1、學業分層測評(二)(建議用時：45分鐘)學業達標1合成氨工業上采用循環操作主要是為了()A加快反應速率B提高NH3的平衡濃度C降低NH3的沸點D提高N2和H2的利用率【解析】循環操作后增大了反應物N2和H2的濃度，加快了反應速率，提高了NH3的平衡濃度，但主要是提高N2和H2的利用率，不至于浪費原料。【答案】D2合成氨過程中為提高原料氫氣的轉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的特點可知，高溫平衡左移不利于提高H2的轉化率。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的轉化率。【答案】C

2、3對于合成氨的反應來說，使用催化劑和施以高壓，下列敘述中正確的是() 【導學號：28920007】A都能提高反應速率，都對化學平衡無影響B都對化學平衡狀態有影響，都不影響達到平衡狀態所用的時間C都能縮短達到平衡狀態所用的時間，只有壓強對化學平衡狀態有影響D催化劑能縮短反應達到平衡狀態所用的時間，而壓強無此作用【解析】對化學反應N23H22NH3，催化劑只能提高反應速率，使反應達到平衡狀態所用的時間縮短，不能使化學平衡發生移動。高壓能提高反應速率，使反應達到平衡狀態所用的時間縮短，也能使化學平衡向生成NH3的反應方向移動。【答案】C4已知焦炭、一氧化碳和烴類化合物都能與水反應產生合成尿素CO(N

3、H2)2的原料氫氣和二氧化碳，從充分利用原料的角度考慮，用下列物質生產H2和CO2最為合適的是()ACBCOC天然氣D石腦油(C5H12、C6H14)【解析】生產出的H2用于合成NH3，N23H22NH3。再由NH3與CO2合成尿素。由此，可找出H2與CO2的關系式：3H22NH3CO2。分別寫出備選項中各物質與H2O反應的化學方程式：A項CH2OH2CO，COH2O=H2CO2總反應方程式為：C2H2O=2H2CO2；B項COH2OH2CO2；C項CH42H2O4H2CO2；D項C5H1210H2O16H25CO2，C6H1412H2O19H26CO2。產物中，n(H2)n(CO2)最接近3

4、1的最合適。【答案】D5反應C(s)H2O(g)CO(g)H2(g)在一可變容積的密閉容器中進行，下列條件的改變對其反應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使體系壓強增大保持壓強不變，充入N2使容器體積變大ABCD【解析】增加固體的量、恒容時充入與反應無關的氣體，都對反應速率無影響。相當于減壓，反應速率減小。【答案】C6合成氨反應達到平衡時，氨氣的百分含量與溫度、壓強的關系如圖所示。根據此圖，判斷合成氨工業最有前途的研究發展方向是()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，

5、則參加反應的焦炭與產品氨氣之間的物質的量之比為()A34B32C23D12【解析】由反應：CH2O(g)COH2，COH2O(g)CO2H2，N23H22NH3可得：C2H2NH3。【答案】A8合成氨工業對國民經濟和社會發展具有重要的意義。對于密閉容器中的反應：N2(g)3H2(g)2NH3(g)，673K、30 MPa下n(NH3)和n(H2)隨時間變化的關系如圖所示。下列敘述正確的是()A點a的正反應速率比點b的小B點c處反應達到平衡C點d(t1時刻)和點e(t2時刻)處n(N2)不一樣D其他條件不變，773 K下反應至t1時刻，n(H2)比上圖中d點的值大【解析】選項A，在ab段可逆反應

6、向正反應方向進行，隨著反應的進行，反應物濃度在減小，正反應速率在降低，故A項不正確；選項B中，c點時NH3、H2的物質的量仍在變化，故未達到化學平衡；選項C中，t1時刻和t2時刻都處于同樣的化學平衡狀態，則n(N2)不變，故C不正確；選項D中，由于正反應是一個放熱反應，升高溫度化學平衡向逆反應方向移動，故平衡時n(H2)比題圖中d點的值大，故D項正確。【答案】D9將V1L的H2和V2L的N2在一定條件下發生反應，達到平衡后，混合氣體總體積為V3L(氣體體積均在相同條件下測定)，則生成NH3的體積是()A(V1V2V3)LB(V1V2V3)LC(V1V22V3)LDV3(V1V2)L【解析】根據

7、差量法計算。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”的演示實驗(夾持儀器均已省略)。在Y形管的一側用Zn粒和稀H2SO4反應制取H2，另一側用NaNO2固體和NH4Cl飽和溶液反應制取N2，N2和H2混合后通過還原鐵粉來合成NH3，再將產生的氣體通入酚酞試液中，若酚酞試液變紅，則說明產生了氨氣。某課外活動小組通過查閱資料和多次實驗，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生如下反應：NaNO2NH4ClNH4NO2NaClNH4NO2NH3HNO22HNO

8、2N2O3H2O2NH3N2O32N23H2O信息二：查閱資料，不同體積比的N2、H2混合氣體在相同實驗條件下合成氨，使酚酞試液變紅所需要的時間如下：N2和H2的體積比5131111315酚酞變紅色所需時間/min89786734910據此回答下列問題：(1)Y形管左側管中發生反應的離子方程式_。(2)鐵粉撒在石棉絨上的目的是_。(3)課外活動小組的同學們認為，該實驗中即使酚酞變紅也不能說明N2和H2反應合成了NH3，得出此結論的理由是。請你另設計一個簡單的實驗驗證你的理由_ _。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)在上述實驗過程中，為盡快觀察到酚酞試液變紅

9、的實驗現象，應該控制N2和H2的體積比為_比較適宜；但該裝置還難以實現此目的，原因是_。(5)實驗過程中通入試管C中的氣體成分有_。【解析】(1)根據Y形管右側管需加熱，說明右側管反應制取N2，左側管反應制取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，增大反應速率。(3)因為NH4NO2分解可產生NH3，所以不能證明N2和H2反應生成了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之間加一個除NH3的裝置，排除了NH3的干擾。(4)由表可知V(N2)V(H2)13時，反應最快，在Y形管中，無法控制氣體的體積。(5

10、)氣體成分中有生成的NH3，同時還有未反應的N2、H2。【答案】(1)Zn2H=Zn2H2(2)增大混合氣體與催化劑的接觸面積，使反應進行得更快(3)從分步反應可知，產生N2的過程中，有可能直接產生氨氣將混合加熱產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合成氨工業的主要反應為：N2(g)3H2(g)2NH3(g)(正反應為放熱反應)，回答下列問題。(1)原料N2不能用空氣代替，而必須用純N2，這是因為_。H2來自水和焦炭，有關的化學方程式為：_。原料氣體必須經過凈化的原因是_。(2)在

11、合成塔中合成氨要在高溫、高壓和有催化劑的條件下進行，試分析各反應條件的作用：溫度(500 )_。壓強(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的轉化率相等，則轉化率為_。工業上采用_法將氨分離出來。【解析】(3)利用“三段式”進行分析。由于N2和H2轉化率相等，則二者起始投料物質的量比為13。 N2(g)3H2(g)2NH3起始(mol) 1 3 0轉化(mol) x 3x 2x平衡(mol) 1x 33x 2x則×100%15%，解得x0.261，轉化率為×100%26.1%。【答案】(1)空氣中的O2與

12、H2混合加熱會發生爆炸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，防止催化劑中毒(2)加快反應速率，縮短達到平衡的時間且催化劑在此溫度下活性最大既加快反應速率，也能促使平衡向正反應方向移動，提高NH3在平衡混合物中的百分含量加快反應速率，縮短達到平衡的時間(3)26.1%冷凝12氨是重要的氮肥，是產量較大的化工產品之一。課本里介紹的合成氨技術稱為哈伯法，是德國人哈伯在1905年發明的，其合成原理為：N2(g)3H2(g)2NH3(g)H92.4 kJ·mol1，他因此獲得了1918年諾貝爾化學獎。試回答下列問題： 【導學號

13、：28920008】(1)合成氨工業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(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從體系中分離出來，剩余N2和H2循環到合成塔中，并補充N2和H2(2)下圖是實驗室模擬工業合成氨的簡易裝置，簡述檢驗有氨氣生成的方法：_。(3)在298 K時，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的Marmellos和Stoukides采用高質子導電性的SCY陶瓷(能傳遞H)，實現了高溫、常壓下高轉化率的電化學合成氨。其實

14、驗裝置如下圖，則其陰極的電極反應式為_。【解析】(1)勒·夏特列原理只解釋平衡移動問題。(2)根據氨的性質進行檢驗。(3)合成氨的反應是可逆反應。(4)根據合成氨反應中的氧化劑、電解池中陰極反應特點及電解質成分進行分析。【答案】(1)AD(2)用濕潤的紅色石蕊試紙放在管口處，若試紙變藍則說明有氨氣生成(3)該反應是可逆反應，10 mol N2與30 mol H2不可能完全反應，所以放出的熱量小于10×92.4 kJ924 kJ(4)N26H6e=2NH313.合成氨工業對化學的國防工業具有重要意義。寫出氨的兩種重要用途_。.實驗室制備氨氣，下列方法中適宜選用的是_。固態氯化

15、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氯化銨與氫氧化鈣混合加熱.為了在實驗室利用工業原料制備少量氨氣，有人設計了如下裝置(圖中夾持裝置均已略去)。實驗操作檢查實驗裝置的氣密性后，關閉彈簧夾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中有氫氣發生。在F出口處收集氫氣并檢驗其純度。關閉彈簧夾c，取下截去底部的細口瓶C，打開彈簧夾a，將氫氣經導管B驗純后點燃，然后立即罩上無底細口瓶C，塞緊瓶塞，如圖所示。氫氣繼續在瓶內燃燒，幾分鐘后火焰熄滅。用酒精燈加熱反應管E，繼續通氫氣，待無底細口瓶C內水位下降到液面保持不變時，打開彈簧夾b，無底細口瓶C內氣體經D進入反應管E