2019-2020年高二化学 课时跟踪训练 合成氨条件的选择.doc

2019-2020年高二化学 课时跟踪训练 合成氨条件的选择基础练习一、选择题 1.合成氨工业有下列生产流程：原料气的制备 氨的合成 原料气的净化和压缩 氨的分离。其先后顺序是( )。 A. B. C. D.答案：C 2.工业上合成氨采用500左右的温度，其原因是适当加快NH3 的合成速率；提高H2的转化率；提高氨的产率；催化剂在500左右时其活性最好( )。A. B. C. D.答案：C 3.有平衡体系CO(气)+2H2(气)CH3OH(气)(正反应为放热反应)，为了增加甲醇的产量，工厂应采取的正确措施是( )。 A.高温、高压 B.适当温度、高压、催化剂C.低温、低压 D.低温、高压、催化剂答案：B 4.在密闭容器中进行合成氨反应，达到平衡后，将平衡体系中各物质的浓度增加到原来的2倍，则产生的结果是( )。 A.平衡向正反应方向移动 B.平衡向逆反应方向移动C.平衡不移动 D.NH3的质量分数增加答案：A 5.合成氨所需的氢气可由煤与水反应制得，其中有一步反应为CO+H2O(气)CO2+H2(正反应为放热反应)。欲提高CO转化率可采用的方法是( )。 降低温度 增大压强 使用催化剂 增大CO的浓度 增大水蒸气的浓度A. H. C D.答案：C二、填空题 6.(1)合成氨工业中，选择的适宜条件为_。 (2)合成氨时，原料气必须净化的原因是_。(3)工业上用焦炭、水、空气为原料制氨时，碳与氨的物质的量之比为_，有关方程式为 _。答案：(1)21075107pa，500，Fe作催化剂(2)防止杂质使合成氨所用的催化剂“中毒”(3)3：4;C+H2O(气) CO+H2，CO+H2OCO2+H2，N2+3H22NH3 7.在密闭容器内，使1mo1N2和3mo1H2混合发生下列反应：3H2+N22NH3(正反应为放热反应)。 (1)当反应达到平衡时，N2和H2的浓度之比是_。 (2)当升高平衡体系的温度(保持体积不变)，则混合气体的平均式量_，密度_。 (3)当达到平衡时，充人N2并维持压强不变，平衡向_移动。 (4)当达到平衡时，将N2、H2、NH3同时增大1倍，平衡向_移动。 (5)当达到平衡时，充入Ar气，并保持体积不变，平衡_移动。(6)当达到平衡时，充入Ar气，并保持压强不变，平衡向_移动。答案：(1)1：3 (2)减小；不变 (3)正方向 (4)正方向 (5)不 (6)逆方向 8.下面是合成NH3的简要流程示意图 (1)写出所含物质的化学式A_、B_、C_。(2)写出设备的名称D_、E_。答案：(1)A：N2和H2 B：NH3 C：N2H2(2)D：合成塔 E：氨分离器综合练习一、选择题 1.在一定条件下，下述反应达到平衡：CO(气)+2H2(气)CH3OH(气)，若以m表示反应前H2与CO的物质的量之比，a表示CO的转化率，y为平衡混合物中CH3OH的体积分数，可推出y=f(a，m)的数学表达式。下面四个式子中正确的是( )。A. B. C. D. 答案：C 2.将装有1mo1aN3的密闭容器加热，部分NH3分解后达到平衡，此时混合气体中NH3的体积分数为x，若在同一容器中最初加入的是2molNH3，密封、加热到相同温度，反应达到平衡时，设此时混合气体中NH 的体积分数为y。则x和y的正确关系是( )。 A.xy B.x甲 B.平衡后O2的浓度：乙甲C.SO2转化率：乙甲 D.平衡混合气中SO2的体积分数：乙甲答案：C 7.CO2和H2的混合气体加热到850时，可建立下列平衡： CO2+H2CO+H2O 在一定温度下，反应平衡时有90的氢气变成水，且CO2H2=COH2O，则原混合气体中CO2和H2的分子数之比是( )。A.1：1 B.5：1 C.9：1 D.1：10答案：C二、填空题 8.在硫酸工业中，通过下列反应使SO2转化为SO3： 2SO2+O22SO3(正反应为放热反应) 已知常压下平衡混合气体中SO3的体积分数为91。试回答：(1)在生产中常用过量的空气，是为了_；答案：增大O2浓度，提高SO2的转化率(2)加热到400500，是由于_；答案：保证催化剂活性达到所需要的最佳温度，以提高反应速率，缩短达到平衡所需要的时间(3)压强采用_，原因是_；答案：常压；常压下平衡混合气中SO3的体积分数已达到91，若再加压，对设备及动力系统要求高，成本高(4)常用浓H2SO4来吸收SO3而不用水，是因为_；答案：用水吸收SO3易形成酸雾，吸收速率慢(5)尾气中的SO2必须回收，是为了_。答案：减少对环境的污染 9.在一定条件下，把3mo1N2和3molH2通入一个定容的密闭容器中，发生如下反应：N2+3H22NH3，当反应达到平衡状态，容器内的压强为P。若在上述完全相同的容器中，温度仍不变，通入1.OmolNH3、_molN2和_molH2，才能使容器内的压强仍为P。平衡时N2物质的量的取值范围在_mol至_mol之间，NH3的量在_mol至_mol之间。若达到平衡时，H2和NH3均为1.5mol，你认为可能吗?_(填“可能”或“不可能”)。 答案：2.5；1.5；2；3；0；2；不可能10.合成氨工业中，原料气(N2、H2及少量CO、NH3的混合气)在进入合成塔前常用醋酸二氨合铜 (I)溶液来吸收原料气中的CO，其反应是： Cu(NH3)2Ac+CO+NH3Cu(NH3)3AcCO(正反应为放热反应) (1)必须除去原料气中CO的原因是_。 (2)醋酸二氨合铜(I)吸收CO的生产适宜条件应是_。(3)吸收CO后的醋酸铜氨液经过适当处理又可再生，恢复其吸收CO的能力以供循环使用。醋酸铜氨液再生的生产适宜条件应是_。答案：(1)防止催化剂中毒(2)低温、加压 (3)高温、低压拓展练习 1.为了除去工业废气中的SO2，可将SO2转化成(NH4)2SO4。据有关资料介绍，摘录如下： “初步处理后的废气中含0.2的SO2(体积分数)，10的O2(体积分数)，在400时，以5m3/h的速度通过V2O5触煤层，然后与流量为25Lh的NH3混合，再喷入流量为290gh的水，此时气体温度迅速从400下降至200，在热的结晶的装置中得到(NH4)2SO4晶体。”据此资料回答下列问题： (1)按反应式2SO2+O22SO3，SO2与O2的物质的量之比为2：1，资料中却用1：50，原因是_。 (2)进行冷却的原因是_。 (3)某工厂废气中含0.4的SO2和0.5的O2，你认为该怎样利用上述资料?答：_。 (4)如果某工厂没有NH3，只有生石灰，你认为又该怎样利用上述资料?答：_。(5)若将SO2全部转化为SO3，SO3全部转化成(NH4)2SO4，则资料中NH3的每小时通入量至少应是_L，由此可得出NH3的利用率为_。答案：(1)增大O2的浓度，提高SO2的转化率(2)降温有利于生成(NH4)2SO4，高温(NH4)2SO4会分解(3)O2的量不足，向废气中增大空气的量(4)用生石灰代替NH3 (5)20；80% 2.在763K、3.04104kPa时，用CO和H2作为原料合成CH3OH，存在下列平衡： CO(气)+2H2(气)CH3OH(气) 当原料中H2和CO的比例不同时，对CO的转化率及平衡混合物中甲醇的体积分数都有影响。(1)设H2和CO的起始物质的量之比为m，平衡时CO的转化率为a，平衡混合物中甲醇的体积分数为y，试推断m、a、y，三者的相互关系并以y=f(d，m)的函数表达式表示出来。答案：(2)将下表已知数据代人导出的表达式中进行计算，把计算结果填人表中有关空格中：maY10.2520.45319.35% m a y 1 025 1667 2 045 2143 3 056 1935(3)根据上表数据，判断用CO和H2合成甲醇时，H2和CO的最佳体积比是多少?并简述依据。答案：分析上表中数据不难看出，当，m=2时，CO的转化率较大，此时平衡混合气中CH3OH的体积分数最高最佳比为H2:CO=2：1