課時訓練4合成氨的基本生產過程和合成氨工業的發展基礎夯實1.合成氨工業上采用循環操作主要是因為()A.加快反應速率B.能提高NH3的平衡濃度C.降低NH3的沸點D.提高N2和H2的利用率解析：從合成塔中出來的氣體中NH3僅約占15%,產率太低,還有大量的N2、H2,為了提高N2和H2的利用率,合成氨工業上采用了循環操作。答案：D2.下面是合成氨的簡要流程示意圖,沿x路線回去的是()A.N2和H2B.催化劑C.N2D.H2解析：因合成氨為可逆反應,從合成塔出來的混合氣體中含有大量的N2、H2,為提高原料的利用率,將分離出氨氣后的氮氣、氫氣再輸送到壓縮機,循環利用。答案：A3.下列關于制備N2、H2的說法正確的是()A.從空氣中獲得N2的方法是物理變化B.從空氣中獲得N2的方法是化學變化C.碳與水蒸氣制取H2和CO的反應是吸熱反應D.電解H2O制取H2和O2的反應是一個可逆反應解析：從空氣中獲得N2可以采用物理方法,也可以采用化學方法,A、B錯;電解水制取H2和O2,H2與O2在點燃條件下又能生成水,二者的反應條件不同,不是可逆反應。答案：C4.工業上用氫氣和氮氣合成氨,氫氣的主要來源是()A.水和燃料B.電解水C.鋅和稀硫酸D.液化空氣解析：電解水需消耗大量的電能;Zn和H2SO4制H2造價太高;液化空氣得不到H2。答案：A5.為了進一步提高合成氨的生產效率,科研中具有開發價值的是()A.研制高溫下活性較大的催化劑B.尋求NH3的新來源C.研制低溫下活性較大的催化劑D.研制耐高溫高壓的新型材料建造合成塔解析：合成氨的反應是放熱反應,降低溫度有利于提高合成氨的生產效率。答案：C6.實驗室合成氨裝置如右圖所示,則以下說法中錯誤的是()A.裝置甲的作用之一是干燥B.裝置甲的作用是化合C.乙處導出的氣體是N2、H2、NH3D.檢驗產物可用濕潤的紅色石蕊試紙或濃鹽酸等解析：裝置甲的作用有三點:干燥氣體;觀察氣體逸出速率便于控制反應物間的比例;使氣體混合均勻。答案：B7.氨在國民經濟中占重要地位。現在約有80%的氨用來制造化肥,其余的用作生產其他化工產品的原料。例如,農業上使用的氮肥如尿素、硝酸銨、磷酸銨、硫酸銨、氯化銨、氨水以及各種含氮混合肥料和復合肥料,都是以氨為原料制成的;氨氧化法制硝酸是工業上制硝酸的主要方法。(導學號52690079)(1)對于合成氨的反應來說,使用催化劑和施以高壓,下列敘述中正確的是。A.都能提高反應速率,都對化學平衡狀態無影響B.都對化學平衡狀態有影響,都不影響達到平衡狀態所用的時間C.都能縮短達到平衡狀態所用時間,只有壓強對化學平衡狀態有影響D.催化劑能縮短反應達到平衡狀態所用時間,而壓強無此作用(2)綜合考慮各種因素,在實際生產中,合成氨一般選擇以為催化劑,壓強在之間,溫度在。(3)要實現合成氨的工業化生產,首先要解決氫氣和氮氣的來源問題。氫氣的制取可有以下幾條途徑:電解水制取氫氣,由煤或焦炭來制取氫氣,由天然氣或重油制取氫氣。你認為哪種方法是最佳選擇?(填序號),其反應的化學方程式為。解析：(1)對合成氨的反應,催化劑只能提高反應速率,不能使化學平衡發生移動;高壓能提高化學反應速率,也能使化學平衡向生成氨的方向移動。(3)電解水制氫氣,電能消耗大,成本高;煤作原料,能源消耗大,污染大。天然氣作為潔凈燃料,便于管道運輸,有投資省、能耗低的優點。答案：(1)C(2)鐵觸媒1030 MPa400500 (3)(答案合理即可)CH4+H2OCO+3H2,CO+H2OCO2+H2(答案合理即可)能力提升8.工業合成氨是在一定條件下進行的可逆反應:(導學號52690080)N2(g)+3H2(g)2NH3(g)。其部分工藝流程如下:請回答下列問題:(1)第步除需要催化劑這個條件外,還需要的條件是。(2)第步操作中的原料氣的“凈化”目的是,第步操作中的目的是。(3)工業合成氨反應后可以通過降低混合氣體的溫度而使氨氣分離出來。這種分離物質的方法的原理類似于下列哪種方法?(填編號)。a.過濾b.蒸餾c.分液d.萃取你作出這個判斷的理由是。(4)可以用氯氣來檢驗輸送氨氣的管道是否漏氣,如果漏氣則會有白煙生成。該反應的化學方程式為。解析：(2)原料氣中往往含有使催化劑中毒的物質,所以在進行原料氣的反應前,需要除掉其中的雜質;工業合成氨反應后的混合氣體中既有氨氣,也有未反應的氫氣、氮氣,所以為了提高原料氣的利用率,將未反應的原料氣進行重新利用,這樣可以提高經濟效益。(3)降低溫度,氨變為液態,從而進行分離,所以與工業上利用的蒸餾類似,都是通過改變溫度,使物質的狀態發生變化而分離。(4)2NH3+3Cl2N2+6HCl,生成的HCl又與NH3反