高中化學(xué) 12_1 合成氨的反應(yīng)原理課時(shí)訓(xùn)練 新人教版選修2.doc

1、a課題2人工固氮技術(shù)合成氨課時(shí)訓(xùn)練3合成氨的反應(yīng)原理基礎(chǔ)夯實(shí)1.下列過程屬于氮的固定的是()A.閃電下N2與O2反應(yīng)生成NOB.NO2溶于水生成HNO3C.工業(yè)上用NH3制造尿素CO(NH2)2D.NH3與Cl2反應(yīng)生成N2和HCl解析：A項(xiàng),N2轉(zhuǎn)化為NO,屬于氮的固定;NO2HNO3,NH3CO(NH2)2均為由含氮化合物轉(zhuǎn)化為含氮化合物的過程,不是氮的固定;NH3N2,含氮化合物轉(zhuǎn)化為N2,不屬于氮的固定。答案：A2.哈伯因發(fā)明了由氮?dú)夂蜌錃夂铣砂睔獾姆椒ǘ@得1918年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)?，F(xiàn)向一密閉容器中充入1 mol N2和3 mol H2,在一定條件下使該反應(yīng)發(fā)生,有關(guān)說法正確的是()N

2、2+3H22NH3A.達(dá)到化學(xué)平衡時(shí),N2將完全轉(zhuǎn)化為NH3B.達(dá)到化學(xué)平衡時(shí),N2、H2和NH3的物質(zhì)的量濃度一定相等C.達(dá)到化學(xué)平衡時(shí),N2、H2和NH3的物質(zhì)的量濃度不再變化D.達(dá)到化學(xué)平衡時(shí),正反應(yīng)和逆反應(yīng)的速率都為零解析：合成氨反應(yīng)為可逆反應(yīng),故氮?dú)狻睔獠荒芡耆D(zhuǎn)化,化學(xué)平衡是動(dòng)態(tài)平衡,達(dá)到平衡時(shí)正、逆反應(yīng)速率相等,但是不為零。答案：C3.合成氨時(shí)采用500 左右的溫度,主要因?yàn)樵摐囟葧r(shí)()A.合成氨的化學(xué)反應(yīng)速率最大B.氮?dú)獾钠胶廪D(zhuǎn)化率最高C.鐵觸媒的活性最大D.氨在平衡混合物中的體積分?jǐn)?shù)最大解析：溫度越高,化學(xué)反應(yīng)速率越大,A項(xiàng)錯(cuò);合成NH3的反應(yīng)在低溫時(shí)N2的轉(zhuǎn)化率越大,B項(xiàng)

3、錯(cuò);工業(yè)合成NH3采用500 左右的溫度主要是此時(shí)催化劑活性最大,C項(xiàng)對;500 時(shí)NH3在平衡混合物中的體積分?jǐn)?shù)不一定最大,D項(xiàng)錯(cuò)。答案：C4.德國科學(xué)家格哈德埃爾特生日的當(dāng)天獲得了諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng),以獎(jiǎng)勵(lì)他在表面化學(xué)領(lǐng)域作出的貢獻(xiàn)。合成氨反應(yīng)在鐵催化劑表面進(jìn)行時(shí)效率顯著提高,就是埃爾特的研究成果。下列關(guān)于合成氨反應(yīng)的敘述中,不正確的是()(導(dǎo)學(xué)號(hào)52690076)A.鐵作催化劑可加快反應(yīng)速率,但不能使合成氨的化學(xué)平衡移動(dòng)B.將氨從混合氣中分離,有利于化學(xué)平衡向合成氨的方向移動(dòng)C.升高溫度可以加快反應(yīng)速率,且有利于化學(xué)平衡向合成氨的方向移動(dòng)D.增大壓強(qiáng)可加快反應(yīng)速率,且有利于化學(xué)平衡向合成氨的方

4、向移動(dòng)解析：催化劑可以改變化學(xué)反應(yīng)速率,但不能使平衡移動(dòng),只能縮短反應(yīng)達(dá)到平衡的時(shí)間,A項(xiàng)正確;將氨從混合氣中及時(shí)地分離出來,可加快反應(yīng)速率,且有利于化學(xué)平衡正向移動(dòng),B項(xiàng)正確;升高溫度能加快反應(yīng)速率,但合成氨反應(yīng)是一個(gè)放熱反應(yīng),因此升高溫度不利于化學(xué)平衡向合成氨的方向移動(dòng),C項(xiàng)錯(cuò);合成氨的反應(yīng)是一個(gè)氣體體積減小的反應(yīng),因此增大壓強(qiáng)可加快反應(yīng)速率,且有利于化學(xué)平衡向著合成氨的方向移動(dòng),D項(xiàng)正確。aa答案：C5.有關(guān)合成氨工業(yè)說法中正確的是()(導(dǎo)學(xué)號(hào)52690077)A.從合成塔出來的混合氣體,其中NH3只占15%,所以生產(chǎn)氨的工廠的效率都很低B.由于氨易液化,N2、H2是循環(huán)使用的,總體來說

5、氨的產(chǎn)率較高C.合成氨反應(yīng)溫度控制在400500 ,目的是使化學(xué)平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)D.合成氨采用的壓強(qiáng)是1030 MPa,因?yàn)樵搲簭?qiáng)下鐵觸媒的活性最大解析：由于采用循環(huán)操作,故氨的產(chǎn)率較高;控制溫度在400500 是綜合考慮反應(yīng)速率、平衡移動(dòng)和催化劑的活性溫度;采用壓強(qiáng)1030 MPa目的是獲得較快的速率、較高的產(chǎn)率以及考慮動(dòng)力、設(shè)備等因素。答案：B6.合成氨的溫度和壓強(qiáng)通?？刂圃诩s500 以及11073107 Pa的范圍,且進(jìn)入合成塔的N2和H2的體積比為13。經(jīng)科學(xué)實(shí)驗(yàn)測定,在相應(yīng)條件下N2和H2反應(yīng)所得氨的平衡濃度(體積分?jǐn)?shù))如下表所示:壓強(qiáng)1107 Pa3107 Pa氨的體積分?jǐn)?shù)19

6、.1%42.2%而實(shí)際從合成塔出來的混合氣體中含氨約為15%,這表明()A.表中所測數(shù)據(jù)有明顯的誤差B.生產(chǎn)條件控制不當(dāng)C.氨的分解速率大于預(yù)測值D.合成塔中的反應(yīng)并未達(dá)到平衡解析：含氨約為15%,小于19.1%,因此N2、H2的轉(zhuǎn)化率仍很低,反應(yīng)正在向著生成氨的方向進(jìn)行,表明合成塔中的反應(yīng)并未達(dá)到平衡。答案：D7.在一定條件下,將10.0 mol H2和1.0 mol N2充入恒容密閉容器中,發(fā)生反應(yīng):N2(g)+3H2(g)2NH3(g),并達(dá)到平衡狀態(tài),則H2的轉(zhuǎn)化率可能是()A.15%B.30%C.35%D.75%解析：對可逆反應(yīng)而言,任何一種物質(zhì)都不能完全轉(zhuǎn)化。為方便解題,假設(shè)N2完

7、全轉(zhuǎn)化,則消耗H2的物質(zhì)的量n消耗(H2)=3n(N2)=3.0 mol。事實(shí)上,N2完全轉(zhuǎn)化是不可能的,因而消耗H2的物質(zhì)的量小于3.0 mol,故H2的最大轉(zhuǎn)化率為:最大(H2)100%=30%故A項(xiàng)正確。答案：A能力提升8.科學(xué)家一直致力于研究常溫、常壓下“人工固氮”的新方法。曾有實(shí)驗(yàn)報(bào)道:在常溫、常壓、光照條件下,N2在催化劑(摻有少量Fe2O3的TiO2)表面與水發(fā)生反應(yīng),生成的主要產(chǎn)物為NH3。進(jìn)一步研究NH3生成量與溫度的關(guān)系,部分實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)見下表(光照、N2壓強(qiáng)為1.0105 Pa、反應(yīng)時(shí)間3 h):(導(dǎo)學(xué)號(hào)52690078)T/K303313323353aaNH3生成量/(10

8、-6 mol)4.85.96.02.0相應(yīng)的熱化學(xué)方程式如下:N2(g)+3H2O(l)2NH3(g)+O2(g)H=+765.2 kJmol-1回答下列問題:(1)與目前廣泛使用的工業(yè)合成氨方法相比,該方法中固氮反應(yīng)速率慢。請?zhí)岢隹商岣咂浞磻?yīng)速率且增大NH3生成量的建議:。(2)工業(yè)合成氨的反應(yīng)為N2(g)+3H2(g)2NH3(g)。設(shè)在容積為2 L的密閉容器中充入0.6 mol N2(g)和1.6 mol H2(g),反應(yīng)在一定條件下達(dá)到平衡時(shí),NH3的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)(NH3的物質(zhì)的量與反應(yīng)體系中總的物質(zhì)的量之比)為。計(jì)算:該條件下N2的平衡轉(zhuǎn)化率;該條件下反應(yīng)2NH3(g)N2(g)+3H2(g)的平衡常數(shù)。解析：(1)該反應(yīng)正反應(yīng)是吸熱反應(yīng),升高溫度,使化學(xué)平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng),從而增大NH3的生成量,升高溫度也能提高反應(yīng)速率;增大反應(yīng)物N2的濃度,能加快反應(yīng)速率,并使化學(xué)平衡向右移動(dòng);不斷移出生成物,使平衡向右移動(dòng),增大NH3的生成量。(2)由三段式法計(jì)算可知,起始時(shí):c(N2)=0.3 molL-1,平衡時(shí):c(N2)=0.1 molL-1;c(H2)=0.2 molL-1;c(NH3)=0.4 molL-1。所以N2的平衡轉(zhuǎn)化率=(0.6-0.2)mol0.6 mol100%66.7