高考化学二轮复习 全国卷近5年模拟试题分考点汇编 人工固氮技术合成氨（含解析）.doc

人工固氮技术合成氨1、下列离子方程式的书写正确的是（）a氢氧化铁溶于氢碘酸中：fe（oh）3+3h+=fe3+3h2ob向0.1l 5mol/l亚硫酸氢铵溶液中逐滴加入0.1l 7 moll1 naoh溶液：2nh4+5hso3+7oh=2nh3h2o+5so32+5h2ocfei2溶液中通入过量cl2：2fe2+2i+2cl2=2fe3+i2+4cld从酸化的海带灰浸出液中提取碘：2i+h2o2=i2+2oh【答案】b【解析】解：a氢氧化铁溶于氢碘酸中，铁离子与碘离子之间发生氧化还原反应，正确的离子方程式为：2fe（oh）3+2i+6h+=2fe2+i2+6h2o，故a错误；b0.1l 5mol/l亚硫酸氢铵溶液中含有0.5mol亚硫酸氢铵，0.1l 7 moll1 naoh溶液中含有0.7mol氢氧化钠，亚硫酸氢根离子结合氢氧根离子能力强于铵根离子，0.5mol亚硫酸氢根离子消耗0.5mol氢氧化钠，剩余的0.2mol氢氧化钠与铵根离子反应，反应的离子方程式为：2nh4+5hso3+7oh=2nh3h2o+5so32+5h2o，故b正确；cfei2溶液中通入过量cl2，亚铁离子和碘离子都完全被氧化，正确的离子方程式为：2fe2+4i+3cl2=2fe3+2i2+6cl，故c错误；d酸化的海带灰浸出液中提取碘，反应产物错误，应该为水，正确的离子方程式为：2h+2i+h2o2=i2+2h2o，故d错误；故选b2、下列各组离子能在指定溶液中可以大量共存的是（）无色溶液中：k、cl、na、h2po4-、po43-、so42-ph11的溶液中：co32-、na、alo2-、no3-、s2、so32-水电离的h浓度为1012 moll1的溶液中：cl、hco3-、no3-、nh4+、s2o32-加入mg能放出h2的溶液中：mg2、nh4+、cl、k、so42-使甲基橙变红的溶液中：fe3、mno4-、no3-、na、so42-酸性溶液中：fe2、al3、no3-、i、cl、s2a b c d【答案】c【解析】中h2po4-与po43-不能共存，易反应生成hpo42-；中溶液如为强酸性，则hco3-、s2o32-不存在，如为强碱性，则hco3-、nh4+不存在；中al3与s2易发生双水解反应且在酸性溶液中no3-可将s2、fe2氧化而不能大量共存。3、lt 5种短周期元素的信息如下表，有关叙述正确的是( )元素代号lmqrt原子半径nm0.1600.1430.1120.104科.z.x.x.k0.066主要化合价+2+3+2+6、+4、-2-2a与稀盐酸反应的剧烈程度：l单质q单质 b热稳定性：h2th2rcm与t形成的化合物具有两性dl2与r2的核外电子数相等【答案】c 4、a、b、c、d、e均为短周期主族元素，b、c、d在周期表中的位置关系如下图所示。a是短周期中原子半径最小的元素，a、b、c三种元素的原子序数之和等于d元素的原子序数，e是短周期中最活泼的金属元素。下列说法错误的是（ ）a简单离子的半径大小关系：bcebcdbc元素的气态氢化物比d元素的气态氢化物稳定是氢键的缘故c由a、b两种元素组成的离子化合物nh5中，阴、阳离子个数比为1:1d由c、d、e三种元素组成的某种化合物，其水溶液能与盐酸反应产生沉淀【答案】b5、常温下，取浓度相同的naoh和hcl溶液，以32体积比相混合，所得溶液的ph等于12，则原溶液的浓度为（ ）a0.01mol/lb0.017mol/lc0.05mol/ld0.50mol/l【答案】c 6、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】c7、工业上制nh3的反应如下：n2(g)3h2(g) 2nh3(g)h92 kjmol1假设这个反应处于平衡状态，在体积不变的条件下，下列措施能提高nh3产率的是（）升温增大压强使用铁触媒降温减小压强充入一定体积的氩气按n2与h2起始状态相同的投料比再充入n2与h2的混合气体a b c d【答案】c【解析】依据合成氨反应的特点n23h2 2nh3，正反应是一个体积减小、放热的反应，故增大压强、降低温度、增大反应物浓度都能使平衡正向移动，提高nh3的产率。而使用催化剂只能加快反应速率，不能使平衡发生移动，在体积不变的条件下，充入不反应的稀有气体，不会改变平衡混合气体中各成分的浓度，故平衡也不移动，选项c正确。8、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9、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。10、对于可逆反应n2(g)3h2(g)2nh3(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恒温恒压时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减小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，所以反应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【答案】b【解析】对于可逆反应，达到平衡时反应物和生成物的浓度为一定值，但不一定相等，a错；升高温度可以同时加快正逆反应速率，对于吸热反应，正反应速率比逆反应速率增大的要快，所以反应向正反应方向移动，c错；加入催化剂可以同等程度的改变正逆反应速率，d错。11、合成氨所用的h2可由煤与水反应制得，其中有一步反应为co(g)+h2o(g) co2(g)+h2(g);h0。欲提高co转化率，可采用的方法有：降低温度 增加压强 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. b. c. d.【答案】b【解析】选择化工生产的适宜条件，就是要根据化工生产的反应特点，选择既能提高化学反应速率，又能提高反应物平衡转化率的合适的外部条件，提高单位时间内的产量。当温与化学反应速率和化学平衡产生矛盾时，一般采用催化剂催化活性最好时的温度。另外在实际化工生产中还要考虑设备要求、综合经济效益、环境保护等一系列问题，这也是综合题目设计的一个热点。该反应是一个气体总体积不变的放热反应，欲提高co的转化率，可设法使化学平衡向正反应方向移动，显然降低温度可以满足这一要求；增大水蒸气的浓度，平衡向正反应方向移动，co的转化率也可以增大；若增大co的浓度，平衡虽然向右移动，但co的总量增大，其转化率反而减小；增大压强和使用催化剂的操作只能加快反应速率，缩短达到平衡的时间，而与平衡时co的转化率无关。12、下列叙述正确的是（）ali在氧气中燃烧主要生成li2o2b将co2通入次氯酸钙溶液可生成次氯酸c将so2通入bacl2溶液可生成baso3沉淀d将nh3通入热的cuso4溶液中能使cu2还原成cu【答案】b【解析】a项，由于金属锂的还原性比较弱，故其在氧气中燃烧时生成li2o；b项，由于碳酸的酸性强于次氯酸，故二氧化碳可以与次氯酸钙反应制取次氯酸；c项，由于亚硫酸的酸性小于盐酸的酸性，故二氧化硫不能与氯化钡溶液反应；d项，氨气溶于水生成一水合氨，其与硫酸铜发生复分解反应，生成cu(oh)2沉淀。13、下列化工生产中所发生的主要化学反应，不涉及氧化还原反应的是（）a氯碱工业b接触法制硫酸 c制造普通玻璃 d工业合成氨【答案】c【解析】各选项涉及的主要反应为：a项，2nacl2h2o2naohh2cl2；b项，4fes211o22fe2o38so2,2so2o22so3，so3h2o=h2so4；c项，sio2na2co3na2sio3co2；d项，n23h22nh3。14、某温度下，将溶质质量分数为a%的koh溶液蒸发掉m g水后恢复至原温度，恰好得到质量分数为2a%的koh饱和溶液v ml，则下列说法中正确的是（）a该温度下koh的溶解度为100a/(100a)gb原溶液的质量为2m gc可以求算原溶液的物质的量浓度d保持温度不变，向原溶液中加入2a g koh可达饱和【答案】b【解析】设该温度下koh的溶解度为s g，则有100%2a%，解得s，a错；蒸发过程中只减少溶剂水，由于质量分数加倍，故可求得原溶液的质量为2m g，b正确；由于原溶液的密度未知，故无法求原溶液的物质的量浓度，c错；欲加入溶质使原溶液饱和，所需溶质koh的质量必与m有关，故d错。15、低温脱硝技术可用于处理废气中的氮氧化物，发生的化学反应为：2nh3(g)no(g)no2(g) 2n2(g)3h2o(g)h0，在恒容的密闭容器中，下列有关说法正确的是（）a平衡时，其他条件不变，升高温度可使该反应的平衡常数增大b平衡时，其他条件不变，增加nh3的浓度，废气中氮氧化物的转化率减小c单位时间内消耗no和n2的物质的量比为12时，反应达到平衡d其他条件不变，使用高效催化剂，废气中氮氧化物的转化率增大【答案】c【解析】a项，升高温度，平衡向逆反应方向移动，由平衡常数表达式k可知，k值减小。b项，增大nh3浓度时，氮氧化物转化率增大。c项，当v正(no)v逆(n2)12时，反应达到平衡，正确。d项，使用催化剂不能改变化学平衡，故氮氧化物转化率不变。16、某校化学小组的同学开展了一系列的化学实验活动。请你参与实验并完成下列问题:(1)甲同学用图1所示装置,测量锌与硫酸反应速率:把2 g 锌粒放入锥形瓶内,通过分液漏斗加入1 moll-1稀硫酸40 ml,收集10 ml气体,通过记录得到反应速率为x mol(lmin)-1。实验开始时检查该装置气密性的方法是。 (2)乙同学用图2装置测定na2co3和nacl的固体混合物中na2co3的质量分数:甲、乙两试管各有两根导管,用橡胶管连接对应接口后,倒置盛稀硫酸的试管,发生反应,放出气体,则固体混合物和稀硫酸应分别置于、仪器中(填仪器编号); g管可以用化学实验室里的一种常用仪器来替代,这种仪器是; 仪器甲、乙接口的连接方式如下:a连接,b连接,c连接(填写各接口的编号); 为提高测量的准确性,收集完气体后,丙装置读数前应进行的操作是。 (3)丙同学与甲同学实验目的相同:用图3装置测定生成的co2的质量,但该装置存在明显缺陷,从而导致实验误差,请你分析其中使测定结果可能偏大的主要原因。 【答案】(1)反应时间关闭a处活塞,将注射器活塞拉出一定距离,一段时间后松开活塞,若活塞能回到原位,证明不漏气,否则漏气(2)甲乙碱式滴定管def上下移动滴定管,使左右两边液面相平偏大(3)co2气体中混有水蒸气或空气中的co2和水蒸气进入干燥管中【解析】(2)为了顺利把稀硫酸倒入另一试管,首先应保持两试管中气压平衡,甲有两个气体进出口,而乙只有一个,所以甲是气体的发生装置17、某学习小组设计以下实验，探究化学反应中的热效应，把试管放入盛有25的饱和石灰水的烧杯中，试管中开始放入几小块镁片，再用滴管往其中滴加5 ml盐酸。试回答下列问题：实验中观察到的现象是_。(2)产生上述现象的原因是_。(3)写出有关反应的离子方程式：_。(4)由实验推知，mgcl2和h2的总能量_(填“大于”、“小于”或“等于”)镁片和盐酸的总能量。(5)如果将本题中“25的饱和石灰水”换成“20碳酸饮料”进行实验探究，实验中观察到的另一现象是_，其原因是_【答案】(1)试管中镁片逐渐溶解，并有气体产生，烧杯中石灰水变浑浊(2)镁与稀盐酸反应是放热反应，该反应放出的热量使石灰水温度升高，ca(oh)2的溶解度随温度的升高而减小，故变浑浊(3)mg2h=mg2h2(4)小于(5)烧杯中液体放出气泡的速率逐渐加快气体的溶解度随着温度的升高而减小【解析】镁与盐酸反应是放热反应，镁与盐酸反应产生的热量使石灰水的温度升高，ca(oh)2的溶解度随温度的升高而减小，气体的溶解度也随温度的升高而减小18、.合成氨工业对化学和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，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。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n2h2（3）触媒在较高温度时活性增大，加快氨合成的反应速率n2+3h22nh3【解析】根据题中所给出的信息分析，本题重点考察的是合成氨工业的有关知识。19、某研究小组进行与nh3有关的系列实验。(1)从下图中挑选所需的仪器，画出制取干燥nh3的装置简图(添加必须的塞子、玻璃导管、胶皮管，固定装置和尾气处理装置不用画)，并标明所用试剂。(2)将nh3通入溴水中，有n2生成，反应的化学方程式为_。(3)为验证：“同温同压下，相同体积的任何气体都含有相同数目的分子”。该小组同学设计了如下图所示的装置，图中b管的容积是a管的2倍，活塞k1、k2、k3、k4、k5均关闭(固定装置和尾气处理装置略；hcl和nh3均不溶于石蜡油，也不与之反应；装置气密性好)。在a管中充满与大气压强相等的干燥hcl气体，操作是_；控制活塞k4、k5，调节c，使b管充满与a管同压的干燥nh3。缓慢开启活塞k3，a管中的现象是_；要达到实验目的，当反应完成并恢复到室温时，b管中预期的现象是_；若观察不到预期现象，主要原因是_。【答案】(1)(2)8nh33br2=n26nh4br或2nh33br2=n26hbr(3)先开k1，再开k2，从k2处通入干燥的hcl气体，管口k1处有白雾后继续通入一段时间，关闭k2，随即关闭k1产生白烟石蜡油充满b管a管中hcl混有空气，未使石蜡油两端液面相平【解析】本题是以氨气实验室制备和氨气性质为依托的一道实验设计题。题目设计巧妙，富有创意。(1)依据题目所给实验仪器图，挑选所需仪器，画出制取干燥nh3的装置简图，并标明所用试剂。考查考生的逆向思维能力，即，要求考生根据仪器确定反应原理，题目所给仪器中，没有酒精灯和大试管，显然不能用铵盐与碱(固体与固体混合物)加热制备nh3，到此，考生应该接着思考的问题是，设计不通过加热而制取nh3的反应原理，再根据反应原理选择必要仪器，组装实验装置图。20、现有标准状况下氨气521l，将其溶于1l水制得密度为0.9g/cm3的氨水，计算该氨水的物质的量浓度。（计算结果保留小数点后一位）【答案】15.0mol/l (或14.6mol/l) 21、是一种医药中间体，常用来制备抗凝血药，可通过下列路线合成。 请回答下列问题：（1）a与银氨溶液反应有银镜生成，则a的结构简式是 。（2）bc的反应类型是 。（3）f和过量naoh溶液共热时反应的化学方程式为 。（4）下列关于g的说法正确的是 。a能与溴单质反应 b能与金属钠反应c1molg最多能和3mol氢气反应 d分子式是c9h7o3（5）与d互为同分异构体且含酚羟基、属于酯类的有 种【答案】（1） ch3cho （2）取代反应 （3）（4）a b（5）三22、甲、乙、丙三个化肥厂生产尿素所用的原料不同，但生产流程相同，如下图： 试回答下列问题：（1）用化学方程式表示甲、乙、丙三个工厂合成尿素的原料气h2和co2的生产过程。甲厂以焦炭、空气和水为原料；乙厂以天然气、空气和水为原料；丙厂以石脑油（主要成分c5h12）、空气和水为原料。（2）按工业生产的有关规定，利用原料所制得的原料气h2和co2的物质的量之比，若最接近合成尿素的原料气nh3（换算为h2的物质的量）和co2物质的量之比，则对原料的利用率最高。据此判断甲、乙、丙三个工厂哪个工厂对原料的利用率最高？【答案】（1）甲厂：c+h2o（g）co+h2(4分)（2）由甲厂生产过程中反应发生的化学方程式可得如下关系式：c+2h2o（g）2h2+co2,得n（h2）n（co2）=21由乙厂生产过程中反应发生的化学方程式可得如下关系式：ch4+2h2o4h2+co2，得n（h2）n（co2）=41由丙厂生产过程中反应发生的化学方程式可知如下关系式：c5h12（g）+10h2o（g）16h2+5co2,得n（h2）n(co2) =165=3.21由合成co(nh2)2的反应方程式：2nh3+co2co(nh2)2+h2o可得n（h2）n（co2）=1=31故对照甲、乙、丙三厂原料气h2和co2物质的量之比，只有丙厂原料气n（h2）n（co2）=3.21最接近31故丙厂对原料利用率最高。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、在实验室进行工业合成氨的模拟实验：n2(g)3h2(g) 2nh3(g)h0当反应达到平衡后，分离出氨，并补充氮气、氢气物质的量之比与起始时相同的原料气，以实现连续生产，各组分物质的量和时间的关系如下图所示。(1)起始时刻氮气与氢气的物质的量之比n(n2)n(h2)_。反应开始至15 min时第一次达到平衡，容器体积为1 l，这段时间内，以nh3的浓度变化表示的平均反应速率是_。(2)写出代表h2的曲线在下列时刻的坐标并在图上画出t1t2间的曲线：t1补充原料气之后：(_，_)；t2处于平衡状态时：(_，_)。(3)第一次达平衡时h2的转化率是_。以t1补充原料气之后为起始状态，第二次达到平衡时h2的转化率是_。以这样的氮气和氢气的物质的量之比补充原料气，试计算经济上是否合算？【答案】(1)13.30.013 3 mol/(lmin)(2)(25,3.33)(50,3.03)(右图)(3)9.09%9.01%不合算【解析】(1)观察图像的起点，氮气为1.00 mol，氢气为3.30 mol，其比值为：13.3；纵坐标每小格为0.20 mol，则v(nh3)0.20 mol/(1 l15 min)0.013 3 mol/(lmin)。(2)第一次平衡时，氮气的物质的量为0.90 mol，在t1时，加入氮气应为0.10 mol，再根据“补充氮气、氢气物质的量之比与起始时相同的原料气”，可求出应加入的氢气的物质的量为：0.10 mol3.30.33 mol，而第一次平衡时，氢气为3.00 mol，故t1补充原料气之后的坐标为(25,3.33)；第二次平衡时，生成氨气仍为0.20 mol，消耗的氢气为0.30 mol、氮气为0.10 mol，故平衡气体中，氢气的物质的量为(3.330.30) mol，t2处于平衡状态时的坐标为(50,3.03)。(3)第一次平衡时氢气的转化率为：(0.30 mol/3.30 mol)100%9.09%；第二次平衡时氢气的转化率为：(0.30 mol/3.33 mol)100%9.01%；第二次的转化率低，不合算。25、氨在国民经济中占有很重要的地位现在约有80%的氨用来制造化肥，其余的用作生产其他化工产品的原料氨氧化法制硝酸是工业上制硝酸的主要方法（1）对于合成氨的反应来说，使用催化剂和施以高压，都能缩短达到平衡所用的时间，但只有 对化学平衡状态有影响(2)综合考虑各种因素，在实际生产中合成氨一般选择以 为催化剂，压强在 ，温度在 （3）要实现合成氨的工业化生产，首先要解决氢气和氮气的来源问题氢气可以由以下几个途径制取：电解水制取氢气；由煤或焦炭制取氢气；由天然气或重油制取氢气你认为哪种方法是最佳选择： （填序号），其反应的化学方程式为 （4）如图是合成氨的简要流程示意图，图中循环气体物质是 （5）硝酸厂的尾气中含有no和no2等污染物，为了防止污染大气可以用烧碱溶液吸收从吸收塔中放出的尾气，发生的反应如下：no+no2+2naoh2nano2+h2o，2naoh+no2nano2+nano3+h2o但在实际生产中常用纯碱代替烧碱，也能发生类似反应，且放出co2，试写出用纯碱溶液吸收no和no2的两个反应的化学方程式： ； 【答案】（1）压强；(2)铁触媒；1030mpa；400500；（3）；ch4+h2oco+3h2、co+h2oco2+h2；（4）n2、h2；（5）no+no2+na2co32nano2+co2；na2co3+2no2nano2+nano3+co2【解析】解：（1）根据勒沙特列原理，增加压强平衡向气体体积减小的方向移动，而催化剂能同等程度的改变正逆反应速率，对化学平衡没有影响，故答案为：压强；(2)工业上考虑反应物的转化率、反应速率、对设备的要求等因素，选择合成氨的条件为1030mpa、400500、铁触媒，故答案为：铁触媒；1030mpa；400500；（3）电解水制取氢气，要消耗电能，反应难度较大；由煤或焦炭与水反应制取氢气，反应残留固体多，煤中杂质较多，得到气体不纯；由天然气或重油制取氢气，产生的污染较小，产生氢气的效率较高，反应方程式为ch4+h2oco+3h2、co+h2oco2+h2，故答案为：；ch4+h2oco+3h2、co+h2oco2+h2；（4）合成氨反应是可逆反应，未反应的氮气