高中化学人教版选修二练习：1_2_2 合成氨的基本生产过程和合成氨工业的发展含解析

高中化学人教版选修二练习：1_2_2 合成氨的基本生产过程和合成氨工业的发展含解析

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：D ‎2.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、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：A ‎3.下列关于制备N2、H2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：C ‎4.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：A ‎5.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：C ‎6.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、NH3‎ D.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:①干燥气体;②观察气体逸出速率便于控制反应物间的比例;③使气体混合均匀。‎ 答案：B ‎7.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。氢气的制取可有以下几条途径:①电解水制取氢气,②由煤或焦炭来制取氢气,③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　10~30 MPa　400~500 ℃‎ ‎(3)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②步除需要催化剂这个条件外,还需要的条件是　。 ‎ ‎(2)第①步操作中的原料气的“净化”目的是　, ‎ 第③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 ‎