《高二化学教案-随堂练习_化学反应条件的优化—工业合成氨(基础).doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高二化学教案-随堂练习_化学反应条件的优化—工业合成氨(基础).doc（5页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、【巩固练习】一、选择题1下列有关合成氨工业的叙述，不能用勒夏特列原理来解释的是（ ）。 A合成氨在高压下进行是有利的 B温度过高对合成氨不利 C使用催化剂能够使合成氨速率加快 D及时分离从合成塔中出来的混合气，有利于合成氨2对平衡CO2（g）CO2（aq） H=19.75 kJmol1，为增大二氧化碳气体在水中的溶解度，应采用的方法是（ ）。 A升温增压 B降温减压 C升温减压 D降温增压3合成氨工业有下列生产流程：原料气制备；氨的合成；原料气净化和压缩；氨的分离。其先后顺序为（ ）。 A B C D4（2015 上海高考）对于合成氨反应，达到平衡后，以下分析正确的是（ ）。A. 升高温度，对
2、正反应的反应速率影响更大B. 增大压强，对正反应的反应速率影响更大C. 减小反应物浓度，对逆反应的反应速率影响更大D. 加入催化剂，对逆反应的反应速率影响更大5对达到平衡的可逆反应X+YW+Z，增大压强则正、逆反应速率（v）的变化。如右图，分析可知X、Y、Z、W的聚集状态可能是（ ）。 AZ、W为气体，X、Y中之一为气体 BZ、W中之一为气体，X、Y为非气体 CX、Y、Z皆为气体，W为非气体 DX、Y为气体，Z、W中之一为气体62SO2（g）+O2（g）2SO3（g）是制备硫酸的重要反应。下列叙述正确的是（ ）。 A催化剂V2O5不改变该反应的逆反应速率 B增大反应体系的压强，反应速率一定增大
3、 C该反应是放热反应，降低温度将缩短反应达到平衡的时间D在t1、t2时刻，SO3（g）的浓度分别是c1、c2，则时间间隔t1t2内，SO3（g）生成的平均速率为7有关合成氨工业的说法中，正确的是（ ）。 A从合成塔出来的混合气体，其中NH3只占15，所以生产氨的工厂的效率都很低 B由于氨易液化，N2、H2在实际生产中是循环使用，所以总体来说氨的产率很高 C合成氨工业的反应温度控制在500，目的是使化学平衡向正反应方向移动 D合成氨厂采用的压强是2107 Pa3107 Pa，因为该压强下铁触媒的活性最大8将a L NH3通过灼热的装有铁触媒的硬质玻璃管后，气体体积变为b L（气体体积均在同温、同
4、压下测定），该b L气体中NH3的体积分数是（ ）。 A B C D9（2015 松江区一模）化学家发明了一种合成氨的新方法，在常压下，用多孔钯多晶薄膜的催化将氢气和氮气转化为氨气。以下有关叙述正确的是（ ）。 A增加氮气的量能提高氢气的转化率 B升高温度有利于氨气的合成 C采用冷水降温的方法将合成混合气体中的氨气液化 D此法与哈伯法合成氨工艺相近二、非选择题1（2014 长春四模）我国有丰富的天然气资源，以天然气为原料合成尿素的主要步骤如图所示（图中某些转化步骤及生成物未列出）： （1）已知0.5mol甲烷和0.5mol水蒸气在t、pKPa时，完全反应生成一氧化碳和氢气（合成气），吸收了ak
5、J热量，该反应的热化学方程式是：_。（2）上述流程中，工业上分离H2、CO2合理的方法是_。A混合气先通入氢氧化钠溶液，再在溶液中加盐酸 B混合气加压冷却，使CO2液化 C混合气用氨水洗涤D混合气先通入到石灰浆，然后高温煅烧固体 （3）为了保证氨气顺利合成，在空气进入合成塔之前必须对空气进行_，目的是_；在合成氨的实际生产过程中，常采取将生成的氨从混合气体中分离出来，分离出氨的方法：_。 （4）合理地利用资源不仅可以提高经济效益，而且也是对社会、对全人类负责的表现，阐述图中的两处可以合理利用资源情况：_。2合成氨工业中，原料气（N2、H2及少量CO、NH3的混合气）在进入合成塔前常用醋酸二氨合
6、铜（）溶液来吸收原料气中的CO，其反应是： Cu(NH3)2Ac+CO+NH3Cu(NH3)3lAcCO（正反应为放热反应） （1）必须除去原料气中CO的原因是_。（2）醋酸二氨合铜（）吸收CO的生产适宜条件应是_（3）吸收CO后的醋酸铜氨液经过适当处理又可再生，恢复其吸收CO的能力，以供循环使用。醋酸铜氨液再生的生产适宜条件应是_。3一密闭容器中发生下列反应：N2（g）+3H2（g）2NH3（g）（正反应为放热反应），如图所示是某一时间段中反应速率与反应进程的曲线关系。回答下列问题： （1）处于平衡状态的时间段是_。（2）t1、t3、t4时刻，体系中分别是什么条件？t1_，t3_，t4_。
7、（3）下列时间段中，氨的体积分数最高的是_。 At2t3 Bt3t4 Ct4t5 Dt5t64把4 mol N2和8 mol H2置于5 L密闭容器中合成氨，达到平衡时测得混合气体中NH3的体积分数为20，求：（1）混合气体中H2的体积分数；（2）反应前后容器内的压强比；（3）N2和H2的转化率。5合成氨工业对化学工业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）
8、。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中加入锌粒，向长颈漏斗中注入一定量稀硫酸。打开弹簧夹c、d、e则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，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2-4-14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
9、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_。【答案与解析】一、选择题1C 【解析】催化剂对平衡的移动无影响。2D 【解析】从CO2 (g)CO2 (aq) H=19.75 kJmol1来看，该变化过程中气体分子数减少，正反应为放热反应；若要增大二氧化碳气体在水中的溶解度，则应使上述平衡正向移动，应采取的方法是降温增压。3B 【解析】原料气应先制备后净化。4BC【解析】合成氨反应为放热反应，升高温度，平衡逆向移动，对吸热反应的速率影响更大。增大压强，平衡正向移动，对
10、正反应的反应速率影响更大。减小反应物浓度，平衡逆向移动，对逆反应的反应速率影响更大。加入催化剂，平衡不移动，对正逆反应的反应速率影响同样大。故选BC。5C、D 【解析】增大压强，正、逆反应速率均增大，但正反应速率大于逆反应速率，故平衡向正反应方向移动，即正反应为气体体积减小的反应。6D 【解析】A项，催化剂能同等程度地改变正、逆反应速率，A项错误；B项，在恒容的条件下，通入惰性气体，压强增大，但各物质的浓度不变，则反应速率不变，故B项错误；C项，降低温度，反应速率也降低，反应达到平衡的时间增长，故C项错误。7B 【解析】C项主要是考虑催化剂的活性温度；D项是考虑转化率。8C 【解析】由2NH3
11、N2+3H2 V 2 2 V (NH3) (ba) L可知消耗的NH3为(ba) L，则b L气体中NH3的体积为：a L(ba) L=(2ab) L。9A 【解析】A项增大氮气的量，氮气浓度增大，平衡向正向移动，氢气的转化率增大，故A项正确；B项正反应为放热反应，升高温度，平衡逆向移动，不利于增大产量，温度不能太高，故B项错误；C项氨气的沸点比水低，采用冷水降温的方法不能将合成混合气体中的氨气液化，故C项错误；D项与哈伯法合成氨工艺相比较，催化剂不同，且在常压下进行，故D项错误。故选A。二、非选择题1（1）（2）BC （3）净化 防止空气中某些杂质使催化剂中毒 液化氨（或分离液态氨）（4）分
12、离氨后的剩余气体可以循环利用；分离出的二氧化碳气体可用来合成尿素【解析】（1）0.5mol甲烷和0.5mol水蒸气完全反应生成一氧化碳和氢气，吸收了akJ热量，则反应物各1mol完全反应吸收2akJ热量。（2）A项混合气体先通入氢氧化钠溶液，再在溶液中加盐酸，由于HCl易挥发，所以生成的二氧化碳中混合HCl，故A项错误；B项利用二者的沸点不同分离，混合气加压冷却，使CO2液化，从而分离，故B项正确；C项用氨水吸收二氧化碳，剩下的是氢气，故C项正确；D项混合气先通入到石灰浆，然后高温煅烧固体，操作比较复杂，不容易实现，故D项错误。（3）空气中的某些物质能使催化剂中毒，所以在空气进入到合成塔之前必
13、须对空气进行净化，实际生产过程中，常采用液化氨气，使氨气分离出来，促进平衡正移，提高反应物的转化率。（4）合成氨的转化率较低，产物中有较多的原料气，循环使用；分离出的二氧化碳可以用来制备尿素；合理地利用资源不仅可以提高经济效益，而且也是对社会、对全人类负责的表现。2防止合成塔中的催化剂中毒 低温、高压 高温、低压3t0t1，t2t3，t3t4，t5t6 增大反应物浓度 使用催化剂 降低反应温度 D4（1）(H2)=50；（2）65；（3）(N2)=25，(H2)=37.5。 【解析】（1）利用“差量法”，设N2的平衡转化率为x。 N2+3H22NH3 体积变化 1 2 2 转化mol 4x 8
14、x 8x起始时加入反应物的总物质的量为4 mol+8 mo1=12 mol，则反应后的总物质的量为：(128x) mol，即100=20，解得：x=0.25=25，即N2的平衡转化率为25。故。 （2）根据阿伏加德罗定律，压强之比等于物质的量之比： 。（3）H2的平衡转化率为：。5制化肥、制硝酸 防止爆炸，保证安全 锌粒与酸脱离 尽量增大氢气的浓度以提高氮气的转化率 N2、H2 铁触媒在较高温度时活性大，加快氨合成的反应速率 N2+3H22NH3 【解析】实验操作中H2在C瓶中与空气中的O2反应，消耗掉O2得到较纯的N2，继续产生H2，使瓶C内液面下降到液面保持不变时，A中锌粒与酸脱离，此时打开弹簧夹b，无底细口瓶C内气体经D进入反应管E，在铁触媒催化下N2、H2合成氨。