《人工固氮技术──合成氨》同步练习2(新人教版选修2).docx

人工固氮技术——合成氨
[根底训练]
1．以下反响起了氮的固定作用的是〔 〕。
A．N2和H2在一定条件下反响生成NH3 B．NO与O2反响生成NO2
C．NH3经催化氧化生成NOD．由NH3制碳铵和硫铵
2．合成氨工业有以下生产流程，其先后顺序是〔 〕。
①原料气的制备 ②氨的合成 ③原料气的净化和压缩 ④氨的别离
A．①②③④B．④③②①C．①③②④D．②③④①
3．合成氨的反响采用500OC温度的原因是〔 〕。
A．温度太低反响速率太小 B．该温度时催化剂活性最大
C．该温度时反响速率最大 D．该温度时N2的转化率最高
4．工业制氨气采用10MPa～30MPa的高压，原因是〔 〕。
A．生成的氨可变为液体 B．分子运动更快
C．氨的合成是一个体积减小的反响 D．更有利于NH3的别离
5．合成氨工业上采用循环操作主要是因为〔 〕。
A．加快反响速率 B．能提高氨的平衡浓度
C．降低氨的沸点 D．提高N2和H2的利用率
6．合成氨时，可以提高N2的转化率的措施是〔　〕。
A．升高温度　　　　　 B．及时别离出NH3
C．增大压强　　　　　 D．使用催化剂
7．关于催化剂的说法中，错误的选项是〔 〕。
A．改变反响所需时间 B．反响前后质量不变
C．加快反响速率 D．可以提高反响物的转化率
8．以下有关合成氨工业的表达，可能勒夏特列原理来解释的是〔 〕。
A．使用铁触媒，使N2和H2混合气体有利于合成氨
B．高压比常压条件更有利于合成氨的反响
C．500OC左右比室温更有利于合成氨的反响
D．合成氨时采用循环操作，可提高原料的利用率
9．在接触法制硫酸中通入过量空气以提高SO2的利用率，而以焦炭为原料合成氨的工业中，为提高原料H2的利用率去不用通入过量空气的方法，原因是〔 〕。
A．到达平衡时H2的转化率已经很高 B．防止N2与O2化合损失N2
C．空气太多冲淡了H2的浓度 D．防止H2和O2化合发生爆炸
10．将1体积N2和3体积H2混合通入氨合成塔，测得从合成塔排出的混合气体中N2的体积分数为21.4%，那么混合气体中NH3的体积分数是〔 〕。
A．7.14% B．14.4% C．16.7% D．64.2%
11．合成氨反响在一定条件下到达平衡后，要使反响速率加快，并且使化学平衡向正反响方向移动的是〔 〕。
A．降温 B．加压
C．移去一局部氨 D．不断参加N2和H2
12．．合成氨反响中，假设合成塔进口时N2、H2、NH3体积之比为5﹕15﹕3，出口时N2、H2、NH3体积比为9﹕27﹕8，那么N2的转化率为〔 〕。
A．10% B．20% C．30% D．40%
13．在298K时，合成氨反响：N2(g) + 3H2(g) 2NH3(g) △H＝－92.4kJ/mol
在该条件下将1molN2和3molH2放在一密闭容器中合成氨，测得反响放出的热量总是小于92.4kJ，其原因是。
14．合成氨工业中，原料气〔N2、H2及少量CO、NH3的混合气〕在进入合成塔前常用醋酸二氨合铜〔I〕溶液来吸收原料气中的CO，其反响是：
〔Cu(NH3)2Ac〕＋CO＋NH3 〔Cu(NH3)3〕Ac·CO△H＜0
⑴必须除去原料气中的CO原因是；
⑵醋酸二氨合铜〔I〕吸收CO的生产适宜条件是；
⑶吸收CO后的醋酸铜氨液经过适当处理又可再生，恢复其吸收CO的能力以供循环使用。醋酸铜氨液再生的生产适宜条件是。
15．将2LN2和6LH2充入密闭容器里反响，到达平衡时，混合气体的体积为7.2L。计算：
⑴平衡时混合气体里各气体的体积分数；
⑵N2转化为NH3的转化率；
〔拓展提高〕
16．对于可逆反响N2(g) + 3H2(g) 2NH3(g) △H＝－92.4kJ/mol，以下说法是否正确错误的加以改正。
⑴在到达平衡后参加H2，当重新到达平衡时，NH3的浓度比原平衡时增大，H2和N2的浓度比原平衡时减小。
⑵到达平衡时，假设升高温度，那么加快了氨的分解速率，降低了NH3合成的速率，所以平衡向逆反响方向移动。
⑶到达平衡时，假设温度不变，增大体系压强，那么N2、H2浓度增大，因而υ正增大，故平衡向右移动。
⑷在密闭定容体系中参加氦气，平衡会向缩小气体体积方向移动，那么有利于氨的合成。
⑸将1molN2、3molH2在一个密闭容器中合成氨，反响放出的热量总是小于92.4kJ。
17．工业上用氨和二氧化碳反响合成尿素：2NH3＋CO2＝CO(NH2)2＋H2O。以下物质在一定条件下均能与水反响产生H2和CO2，H2是合成氨的原料，CO2供合成尿素用。假设从充分利用原料的角度考虑，选有〔填序号〕物质作原料较好。
A．CO B．石脑油〔C5H12、C6H14〕 C．CH4 D．焦炭
作出选择的依据是。
18．利用天然气气合成氨的工艺流程示意如下：
CO,H2,
CH4(10﹪)
CO,H2
N2
N2,H2
KHCO3
CO2,H2
N2
N2,H2
NH3
H2O(g)
一次转化
CH4H2S
CH4
Fe2S3
H2O
脱硫
O2
S
Fe(OH)3
空气
二次转化
H2O(g)
K2CO3
〔合成〕
NH3
别离

根据上述流程，完成以下填空：
⑴ 天然气脱硫时的化学方程式是。
⑵n molCH4经一次转化后产生COmol、生产H2mol〔用含n的代数式表示〕。
⑶K2CO3(aq)和CO2反响在加压下进行，加压的理论依据是。
A．相似相溶原理 B．勒夏特列原理 C．酸碱中和原理
⑷ 整个流程有三处循环，一是Fe(OH)3循环，二是K2CO3(aq)循环，请在上述流程图中标出第三处循环〔循环方向、循环物质〕。
19．恒温下，将a mol N2与b mol H2的混合气体通入一个固定容积的密闭容器中，发生如下反响：N2(g) + 3H2(g) 2NH3(g)
⑴假设反响进行到某一时刻t时，nt (N2)＝13mol，nt (NH3)＝6mol，计算a的值。
⑵反响达平衡时，混合气体的体积为716.8L(标准状况)，其中NH3的含量〔体积分数〕为25%。计算平衡时NH3的物质的量。
⑶原混合气体与平衡混合气体的总物质的量之比〔写出最简单整数比，下同〕，n(始)﹕n(平)＝。
⑷原混合气体中，a﹕b＝。
⑸到达平衡时，N2和H2的转化率之比，α(N2)﹕α(H2)＝。
⑹平衡混合气体中，n(N2)﹕n(H2)﹕n(NH3)＝。
根底训练参考答案
1．A 2．C 3．AB 4．C 5．D 6 ．BC 7．CD 8．B 9．D 10．B
11．BD 12．A
13．该反响为可逆反响，1molN2和3molH2反响到达平衡，始终不能全转化为1molNH3，故放出的热量小于92.4kJ。
14．⑴防止催化剂中毒 ⑵加压 降温 ⑶减压 升温
15．⑴N2 22.2% H2 66.7% NH3 11.1% ⑵20%
16．⑴不正确。参加H2，氮气的浓度比原平衡时减小，氢气的浓度比原平衡时增大。
⑵不正确。升高温度，既加快了氨的分解速率，也加快了氨的合成速率，但υ逆＞υ正，平衡向逆反响方向移动。
⑶不正确。增大压强，使N2、H2、NH3浓度都增大，υ正、υ逆也都增大，但υ正增大的多，所以υ正＞υ逆，平衡向右移动。
⑷不正确。参加氦气，由于体系体积不变，平衡混合物各组分浓度不变，平衡不移动，对合成氨无影响。
⑸正确。
17．B 石脑油和水生成的H2与CO2物质的量之比为3.2：1，与合成氨、合成尿素中该比值最接近，原料利用最充分。
18．⑴3H2S＋2Fe(OH)3＝Fe2S3＋6H2O
⑵2.7n ⑶B ⑷
N2,H2
N2,H2
NH3
〔合成〕
H2，N2

19．⑴a＝16 ⑵8mol ⑶5：4 ⑷2：3 ⑸1：2 ⑹3：3：2