鲁教版选修2主题综合测评 主题综合测评1.docx
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鲁教版选修2主题综合测评主题综合测评1
主题综合测评
(一)
主题1 空气资源 氨的合成
(时间:
60分钟 分值:
100分)
一、选择题(本题包括12小题,每小题5分,共60分)
1.工业上用氢气和氮气合成氨,氢气的主要来源是( )
A.水和燃料 B.电解水
C.锌和稀硫酸反应D.液化空气
【解析】 B、C项生产H2成本太高,不符合实际;D项液化空气得N2;A项正确。
【答案】 A
2.合成氨工业有下列生产流程,其先后顺序为( )
①原料气制备 ②氨的合成 ③原料气净化和压缩 ④氨的分离
A.①②③④B.①③②④
C.④③②①D.②③④①
【解析】 合成氨工业流程顺序:
原料气制备→原料气净化和压缩→氨的合成→氨的分离。
【答案】 B
3.加压法吸收NO2主要因为3NO2+H2O2HNO3+NO的反应是( )
【导学号:
28920014】
A.可逆反应
B.放热反应
C.氧化还原反应
D.气体总体积缩小的反应
【解析】 3NO2+H2O2HNO3+NO是气体总体积缩小的反应,加压使平衡正向移动,增大NO2的转化率。
【答案】 D
4.硝酸工业中氧化炉中发生的化学反应是( )
A.3NO2+H2O===2HNO3+NO
B.2NO+O2===2NO2
C.4NH3+5O2
4NO+6H2O
D.Na2CO3+2NO2===NaNO3+NaNO2+CO2
【解析】 氧化炉中发生的主要反应是NH3的催化氧化。
【答案】 C
5.下列有关浓硝酸的叙述中,错误的是( )
A.是无色液体,但常因含少量的Fe3+而呈黄色
B.锌与浓硝酸反应不能制得氢气
C.可溶解绝大部分金属,却可放在铁制容器中
D.是具有不稳定性的挥发性的强酸
【解析】 依据硝酸的物理性质和化学性质。
浓硝酸通常呈黄色是由于NO2溶于硝酸中的原因;浓硝酸能和绝大多数金属反应,但被还原的元素是氮而不是氢,冷的浓硝酸能使铁、铝钝化,铁制容器或铝制容器可用于盛放浓硝酸。
【答案】 A
6.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) ΔH<0,欲提高CO的转化率可采用的方法有:
①降低温度;②增大压强;③使用催化剂;④增大CO的浓度;⑤增大水蒸气的浓度,其中正确的组合是( )
A.①②③④⑤B.①⑤
C.①④⑤D.⑤
【解析】 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;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。
【答案】 B
7.实验室合成氨装置如图所示,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、NH3
D.检验产物可用湿润的红色石蕊试纸或浓盐酸等
【解析】 装置甲的作用有三点:
①干燥气体;②观察气体逸出速率便于控制比例;③使气体混合均匀。
【答案】 B
8.进行氨的催化氧化实验时,铂丝不能接触氨水是因为( )
A.铂丝的温度高,接触氨水会使氨气大量蒸发
B.红热的铂丝将会和氨发生反应,使铂丝腐蚀
C.防止铂丝温度降低,不起催化作用
D.防止爆炸
【解析】 氨的催化氧化是在催化剂存在的条件下加热,而铂丝很细,本来蓄热就少,若再与液体接触,温度降低,即使有催化剂存在也不发生反应。
【答案】 C
9.工业上制硝酸可用氨催化氧化的方法,其反应为4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(l)ΔH<0。
某研究小组探究当其他条件不变时,改变某一条件对上述反应的影响。
下列分析正确的是( )
A.图Ⅰ研究的是t1时刻恒压充入氦气,t2时刻达到平衡的v-t图象
B.图Ⅱ研究的是NH3的含量与温度随时间的变化的关系曲线
C.图Ⅲ研究的是催化剂对O2的含量的影响
D.图Ⅳ研究的是氨平衡体积分数与NO量的关系曲线
【解析】 t1时刻恒压充入氦气,可以看作对原平衡体系进行减压,则反应速率减小,平衡正向进行,正反应速率大于逆反应速率,故A错误;升高温度,反应速率增大,达到平衡时所需要的时间变短,由于焓变小于0,平衡逆向进行,达到平衡时氨气的含量增大,故B错误;催化剂只改变化学反应速率,不影响平衡移动,但根据图象中氧气的起始量不同,平衡时氧气的含量也不可能相同,故C错误;随一氧化氮的量增大,平衡逆向进行,氨的体积分数先增大后减小,因为一氧化氮增大到一定程度,氨气体积分数会减小,图象符合,故D正确。
【答案】 D
10.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( )
A.11.5%B.10.5%
C.9.75%D.13.2%
【解析】 设混合气体的体积为100L,反应掉N2的体积为x。
N2 + 3H2 2NH3
开始22L78L0
转化x3x2x
平衡22L-x78L-3x2x
由题意:
=95%
解得x=2.5L,
α(N2)=
×100%≈11.4%。
【答案】 A
11.下列现象不能用于检验NH3的是( )
【导学号:
28920015】
A.气体遇浓盐酸产生白烟
B.气体使湿润的蓝色石蕊试纸变红
C.气体通入酚酞溶液中,溶液变红
D.气体使湿润的红色石蕊试纸变蓝
【解析】 NH3溶于水显碱性。
【答案】 B
12.在一定温度、压强下,合成氨反应达到平衡后,混合气体中NH3的体积分数为25%。
若反应前后的温度、压强保持不变,则反应后缩小的气体体积与原反应物体积的比值是( )
A.1∶5B.1∶4
C.1∶3D.1∶2
【解析】 同温、同压下,气体的体积之比等于气体的物质的量之比。
设平衡时混合气体的物质的量为100mol,则NH3为25mol,N2和H2的物质的量之和为75mol,根据反应方程式可知,生成25molNH3,气体的总物质的量减小25mol,所以反应前气体的总物质的量为125mol,则反应后缩小的气体体积与原反应物体积的比值是1∶5。
【答案】 A
二、非选择题(包括4小题,共40分)
13.(10分)工业合成氨是在一定条件下进行的可逆反应:
N2(g)+3H2(g)
2NH3(g)。
其部分工艺流程如下:
请回答下列问题:
(1)第②步除需要催化剂这个条件外,还需要的条件是____________________________________________________________________。
(2)第①步操作中的原料气的“净化”目的是______________,第③步操作中的目的是__________________________________________________________。
(3)工业合成氨反应后可以通过降低混合气体的温度而使氨分离出来。
这种分离物质的方法的原理类似于下列哪种方法?
________(填编号)。
A.过滤B.蒸馏
C.分液D.萃取
你作出这个判断的理由是___________________________________________
________________________________________________________________。
(4)可以用氯气来检验输送氨气的管道是否漏气,如果漏气则会有白烟生成。
该反应的化学方程式为________________________________________________。
【解析】
(2)原料气中往往含有使催化剂中毒的物质,所以在进行原料气的反应前,需要除掉其中的杂质;工业合成氨反应后的混合气体中既有氨气,也有未反应的氢气、氮气,所以为了提高原料气的利用率,将未反应的原料气进行重新利用,这样可以提高经济效益。
(3)降低温度,氨变为液态,从而进行分离,所以跟蒸馏类似,都是通过改变温度,使物质的状态发生变化而分离。
(4)2NH3+3Cl2===N2+6HCl,生成的HCl又与NH3反应生成NH4Cl小颗粒,产生白烟。
【答案】
(1)500℃、20~50MPa
(2)防止催化剂中毒 提高原料利用率(或提高经济效益等)
(3)B 通过温度的改变而改变物质的状态,达到分离的目的
(4)8NH3+3Cl2===6NH4Cl+N2
14.(10分)以天然气、焦炭、水、空气为初始原料,可以制得若干化工产品:
请回答下列问题:
(1)合成氨中原料气体N2来源于空气,可采用将空气________和________等方法,H2可采用上述反应①,其化学方程式为______________________________
____________________________________________________________________。
(2)对于合成氨N2+3H2
2NH3 ΔH<0,其中N2与H2体积比高于1∶3的原因是______________________________________________________
____________________________________________________________________;
及时分离NH3的方法是___________________________________________。
(3)制取NH4NO3时,NH3的用途有两种,制HNO3的量大于与HNO3反应的量的原因是___________________________________________________________
___________________________________________________________________。
(4)反应⑤的化学方程式为__________________________________________
____________________________________________________________________。
(5)发生反应③生成C8H18的化学方程式为____________________________
___________________________________________________________________。
【解析】
(1)由空气中获得N2,去掉O2,可采用深冷分离空气或变压吸附或膜分离等方法。
制取H2的反应①为CH4+2H2O
CO2+4H2;
(2)由于原料气H2的制取比N2成本高,为了使H2的转化率提高,可提高N2的加入量,故N2与H2体积比高于1∶3;及时分离NH3,使化学平衡向右进行,可以使NH3冷却液化分离;
(3)由于NH3转化为HNO3的过程中发生了反应:
3NO2+H2O===2HNO3+NO及各步反应有损失,一般应为制HNO3时NH3用量较大;
(4)根据反应条件信息及元素守恒,反应⑤应为:
CO2+2NH3
CO(NH2)2+H2O;
(5)根据反应条件信息及元素守恒,反应⑤应为:
8CO+17H2
C8H18+8H2O。
【答案】
(1)深冷分离 变压吸附
CH4+2H2O
CO2+4H2
(2)制H2成本高于制N2,为了提高H2的转化率,可以提高N2的加入量;冷却使NH3液化
(3)
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