(共78张PPT)
阶段一
阶段二
学业分层测评
阶段三
氮气
氧气
氮气
稀有气体
降温、加压
沸点
加压
热交换
节流膨胀
多次部分汽化和部分冷凝
内表面积
减压
设备费用低
学业分层测评（一）
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课堂回馈即时达标
主题1空气资源氨的合成
W目
课堂小结学业分层测评(三)
(建议用时：45分钟)
[学业达标]
1．下列气体能造成空气中光化学烟雾污染的是( )
A．CO2
B．CO
C．NO2
D．Cl2
【答案】 C
2．关于NO的下列叙述不正确的是( )
A．NO可以是某些含低价N元素物质被氧化的产物
B．NO不是亚硝酸酐
C．NO可以是某些含高价N元素物质被还原的产物
D．NO是红棕色气体
【解析】 NO中N为＋2价，故NO既有氧化性，又有还原性，可以为低价含N物质失去电子被氧化的产物，也可为高价含N物质得到电子被还原的产物。N2O3为亚硝酸酐。D项不正确，NO为无色。
【答案】 D
3．化工生产中的废气和汽车尾气的排放是造成大气污染的主要原因。下列气体经过处理后可用做燃料的是( )
A．硫酸工业尾气
B．硝酸工业尾气
C．汽车尾气
D．高炉煤气
【解析】 各选项与主要污染物的对应关系是：A——二氧化硫、三氧化硫；B——一氧化氮、二氧化氮；C——一氧化碳、二氧化碳、一氧化氮、二氧化氮和烃；D——一氧化碳、二氧化碳。由于汽车尾气很分散，而目前甚至于今后一段时间内，将汽车尾气转化为燃料还不现实，故选D。
【答案】 D
4．在体积为V
L的密闭容器中通入a
mol
NO和b
mol
O2。反应后容器内氮原子数和氧原子数之比为( )
A.
B.
C.
D.
【解析】 根据原子守恒得答案为：。
【答案】 C
5．3NO2＋H2O===2HNO3＋NO为工业上氨催化氧化法制硝酸的反应之一，该反应中NO2的作用是( )
A．只作氧化剂
B．只作还原剂
C．既作氧化剂又作还原剂
D．既不作氧化剂又不作还原剂
【解析】 该反应二氧化氮中N元素的化合价由＋4价变为＋5价和＋2价，二氧化氮既失电子又得电子，所以二氧化氮既是氧化剂又是还原剂，故选C。
【答案】 C
6．下列反应既属于离子反应，又属于氧化还原反应的是
( )
【导学号：28920011】
A．4NH3＋5O24NO＋6H2O
B．2NO＋O2===2NO2
C．3NO2＋H2O===2HNO3＋NO
D．N2O3＋2NaOH===2NaNO2＋H2O
【解析】 A、B两项反应不属于离子反应；D项反应不属于氧化还原反应。
【答案】 C
7．工业制硝酸的其中一步反应为氨的氧化，反应方程式为4NH3(g)＋5O2(g)??4NO(g)＋6H2O(g) ΔH<0，有关该反应的说法正确的是( )
A．反应达到平衡后，3v正(NH3)＝2v逆(H2O)
B．反应处于平衡状态时，c(NH3)·c(O2)＝c(NO)·c(H2O)
C．其它条件不变，温度越高，氨的转化率越高
D．增大压强是加快反应速率并提高NO产率的有效措施
【解析】 A．反应达到平衡后，3v正(NH3)＝2v逆(H2O)，各组分浓度不变，故A正确；B.反应处于平衡状态时，体系中各组分的浓度不变，与c(NH3)·c(O2)和c(NO)·c(H2O)是否相等无关，故B错误；C.该反应正反应方向是放热反应，升高温度平衡向逆反应方向移动，温度越高，氨的转化率越低，故C错误；D.由于增大压强，平衡向逆反应方向移动，一氧化氮生产量减小，所以寻找合适的催化剂及提高氧气的浓度是加快反应速率并提高NO产率的有效措施，故D错误。故选A。
【答案】 A
8．已知氮的氧化物跟NaOH溶液发生的化学反应如下：2NO2＋2NaOH===NaNO3＋NaNO2＋H2O，NO2＋NO＋2NaOH===2NaNO2＋H2O，现有m
mol
NO2和n
mol
NO
组成的混合气体，需用NaOH溶液使其完全吸收至无气体剩余。已知NaOH物质的量浓度为a
mol
·L－1，则需该NaOH溶液的体积是
( )
A.
L
B.
L
C.
L
D.
L
【解析】 根据气体全部被吸收，生成的盐是NaNO3和NaNO2，可知钠原子的物质的量等于氮原子的物质的量，即n(NaOH)＝n(NO2)＋n(NO)＝(m＋n)mol，所以NaOH溶液的体积为
L。
【答案】 D
9．将20
mL二氧化氮和氨气的混合气体，在一定条件下充分反应，化学方程式是6NO2＋8NH3??7N2＋12H2O。已知参加反应的二氧化氮比氨气少2
mL(气体体积均在相同状况下测定)，则原混合气体中二氧化氮和氨气的物质的量之比是：①3∶2 ②2∶3 ③3∶7 ④3∶4，正确的组合为( )
A．①③
B．②③
C．②④
D．①④
【解析】 注意到给予的反应为可逆反应。NO2、NH3均不可能完全消耗。NO2比NH3少消耗了2
mL，具体关系应该为NO2消耗6
mL，NH3消耗8
mL，两种物质共消耗了14
mL，剩余6
mL，具体剩余的NO2、NH3各有多少，依据起始的投入来决定。起始投入不确定时，具体剩余的NO2、NH3体积也不确定。反过来，不知道剩余的NO2、NH3体积也就无法确定起始给予的NO2、NH3各多少体积。但是，用极端假设法可以确定起始给予的NO2、NH3的体积范围。假若剩余的气体全部为NO2，则原NO2有(6＋6)mL＝12
mL，NH3有8
mL，原混合气体中二氧化氮和氨气的物质的量之比是3∶2。假若剩余的气体全部为NH3，则原NH3有(8＋6)mL＝14
mL，NO2有6
mL，原混合气体中二氧化氮和氨气的物质的量之比是3∶7，故原混合气体中<<。
【答案】 C
10．将m
g氨通过氨氧化法完全制成硝酸，且将硝酸全部溶解在反应中生成的水里制成浓硝酸，其质量分数为( )
A．77.8%
B．50%
C．63.5%
D．98%
【解析】 根据4NH3＋5O2===4NO＋6H2O,4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3得关系式：NH3＋2O2===HNO3＋H2O，故溶液相当于1
mol水中溶解1
mol
HNO3，故质量分数为×100%＝77.8%。
【答案】 A
[能力提升]
11．硝酸工业尾气的净化方法有多种。
(1)碱液吸收是一种常用的方法。工业上常用纯碱溶液来吸收尾气中的氮的氧化物，反应的化学方程式为________________________________。如果希望吸收产物全部为硝酸钠，可用浓硝酸处理所得的吸收液，试写出反应的化学方程式：____________________________________________________________________。
(2)催化还原法是用还原剂在有催化剂存在的条件下来还原氮的氧化物。如果以NH3为还原剂，可分别将尾气中的NO和NO2还原成N2和H2O，写出这两个反应的化学方程式：__________________________________________________
________________________________________________________________。
【答案】 (1)2NO2＋Na2CO3===NaNO2＋NaNO3＋CO2 NaNO2＋2HNO3===NaNO3＋2NO2↑＋H2O
(2)4NH3＋6NO5N2＋6H2O,8NH3＋6NO27N2＋12H2O
12．某化学小组的同学设计了如图的实验装置。
将氨气与过量的氧气通入硬质玻璃管中，管中装有Cr2O3催化剂，用酒精灯加热。
(1)氨气催化氧化的化学方程式是____________________________________
________；试管内气体变为红棕色，该反应的化学方程式是____________________________________________________________________。
(2)停止反应后，立即关闭试管的两个活塞，一段时间后，将试管浸入冰水中，试管内气体颜色__________，原因是__________________________________。
【答案】 (1)4NH3＋5O24NO＋6H2O 2NO＋O2===2NO2 (2)变浅 存在2NO2??N2O4的平衡，降温平衡右移
13．工业合成氨与制备硝酸一般可连续生产，流程如下：
(1)某温度下体积为200
L的氨合成塔中，测得如下数据：
时间(h)浓度(mol·L－1)
0
1
2
3
4
N2
1.500
1.400
1.200
c1
c1
H2
4.500
4.200
3.600
c2
c2
NH3
0
0.200
0.600
c3
c3
根据表中数据计算0～2小时内N2的平均反应速率为________mol·L－1·h－1。
若起始时与平衡时的压强之比为a，则N2的转化率为________(用含a的代数式表示)。
(2)氨气和氧气从145
℃就开始反应，在不同温度和催化剂条件下生成不同产物(如图)：
已知：4NH3＋5O2??4NO＋6H2O
K1＝1×1053(900
℃)
4NH3＋3O2??2N2＋6H2O
K2＝1×1067(900
℃)
温度较低时以生成________为主，温度高于900
℃时，NO产率下降的原因
_________________________________________________________________
________________________________________________________________。
吸收塔中需要补充空气的原因______________________________________。
(3)尾气处理时小型化工厂常用尿素作为氮氧化物的吸收剂，此法运行费用低，吸收效果好，不产生二次污染，吸收后尾气中NO和NO2的去除率高达99.95%。其主要的反应为氮氧化物混合气与水反应生成亚硝酸，亚硝酸再与尿素[CO(NH2)2]反应生成CO2和N2，请写出有关反应化学方程式：_____________________________________________________________________
____________________________________________________________________。
【解析】 (1)由反应速率的计算表达式，可求出v(N2)＝(1.5
mol·L－1－1.2
mol·L－1)/2
h＝0.15
mol·L－1·h－1。设N2转化x
mol。
N2
＋
3H2
??
2NH3
起始/mol
300
900
0
转化/mol
x
3x
2x
平衡/mol
300－x
900－3x
2x
由同温、同体积时，压强之比等于物质的量之比得：＝a，解得x＝600(1－)，
φ(N2)＝×100%＝2(1－)×100%。
(2)从图中不难读出低温生成N2，高温生成NO，但当高于900
℃时，反应逆向移动，故NO的产率减小。再通入空气，相当于增加反应物，平衡正向移动，NH3的转化率进一步提高，使硝酸产量增加。
(3)根据题中信息，可写出反应物和产物，关键运用化合价和原子守恒来配平。
【答案】 (1)0.15 2(1－1/a)×100%
(2)N2 生成NO的反应为放热反应，升高温度转化率下降 进一步与NO反应生成硝酸
(3)NO＋NO2＋H2O===2HNO2、
CO(NH2)2＋2HNO2===CO2↑＋2N2↑＋3H2O
14．如图是模拟工业制硝酸原理的实验装置。先用酒精灯对硬质玻璃管里的三氧化二铬加热，然后把空气鼓入盛有浓氨水的锥形瓶，当三氧化二铬保持红热状态时，移去酒精灯。根据题意回答问题：
【导学号：28920012】
(1)硬质玻璃管里发生反应的化学方程式为____________________________
________________________________________________________________，
当三氧化二铬红热时，移去酒精灯，原因是：____________________________
________________________________________________________________。
(2)圆底烧瓶里的实验现象是_______________________________________，
鼓入空气的作用是________________________________________________。
(3)实验结束后，在圆底烧瓶内壁上有时会看到少量无色晶体，写出生成该晶体的化学方程式：
_________________________________________________________________
________________________________________________________________。
(4)新制的三氧化二铬催化效果较好。实验室一般用加热分解(NH4)2Cr2O7的方法制三氧化二铬，反应的化学方程式为_________________________________。
(5)工业上要获得浓度较大的硝酸，往往在稀硝酸中加入吸水剂硝酸镁或浓硫酸，然后________(填一种操作名称)，实验室里保存浓硝酸的方法是____________________________________________________________________
____________________________________________________________________。
【解析】 (1)氨气具有还原性，在催化剂作用下可与氧气反应被氧化为NO；该反应是放热反应，温度太高可能使催化剂的活性降低。
(2)产生的一氧化氮能和氧气反应生成红棕色的NO2，鼓入空气有利于氨气的逸出，同时提供氧气。
(3)NO2与水反应生成HNO3，NH3与HNO3反应生成了NH4NO3：NH3＋HNO3===NH4NO3。
(4)(NH4)2Cr2O7中铵根中的氮是负三价，有还原性，重铬酸根中的铬正六价，有氧化性，会发生自身氧化还原反应，氮元素化合价升高为0价，铬元素化合价降低为＋3价，分别生成氮气和氧化铬。
(5)硝酸和硝酸镁溶液或浓硫酸互溶，可以采取蒸馏的方法分离，浓硝酸不稳定，易分解，应盛于棕色瓶中，密封放于阴暗处。
【答案】 (1)4NH3＋5O24NO＋6H2O 该反应是放热反应，温度太高可能使催化剂的活性降低
(2)有红棕色气体产生 提供氧气且促进氨的逸出
(3)NH3＋HNO3===NH4NO3
(4)(NH4)2Cr2O7N2↑＋Cr2O3＋4H2O
(5)蒸馏 盛于棕色瓶中，密封置于阴暗处学业分层测评(一)
(建议用时：45分钟)
[学业达标]
1．氮气是空气的主要组成部分。因此有科学家根据蒸汽机的原理，设计制造出了液氮蒸汽机，即利用液态氮的蒸发来驱动机车，从而达到环境保护的目的。其原理是( )
A．N2在空气中燃烧放热
B．N2与H2反应放热
C．N2在空气中约占78%(体积分数)
D．液态氮的沸点为－196
°C，远低于常温
【解析】 根据深冷分离空气的基本原理，液氮在常温常压下，由液态汽化为气体，体积膨胀做功。故答案为D。
【答案】 D
2．(2013·南京高二质检)当液态空气温度升高达到刚沸腾时，在蒸发出的气体中( )
A．基本上不含氧气
B．氮气占体积的78%
C．基本上不含氮气
D．氮气含量稍高于体积的78%
【解析】 由于氧气的沸点比氮气高，当液态的空气温度升高达到刚沸腾时，首先蒸发出来的气体是氮气，所以基本上不含氧气。工业上用分离液态空气的方法制氧气，就是根据空气中各组分的沸点不同进行精馏分离的。
【答案】 A
3．采用深冷分离液态空气时，先逸出稀有气体的原因是
( )
【导学号：28920002】
A．稀有气体性质不活泼
B．在空气中含量最少
C．分子直径最小
D．沸点最低
【解析】 深冷分离空气是利用空气各组分沸点不同而分离的方法。
【答案】 D
4．在下列物质的应用中，属于利用物质的吸附性的是( )
①氢氧化铝胶体用于净水 ②无水硫酸铜用作干燥剂 ③木炭用于工业制糖中的脱色 ④四氯化碳用于提取溴水中的溴
A．①②③
B．①③
C．②③
D．①②③④
【解析】 无水硫酸铜用作干燥剂的原理是硫酸铜跟水发生化合反应。四氯化碳用于提取溴水中的溴是利用了溴在四氯化碳中的溶解性。
【答案】 B
5．下列说法中不正确的是( )
A．膜分离可应用于化工、石油、燃料等工业中回收各种气体
B．当空气通过膜分离装置时，氧分子能透过膜，而氮分子不能透过膜
C．膜分离法制备的富氧空气含氧量在25%～40%之间
D．膜分离法分离过程复杂，设备费用高，耗能多
【答案】 D
6．下列操作原理与渗析原理相同的是( )
A．深冷分离
B．变压吸附
C．蒸馏和精馏
D．膜分离
【解析】 渗析、膜分离原理均是利用粒子直径大小而进行分离、提纯的方法。
【答案】 D
7．(双选)下列说法中正确的是( )
【导学号：28920003】
A．深冷分离法是大规模生产高纯度氧气、氮气等气体的方法，并且能耗小，生产成本较低
B．空气的成分自古至今都是不变的
C．在绝热的条件下，将空气加压通过节流阀后突然膨胀，叫做节流膨胀
D．分馏是化学变化
【解析】 A项，深冷分离法能耗大；B项，空气的成分受人类活动的影响；D项，分馏是物理变化。
【答案】 C
8．下列关于膜分离技术的说法中，不正确的是( )
A．膜分离所使用的薄膜必须具有使某些物质可以通过，另一些物质不能通过的特性
B．膜分离法制备富氧空气是利用空气透过气体分离膜时，由于氧气和氮气透过的能力不同而使二者分离的方法
C．膜分离技术制备的富氧空气的含氧量在35%左右
D．膜分离技术只能用于空气的分离
【解析】 膜分离技术也可以用于其他混合物的分离，如氯碱工业中使用的阳离子膜。
【答案】 D
[能力提升]
9．正常情况下，大气中含有约78%的N2,21%的O2，还含有少量的CO2、水蒸气以及稀有气体和杂质。如果大气中二氧化碳的含量明显增加，就会引起“温室效应”，导致全球变暖。
(1)二氧化碳是共价化合物，它的电子式可表示为________________。
(2)实验室中检验CO2气体最方便的方法是将CO2气体通入饱和的澄清石灰水中，产生的实验现象是________，相应的反应方程式为___________________。
(3)在宇宙飞船和太空站上工作的宇航员，在密闭的工作舱内需要吸入氧气，呼出CO2，飞船内可以使用一种物质，它能吸收CO2，并产生氧气，该物质是________，其反应方程式为_____________________________________________。
【答案】 (1)
(2)产生白色沉淀(或白色浑浊)
Ca(OH)2＋CO2===CaCO3↓＋H2O
(3)Na2O2 2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2
10．(1)图瓦卢是由多个珊瑚礁形成的岛国。由于大气中CO2含量的剧增，大量珊瑚礁(主要成分是碳酸钙)被海水侵蚀，其原因是(用化学方程式表示)：_____________________________________________________________________
________________________________________________________________。
(2)温室效应导致海平面上升，引起温室效应的人为原因主要是：_________。
(3)为了控制温室效应。各国科学家提出了不少方法和设想。有人根据液态CO2密度大于海水密度的事实，设想将CO2液化后，送入深海海底。以减小大气中CO2的浓度。为使CO2液化，可采用的措施是________。
A．减压、升温
B．增压、升温
C．减压、降温
D．增压、降温
(4)科学家致力于二氧化碳的“组合转化”技术研究，把过多的二氧化碳转化为有益于人类的物质。如将CO2和H2以1∶4的比例混合，通入反应器。在适当的条件下即反应，可获得一种重要的能源。请完成以下化学方程式：CO2＋4H2―→( )＋2H2O
若将CO2与H2混合，在一定条件下以1∶3的比例发生反应，生成某种重要的化工原料和水。该化工原料可能是________。
A．烷烃
B．烯烃
C．炔烃
D．芳香烃
(5)快速、有效地减缓大气中CO2大量增加的生态学措施是________。
A．使用天然气等燃料
B．控制全球人口增长
C．植树造林，保护森林
D．立即减少煤和石油的燃烧
【答案】 (1)CaCO3＋CO2＋H2O===Ca(HCO3)2
(2)大量化石燃料(煤、石油、天然气)的燃烧
(3)D (4)CH4 B (5)C
11．下面是关于汽车燃料及其燃烧产物性质的问题。(1)如图对三种不同类型汽车(以序号①、②、③表示)的废气排放情况进行了比较。这三种汽车分别是以汽油为燃料的汽车、以天然气(主要成分是甲烷)为燃料的汽车和电动汽车。请判断其中序号为①的是________汽车，序号为③的是________汽车。(以下为废气成分)
碳氢化合物 一氧化碳(CO) 氮氧化物(NOx) 二氧化碳(CO2)
(2)下图为一定量饱和Ca(OH)2溶液中通入二氧化碳气体后，产生CaCO3白色沉淀的质量与二氧化碳体积之间的关系曲线。试回答：
OA段曲线和AB段曲线所表示的反应方程式是
OA：_____________________________________________________________
AB：_____________________________________________________________
A点时已参加反应的CO2和Ca(OH)2的物质的量之比为________。
B处溶液中存在的浓度较大的两种离子是______和________。(填离子符号)
将B处生成的溶液煮沸，可见到的现象是________。
【解析】 (1)燃料燃烧越不充分，产生的废气就越多。由于含碳量：汽油>天然气，故汽油不如天然气燃烧充分。
(2)OA表示CaCO3沉淀量随通入CO2的量增加而增加；AB表示CaCO3不断溶解；A点表示CO2与Ca(OH)2完全反应，且沉淀量最大，即n(CO2)∶n[Ca(OH)2]＝1∶1；B处为Ca(HCO3)2溶液，Ca(HCO3)2受热易分解：Ca(HCO3)2CaCO3↓＋CO2↑＋H2O。
【答案】 (1)电动 以汽油为燃料的
(2)Ca(OH)2＋CO2===CaCO3↓＋H2O
CaCO3＋CO2＋H2O===Ca(HCO3)2 1∶1 Ca2＋ HCO 生成白色沉淀
12．航天飞行器座舱内空气更新过程如图所示：
【导学号：28920004】
(1)Ⅱ是CO2和H2的反应装置，该反应的化学方程式为___________________
(2)从装置Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ可看出O2的来源是CO2和H2O，宇航员每天消耗28
mol
O2，呼出23
mol
CO2，则宇航员每天呼出的气体中含H2O______mol。
(3)以下是另一种将CO2转化为O2的实验设想，其中，由MgCl2·6H2O制取无水MgCl2的部分装置(铁架台、酒精灯已略)如下：
①下图是制取无水MgCl2的装置，装置a由______、________、双孔塞和导管组成
②循环物质甲的名称是________。
③制取无水氯化镁必须在氯化氢存在的条件下进行，原因是_____________。
④装置b中填充的物质可能是________(填入编号)
e．硅胶
f．碱石灰
g．无水氯化钙
h．浓硫酸
⑤设计d装置要注意防止倒吸，请在方框中画出d装置的简图，并要求与装置c的出口处相连(铁架台不必画出)。
【解析】 (1)由Ⅱ装置进出气体成分可知反应物为CO2和H2，产物为C和H2O。
(2)由装置Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ可知：n(O2)＝n(CO2)＋n(H2O)(据氧原子守恒)，可得：n(H2O)＝(28
mol－23
mol)×2＝10
mol。
(3)①考查仪器的名称；②可由制备无水MgCl2的反应流程判断循环物质为HCl；③MgCl2溶液受热时，Mg2＋水解；④b装置作用是除去HCl中水分，且为固体干燥剂。
【答案】 (1)2H2＋CO2===2H2O＋C (2)10 (3)①分液漏斗 圆底烧瓶 ②盐酸 ③抑制水解 ④eg
⑤见图学业分层测评(二)
(建议用时：45分钟)
[学业达标]
1．合成氨工业上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】 循环操作后增大了反应物N2和H2的浓度，加快了反应速率，提高了NH3的平衡浓度，但主要是提高N2和H2的利用率，不至于浪费原料。
【答案】 D
2．合成氨过程中为提高原料氢气的转化率而所采取的下列措施中不正确的是( )
A．不断将NH3分离出来
B．使用过量的N2
C．采用高温
D．采用高压
【解析】 由N2＋3H2??2NH3的特点可知，高温平衡左移不利于提高H2的转化率。高压和减小NH3的浓度均使平衡右移。使用过量的N2有利于提高H2的转化率。
【答案】 C
3．对于合成氨的反应来说，使用催化剂和施以高压，下列叙述中正确的是
( )
【导学号：28920007】
A．都能提高反应速率，都对化学平衡无影响
B．都对化学平衡状态有影响，都不影响达到平衡状态所用的时间
C．都能缩短达到平衡状态所用的时间，只有压强对化学平衡状态有影响
D．催化剂能缩短反应达到平衡状态所用的时间，而压强无此作用
【解析】 对化学反应N2＋3H2??2NH3，催化剂只能提高反应速率，使反应达到平衡状态所用的时间缩短，不能使化学平衡发生移动。高压能提高反应速率，使反应达到平衡状态所用的时间缩短，也能使化学平衡向生成NH3的反应方向移动。
【答案】 C
4．已知焦炭、一氧化碳和烃类化合物都能与水反应产生合成尿素[CO(NH2)2]的原料——氢气和二氧化碳，从充分利用原料的角度考虑，用下列物质生产H2和CO2最为合适的是( )
A．C
B．CO
C．天然气
D．石脑油(C5H12、C6H14)
【解析】 生产出的H2用于合成NH3，N2＋3H22NH3。再由NH3与CO2合成尿素。由此，可找出H2与CO2的关系式：3H2～2NH3～CO2。
分别写出备选项中各物质与H2O反应的化学方程式：
A项C＋H2OH2＋CO，CO＋H2O===H2＋CO2总反应方程式为：C＋2H2O===2H2＋CO2；B项CO＋H2OH2＋CO2；C项CH4＋2H2O4H2＋CO2；D项C5H12＋10H2O16H2＋5CO2，C6H14＋12H2O19H2＋6CO2。产物中，n(H2)∶n(CO2)最接近3∶1的最合适。
【答案】 D
5．反应C(s)＋H2O(g)??CO(g)＋H2(g)在一可变容积的密闭容器中进行，下列条件的改变对其反应速率几乎无影响的是( )
①增加C的量 ②将容器的体积缩小一半 ③保持体积不变，充入N2使体系压强增大 ④保持压强不变，充入N2使容器体积变大
A．①④
B．②③
C．①③
D．②④
【解析】 增加固体的量、恒容时充入与反应无关的气体，都对反应速率无影响。④相当于减压，反应速率减小。
【答案】 C
6．合成氨反应达到平衡时，氨气的百分含量与温度、压强的关系如图所示。根据此图，判断合成氨工业最有前途的研究发展方向是( )
A．研究耐高压的合成塔
B．研制低温催化剂
C．提高分离技术
D．探索不用氢氮合成氨的新途径
【答案】 B
7．用焦炭、空气、水为原料制备NH3，则参加反应的焦炭与产品氨气之间的物质的量之比为( )
A．3∶4
B．3∶2
C．2∶3
D．1∶2
【解析】 由反应：C＋H2O(g)CO＋H2，CO＋H2O(g)CO2＋H2，N2＋3H22NH3可得：C～2H2～NH3。
【答案】 A
8．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)，673K、30
MPa下n(NH3)和n(H2)随时间变化的关系如图所示。下列叙述正确的是( )
A．点a的正反应速率比点b的小
B．点c处反应达到平衡
C．点d(t1时刻)和点e(t2时刻)处n(N2)不一样
D．其他条件不变，773
K下反应至t1时刻，n(H2)比上图中d点的值大
【解析】 选项A，在ab段可逆反应向正反应方向进行，随着反应的进行，反应物浓度在减小，正反应速率在降低，故A项不正确；选项B中，c点时NH3、H2的物质的量仍在变化，故未达到化学平衡；选项C中，t1时刻和t2时刻都处于同样的化学平衡状态，则n(N2)不变，故C不正确；选项D中，由于正反应是一个放热反应，升高温度化学平衡向逆反应方向移动，故平衡时n(H2)比题图中d点的值大，故D项正确。
【答案】 D
9．将V1L的H2和V2L的N2在一定条件下发生反应，达到平衡后，混合气体总体积为V3L(气体体积均在相同条件下测定)，则生成NH3的体积是( )
A．(V1＋V2＋V3)L
B．(V1＋V2－V3)L
C．(V1＋V2－2V3)L
D．[V3－(V1＋V2)]L
【解析】 根据差量法计算。
由N2＋3H2??2NH3，可知NH3～ΔV(减少)，
因ΔV＝(V1＋V2－V3)L，故V(NH3)＝ΔV＝(V1＋V2－V3)L。
【答案】 B
[能力提升]
10．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＋NH4ClNH4NO2＋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：
N2和H2的体积比
5∶1
3∶1
1∶1
1∶3
1∶5
酚酞变红色所需时间/min
8～9
7～8
6～7
3～4
9～10
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________。
【解析】 (1)根据Y形管右侧管需加热，说明右侧管反应制取N2，左侧管反应制取H2。(2)铁粉撒在石棉绒上的目的是增大与混合气体的接触面积，从而提高催化效率，增大反应速率。(3)因为NH4NO2分解可产生NH3，所以不能证明N2和H2反应生成了NH3。直接将Y形管中混合气体通入酚酞试液，若试液变红，则理由成立，否则理由不成立。在A、B之间加一个除NH3的装置，排除了NH3的干扰。(4)由表可知V(N2)∶V(H2)＝1∶3时，反应最快，在Y形管中，无法控制气体的体积。(5)气体成分中有生成的NH3，同时还有未反应的N2、H2。
【答案】 (1)Zn＋2H＋===Zn2＋＋H2↑
(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)从分步反应可知，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，说明理由不成立 ③ A B
(4)1∶3 无法控制通入B中N2和H2的体积比
(5)NH3、N2、H2
11．合成氨工业的主要反应为：N2(g)＋3H2(g)??2NH3(g)(正反应为放热反应)，回答下列问题。
(1)原料N2不能用空气代替，而必须用纯N2，这是因为__________________。
H2来自水和焦炭，有关的化学方程式为：______________________________
_______________________________________________________________。
原料气体必须经过净化的原因是___________________________________。
(2)在合成塔中合成氨要在高温、高压和有催化剂的条件下进行，试分析各反应条件的作用：温度(500
℃)__________________________________________
________________________________________________________________。
压强(5×107Pa)___________________________________________________。
催化剂(铁触媒)__________________________________________________。
(3)从合成塔里出来的混合气体中含15%的氨。
①若N2和H2的转化率相等，则转化率为________。
②工业上采用________法将氨分离出来。
【解析】 (3)利用“三段式”进行分析。由于N2和H2转化率相等，则二者起始投料物质的量比为1∶3。
N2(g)＋3H2(g)??2NH3
起始(mol)
1
3
0
转化(mol)
x
3x
2x
平衡(mol)
1－x
3－3x
2x
则×100%＝15%，解得x＝0.261，
转化率为×100%＝26.1%。
【答案】 (1)空气中的O2与H2混合加热会发生爆炸 C(s)＋H2O(g)CO(g)＋H2(g)，CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g) 除去原料气中的杂质，防止催化剂中毒
(2)加快反应速率，缩短达到平衡的时间且催化剂在此温度下活性最大 既加快反应速率，也能促使平衡向正反应方向移动，提高NH3在平衡混合物中的百分含量 加快反应速率，缩短达到平衡的时间
(3)①26.1% ②冷凝
12．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：
【导学号：28920008】
(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________。
A．采用较高压强(20～50
MPa)
B．采用500
℃的高温
C．用铁触媒作催化剂
D．将生成的氨液化并及时从体系中分离出来，剩余N2和H2循环到合成塔中，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924
kJ，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_________________________________
_________________________________________________________________
________________________________________________________________。
【解析】 (1)勒·夏特列原理只解释平衡移动问题。(2)根据氨的性质进行检验。(3)合成氨的反应是可逆反应。(4)根据合成氨反应中的氧化剂、电解池中阴极反应特点及电解质成分进行分析。
【答案】 (1)AD
(2)用湿润的红色石蕊试纸放在管口处，若试纸变蓝则说明有氨气生成
(3)该反应是可逆反应，10
mol
N2与30
mol
H2不可能完全反应，所以放出的热量小于10×92.4
kJ＝924
kJ
(4)N2＋6H＋＋6e－===2NH3
13．Ⅰ.合成氨工业对化学的国防工业具有重要意义。写出氨的两种重要用途__________________________________________________________________。
Ⅱ.实验室制备氨气，下列方法中适宜选用的是________________。
①固态氯化铵加热分解 ②固体氢氧化钠中滴加浓氨水 ③氯化铵溶液与氢氧化钠溶液共热 ④固态氯化铵与氢氧化钙混合加热
Ⅲ.为了在实验室利用工业原料制备少量氨气，有人设计了如下装置(图中夹持装置均已略去)。
[实验操作]
①检查实验装置的气密性后，关闭弹簧夹a、b、c、d、e。在A中加入锌粒，向长颈漏斗注入一定量稀硫酸。打开弹簧夹c、d、e，则A中有氢气发生。在F出口处收集氢气并检验其纯度。
②关闭弹簧夹c，取下截去底部的细口瓶C，打开弹簧夹a，将氢气经导管B验纯后点燃，然后立即罩上无底细口瓶C，塞紧瓶塞，如图所示。氢气继续在瓶内燃烧，几分钟后火焰熄灭。
③用酒精灯加热反应管E，继续通氢气，待无底细口瓶C内水位下降到液面保持不变时，打开弹簧夹b，无底细口瓶C内气体经D进入反应管E，片刻后F中的溶液变红。
回答下列问题：
(1)检验氢气纯度的目的是________________。
(2)C瓶内水位下降到液面保持不变时，A装置内发生的现象是________________，防止了实验装置中压强过大。此时再打开弹簧夹b的原因是______________________________________，C瓶内气体的成分是________。
(3)在步骤③中，先加热铁触媒的原因是_______________________________
________________________________________________________________。
反应管E中发生反应的化学方程式是________________________________
________________________________________________________________。
【答案】 Ⅰ.制化肥、制硝酸 Ⅱ.②④
Ⅲ.(1)排除空气，保证安全
(2)锌粒与酸脱离 尽量增大氢气的浓度以提高氮气的转化率 N2、H2
(3)铁触媒在较高温度时活性增大，加快氨合成的反应速率 N2＋3H22NH3(共80张PPT)
阶段一
阶段二
学业分层测评
阶段三
NO
催化剂
氨水
红热
红棕
NO
氮气
铂
非铂
放
缩小
加压、降温
全压法
综合法
吸收率
学业分层测评（三）
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阶卫认知预习质疑
知识梳理自主填充
知识山
知识
阶段2合作探究通关
要点初探疑难细究
探兖山
易错警钟
馨提醒
规律方法
探究
知识
探究
探究
课堂
阶段3体验落实评价
课堂回馈即时达标
主题1空气资源氨的合成
W目
易错警钟
稀硝酸
浓硫酸
饱和
氨
A
催化剂
碱石灰(共77张PPT)
阶段一
阶段二
学业分层测评
阶段三
可逆
放
缩小
增大
降低
提高
降温
增压
铁触媒
20～50
MPa
500
℃
空气
氨
氮气
氢气
学业分层测评（二）
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知识
阶段2合作探究通关
要点初探疑难细究
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知识
探究
探究
课堂
阶段3体验落实评价
课堂回馈即时达标
主题1空气资源氨的合成
W目
易错警钟
课堂(共34张PPT)
知识网络构建
专题归纳提升
专题对点演练
专题
专题
专题对京演练mMM小
主题1空气资源氨的合成
主题归纳提升主题1空气资源氨的合成
知识络构建
专题归纨提升MMM
三三
甲
■■■
剩余
气体→E
足量浓
80
mL
HSO
E址
足量Na2O2
气体
显红
棕色
H
O
