课题2 人工固氮技术合成氨.docx

1、课题2 人工固氮技术合成氨20182019学年北京选修2 人教版 第一单元课题2人工固氮技术合成氨（课堂检测和课后强化训练）课堂检测1下列反应不属于氮的固定的是() AN2O22NO BNH3HCl=NH4Cl CN23H22NH3 DN23MgMg3N2 答案B2对于可逆反应N2(g)3H2(g) 2NH3(g)H0，下列说法正确的是() A达到平衡时反应物和生成物浓度一定相等 B达到平衡后加入氨气，重新达到平衡时，氨气的浓度比原平衡时大 C达到平衡时，升高温度加快了吸热反应的速率，降低了放热反应的速率，所以平衡向逆反应的方向移动 D加入催化剂可以缩短到达平衡的时间，这是因为加快了正反应的速

2、率，而减慢了逆反应的速率 答案B3合成氨反应达到平衡时NH3的体积分数与温度、压强的关系如下图所示。根据此图分析合成氨工业最有前途的研究方向是() A提高分离技术 B.研制耐高压的合成塔 C研制低温催化剂 D.探索不用N2和H2合成氨的新途径 答案C4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图所示： 请回答下列问题： (1)第步除需要催化剂这个条件外，还需要的条件是_。 (2)第步操作中的原料气的“净化”的目的是_ _， 第步操作中的目的是_ _。 (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气分离出来。这种分离物质的方法的原理

3、类似于下列中的_(填字母)。 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_ 答案(1)高温、高压(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)8NH33Cl2=6NH4ClN2课后跟踪强化训练1氮的循环在自然界元素的循环中具有重要的意义，下列过程中，以游离的氮为原料，最终产生氮的化合物的是() A由氨制备铵态氮肥 B硝化细菌的硝化过程 C动物尸体的腐烂 D豆科植物的根瘤菌固氮 答案D2下列关于氮气、氢气合成氨的说法中

4、，正确的是() A将氮气、氢气合成氨，必须施加高温、高压、催化剂等反应条件 B在氮气、氢气合成氨的化学反应中，催化剂的性能对反应物的温度和压强的高低没有制约作用 C现代工业上实施的合成氨属于仿生固氮 D现代工业上实施的合成氨属于人工固氮 答案D3下列有关合成氨工业的说法中，正确的是() A从合成塔出来的混合气体中，其中NH3只占15%，所以生产氨的工厂的效率都很低 B由于氨易液化，N2、H2在实际生产中循环使用，所以总体来说，氨的产率很高 C合成氨工业的反应温度控制在500 左右，目的是使化学平衡向正反应方向移动 D我国合成氨厂采用的压强是1030 MPa，因为该压强下铁触媒的活性最大 答案B

5、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、NH3 D检验产物可用湿润的红色石蕊试纸或浓盐酸等 答案B5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。其先后顺序正确的是() A B C D 答案B6合成氨工业对国民经济和社会发展具有重要的意义。哈伯法合成氨需要在2050 MPa的高压和500 的高温下，并用铁作为催化剂，氨的转化率为10%15%；最近美国俄勒冈大学的化学家使用了一种名为transFe(DMeOPrPE)2的催化剂，在常温下合成出氨。下列有关说法中错误的是(

6、) A哈伯法合成氨是吸热反应，新法合成氨是放热反应 B新法合成和哈伯法相比不需要在高温条件下，可节约大量能源 C新法合成在常温下进行也需要断裂化学键 D新的催化剂降低了反应所需要的能量 答案A7下图是合成氨的简易流程示意图，沿X路线回去的物质是() AN2、H2 B催化剂 CN2 DH2 答案A8在NH3、HNO3、H2SO4的工业生产中，具有的共同点是() A使用吸收塔设备 B使用加压条件 C使用氢气做原料 D使用催化剂 答案D能力题组9用焦炭、空气、水为原料制备NH3的有关反应的化学方程式： CH2O(g) COH2 COH2O(g) CO2H2 N23H22NH3 参加反应的焦炭与生成的

7、氨气的物质的量之比约为() A34 B32 C23 D12 答案A10合成NH3所需的H2可由煤与H2O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可能有：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，其中正确的组合是() A B C D 答案C11氨在国民经济中占有重要的地位。现在约有80%的氨用来制造化肥，其余的用作生产其他化工产品的原料。例如，农业上使用的氮肥如尿素、硝酸铵、磷酸铵、硫酸铵、氯化铵、氨水以及各种含氮混合肥料和复合肥料，都是以氨为原料制成的。 (1)综合考虑各种因素，在实际生产中，合成氨一般选

8、择以_为催化剂，压强在_之间，温度在_。 (2)要实现合成氨的工业化生产，首先要解决氢气和氮气的来源问题。氢气的制取有以下几条途径：电解水制取氢气，由煤或焦炭来制取氢气，由天然气或重油制取氢气。你认为哪种方法是最佳选择？_(填序号)，其反应的化学方程式为_ 答案(1)铁触媒1030 MPa400500 (2)CH4H2O(g) CO3H2、COH2OCO2H212工业合成氨是“将空气变成面包”的反应，合成氨工业在国民经济中占有极其重要的地位，如图所示是合成氨的简要流程图： .原料气的制备 (1)合成氨所需氮气来自空气，方法之一是将空气液化后再加热分离；请另外设计一种从空气中分离出氮气的方法：_

9、。 (2)请写出工业上获得氢气的一种方法(用化学方程式表示)：_。 .原料气的净化 为了防止催化剂“中毒”，原料气在进入压缩机之前必须经过净化、精制处理，“精制”过程通常是将含有少量CO、CO2、O2和H2S等杂质的原料气体通入含有氨水的醋酸亚铜二氨(Cu(NH3)2Ac)溶液，以获得纯净的原料气。其中，吸收CO的反应为 COCu(NH3)2AcNH3H2O Cu(NH3)3COAcH2O(1)H0。 (3)为提高CO的吸收率，可采取的有效措施是_。 (4)除去氧气时，氧气将Cu(NH3)2Ac氧化为Cu(NH3)4Ac2，则反应中还原剂与氧化剂的物质的量之比是_。 .氨的合成 (5)工业上合

10、成氨反应的化学方程式为_， 在实际生产中，为了提高氢气的转化率而采取的措施是_(填序号)。 A降低温度 B升高温度 C增大压强 D降低压强 E及时移出氨 答案(1)将空气与碳作用生成CO2，除去CO2即可得到N2(2)CH2O(g) COH2或COH2O(g) CO2H2(其他合理答案也可) (3)降低温度、增大压强(4)41 (5)N23H22NH3CE13如图所示“合成氨”的演示实验(夹持仪器均已省略)。在Y形管的一侧用Zn粒和稀H2SO4反应制取H2，另一侧用NaNO2固体和NH4Cl饱和溶液反应制取N2，N2和H2混合后通过还原铁粉来合成NH3，再将产生的气体通入酚酞试液中，若酚酞试液

11、变红，则说明产生了氨气。 某课外活动小组通过查阅资料和多次实验，得到了如下信息： 信息一：NaNO2固体和饱和NH4Cl溶液混合加热的过程中发生如下反应： NaNO2NH4ClNH4NO2NaCl NH4NO2NH3HNO2 2HNO2N2O3H2O 2NH3N2O32N23H2O 信息二：查阅资料，不同体积比的N2、H2混合气体在相同实验条件下合成氨，使酚酞试液变红所需要的时间如下：N2和H2的体积比5131111315酚酞变红色所需时间/min89786734910 据此回答下列问题： (1)Y形管左侧管中发生反应的离子方程式_。 (2)铁粉撒在石棉绒上的目的是_。 (3)课外活动小组的同

12、学们认为，该实验中即使酚酞变红也不能说明N2和H2反应合成了NH3，得出此结论的理由是_。 请你另设计一个简单的实验验证你的理由_ 欲解决这一问题，可以选用下图中的_装置连接在原装置中的_和_之间。 (4)在上述实验过程中，为尽快观察到酚酞试液变红的实验现象，应该控制N2和H2的体积比为_比较适宜；但该装置还难以实现此目的，原因是_ (5)实验过程中通入试管C中的气体成分有_。 答案(1)Zn2H=Zn2H2 (2)增大混合气体与催化剂的接触面积，使反应进行得更快 (3)由信息一可知，产生N2的过程中，有可能直接产生氨气将混合加热产生的气体直接通入酚酞试液，若试液变红，则说明理由成立；否则，说

13、明理由不成立 AB (4)13无法控制通入B中N2和H2的体积比 (5)NH3、N2、H214合成氨所用的原料可以由天然气制取，其主要反应为CH4(g)H2O(g) CO(g)3H2(g)。 (1)1 m3(标准状况)CH4按上式完全反应，产生H2_ mol。 (2)CH4和O2之间的反应可以为2CH4(g)O2(g) 2CO(g)4H2(g)，设CH4同时和H2O(g)及O2(g)反应。1 m3(标准状况)CH4按上述两式完全反应，产物气体的体积V(标准状况)为_。 (3)CH4和H2O(g)及富氧空气(O2含量较高，不同富氧空气中氧气含量不同)混合反应，产物气体组成如下表：气体COH2N2O2体积/L2560152.5 计算该富氧空气中O2和N2的体积比_。 (4)若CH4和H2O(g)及富氧空气混合反应的产物中， (合成氨反应的最佳比)，则反应中的H2O(g)和富氧空气(设富氧空气中O2的体积分数为a)的体积比为_ 答案(1)133.9(2)3 m3V4 m3(3) (4)1