學業(yè)分層測評(二)(建議用時：45分鐘)[學業(yè)達標]1．合成氨工業(yè)上采納循環(huán)操作主若是為了()A．加速反應速率B．提高NH3的均衡濃度C．降低NH3的沸點D．提高N2和H2的利用率【分析】循環(huán)操作后增大了反應物N2和H2的濃度，加速了反應速率，提高了NH3的均衡濃度，但主若是提高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變率而所采納的以下措施中不正確的選項是()A．不停將NH3分別出來B．使用過分的N2C．采納高溫D．采納高壓【分析】由N＋3H3的特色可知，高溫均衡左移不利于提高H的轉變率。高壓222和減小NH3的濃度均使均衡右移。使用過分的N2有益于提高H2的轉變率。【答案】C3．對于合成氨的反應來說，使用催化劑和施以高壓，以下表達中正確的選項是()A．都能提高反應速率，都對化學均衡無影響B(tài)．都對化學均衡狀態(tài)有影響，都不影響達到均衡狀態(tài)所用的時間C．都能縮短達到均衡狀態(tài)所用的時間，只有壓強對化學均衡狀態(tài)有影響D．催化劑能縮短反應達到均衡狀態(tài)所用的時間，而壓強無此作用【分析】對化學反應N＋3H，催化劑只好提高反應速率，使反應達到均衡狀223態(tài)所用的時間縮短，不可以使化學均衡發(fā)生挪動。高壓能提高反應速率，使反應達到均衡狀態(tài)所用的時間縮短，也能使化學均衡向生成NH3的反應方向挪動。【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(NH)]的原料——22氫氣和二氧化碳，從充分利用原料的角度考慮，用以下物質生產H和CO最為適合的是()22A．CB．COC．天然氣D．石腦油(C5H12、C6H14)【分析】生產出的H用于合成NH，N＋3H高溫、高壓2NH。再由NH與CO合成2322催化劑332尿素。由此，可找出H與CO的關系式：3H～2NH～CO。22232分別寫出備選項中各物質與H2O反應的化學方程式：催化劑A項C＋H2O=====H2＋CO，CO＋H2O===H2＋CO2總反應方程式為：C＋2H2O===2H＋CO2；B項高溫催化劑

高溫

高溫CO＋H2O=====H2＋CO2；C項

CH4＋2H2O=====4H2＋CO2；D項

C5H12＋10H2O=====16H2＋5CO2，C6H14＋高溫高溫12H2O=====19H2＋6CO2。產物中，

n(H2)

∶n(CO2)最湊近

3∶1的最適合。【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，以下條件的改變對其反應速率幾乎無影響的是()①增添C的量②將容器的體積減小一半③保持體積不變，充入N2使系統壓強增大④保持壓強不變，充入N2使容器體積變大A．①④

B．②③C．①③

D．②④【分析】

增添固體的量、恒容時充入與反應沒關的氣體，都對反應速率無影響。④相當于減壓，反應速率減小。【答案】C6．合成氨反應達到均衡時，氨氣的百分含量與溫度、壓強的關系以以下圖。依據此圖，判斷合成氨工業(yè)最有前程的研究發(fā)展方向是()A．研究耐高壓的合成塔B．研制低溫催化劑C．提高分別技術D．探究不用氫氮合成氨的新門路【答案】B7．用焦炭、空氣、水為原料制備NH3，則參加反應的焦炭與產品氨氣之間的物質的量之比為()A．3∶4B．3∶2C．2∶3D．1∶2【分析】高溫高溫高溫、高壓由反應：C＋H2O(g)=====CO＋H2，CO＋H2O(g)=====CO2＋H2，N2＋3H2=========2NH3催化劑4可得：C～2H2～3NH3。【答案】A8．合成氨工業(yè)對公民經濟和社會發(fā)展擁有重要的意義。對于密閉容器中的反應：N2(g)＋3H23(g)，673K、30MPa下n(NH3)和n(H2)隨時間變化的關系以以下圖。以下表達正確的選項是()A．點a的正反應速率比點b的小B．點c處反應達到均衡C．點d(t1時刻)和點e(t2時刻)處n(N2)不一樣樣D．其余條件不變，773K下反應至t1時刻，n(H2)比上圖中d點的值大【分析】選項A，在ab段可逆反應向正反應方向進行，跟著反應的進行，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，故未達到化學均衡；選項C中，t1時刻和t2時刻都處于相同的化學均衡狀態(tài)，則n(N2)不變，故C不正確；選項D中，因為正反應是一個放熱反應，高升溫度化學均衡向逆反應方向挪動，故均衡時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在必定條件下發(fā)生反應，達到均衡后，混雜氣體整體積為V3L(氣體體積均在相同條件下測定)，則生成NH3的體積是()A．(V1＋V2＋V3)LB．(V1＋V2－V3)LC．(V1＋V2－2V3)LD．[V3－(V1＋V2)]L【分析】依據差量法計算。由N2＋3H23，可知NH3～V(減少)，因V＝(V1＋V2－V3)L，故V(NH3)＝V＝(V1＋V2－V3)L。【答案】B[能力提高]10．以以下圖“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混雜后經過還原鐵粉來合成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。某課外活動小組經過查閱資料和多次實驗，獲取了以下信息：信息一：NaNO2固體和飽和NH4Cl溶液混雜加熱的過程中發(fā)生以下反應：△①NaNO2＋NH4Cl=====NH4NO2＋NaCl△②NH4NO2=====NH3↑＋HNO2△2HNO=====N2O3↑＋H2O△2NH3＋N2O3=====2N＋3H2O信息二：查閱資料，不一樣體積比的N2、H2混雜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以下：223∶11∶11∶31∶55∶1的體積比酚酞變紅色7～86～73～49～108～9所需時間/min據此回答以下問題：(1)Y形管左邊管中發(fā)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以為，該實驗中即便酚酞變紅也不可以說明N和H反應合成了22NH3，得出此結論的原由是。請你另設計一個簡單的實驗考據你的原由________________________________________________________________________。欲解決這一問題，可以采納以下圖中的________裝置連接在原裝置中的________和________之間。(4)在上述實驗過程中，為趕忙觀察到酚酞試液變紅的實驗現象，

應當控制

N2和

H2的體積比為_______比較適合；但該裝置還難以實現此目的，原由是_____________________________________________________________________。實驗過程中通入試管C中的氣體成分有________。【分析】(1)依據Y形管右邊管需加熱，說明右邊管反應制取N2，左邊管反應制取H2。鐵粉撒在石棉絨上的目的是增大與混雜氣體的接觸面積，從而提高催化效率，增大反應速率。(3)因為NH4NO2分解可產生NH3，所以不可以證明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，則原由成立，不然原由不成立。在A、B之間加一個除NH3的裝置，消除了NH3的攪亂。(4)由表可知V(N2)∶V(H2)＝1∶3時，反應最快，在Y形管中，沒法控制氣體的體積。(5)氣體成分中有生成的NH，同時還有未反應的N、H。322【答案】＋2＋2(1)Zn＋2H===Zn＋H↑增大混雜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接通入酚酞試液，若試液變紅，則說明原由成立；不然，說明原由不成立

將混雜加熱產生的氣體直③AB(4)1

∶3沒法控制通入

B中

N2和

H2的體積比(5)NH3、N2、H211．合成氨工業(yè)的主要反應為：

N2(g)

＋3H2

3(g)(

正反應為放熱反應

)，回答下列問題。(1)原料

N2不可以用空氣取代，而一定用純

N2，這是因為

__________________。H2來自水和焦炭，有關的化學方程式為：

_____________________________________________________________________________________________

。原料氣體一定經過凈化的原由是

___________________________________。在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)__________________________________________________。從合成塔里出來的混雜氣體中含15%的氨。①若N和H的轉變率相等，則轉變率為________。22②工業(yè)上采納________法將氨分別出來。【分析】(3)利用“三段式”進行分析。因為N2和H2轉變率相等，則兩者初步投料物質的量比為1∶3。N(g)＋3H322初步(mol)130轉變(mol)x3x2x均衡(mol)1－x3－3x2x2x則4－2x×100%＝15%，解得x＝0.261，0.261mol轉變率為×100%＝26.1%。1mol高溫【答案】(1)空氣中的O2與H2混雜加熱會發(fā)生爆炸C(s)＋H2O(g)=====CO(g)＋H2(g)，催化劑CO(g)＋H2O(g)=====CO2(g)＋H2(g)除去原料氣中的雜質，防范催化劑中毒△(2)加速反應速率，縮短達到均衡的時間且催化劑在此溫度下活性最大既加速反應速率，也能促使均衡向正反應方向挪動，提高NH3在均衡混雜物中的百分含量加速反應速率，縮短達到均衡的時間(3)①26.1%②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(fā)明的，其合成原理為：223H＝－92.4kJ·mol－11918年諾貝爾化學N(g)＋3H(g)，他所以獲取了獎。試回答以下問題：(1)合成氨工業(yè)中采納的以下措施可用勒·夏特列原理解說的是________。A．采納較高壓強(20～50MPa)B．采納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系統中分別出來，節(jié)余N2和H2循環(huán)到合成塔中，并增補N2和H2以下圖是實驗室模擬工業(yè)合成氨的簡單裝置，簡述檢驗有氨氣生成的方法：____________________________________________________________________。(3)在

298K

時，將

10molN

2和

30molH

2通入合成塔中，放出的熱量小于

924kJ

，原因是________________________________________________________________________________________________________________________。(4)1998年希臘亞里斯多德大學的Marmellos和Stoukides采納高質子導電性的

SCY陶瓷＋(能傳達H)，實現了高溫、常壓下高轉變率的電化學合成氨。其實驗裝置以以下圖，則其陰極的電極反應式為__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。【分析】(1)勒·夏特列原理只解說均衡挪動問題。(2)依據氨的性質進行檢驗。(3)合成氨的反應是可逆反應。(4)依據合成氨反應中的氧化劑、電解池中陰極反應特色及電解質成分進行分析。【答案】(1)AD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該反應是可逆反應，10molN2與30molH2不行能完整反應，所以放出的熱量小于10×92.4kJ＝924kJ(4)N2＋6H＋＋6e－===2NH313．Ⅰ.合成氨工業(yè)對化學的國防工業(yè)擁有重要意義。寫出氨的兩種重要用途__________________________________________________________________。Ⅱ.實驗室制備氨氣，以下方法中適合采納的是________________。①固態(tài)氯化銨加熱分解②固體氫氧化鈉中滴加濃氨水③氯化銨溶液與氫氧化鈉溶液共熱④固態(tài)氯化銨與氫氧化鈣混雜加熱Ⅲ.為了在實驗室利用工業(yè)原料制備少許氨氣，有人設計了以下裝置(圖中夾持裝置均已略去)。[實驗操作]①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，向長頸漏斗注入必定量稀硫酸。打開彈簧夾c、d、e，則A中有氫氣發(fā)生。在F出口處采集氫氣并檢驗其純度。②關閉彈簧夾c