鲁科版重点高中化学选修二综合检测(一)

鲁科版重点高中化学选修二综合检测(一)

2

———————————————————————————————— 作者：

———————————————————————————————— 日期：

3 综合检测(一)

主题1 空气资源 氨的合成

(时间：60分钟 分值：100分)

一、选择题(本题包括12小题，每小题5分，共60分)

1．工业上用氢气和氮气合成氨，氢气的主要来源是( )

A．水和燃料 B．电解水

C．锌和稀硫酸反应 D．液化空气

【解析】 B、C项生产H2成本太高，不符合实际；D项液化空气得N2；A项正确。

【答案】 A

2．合成氨工业有下列生产流程，其先后顺序为( )

①原料气制备 ②氨的合成 ③原料气净化和压缩 ④氨的分离

A．①②③④ B．①③②④

C．④③②① D．②③④①

【解析】 合成氨工业流程顺序：原料气制备→原料气净化和压缩→氨的合成→氨的分离。

【答案】 B

3．加压法吸收NO2主要因为3NO2＋H2O2HNO3＋NO的反应是( )

A．可逆反应 B．放热反应

C．氧化还原反应 D．气体总体积缩小的反应

【解析】 3NO2＋H2O2HNO3＋NO是气体总体积缩小的反应，加压使平衡正向移动，增大NO2的转化率。

【答案】 D

4．硝酸工业中氧化炉中发生的化学反应是( )

A．3NO2＋H2O===2HNO3＋NO 4 B．2NO＋O2===2NO2

C．4NH3＋5O2=====高温催化剂4NO＋6H2O

D．Na2CO3＋2NO2===NaNO3＋NaNO2＋CO2

【解析】 氧化炉中发生的主要反应是NH3的催化氧化。

【答案】 C

5．下列有关浓硝酸的叙述中，错误的是( )

A．是无色液体，但常因含少量的Fe3＋而呈黄色

B．锌与硝酸反应不能制得氢气

C．可溶解绝大部分金属，却可放在铁制容器中

D．是具有不稳定性的挥发性的强酸

【解析】 依据硝酸的物理性质和化学性质。浓硝酸通常呈黄色是由于NO2溶于硝酸中的原因；硝酸能和绝大多数金属反应，但被还原的元素是氮而不是氢，冷的浓硝酸能使铁、铝钝化，铁制容器或铝制容器可用于盛放浓硝酸。

【答案】 A

6．合成氨所用的H2可由煤与水反应制得，其中有一步反应为CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g) ΔH＜0，欲提高CO的转化率可采用的方法有：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( )

A．①②③④⑤ B．①⑤

C．①④⑤ D．⑤

【解析】 该反应是一个气体总体积不变的放热反应，欲提高CO的转化率，可设法使化学平衡向正反应方向移动，显然降低温度可以满足这一要求；增加水蒸气的浓度，平衡向正反应方向移动，CO的转化率也可以增大；若增加CO的浓度，平衡虽然向右移动，但CO的总量增大，其转化率反而减小。增大压强和使用催化剂只能加快反应速率，缩短达到平衡的时间，而与平衡时CO的转化率

5 无关。

【答案】 B

7．实验室合成氨装置如图所示，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

【解析】 装置甲的作用有三点：①干燥气体；②观察气体逸出速率便于控制比例；③使气体混合均匀。

【答案】 B

8．进行氨的催化氧化实验时，铂丝不能接触氨水是因为( )

A．铂丝的温度高，接触氨水会使氨气大量蒸发

B．红热的铂丝将会和氨发生反应，使铂丝腐蚀

C．防止铂丝温度降低，不起催化作用

D．防止爆炸

【解析】 氨的催化氧化是在催化剂存在的条件下加热，而铂丝很细，本来蓄热就少，若再与液体接触，温度降低，即使有催化剂存在也不发生反应。

【答案】 C

9．某工厂用CaSO4、NH3、H2O、CO2制备(NH4)2SO4，其工艺流程如下图

6 所示，下列推断不合理的是( )

A．设计工艺流程时也可以先通入CO2后通入NH3

B．生成1 mol (NH4)2SO4至少消耗2 mol NH3

C．CO2可被循环使用

D．往甲中通入CO2有利于(NH4)2SO4生成

【解析】 由元素守恒可判断B项正确；从流程图中可看出，反应过程中需用CO2，而CaCO3煅烧过程中产生CO2，因此CO2可循环使用，C项正确；甲中含有足量的NH3，通入CO2，生成CaCO3，有利于生成(NH4)2SO4，D项正确；CO2在CaSO4悬浊液中溶解度很小，故不能先通入CO2，A项错误。

【答案】 A

10．在一定条件下，进入氨合成塔的混合气体中氮气的体积占22%，氢气的体积占78%，经合成反应达到平衡后，在相同温度和压强下，气体体积缩小至原体积的95%，氮气的转化率接近于( )

A．11.5% B．10.5%

C．9.75% D．13.2%

【解析】 设混合气体的体积为100 L，反应掉N2的体积为x。 N2 ＋ 3H2 2NH3

开始 22 L 78 L 0

平衡 22 L－x 78 L－3x 2x

由题意：22 L－x＋78 L－3x＋2x22 L＋78 L＝95%

解得x＝2.5 L

7 α(N2)＝2.5 L22 L×100%＝11.4%。

【答案】 A

11．在相同温度下，有相同体积的甲、乙两容器，甲容器中充入1 g N2和1

g H2，乙容器中充入2 g N2和2 g H2。下列叙述中，错误的是( )

A．化学反应速率：乙>甲

B．平衡后N2的浓度：乙>甲

C．H2的转化率：乙>甲

D．平衡混合气中H2的体积分数：乙>甲

【解析】 乙容器中反应物浓度大，反应速率快；假设开始时乙的容器体积是甲的两倍，则甲与乙达到相同平衡，再将乙容器体积压缩至与甲相等，在此过程中平衡向正反应方向移动，即N2、H2的转化率增大，体积分数减小；因为压缩时乙中各物质浓度是甲中的二倍，平衡移动虽然使N2、H2浓度减小，但仍比甲大。

【答案】 D

12．在一定温度、压强下，合成氨反应达到平衡后，混合气体中NH3的体积分数为25%。若反应前后的温度、压强保持不变，则反应后缩小的气体体积与原反应物体积的比值是( )

A．1∶5 B．1∶4

C．1∶3 D．1∶2

【解析】 同温、同压下，气体的体积之比等于气体的物质的量之比。设平衡时混合气体的物质的量为100 mol，则NH3为25 mol，N2和H2的物质的量之和为75 mol，根据反应方程式可知，生成25 mol NH3，气体的总物质的量减小25 mol，所以反应前气体的总物质的量为125 mol，则反应后缩小的气体体积与原反应物体积的比值是1∶5。

【答案】 A

二、非选择题(本题包括4小题，共40分) 8 13．(10分)工业合成氨是在一定条件下进行的可逆反应：N2(g)＋3H2(g)高温、高压催化剂2NH3(g)。其部分工艺流程如下：

请回答下列问题：

(1)第②步除需要催化剂这个条件外，还需要的条件是___________。

(2)第①步操作中的原料气的“净化”目的是________，第③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分离出来。这种分离物质的方法的原理类似于下列哪种方法？________(填编号)。

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______________________。

【解析】 (2)原料气中往往含有使催化剂中毒的物质，所以在进行原料气的反应前，需要除掉其中的杂质；工业合成氨反应后的混合气体中既有氨气，也有未反应的氢气、氮气，所以为了提高原料气的利用率，将未反应的原料气进行重新利用，这样可以提高经济效益。 9 (3)降低温度，氨变为液态，从而进行分离，所以跟蒸馏类似，都是通过改变温度，使物质的状态发生变化而分离。

(4)2NH3＋3Cl2===N2＋6HCl，生成的HCl又与NH3反应生成NH4Cl小颗粒，产生白烟。

【答案】 (1)500 ℃、20～50 MPa

(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)8NH3＋3Cl2===6NH4Cl＋N2

14．(10分)(2013·青岛高二质检)以天然气、焦炭、水、空气为初始原料，可以制得若干化工产品：

请回答下列问题：

(1)合成氨中原料气体N2来源于空气，可采用将空气________和________等方法，H2可采用上述反应①，其化学方程式为__________________________。

(2)对于合成氨N2＋3H2高温、高压催化剂2NH3 ΔH＜0，其中N2与H2体积比高于1∶3的原因是__________________；及时分离NH3的方法是____________。

(3)制取NH4NO3时，NH3的用途有两种，制HNO3的量大于与HNO3反应的量的原因是___________________________________________。

(4)反应⑤的化学方程式为_______________________________。