- 合成氨条件的选择
- 共31题
氨气既是一种工业产品，也是一种重要的工业原料．在工业生产中具有广泛的用途．
（1）工业合成氨是在______（填工业设备名称）中完成的，某合成氨工厂一天中通入的N2为20t，通入的H2为3t，那么这一天生产的NH3可能为______t．
a.23 b.24.3 c.17 d.6
（2）合成氨的原料气氮气来自大气，工业上从空气中分离出氮气的方法有物理方法和化学方法．物理方法是______，化学方法是______．
（3）合成氨的原料气氢气主要来自煤的气化，气化过程中除得到氢气外，还得到另外一种燃料气，这种燃料期的化学式为______．
（4）我国化学家侯德榜改革国外的纯碱生产工艺，发明了“侯氏制碱法”．该法制碱是向饱和食盐水通入NH3和CO2，在实际工业生产中，这两种气体的通入顺序是______，对应的化学方程式为______．“侯氏制碱法”的副产品可作农业生产的化肥，该副产品是______（填化学式）．
正确答案
解：（1）工业合成氨是合成塔在其中完成氢气和氮气的反应；工业合成氨是可逆反应，
N2 +3H2 
28 6
20t 3t
因为：
故答案为：合成塔；d；
（2）氮气和氧气的沸点不同，可采用先液化再蒸发的方法将两者分离；氮气不活泼而氧气活泼，可以采用化学方法将氧气耗尽，余下的即为氧气，
故答案为：先液化再蒸发；使炭在空气中燃烧，耗尽氧气，剩余的气体通入过量的氢氧化钠溶液中，得到氮气；
（3）煤的气化反应的方程式为：C+H2O
（4）二氧化碳在水溶液中溶解度小，先通氨气，使溶液呈碱性，有利于二氧化碳的溶解，“侯氏制碱法”的副产品氯化铵可作农业生产的化肥，
故答案为：先通氨气后通二氧化碳；NH3+CO2+NaCl+H2O=NH4Cl+NaHCO3；NH4Cl．
解析
解：（1）工业合成氨是合成塔在其中完成氢气和氮气的反应；工业合成氨是可逆反应，
N2 +3H2
28 6
20t 3t
因为：
故答案为：合成塔；d；
（2）氮气和氧气的沸点不同，可采用先液化再蒸发的方法将两者分离；氮气不活泼而氧气活泼，可以采用化学方法将氧气耗尽，余下的即为氧气，
故答案为：先液化再蒸发；使炭在空气中燃烧，耗尽氧气，剩余的气体通入过量的氢氧化钠溶液中，得到氮气；
（3）煤的气化反应的方程式为：C+H2O
（4）二氧化碳在水溶液中溶解度小，先通氨气，使溶液呈碱性，有利于二氧化碳的溶解，“侯氏制碱法”的副产品氯化铵可作农业生产的化肥，
故答案为：先通氨气后通二氧化碳；NH3+CO2+NaCl+H2O=NH4Cl+NaHCO3；NH4Cl．
（2015秋•烟台期末）下列关于工业合成氨的叙述正确的是（ ）
正确答案
解析
解：A、合成氨反应为放热反应，温度较高不利于提高原料利用率，故A错误；
B、催化剂和高压能加快反应速率，增大压强平衡正移，催化剂对平衡无响应，故B错误；
C、减少生成物的浓度平衡正向移动，所以将NH3液化分离，可提高N2、H2的转化率，故C正确；
D、增加一种反应物的浓度提高另一种物质的转化率，而本身转化率降低，所以合成氨工业中为了提高氢气的利用率，可增加氮气的浓度，故D错误；
故选C．
下列说法错误的是（ ）
正确答案
解析
解：A、工业上在选择合成氨的条件时，要考虑反应速率和化学平衡的移动两个方面的因素，不仅要寻找以较高的反应速率获得适当平衡转化率的反应条件，还要考虑原料的价格，氮气、氢气的循环使用，反应热的综合利用等问题，故A正确；
B、根据化学反应能否自发进行的判据当△H和△S均为正值，在高温下可能△H-T△H＜0，反应能自发进行，故B正确；
C、平衡常数只受温度的影响，随着温度的改变而改变，与浓度的改变无关，故C错误；
D、衡常数表达式与化学方程式的书写有关，方程式系数不一样，平衡的常数表达式不一样，故D正确．
故选C．
工业合成氨的反应为：N2（g）+3H2（g）⇌2NH3 （g）；△H＜0，该反应应采取的适宜条件是（ ）
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，故A错误；
B、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，故B错误；
C、低温条件下，化学反应速率较慢，常压条件下不利于反应的正向进行，故C错误；
D、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D正确．
故选D．
工业上合成NH3使用铁触媒作催化剂，采用500℃左右、20MPa～50MPa为生产条件的原因有 __（填标号）．
正确答案
解析
解：A、化学反应速率与温度有关，500℃左右，化学反应速率不是最大的，故A不选；
B、采用500℃左右的高温，是因为此温度下，催化剂活性最高，故B选；
C、采用高温，平衡左移，实际上是抑制了氨的合成，反应物转化率不是最大，故C不选；
D、采用500℃左右，反应速率较高，催化剂活性最高；20MPa～50MPa，有利于氨的生产，压强不是太高，成本不是太高，综合经济效益较好，故D选；
故选CD．
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