高二化学选修2 1.2.1 合成氨的反应原理 课时训练

1、.人教版选修2课时训练1.2.1 合成氨的反响原理1.将空气中氮气转化为氮的化合物的过程称为固氮,以下图中能实现人工固氮的是解析:A错,因为闪电作用下的固氮是自然固氮。B错,因为与固氮风马牛不相及。C错,因为它属于自然固氮。D对,因为N2+3H22NH3只能靠人工完成。答案:D2.可逆反响Xg+2Yg2Zg正反响吸热。为了有利于Z的生成,应采用的反响条件是A.高温高压B.高温低压C.低温高压D.低温低压解析:该反响的特点是:正反响是一个气体体积缩小的吸热反响。根据化学反响速率要快的原理:需要升高温度、增大压强、使用正催化剂;根据平衡挪动原理,也是升高温度、增大压强,才有利于Z的生成。答案:A3

2、.工业合成氨的反响是在400500 左右进展,主要原因是A.400500 时反响速率最快B.400500 时的平衡浓度最大C.400500 时的转化率最高D.400500 时催化剂能发挥最大效力解析:控制400500 左右,是因为催化剂在此温度下活性最大,D正确。答案:D4.在合成氨时,可以进步H2转化率的措施是A.延长反响时间B.充入过量H2C.充入过量N2D.升高温度解析:延长时间平衡不挪动,H2转化率不变;充入H2,H2转化率降低,N2转化率升高;合成氨正反响为放热反响,升温,平衡向左挪动,H2转化率降低;充入N2平衡右移,H2转化率升高。答案:C5.氮气与其他单质化合,一般需高温,有时

3、还需高压等条件,但金属锂在常温、常压下就能与氮气化合生成氮化锂。这是因为此反响可能是吸热反响此反响可能是放热反响此反响可能是氮分子不必先分解为原子此反响发生前可能氮分子已先分解成原子A.B.C.D.解析:氮分子是由两个氮原子通过三键结合起来的,构造很稳定,假如发生反响时分子分解成原子会消耗很多能量,此时必须在高温下进展。假如锂和氮气根据以上原理反响,同样必须在高温下进展,而题中明确指出金属锂在常温、常压下就能与氮气反响。因此锂和氮气反响时可能没有破坏氮分子变成原子,且反响放热,可提供反响所需能量。答案:C6.某工业消费中发生反响:2Ag+Bg2MgH<0。以下有关该工业消费的说法正确的选

4、项是A.工业上合成M时,一定采用高压条件,因为高压有利于M的生成B.假设物质B价廉易得,工业上一般采用参加过量的B,以进步A和B的转化率C.工业上一般采用较高温度合成M,因温度越高,反响物的转化率越高D.工业消费中常采用催化剂,因为消费中使用催化剂可进步M的日产量解析:高压有利于该反响的进展,但增大压强对设备的要求大,本钱高,假设反响在常压条件下转化率已很高就没必要采用高压,A项错误;增加B的量,可进步A的转化率,但B的转化率不会增大,B项错误;升高温度,平衡逆向挪动,反响物的转化率降低,C项错误;催化剂能进步化学反响速率,D项正确。答案:D7.有关合成氨工业说法中正确的选项是A.从合成塔出来

5、的混合气体,其中NH3只占15%,所以消费氨的工厂的效率都很低B.由于氨易液化,N2、H2是循环使用的,总体来说氨的产率较高C.合成氨反响温度控制在400500 ,目的是使化学平衡向正反响方向挪动D.合成氨采用的压强是1030 MPa,因为该压强下铁触媒的活性最大解析:由于采用循环操作,故氨的产率较高;控制温度在400500 是综合考虑反响速率、平衡挪动和催化剂的活性温度;采用压强1030 MPa目的是获得较快的速率、较高的产率以及考虑动力、设备等因素。答案:B8.在合成氨工业中,采用以下哪些措施可以进步原料气的转化率使用催化剂采用400500 温度采用1×1073×107

6、 Pa的压强不断将氨别离出来A.B.C.D.解析:根据合成氨反响的特点,要进步原料的转化率,应尽量使化学平衡向生成NH3的方向挪动,应为高压、降低温度并减小NH3的浓度,故合理。答案:C9.对于可逆反响N2g+3H2g2NH3g正反响为放热反响,以下说法中正确的选项是A.体积一定时,到达平衡后参加N2,当重新到达平衡时,NH3的浓度比原平衡的大,H2的浓度比原平衡的小B.到达平衡后,升高温度,既加快了正、逆反响速率,又进步了NH3的产率C.到达平衡后,缩小容器体积,既有利于加快正、逆反响速率,又有利于进步H2的转化率D.参加催化剂可以缩短到达平衡的时间,是因为正反响速率增大了,而逆反响速率减小

7、了解析:到达平衡后,参加N2,平衡将向正反响方向挪动,NH3的浓度会增大,而H2的浓度会减小;到达平衡后,升高温度,正、逆反响速率都增大,但平衡向逆反响方向挪动,不利于NH3的生成;到达平衡后,缩小容器体积即增大压强,正、逆反响速率都增大,平衡向正反响方向挪动,有利于进步H2的转化率;参加催化剂,能同等程度地增大正、逆反响速率,缩短反响到达平衡的时间。答案:AC10.合成氨的温度和压强通常控制在约500 以及1×107 Pa3×107 Pa的范围,且进入合成塔的N2和H2的体积比为13。经科学实验测定,在相应条件下N2和H2反响所得氨的平衡浓度体积分数如下表所示:压强1&#

8、215;107 Pa3×107 Pa氨的体积分数19.1%42.2%而实际从合成塔出来的混合气体中含氨约为15%,这说明A.表中所测数据有明显的误差B.消费条件控制不当C.氨的分解速率大于预测值D.合成塔中的反响并未到达平衡解析:含氨约为15%小于19.1%,因此N2、H2的转化率仍很低,反响正在向着生成氨的方向进展,说明合成塔中的反响并未到达平衡。答案:D11.:N2g+3H2g2NH3gH<0,2SO2g+O2g2SO3gH<0,答复以下问题:1从影响速率和平衡的因素分析,要有利于NH3和SO3的生成,理论上应采取的措施是。实际消费中采取的措施分别是。 2在

9、实际消费的合成氨过程中,要别离出氨气,目的是;而合成SO3过程中,不需要别离出SO3,原因是。 解析:工业上合成SO3与合成氨的最大不同之处是该反响是在常压下进展的,原因是在常压下该反响向生成SO3的方向进展程度已经很大,采用高压虽能使平衡向生成SO3方向挪动,但产生高压既需要动力又对反响容器耐压性有较高要求,综合消费本钱和经济效益两方面因素,实际消费时,在常压下进展最合理。答案:1高温、高压、催化剂合成氨:适当温度、高压、催化剂合成SO3:适当温度、常压、催化剂2减少生成物浓度,使平衡向生成NH3方向挪动该反响向生成SO3的方向进展程度大,到达平衡后SO2含量较少,故不需要别离SO

10、312.科学家一直致力于研究常温、常压下“人工固氮的新方法。曾有实验报道:在常温、常压、光照条件下,N2在催化剂掺有少量Fe2O3的TiO2外表与水发生反响,生成的主要产物为NH3。进一步研究NH3生成量与温度的关系,部分实验数据见下表光照、N2压力1.0×105 Pa、反响时间3 h:T/K303313323353NH3生成量/×10-6 mol4.85.96.02.0相应的热化学方程式如下:N2g+3H2Ol2NH3g+32O2gH=+765.2 kJ·mol-1答复以下问题:1与目前广泛使用的工业合成氨方法相比,该方法中固氮反响速率慢。请提出可进步其反响速率

11、且增大NH3生成量的建议:。 2工业合成氨的反响为N2g+3H2g2NH3g。设在容积为2.0 L的密闭容器中充入0.60 mol N2g和1.60 mol H2g,反响在一定条件下到达平衡时,NH3的物质的量分数NH3的物质的量与反响体系中总的物质的量之比为47。计算:该条件下N2的平衡转化率;该条件下反响2NH3gN2g+3H2g的平衡常数。解析:1该反响正反响是吸热反响,升高温度,使化学平衡向正反响方向挪动,从而增大NH3生成量,升高温度也能进步反响速率;增大反响物N2的浓度,能加快反响速率,并使化学平衡向右挪动;不断移出生成物,使平衡向右挪动,增大NH3生成量。2由三段式法计算可知,起始时:cN2=0.3 mol·L-1,平衡时:cN2=0.1 mol·L-1;cH2=0.2 mol·L-1;cNH3=0.4 mol·L-1。所以N2