1.2人工固氮合成技术 试卷（含答案） (1)
文档属性
| 名称 | 1.2人工固氮合成技术 试卷（含答案） (1) |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 112.0KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（新课程标准） | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2016-12-07 08:19:08 | ||
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文档简介
1.2人工固氮合成技术
试卷（含答案）
1.人工固氮的成功对人类社会的进步具有重大意义,下列过程属于人工固氮的是( )
A.种植豆科植物,利用其根瘤菌将氮气转化为蛋白质
B.闪电时氮气与氧气化合,生成的氮的化合物被植物吸收
C.化工厂中在催化剂作用下使氮气与氢气化合成氨气
D.以氨气为原料生产各种化肥
解析:豆科植物的根瘤菌将氮气转变成植物蛋白属于生物固氮过程,A错误;闪电时氮气和氧气反应生成NO,是在自然条件下的氮的固定,B错误;在一定条件下反应生成N属于工业合成氨的过程,属于人工固氮方式,C正确;由N生产各种化肥,是氮的化合物之间的转化过程,不属于氮的固定过程,D错误。
答案:C
2.在合成氨时,可以提高H2转化率的措施是( )
A.延长反应时间
B.充入过量H2
C.充入过量N2
D.升高温度
解析:A项不能提高转化率,B、D项反而会降低H2转化率;只有充入过量N2才能使平衡向正反应方向移动,提高H2转化率,故C正确。
答案:C
3.合成氨工业中采用循环操作,主要是为了( )
A.加快反应速率
B.提高NH3的平衡浓度
C.降低NH3的沸点
D.提高N2和H2的利用率
解析:合成氨工业采用循环操作,将N2、H2循环压缩到合成塔中,提高了N2、H2的利用率。
答案:D
4.化工生产中,为加快反应速率应优先考虑的措施是( )
A.选用适宜的催化剂
B.采用高压
C.采用高温
D.增大反应物浓度
解析:化工生产中应首先考虑的是生产成本,因此应先考虑使用催化剂,提高反应速率。
答案:A
5.合成氨生产过程采取的措施与化学平衡移动原理无关的是( )
A.选择适当的温度
B.增大体系压强
C.使用铁触媒作催化剂
D.不断分离出氨
解析:催化剂只能改变化学反应速率,对平衡移动无影响。
答案:C
6.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,氨气占15%,所以生产氨的工厂的效率都很低
B.由于氨易液化,N2和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400~500
℃,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10~30
MPa,因为该压强下铁触媒的活性最大
解析:虽然从合成塔出来的混合气体中NH3只占15%,但由于原料气N2和H2循环使用和不断分离出液氨,所以生产NH3的效率还是很高的,因此A项错误;控制反应温度为400~500
℃,主要是为了使催化剂活性最大,因此,C选项错误;增大压强有利于NH3的合成,但压强越大,需要的动力越大,对材料的强度和设备的制造要求越高,我国的合成氨厂一般采用1×107~3×107
Pa,但这并不是因为该压强下铁触媒的活性最大,因此,D选项错误。
答案:B
7.1913年德国化学家哈伯发明了以低成本制造大量氨的方法,从而大大满足了当时日益增长的人口对粮食的需求。下列是哈伯法的流程图,其中为提高原料转化率而采取的措施是( )
A.①②③
B.②④⑤
C.①③⑤
D.②③④
解析:合成氨反应为气体分子总数减小的放热反应,操作①是为了除去杂质,防止水蒸气对反应产生不良影响;②增大压强,有利于该反应向右进行,能够提高转化率;③催化剂只能加快反应,不影响化学平衡,故不能提高转化率;④将产物NH3液化分离和⑤循环操作,均能使原料被更充分地利用,提高原料的转化率。
答案:B
8.某化学学习小组在实验室模拟工业生产制备少量氨气,设计了如下实验:
①连接好装置并检查实验装置的气密性后,制备少量氢气并检验氢气纯度;
②用氢气将空气中的氧气消耗掉,得到氢气与氮气的混合气体;
③用铁触媒催化使氢气与氮气反应生成氨气;
④检验氨气的生成。
(1)检验氢气纯度的目的是 ;
(2)上述各装置的接口正确的连接顺序为 ;
(3)操作②时,弹簧夹a、b、c的开、关情况为 ,如何判断氧气已经完全被消耗掉 ;
(4)在步骤③中,先加热铁触媒,后通入混合气体的原因是 ,
反应管D中发生反应的化学方程式是 ;
(5)若有氨气生成,现象为 ;
(6)该装置 (填“有”或“无”)缺点,若填有,改进措施为 。
解析:点燃易燃气体时,若气体中混有空气(氧气),点燃会发生爆炸,故点燃之前一定要检验纯度;根据实验步骤的先后,可确定各装置的接口顺序为①⑤④②③⑥;用氢气将空气中的氧气消耗掉时,应该关闭弹簧夹b、c,打开a;点燃氢气,当火焰熄灭时,则氧气被消耗掉;由于铁触媒有一定的活性温度要求,故先加热铁触媒,再通混合气体;若产生氨气,溶于水显碱性,会使E中溶液变红;为防止水蒸气对反应产生不良影响,应该在反应前把氢气与氮气的混合气体干燥,另外氨气是一种污染性气体,不能直接排入大气中,应该设有尾气处理装置。
答案:(1)防止因氢气不纯而发生爆炸
(2)①⑤④②③⑥
(3)关闭弹簧夹b、c,打开a 氢气在C瓶内燃烧,火焰熄灭时,证明氧气完全被消耗掉
(4)铁触媒在较高温度时活性较大 N2+3H2
2NH3
(5)E中溶液变红
(6)有 氢气与氮气的混合气体应该先通过干燥装置,再通入反应装置;⑦后应连接一个吸收尾气的装置
试卷（含答案）
1.人工固氮的成功对人类社会的进步具有重大意义,下列过程属于人工固氮的是( )
A.种植豆科植物,利用其根瘤菌将氮气转化为蛋白质
B.闪电时氮气与氧气化合,生成的氮的化合物被植物吸收
C.化工厂中在催化剂作用下使氮气与氢气化合成氨气
D.以氨气为原料生产各种化肥
解析:豆科植物的根瘤菌将氮气转变成植物蛋白属于生物固氮过程,A错误;闪电时氮气和氧气反应生成NO,是在自然条件下的氮的固定,B错误;在一定条件下反应生成N属于工业合成氨的过程,属于人工固氮方式,C正确;由N生产各种化肥,是氮的化合物之间的转化过程,不属于氮的固定过程,D错误。
答案:C
2.在合成氨时,可以提高H2转化率的措施是( )
A.延长反应时间
B.充入过量H2
C.充入过量N2
D.升高温度
解析:A项不能提高转化率,B、D项反而会降低H2转化率;只有充入过量N2才能使平衡向正反应方向移动,提高H2转化率,故C正确。
答案:C
3.合成氨工业中采用循环操作,主要是为了( )
A.加快反应速率
B.提高NH3的平衡浓度
C.降低NH3的沸点
D.提高N2和H2的利用率
解析:合成氨工业采用循环操作,将N2、H2循环压缩到合成塔中,提高了N2、H2的利用率。
答案:D
4.化工生产中,为加快反应速率应优先考虑的措施是( )
A.选用适宜的催化剂
B.采用高压
C.采用高温
D.增大反应物浓度
解析:化工生产中应首先考虑的是生产成本,因此应先考虑使用催化剂,提高反应速率。
答案:A
5.合成氨生产过程采取的措施与化学平衡移动原理无关的是( )
A.选择适当的温度
B.增大体系压强
C.使用铁触媒作催化剂
D.不断分离出氨
解析:催化剂只能改变化学反应速率,对平衡移动无影响。
答案:C
6.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,氨气占15%,所以生产氨的工厂的效率都很低
B.由于氨易液化,N2和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400~500
℃,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10~30
MPa,因为该压强下铁触媒的活性最大
解析:虽然从合成塔出来的混合气体中NH3只占15%,但由于原料气N2和H2循环使用和不断分离出液氨,所以生产NH3的效率还是很高的,因此A项错误;控制反应温度为400~500
℃,主要是为了使催化剂活性最大,因此,C选项错误;增大压强有利于NH3的合成,但压强越大,需要的动力越大,对材料的强度和设备的制造要求越高,我国的合成氨厂一般采用1×107~3×107
Pa,但这并不是因为该压强下铁触媒的活性最大,因此,D选项错误。
答案:B
7.1913年德国化学家哈伯发明了以低成本制造大量氨的方法,从而大大满足了当时日益增长的人口对粮食的需求。下列是哈伯法的流程图,其中为提高原料转化率而采取的措施是( )
A.①②③
B.②④⑤
C.①③⑤
D.②③④
解析:合成氨反应为气体分子总数减小的放热反应,操作①是为了除去杂质,防止水蒸气对反应产生不良影响;②增大压强,有利于该反应向右进行,能够提高转化率;③催化剂只能加快反应,不影响化学平衡,故不能提高转化率;④将产物NH3液化分离和⑤循环操作,均能使原料被更充分地利用,提高原料的转化率。
答案:B
8.某化学学习小组在实验室模拟工业生产制备少量氨气,设计了如下实验:
①连接好装置并检查实验装置的气密性后,制备少量氢气并检验氢气纯度;
②用氢气将空气中的氧气消耗掉,得到氢气与氮气的混合气体;
③用铁触媒催化使氢气与氮气反应生成氨气;
④检验氨气的生成。
(1)检验氢气纯度的目的是 ;
(2)上述各装置的接口正确的连接顺序为 ;
(3)操作②时,弹簧夹a、b、c的开、关情况为 ,如何判断氧气已经完全被消耗掉 ;
(4)在步骤③中,先加热铁触媒,后通入混合气体的原因是 ,
反应管D中发生反应的化学方程式是 ;
(5)若有氨气生成,现象为 ;
(6)该装置 (填“有”或“无”)缺点,若填有,改进措施为 。
解析:点燃易燃气体时,若气体中混有空气(氧气),点燃会发生爆炸,故点燃之前一定要检验纯度;根据实验步骤的先后,可确定各装置的接口顺序为①⑤④②③⑥;用氢气将空气中的氧气消耗掉时,应该关闭弹簧夹b、c,打开a;点燃氢气,当火焰熄灭时,则氧气被消耗掉;由于铁触媒有一定的活性温度要求,故先加热铁触媒,再通混合气体;若产生氨气,溶于水显碱性,会使E中溶液变红;为防止水蒸气对反应产生不良影响,应该在反应前把氢气与氮气的混合气体干燥,另外氨气是一种污染性气体,不能直接排入大气中,应该设有尾气处理装置。
答案:(1)防止因氢气不纯而发生爆炸
(2)①⑤④②③⑥
(3)关闭弹簧夹b、c,打开a 氢气在C瓶内燃烧,火焰熄灭时,证明氧气完全被消耗掉
(4)铁触媒在较高温度时活性较大 N2+3H2
2NH3
(5)E中溶液变红
(6)有 氢气与氮气的混合气体应该先通过干燥装置,再通入反应装置;⑦后应连接一个吸收尾气的装置