高中化学 2.1 氨的合成测试题2 苏教版选修2.doc

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和水蒸气答案：b2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 d答案：c3(2011年宁波高二检测)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答案：c4合成氨工业采用铁触媒作催化剂，这是因为()a能提高h2的转化率b能提高平衡时nh3的百分含量c能提高n2的利用率d能加快反应速率答案：d5在氨的工业合成中，有三个关键的技术问题，请结合所学知识解决它们。(1)合成氨的化学原理是n23h22nh3，在工业上选择2050 mpa的较高压强和450 左右的温度来进行反应，请结合有关的化学原理解释。(2)在生产过程中需要大量氢气，现有以下几种获得氢气的方法，请你选出最适宜的，并说明理由。a电解水制取氢气b由煤或焦炭来制取氢气：煤或焦炭经加热，炽热的炭与水蒸气反应生成氢气c由天然气或重油制取氢气：天然气的主要成分甲烷在高温、催化剂的作用下与水蒸气反应生成氢气和一氧化碳；一氧化碳在催化剂存在的条件下与水蒸气反应得到氢气和二氧化碳(3)合成氨的生产工艺流程：首先用适当的方法生产出合成氨的原料气氮气和氢气。氮气和氢气的混合气体在合成塔中于一定条件下，通过催化剂的作用产生氨气，再通过氨分离器不断地把生成的氨分离出来，同时未转化的反应气体再进入合成塔循环加工。这就是合成氨的工艺流程。请根据这一描述过程画出流程方框图。解析：合成氨的三大技术：原料气的经济来源；合成氨条件的选择；合成氨工艺，如何循环利用未反应的n2和h2。要充分利用所学原理如原子经济性及平衡移动原理来解决实际问题。答案：(1)选择450 左右的温度是因为温度太高，平衡混合物中氨的含量太低；温度太低，则化学反应速率太小。而且500 左右催化剂活性最大。选择2050 mpa的较高压强是因为增大压强，平衡混合物中氨的含量增加，但对设备的材料质量和制造水平要求更高，能量消耗也更大。(2)c天然气作为洁净燃料，便于管道输送，用做合成氨的原料具有投资省、能耗低的优点。(3)1(2011年延安高二检测)不能用化学平衡移动原理说明的事实是()a合成氨在高压下进行是有利的b温度过高对合成氨不利c使用催化剂能使合成氨速率加快d及时分离从合成塔中出来的混合气，有利于合成氨解析：选c。催化剂对化学平衡移动无影响，所以c项错误。合成氨的反应是气体体积减小的放热反应，因此，高压有利于氨的合成，高温对合成氨不利，及时分离出氨气使qpkp，平衡向合成氨的方向移动。2下列事实中不能应用勒夏特列原理来解释的是()a实验室常用排饱和食盐水法收集氯气b加入催化剂有利于氨氧化的反应c高压有利于合成氨的反应d400500 左右比室温更有利于合成氨的反应解析：选bd。催化剂只能加快化学反应速率，不影响平衡移动，从勒夏特列原理角度分析合成氨应该在低温下更有利于正向进行，但从化学反应速率和催化剂活性角度分析，应该选择400500 的温度。3对于可逆反应n2(g)3h2(g)2nh3(g)(正反应为放热反应)，下列说法正确的是()a达到平衡时n2、h2、nh3的含量一定相等b达到平衡后加入n2，当重新达到平衡时，nh3的浓度比原平衡的大，h2的浓度比原平衡的小c达到平衡时，升高温度，加快了逆反应速率，减慢了正反应速率，所以平衡向逆反应方向移动d加入催化剂可以缩短达到平衡的时间，是因为正反应速率加快了，逆反应速率减慢了解析：选b。化学平衡状态是指在一定条件下的可逆反应里，正反应和逆反应的速率相等，反应混合物中各组分的浓度保持不变的状态，a选项错误；达到平衡后加入n2，即增大反应物浓度，化学平衡向正反应方向移动，nh3的浓度会增大，h2的浓度会减小，b选项正确；升高温度，正、逆反应速率都增大，吸热反应方向的反应速率增大程度大于放热反应方向反应速率增大的程度，平衡向逆反应方向移动，c选项描述放热反应速率减慢是错误的；催化剂能同等程度地改变正逆反应速率，缩短达到平衡所需的时间，d选项错误。4有关催化剂的性质、作用的说法正确的是()a合成氨反应若不使用催化剂，该反应就不能进行b反应前后催化剂的质量不改变，但化学性质要改变c催化剂能缩短反应到达平衡所用的时间，但催化剂损耗量较大d催化剂可以同样倍数地改变正、逆反应速率解析：选d。反应前后催化剂的质量和化学性质都没有改变。但是，催化剂可以同样倍数地改变正、逆反应速率。5工业合成氨除了用高压和催化剂外，还选用适当的高温(500 )，其理由是()a提高nh3的产率b提高n2的转化率c500 时反应速率最快d催化剂在500 活性最大解析：选d。工业上合成氨一般选用500 ，一方面是从反应速率考虑，另一方面是考虑催化剂的活性温度。6为了进一步提高合成氨的生产效率，科研中最具有开发价值的是()a寻找n2的新来源b研制低温下活性较大的催化剂c研制500 左右时活性较大的催化剂d研制耐高温、高压的材料，用于建造合成氨塔解析：选b。研制低温下活性大的催化剂，可有效降低设备材料、生产的要求，提高经济效益。7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，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在实际生产中是循环使用，所以总体来说氨的产率很高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合成氨厂采用的压强是21075107 pa，因为在该压强下铁触媒的活性最大解析：选b。虽然合成氨反应中n2、h2的转化率较低，但是，由于氨易液化，及时将氨液化分离，n2、h2循环使用，总体来说氨的产率还是很高的。8(2011年厦门高二检测)如下图是合成氨的简易流程示意图：沿x路线回去的物质是()an2和h2b催化剂cn2 dh2解析：选a。从合成塔中出来的混合气体经冷凝分离出液氨后剩下n2和h2。9(2011年莆田高二检测)一定条件下，合成氨反应达到平衡后，混合气体中nh3的体积占25%，若反应前后条件保持不变，则反应后缩小的气体体积与原反应物体积的比值是()a. b.c. d.解析：选d。设平衡混合气中nh3为25 ml，则总体积为100 ml，由化学反应方程式可求得反应前为125 ml。所以，反应后缩小的体积与原反应物体积比为。10(2011年沧州高二检测)合成氨所需h2可由煤和水反应制得，其中的一步反应为：co(g)h2o(g)co2(g)h2(g)正反应是放热反应，欲提高co的转化率，可采用的方法有：降低温度、增大压强、使用催化剂、增大co的浓度、增大水蒸气的浓度，其中正确的组合是()a bc d只有解析：选c。该反应为反应前后气体总体积不变的反应，改变压强只能改变反应速率，但不能改变co的转化率。该反应的正方向为放热反应，所以降低温度可使平衡向正反应方向移动，提高co的转化率。增大反应物的浓度可使另一反应物的转化率提高，而本身转化率降低。催化剂只能改变化学反应速率，但不能使化学平衡发生移动。11在合成氨反应中，入口气体中n2、h2、nh3体积比为6181，出口气体中n2、h2、nh3体积比为9278，则h2的转化率为_。解析：设入口气体中n2、h2、nh3的物质的量分别为6 mol、18 mol和1 mol。设反应的h2物质的量为x，则生成nh3为x。则，解得x4.5 mol，h2的转化率为100%25%。答案：25%12(2011年承德调研)合成氨工业中，原料气(n2、h2，混有少量co、nh3)在进入合成塔之前，常用醋酸二氨合铜()溶液来吸收co，其反应为：ch3coocu(nh3)2conh3ch3coocu(nh3)3co(正反应为放热反应)。(1)必须除去co的原因是_。(2)醋酸二氨合铜()溶液吸收原料气中co的适宜条件是_ _。(3)吸收co后的醋酸二氨合铜()溶液经适当处理又可再生，恢复其吸收co的能力而循环使用，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。题中指出：在合成氨的过程中必须除去co，因此co是属于使催化剂中毒的物质。从吸收co的化学方程式可得：吸收co的反应是正反应为气体体积缩小的放热反应，因此为了使co尽可能地被吸收，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，即要使平衡逆向移动，故必须采取低压、高温的办法。答案：(1)防止co使催化剂中毒(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13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的另一接口与其他仪器装置相连接时，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导出的气体的成分为_。(5)装置g内滴有酚酞的试液，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_相连为佳。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(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)adcf(或g)g(或f)h(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14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)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)。(2)k2co3溶液和co2反应在加压条件下进行，加压的理论依据是_(填字母代号)。a相似相溶原理b平衡移动原理c酸碱中和原理(3)由khco3分解得到的co2可以用于_(写出co2的一种重要用途)。(4)整个流程有三处循环，