2018高中化学 第一单元 走进化学工业 1.2 人工固氮技术——合成氨课时过关能力提升 新人教版选修2.doc

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1、课题2　人工固氮技术——合成氨课时过关·能力提升1为了进一步提高合成氨的生产效率,科研中最具有开发价值的是(　　)　　　　　　　　　　　　　　　　A.寻找N2的新来源B.研制低温下活性较大的催化剂C.研制500℃左右时活性较大的催化剂D.研制耐高温、高压的材料,用于建造氨合成塔解析：根据平衡移动原理可知,低温有利于氨的合成。答案：B21913年德国化学家哈伯发明了以低成本制造大量氨的方法,从而大大满足了当时日益增长的人口对粮食的需求。下列是哈伯法的流程图,其中为提高原料转化率而采取的措施是(　　)A.①②③B.②④⑤C.①③⑤D.②③④解析：合成氨

2、反应为气体分子总数减小的放热反应,操作①是为了除去杂质,防止催化剂中毒;②增大压强,有利于该反应向右进行,能够提高原料转化率;③催化剂只能加快反应,不影响化学平衡,故不能提高原料转化率;④将产物NH3液化分离和⑤循环操作,均能使原料被更充分地利用,提高原料的转化率。答案：B3合成氨工业上采用循环操作,主要是为了(　　)A.加快反应速率B.提高NH3的平衡浓度C.降低NH3的沸点D.提高N2和H2的利用率解析：合成氨工业采用循环压缩,将N2、H2压缩到合成塔中,提高了N2、H2的利用率。答案：D4合成氨生产过程采取的措施与化学平衡移动原理无关的是(　

3、　)A.选择适当的温度B.增大体系压强C.使用铁触媒作催化剂7D.不断分离液氨解析：催化剂只能改变反应速率,对平衡移动无影响。答案：C5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

4、和不断分离出液氨,所以生产NH3的效率还是很高的,A项错误;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,C项错误;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1×107~3×107Pa,但这并不是因为该压强下铁触媒的活性最大,D项错误。答案：B6实验室合成氨装置如右图所示,则以下说法中错误的是(　　)A.装置甲的作用之一是干燥B.装置甲的作用是化合C.乙处导出的气体是N2、H2、NH3D.检验产物可用湿润的红色石蕊试纸或浓盐酸等解析：装置甲的作用

5、有三点:①干燥气体;②观察气体逸出速率便于控制比例;③使气体混合均匀。答案：B7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10~30MPa的高压和500℃的高温下,并用铁作为催化剂,氨的转化率为10%~15%;最近美国俄勒冈大学的化学家使用了一种名为trans-Fe(DMeOPrPE)2Cl2的催化剂,在常温下合成了氨。下列有关说法中错误的是(　　)A.哈伯法合成氨是吸热反应,新法合成氨是放热反应B.新合成法和哈伯法相比不需要在高温条件下,可节约大量能源C.新合成法能在常温下进行也需要断裂化学键D.新的催化剂降低了反应所需要的

6、能量7解析：吸热反应和放热反应是由反应物和生成物所具有能量的相对大小决定的,与反应的条件无关,A错误;根据题意可判断利用催化剂降低了反应所需能量,所以反应在常温下可以进行,可节约大量能源。答案：A8合成氨工业的化学反应原理如下:N2(g)+3H2(g)2NH3(g)　ΔH=-92.4kJ·mol-1(1)该反应的特点是　　　　　　、　、 　　　　　。 (2)综合运用化学反应速率的影响因素和化学平衡移动原理分析,工业生产中合成氨的适宜条件是①增大　　　　　　浓度;②温度:　; ③压强:　　　　　　;④催化剂:　。 解析：合成氨反应是一个正反应放热、气

7、体分子总数减小的可逆反应,增大反应物浓度、增大压强,反应速率加大,平衡右移,这对合成氨都是极为有利的条件,但压强大对设备的要求也高,所以根据实际选择适宜的压强。升高温度反应速率加大,但平衡左移,反应程度减小了,结合催化剂的活性,选择一个适当的温度也是非常必要的。答案：(1)可逆反应　正反应是气体分子总数减小的反应正反应是放热反应(2)反应物　400~500℃　10~30MPa　以铁为主的催化剂9工业上合成氨的反应为N2(g)+3H2(g)2NH3(g)　ΔH<0。(1)使用铁触媒作催化剂是为了　。 (2)通常采用1×107~3×107Pa的压强,原

8、因是 　。 (3)选择400~500℃的温度进行反应,是由于 　。 (4)将生成的氨气及时从混合气体中分离出来,原因是　。