- 合成氨条件的选择
- 共31题
氨是重要的工农业生产原料，为了进一步提高合成氨的生产效率，下列科研中的研究方向正确的是（ ）
正确答案
解析
解：A．研制耐高温、高压的新材料，成本过高，故A错误；
B．研制低温下活性较大的催化剂，符合现代工业合成氨的方向，有利于大幅提高氨的产率，故B正确；
C．温度高，催化剂失去活性，研究方向错误，故C错误；
D．寻求氮气、氢气的新来源，加大了原材料的量，生产效率没有提高，故D错误．
故选B．
从化学反应速率和化学平衡两个角度考虑，合成氨应采用的条件是（ ）
正确答案
解析
解：A．低温条件下，化学反应速率较慢，催化剂的催化活性受到影响，在高压条件下，对于设备的耐高压承受能力提出了较高的要求，会造成设备造价和耗能增加，故A错误；
B．低温化学反应速率较慢，低压条件下不利于反应的正向进行，故B错误；
C．合成氨的反应，500℃左右时催化剂的活性最大，所以选择采用500℃左右的温度进行，增大压强平衡向正反应方向移动，则氨气的产率增大，但在高压条件下，对于设备的耐高压承受能力提出了较高的要求，所以在适宜的温度和压强下，可以提高反应物的转化率，使得催化剂的催化活性较高，让化学反应有利于正向进行，同时加入催化剂可以加快反应速率，故C正确；
D．在高压条件下，对于设备的耐高压承受能力提出了较高的要求，会造成设备造价和耗能增加，生产设备成本过高，不符合工业生产经济效益的要求，合成氨的反应为放热反应，温度过高，转化率反而降低，故D错误；
故选C．
工业上合成氨时一般采用700K左右的温度，其原因是（ ）
①提高合成氨的速率 ②提高氢气的转化率③提高氨的产率 ④催化剂在700K时活性最大．
正确答案
解析
解：合成氨发生：N2+3H2⇌2NH3 △H＜0，
升高温度可增大反应速率，提高产量，故①正确；
该反应的正反应为放热反应，升高温度不是提高氢气的转化率，或氨气的产率，故②③错误；
该温度时，催化剂的活性最大，有利于增大反应速率，提高产量，故④正确．
故选D．
合成氨时采用500℃左右的温度进行，主要是因为该温度时（ ）
正确答案
解析
解：N2+3H2
故选C．
合成氨的温度和压强通常控制在约500℃以及200～500atm的范围，且进入合成塔的N2和H2的体积比为1：3，经科学测定，在相应条件下，N2和H2反应所得氨的平衡浓度（体积分数）如下表所示．
而实际从合成塔出来的混合气体中含有氨约为15%，这表明（ ）
正确答案
解析
解：A．表中数据为科学家通过科学实验所得，不可存在明显误差，故A错误；
B．合成氨生成过程是连续的，不会对生产条件控制不当，故B错误；
C．氨气平衡时的浓度大小与速率的大小没有直接关系，若是分解速率的影响，可以通过改变条件，降低反应速率，但无论在任何条件下氨气的体积分数都会低于预测值，说明与氨气的分解速率无关，故C错误；
D．从合成塔出来的混合气体中含有氨约为15%，与科学测定结果相比偏低，只能说明合成塔中的可逆反应并没有达到平衡状态，故D正确；
故选D．
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