化学鲁教选修2同步练习：主题1空气资源氨的合成2Word版含解析.doc

学业分层测评(二)(建议用时：45分钟)学业达标1合成氨工业上采用循环操作主要是为了()A加快反应速率B提高NH3的平衡浓度C降低NH3的沸点D提高N2和H2的利用率【解析】循环操作后增大了反应物N2和H2的浓度，加快了反应速率，提高了NH3的平衡浓度，但主要是提高N2和H2的利用率，不至于浪费原料。【答案】D2合成氨过程中为提高原料氢气的转化率而所采取的下列措施中不正确的是()A不断将NH3分离出来B使用过量的N2C采用高温D采用高压【解析】由N23H22NH3的特点可知，高温平衡左移不利于提高H2的转化率。高压和减小NH3的浓度均使平衡右移。使用过量的N2有利于提高H2的转化率。【答案】C3对于合成氨的反应来说，使用催化剂和施以高压，下列叙述中正确的是() 【导学号：28920007】A都能提高反应速率，都对化学平衡无影响B都对化学平衡状态有影响，都不影响达到平衡状态所用的时间C都能缩短达到平衡状态所用的时间，只有压强对化学平衡状态有影响D催化剂能缩短反应达到平衡状态所用的时间，而压强无此作用【解析】对化学反应N23H22NH3，催化剂只能提高反应速率，使反应达到平衡状态所用的时间缩短，不能使化学平衡发生移动。高压能提高反应速率，使反应达到平衡状态所用的时间缩短，也能使化学平衡向生成NH3的反应方向移动。【答案】C4已知焦炭、一氧化碳和烃类化合物都能与水反应产生合成尿素CO(NH2)2的原料氢气和二氧化碳，从充分利用原料的角度考虑，用下列物质生产H2和CO2最为合适的是()ACBCOC天然气D石脑油(C5H12、C6H14)【解析】生产出的H2用于合成NH3，N23H22NH3。再由NH3与CO2合成尿素。由此，可找出H2与CO2的关系式：3H22NH3CO2。分别写出备选项中各物质与H2O反应的化学方程式：A项CH2OH2CO，COH2O=H2CO2总反应方程式为：C2H2O=2H2CO2；B项COH2OH2CO2；C项CH42H2O4H2CO2；D项C5H1210H2O16H25CO2，C6H1412H2O19H26CO2。产物中，n(H2)n(CO2)最接近31的最合适。【答案】D5反应C(s)H2O(g)CO(g)H2(g)在一可变容积的密闭容器中进行，下列条件的改变对其反应速率几乎无影响的是()增加C的量将容器的体积缩小一半保持体积不变，充入N2使体系压强增大保持压强不变，充入N2使容器体积变大ABCD【解析】增加固体的量、恒容时充入与反应无关的气体，都对反应速率无影响。相当于减压，反应速率减小。【答案】C6合成氨反应达到平衡时，氨气的百分含量与温度、压强的关系如图所示。根据此图，判断合成氨工业最有前途的研究发展方向是()A研究耐高压的合成塔B研制低温催化剂C提高分离技术D探索不用氢氮合成氨的新途径【答案】B7用焦炭、空气、水为原料制备NH3，则参加反应的焦炭与产品氨气之间的物质的量之比为()A34B32C23D12【解析】由反应：CH2O(g)COH2，COH2O(g)CO2H2，N23H22NH3可得：C2H2NH3。【答案】A8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)3H2(g)2NH3(g)，673K、30 MPa下n(NH3)和n(H2)随时间变化的关系如图所示。下列叙述正确的是()A点a的正反应速率比点b的小B点c处反应达到平衡C点d(t1时刻)和点e(t2时刻)处n(N2)不一样D其他条件不变，773 K下反应至t1时刻，n(H2)比上图中d点的值大【解析】选项A，在ab段可逆反应向正反应方向进行，随着反应的进行，反应物浓度在减小，正反应速率在降低，故A项不正确；选项B中，c点时NH3、H2的物质的量仍在变化，故未达到化学平衡；选项C中，t1时刻和t2时刻都处于同样的化学平衡状态，则n(N2)不变，故C不正确；选项D中，由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(H2)比题图中d点的值大，故D项正确。【答案】D9将V1L的H2和V2L的N2在一定条件下发生反应，达到平衡后，混合气体总体积为V3L(气体体积均在相同条件下测定)，则生成NH3的体积是()A(V1V2V3)LB(V1V2V3)LC(V1V22V3)LDV3(V1V2)L【解析】根据差量法计算。由N23H22NH3，可知NH3V(减少)，因V(V1V2V3)L，故V(NH3)V(V1V2V3)L。【答案】B能力提升10如图所示“合成氨”的演示实验(夹持仪器均已省略)。在Y形管的一侧用Zn粒和稀H2SO4反应制取H2，另一侧用NaNO2固体和NH4Cl饱和溶液反应制取N2，N2和H2混合后通过还原铁粉来合成NH3，再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：NaNO2固体和饱和NH4Cl溶液混合加热的过程中发生如下反应：NaNO2NH4ClNH4NO2NaClNH4NO2NH3HNO22HNO2N2O3H2O2NH3N2O32N23H2O信息二：查阅资料，不同体积比的N2、H2混合气体在相同实验条件下合成氨，使酚酞试液变红所需要的时间如下：N2和H2的体积比5131111315酚酞变红色所需时间/min89786734910据此回答下列问题：(1)Y形管左侧管中发生反应的离子方程式_。(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N2和H2反应合成了NH3，得出此结论的理由是。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。(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N2和H2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C中的气体成分有_。【解析】(1)根据Y形管右侧管需加热，说明右侧管反应制取N2，左侧管反应制取H2。(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。(3)因为NH4NO2分解可产生NH3，所以不能证明N2和H2反应生成了NH3。直接将Y形管中混合气体通入酚酞试液，若试液变红，则理由成立，否则理由不成立。在A、B之间加一个除NH3的装置，排除了NH3的干扰。(4)由表可知V(N2)V(H2)13时，反应最快，在Y形管中，无法控制气体的体积。(5)气体成分中有生成的NH3，同时还有未反应的N2、H2。【答案】(1)Zn2H=Zn2H2(2)增大混合气体与催化剂的接触面积，使反应进行得更快(3)从分步反应可知，产生N2的过程中，有可能直接产生氨气将混合加热产生的气体直接通入酚酞试液，若试液变红，则说明理由成立；否则，说明理由不成立AB(4)13无法控制通入B中N2和H2的体积比(5)NH3、N2、H211合成氨工业的主要反应为：N2(g)3H2(g)2NH3(g)(正反应为放热反应)，回答下列问题。(1)原料N2不能用空气代替，而必须用纯N2，这是因为_。H2来自水和焦炭，有关的化学方程式为：_。原料气体必须经过净化的原因是_。(2)在合成塔中合成氨要在高温、高压和有催化剂的条件下进行，试分析各反应条件的作用：温度(500 )_。压强(5107Pa)_。催化剂(铁触媒)_。(3)从合成塔里出来的混合气体中含15%的氨。若N2和H2的转化率相等，则转化率为_。工业上采用_法将氨分离出来。【解析】(3)利用“三段式”进行分析。由于N2和H2转化率相等，则二者起始投料物质的量比为13。 N2(g)3H2(g)2NH3起始(mol) 1 3 0转化(mol) x 3x 2x平衡(mol) 1x 33x 2x则100%15%，解得x0.261，转化率为100%26.1%。【答案】(1)空气中的O2与H2混合加热会发生爆炸C(s)H2O(g)CO(g)H2(g)，CO(g)H2O(g)CO2(g)H2(g)除去原料气中的杂质，防止催化剂中毒(2)加快反应速率，缩短达到平衡的时间且催化剂在此温度下活性最大既加快反应速率，也能促使平衡向正反应方向移动，提高NH3在平衡混合物中的百分含量加快反应速率，缩短达到平衡的时间(3)26.1%冷凝12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)2NH3(g)H92.4 kJmol1，他因此获得了1918年诺贝尔化学奖。试回答下列问题： 【导学号：28920008】(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(2050 MPa)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N2和H2循环到合成塔中，并补充N2和H2(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：_。(3)在298 K时，将10 mol N2和30 mol H2通入合成塔中，放出的热量小于924 kJ，原因是_。(4)1998年希腊亚里斯多德大学的Marmellos和Stoukides采用高质子导电性的SCY陶瓷(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)AD(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 mol N2与30 mol H2不可能完全反应，所以放出的热量小于1092.4 kJ924 kJ(4)N26H6e=2NH313.合成氨工业对化学的国防工业具有重要意义。写出氨的两种重要用途_。.实验室制备氨气，下列方法中适宜选用的是_。固态氯化铵加热分解固体氢氧化钠中滴加浓氨水氯化铵溶液与氢氧化钠溶液共热固态氯化铵与氢氧化钙混合加热.为了在实验室利用工业原料制备少量氨气，有人设计了如下装置(图中夹持装置均已略去)。实验操作检查实验装置的气密性后，关闭弹簧夹a、b、c、d、e。在A中加入锌粒，向长颈漏斗注入一定量稀硫酸。打开弹簧夹c、d、e，则A中有氢气发生。在F出口处收集氢气并检验其纯度。关闭弹簧夹c，取下截去底部的细口瓶C，打开弹簧夹a，将氢气经导管B验纯后点燃，然后立即罩上无底细口瓶C，塞紧瓶塞，如图所示。氢气继续在瓶内燃烧，几分钟后火焰熄灭。用酒精灯加热反应管E，继续通氢气，待无底细口瓶C内水位下降到液面保持不变时，打开弹簧夹b，无底细口瓶C内气体经D进入反应管E，片刻后F中的溶液变红。回答下列问题：(1)检验氢气纯度的目的是_。(2)C瓶内水位下降到液面保持不变时，A装置内发生的现象是_，防止了实验装置中压强过大。此时再打开弹簧夹b的原因是_，C瓶内气体的成分是_。(3)在步骤中，先加热铁触媒的原因是_。反应管E中发生反应的化学方程式是_。【答案】.制化肥、制硝酸.(1)排除空气，保证安全(2)锌粒与酸脱离尽量增大氢气的浓度以提高氮气的转化率N2、H2(3)铁触媒在较高温度时活性增大，加快氨合成的反应速率N23H22NH3学业分层测评(十一)(建议用时：45分钟)学业达标1下列有关石油烃裂解和裂化的叙述中，不正确的是()A裂解是深度裂化，目的是获得以短链不饱和烃为主的基本有机化工原料B裂化是物理变化，裂解是化学变化C裂解产物中乙烯的含量最高D石油烃的裂解产物是一种复杂的混合气体【解析】裂化和裂解均属于化学变化。【答案】B2下列对乙烯和聚乙烯的描述中不正确的是()A乙烯是纯净物，常温下为气态，聚乙烯为固态，是混合物B乙烯性质比聚乙烯活泼C取等质量的乙烯和聚乙烯完全燃烧后，生成的CO2和H2O的质量分别相等D取等物质的量的乙烯和聚乙烯完全燃烧后，生成的CO2和H2O的物质的量分别相等【解析】乙烯聚合成聚乙烯时分子中的双键被破坏，性质变得稳定，由于相对分子质量变大，所以从气态变为固态。有机高分子化合物都是混合物。由于乙烯和聚乙烯的C、H质量分数相等，但相对分子质量不相等，所以两者等质量燃烧时生成CO2、H2O的质量分别相等，等物质的量燃烧时生成CO2、H2O的物质的量不相等。【答案】D3下列关于聚丙烯()和聚氯乙烯()的叙述，正确的是()聚氯乙烯和聚丙烯都是通过共聚反应生成的聚氯乙烯和聚丙烯都是通过加聚反应生成的乙烯和氯乙烯可以发生共聚反应生成树脂乙烯和乙烷可以发生共聚反应生成树脂ABCD【解析】乙烷的结构简式是CH3CH3，从分子结构上来说，它不具备发生加成反应的条件，那也就不能发生加聚反应或共聚反应。【答案】C4下列各有机物，在一定条件下自身分子间能发生缩聚反应，而在适宜的条件下分子内又能形成环状结构的是()ACH3OHBCH3CH2CH2CH2OHCCH2=CHClDCHNH2CH3CH2COOH【解析】选项A、B、C不能发生自身分子间的缩聚反应，选项D符合题设两个条件。【答案】D5PHB塑料是一种在微生物的作用下可降解的环保型塑料，其结构简式为下列有关PHB说法错误的是() 【导学号：28920048】APHB是一种聚酯BPHB的单体是CH3CH2CH(OH)COOHCPHB的降解产物可能有CO2和H2ODPHB可通过加聚反应制得【解析】PHB是由CH3CH2CH(OH)COOH发生分子间缩聚反应形成的一种聚酯，只含有碳、氢、氧三种元素，降解产物可能有CO2和H2O。【答案】D6乙烯(CH2=CH2)和丙烯()按11(物质的量)聚合时，生成聚合物乙丙树脂，该聚合树脂的结构简式可能是()ABCH2CH2CH2CHCH3CCH2CH2CH=CHCH2DCH2CH2CH2CH2CH2【解析】乙烯与丙烯的加成方式的书写有两种，化学反应方程式为：nCH2=CH2nCH2=CHCH3【答案】A7乳酸()在一定条件下经聚合生成一种塑料。用这种新型塑料制成的餐具，在乳酸菌的作用下，60天内分解成无害的物质，不会对环境造成污染。在该聚合反应中，生成的另一种物质是()AH2OBCO2CO2DH2【解析】乳酸属于羟基羧酸，它以酯化反应或分子间脱水反应的方式发生缩聚反应，生成高分子化合物聚乳酸和小分子化合物水：nH2O。【答案】A8一次性使用的聚苯乙烯()材料易造成“白色污染”，其替代物聚乳酸()是由乳酸()聚合而成的，聚乳酸可在乳酸菌的作用下降解。下列说法正确的是()A聚苯乙烯的单体为B聚苯乙烯与聚乳酸的聚合方式相似C聚苯乙烯和聚乳酸均为纯净物D乳酸可发生消去反应【解析】聚苯乙烯的单体为，A项错误；合成聚苯乙烯的反应是加聚反应，聚乳酸是通过缩聚反应合成的，B项错误；由于n值不同，高分子化合物一般属于混合物，C项错误。【答案】D9有4种有机物：CH3CH=CHCN，其中可用于合成结构简式为的高分子材料的正确组合为()ABCD【解析】为加聚产物，得其中单体为：CH3CH=CHCN、。【答案】D10丁腈橡胶的结构简式为，具有优良的耐油、耐高温性能，合成丁腈橡胶的原料是()CHCH2CHCH2CCH3CCH3CHCH2CNCHCH3CH2CHCH3CHCH3ABCD【解析】该高聚物的主链上全是碳，可判断该高聚物为加聚产物。依据“无双键，两碳一切；有双键，四碳一切”的切割法规律，由链节中虚线处切割成CH2CH=CHCH2和两部分。在CH2CH=CHCH2中，双键应是二烯烃加聚时生成的，所以复原时应断裂成单键，然后将四个半键闭合，即将单双键互换得到CH2=CHCH=CH2，把的两个半键闭合得到，故为、。【答案】C11DAP是电表和仪表部件中常用的一种高分子化合物，其结构简式为：则合成它的单体可能有()邻苯二甲酸丙烯醇(CH2=CHCH2OH)丙烯乙烯邻苯二甲酸甲酯ABCD【解析】解答此类题目，首先要根据高聚物的结构简式判断高聚物是加聚产物还是缩聚产物，然后根据推断单体的方法作出判断。该高聚物的形成过程属于加聚反应，直接合成该高聚物的物质为：该物质属于酯类，由CH2=CHCH2OH和通过酯化反应制得。【答案】A能力提升12有一种广泛用于汽车、家电产品上的高分子涂料，是按下列流程图生产的。图中M(C3H4O)和A都可以发生银镜反应；N和M的分子中碳原子数相等，A的烃基上一氯代位置有三种。试写出：(1)物质的结构简式：A_；M_；(2)物质A的同类别的同分异构体为_；(3)NBD的化学方程式_；(4)反应类型：X_；Y_。【答案】(1)CH3CH2CH2CHOCHCH2CHO(2)(CH3)2CHCHO(3)CHCH2COOHCH3CH2CH2CH2OHCH2=CHCOOCH2CH2CH2CH3H2O(4)加成反应(或还原反应)加聚反应13聚丙烯腈纤维是合成纤维中的主要品种之一，商品名叫腈纶，又称为“人造羊毛”。聚丙烯腈纤维具有许多优良的性能，且原料价廉，工艺过程较简单，因此它非常广泛地用来代替羊毛或与羊毛混纺，制毛织物、棉织物、针织物、工业用布及毯子等。聚丙烯腈的单体是丙烯腈(CH2=CHCN)，可通过下列方法合成聚丙烯腈：阅读以上材料，回答问题：(1)写出制备聚丙烯腈的反应方程式：_；_。(2)聚丙烯腈中氮的质量分数为_。(3)如何检验某品牌的羊毛衫是羊毛还是“人造羊毛”？_。【解析】(1)根据丙烯腈(CH2=CHCN)的结构，可以确定CHCH与HCN发生加成反应，乙炔中的碳碳叁键中一个价键断开，两个碳原子分别连接HCN中的H和CN生成CH2=CHCN。丙烯腈中含有碳碳双键，应发生加聚反应生成聚丙烯腈。(2)聚丙烯腈的分子式可表示为(C3H3N)n，因此聚丙烯腈中氮的质量分数为：100%26.4%。【答案】(1)CHCHHCNCH2=CHCNnCH2=CHCN(2)26.4%(3)羊毛接近火焰时先蜷缩，燃烧时有特殊气味(烧焦羽毛的味)，燃烧后灰烬用手一压就变成粉末；而化学纤维(如腈纶)接近火焰时迅速蜷缩，燃烧缓慢，气味与羊毛(主要成分是蛋白质)燃烧时明显不同，趁热可拉成丝，灰烬为灰褐色玻璃球状，不易破碎14根据图示回答下列问题：(1)写出A、E、G的结构简式：A_，E_，G_。(2)反应的化学方程式(包括反应条件)是_；反应的化学方程式(包括反应条件)是_。(3)写出、的反应类型：_、_。由分子式可得到A为CH2=CH2，F为CH2(OH)CH2(OH)，