高二化学人教版选修二 1.2 人工固氮合成氨练习卷

合成氨工业中控制的反应条件应   (　　)。

为了进一步提高合成氨的生产效率，科研中具有开发价值的是      (　　)。

下列有关合成氨工业的说法中，正确的是   (　　)。

下列关于合成氨工业的叙述可用勒夏特列原理来解释的是             (　　)。

合成氨时既要使氨的产率增大，又要使反应速率加快，可采取的办法是(　　)。
①减压　②加压　③升温　④降温⑤及时从平衡混合气中分离出NH₃
⑥补充N₂或H₂　⑦加催化剂　⑧减小N₂或H₂的量

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)　ΔH<0。欲提高CO转化率可采用的方法可能有：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(　　)。

合成氨工业中，原料气(N₂、H₂、混有少量CO、NH₃)在进入合成塔之前，常用醋酸二氨合铜(Ⅰ)溶液来吸收CO，其反应为CH₃COO[Cu(NH₃)₂]＋CO＋NH₃
CH₃COO[Cu(NH₃)₃]·CO(正反应为放热反应)。
(1)必须除去CO的原因是___________________________。
(2)醋酸二氨合铜(Ⅰ)溶液吸收原料气中CO的适宜条件是______________________。
(3)吸收CO后的醋酸铜(Ⅰ)氨溶液经适当处理又可再生，恢复其吸收CO的能力而循环使用，其再生的条件是______________________________。

对于可逆反应N₂(g)＋3H₂(g)2NH₃(g)　ΔH<0，下列说法正确的是(　　)。

合成氨工业对国民经济和社会发展具有重要的意义。对于密闭容器中的反应：N₂(g)＋3H₂(g)2NH₃(g)，673 K、30 MPa下n(NH₃)和n(H₂)随时间变化的关系如下图所示。下列叙述正确的是          (　　)。

哈伯因发明了由氮气和氢气合成氨气的方法而获得1918年诺贝尔化学奖。现将氢气和氮气充入某密闭容器中，在一定条件下反应的有关数据为：

 
(1)氢气和氮气反应生成氨气(在2 s内)的反应速率v(H₂)＝__________。若此时已达平衡，则可求得平衡常数为__________。
(2)下图表示合成NH₃反应在时间t₀→t₆中反应速率与反应过程曲线图，则在下列达到化学平衡的时间段中，化学平衡常数最大的一段时间是__________。
①t₀→t₁　②t₂→t₃　③t₃→t₄　④t₅→t₆

若t₁时改变的条件是升高温度，则说明合成NH₃反应的焓变ΔH________0(填“大于”或“小于”)。

氨是重要的氮肥，是产量较大的化工产品之一。课本里介绍的合成氨技术称为哈伯法，是德国人哈伯在1905年发明的，其合成原理为：
N₂(g)＋3H₂(g)2NH₃(g) ΔH＝－92.4 kJ·mol^－1
他因此获得了1918年诺贝尔化学奖。试回答下列问题：
(1)合成氨工业中采取的下列措施可用勒夏特列原理解释的是________。

中，并补充N₂和H₂
(2)下图是实验室模拟工业合成氨的简易装置，简述检验有氨气生成的方法：
_________________________________________________________________。

(3)在298 K时，将10 mol N₂和30 mol H₂通入合成塔中，放出的热量小于924kJ，原因是______________________________
(4)1998年希腊亚里斯多德大学的Marmellos和Stoukides采用高质子导电性
的SCY陶瓷(能传递H^＋)，实现了高温、常压下高转化率的电化学合成氨。其
实验装置如下图，则其阴极的电极反应式为____________________________。

四川有丰富的天然气资源，以天然气为原料合成尿素的主要步骤如下图所示(图中某些转化步骤及生成物未列出)：

请填写下列空白：
(1)已知0.5 mol甲烷与0.5 mol水蒸气在t ℃、p kPa时，完全反应生成一氧
化碳和氢气(合成气)，吸收了a kJ热量，该反应的热化学方程式是：______________________。
(2)在合成氨的实际生产过程中，常采取的措施之一是：将生成的氨从混合气体中及时分离出来，并将分离出氨后的氮气和氢气循环利用，同时补充氮气和氢气。请运用化学反应速率和化学平衡的观点说明采取该措施的理由：
________________________________________________________________。
(3)当甲烷合成氨气的转化率为75%时，以5.60×10⁷ L甲烷为原料能够合成________L氨气。(假设体积均在标准状况下测定)
(4)已知尿素的结构简式为，请写出两种含有碳氧双键的尿素的同分异构体的结构简式：
①__________________；  ②_________________。

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：
①NaNO₂＋NH₄Cl NH₄NO₂＋NaCl
②NH₄NO₂NH₃↑＋HNO₂
③2HNO₂N₂O₃↑＋H₂O
④2NH₃＋N₂O₃2N₂＋3H₂O
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：

 
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________。