高中化學關(guān)于乙烯烯烴的練習題和答案(2)
高中化學關(guān)于乙烯烯烴的練習題和答案
高中化學合成氨條件的練習題
一、選擇題
1.合成氨工業(yè)有下列生產(chǎn)流程：①原料氣的制備 ②氨的合成 ③原料氣的凈化和壓縮 ④氨的分離。其先后順序是( )。 A.①②③④ B.④③②① C.①③②④ D.②③④①
答案：C
2.工業(yè)上合成氨采用500℃左右的溫度，其原因是①適當加快NH3 的合成速率;②提高H2的轉(zhuǎn)化率;③提高氨的產(chǎn)率;④催化劑在500℃左右時其活性最好( )。
A.① B.①③ C.①④ D.②③④
答案：C
3.有平衡體系CO(氣)+2H2(氣)⇌CH3OH(氣)(正反應為放熱反應)，為了增加甲醇的產(chǎn)量，工廠應采取的正確措施是( )。
A.高溫、高壓 B.適當溫度、高壓、催化劑
C.低溫、低壓 D.低溫、高壓、催化劑
答案：B
4.在密閉容器中進行合成氨反應，達到平衡后，將平衡體系中各物質(zhì)的濃度增加到原來的2倍，則產(chǎn)生的結(jié)果是( )。
A.平衡向正反應方向移動 B.平衡向逆反應方向移動
C.平衡不移動 D.NH3的質(zhì)量分數(shù)增加
答案：A
5.合成氨所需的氫氣可由煤與水反應制得，其中有一步反應為CO+H2O(氣)⇌CO2+H2(正反應為放熱反應)。欲提高CO轉(zhuǎn)化率可采用的方法是( )。
①降低溫度 ②增大壓強 ③使用催化劑 ④增大CO的濃度 ⑤增大水蒸氣的濃度
A.①②③ H.④⑤ C①⑤ D.⑤
答案：C
二、填空題
6.(1)合成氨工業(yè)中，選擇的適宜條件為____________________。
(2)合成氨時，原料氣必須凈化的原因是____________________。
(3)工業(yè)上用焦炭、水、空氣為原料制氨時，碳與氨的物質(zhì)的量之比為__________，有關(guān)方程式為 ______________________________。
答案：(1)2×107～5×107pa，500℃，F(xiàn)e作催化劑
(2)防止雜質(zhì)使合成氨所用的催化劑“中毒”
(3)3：4;C+H2O(氣) CO+H2，CO+H2O CO2+H2，N2+3H2 2NH3
7.在密閉容器內(nèi)，使1mo1N2和3mo1H2混合發(fā)生下列反應：3H2+N2⇌2NH3(正反應為放熱反應)。
(1)當反應達到平衡時，N2和H2的濃度之比是__________。
(2)當升高平衡體系的溫度(保持體積不變)，則混合氣體的平均式量__________，密度__________。
(3)當達到平衡時，充人N2并維持壓強不變，平衡向__________移動。
(4)當達到平衡時，將[N2]、[H2]、[NH3]同時增大1倍，平衡向__________移動。
(5)當達到平衡時，充入Ar氣，并保持體積不變，平衡____________________移動。
(6)當達到平衡時，充入Ar氣，并保持壓強不變，平衡向____________________移動。
答案：(1)1：3 (2)減小;不變 (3)正方向 (4)正方向 (5)不 (6)逆方向
8.下面是合成NH3的簡要流程示意圖
(1)寫出所含物質(zhì)的化學式A__________、B__________、C__________。
(2)寫出設(shè)備的名稱D__________、E__________。
答案：(1)A：N2和H2 B：NH3 C：N2H2
(2)D：合成塔 E：氨分離器
綜合練習
一、選擇題
1.在一定條件下，下述反應達到平衡：CO(氣)+2H2(氣)⇌CH3OH(氣)，若以m表示反應前H2與CO的物質(zhì)的量之比，a表示CO的轉(zhuǎn)化率，y為平衡混合物中CH3OH的體積分數(shù)，可推出y=f(a，m)的數(shù)學表達式。下面四個式子中正確的是( )。
A. B. C. D.
答案：C
2.將裝有1mo1aN3的密閉容器加熱，部分NH3分解后達到平衡，此時混合氣體中NH3的體積分數(shù)為x%，若在同一容器中最初加入的是2molNH3，密封、加熱到相同溫度，反應達到平衡時，設(shè)此時混合氣體中NH 的體積分數(shù)為y%。則x和y的正確關(guān)系是( )。
A.x>y B.x
答案：B
3.在某合成氨廠合成氨的反應中，測得合成塔入口處氣體N2、H2、NH3的體積比為6：18：1，出口處氣體N2、H2、NH3的體積比為9：27：8，則氮氣的轉(zhuǎn)化率為( );
A.75% B.50% C.25% D.20%
答案：C
4.將一定質(zhì)量的Ag2SO4固體置于容積不變的容器中，在某溫度下發(fā)生下列反應：
Ag2SO4(固) Ag2O(固)+SO3(氣)
2SO3(氣) 2SO2(氣)+O2(氣)
經(jīng)10min后，反應達到平衡時，[SO3]=0.4mol/L，[SO2]=0.1mol/L。別下列敘述中不正確的是( )。
A.SO3的分解率為20% B.10min內(nèi) (O2)=0.005mol/(L•min)
C.容器內(nèi)氣體的密度為40g/L。 D.加壓，容器內(nèi)固體的質(zhì)量不變
答案：D
5.兩密閉容器a、b開始時體積相同，a保持壓強不變，b保持容積不變，在相同溫度下裝入同比例混合且質(zhì)量相等的H2和N2的混合氣體，并保持溫度不變。當反應達到平衡時，a容器中N2的轉(zhuǎn)化率為12%，則此時b容器中N2的轉(zhuǎn)化率是( )。
A.大于12% B.小于12% C.等于12% D.無法確定
答案：B
6.在相同條件下(T=500K)，有相同體積的甲、乙兩容器，甲容器中充入1gSO2和1gO2，乙容器中充入2gSO2和2gO2，下列敘述中錯誤的是( )。
A.化學反應速率：乙>甲 B.平衡后O2的濃度：乙>甲
C.SO2轉(zhuǎn)化率：乙>甲 D.平衡混合氣中SO2的體積分數(shù)：乙>甲
答案：C
7.CO2和H2的混合氣體加熱到850℃時，可建立下列平衡：
CO2+H2⇌CO+H2O
在一定溫度下，反應平衡時有90%的氫氣變成水，且[CO2]•[H2]=[CO]•[H2O]，則原混合氣體中CO2和H2的分子數(shù)之比是( )。
A.1：1 B.5：1 C.9：1 D.1：10
答案：C
二、填空題
8.在硫酸工業(yè)中，通過下列反應使SO2轉(zhuǎn)化為SO3：
2SO2+O2 2SO3(正反應為放熱反應)
已知常壓下平衡混合氣體中SO3的體積分數(shù)為91%。試回答：
(1)在生產(chǎn)中常用過量的空氣，是為了__________;
答案：增大O2濃度，提高SO2的轉(zhuǎn)化率
(2)加熱到400℃～500℃，是由于__________;
答案：保證催化劑活性達到所需要的最佳溫度，以提高反應速率，縮短達到平衡所需要的時間
(3)壓強采用__________，原因是______________________________;
答案：常壓;常壓下平衡混合氣中SO3的體積分數(shù)已達到91%，若再加壓，對設(shè)備及動力系統(tǒng)要求高，成本高
(4)常用濃H2SO4來吸收SO3而不用水，是因為____________________;
答案：用水吸收SO3易形成酸霧，吸收速率慢
(5)尾氣中的SO2必須回收，是為了____________________。
答案：減少對環(huán)境的污染
9.在一定條件下，把3mo1N2和3molH2通入一個定容的密閉容器中，發(fā)生如下反應：N2+3H2⇌2NH3，當反應達到平衡狀態(tài)，容器內(nèi)的壓強為P。若在上述完全相同的容器中，溫度仍不變，通入1.OmolNH3、__________molN2和__________molH2，才能使容器內(nèi)的壓強仍為P。平衡時N2物質(zhì)的量的取值范圍在__________mol至__________mol之間，NH3的量在__________mol至__________mol之間。若達到平衡時，H2和NH3均為1.5mol，你認為可能嗎?__________(填“可能”或“不可能”)。
答案：2.5;1.5;2;3;0;2;不可能
10.合成氨工業(yè)中，原料氣(N2、H2及少量CO、NH3的混合氣)在進入合成塔前常用醋酸二氨合銅
(I)溶液來吸收原料氣中的CO，其反應是：
[Cu(NH3)2]Ac+CO+NH3⇌[Cu(NH3)3]Ac•CO(正反應為放熱反應)
(1)必須除去原料氣中CO的原因是____________________。
(2)醋酸二氨合銅(I)吸收CO的生產(chǎn)適宜條件應是____________________。
(3)吸收CO后的醋酸銅氨液經(jīng)過適當處理又可再生，恢復其吸收CO的能力以供循環(huán)使用。醋酸銅氨液再生的生產(chǎn)適宜條件應是____________________。
答案：(1)防止催化劑中毒
(2)低溫、加壓 (3)高溫、低壓
拓展練習
1.為了除去工業(yè)廢氣中的SO2，可將SO2轉(zhuǎn)化成(NH4)2SO4。據(jù)有關(guān)資料介紹，摘錄如下：
“初步處理后的廢氣中含0.2%的SO2(體積分數(shù))，10%的O2(體積分數(shù))，在400℃時，以5m3/h的速度通過V2O5觸煤層，然后與流量為25L/h的NH3混合，再噴入流量為290g/h的水，此時氣體溫度迅速從400℃下降至200℃，在熱的結(jié)晶的裝置中得到(NH4)2SO4晶體。”據(jù)此資料回答下列問題：
(1)按反應式2SO2+O2⇌2SO3，SO2與O2的物質(zhì)的量之比為2：1，資料中卻用1：50，原因是______________________________。
(2)進行冷卻的原因是______________________________。
(3)某工廠廢氣中含0.4%的SO2和0.5%的O2，你認為該怎樣利用上述資料?答：____________________。
(4)如果某工廠沒有NH3，只有生石灰，你認為又該怎樣利用上述資料?答：______________________________。
(5)若將SO2全部轉(zhuǎn)化為SO3，SO3全部轉(zhuǎn)化成(NH4)2SO4，則資料中NH3的每小時通入量至少應是__________L，由此可得出NH3的利用率為__________。
答案：(1)增大O2的濃度，提高SO2的轉(zhuǎn)化率
(2)降溫有利于生成(NH4)2SO4，高溫(NH4)2SO4會分解
(3)O2的量不足，向廢氣中增大空氣的量
(4)用生石灰代替NH3
(5)20;80%
2.在763K、3.04×104kPa時，用CO和H2作為原料合成CH3OH，存在下列平衡：
CO(氣)+2H2(氣)⇌CH3OH(氣)
當原料中H2和CO的比例不同時，對CO的轉(zhuǎn)化率及平衡混合物中甲醇的體積分數(shù)都有影響。
(1)設(shè)H2和CO的起始物質(zhì)的量之比為m，平衡時CO的轉(zhuǎn)化率為a，平衡混合物中甲醇的體積分數(shù)為y，試推斷m、a、y，三者的相互關(guān)系并以y=f(d，m)的函數(shù)表達式表示出來。
答案：
(2)將下表已知數(shù)據(jù)代人導出的表達式中進行計算，把計算結(jié)果填人表中有關(guān)空格中：
m a Y
1 0.25
2 0.45
3 19.35%
答案：
m a y
1 0.25 16.67%
2 0.45 21.43%
3 0.56 19.35%
(3)根據(jù)上表數(shù)據(jù)，判斷用CO和H2合成甲醇時，H2和CO的最佳體積比是多少?并簡述依據(jù)。
答案：分析上表中數(shù)據(jù)不難看出，當，m=2時，CO的轉(zhuǎn)化率較大，此時平衡混合氣中CH3OH的體積分數(shù)最高
最佳比為H2:CO=2：1
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