2019_2020学年高中化学第1单元走进化学工业课题2人工固氮技术__合成氨课后达标检测新人教版选修2.doc

课题2人工固氮技术合成氨课后达标检测将空气中氮气转化为氮的化合物的过程称为固氮，下图中能实现人工固氮的是()解析：选D。A错，因为闪电作用下的固氮是自然固氮。B错，因为与固氮风马牛不相及。C错，因为它属于自然固氮。D对，因为合成氨只能靠人工完成。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%，经合成反应达到平衡后，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%解析：选A。设混合气体为100 L，反应掉N2的体积为x L。 N23H2 2NH3开始(L) 22 78 0平衡(L) 22x783x 2x由题意：100%95%解得x2.5(N2)100%11.4%。实验室合成氨装置如下图所示，则以下说法中错误的是()A装置甲的作用之一是干燥B装置甲的作用是化合C乙处导出的气体是N2、H2、NH3D检验产物可用湿润的红色石蕊试纸或浓盐酸等解析：选B。装置甲的作用有三点：干燥气体；观察气体逸出速率便于控制比例；使气体混合均匀。合成氨工业上采用循环操作，主要是为了()A加快反应速率B提高NH3的平衡浓度C降低NH3的沸点D提高N2和H2的利用率解析：选D。合成氨工业上采用循环压缩，将N2、H2压缩到合成塔中，提高了N2、H2的利用率。合成氨工业对国民经济和社会发展具有重要的意义。对于密闭容器中的反应：N2(g)3H2(g) 2NH3(g)，673 K、30 MPa下n(NH3)和n(H2)随时间变化的关系如下图所示。下列叙述正确的是()A点a的正反应速率比点b的小B点c处反应达到平衡C点d(t1时刻)和点e(t2时刻)处n(N2)不一样D其他条件不变，773 K下反应至t1时刻，n(H2)比上图中d点的值大解析：选D。选项A，在ab段可逆反应向正反应方向进行，随着反应的进行，反应物浓度在减小，正反应速率在降低，故选项A不正确；选项B中，c点时NH3、H2的物质的量仍在变化，故未达到化学平衡；选项C中，t1时刻和t2时刻都处于同样的化学平衡状态，则n(N2)不变，故C不正确；选项D中，由于正反应是一个放热反应，升高温度化学平衡向逆反应方向移动，故平衡时n(H2)比题图中d点的值要大，故选项D正确。在3H2N22NH3反应中，使用催化剂的理由是()A使平衡向正反应方向移动B没有催化剂该反应不能发生C使化学反应速率增大D遏止逆反应的发生解析：选C。催化剂的作用是加快化学反应速率。工业合成氨的反应是在500 左右进行，主要原因是()A500 时反应速率最快B500 时的平衡浓度最大C500 时的转化率最高D500 催化剂能发挥最大效力解析：选D。温度控制在500 时，催化剂的催化效果最好。某温度时，在一体积为2 L的密闭容器中，通入112 g N2和24 g的H2，此时容器内压强为p大气压。在该温度和催化剂作用下，H2和N2反应达到平衡，测得平衡时压强为0.95p大气压，下列说法不正确的是()A平衡时，N2物质的量是3.6 molB平衡时，H2的物质的量是10.8 molC平衡时，N2的转化率是10%DNH3的体积百分含量是10%解析：选D。充入的气体的物质的量分别为：n(N2)4 moln(H2)12 mol由压强的变化可知平衡后的气体的物质的量为：n(总)15.2 mol N23H2 2NH3初：4 mol12 mol0变：x3x 2x平：4 molx 12 mol3x 2x4 molx12 mol3x2x15.2 molx0.4 mol故平衡时N2的物质的量是3.6 mol，H2的物质的量为10.8 mol。N2的转化率为：(N2)100%10%NH3的百分含量为：100%5.3%。合成氨所用的H2可由煤与水反应制得，其中有一步反应为CO(g)H2O(g)CO2(g)H2(g)H0，欲提高CO转化率可采用的方法有：降低温度；增加压强；使用催化剂；增大CO的浓度；增大水蒸气的浓度，其中正确的组合是()A BC D只有解析：选B。该反应是一个气体总体积不变的放热反应，欲提高CO的转化率，可设法使化学平衡向正反应方向移动，显然降低温度可以满足这一要求，增加水蒸气的浓度，平衡向正反应方向移动，CO的转化率也可以增大；但若增加CO的浓度，平衡虽然向右移动，但CO的总量增大，其转化率反而减小。增大压强和使用催化剂的操作只能加快反应速率，缩短达到平衡的时间，而与平衡时CO的转化率无关。农作物生长发育需要大量的氮养分，除了可用人工固氮方法(合成氨)获得铵态氮外，自然界雷电现象也是一种固氮途径，经由雷电固定的氮是硝态氮(硝酸或硝酸盐形式)，写出氮气转化为硝酸的化学方程式_，_，_。解析：电闪雷鸣的雨天，会产生放电现象，使空气中的氮气和氧气反应生成一氧化氮，一氧化氮又被氧气氧化成二氧化氮。二氧化氮在雨水中与水反应生成硝酸。答案：N2O22NO2NOO2=2NO23NO2H2O=2HNO3NO已知：N2(g)3H2(g)2NH3(g)(正反应为放热反应)，2SO2(g)O2(g)2SO3(g)(正反应为放热反应)。请回答下列问题：(1)从影响化学反应速率和化学平衡的因素分析，要有利于NH3和SO3的生成，理论上应采取的措施是_。实际生产中采取的措施是_。(2)在合成氨的工业生产中，要分离出氨，目的是_；而合成SO3的过程中，则不需要分离出SO3，原因是_。解析：工业上合成SO3与合成氨的最大不同之处是该反应是在常压下进行的，原因是在常压下该反应向生成SO3的方向进行的程度已经很大，采用高压虽能使平衡向生成SO3的方向移动，但产生高压既需要动力又对反应容器耐压性有较高要求，综合生产成本和经济效益两方面因素，实际生产时，在常压下进行最合理。答案：(1)适当温度、高压、催化剂合成氨：适当温度、高压、催化剂；合成SO3：适当温度、常压、催化剂(2)减小生成物的浓度，使平衡向生成NH3的方向移动该反应向生成SO3的方向进行的程度较大，达到平衡后SO2剩余量较少，故不需要分离SO3- 5 -