1、课时训练4合成氨的基本生产过程和合成氨工业的发展基础夯实1.合成氨工业上采用循环操作主要是因为()A.加快反应速率B.能提高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：从合成塔中出来的气体中NH3仅约占15%,产率太低,还有大量的N2、H2,为了提高N2和H2的利用率,合成氨工业上采用了循环操作。答案：D2.下面是合成氨的简要流程示意图,沿x路线回去的是()A.N2和H2B.催化剂C.N2D.H2解析：因合成氨为可逆反应,从合成塔出来的混合气体中含有大量的N2、H2,为提高原料的利用率,将分离出氨气后的氮气、氢气再输送到压缩机,循环利用。答案：A3.下列关于制备N2、H
2、2的说法正确的是()A.从空气中获得N2的方法是物理变化B.从空气中获得N2的方法是化学变化C.碳与水蒸气制取H2和CO的反应是吸热反应D.电解H2O制取H2和O2的反应是一个可逆反应解析：从空气中获得N2可以采用物理方法,也可以采用化学方法,A、B错;电解水制取H2和O2,H2与O2在点燃条件下又能生成水,二者的反应条件不同,不是可逆反应。答案：C4.工业上用氢气和氮气合成氨,氢气的主要来源是()A.水和燃料B.电解水C.锌和稀硫酸D.液化空气解析：电解水需消耗大量的电能;Zn和H2SO4制H2造价太高;液化空气得不到H2。答案：A5.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(
3、)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生产效率。答案：C6.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：装置甲的作用有三点:干燥气体;观察气体逸出速率便于控制反应物间的比例;使气体混合均匀。答案：B7.氨在国民经济中占重要地位。现在约有80%的氨用来制造化肥,其余的用作生产其他化工产品的原料。例如,农业上使用的氮肥
4、如尿素、硝酸铵、磷酸铵、硫酸铵、氯化铵、氨水以及各种含氮混合肥料和复合肥料,都是以氨为原料制成的;氨氧化法制硝酸是工业上制硝酸的主要方法。(导学号52690079)(1)对于合成氨的反应来说,使用催化剂和施以高压,下列叙述中正确的是。A.都能提高反应速率,都对化学平衡状态无影响B.都对化学平衡状态有影响,都不影响达到平衡状态所用的时间C.都能缩短达到平衡状态所用时间,只有压强对化学平衡状态有影响D.催化剂能缩短反应达到平衡状态所用时间,而压强无此作用(2)综合考虑各种因素,在实际生产中,合成氨一般选择以为催化剂,压强在之间,温度在。(3)要实现合成氨的工业化生产,首先要解决氢气和氮气的来源问题
5、。氢气的制取可有以下几条途径:电解水制取氢气,由煤或焦炭来制取氢气,由天然气或重油制取氢气。你认为哪种方法是最佳选择?(填序号),其反应的化学方程式为。解析：(1)对合成氨的反应,催化剂只能提高反应速率,不能使化学平衡发生移动;高压能提高化学反应速率,也能使化学平衡向生成氨的方向移动。(3)电解水制氢气,电能消耗大,成本高;煤作原料,能源消耗大,污染大。天然气作为洁净燃料,便于管道运输,有投资省、能耗低的优点。答案：(1)C(2)铁触媒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.工业合成氨是在一定条件下进行
6、的可逆反应:(导学号52690080)N2(g)+3H2(g)2NH3(g)。其部分工艺流程如下:请回答下列问题:(1)第步除需要催化剂这个条件外,还需要的条件是。(2)第步操作中的原料气的“净化”目的是,第步操作中的目的是。(3)工业合成氨反应后可以通过降低混合气体的温度而使氨气分离出来。这种分离物质的方法的原理类似于下列哪种方法?(填编号)。a.过滤b.蒸馏c.分液d.萃取你作出这个判断的理由是。(4)可以用氯气来检验输送氨气的管道是否漏气,如果漏气则会有白烟生成。该反应的化学方程式为。解析：(2)原料气中往往含有使催化剂中毒的物质,所以在进行原料气的反应前,需要除掉其中的杂质;工业合成氨反应后的混合气体中既有氨气,也有未反应的氢气、氮气,所以为了提高原料气的利用率,将未反应的原料气进行重新利用,这样可以提高经济效益。(3)降低温度,氨变为液态,从而进行分离,所以与工业上利用的蒸馏类似,都是通过改变温度,使物质的状态发生变化而分离。(4)2NH3+3Cl2N2+6HCl,生成的HCl又与NH3反应生成NH4Cl小颗粒白烟产生。答案：(1)高温、高压(2)防止催化剂中毒提高原料利用率(或提高经济效益等)(3)b通过温度的改变而改变物质的状态,达到分离的目的(4)8NH3+3Cl26NH4Cl+N2
