精修版高中化學(xué)魯教版選修2學(xué)業(yè)分層測(cè)評(píng)：主題1 空氣資源 氨的合成2 Word版含解析

精品資料學(xué)業(yè)分層測(cè)評(píng)(二)(建議用時(shí)：45分鐘)學(xué)業(yè)達(dá)標(biāo)1合成氨工業(yè)上采用循環(huán)操作主要是為了()A加快反應(yīng)速率B提高NH3的平衡濃度C降低NH3的沸點(diǎn)D提高N2和H2的利用率【解析】循環(huán)操作后增大了反應(yīng)物N2和H2的濃度，加快了反應(yīng)速率，提高了NH3的平衡濃度，但主要是提高N2和H2的利用率，不至于浪費(fèi)原料?！敬鸢浮緿2合成氨過程中為提高原料氫氣的轉(zhuǎn)化率而所采取的下列措施中不正確的是()A不斷將NH3分離出來B使用過量的N2C采用高溫D采用高壓【解析】由N23H22NH3的特點(diǎn)可知，高溫平衡左移不利于提高H2的轉(zhuǎn)化率。高壓和減小NH3的濃度均使平衡右移。使用過量的N2有利于提高H2的轉(zhuǎn)化率。【答案】C3對(duì)于合成氨的反應(yīng)來說，使用催化劑和施以高壓，下列敘述中正確的是() 【導(dǎo)學(xué)號(hào)：28920007】A都能提高反應(yīng)速率，都對(duì)化學(xué)平衡無影響B(tài)都對(duì)化學(xué)平衡狀態(tài)有影響，都不影響達(dá)到平衡狀態(tài)所用的時(shí)間C都能縮短達(dá)到平衡狀態(tài)所用的時(shí)間，只有壓強(qiáng)對(duì)化學(xué)平衡狀態(tài)有影響D催化劑能縮短反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)所用的時(shí)間，而壓強(qiáng)無此作用【解析】對(duì)化學(xué)反應(yīng)N23H22NH3，催化劑只能提高反應(yīng)速率，使反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)所用的時(shí)間縮短，不能使化學(xué)平衡發(fā)生移動(dòng)。高壓能提高反應(yīng)速率，使反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)所用的時(shí)間縮短，也能使化學(xué)平衡向生成NH3的反應(yīng)方向移動(dòng)。【答案】C4已知焦炭、一氧化碳和烴類化合物都能與水反應(yīng)產(chǎn)生合成尿素CO(NH2)2的原料氫氣和二氧化碳，從充分利用原料的角度考慮，用下列物質(zhì)生產(chǎn)H2和CO2最為合適的是()ACBCOC天然氣D石腦油(C5H12、C6H14)【解析】生產(chǎn)出的H2用于合成NH3，N23H22NH3。再由NH3與CO2合成尿素。由此，可找出H2與CO2的關(guān)系式：3H22NH3CO2。分別寫出備選項(xiàng)中各物質(zhì)與H2O反應(yīng)的化學(xué)方程式：A項(xiàng)CH2OH2CO，COH2O=H2CO2總反應(yīng)方程式為：C2H2O=2H2CO2；B項(xiàng)COH2OH2CO2；C項(xiàng)CH42H2O4H2CO2；D項(xiàng)C5H1210H2O16H25CO2，C6H1412H2O19H26CO2。產(chǎn)物中，n(H2)n(CO2)最接近31的最合適?！敬鸢浮緿5反應(yīng)C(s)H2O(g)CO(g)H2(g)在一可變?nèi)莘e的密閉容器中進(jìn)行，下列條件的改變對(duì)其反應(yīng)速率幾乎無影響的是()增加C的量將容器的體積縮小一半保持體積不變，充入N2使體系壓強(qiáng)增大保持壓強(qiáng)不變，充入N2使容器體積變大ABCD【解析】增加固體的量、恒容時(shí)充入與反應(yīng)無關(guān)的氣體，都對(duì)反應(yīng)速率無影響。相當(dāng)于減壓，反應(yīng)速率減小?！敬鸢浮緾6合成氨反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，氨氣的百分含量與溫度、壓強(qiáng)的關(guān)系如圖所示。根據(jù)此圖，判斷合成氨工業(yè)最有前途的研究發(fā)展方向是()A研究耐高壓的合成塔B研制低溫催化劑C提高分離技術(shù)D探索不用氫氮合成氨的新途徑【答案】B7用焦炭、空氣、水為原料制備NH3，則參加反應(yīng)的焦炭與產(chǎn)品氨氣之間的物質(zhì)的量之比為()A34B32C23D12【解析】由反應(yīng)：CH2O(g)COH2，COH2O(g)CO2H2，N23H22NH3可得：C2H2NH3。【答案】A8合成氨工業(yè)對(duì)國民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展具有重要的意義。對(duì)于密閉容器中的反應(yīng)：N2(g)3H2(g)2NH3(g)，673K、30 MPa下n(NH3)和n(H2)隨時(shí)間變化的關(guān)系如圖所示。下列敘述正確的是()A點(diǎn)a的正反應(yīng)速率比點(diǎn)b的小B點(diǎn)c處反應(yīng)達(dá)到平衡C點(diǎn)d(t1時(shí)刻)和點(diǎn)e(t2時(shí)刻)處n(N2)不一樣D其他條件不變，773 K下反應(yīng)至t1時(shí)刻，n(H2)比上圖中d點(diǎn)的值大【解析】選項(xiàng)A，在ab段可逆反應(yīng)向正反應(yīng)方向進(jìn)行，隨著反應(yīng)的進(jìn)行，反應(yīng)物濃度在減小，正反應(yīng)速率在降低，故A項(xiàng)不正確；選項(xiàng)B中，c點(diǎn)時(shí)NH3、H2的物質(zhì)的量仍在變化，故未達(dá)到化學(xué)平衡；選項(xiàng)C中，t1時(shí)刻和t2時(shí)刻都處于同樣的化學(xué)平衡狀態(tài)，則n(N2)不變，故C不正確；選項(xiàng)D中，由于正反應(yīng)是一個(gè)放熱反應(yīng)，升高溫度化學(xué)平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，故平衡時(shí)n(H2)比題圖中d點(diǎn)的值大，故D項(xiàng)正確?！敬鸢浮緿9將V1L的H2和V2L的N2在一定條件下發(fā)生反應(yīng)，達(dá)到平衡后，混合氣體總體積為V3L(氣體體積均在相同條件下測(cè)定)，則生成NH3的體積是()A(V1V2V3)LB(V1V2V3)LC(V1V22V3)LDV3(V1V2)L【解析】根據(jù)差量法計(jì)算。由N23H22NH3，可知NH3V(減少)，因V(V1V2V3)L，故V(NH3)V(V1V2V3)L。【答案】B能力提升10如圖所示“合成氨”的演示實(shí)驗(yàn)(夾持儀器均已省略)。在Y形管的一側(cè)用Zn粒和稀H2SO4反應(yīng)制取H2，另一側(cè)用NaNO2固體和NH4Cl飽和溶液反應(yīng)制取N2，N2和H2混合后通過還原鐵粉來合成NH3，再將產(chǎn)生的氣體通入酚酞試液中，若酚酞試液變紅，則說明產(chǎn)生了氨氣。某課外活動(dòng)小組通過查閱資料和多次實(shí)驗(yàn)，得到了如下信息：信息一：NaNO2固體和飽和NH4Cl溶液混合加熱的過程中發(fā)生如下反應(yīng)：NaNO2NH4ClNH4NO2NaClNH4NO2NH3HNO22HNO2N2O3H2O2NH3N2O32N23H2O信息二：查閱資料，不同體積比的N2、H2混合氣體在相同實(shí)驗(yàn)條件下合成氨，使酚酞試液變紅所需要的時(shí)間如下：N2和H2的體積比5131111315酚酞變紅色所需時(shí)間/min89786734910據(jù)此回答下列問題：(1)Y形管左側(cè)管中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式_。(2)鐵粉撒在石棉絨上的目的是_。(3)課外活動(dòng)小組的同學(xué)們認(rèn)為，該實(shí)驗(yàn)中即使酚酞變紅也不能說明N2和H2反應(yīng)合成了NH3，得出此結(jié)論的理由是。請(qǐng)你另設(shè)計(jì)一個(gè)簡單的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證你的理由_ _。欲解決這一問題，可以選用下圖中的_裝置連接在原裝置中的_和_之間。(4)在上述實(shí)驗(yàn)過程中，為盡快觀察到酚酞試液變紅的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，應(yīng)該控制N2和H2的體積比為_比較適宜；但該裝置還難以實(shí)現(xiàn)此目的，原因是_。(5)實(shí)驗(yàn)過程中通入試管C中的氣體成分有_?！窘馕觥?1)根據(jù)Y形管右側(cè)管需加熱，說明右側(cè)管反應(yīng)制取N2，左側(cè)管反應(yīng)制取H2。(2)鐵粉撒在石棉絨上的目的是增大與混合氣體的接觸面積，從而提高催化效率，增大反應(yīng)速率。(3)因?yàn)镹H4NO2分解可產(chǎn)生NH3，所以不能證明N2和H2反應(yīng)生成了NH3。直接將Y形管中混合氣體通入酚酞試液，若試液變紅，則理由成立，否則理由不成立。在A、B之間加一個(gè)除NH3的裝置，排除了NH3的干擾。(4)由表可知V(N2)V(H2)13時(shí)，反應(yīng)最快，在Y形管中，無法控制氣體的體積。(5)氣體成分中有生成的NH3，同時(shí)還有未反應(yīng)的N2、H2?！敬鸢浮?1)Zn2H=Zn2H2(2)增大混合氣體與催化劑的接觸面積，使反應(yīng)進(jìn)行得更快(3)從分步反應(yīng)可知，產(chǎn)生N2的過程中，有可能直接產(chǎn)生氨氣將混合加熱產(chǎn)生的氣體直接通入酚酞試液，若試液變紅，則說明理由成立；否則，說明理由不成立AB(4)13無法控制通入B中N2和H2的體積比(5)NH3、N2、H211合成氨工業(yè)的主要反應(yīng)為：N2(g)3H2(g)2NH3(g)(正反應(yīng)為放熱反應(yīng))，回答下列問題。(1)原料N2不能用空氣代替，而必須用純N2，這是因?yàn)開。H2來自水和焦炭，有關(guān)的化學(xué)方程式為：_。原料氣體必須經(jīng)過凈化的原因是_。(2)在合成塔中合成氨要在高溫、高壓和有催化劑的條件下進(jìn)行，試分析各反應(yīng)條件的作用：溫度(500 )_。壓強(qiáng)(5×107Pa)_。催化劑(鐵觸媒)_。(3)從合成塔里出來的混合氣體中含15%的氨。若N2和H2的轉(zhuǎn)化率相等，則轉(zhuǎn)化率為_。工業(yè)上采用_法將氨分離出來。【解析】(3)利用“三段式”進(jìn)行分析。由于N2和H2轉(zhuǎn)化率相等，則二者起始投料物質(zhì)的量比為13。 N2(g)3H2(g)2NH3起始(mol) 1 3 0轉(zhuǎn)化(mol) x 3x 2x平衡(mol) 1x 33x 2x則×100%15%，解得x0.261，轉(zhuǎn)化率為×100%26.1%。【答案】(1)空氣中的O2與H2混合加熱會(huì)發(fā)生爆炸C(s)H2O(g)CO(g)H2(g)，CO(g)H2O(g)CO2(g)H2(g)除去原料氣中的雜質(zhì)，防止催化劑中毒(2)加快反應(yīng)速率，縮短達(dá)到平衡的時(shí)間且催化劑在此溫度下活性最大既加快反應(yīng)速率，也能促使平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，提高NH3在平衡混合物中的百分含量加快反應(yīng)速率，縮短達(dá)到平衡的時(shí)間(3)26.1%冷凝12氨是重要的氮肥，是產(chǎn)量較大的化工產(chǎn)品之一。課本里介紹的合成氨技術(shù)稱為哈伯法，是德國人哈伯在1905年發(fā)明的，其合成原理為：N2(g)3H2(g)2NH3(g)H92.4 kJ·mol1，他因此獲得了1918年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)。試回答下列問題： 【導(dǎo)學(xué)號(hào)：28920008】(1)合成氨工業(yè)中采取的下列措施可用勒·夏特列原理解釋的是_。A采用較高壓強(qiáng)(2050 MPa)B采用500 的高溫C用鐵觸媒作催化劑D將生成的氨液化并及時(shí)從體系中分離出來，剩余N2和H2循環(huán)到合成塔中，并補(bǔ)充N2和H2(2)下圖是實(shí)驗(yàn)室模擬工業(yè)合成氨的簡易裝置，簡述檢驗(yàn)有氨氣生成的方法：_。(3)在298 K時(shí)，將10 mol N2和30 mol H2通入合成塔中，放出的熱量小于924 kJ，原因是_。(4)1998年希臘亞里斯多德大學(xué)的Marmellos和Stoukides采用高質(zhì)子導(dǎo)電性的SCY陶瓷(能傳遞H)，實(shí)現(xiàn)了高溫、常壓下高轉(zhuǎn)化率的電化學(xué)合成氨。其實(shí)驗(yàn)裝置如下圖，則其陰極的電極反應(yīng)式為_。【解析】(1)勒·夏特列原理只解釋平衡移動(dòng)問題。(2)根據(jù)氨的性質(zhì)進(jìn)行檢驗(yàn)。(3)合成氨的反應(yīng)是可逆反應(yīng)。(4)根據(jù)合成氨反應(yīng)中的氧化劑、電解池中陰極反應(yīng)特點(diǎn)及電解質(zhì)成分進(jìn)行分析?！敬鸢浮?1)AD(2)用濕潤的紅色石蕊試紙放在管口處，若試紙變藍(lán)則說明有氨氣生成(3)該反應(yīng)是可逆反應(yīng)，10 mol N2與30 mol H2不可能完全反應(yīng)，所以放出的熱量小于10×92.4 kJ924 kJ(4)N26H6e=2NH313.合成氨工業(yè)對(duì)化學(xué)的國防工業(yè)具有重要意義。寫出氨的兩種重要用途_。.實(shí)驗(yàn)室制備氨氣，下列方法中適宜選用的是_。固態(tài)氯化銨加熱分解固體氫氧化鈉中滴加濃氨水氯化銨溶液與氫氧化鈉溶液共熱固態(tài)氯化銨與氫氧化鈣混合加熱.為了在實(shí)驗(yàn)室利用工業(yè)原料制備少量氨氣，有人設(shè)計(jì)了如下裝置(圖中夾持裝置均已略去)。實(shí)驗(yàn)操作檢查實(shí)驗(yàn)裝置的氣密性后，關(guān)閉彈簧夾a、b、c、d、e。在A中加入鋅粒，向長頸漏斗注入一定量稀硫酸。打開彈簧夾c、d、e，則A中有氫氣發(fā)生。在F出口處收集氫氣并檢驗(yàn)其純度。關(guān)閉彈簧夾c，取下截去底部的細(xì)口瓶C，打開彈簧夾a，將氫氣經(jīng)導(dǎo)管B驗(yàn)純后點(diǎn)燃，然后立即罩上無底細(xì)口瓶C，塞緊瓶塞，如圖所示。氫氣繼續(xù)在瓶內(nèi)燃燒，幾分鐘后火焰熄滅。用酒精燈加熱反應(yīng)管E，繼續(xù)通氫氣，待無底細(xì)口瓶C內(nèi)水位下降到液面保持不變時(shí)，打開彈簧夾b，無底細(xì)口瓶C內(nèi)氣體經(jīng)D進(jìn)入反應(yīng)管E，片刻后F中的溶液變紅?；卮鹣铝袉栴}：(1)檢驗(yàn)氫氣純度的目的是_。(2)C瓶內(nèi)水位下降到液面保持不變時(shí)，A裝置內(nèi)發(fā)生的現(xiàn)象是_，防止了實(shí)驗(yàn)裝置中壓強(qiáng)過大。此時(shí)再打開彈簧夾b的原因是_，C瓶內(nèi)氣體的成分是_。(3)在步驟中，先加熱鐵觸媒的原因是_。反應(yīng)管E中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式是_?！敬鸢浮?制化肥、制硝酸.(1)排除空氣，保證安全(2)鋅粒與酸脫離盡量增大氫氣的濃度以提高氮?dú)獾霓D(zhuǎn)化率N2、H2(3)鐵觸媒在較高溫度時(shí)活性增大，加快氨合成的反應(yīng)速率N23H22NH3