新高中化学课时跟踪训练二人工固氮技术--合成氨新人教选修2

1、新高中化学课时跟踪训练二人工固氮技术_合成氨新人教版选修2一、选择题(此题包括10小题，每题5分，共50分)1合成氨工业上采用循环操作，主要是为了()A加快反响速率B提高NH3的平衡浓度C降低NH3的沸点D提高N2和H2的利用率2工业上用氢气和氮气合成氨，氢气的主要来源是()A水和碳氢化合物B电解水C锌和稀硫酸反响 D液化空气3合成氨工业中控制的反响条件应()A温度越高越好B压强越大越好C混合气体中氢气含量越高越好D所选的催化剂活性越大越好4合成氨时既要使氨的产率增大，又要使反响速率加快，可采取的方法是()减压加压升温降温及时从平衡混合气中别离出NH3补充N2或H2加催化剂减小N2或H2的量A

2、 BC D5以下有关催化剂的性质、作用的说法正确的选项是()A合成氨反响假设不使用催化剂，该反响就不能进行B反响前后催化剂的质量不改变，但化学性质要改变C催化剂能缩短反响到达平衡所用的时间，但催化剂损耗量较大D催化剂可以同等程度地改变正、逆反响速率6对于可逆反响N2(g)3H2(g)2NH3(g)(放热反响)，以下说法正确的选项是()A到达平衡时反响物和生成物浓度一定相等B到达平衡后参加氨气，重新到达平衡时，氨气的浓度比原平衡时大C到达平衡时，升高温度加快了吸热反响的速率，降低了放热反响的速率，所以平衡向逆反响的方向移动D参加催化剂可以缩短到达平衡的时间，这是因为加快了正反响的速率，而减慢了逆

3、反响的速率7在一定条件下，进入氨合成塔的混合气体中氮气的体积占22%，氢气的体积占78%，经合成反响到达平衡后，在相同温度和压强下，气体体积缩小至原体积的95%，氮气的转化率接近于()A11.5% B10.5%C9.75% D13.2%8对于合成氨的反响来说，使用催化剂和施以高压，以下表达中正确的选项是()A都能提高反响速率，都对化学平衡无影响B都对化学平衡状态有影响，都不影响到达平衡状态所用的时间C都能缩短到达平衡状态所用的时间，只有增大压强对化学平衡状态有影响D催化剂能缩短反响到达平衡状态所用的时间，而增大压强无此作用9一定条件下，合成氨气反响到达平衡时，测得混合气体中氨气的体积分数为20

4、.0%，与反响前的体积相比，反响后体积缩小的百分率是()A16.7% B20.0%C80.0% D83.3%10对于可逆反响N2(g)3H2(g)2NH3(g)(正反响为放热反响)，以下说法中正确的选项是()A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的浓度比原平衡也大B到达平衡后，升高温度，既加快了正、逆反响的速率，又提高了NH3的产率C到达平衡后，缩小容器的体积，既有利于加快正、逆反响速率，又有利于提高氢气的转化率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，逆反响速率减小二、非选择题(此题包括4小题，共50分)11(12分)工业上合成氨的化学反响为N

5、2(g)3H2(g)2NH3(g) (正反响为放热反响)。(1)使用铁触媒催化剂是为了_。(2)通常采用1×1073×107 Pa的压强，原因是_。(3)选择500 左右的温度进行反响，是由于_。(4)将生成的氨及时从混合气中别离出来，原因是_。12(12分)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，其化学反响为：CH3COOCu(NH3)2CONH3CH3COOCu(NH3)3·CO (正反响为放热反响)。(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_。(

6、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_。13(12分)工业合成氨的化学反响为：N2(g)3H2(g)2NH3(g) (放热反响)。(1)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(2)改变反响条件，会使平衡发生移动。如以下列图像表示随条件改变，氨气的百分含量的变化趋势。当横坐标为压强时，变化趋势正确的选项是(选填字母序号)_，当横坐标为温度时，变化趋势正确的选项是(选填字母序号)_。(3)当甲烷制氢气合成氨气时，甲烷的转化率为75%

7、时，以5.6×107 L甲烷为原料能够合成_L氨气(假设气体体积均在标准状况下测定)。14(14分)为了在实验室中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，关闭弹簧夹a、b、c、d、e。在A中参加锌粒，向长颈漏斗中注入一定量稀硫酸。翻开弹簧夹c、d、e，那么A中有氢气产生。在F出口处收集氢气并检验其纯度。关闭弹簧夹c，取下截去底部的细口瓶C，翻开弹簧夹a，将氢气经导管B验纯后点燃，然后立即罩上无内幕口瓶C，塞紧瓶塞，如下列图。氢气继续在瓶内燃烧，几分钟后火焰熄灭。用酒精灯加热反响管E，继续通氢气，待无内幕口瓶C内水位下降到液

8、面保持不变时，翻开弹簧夹b，无内幕口瓶C内气体经D进入反响管E，片刻后F中的溶液变红。答复以下问题：(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。此时再翻开弹簧夹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_。反响管E中发生反响的化学方程式是_。答 案1选D合成氨工业上采用循环压缩，将未反响的N2、H2重新压缩到合成塔中，提高了N2、H2的利用率。2选AB、C项生产H2本钱太高，不符合实际，D项液化空气得N2；A项正确。3选D工业合成氨的热化学方程式为N2(g)3H2(g)2NH3(g)H92.

9、4 kJ·mol1，似乎压强越大就越有利于平衡向合成氨的方向移动，温度越高到达平衡的时间就越短，易错选A或B。实际上在合成氨的工业生产中，压强不能太大，否那么能耗太高，并且对设备的要求高。而根据化学平衡移动原理，此反响温度越低越有利于平衡向正方向移动，但温度太低，那么催化剂的催化活性不能很好地发挥，反响速率太慢；为解决上述矛盾，一般选择使催化剂活性最大时的温度。4选C合成氨反响N2(g)3H2(g)2NH3(g)H<0的特点为：可逆、放热、气体分子总数减小。要使平衡向正反响方向移动且反响速率加快，应选C。5选D反响前后催化剂的质量和化学性质都没有改变，催化剂可以同等程度地改变正

10、、逆反响速率。6选B反响物和生成物浓度是否相等与反响是否到达平衡状态无关，A不正确；升高温度，不管放热反响还是吸热反响的反响速率都加快，C不正确； 催化剂可以同等程度地改变正逆反响的反响速率，D不正确。7选A设混合气体的体积为100 L，反响掉N2的体积为x。 N2 3H22NH3开始22 L78 L 0平衡22 Lx 78 L3x2x由题意：95%解得x2.5 L(N2)×100%11.4%。8选C对化学反响N2(g)3H2(g)2NH3(g)，催化剂只能提高反响速率使反响到达平衡状态所用的时间缩短，不能使化学平衡发生移动。施以高压能提高反响速率，使反响到达平衡状态所用的时间缩短，

11、也能使化学平衡向生成NH3的反响方向移动。9选A设到达平衡后混合气体的体积为1L，那么其中生成的氨气的体积为1 L×20.0%0.2 L。那么根据反响的化学方程式有：N23H22NH3V 1 3 2 2 0.2 L 0.2 L所以平衡前混合气体的体积为1 L0.2 L1.2 L，因此反响后气体体积缩小率为×100%16.7%。10选C到达平衡后，参加N2平衡向正反响方向移动，NH3的浓度增大了，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移动，不利于NH3的生成；到达平衡后，缩小体积即增大压强，正、逆反响速率都增大，平衡向正反响方向移动

12、，有利于提高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。11解析：工业合成氨使用铁触媒是为了提高化学反响速率；采用1×1073×107 Pa的压强一方面是为了提高反响速率，同时也可以增大反响物的转化率，但更高的压强那么受到设备的限制；选择500 左右的温度，一方面是为了提高反响速率，更主要的是因为催化剂的活性在此温度时最大；将生成的氨液化后别离出来可使平衡向右移动，反响物的转化率能大大提高。答案：(1)提高反响速率(2)该反响是一个气体体积减小的反响，增大压强，有利于平衡向正反响方向移动，压强过高，对动力、设备要求过高，本钱增大，也会降

13、低经济效益，所以综合考虑，通常采用1×1073×107 Pa的压强(3)合成氨的反响是放热反响，温度升高，不利于氨的生成，但温度过低，反响速率很慢，故采用500 左右的适宜温度，且500 左右时催化剂的活性最大(4)减小生成物氨的浓度，有利于化学平衡向正反响方向移动12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的反响是正反响为气体体积缩小的放热反响，因此为了使CO尽可能地被吸收，应采取高压、低温的方法使平衡正向移动；要使醋酸二氨合铜()溶液再生，即要

14、使平衡逆向移动，故必须采取低压、高温的方法。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()溶液中参加较浓氨水(3)低压、高温13解析：(1)合成氨工业条件的选择，增大压强，加快反响速率，提高氨的产率，升高温度主要是考虑催化剂的活性，故A不正确，B正确；压强不能无限大，要考虑设备、材料、动力的限制，C正确。(2)增大压强，平衡正向移动，图像b正确；升高温度，平衡逆向移动，图像a正确。(3)由CH4合成氨要经过以下化学反响：CH4H2O=CO3H2COH2O=CO2H23H2N22NH3那么CH4与NH3之间的对应关系是CH4NH3合成氨的体积为5.6×107 L×75%×1.12×108 L。答案：(1)BC(2)ba(3)1.12×10814解析：依据此题思路检验氢气纯度的目的是排除空气，保证实验平安；C瓶内水位下降