《1-2 人工固氮技术——合成氨》同步练习2

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1、课题1人工固氮技术——合成氨同步练习2考查点一　合成氨适宜条件的选择1．合成氨工业中控制的反应条件应(　　)。A．温度越高越好B．压强越大越好C．混合气体中氢气含量越高越好D．所选的催化剂活性越大越好解析　工业合成氨的热化学方程式为N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)　ΔH＝－92.4kJ·mol－1，似乎压强越大就越有利于平衡向合成氨的方向移动，温度越高达到平衡的时间就越短，易错选A或B。实际上在合成氨的工业生产中，压强不能太大，否则能耗太高，并且对设备的要求高。而根据化学平衡移动原理，此反应温度越低越有利于平衡向正方向移动，但温度

2、太低，则催化剂的催化活性不能很好地发挥，反应速率太慢；为解决上述矛盾，一般选择使催化剂活性最大时的温度。答案　D2．为了进一步提高合成氨的生产效率，科研中具有开发价值的是(　　)。A．研制高温下活性较大的催化剂B．寻求NH3的新来源C．研制低温下活性较大的催化剂D．研制耐高温高压的新型材料建造合成塔解析　合成氨的反应是放热反应，降低温度有利于提高合成氨的产率。答案　C3．下列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，氨气占15%，所以生产氨的工厂的效率都很低B．由于氨易液化，N2和H2在实际生产中循环使用，所以

3、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．我国合成氨厂采用的压强是10～30MPa，因为该压强下铁触媒的活性最大解析　虽然从合成塔出来的混合气体中NH3只占15%，但由于原料气N2和H2循环使用和不断分离出液氨，所以生产NH3的效率还是很高的，因此A项不正确；控制反应温度为500℃，一是为了使反应速率不至于很低，二是为了使催化剂活性最大，因此C项不正确；增大压强有利于NH3的合成，但压强越大，需要的动力越大，对材料的强度和设备的制造要求越高，我国的合成氨厂一般采用1×107～3×107

4、Pa，但这并不是因为该压强下铁触媒的活性最大，因此D项不正确。答案　B4．下列关于合成氨工业的叙述可用勒夏特列原理来解释的是(　　)。A．使用铁触媒，使平衡向生成NH3的方向移动B．高压比常压条件更有利于合成氨的反应C．500℃左右比室温更有利于合成氨的反应D．合成氨时采用循环操作可提高原料的利用率解析　合成氨的反应特点之一：正反应是气体体积缩小的反应。当其他条件不变时，增大压强平衡向气体体积减小的方向移动，所以高压将有利于氨的合成，选项B符合。答案　B5．合成氨时既要使氨的产率增大，又要使反应速率加快，可采取的办法是(　　)。①减压　②加

5、压　③升温　④降温　⑤及时从平衡混合气中分离出NH3　⑥补充N2或H2　⑦加催化剂　⑧减小N2或H2的量　　　　　　　　　　　　　　　　　A．③④⑤⑦B．①②⑤⑥C．②⑥D．②③⑥⑦解析　合成氨反应N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)　ΔH<0的特点为：正反应放热且气体体积减小。要使平衡向正反应方向移动且反应速率加快，应选C。答案　C6．合成NH3所需的H2可由煤与H2O反应制得，其中有一步反应为CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)　ΔH<0。欲提高CO转化率可采用的方法可能有：①降低温度；②增大压强　③使用催化剂　④增大

6、CO的浓度；⑤增大水蒸气的浓度，其中正确的组合是(　　)。A．①②③B．④⑤C．①⑤D．⑤解析　该可逆反应的特点为：①正反应为放热反应；②反应前后气体体积不改变。结合勒夏特列原理可选出答案。答案　C7．合成氨工业中，原料气(N2、H2、混有少量CO、NH3)在进入合成塔之前，常用醋酸二氨合铜(Ⅰ)溶液来吸收CO，其反应为CH3COO[Cu(NH3)2]＋CO＋NH3CH3COO[Cu(NH3)3]·CO(正反应为放热反应)。(1)必须除去CO的原因是_______________________________________。(2)醋

7、酸二氨合铜(Ⅰ)溶液吸收原料气中CO的适宜条件是____________________________________________________。(3)吸收CO后的醋酸铜(Ⅰ)氨溶液经适当处理又可再生，恢复其吸收CO的能力而循环使用，其再生的条件是______________________________。解析　合成氨流程中的除杂，是为了除去能使催化剂中毒的物质，在合成氨的过程中必须除去CO，因为CO能使催化剂中毒。从吸收CO的化学方程式可得：吸收CO的反应是正反应为气体体积缩小的放热反应，因此为了使CO尽最大可能被吸收，应采取高

8、压、低温的办法使平衡正向移动。要使醋酸二氨合铜(Ⅰ)溶液再生，即使平衡逆向移动，故必须采取低压、高温的办法。答案　(1)防止CO使催化剂中毒　(2)高压、低温并于醋酸二氨合铜(Ⅰ