高考化学一轮复习工业合成氨考点精练.docx
《高考化学一轮复习工业合成氨考点精练.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高考化学一轮复习工业合成氨考点精练.docx（15页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
高考化学一轮复习工业合成氨考点精练
工业合成氨
一．选择题（共20小题）
1．下列过程属于人工固氮的是（ ）
A．分离液态空气制氮气
B．闪电时N2转化为NO
C．合成氨
D．豆科作物根瘤菌将N2转化为NH3
2．NH3是一种重要的工业原料．下列关于合成氨的说法中，不正确的是（ ）
A．工艺涉及催化技术
B．工艺涉及高温高压技术
C．原料之一的氮气来自空气
D．从合成塔出来的气体中，氨的体积分数为100%
3．下列有关工业生产的叙述正确的是（ ）
A．合成氨生产中将NH3液化分离，可加快正反应速率，提高N2、H2的转化率
B．硫酸工业中，在接触室安装热交换器是为了利用SO3转化为H2SO4时放出的热量
C．电解饱和食盐水制烧碱采用离子交换膜法，可防止阴极室产生的Cl2进入阳极室
D．侯氏制碱法是将氨气和二氧化碳先后通入饱和氯化钠溶液中，制得碳酸氢钠固体，再在高温下灼烧，转化为碳酸钠固体
4．传统合成氨工业需要采用高温、高压和催化剂．近来美国化学家使用新型铁系催化剂，在常温下合成了氨气．下列说法正确的是（ ）
A．新型合成氨方法是吸热反应
B．新型合成氨方法可简化生产设备
C．新型催化剂提高了N2和H2的转化率
D．两种方法中该反应的化学平衡常数相同
5．符合目前工业生产实际的化工生产原理是（ ）
A．合成氨工业中，由于氨易液化，N2、H2循环使用，所以总体上氨的产率很高
B．氯气和氢气混合在光照条件下反应生成氯化氢，用水吸收得到盐酸
C．氯碱工业中，电解槽的阳极区产生NaOH
D．二氧化硫在接触室被氧化成三氧化硫，三氧化硫在吸收塔内被水吸收制成浓硫酸
6．下列有关工业生产的叙述正确的是（ ）
A．合成氨生产过程中将NH3液化分离，会降低反应速率，可提高N2、H2的转化率
B．从海水中提镁过程中，电解熔融MgO可制备Mg
C．电解精炼铜时，同一时间内阳极溶解固体的质量比阴极析出固体的质量小
D．电解饱和食盐水制烧碱采用离子交换膜法，可防止阴极室产生的Cl2进入阳极室
7．如图是合成氨的简要流程示意图，沿X路线回去的物质是（ ）
A．N2和H2B．催化剂C．NH3D．H2
8．下列有关工业生产的叙述正确的是（ ）
A．合成氨生产过程中升高温度可加快反应速率，缩短生产周期，故温度越高越好
B．硫酸工业中，使用催化剂是为了提高SO2转化为SO3的转化率
C．电解精炼铜时，精铜作阴极
D．电解饱和食盐水制烧碱采用离子交换膜法，可防止阴极室产生的Cl2进入阳极室
9．下列有关工业生产的叙述正确的是（ ）
A．合成氨工业中，将NH3及时液化分离有利于加快反应速率
B．氯碱工业中，使用离子交换膜可防止Cl2和NaOH溶液反应
C．硫酸工业中，接触室内安装热交换器，是为了利用沸腾炉中排出的SO2的热量
D．硫酸工业中，SO2的催化氧化不采用高压，是因为压强对SO2转化率无影响
10．最近美国化学家借助太阳能产生的电能和热能，用空气和水作原料成功地合成了氨气．下列有关说法正确的是（ ）
A．NH3是电解质
B．该合成氨过程不属于氮的固定
C．空气、水、太阳能均为可再生资源
D．断裂N2中的N≡N键会释放出能量
11．有关合成氨工业的下列说法中，正确的是（ ）
A．从合成塔出来的混合气体，NH3的含量较小，所以生产氨的工厂的效率都很低
B．由于氨可液化分离出来，N2、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500℃，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20MPa～50MPa，因在该压强下铁触媒的活性最大
12．下列物质的工业制备原理不正确的是（ ）
A．氨气：
N2+3H2
2NH3
B．铝：
2Al2O3（熔融）
4Al+3O2↑
C．氯气：
MnO2+4HCl（浓）
MnCl2+Cl2↑+2H2O
D．硫酸：
2SO2+O2
2SO3，SO3+H2O═H2SO4
13．下列关于合成氨和联合制纯碱工业生产的叙述中，正确的是（ ）
A．合成氨生产过程中将NH3液化分离，可加大正反应速率，提高N2、H2的转化率
B．联合制碱法生产工艺中采用循环操作，其目的是提高食盐的利用率
C．从氨合成塔出来的混合气体中NH3只占15%左右，所以生产氨的工厂效率都很低
D．联合制碱法中关键的一步是向分离出NaHCO3晶体后的母液中不断地通入CO2
14．下列工业生产所涉及的化学用语表达不正确是（ ）
A．工业上制取氯气：
MnO2+4HCl
Cl2↑+MnCl2+H2O
B．工业上合成氨：
N2+3H2
2NH3
C．工业上制取粗硅：
SiO2+2C
Si+2CO↑
D．工业上生产漂白粉：
2Cl2+2Ca（OH）2=CaCl2+Ca（ClO）2+2H2O
15．关于工业合成氨的叙述中错误的是（ ）
A．在动力、设备、材料允许的条件下尽可能在高压下进行
B．温度越高越有利于工业合成氨
C．在工业合成氨中N2、H2的循环利用可提高其利用率，降低成本
D．及时从反应体系中分离出氨气有利于平衡向正反应方向移动
16．合成氨工业对国民经济和社会发展具有重要的意义．哈伯法合成氨需要在20～50MPa的高压和500℃左右的高温下，并用铁触媒作为催化剂，氨在平衡混合物中的含量仍较少．最近英国俄勒冈大学的化学家使用了一种名为trans一Fe（DMeOPrPE）2的新催化剂，在常温下合成氨，反应方程式可表示为N2+3H2⇌2NH3．有关说法正确的是（ ）
A．哈伯法合成氨是吸热反应，新法合成氨是放热反应
B．新法合成氨不需要在高温条件下，可节约大量能源，具有发展前景
C．新法合成氨能在常温下进行是因为不需要断裂化学键
D．新催化剂降低了反应所需要的能量，使平衡正向移动
17．下列有关工业生产的叙述正确的是（ ）
A．合成氨工业中，将NH3及时液化分离有利于加快反应速率
B．硫酸工业中，接触室内安装热交换器是为了利用SO3转化为H2SO4时放出的热量
C．氯碱工业中，使用离子交换膜可防止C12和NaOH溶液反应
D．电镀工业中，必需将镀件与电源的负极相连
18．合成氨反应的正反应是气体体积减小的放热反应，合成氨工业的生成流程如下：
关于合成氨工业的说法中不正确的是（ ）
A．混合气进行循环利用遵循绿色化学思想
B．对原料气进行压缩可以增大原料气的转化率
C．合成氨反应须在低温下进行
D．使用催化剂可以提高反应的速率，但是不能使平衡向正反应方向移动
19．工业上利用合成氨实现人工固氮．属于合成氨主要原料的是（ ）
A．NO2B．空气C．Na2CO3D．KNO3
20．下列生产工艺不能体现“绿色化学”思想的是（ ）
A．海水提镁：
用电解氯化镁产生的氯气制取盐酸
B．工业制硫酸：
提高尾气排放的烟囱高度
C．工业制胆矾：
使用稀硫酸、双氧水溶解铜
D．火力发电：
在燃煤中加入适量生石灰
二．填空题（共5小题）
21．“低碳”既是时尚，也是环保要求．“低碳”在工业生产中意义重大，充分利用原材料，不排放或减少排放“三废”，不同工厂今后联合生产等都是很好的“低碳”生产方式．下面是几个工厂利用废气、废渣（液）联合生产化肥硫酸铵的工艺：
请回答下列问题：
（1）工艺操作②为：
．
工业合成氨的化学方程式为：
．
（3）副产品的化学式为 ．该联合生产工艺中可以循环使用的物质是 ．
（4）在实验室中检验合成氨厂排出的废气中是否含有氨气的方法是
（5）写出生成“产品”的化学方程式：
．
22．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 两种方法，H2可采用上述反应①，其化学方程式为 ．
对于合成氨N2+3H2
2NH3△H＜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 ．
（4）发生反应⑤的化学方程式为 ．
（5）发生反应③生成C8H18的化学方程式为 ．
23．氨气是中学化学中常见的气体，其用途广泛．
（1）实验室制取氨气的化学方程式是 ．
工业上氨气可以由氢气和氮气合成如图1．
①该反应的热化学方程式是 ．
②随着温度的升高，该反应的化学平衡常数的变化趋势是 ．
③一定温度下，2L密闭容器中，5molN2和5molH2发生反应，达到平衡时，N2的转化率为20%，该温度下反应的平衡常数的数值是 （填字母）．
④简述一种检查氨气是否泄露可采用的化学方法：
．
（3）工业制硫酸的尾气中含较多的SO2，为防止污染空气，回收利用SO2，工业上常用氨水吸收法处理尾气．
①当氨水中所含氨的物质的量为3mol，吸收标准状况下44.8LSO2时，溶液中的溶质为 ．
②（NH4）2SO3显碱性，用化学平衡原理解释 ．
③NH4HSO3显酸性．用氨水吸收SO2，当吸收液显中性时，溶液中离子浓度关系正确的是 （填字母）．
a．c（NH4+）=2c（SO32﹣）+c（HSO3﹣）
b．c（NH4+）＞c（SO32﹣）＞c（H+）=c（OH﹣）
c．c（NH4+）+c（H+）=c（SO32﹣）+c（HSO3﹣）+c（OH﹣）
（4）氨气是一种富氢燃料，可以直接用于燃料电池，下图是供氨水式燃料电池工作原理如图2：
①氨气燃料电池的电解质溶液最好选择 （填“酸性”、“碱性”或“中性”）溶液．
②空气在进入电池装置前需要通过过滤器除去的气体是 ．
③氨气燃料电池的反应是氨气与氧气生成一种常见的无毒气体和水，该电池的电极总反应是 ，正极的电极反应方是 ．
24．实验室合成氨装置如图：
试回答：
（1）装置甲的作用是：
① ，② ，
从丙导出的气体是 ，
（3）乙中发生的反应方程式为 ，
（4）检验产物的简单化学方法是 ．
25．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）从图中选择制取氮气的合适装置：
（填编号）
氮气和氢气通过甲装置，甲装置的作用：
① ② ③
（3）用乙装置吸收一段时间氨后，再通入空气，同时将经加热的铂丝插入乙装置的锥形瓶内，能说明反应发生的现象是 ，乙装置中的CCl4的作用是 ．
（4）反应结束后锥形瓶内的溶液中含有的离子有：
H+、OH﹣、 、 ．
三．解答题（共5小题）
26．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 ， ．
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 ．
27．工业合成氨技术是对人类的巨大贡献之一．下面是合成氨的简要流程示意图：
（1）设备I的名称是 ，沿X路线循环的物质是 （填字母）．
A．N2和H2B．催化剂C．NH3D．N2、H2和NH3
合成氨中H2可以由焦炭和水蒸汽反应获得．请写出该反应的化学方程式：
．
（3）原料气中往往含有H2S、CO、CO2等杂质，必须除去这些杂质的目的是 ，常用K2CO3溶液除去CO2，其反应的离子方程式为 ．
（4）近年有人将电磁场直接加在氮气和氢气反应的容器内，在较低的温度和压强条件下合成氨，获得了较高的产率．电磁场对合成氨反应本质的影响是 ，该方法的优点是 ．
（4）合成氨工业往往含有大量含氨废水，为了防止对环境造成污染，可以利用电解法将NH3•H2O转化为对环境无污染的加以处理．电解时以石墨做电极，以硝酸作为电解质，则理论上处理1molNH3•H2O，电路中转移电子 mol，阳极的电极反应式为 ．
28．氨在工业上有很多重要应用，合成氨的流程示意图如下：
回答下列问题：
（1）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 ；原料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：
；
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 ；
（3）设备C的作用是 ．
29．氨气是工农业生产中重要的产品，合成氨并综合利用的某些过程如图所示：
（1）原料气中的氢气来源于水和碳氢化合物．请写出甲烷和水在催化剂和高温条件下反应的方程式：
．
在工业生产中，设备A的名称为 ，A中发生的化学反应方程式是 ．
（3）上述生产中向母液通入氨气同时加入 ，可促进副产品氯化铵的析出．长期使用氯化铵会造成土壤酸化，尿素适用于各种土壤，在土壤中尿素发生水解，其水解的化学方程式是 ．
（4）纯碱在生产生活中有广泛的应用，请写出任意两种用途：
．
（5）图中所示工业制法获得的纯碱中常含有NaCl杂质，用下述方法可以测定样品中NaCl的质量分数．
样品m
溶解
沉淀
固体n克
①检验沉淀是否洗涤干净的方法是 ．
②样品中NaCl的质量分数的数学表达式为 ．
30．合成氨工业、硫酸工业的生产工艺流程大致为：
合成塔和接触室中的反应分别为：
N2（g）+3H2（g）⇌2NH3（g）△H=0；2SO2（g）+O2（g）⇌2SO2（g）△H=0．
（1）写出流程中设备的名称：
B ，X ．
进入合成塔和接触室中的气体都要进行热处理，最理想的热处理方法是 ．
（3）采用循环操作可提高原料的利用率，下列生产中，采用循环操作的是 （填序
号）．
①硫酸工业②合成氨工业③硝酸工业
（4）工业上常用98.3%的浓硫酸吸收SO3而不用稀硫酸或水的原因是 ．
（5）工业生产中常用氨﹣﹣酸法进行尾气脱硫，以达到消除污染、废物利用的目的．硫酸工业尾气中的SO2经处理可以得到一种化肥，该肥料的化学式是 ．
（6）根据化学平衡移动原理，下列条件或措施合理的是 （填序号）．
①合成氨工业在高压下进行②合成氨工业和硫酸工业都使用催化剂③及时将氨液化而分离④硫酸工业中，净化后的炉气中要有过量空气⑤合成氨工业和硫酸工业都采用适宜的温度．
工业合成氨
参考答案
一．选择题（共20小题）
1．C2．D3．D4．B5．A6．AC7．A8．C9．B10．C11．B12．C13．B14．A15．B16．B17．CD18．C19．B20．B
二．填空题（共5小题）
21．过滤N2+3H2
2NH3CaOCO2用湿润的红色石蕊试纸放在导气管口，若试纸变蓝，则证明有NH3CaSO4+CO2+2NH3+H2O═CaCO3↓+（NH4）2SO4
22．深冷分离氧燃烧CH4+2H2O
CO2+4H2制H2的成本高于制N2，为了提高H2的转化率，可以提高N2的加入量冷却使NH3液化NH3转化为HNO3的过程中，发生3NO2+H2O═2HNO3+NO及各步反应有损失，用于制HNO3的NH3量应较大CO2+2NH3
CO（NH2）2+H2O8CO+17H2
C8H18+8H2O23．2NH4Cl+Ca（OH）2
2NH3↑+CaCl2+2H2ON2（g）+3H2（g）⇌2NH3（g）H=-93.36kJ/mol减小0.5将湿润的红色石蕊试纸接近容器，观察试纸是否变蓝，如果变蓝说明有氨气泄露．（或蘸取浓盐酸接近容器，观察是否有白烟生成，如果有白烟生成说明管道泄露（NH4）2SO3和NH4HSO3NH4++H2O⇌NH3•H2O+H+SO32-+H2O⇌HSO3-+OH-，SO32-水解程度大于NH4+的水解程度使溶液中c（OH-）＞c（H+），溶液呈碱性ab碱性CO24NH3+3O2═2N2+6H2OO2+4e-+2H2O=4OH-
24．干燥气体使N2和H2充分混合（或观察气泡以调节氢气、氮气流速）NH3、N2、H2N2+2H2
2NH3用蘸有浓盐酸的玻璃棒靠近丙的导管口，有白烟生成，说明有NH3生成（或能使湿润的红色石蕊试纸变蓝色也说明有氨气生成）
25．a干燥气体控制氢气和氮气的流速混合气体出现红棕色气体防止倒吸NH4+NO3-
三．解答题（共5小题）
26．液化、分馏与碳反应后除去CO2C+H2O
CO+H2CH4+H2O
CO+3H2合成（氨）塔N2（g）+3H2（g）
2NH3（g）；冷凝塔或冷凝器；n高温气体由冷凝塔上端进入，冷凝水从下端进入，逆向冷凝效果好将液氨与未反应的原料气分离13.827．合成塔AC+H2O
CO+H2防止催化剂中毒CO32-+CO2+H2O=2HCO3-在电磁场的作用下，氮氮三键更容易断裂，减少了合成氨反应所需的能量降低能耗，使反应更容易进行32NH3-6e-=N2+6H+
28．合成塔N2+3H2
2NH3C+H2O
CO+H2、CH4+H2O
CO+H2冷凝器n高温气体从冷凝塔上端进入，冷却水从下端进入，逆向冷凝效果更好将液氨和未反应的原料气体分离29．CH4+2H2O
CO2+4H2或CH4+H2O
CO+3H2沉淀池NH3+CO2+H2O+NaCl=NH4Cl+NaHCO3↓NaClCO（NH2）2+H2O=2NH3↑+CO2↑制玻璃、制皂、造纸、纺织、印染等往少量的最后一次洗涤所得滤液中加入稀H2SO4溶液（或AgNO3溶液），若产生白色沉淀，则沉淀没有洗涤干净，若无白色沉淀，则沉淀已洗涤干净（1-
）×100%30．循环压缩机沸腾炉充分利用反应中放出的热量加热反应气①②③由于用稀硫酸或水吸收SO2时易形成酸雾，不利于SO2吸收（NH4）2SO4③④
升级会员 