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高中化学关于乙烯烯烃的练习题和答案(2)

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高中化学关于乙烯烯烃的练习题和答案

  高中化学合成氨条件的练习题

  一、选择题

  1.合成氨工业有下列生产流程:①原料气的制备 ②氨的合成 ③原料气的净化和压缩 ④氨的分离。其先后顺序是( )。 A.①②③④ B.④③②① C.①③②④ D.②③④①

  答案:C

  2.工业上合成氨采用500℃左右的温度,其原因是①适当加快NH3 的合成速率;②提高H2的转化率;③提高氨的产率;④催化剂在500℃左右时其活性最好( )。

  A.① B.①③ C.①④ D.②③④

  答案:C

  3.有平衡体系CO(气)+2H2(气)⇌CH3OH(气)(正反应为放热反应),为了增加甲醇的产量,工厂应采取的正确措施是( )。

  A.高温、高压 B.适当温度、高压、催化剂

  C.低温、低压 D.低温、高压、催化剂

  答案:B

  4.在密闭容器中进行合成氨反应,达到平衡后,将平衡体系中各物质的浓度增加到原来的2倍,则产生的结果是( )。

  A.平衡向正反应方向移动 B.平衡向逆反应方向移动

  C.平衡不移动 D.NH3的质量分数增加

  答案:A

  5.合成氨所需的氢气可由煤与水反应制得,其中有一步反应为CO+H2O(气)⇌CO2+H2(正反应为放热反应)。欲提高CO转化率可采用的方法是( )。

  ①降低温度 ②增大压强 ③使用催化剂 ④增大CO的浓度 ⑤增大水蒸气的浓度

  A.①②③ H.④⑤ C①⑤ D.⑤

  答案:C

  二、填空题

  6.(1)合成氨工业中,选择的适宜条件为____________________。

  (2)合成氨时,原料气必须净化的原因是____________________。

  (3)工业上用焦炭、水、空气为原料制氨时,碳与氨的物质的量之比为__________,有关方程式为 ______________________________。

  答案:(1)2×107~5×107pa,500℃,Fe作催化剂

  (2)防止杂质使合成氨所用的催化剂“中毒”

  (3)3:4;C+H2O(气) CO+H2,CO+H2O CO2+H2,N2+3H2 2NH3

  7.在密闭容器内,使1mo1N2和3mo1H2混合发生下列反应:3H2+N2⇌2NH3(正反应为放热反应)。

  (1)当反应达到平衡时,N2和H2的浓度之比是__________。

  (2)当升高平衡体系的温度(保持体积不变),则混合气体的平均式量__________,密度__________。

  (3)当达到平衡时,充人N2并维持压强不变,平衡向__________移动。

  (4)当达到平衡时,将[N2]、[H2]、[NH3]同时增大1倍,平衡向__________移动。

  (5)当达到平衡时,充入Ar气,并保持体积不变,平衡____________________移动。

  (6)当达到平衡时,充入Ar气,并保持压强不变,平衡向____________________移动。

  答案:(1)1:3 (2)减小;不变 (3)正方向 (4)正方向 (5)不 (6)逆方向

  8.下面是合成NH3的简要流程示意图

  (1)写出所含物质的化学式A__________、B__________、C__________。

  (2)写出设备的名称D__________、E__________。

  答案:(1)A:N2和H2 B:NH3 C:N2H2

  (2)D:合成塔 E:氨分离器

  综合练习

  一、选择题

  1.在一定条件下,下述反应达到平衡:CO(气)+2H2(气)⇌CH3OH(气),若以m表示反应前H2与CO的物质的量之比,a表示CO的转化率,y为平衡混合物中CH3OH的体积分数,可推出y=f(a,m)的数学表达式。下面四个式子中正确的是( )。

  A. B. C. D.

  答案:C

  2.将装有1mo1aN3的密闭容器加热,部分NH3分解后达到平衡,此时混合气体中NH3的体积分数为x%,若在同一容器中最初加入的是2molNH3,密封、加热到相同温度,反应达到平衡时,设此时混合气体中NH 的体积分数为y%。则x和y的正确关系是( )。

  A.x>y B.x

  答案:B

  3.在某合成氨厂合成氨的反应中,测得合成塔入口处气体N2、H2、NH3的体积比为6:18:1,出口处气体N2、H2、NH3的体积比为9:27:8,则氮气的转化率为( );

  A.75% B.50% C.25% D.20%

  答案:C

  4.将一定质量的Ag2SO4固体置于容积不变的容器中,在某温度下发生下列反应:

  Ag2SO4(固) Ag2O(固)+SO3(气)

  2SO3(气) 2SO2(气)+O2(气)

  经10min后,反应达到平衡时,[SO3]=0.4mol/L,[SO2]=0.1mol/L。别下列叙述中不正确的是( )。

  A.SO3的分解率为20% B.10min内 (O2)=0.005mol/(L•min)

  C.容器内气体的密度为40g/L。 D.加压,容器内固体的质量不变

  答案:D

  5.两密闭容器a、b开始时体积相同,a保持压强不变,b保持容积不变,在相同温度下装入同比例混合且质量相等的H2和N2的混合气体,并保持温度不变。当反应达到平衡时,a容器中N2的转化率为12%,则此时b容器中N2的转化率是( )。

  A.大于12% B.小于12% C.等于12% D.无法确定

  答案:B

  6.在相同条件下(T=500K),有相同体积的甲、乙两容器,甲容器中充入1gSO2和1gO2,乙容器中充入2gSO2和2gO2,下列叙述中错误的是( )。

  A.化学反应速率:乙>甲 B.平衡后O2的浓度:乙>甲

  C.SO2转化率:乙>甲 D.平衡混合气中SO2的体积分数:乙>甲

  答案:C

  7.CO2和H2的混合气体加热到850℃时,可建立下列平衡:

  CO2+H2⇌CO+H2O

  在一定温度下,反应平衡时有90%的氢气变成水,且[CO2]•[H2]=[CO]•[H2O],则原混合气体中CO2和H2的分子数之比是( )。

  A.1:1 B.5:1 C.9:1 D.1:10

  答案:C

  二、填空题

  8.在硫酸工业中,通过下列反应使SO2转化为SO3:

  2SO2+O2 2SO3(正反应为放热反应)

  已知常压下平衡混合气体中SO3的体积分数为91%。试回答:

  (1)在生产中常用过量的空气,是为了__________;

  答案:增大O2浓度,提高SO2的转化率

  (2)加热到400℃~500℃,是由于__________;

  答案:保证催化剂活性达到所需要的最佳温度,以提高反应速率,缩短达到平衡所需要的时间

  (3)压强采用__________,原因是______________________________;

  答案:常压;常压下平衡混合气中SO3的体积分数已达到91%,若再加压,对设备及动力系统要求高,成本高

  (4)常用浓H2SO4来吸收SO3而不用水,是因为____________________;

  答案:用水吸收SO3易形成酸雾,吸收速率慢

  (5)尾气中的SO2必须回收,是为了____________________。

  答案:减少对环境的污染

  9.在一定条件下,把3mo1N2和3molH2通入一个定容的密闭容器中,发生如下反应:N2+3H2⇌2NH3,当反应达到平衡状态,容器内的压强为P。若在上述完全相同的容器中,温度仍不变,通入1.OmolNH3、__________molN2和__________molH2,才能使容器内的压强仍为P。平衡时N2物质的量的取值范围在__________mol至__________mol之间,NH3的量在__________mol至__________mol之间。若达到平衡时,H2和NH3均为1.5mol,你认为可能吗?__________(填“可能”或“不可能”)。

  答案:2.5;1.5;2;3;0;2;不可能

  10.合成氨工业中,原料气(N2、H2及少量CO、NH3的混合气)在进入合成塔前常用醋酸二氨合铜

  (I)溶液来吸收原料气中的CO,其反应是:

  [Cu(NH3)2]Ac+CO+NH3⇌[Cu(NH3)3]Ac•CO(正反应为放热反应)

  (1)必须除去原料气中CO的原因是____________________。

  (2)醋酸二氨合铜(I)吸收CO的生产适宜条件应是____________________。

  (3)吸收CO后的醋酸铜氨液经过适当处理又可再生,恢复其吸收CO的能力以供循环使用。醋酸铜氨液再生的生产适宜条件应是____________________。

  答案:(1)防止催化剂中毒

  (2)低温、加压 (3)高温、低压

  拓展练习

  1.为了除去工业废气中的SO2,可将SO2转化成(NH4)2SO4。据有关资料介绍,摘录如下:

  “初步处理后的废气中含0.2%的SO2(体积分数),10%的O2(体积分数),在400℃时,以5m3/h的速度通过V2O5触煤层,然后与流量为25L/h的NH3混合,再喷入流量为290g/h的水,此时气体温度迅速从400℃下降至200℃,在热的结晶的装置中得到(NH4)2SO4晶体。”据此资料回答下列问题:

  (1)按反应式2SO2+O2⇌2SO3,SO2与O2的物质的量之比为2:1,资料中却用1:50,原因是______________________________。

  (2)进行冷却的原因是______________________________。

  (3)某工厂废气中含0.4%的SO2和0.5%的O2,你认为该怎样利用上述资料?答:____________________。

  (4)如果某工厂没有NH3,只有生石灰,你认为又该怎样利用上述资料?答:______________________________。

  (5)若将SO2全部转化为SO3,SO3全部转化成(NH4)2SO4,则资料中NH3的每小时通入量至少应是__________L,由此可得出NH3的利用率为__________。

  答案:(1)增大O2的浓度,提高SO2的转化率

  (2)降温有利于生成(NH4)2SO4,高温(NH4)2SO4会分解

  (3)O2的量不足,向废气中增大空气的量

  (4)用生石灰代替NH3

  (5)20;80%

  2.在763K、3.04×104kPa时,用CO和H2作为原料合成CH3OH,存在下列平衡:

  CO(气)+2H2(气)⇌CH3OH(气)

  当原料中H2和CO的比例不同时,对CO的转化率及平衡混合物中甲醇的体积分数都有影响。

  (1)设H2和CO的起始物质的量之比为m,平衡时CO的转化率为a,平衡混合物中甲醇的体积分数为y,试推断m、a、y,三者的相互关系并以y=f(d,m)的函数表达式表示出来。

  答案:

  (2)将下表已知数据代人导出的表达式中进行计算,把计算结果填人表中有关空格中:

  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)根据上表数据,判断用CO和H2合成甲醇时,H2和CO的最佳体积比是多少?并简述依据。

  答案:分析上表中数据不难看出,当,m=2时,CO的转化率较大,此时平衡混合气中CH3OH的体积分数最高

  最佳比为H2:CO=2:1


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