2019-2020年高二化學(xué) 課時跟蹤訓(xùn)練 合成氨條件的選擇.doc

2019-2020年高二化學(xué) 課時跟蹤訓(xùn)練 合成氨條件的選擇基礎(chǔ)練習(xí)一、選擇題 1.合成氨工業(yè)有下列生產(chǎn)流程：原料氣的制備 氨的合成 原料氣的凈化和壓縮 氨的分離。其先后順序是( )。 A. B. C. D.答案：C 2.工業(yè)上合成氨采用500左右的溫度，其原因是適當(dāng)加快NH3 的合成速率；提高H2的轉(zhuǎn)化率；提高氨的產(chǎn)率；催化劑在500左右時其活性最好( )。A. B. C. D.答案：C 3.有平衡體系CO(氣)+2H2(氣)CH3OH(氣)(正反應(yīng)為放熱反應(yīng))，為了增加甲醇的產(chǎn)量，工廠應(yīng)采取的正確措施是( )。 A.高溫、高壓 B.適當(dāng)溫度、高壓、催化劑C.低溫、低壓 D.低溫、高壓、催化劑答案：B 4.在密閉容器中進行合成氨反應(yīng)，達到平衡后，將平衡體系中各物質(zhì)的濃度增加到原來的2倍，則產(chǎn)生的結(jié)果是( )。 A.平衡向正反應(yīng)方向移動 B.平衡向逆反應(yīng)方向移動C.平衡不移動 D.NH3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)增加答案：A 5.合成氨所需的氫氣可由煤與水反應(yīng)制得，其中有一步反應(yīng)為CO+H2O(氣)CO2+H2(正反應(yīng)為放熱反應(yīng))。欲提高CO轉(zhuǎn)化率可采用的方法是( )。 降低溫度 增大壓強 使用催化劑 增大CO的濃度 增大水蒸氣的濃度A. H. C D.答案：C二、填空題 6.(1)合成氨工業(yè)中，選擇的適宜條件為_。 (2)合成氨時，原料氣必須凈化的原因是_。(3)工業(yè)上用焦炭、水、空氣為原料制氨時，碳與氨的物質(zhì)的量之比為_，有關(guān)方程式為 _。答案：(1)21075107pa，500，F(xiàn)e作催化劑(2)防止雜質(zhì)使合成氨所用的催化劑“中毒”(3)3：4;C+H2O(氣) CO+H2，CO+H2OCO2+H2，N2+3H22NH3 7.在密閉容器內(nèi)，使1mo1N2和3mo1H2混合發(fā)生下列反應(yīng)：3H2+N22NH3(正反應(yīng)為放熱反應(yīng))。 (1)當(dāng)反應(yīng)達到平衡時，N2和H2的濃度之比是_。 (2)當(dāng)升高平衡體系的溫度(保持體積不變)，則混合氣體的平均式量_，密度_。 (3)當(dāng)達到平衡時，充人N2并維持壓強不變，平衡向_移動。 (4)當(dāng)達到平衡時，將N2、H2、NH3同時增大1倍，平衡向_移動。 (5)當(dāng)達到平衡時，充入Ar氣，并保持體積不變，平衡_移動。(6)當(dāng)達到平衡時，充入Ar氣，并保持壓強不變，平衡向_移動。答案：(1)1：3 (2)減?。徊蛔?(3)正方向 (4)正方向 (5)不 (6)逆方向 8.下面是合成NH3的簡要流程示意圖 (1)寫出所含物質(zhì)的化學(xué)式A_、B_、C_。(2)寫出設(shè)備的名稱D_、E_。答案：(1)A：N2和H2 B：NH3 C：N2H2(2)D：合成塔 E：氨分離器綜合練習(xí)一、選擇題 1.在一定條件下，下述反應(yīng)達到平衡：CO(氣)+2H2(氣)CH3OH(氣)，若以m表示反應(yīng)前H2與CO的物質(zhì)的量之比，a表示CO的轉(zhuǎn)化率，y為平衡混合物中CH3OH的體積分?jǐn)?shù)，可推出y=f(a，m)的數(shù)學(xué)表達式。下面四個式子中正確的是( )。A. B. C. D. 答案：C 2.將裝有1mo1aN3的密閉容器加熱，部分NH3分解后達到平衡，此時混合氣體中NH3的體積分?jǐn)?shù)為x，若在同一容器中最初加入的是2molNH3，密封、加熱到相同溫度，反應(yīng)達到平衡時，設(shè)此時混合氣體中NH 的體積分?jǐn)?shù)為y。則x和y的正確關(guān)系是( )。 A.x>y B.x<y C.x=y D.xy答案：B 3.在某合成氨廠合成氨的反應(yīng)中，測得合成塔入口處氣體N2、H2、NH3的體積比為6：18：1，出口處氣體N2、H2、NH3的體積比為9：27：8，則氮氣的轉(zhuǎn)化率為( )；A.75 B.50 C.25 D.20答案：C 4.將一定質(zhì)量的Ag2SO4固體置于容積不變的容器中，在某溫度下發(fā)生下列反應(yīng)： Ag2SO4(固) Ag2O(固)+SO3(氣) 2SO3(氣) 2SO2(氣)+O2(氣) 經(jīng)10min后，反應(yīng)達到平衡時，SO3=0.4molL，SO2=0.1molL。別下列敘述中不正確的是( )。 A.SO3的分解率為20 B.10min內(nèi) (O2)=0.005mol(Lmin)C.容器內(nèi)氣體的密度為40gL。 D.加壓，容器內(nèi)固體的質(zhì)量不變答案：D 5.兩密閉容器a、b開始時體積相同，a保持壓強不變，b保持容積不變，在相同溫度下裝入同比例混合且質(zhì)量相等的H2和N2的混合氣體，并保持溫度不變。當(dāng)反應(yīng)達到平衡時，a容器中N2的轉(zhuǎn)化率為12，則此時b容器中N2的轉(zhuǎn)化率是( )。A.大于12 B.小于12 C.等于12 D.無法確定答案：B 6.在相同條件下(T=500K)，有相同體積的甲、乙兩容器，甲容器中充入1gSO2和1gO2，乙容器中充入2gSO2和2gO2，下列敘述中錯誤的是( )。 A.化學(xué)反應(yīng)速率：乙>甲 B.平衡后O2的濃度：乙>甲C.SO2轉(zhuǎn)化率：乙>甲 D.平衡混合氣中SO2的體積分?jǐn)?shù)：乙>甲答案：C 7.CO2和H2的混合氣體加熱到850時，可建立下列平衡： CO2+H2CO+H2O 在一定溫度下，反應(yīng)平衡時有90的氫氣變成水，且CO2H2=COH2O，則原混合氣體中CO2和H2的分子數(shù)之比是( )。A.1：1 B.5：1 C.9：1 D.1：10答案：C二、填空題 8.在硫酸工業(yè)中，通過下列反應(yīng)使SO2轉(zhuǎn)化為SO3： 2SO2+O22SO3(正反應(yīng)為放熱反應(yīng)) 已知常壓下平衡混合氣體中SO3的體積分?jǐn)?shù)為91。試回答：(1)在生產(chǎn)中常用過量的空氣，是為了_；答案：增大O2濃度，提高SO2的轉(zhuǎn)化率(2)加熱到400500，是由于_；答案：保證催化劑活性達到所需要的最佳溫度，以提高反應(yīng)速率，縮短達到平衡所需要的時間(3)壓強采用_，原因是_；答案：常壓；常壓下平衡混合氣中SO3的體積分?jǐn)?shù)已達到91，若再加壓，對設(shè)備及動力系統(tǒng)要求高，成本高(4)常用濃H2SO4來吸收SO3而不用水，是因為_；答案：用水吸收SO3易形成酸霧，吸收速率慢(5)尾氣中的SO2必須回收，是為了_。答案：減少對環(huán)境的污染 9.在一定條件下，把3mo1N2和3molH2通入一個定容的密閉容器中，發(fā)生如下反應(yīng)：N2+3H22NH3，當(dāng)反應(yīng)達到平衡狀態(tài)，容器內(nèi)的壓強為P。若在上述完全相同的容器中，溫度仍不變，通入1.OmolNH3、_molN2和_molH2，才能使容器內(nèi)的壓強仍為P。平衡時N2物質(zhì)的量的取值范圍在_mol至_mol之間，NH3的量在_mol至_mol之間。若達到平衡時，H2和NH3均為1.5mol，你認(rèn)為可能嗎?_(填“可能”或“不可能”)。 答案：2.5；1.5；2；3；0；2；不可能10.合成氨工業(yè)中，原料氣(N2、H2及少量CO、NH3的混合氣)在進入合成塔前常用醋酸二氨合銅 (I)溶液來吸收原料氣中的CO，其反應(yīng)是： Cu(NH3)2Ac+CO+NH3Cu(NH3)3AcCO(正反應(yīng)為放熱反應(yīng)) (1)必須除去原料氣中CO的原因是_。 (2)醋酸二氨合銅(I)吸收CO的生產(chǎn)適宜條件應(yīng)是_。(3)吸收CO后的醋酸銅氨液經(jīng)過適當(dāng)處理又可再生，恢復(fù)其吸收CO的能力以供循環(huán)使用。醋酸銅氨液再生的生產(chǎn)適宜條件應(yīng)是_。答案：(1)防止催化劑中毒(2)低溫、加壓 (3)高溫、低壓拓展練習(xí) 1.為了除去工業(yè)廢氣中的SO2，可將SO2轉(zhuǎn)化成(NH4)2SO4。據(jù)有關(guān)資料介紹，摘錄如下： “初步處理后的廢氣中含0.2的SO2(體積分?jǐn)?shù))，10的O2(體積分?jǐn)?shù))，在400時，以5m3/h的速度通過V2O5觸煤層，然后與流量為25Lh的NH3混合，再噴入流量為290gh的水，此時氣體溫度迅速從400下降至200，在熱的結(jié)晶的裝置中得到(NH4)2SO4晶體?！睋?jù)此資料回答下列問題： (1)按反應(yīng)式2SO2+O22SO3，SO2與O2的物質(zhì)的量之比為2：1，資料中卻用1：50，原因是_。 (2)進行冷卻的原因是_。 (3)某工廠廢氣中含0.4的SO2和0.5的O2，你認(rèn)為該怎樣利用上述資料?答：_。 (4)如果某工廠沒有NH3，只有生石灰，你認(rèn)為又該怎樣利用上述資料?答：_。(5)若將SO2全部轉(zhuǎn)化為SO3，SO3全部轉(zhuǎn)化成(NH4)2SO4，則資料中NH3的每小時通入量至少應(yīng)是_L，由此可得出NH3的利用率為_。答案：(1)增大O2的濃度，提高SO2的轉(zhuǎn)化率(2)降溫有利于生成(NH4)2SO4，高溫(NH4)2SO4會分解(3)O2的量不足，向廢氣中增大空氣的量(4)用生石灰代替NH3 (5)20；80% 2.在763K、3.04104kPa時，用CO和H2作為原料合成CH3OH，存在下列平衡： CO(氣)+2H2(氣)CH3OH(氣) 當(dāng)原料中H2和CO的比例不同時，對CO的轉(zhuǎn)化率及平衡混合物中甲醇的體積分?jǐn)?shù)都有影響。(1)設(shè)H2和CO的起始物質(zhì)的量之比為m，平衡時CO的轉(zhuǎn)化率為a，平衡混合物中甲醇的體積分?jǐn)?shù)為y，試推斷m、a、y，三者的相互關(guān)系并以y=f(d，m)的函數(shù)表達式表示出來。答案：(2)將下表已知數(shù)據(jù)代人導(dǎo)出的表達式中進行計算，把計算結(jié)果填人表中有關(guān)空格中：maY10.2520.45319.35% m a y 1 025 1667 2 045 2143 3 056 1935(3)根據(jù)上表數(shù)據(jù)，判斷用CO和H2合成甲醇時，H2和CO的最佳體積比是多少?并簡述依據(jù)。答案：分析上表中數(shù)據(jù)不難看出，當(dāng)，m=2時，CO的轉(zhuǎn)化率較大，此時平衡混合氣中CH3OH的體積分?jǐn)?shù)最高最佳比為H2:CO=2：1