适 宜 ； 但 该 装 置 还 难 以 实 现 此 目 的 ， 原 因 是_。 (5)实验过程中通入试管 _。 解析 (1)根据 热，说明右侧管反应制取 侧管反应制取 (2)铁粉撒在石棉绒上的目的是增大与混合气体的接触面积，从而提高催化效率，增大反应速率。 (
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