《氨的合成》习题1

氨的合成氨的合成 习题习题 考查点一考查点一 合成氨条件的选择合成氨条件的选择 1 合成氨时既要使合成氨的产率增大 又要使反应速率加快 可采取的方法是 减压 加压 升温 降温 及时从平衡混合气中分离出 NH3 补充 N2 或 H2 加催化剂 减小 N2 或 H2 的量 A B C 仅 D 解析 合成氨反应 N2 g 3H2 g 2NH3 g 的特点为 正反应放热且气体 分子数减小 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 2 合成氨的反应采用 400 500 温度的原因是 A 温度太低反应速率太小 B 该温度时催化剂活性较高 C 该温度时反应速率最大 D 该温度时 N2 的转化率最高 解析 在 400 500 时催化剂的活性较高 答案 B 3 对于可逆反应 N2 g 3H2 g 2NH3 g 正反应为放热反应 下列说法中正确 的是 A 达到平衡后加入 N2 当重新达到平衡时 NH3 的浓度比原平衡的大 H2 的浓度比原平 衡也大 B 达到平衡后 升高温度 既加快了正 逆反应的速率 又提高了 NH3 的产率 C 达到平衡后 缩小容器的体积 既有利于加快正 逆反应速率 又有利于提高氢气的转 化率 D 加入催化剂可以缩短达到平衡的时间 是因为正反应速率增大了 逆反应速率减小 解析 达到平衡后 加入 N2 平衡向正反应方向移动 NH3 的浓度增大了 而 H2 的浓度会 减小 达到平衡后 升高温度 正 逆反应速率都增大 但平衡向逆反应方向移动 不利 于 NH3 的生成 达到平衡后 缩小体积即增大压强 正 逆反应速率都增大 平衡向正反 应方向移动 有利于提高 H2 的转化率 加入催化剂 能同等程度地增大正 逆反应速率 高温 高压 催化剂 高温 高 压 催化剂 缩短反应达到平衡的时间 答案 C 4 在合成氨的过程中 加入催化剂的作用是 A 能加快反应速率 促进平衡向合成氨方向移动 B 能提高氮气 氢气的转化率 使原料得到充分利用 C 能提高氨的平衡浓度 D 加快正逆反应速率 缩短达到平衡所需时间 解析 催化剂只能改变化学反应速率 而且对正 逆反应速率是同等程度的影响 所以它 不能改变平衡 只能缩短可逆反应达到平衡的时间 答案 D 考查点二考查点二 合成氨工艺合成氨工艺 5 在 NH3 HNO3 H2SO4 的工业生产中 具有的共同点是 A 使用吸收塔设备 B 使用加压条件 C 使用氢气做原料 D 使用催化剂 解析 A 项 NH3 的生产没有吸收塔 只有合成塔 B 项 H2SO4 合成用的是常压 C 项 硫酸工业不需 H2 作原料 答案 D 6 实验室模拟合成氨和氨催化氧化的流程如下 已知实验室可用饱和亚硝酸钠 NaNO2 溶液与饱和氯化铵溶液经加热后反应制取氮气 1 从下图中选择制取气体的合适装置 氮气 氢气 2 氮气和氢气通过甲装置 甲装置的作用除了将气体混合外 还有 3 氨合成器出来经冷却的气体连续通入乙装置的水中吸收氨 会 或 不会 发生倒吸 原因是 4 用乙装置吸收一段时间氨后 再通入空气 同时将经加热的铂丝插入乙装置的锥形瓶内 能使铂丝保持红热的原因是 锥形瓶中还可观察到的现象是 5 写出乙装置中氨氧化的化学方程式 6 反应结束后锥形瓶内的溶液中含有 H OH 等离子 解析 本题是考查氨的合成和氨催化氧化的实验题 制取氮气用氯化铵溶液和亚硝酸钠溶 液加热反应生成 故选 a 装置 制取氢气用锌与稀硫酸反应不用加热 选 b 装置 甲装置 的作用是混合氮气和氢气 干燥气体 控制氮气和氢气的流速 从氨合成器中出来的气体 主要是氮气和氢气 通入水中吸收氨气 因为氮气 氢气难溶于水 不会倒吸 氨的催化 氧化是一个放热反应 铂丝保持红热 锥形瓶中发生下列反应 4NH3 5O24NO 6H2O 2NO O2 2NO2 有红棕色气体产生 催化剂 3NO2 H2O 2HNO3 NO HNO3 NH3 NH4NO3 答案 1 a b 2 干燥气体 控制氢气和氮气的流速 3 不会 因为混合气体中含有大量 难溶于水的氮 氢两种气体 4 氨的氧化反应是一个放热反应 有红棕色气体产生 5 4NH3 5O24NO 6H2O 6 NH NO 催化剂 4 3 考查点三 有关计算 7 工业上合成氨的主要生产过程有 1 原料气的制备 净气和压缩 氮气来源于 氢气来源于 净化原料气 的原因是 2 氨的合成 在 中进行 反应的最佳条件是 3 氨的分离 如将 N2 H2 按体积比 1 3 进入合成塔 从合成塔出来的混合气中通常含体 积分数为 15 左右的氨气 则出来的混合气体中含 H2 的体积分数为 N2 的体积分 数为 解析 3 设起始 N2 H2 的体积分别为 1 3 反应中转化的 N2 的体积为 x 则 N2 g 3H2 g 2NH3 g 起始体积 1 3 0 平衡体积 1 x 3 3x 2x 依题意 100 15 2x 1 x 3 3x 2x 解得 x 6 23 故 H2 100 63 75 3 3x 1 x 3