1、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、H 2,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 H2 B.催化剂C.N2 D.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、H 2,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
2、机,循环利用。答案：A3.下列关于制备 N2、H 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
3、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( )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：C26.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、H 2、NH 3D.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
4、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
5、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。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 MPa 4005
6、00 (3)(答案合理即可) CH 4+H2O CO+3H2,CO+H2O CO2+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:3(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
7、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+3Cl2 N2+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+3Cl2 6NH4Cl+N2
