1.2人工固氮技术合成氨每课一练（人教版选修2）.doc

第  PAGE 11 页 共  NUMPAGES 11 页 课题2 人工固氮技术——合成氨 (时间：30分钟) 考查点一　合成氨适宜条件的选择 1．合成氨工业中控制的反应条件应 (　　)。 A．温度越高越好 B．压强越大越好 C．混合气体中氢气含量越高越好 D．所选的催化剂活性越大越好 解析　工业合成氨的热化学方程式为N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)　ΔH＝ －92.4 kJ·mol－1，似乎压强越大就越有利于平衡向合成氨的方向移动，温度越 高达到平衡的时间就越短，易错选A或B。实际上在合成氨的工业生产中， 压强不能太大，否则能耗太高，并且对设备的要求高。而根据化学平衡移动 原理，此反应温度越低越有利于平衡向正方向移动，但温度太低，则催化剂 的催化活性不能很好地发挥，反应速率太慢；为解决上述矛盾，一般选择使 催化剂活性最大时的温度。 答案　D 2．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产率。 答案　C 3．下列有关合成氨工业的说法中，正确的是 (　　)。 A．从合成塔出来的混合气体中，氨气占15%，所以生产氨的工厂的效率都 很低 B．由于氨易液化，N2和H2在实际生产中循环使用，所以总体来说，氨的产 率很高 C．合成氨工业的反应温度控制在500 ℃，目的是使化学平衡向正反应方向 移动 D．我国合成氨厂采用的压强是10～30 MPa，因为该压强下铁触媒的活性最 大 解析　虽然从合成塔出来的混合气体中NH3只占15%，但由于原料气N2和 H2循环使用和不断分离出液氨，所以生产NH3的效率还是很高的，因此A 项不正确；控制反应温度为500 ℃，一是为了使反应速率不至于很低，二是 为了使催化剂活性最大，因此C项不正确；增大压强有利于NH3的合成，但 压强越大，需要的动力越大，对材料的强度和设备的制造要求越高，我国的 合成氨厂一般采用1×107～3×107 Pa，但这并不是因为该压强下铁触媒的活 性最大，因此D项不正确。 答案　B 4．下列关于合成氨工业的叙述可用勒夏特列原理来解释的是 (　　)。 A．使用铁触媒，使平衡向生成NH3的方向移动 B．高压比常压条件更有利于合成氨的反应 C．500 ℃左右比室温更有利于合成氨的反应 D．合成氨时采用循环操作可提高原料的利用率 解析　合成氨的反应特点之一：正反应是气体体积缩小的反应。当其他条件 不变时，增大压强平衡向气体体积减小的方向移动，所以高压将有利于氨的 合成，选项B符合。 答案　B 5．合成氨时既要使氨的产率增大，又要使反应速率加快，可采取的办法是 (　　)。 ①减压　②加压　③升温　④降温　⑤及时从平衡混合气中分离出NH3　 ⑥补充N2或H2　⑦加催化剂　⑧减小N2或H2的量　　　　　　　　　　　　　　　　　 A．③④⑤⑦ B．①②⑤⑥ C．②⑥ D．②③⑥⑦ 解析　合成氨反应N2(g)＋3H2(g)eq \o(,\s\up7(高温、高压),\s\do5(催化剂))2NH3(g)　ΔH0的特点为：正反应放热且气体体积减小。要使平衡向正反应方向移动且反应速率加快，应选C。 答案　C 6．合成NH3所需的H2可由煤与H2O反应制得，其中有一步反应为CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)　ΔH0。欲提高CO转化率可采用的方法可能有：①降低温度；②增大压强　③使用催化剂　④增大CO的浓度；⑤增大水蒸气的浓度，其中正确的组合是 (　　)。 A．①②③ B．④⑤ C．①⑤ D．⑤ 解析　该可逆反应的特点为：①正反应为放热反应；②反应前后气体体积不改变。结合勒夏特列原理可选出答案。 答案　C 7．合成氨工业中，原料气(N2、H2、混有少量CO、NH3)在进入合成塔之前，常用醋酸二氨合铜(Ⅰ)溶液来吸收CO，其反应为CH3COO[Cu(NH3)2]＋CO＋NH3 CH3COO[Cu(NH3)3]·CO(正反应为放热反应)。 (1)必须除去CO的原因是_______________________________________。 (2)醋酸二氨合铜(Ⅰ)溶液吸收原料气中CO的适宜条件是 ____________________________________________________。 (3)吸收CO后的醋酸铜(Ⅰ)氨溶液经适当处理又可再生，恢复其吸收CO的能力而循环使用，其再生的条件是_________