高中化学 专题二 从自然资源到化学品 第一单元 氨的合成课后训练 苏教版选修2.docVIP

第一单元氨的合成1我国合成氨工业生产的主要原料是()。an2和h2 b空气、煤、水c硫铁矿、空气 do2和水蒸气2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()。减压加压升温降温及时从平衡混合气中分离出nh3补充n2或h2加催化剂减小n2或h2的量a bc d3下面四个选项是四位同学在学习过化学反应速率理论和化学平衡理论以后，联系化工生产实际所发表的看法，你认为不正确的是()。a化学反应速率理论可指导怎样在一定时间内快出产品b化学平衡理论可指导怎样使用有限原料多出产品c化学反应速率理论可指导怎样提高原料的转化率d正确利用化学反应速率和化学平衡理论都可提高化工生产的综合经济效益4对于可逆反应n2(g)3h2(g)2nh3(g)h0，下列说法中正确的是()。a达到平衡后加入n2，当重新达到平衡时，nh3的浓度比原平衡时的大，h2的浓度比原平衡时的小b达到平衡后，升高温度，既加快了正、逆反应的速率，又提高了nh3的产率c达到平衡后，缩小容器的体积，既有利于加快正、逆反应速率，又有利于提高氢气的转化率d加入催化剂可以缩短达到平衡的时间，是因为正反应速率增大了，逆反应速率减小了5工业合成氨时将n2和h2按体积比13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6下面是合成氨的简要流程示意图，沿x线路回去的是()。an2和h2 b催化剂cn2 dh27实验室用n2、h2合成氨气，并用酚酞试液检验生成的氨气，用锌与盐酸反应制取氢气；用nano2饱和溶液和nh4cl饱和溶液共热制取氮气：nano2nh4cl=naclnh4no2nh4no2n22h2o制取装置如图所示：(1)装置a用于制取_。(2)装置e中分液漏斗上方常用导管与圆底烧瓶相通，作用是_。装置e与装置c直接相连，连接时导管口连接方法为e接_。(3)装置c的另一接口与其他装置相连接时，导管口的连接顺序为：另一接口_接_，_接_，_接_。(4)装置d的作用为_。装置f导出气体的成分为_。(5)装置g内滴有酚酞试液，用于检验氨气的生成，该装置中导管口能否插入液面以下_(填“能”或“不能”)，理由是_。(6)从充分利用原料的角度看，装置g应装双孔塞，此时另一接口应与_为佳。8工业合成氨与制备硝酸一般可连续生产，流程如下：(1)某温度下体积为200 l的氨合成塔中，测得如下数据：根据表中数据计算02 h内n2的平均反应速率为_ moll1h1，若起始时与平衡时的压强之比为a，则n2的转化率为_(用含a的代数式表示)。(2)希腊亚里士多德大学的george marnellos和michael stoukides，发明了一种合成氨的新方法(science,2，oct.1998，p98)，在常压下，把氢气和用氦气稀释的氮气分别通入一个加热到570 的电解池，利用能通过氢离子的多孔陶瓷固体作电解质，氢气和氮气在电极上合成了氨，转化率达到78%，试写出电解池阴极的电极反应式：_。(3)已知：n2(g)o2(g)=2no(g)h180.5 kjmol14nh3(g)5o2(g)=4no(g)6h2o(g)h905 kjmol12h2(g)o2(g)=2h2o(g)h483.6 kjmol1则n2(g)3h2(g)2nh3(g)的h_。(4)氨气和氧气从145 就开始反应，在不同温度和催化剂条件下生成不同产物(如图)：4nh35o24no6h2ok111053(900 )4nh33o22n26h2ok211067(900 )温度较低时以生成_为主，温度高于900 时，no产率下降的原因：_。吸收塔中需要补充空气的原因：_。(5)尾气处理时小型化工厂常用尿素作为氮氧化物的吸收剂，此法运行费用低，吸收效果好，不产生二次污染，吸收后尾气中no和no2的去除率高达99.95%。其主要的反应为氮氧化物混合气与水反应生成亚硝酸，亚硝酸再与尿素co(nh2)2反应生成co2和n2。请写出有关反应的化学方程式：_，_。9合成氨生产技术的创立开辟了人工固氮的途径，对化学工业技术也产生了重大影响。合成氨反应的化学方程式为n2(g)3h2(g)2nh3(g)h92.2 kjmol1。合成氨工业中原料气n2可从空气中分离得到，h2可用甲烷在高温下与水蒸气反应制得。我国合成氨工业目前的生产条件为：催化剂：铁触媒；温度：400500 ；压强：3050 mpa。回答下列问题：(1)合成氨工业中原料气压缩到3050 mpa的原因是_。从平衡移动原理分析，低温有利于原料气的转化，实际生产中采用400500 的高温，原因之一是考虑到催化剂的催化活性，原因之二是_。(2)500 、50 mpa时，在容积为v l的容器中加入n mol n2、3n mol h2，反应达平衡后测得平衡常数为k，此时n2的转化率为x。则k和x的关系满足k_。(3)有人设想寻求合适的催化剂和电极材料，以n2、h2为电极反应物，以hclnh4cl为电解质溶液制取新型燃料电池。请写出该电池的正极反应式：_。(4)已知h2(g)、co(g)、ch4(g)三种物质的燃烧热分别是285.8 kjmol1、283.0 kjmol1、890.3 kjmol1，1 mol h2o(g)转变为1 mol h2o(l)时放出44.0 kj热量。甲烷在高温下与水蒸气反应的化学方程式为ch4h2oco3h2。那么该反应的反应热h_0(填“”“”或“”)。参考答案1. 答案：b2. 解析：合成氨反应n2(g)3h2(g)2nh3(g)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。答案：c3. 解析：对化学反应速率理论的研究能够提高单位时间的产量，但不能提高原料的利用率和转化率，而对化学平衡理论的研究可以使化学平衡向生成某种产品的方向进行。答案：c4. 解析：达到平衡后，加入n2平衡向正反应方向移动，nh3的浓度增大了，而h2的浓度会减小；达到平衡后，升高温度，正、逆反应速率都增大，但平衡向逆反应方向移动，不利于nh3的生成；达到平衡后，缩小体积即增大压强，正、逆反应速率都增大，平衡向正反应方向移动，有利于提高h2的转化率；加入催化剂，能同等程度地增大正、逆反应速率，缩短反应达到平衡的时间。答案：ac5. 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，可知正反应为气体总体积缩小的反应；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：d6. 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：a7. 解析：由题意知，该反应装置的核心是f，之前的装置是制取合成氨的原料气：氮气(装置e)和氢气(装置a)；还应该将它们均匀地混合(装置c)和干燥(装置d)。之后要检验氨气的生成(装置g)。因氮气、氢气合成氨反应为可逆反应，故在反应最终从f中流出的气体中有氮气、氢气和氨。答案：(1)h2(2)便于液体顺利流下b(3)adcfgh(4)干燥n2、h2nh3、h2、n2(5)不能氨气极易溶于水而发生倒吸(6)d相连8. 解析：本题考查以工业制hno3的知识为载体，考查化学平衡、电极反应、热化学等知识，综合性较强，属中档题。(1)由反应速率的计算表达式，可求出v(n2)(1.500 moll11.200 moll1)/2 h0.150 0 moll1h1。设n2转化x mol。n2 3h22nh3起始浓度/(moll1) 1.500 4.500 0平衡浓度/(moll1) 1.500x 4.5003x 2x转化浓度/(moll1) x 3x 2x由压强之比等于物质的量之比有：，解得x3(1)，n2的转化率为2(1)。(2)阴极反应为还原反应，即得电子，化合价降低，则应为n2转化为nh3，由信息知，其中有h参与反应。(3)此问为盖斯定律的运用。hkjmol192.4 kjmol1。(4)从图中不难读出低温生成n2，高温生成no，但当温度高于900 时，反应逆向移动，故no的产率减小。再通入空气，相当于增加反应物，平衡正向移动，nh3的转化率进一步提高。(5)根据题中信息，可写出反应物和产物，关键运用化合价和原子守恒来配平。答案：(1)0.152(11/a)(2)n26e6h=2nh3(3)92.4 kjmol1(4)n2生成no的反应为放热反应，升高温度转化率下降进一步与no反应生成硝酸(5)nono2h2o=2hno2co(nh2)22hno2=co22n23h2o9. 解析：本题以合成氨工业的原料为背景考查了化学平衡的移动、化学平衡常数的计算以及电极反应和盖斯定律的应用，综合性较强。(1)工业合成氨是化学平衡和化学反应速率的一个具体应用。既要考虑理论知识，又要兼顾实际生产。(2)n2 3h2 2nh3起始n 3n 0平衡n(1x) 3n(1x) 2nx转化nx 3nx 2nx由化学平衡常数表达式得将平衡时的数据代入，可得出k和x的关系：。(3)正极为得电子反应，化合价降低，可分析为n2从0价转变为3价的。(4)本题运用盖斯定律来