知识点挑题 - 高中化学 - 优优班--学霸训练营

1．实验室模拟合成氨和氨催化氧化的流程如下：

已知实验室可用饱和亚硝酸钠（NaNO₂）溶液与饱和氯化铵溶液经加热后反应制取氮气．

（1）从图1中选择制取气体的合适装置：氮气 ______ 、氢气 ______
（2）氮气和氢气通过图2甲装置，甲装置的作用除了将气体混合外，还有 ______ 、 ______
（3）氨合成器出来经冷却的气体连续通入乙装置的水中吸收氨， ______ （“会”或“不会”）发生倒吸，原因是： ______ ．
（4）写出乙装置中氨催化氧化的化学方程式： ______
（5）反应结束后锥形瓶内的溶液中含有H⁺、OH^-、 ______ 、 ______ 离子．

难度：较易

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2．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NH₃只占15%，所以生产氨的工厂的效率都很低

B．由于氨易液化，N₂、H₂是循环使用，所以总体来说氨的生产率很高

C．合成氨的反应温度控制在500℃左右，目的是使化学平衡向正反应方向移动

D．合成氨厂采用的压强是2～5MPa，因在该压强下铁触媒的活性最大

难度：较易

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3． 1902年德国化学家哈伯研究出合成氨的方法．
（1）某温度时，N₂与H₂反应（可逆反应）过程中的能量变化如图1所示．

①写出合成氨的热化学方程式 ______ ．
②下列叙述正确的是 ______ ．
A．b曲线是加入催化剂时的能量变化曲线
B．在密闭容器中加入28gN₂、6gH₂，充分反应放出的热量小于92kJ
C．由图可知，断开1molN≡N键与3molH-H键吸收的能量和小于形成6molN-氮氢键所放出的能量
D．反应物的总能量低于生成物的能量
（2）在一容积为4L的密闭容器中，加入0.4molN₂和1.2molH₂，在一定条件下发生反应，反应中NH₃的物质的量浓度变化情况如图2所示．据图计算从反应开始到平衡时，平均反应速率ʋ（H₂）为 ______ mol/（L•min），平衡时，c（N₂）为 ______ ．
（3）哈伯因证实N₂、H₂在固体催化剂（Fe）表面吸附和解吸以合成氨的过程而获诺贝尔奖．若用分别表示N₂、H₂、NH₃和固体催化剂，则在固体催化剂表面合成氨的过程可用如图表示．吸附后，能量状态最高的是 ______ （填字母序号）．

难度：较易

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4．如图所示是工业生产硝酸铵的流程图．

（1）写出N₂和H₂通过红热的铁纱网生成氨气的反应方程式： ______ ．
（2）B装置中Pt-Rh合金网的作用是 ______
（3）写出B中的反应方程式： ______ ．
（4）写出D中的反应方程式： ______ ．
（5）吸收塔C中通入空气的目的是 ______ ．

难度：较易

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5．回答下列问题：

（1）工业合成氨的原料是氮气和氢气．氮气是从空气中分离出来的，通常使用的两种分离方法是 ______ ， ______ ；氢气的来源是水和碳氢化合物，写出分别采用煤和天然气为原料制取氢气的化学反应方程式 ______ ， ______ ．
（2）设备A中含有电加热器、触煤和热交换器，设备A的名称 ______ ，其中发生的化学反应方程式为 ______ ．
（3）设备B的名称 ______ ，其中m和n是两个通水口，入水口是 ______ （填“m”或“n”）．不宜从相反方向通水的原因 ______ ．
（4）设备C的作用 ______ ；
（5）在原料气制备过程中混有CO对催化剂有毒害作用，欲除去原料气中的CO，可通过如下反应来实现：CO（g）+H₂O（g）⇌CO₂ （g）+H₂ （g），已知1000K时该反应的平衡常数K=0.627，若要使CO的转化超过90%，则起始物中c（H₂O）：c（CO）不低于 ______ ．

难度：中等

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6．利用天然气合成氨的工艺流程如下，完成下列填空：

（1）天然气脱硫采用了Fe（OH）₂、Fe（OH）₂可以再生循环，写出上述工艺中Fe₂S₃再生的化学方程式是 ______ ．
含硫化合物遇到Fe²⁺的反应情况与反应条件有关，以NaHS溶液与FeCl3融合混合为例：将溶液置于80℃的热水浴中，发现有红褐色沉淀产生，写出该反应的化学方程式： ______ ，解释该反应在温度升高后能发生，而低温时不易发生的原因 ______ ．
（2）n　mol　CH₄经一次转化后产生CO.9nmol，产生H₂______ mol（用含n的代数式表示）．
（3）K₂CO₃（aq）和　CO₂反应在加压下进行，加压的理论依据是 ______ （多选扣分）．
a．相似相溶原理　　　　　　　　　　　b．勒夏特列原理　　　　　　　　　　　　c．酸碱中和原理．
（4）整个流程有三个循环：一是Fe（OH）₂循环，二是K₂CO₃（aq）循环，还有一处循环未标明，请指出上述流程图中第三处循环的物质是 ______ ．
（5）工业上制取硝酸铵的流程图如下，请回答下列问题：

据图2可知工业上氨催化氧化生产NO时，应该控制温度在 ______ 左右，其中在吸收塔中为了尽可能提高硝酸的产率，减少尾气排放，常常调节空气与NO的比例，写出吸收塔内发生反应的总化学方程式为 ______ ．

难度：较易

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7．铵盐是重要的化工原料，以N₂和H₂为原料制取硝酸铵的流程图如下，请回答下列问题：

（1）在上述流程图中，B设备的名称是 ______ ，其中发生反应的化学方程式为 ______ ．
（2）在上述工业生产中，N₂与H₂合成NH₃的催化剂是 ______ ．1909年化学家哈伯在实验室首次合成了氨，2007年化学家格哈德•埃特尔在哈伯研究所证实了氢气与氮气在固体催化剂表面合成氨的反应过程，示意图如下（①-⑤）：

分别表示N₂、H₂、NH₃．图⑤表示生成的NH₃离开催化剂表面，图②和图③的含义分别是 ______ 、 ______ ．
（3）NH₃和CO₂在一定条件下可合成尿素，其反应为：2NH₃（g）+CO₂（g）⇌CO（ NH₂）₂（s）+H₂O（g）
图⑥表示合成塔中氨碳比a与CO₂转化率ω的关系．a为[n（NH₃）：n（CO₂）]，b为水碳比[n（H₂O）：n（CO₂）]．则：
①b应控制在 ______ ；
A.1.5.1.6 B.1～1.1 C.0.6～0.7
②a应控制在4.0的理由是 ______ ．
（4）在合成氨的设备（合成塔）中，设置热交换器的目的是 ______ ；在合成硝酸的吸收塔中通入空气的目的是 ______ ．
（5）生产硝酸的过程中常会产生一些氮的氧化物，可用如下两种方法处理：
碱液吸收法：NO+NO₂+2NaOH═2NaNO₂+H₂O
NH₃还原法：8NH₃+6NO₂ $%20%5Cfrac%20%7B%20%5Cunderline%7B%5Ctext%7B%E5%82%AC%E5%8C%96%E5%89%82%7D%7D%7D%7B%E2%96%B3%7D$ 7N₂+12H₂O（NO也有类似的反应）
以上两种方法中，符合绿色化学的是 ______ ．
（6）某化肥厂用NH₃制备NH₄NO₃．已知：由NH₃制NO的产率是96%、NO制HNO₃的产率是92%，则制HNO₃所用去的NH₃的质量占总耗NH₃质量（不考虑其它损耗）的 ______ %．

难度：较易

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8．某化工厂以天然气、水、空气为基本原料联合生产氨、硝酸，获得了良好的经济效益，下面是其生产流程图．

（1）试剂a可能是 ______ ，设备B的名称为 ______ ，设备A中的化学方程式为 ______ ．
（2）该化工厂合成氨时的压强40MPa，温度为500℃左右，在此条件下，测定达到平衡时混合气体中NH₃的体积分数约为35.2%．
①在保持温度、压强不变的情况下，写出一种能提高合成塔中H₂转化率的方法 ______ ，温度越低，NH₃的产率越高，为何不在较低温度下进行合成 ______ ．
②从合成塔中出来的NH₃的体积分数通常约为15%，其原因是 ______ ．
（3）从设备B中出来的硝酸浓度较小，通常先加入一定量的硝酸镁后再进行蒸馏
①下列可以代替硝酸镁加入到蒸馏塔中的是： ______
a．浓硫酸b．硫酸镁c．生石灰
②蒸馏时通常采用减压蒸馏，这样做的主要目的是 ______ ．
（4）用尿素[CO（NH₂）₂]处理尾气时可得到纯净的两种常见无毒气体，反应过程为：NO、NO₂在水中反应转化亚硝酸，然后亚硝酸再与尿素反应，写出后者反应的化学方程式： ______ ．

难度：较易

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9．硝酸铵是一种常用的化肥，其工业生产流程如图，请回答下列问题．

（1）写出反应容器B中发生反应的化学方程式： ______ ．
（2）吸收塔C中通入空气的目的是 ______ ；C、D两个反应容器中发生的反应，属于氧化还原反应的是 ______ （填反应容器代号）．
（3）浓硝酸一般保存在棕色试剂瓶里，并放置在阴凉处，用化学方程式解释原因： ______ ．
（4）金属铜与稀硝酸反应的离子方程式是 ______ ，该反应中稀硝酸表现的性质是 ______ ．

难度：较易

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10．联合生产是实现节能减排的重要措施，工业上合成氨和硝酸的联合生产具有重要意义．图1是工业上合成氨的简易流程：

（1）设备A内部结构如图2所示，其名称是 ______ ，其中发生的化学反应方程式为 ______ ；生产中原料气必须进行脱硫，目的是 ______ ，选择500℃进行反应的主要原因是 ______ ；
（2）设备B的名称是冷凝塔，图1中a和b是两个通水口，其中入水口是 ______ （填“a”或“b”）．
（3）氮气和氢气的混合气体通过压缩机压缩的原因是 ______ ．
（4）生产出来的NH₃可以用来生产硝酸．其中在氨气催化氧化过程中，不同温度下生成产物可能有所不同，温度对氨氧化产物产率的影响如图3所示；当温度大于900℃时，NO的产率下降的主要原因是 ______ ．

（5）某化肥厂用NH₃制备NH₄N0₃．已知：由NH₃制NO的产率是94%，NO制HNO₃的产率是89%，则制HN0₃所用NH₃的质量占总耗NH₃质量（不考虑其它损耗）的 ______ %（保留两位有效数字）．

难度：较易

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