K12高中化学专题二从自然资源到化学品第一单元氨的合成课后训练苏教版选修2

1、推荐K12高中化学专题二从自然 资源到化学品第一单元氨的合 成课后训练苏教版选修2第一单元氨的合成1我国合成氨工业生产的主要原料是（）。A. N2和H2B .空气、煤、水C.硫铁矿、空气 D . Q和水蒸气2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 NH补充N2或H2加催化剂 减小N2或H2的量A.B .）C.D .3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

2、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4对于可逆反应N（g） +3H（g）-2NH（g）AHK0,下列说法中正确的是（）。A.达到平衡后加入电当重新达到平衡时， NH的浓度比原平衡时的大，H2的浓度比原平衡时的小B.达到平衡后，升高温度，既加快了正、 逆反应的速率，又提高了 NH的产率C.达到平衡后，缩小容器的体积，既有利 于加快正、逆反应速率，又有利于提高氢气的转 化率D.加入催化剂可以缩短达到平衡的时间， 是因为正反应速率增大了，逆反应速率减小了5工业合成氨时将 N和H2按体积比1 ： 3通

3、 入合成塔中，在不同条件下达到平衡时，混合物 中NH的含量（体积分数）如下表：强/MPe 出含量）/立、 混 sTxr0. 1IC20306010020015 381. 586. 4S9. 995.4她R3002.252. 064. 271 Q84, 292. 64000. 425. 1苑247, 079. B5000, 119, 126. 442. 257, 56000. 054.59, 113, 823. 131.4试分析上表所提供的数据，判断下列说法一 定正确的是（）。A.无论其他条件如何改变，只要增大压强就能提高NH在平衡混合物中的含量B.无论其他条件如何改变，只要升高温度 就有利于提

4、高其的转化率C.无论其他条件如何改变，只要降低温度就能提高NH在平衡混合物中的含量D.由上表数据可知，NH的合成是一个放热 的、气体总体积缩小的可逆反应6下面是合成氨的简要流程示意图，沿 X线 路回去的是（）。A.凡和H2 B .催化剂C. N D . H27实验室用N、H2合成氨气，并用酚配试液 检验生成的氨气，用锌与盐酸反应制取氢气；用 NaNO和溶液和NHCl饱和溶液共热制取氮气：NaNg NHCl=NaCl+ NHNONHNO"昼 NJ +2H2O制取装置如图所示：ABCDE（1）装置A用于制取(2)装置E中分液漏斗上方常用导管与烧瓶相通，作用是 o装置E与装置C直接相连，连

5、接时导管口连接方法为e接装置C的另一接口与其他装置相连接时,导管口的连接顺序为:另一接口接接，接(4)装置D的作用为o装置F导出气体的成分为(5)装置G内滴有酚酥试液，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 为佳。8工业合成氨与制备硝酸一般可连续生产,流程如下：M、可 |空气|1闪匾酸镁II合成塔-> 氧化炉> 吸收塔一> 蒸镭塔|氨气|浓硝酸|(1)某温度下体积为200 L的氨合成塔中,测得如下数据:间外浓度mH -01234NjL5001.400L 200aQHa4.

6、5004, 2003. 600anh300. 2000. 600(3根据表中数据计算02 h内N2的平均反应 速率为 mol1若起始时与平衡时的压强之比为a ,则N2的转化率为 (用含a的代数式表示)。°(2)希腊亚里士多德大学的George Marnellos 和 Michael Stoukides )发明了一种 合成氨的新方法(Science,2 , Oct.1998 , p98), 在常压下，把氢气和用氨气稀释的氮气分别通入 一个加热到570 c的电解池，利用能通过氢离 子的多孔陶瓷固体作电解质，氢气和氮气在电极 上合成了氨，转化率达到78%试写出电解池阴 极的电极反应式：(3

7、)已知：N2(g) +Q(g)=2NO(g)八用=180.5 kJ - mol14NH(g) + 5Q(g)=4NO(g) + 6HO(g) A H 1=905 kJ - mol 12H(g) +Q(g)=2H2O(g) 1AH= 483.6 kJ - mol则 N(g) + 3H(g) 2NH(g)的 AH = (4)氨气和氧气从145 C就开始反应，在不 同温度和催化剂条件下生成不同产物（如图）:400900温度/C催化剂.4NH + 5Q4NO + 6H2OK1 X 1053(900 )4NH + 3O2 二 2N + 6H2OK1 X 1067(900 )温度较低时以生成 为主,温度高

8、于900 °C时，NO产率下降的原因_吸收塔中需要补充空气的原 因：O一（5）尾气处理时小型化工厂常用尿素作为氮 氧化物的吸收剂，此法运行费用低，吸收效果好， 不产生二次污染，吸收后尾气中N5口 NO的去除 率高达99.95%。其主要的反应为氮氧化物混合 气与水反应生成亚硝酸，亚硝酸再与尿素CO（NH2反应生成CO和N。请写出有关反应 的化学方程式： ,9合成氨生产技术的创立开辟了人工固氮的 途径，对化学工业技术也产生了重大影响。合成 氨反应的化学方程式为 N2(g) + 3H(g) m2NH(g) AH= 92.2 kJ - mol-。合成氨工业中原料气 N可从空气中分离得到，H2

9、可用甲烷在高温下与 水蒸气反应制得。我国合成氨工业目前的生产条 件为：催化剂：铁触媒；温度：400500 C;压 强：3050 MPa。回答下列问题：(1)合成氨工业中原料气压缩到 3050 MPa 的原因是 从平衡移动原理 分析，低温有利于原料气的转化，实际生产中采 用400500 c的高温，原因之一是考虑到催化 剂的催化活性，原因之二是(2)500 °C、50 MPa时，在容积为 V L的容 器中加入n mol N 2、3n mol H 2)反应达平衡后 测得平衡常数为K,此时N的转化率为xo则K 和x的关系满足K=。(3)有人设想寻求合适的催化剂和电极材料，以N、H2为电极反应

10、物，以HClNHCl为电解 质溶液制取新型燃料电池。请写出该电池的正极 反应式：(4)已知H2(g)、CO(g)、CH(g)三种物质的 燃烧热分别是一 285.8 kJ - mol 283.0 kJ . mol1、 890.3 kJ - mol 1 mol H 2O(g) 转变为1 mol H2OQ)时放出44.0 kJ热量。甲烷在高温下与水蒸气反应的化学方程式为CH +H2O鲤CO+ 3Ht o那么该反应的反应热AH 0（填“>” “=”或 “V” ）。参考答案1 .答案：B2 .解析：合成氨反应 N2(g) + 3H2(g) =2NH(g) AHK 0的特点为正反应放热 且气体体积减

11、小。要使平衡向正反应方向移动且 反应速率加快，应选C。答案：C3 .解析：对化学反应速率理论的研究能够 提高单位时间的产量，但不能提高原料的利用率 和转化率，而对化学平衡理论的研究可以使化学 平衡向生成某种产品的方向进行。答案：C4 .解析：达到平衡后，加入 N平衡向正反 应方向移动，NH的浓度增大了，而H2的浓度会 减小；达到平衡后，升高温度，正、逆反应速率 都增大，但平衡向逆反应方向移动，不利于 NH 的生成；达到平衡后，缩小体积即增大压强，正、 逆反应速率都增大，平衡向正反应方向移动，有 利于提高H2的转化率；加入催化剂，能同等程度 地增大正、逆反应速率，缩短反应达到平衡的时 间。答案：

12、AC5 .解析：由题目中所给数据可知，若温度 最低，压强最大，则转化率最高，只改变一个条 件，氨气的含量不能确定。当温度不变时，压强越大， 氨气的含量越高， 可知正反应为气体总体积缩小的反应；当压强相等时，温度越低，氨气的含量越高，所以确定正反应为放热反应。答案： D6 . 解析：因合成氨为可逆反应，从合成塔出来的混合气体中含有大量的N2、 H2 ，为提高原料的利用率， 将分离后的氮气、 氢气再输送到压 缩机，循环利用。答案： A7 . 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

13、D)o之后要检验氨气的生 成(装置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)H 2 (2) 便于液体顺利流下 b (3)a d c f g h (4) 干燥 N2、 H2 NH3、 H2 、 N2(5) 不能 氨气极易溶于水而发生倒吸(6)d 相连8 . 解析：本题考查以工业制HNO3 的知识为载体， 考查化学平衡、 电极反应、 热化学等知识，综合性较强，属中档题。 (1) 由反应速率的计算表达式，可求出 v(N2) =(1.500 mol -1 1.200 mol -1)/2 h =0.150 0 mol -1 . h1设 N

14、转化x mol。催化一N2+3h7TT 2NH起始浓度/ mol - L - 11.5004.5000平衡浓度/ mol - L 11.500x4.500 3x 2 x转化浓度/ mol - L1 x 3 x2x由压强之比等于物质的量之比有：1.500 4.500 =a ,解得x=3(11),其的转化率为 1.500 4.500 2xa，-x- = 2(1 -1)o (2)阴极反应为还原反应，即得 1.500' a 7电子，化合价降低，则应为 N转化为NH,由信 息知，其中有HT参与反应。(3)此问为盖斯定律 的运用。AH= 180.5 2 .6 3 905 kJ - mol1 = -

15、92.4 kJ mo1。(4)从图中不难读出低温生成 N2,高 温生成NQ但当温度高于900 c时，反应逆向 移动，故NO的产率减小。再通入空气，相当于 增加反应物，平衡正向移动，NH的转化率进一 步提高。(5)根据题中信息，可写出反应物和产 物，关键运用化合价和原子守恒来配平。答案：(1)0.152(11/a)(2)Nz + 6e +6H+ =2NH1(3) 92.4 kJ - mol 1(4)N2生成NO的反应为放热反应，升高温 度转化率下降进一步与NO反应生成硝酸(5)NO+ NO+ H2O=2HNO CO(NH2+2HN®=COt +2N1 + 3H2O9.解析：本题以合成氨

16、工业的原料为背景 考查了化学平衡的移动、化学平衡常数的计算以 及电极反应和盖斯定律的应用，综合性较强。(1) 工业合成氨是化学平衡和化学反应速率的一个 具体应用。既要考虑理论知识，又要兼顾实际生 产。(2) N2+ 3H .后2NH3起始 n3n0平衡 n(1 x)3n(1 x)2nx转化 nx3nx2nx2由化学平衡常数表达式得K =3V将平衡 c N2 c H22. .2时的数据代入，可得出K和x的关系：K=VxJ。 27n 1 x(3)正极为得电子反应，化合价降低，可分 析为N从0价转变为3价的NH4。(4)本题运用盖斯定律来解，由题给数据可 写出其热化学方程式：CH(g) + 2O(g)CO(g