河南省罗山高中高三化学二轮复习 考点突破41 人工固氮技术合成氨（含解析）.doc

人工固氮技术合成氨1、能正确表示下列反应的化学方程式是（）a黄铁矿煅烧：2fes25o22feo4so2b石英与石灰石共熔：sio2caocasio3c氨的催化氧化：4nh35o24no6h2od氯气与石灰乳反应：2cl22ca(oh)2=cacl2caclo22h2o【答案】c【解析】黄铁矿煅烧：4fes211o22fe2o38so2。石英与石灰石共熔：sio2caco3casio3co2。氯气与石灰乳反应：2cl22ca(oh)2=cacl2ca(clo)22h2o。2、下列曲线图(纵坐标为沉淀的物质的量,横坐标为加入物的量)不正确的是( )a.向1 l浓度均为0.1 moll-1的ba(oh)2、naalo2混合液中加入0.1 moll-1稀硫酸b.向1 l含有0.1 moll-1 alcl3和0.3 moll-1 nh4cl的混合液中加入0.1 moll-1 naoh溶液c.向烧碱溶液滴加明矾溶液d.向alcl3溶液滴加过量氨水【答案】c【解析】a项1 l浓度均为0.1 moll-1的ba(oh)2、naalo2混合液中含ba2+:0.1 mol，oh-:0.2 mol,alo2-:0.1 mol，当加入1 l 0.1 moll-1 h2so4时,h+与oh-的物质的量相等,只产生baso4沉淀；当加入1.5 l 0.1 moll-1 h2so4时,发生反应：alo2-+h+h2o=al(oh)3；当加入3 l 0.1 moll-1 h2so4时,发生反应：al(oh)3+3h+=al3+3h2o,a正确。b项铝离子结合氢氧根离子的能力比铵根强,先进行反应。生成1 mol氢氧化铝需要3 mol氢氧根离子,溶解1 mol 氢氧化铝只需要1 mol氢氧根离子,b正确。c项形成1 mol偏铝酸根离子需要1 mol铝离子,消耗1 mol 偏铝酸根离子却只需要1/3 mol铝离子,c错。d项氢氧化铝沉淀不能溶解于氨水,d正确。3、下列符合（1）（2）两个图象的反应是（c%表示反应物的质量分数，v表示速率，p表示压强，t表示时间）（ ）a. n2o3（g） no2（g）+no（g） h0b. 3no2（g）+h2o（l） 2hno3（l）+no（g） h0c. 4nh3（g）+5o2（g）4no（g）+6h2o（g） h0d. co2（g）+c（s） 2co（g） h0【答案】b4、手性分子是指在分子结构中，当a、b、c、d为彼此互不相同的原子或原子团时，称此分子为手性分子，中心碳原子为手性碳原子。下列分子中指定的碳原子（用标记）属于手性碳原子的是 a降冰片烯 b乳酸c苯甲醇 d甘油【答案】b【解析】只有b答案中标有的碳原子连接四个不同的原子或原子团。5、在373k时，把气体通入体积为5升的真空密闭容器中，立即出现棕色。反应进行到2秒，的浓度为。在60秒钟时，体系已达平衡，此时容器内压强为开始时的1.6倍，下列说法正确的是（ ）a前2秒，以的浓度变化表示的平均反应速率为b在2秒时，体系内压强为开始的1.1倍c在平衡时体系内为0.25mold平衡时，如果缩小容器体积，可减慢化学反应速率【答案】b 6、最近意大利罗马大学的fulviocacace等人获得了极具理论研究意义的n4分子。n4分子结构和白磷相似，已知断裂1moin-n吸收167kj热量，生成1molnn放出942kj热量，则1mo1n4气体转变为n2时的反应热为（ ）a.+60kj/mol b. -274 kj/mol c. -882kj/mol d.-1216 kj/mol【答案】c 7、向25毫升18.4摩 / 升的硫酸溶液中加入足量的铜片并加热，充分反应后被还原的硫酸的物质的量为a等于0.46molb大于0.23mol小于0.46molc等于0.23mold小于0.23mol【答案】c8、在下列指定条件的溶液中，一定能大量共存的离子组是（ ）k2s溶液中：so42、k+、cl、cu2+水电离的c（h+）水=1.01013moll1的溶液中：alo2、k+、so42、brph=1的溶液中：k+、fe2+、i、br与铝反应产生大量氢气的溶液中：na+、k+、nh4+、no3无色溶液中：fe2+、na+、clo、cl能使ph试纸呈红色的溶液中：na+、nh4+、i、no3滴入kscn溶液显血红色的溶液中：k+、na+、so42、c6h5oh室温下，=0.1moll1的溶液中：na+、k+、sio32、no3a bc d【答案】c【解析】k2s溶液中，cu2+离子与硫离子反应生成硫化铜沉淀，在溶液中不能大量共存，故错误；水电离的c（h+）水=1.01013moll1的溶液为酸性或碱性溶液，alo2离子与酸性溶液中的氢氧根离子反应，在溶液中不能大量共存，故错误；ph=1的溶液为酸性溶液，溶液中存在大量氢离子，k+、fe2+、i、br离子之间不反应，都不与氢离子反应，在溶液中能够大量共存，故正确；与铝反应产生大量氢气的溶液中存在大量氢离子或氢氧根离子，nh4+与氢氧根离子反应，no3离子在酸性条件下不会生成氢气，故错误；无色溶液中不会存在有色离子，而fe2+为有色离子，且fe2+、clo离子之间发生氧化还原反应，在溶液中不能大量共存，故错误；能使ph试纸呈红色的溶液中存在大量氢离子，no3在酸性条件下能够氧化i离子，在溶液中不能大量共存，故错误；滴入kscn溶液显血红色的溶液中存在铁离子，c6h5oh与铁离子发生显色反应，在溶液中不能大量共存，故错误；室温下，=0.1moll1的溶液中氢氧根离子浓度为0.1mol/l，na+、k+、sio32、no3离子之间不反应，都不与氢氧根离子反应，在溶液中能够大量共存，故正确，根据分析可知，离子能够大量共存的为：，故选c9、采用循环操作可提高原料的利用率，下列工业生产中，没有采用循环操作的是()a硫酸工业b合成氨工业c硝酸工业 d氯碱工业【答案】d【解析】硫酸工业，循环操作提高二氧化硫利用率；合成氨工业，循环操作提高氮气和氢气利用率；硝酸工业，循环操作提高氨的转化率；氯碱工业，电解饱和氯化钠溶液，没有循环操作。10、不属于氮的固定的是()a镁条在空气中燃烧b合成氨c氨催化氧化制硝酸d豆科植物的根瘤菌固氮【答案】c【解析】氮的固定是指由游离态的氮转化为化合态的氮，氨催化氧化制硝酸是由化合态氮到化合态氮，不属于氮的固定。11、已知合成氨反应的正反应是气体体积减小的放热反应，合成氨工业的工艺流程如下：下列关于合成氨工业的说法中不正确的是（）a混合气进行循环利用遵循绿色化学思想b合成氨反应需在低温下进行c对原料气进行压缩是为了增大原料气的转化率d原料气之一的氢气可由天然气和水反应制得【答案】b【解析】合成氨反应虽是放热反应，但是温度低时，反应速率太慢，适宜温度需在500左右，且该温度下催化剂的活性最大。12、工业上用氨的催化氧化法制hno3时，先制得50%左右的稀硝酸，然后再制成96%的浓hno3，一般采用的方法是()a加cacl2后再蒸馏浓缩b加生石灰吸去水分后再过滤c加硝酸镁后再蒸馏浓缩d加入浓h2so4后再分液【答案】c【解析】a项蒸馏浓缩时，生成的hno3中混有盐酸，b项生成ca(no3)2，得不到硝酸，d项浓h2so4与硝酸混溶不分液。13、对下列工业生产应用的解释正确的是 扬中a电解饱和食盐水过程中使用离子交换膜，可以使oh自由通过b电解al2o3过程中加入冰晶石（na3alf6）作催化剂c由于mgo熔点很高，工业上不用电解mgo的方法制备镁d由于合成氨反应吸热，生产需在高温下进行【答案】c14、下列气体能造成空气中光化学烟雾污染的是()aco2 bcocno2 d氯气【答案】c【解析】氮氧化物能造成空气中光化学烟雾15、以焦炭为主要原料合成nh3，为了使通入合成塔的n2与h2保持13的体积比，则焦炭(不计燃烧中的消耗)与空气的物质的量之比约为（）a13b32c65 d43【答案】c【解析】以焦炭制取h2的反应：c(s)h2o(g)=co(g)h2(g)。co(g)h2o(g)=co2(g)h2(g)可得关系式c2h2，即，。16、维生素c（简称vc，化学式为c6h8o6）是一种水溶性物质，其水溶液呈酸性。vc具有较强的还原性，易被空气中的氧气所氧化。在新鲜的水果、青菜和乳制品中都富含vc，如新鲜橙汁中vc的含量在500 mgl1左右。食物中的vc在烹调、贮存、加工时较易丢失。（1）人体缺乏vc易得何种疾病？（2）已知vc与i2的反应为：c6h8o6i2c6h6o62hi，碘遇淀粉变蓝。vc与i2的反应是否为氧化还原反应？氧化剂是哪种物质？（3）针对vc的性质，你认为在炒菜和淘米的时候应该注意什么？【答案】（1）坏血病（2）是氧化还原反应，i2为氧化剂。（3）忌多次洗或用力搓洗，以急火快炒青菜为佳。【解析】b17、茶叶中含咖啡碱，能溶于水、乙醇，更易溶于氯仿（chcl3），178时快速升华。另外茶叶中还含有11% 12%的丹宁酸，也易升华，易溶于水及乙醇，但不溶于氯仿。现从茶叶中提取咖啡碱流程如下：步骤i：称取一定量的茶叶，放入如图所示提取器的滤纸筒中，在圆底烧瓶中加入95%乙醇，用水浴加热，连续提取1.5小时。步骤：待冷凝液刚刚虹吸下去时，立即停止加热。稍冷后，改成蒸馏装置，回收提取液中的大部分乙醇。步骤：趁热将瓶中的残液倾入蒸发皿中，拌入3 4g生石灰粉使成糊状，低温蒸干，并压碎块状物。步骤：取一只口径合适的玻璃漏斗，罩在隔以刺有许多小孔滤纸的蒸发皿上，小心加热升华，控制温度在180左右。当滤纸上出现大量白色毛状结晶时，停止加热，使其自然冷却，收集升华所得咖啡因。回答下列问题：（1）实验之前需要将茶叶研磨成粉末状，其目的是 。（2）溶解抽提时不选择氯仿直接将咖啡碱提取而选用乙醇的原因是 。（3）提取器中虹吸管的作用是 。（4）冷凝器中冷却水 从 进出（选填“a”或“b”）。（5）生产过程中可循环使用的物质是 。（6）在粗产品中加入生石灰的原因是 。【答案】（1）加快溶解提取的速率，提高浸出率（2）乙醇比氯仿绿色环保（3）控制提取器中液体的体积（4）a b（5）乙醇（6）将丹宁酸转化为熔沸点更高的单宁酸钙，有利于升华时得到纯净的咖啡碱【解析】本题考查从茶叶提取咖啡碱的实验。（1）粉末状反应时，可增大接触面积，加快了溶解速率。（2）乙醇是一种绿色的有机溶剂，氯仿在光照时会生成有毒的光气。（3）虹吸管可以方便提出生成物。（4）冷凝管中的水为下进上出。（5）回收提取液中的乙醇可以继续用于茶叶的溶解。（6）丹宁酸转化成钙盐后，不易升华，便于分离。18、(16分)(2012银川高一检测)某研究性学习小组为研究cu与浓硫酸的反应，设计如下实验探究方案(装置中的固定仪器和酒精灯均未画出)：实验选用细铜片、98.3%硫酸、品红溶液、澄清石灰水、ccl4、naoh溶液等药品。铜片一端没入浓硫酸中。根据上述材料回答下列问题：(1)d、e两容器中ccl4的作用是_。(2)加热过程中，随着反应的进行，a容器中有白色沉淀生成，你认为该沉淀物是_，分析可能的原因_。(3)对a容器中的浓硫酸和铜片进行加热，很快发现c容器中品红溶液褪色，但始终未见d试管中澄清石灰水出现浑浊或沉淀。你的猜想是_。设计实验验证你的猜想_。(4)实验结束后，为了减少环境污染，排除各装置中的so2，可采取的操作是_。【答案】(1)防止倒吸(2)cuso4 浓硫酸中含水少，生成的硫酸铜较多，再加上浓硫酸的吸水作用，硫酸铜无法带结晶水析出，只能生成无水硫酸铜(3)由于so2溶解度较大，澄清石灰水中ca(oh)2含量低，生成了ca(hso3)2溶液的缘故取样后，向其中加入氢氧化钠溶液，观察是否有沉淀生成(或者加热、加盐酸检验so2气体等方法)(4)打开a容器上的弹簧夹，通入空气，将装置中的so2赶到e中，最后再向b中加入naoh溶液，盖上塞子，振荡即可【解析】(1)so2通入碱溶液中易发生倒吸，但so2在ccl4中溶解度小，所以ccl4的作用是防止倒吸。(2)根据铜与浓硫酸反应的产物可推知，可能为无水硫酸铜。这是由于浓硫酸浓度较大，含水量少再加上浓硫酸的吸水作用，硫酸铜无法带结晶水析出，只能生成无水硫酸铜。(3)要从so2溶于水，产生气体速度和澄清石灰水中ca(oh)2含量低，易生成ca(hso3)2角度来考虑。(4)注意观察a容器的结构特点，通入空气将a容器中的so2排到石灰水或naoh溶液中。还要注意，排空气法不能完全赶走b瓶中的so2，要另外加入naoh溶液除去，但不能直接在a中加入naoh溶液，因为a中有大量浓硫酸。19、某化学实验小组的同学为探究和比较so2和氯水的漂白性，设计了如下的实验装置。(1)实验室用装置a制备so2某同学在实验时发现打开a的分液漏斗活塞后，漏斗中液体未流下，你认为原因可能是： (2）实验室用装置e制备cl2其反应的化学化学方程式为：mno2+4hcl（浓）=c12+mncl2+2h2o 浓盐酸的作用为： （3） 反应开始一段时间后，观察到 b、d两个试管中的品红溶液出现的现象是：b： 、d ： 停止通气后，再给b、d两个试管分别加热，两个试管中的现象分别为 b： 、d ： (4)另一个实验小组的同学认为so2和氯水都有漂白性二者混合后的漂白性肯定会更强。他们将制得的so2和ci2按1：1同时通入到品红溶液中，结果发现褪色效果并不像想象的那样。请你分析该现象的原因（用化学方程式表示）： 【答案】（1）分液漏斗的玻璃塞没有取下来 （2）酸性 ，还原剂 （3） 品红褪色 品红褪色 褪色的品红又恢复成红色 溶液设有恢复成红色 （4）cl2+so2+2h2o=2hcl+h2so4 20、工业合成氨的反应为：n2(g)3h2(g)2nh3(g)；h0(1)写出该反应的化学平衡常数表达式：k_。随着温度升高，k值_(填“增大”、“减小”或“不变”)。(2)化工生产条件选定的主要原因是(选填字母序号)_。a温度、压强对化学平衡的影响b铁触媒在该温度时活性大c工业生产受动力、材料、设备等条件的限制(3)改变反应条件，会使平衡发生移动。如下图象表示随条件改变，氨气的百分含量的变化趋势。当横坐标为压强时，变化趋势正确的是(选填字母序号)_，当横坐标为温度时，变化趋势正确的是(选填字母序号)_。(4)如图所示三个容积相同的容器、，若起始温度相同，分别向三个容器中加入：中3 mol h2和1 mol n2；中2 mol nh3；中1.5 mol h2和0.5 mol n2和1 mol nh3；一定条件下反应，达到平衡时各容器中nh3物质的百分含量由大到小的顺序为_(填容器编号)。(5)合成氨工厂常通过测定反应前后的混合气体密度来确定氮的转化率。某工厂测得进入合成塔中n2、h2的密度为0.5536 g/l(标准状况)，从合成塔中出来的混合气体密度为0.693 g/l。则该合成氨厂n2的转化率为_。【答案】(1) 减小(2)bc(3)ba(4)(5)25%【解析】根据题中所给的信息，结合已经学习过的知识分析，本题主要考察的是工业合成氨。21、w、x、y和z都是周期表中前20号元素，已知：w的阳离子和y的阴离子具有相同的核外电子排布，且能形成组成为wy的化合物；y和z属同族元素，它们能形成两种常见化合物；x和z属同一周期元素，它们能形成两种气态化合物；w和x能形成组成为wx2的化合物；x和y不在同一周期，它们能形成组成为xy2的化合物。请回答：(1)w元素是_；z元素是_。(2)化合物wy和wx2的化学式分别是_和 _。(3)y和z形成的两种常见化合物的分子式是_和_。(4)写出x和z形成的一种气态化合物跟wz反应的化学方程式：_【答案】(1)钙氧(2)cascac2(3)so2so3(4)co2cao=caco3【解析】根据题中所给的信息，结合已经学习过的知识分析，本题重点考察了元素周期表和元素周期律的应用。22、有4种钠的化合物w、x、y、z，它们之间存在如下关系：wxh2oco2zco2xo2zh2oyo2xca(oh)2ycaco3试回答下列问题：(1)w、x、y、z的化学式分别是：w：_，x：_，y：_，z：_。(2)以上4个化学反应，属于氧化还原反应的是_(填反应序号)，反应中氧化剂是_(写化学式)，还原剂是_(写化学式)。(3)若反应在溶液中进行，写出其离子方程式以及能用该离子方程式表示的另一个化学反应的化学方程式：离子方程式：_。化学方程式：_。【答案】(1)nahco3na2co3naohna2o2(2)na2o2na2o2(3)ca2co32=caco3ca(oh)2k2co3=2kohcaco3(合理即可)【解析】反应可认定为nahco3的分解反应：2nahco3na2co3h2oco2，该反应是非氧化还原反应。由x(na2co3)逆推可知z为na2o2，y为naoh：2na2o22co2=2na2co3o2,2na2o22h2o=4naoho2，以上两反应都是氧化还原反应，且na2o2既是氧化剂又是还原剂。这样，反应为na2co3ca(oh)2=caco32naoh，其离子反应为co32ca2=caco3。多数可溶性碳酸盐和ca(oh)2的反应都可用此离子方程式表示，其反应不是氧化还原反应。23、下图表示某些化工生产的流程（部分反应条件和产物略去）（1）反应i需在500进行，其主要原因是 。（2）h转化为n的过程中，需要不断补充空气，其原因是 。（3）写出反应的化学方程式 。（4）工业上，向析出k的母液中通氨气，加人细小食盐颗粒，冷却后可析出副产品。通入氨气的作用是 （填序号）。a增大nh4+的浓度，使j更多地析出 b使k更多地析出c使k转化为m，提高析出的j的纯度（5）写出上述流程所涉及的化学工业的名称 。【答案】24、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。【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【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。25、化学是人类进步的关键，化学为人类的生产、生活提供了物质保证。氮的化合物是重要的化工原料，在工农业生产中有很多重要应用。工业上合成氨的流程示意图如下：回答下列问题：（1）25时合成氨反应热化学方程式为：n2(g)+3h2(g) 2nh3(g)，h=-92.4kj/mol。 在该温度时，取1moln2和3molh2放在密闭容器中，在催化剂存在下进行反应，测得反应放出的热量总是小于92.4kj。其原因是_ _。（2）原料氢气的来源是水和碳氢化合物，写出工业生产中分别采用煤和天然气为原料制取氢气的化学反应方程式： ， 。（3）设备b的名称 ，其中m和n是两个通水口，入水口是 （填“m”或“n”），不宜从相反方向通水的原因 。（4）设备c的作用是 。（5）为了提高其产量，降低能耗，近年有人将电磁场直接加在氮气与氢气反应的容器内，在较低的温度和压强条件下合成氨，获得了较好的产率。从化学反应本质角度分析，电磁场对合成氨反应的作用是 ；与传统的合成氨的方法比较，该方法的优是 。【答案】（1）该反应是可逆反应，反应不完全。 （2）c+h2o co+h2 ch4+h2o co+3h2（3）冷却塔（或冷凝器） n高温气体由冷却塔上端进入，冷却水从下端进入，逆向冷却效果好（4）将液氨与未反应的原料气分离（5）在电磁场的作用下氮氮三建更容易断裂，降低了合成反应所需的能量，反应更容易进行 节能减排，降低了设备要求【解析】（1）取1moln2和3molh2放在密闭容器中，在催化剂存在下进行反应，由于该反应是可逆反应，反应不完全，所以实际放出的热量总是小于92.4kj；（2）工业生产中分别采用煤和天然气为原料在高温下与水蒸气反应制取氢气，化学反应方程为：c+h2o co+h2 ，ch4+h2o co+3h2；（3）设备b的名称冷却塔（或冷凝器），其中m和n是两个通水口，入水口是n，高温气体由冷却塔上端进入，冷却水从下端进入，逆流冷却效果好。（4）设备c的作用是将液氨与未反应的原料气分离；（5）在电磁场的作用下氮氮三键更容易断裂，降低了合成反应所需的能量，反应更容易进行。该法的优点是节能减排，降低了设备要求。26、氨是一种重要的化工原料，在工农业生产中有很多重要应用.工业合成氨的流程示意图如下：回答下列问题：（1）设备a中含有电加热器、触媒和热交换器，设备a的名称 ，其中发生的化学反应方程式为