新人教版高中化學(xué)選修2第一單元走進(jìn)化學(xué)工業(yè)課題2人工固氮技術(shù)__合成氨教學(xué)案-附答案

1、.課題2人工固氮技術(shù)合成氨合成氨的反應(yīng)原理自讀教材夯基礎(chǔ)1氮的固定使空氣中游離態(tài)的氮轉(zhuǎn)變?yōu)榛蠎B(tài)的氮的方法叫氮的固定。2合成氨原理(1)實(shí)驗(yàn)裝置：(2)現(xiàn)象：濕潤(rùn)的ph試紙變?yōu)樗{(lán)色。高溫、高壓(3)化學(xué)方程式：n23h2催化劑2nh3(放熱反應(yīng))。3工業(yè)合成氨的條件溫度：400500壓強(qiáng)：1030mpa催化劑：以鐵為主跟隨名師解疑難(1)工業(yè)合成氨的反應(yīng)是一個(gè)氣體體積減小的放熱反應(yīng)。(2)合成氨條件的選擇：壓強(qiáng)：無(wú)論從反應(yīng)速率還是化學(xué)平衡考慮，壓強(qiáng)越大越有利于合成氨。但壓強(qiáng)太大，動(dòng)力消耗大，設(shè)備的質(zhì)量和制造水平要求高，故必須綜合考慮。目前我國(guó)合成氨廠一般采用的壓強(qiáng)在1030mpa之間。溫度：對(duì)

2、于放熱反應(yīng)，升溫可提高反應(yīng)速率，但轉(zhuǎn)化率降低，若溫度太低，反應(yīng)速率又太慢，綜合考慮以500左右為宜，而且在此溫度下催化劑活性最大。催化劑：加快反應(yīng)速率但不影響平衡，可以提高單位時(shí)間內(nèi)氨的產(chǎn)量。目前工業(yè)上多以鐵觸媒為催化劑。剖析典例探技法例1有關(guān)合成氨工業(yè)的敘述，不能用勒夏特列原理解釋的是()a使用鐵觸媒有利于合成氨的反應(yīng).b高壓比常壓更有利于合成氨的反應(yīng)c500左右比室溫更有利于合成氨的反應(yīng)d使反應(yīng)混合物中的氨液化有利于合成氨的反應(yīng)名師解析使用鐵觸媒，可以加快化學(xué)反應(yīng)速率，縮短達(dá)到平衡的時(shí)間，但平衡不會(huì)發(fā)生移動(dòng)，不能用勒夏特列原理解釋；合成氨的反應(yīng)是放熱反應(yīng)，低溫雖可提高平衡混合物中nh3的含

3、量，但反應(yīng)速率太慢，而溫度太高，雖能加快反應(yīng)速率，卻使平衡混合物中nh3的含量降低，因此工業(yè)生產(chǎn)中一般采用500左右的溫度，此時(shí)催化劑的活性最大，故不能用勒夏特列原理解釋。答案ac名師點(diǎn)睛合成氨條件的理論分析與實(shí)際化工條件比較理論角度提高反應(yīng)速率的條件：速率角度升高溫度；增大壓強(qiáng)；增大反應(yīng)物濃度；使用催化劑實(shí)際化工條件溫度：400500壓強(qiáng)：1030mpa平衡角度溫度越高，nh3的產(chǎn)率越低；壓強(qiáng)越大，nh3的產(chǎn)率越高；不斷分離出nh3，有利于提高反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率催化劑：以鐵為主合成氨的基本生產(chǎn)過(guò)程自讀教材夯基礎(chǔ)合成氨的生產(chǎn)主要包括三個(gè)步驟：造氣、凈化、合成。1制備合成氨的原料氣催化劑ch4h2o

4、=co3h2、催化劑ch42h2o=co24h2。2原料氣的凈化(1)目的是防止催化劑中毒。.(2)原料氣的凈化：4用稀氨水吸收h2s的化學(xué)方程式：h2snh3h2o=nhhsh2o。除去co的有關(guān)化學(xué)方程式：催化劑coh2o=co2h2，3co2k2co3h2o=2khco。精制原料氣：用醋酸、銅和氨配制成的溶液來(lái)吸收co、co2、o2、h2s等少量有害氣體。3氨的合成與分離(1)氨的合成：將凈化后的原料氣經(jīng)過(guò)壓縮機(jī)壓縮至高壓，進(jìn)入合成塔，在高溫、高壓和催化劑作用下合成氨。(2)從合成塔出來(lái)的混合氣體，通常約含15%(體積分?jǐn)?shù))的氨，要把混合氣體通過(guò)冷凝器使氨液化，然后在氣體分離器里把液態(tài)氨

5、分離并導(dǎo)入液氨貯罐，氣體再經(jīng)過(guò)循環(huán)壓縮機(jī)送到合成塔中進(jìn)行反應(yīng)。跟隨名師解疑難(1)生產(chǎn)中常使廉價(jià)易得的原料適當(dāng)過(guò)量，以提高另一原料的利用率。因此合成氨生產(chǎn)中常適當(dāng)提高n2的比例。(2)為了充分利用原料，化工生產(chǎn)過(guò)程中經(jīng)常采用循環(huán)操作過(guò)程，即將沒(méi)有反應(yīng)的物質(zhì)從反應(yīng)后的混合物中分離出來(lái)，并重新送回反應(yīng)器中。剖析典例探技法例2下圖是合成氨的簡(jiǎn)易流程示意圖，沿x路線回去的物質(zhì)是()an2、h2cn2b催化劑dh2名師解析從合成塔中出來(lái)的混合氣體經(jīng)冷凝分離出液氨后剩下未反應(yīng)的n2、h2，可以進(jìn)行循環(huán)繼續(xù)參與氨的合成。答案a名師點(diǎn)睛為了提高合成氨生產(chǎn)的綜合經(jīng)濟(jì)效益，有三點(diǎn)是不可忽視的：使原料氣中n(n2)

6、n(h2)13；將從反應(yīng)混合物中分離出來(lái)的氮?dú)夂蜌錃庵匦聣嚎s后輸入合成塔再次利用；及時(shí)將nh3從平衡混合物中分離出來(lái)。.合成氨工業(yè)的發(fā)展自讀教材夯基礎(chǔ)1原料及原料氣的凈化現(xiàn)在已經(jīng)使用各種不同的固態(tài)可燃物(煤和焦炭等)、液態(tài)可燃物(石油中提煉的石腦油和重油等)和氣態(tài)可燃物(天然氣、焦?fàn)t氣等)作為制氨氣的原料。2催化劑的改進(jìn)催化反應(yīng)過(guò)程的工藝條件常常決定于催化劑的性能，由于催化劑的突破而徹底改變工藝過(guò)程及條件的事例屢見(jiàn)不鮮。3環(huán)境保護(hù)廢渣：可作建材和肥料的原料。廢氣：主要是h2s和co2等有害氣體，co2雖然是無(wú)毒、無(wú)害的物質(zhì)，但隨著人們對(duì)其可能產(chǎn)生溫室效應(yīng)的關(guān)注，減少co2的排放逐漸受到重視。廢

7、液：主要是含氰化物和含氨的污水。剖析典例探技法例3為了進(jìn)一步提高合成氨的生產(chǎn)效率，科研中具有開(kāi)發(fā)價(jià)值的是()a研制高溫下活性較大的催化劑b尋求nh3的新來(lái)源c研制低溫下活性較大的催化劑d研制耐高溫高壓的新型材料建造合成塔名師解析合成氨的反應(yīng)是放熱反應(yīng)，降低溫度有利于提高合成氨的生產(chǎn)效率。研制低溫下活性大的催化劑可改善工藝過(guò)程，降低成本，提高綜合經(jīng)濟(jì)效益。答案c合成氨的生產(chǎn)工藝高溫、高壓(1)生產(chǎn)原理：n23h2催化劑2nh3。溫度：400500(2)生產(chǎn)條件壓強(qiáng)：1030mpa催化劑：鐵觸媒(3)工藝流程：.(4)三廢處理?；どa(chǎn)中反應(yīng)條件選擇的基本思路(1)目的：盡可能加快化學(xué)反應(yīng)的速率和

8、提高化學(xué)反應(yīng)的程度。(2)依據(jù)：外界條件對(duì)化學(xué)反應(yīng)的速率和化學(xué)平衡的影響。(3)原則：既要注意外界條件對(duì)兩者影響的一致性，又要注意對(duì)兩者影響的矛盾性。既要注意溫度、催化劑對(duì)反應(yīng)速率影響的一致性，又要注意催化劑的活性對(duì)溫度的限制。既要注意理論生產(chǎn)，又要注意實(shí)際可能性。1合成氨的反應(yīng)采用400500溫度的原因是()a溫度太低反應(yīng)速率太小b該溫度時(shí)催化劑活性較高c該溫度時(shí)反應(yīng)速率最大d該溫度時(shí)n2的轉(zhuǎn)化率最高解析：在400500時(shí)催化劑的活性較高。答案：b2雙選題下列關(guān)于氮?dú)?、氫氣合成氨的說(shuō)法中，正確的是()a將氮?dú)?、氫氣合成氨，必須施加高溫、高壓、催化劑等反?yīng)條件b在氮?dú)狻錃夂铣砂钡幕瘜W(xué)反應(yīng)中，

9、催化劑的性能對(duì)反應(yīng)物的溫度和壓強(qiáng)的高低具有一定的制約作用c現(xiàn)代工業(yè)上實(shí)施的合成氨壓強(qiáng)越高越有利d現(xiàn)代工業(yè)上實(shí)施的合成氨屬于人工固氮解析：催化劑是影響化學(xué)反應(yīng)速率外部因素中的主角，催化劑固有性能的發(fā)揮與溫度有直接的關(guān)系，溫度太高或太低，都會(huì)降低催化劑的活性，a錯(cuò)誤，b正確；壓強(qiáng)越高越有利于氨的合成，但在工業(yè)生產(chǎn)中受到設(shè)備等多方面的制約，并不是壓強(qiáng)越高經(jīng)濟(jì)效益越好，c錯(cuò)誤；將游離態(tài)的氮轉(zhuǎn)化為化合態(tài)的氮屬于氮的固定，d正確。答案：bd3合成氨工業(yè)有下列生產(chǎn)流程：原料氣的制備；氨的合成；原料氣的凈化和壓縮；氨的分離。其先后順序正確的是()ab.cd解析：原料氣(n2、h2)經(jīng)凈化、壓縮后再送入合成塔。

10、答案：b4下列有關(guān)合成氨工業(yè)的說(shuō)法中，正確的是()a從合成塔出來(lái)的混合氣體中，其中nh3只占15%，所以生產(chǎn)氨的工廠的效率都很低b由于氨易液化，n2、h2在實(shí)際生產(chǎn)中循環(huán)使用，所以總體來(lái)說(shuō)，氨的產(chǎn)率很高c合成氨工業(yè)的反應(yīng)溫度控制在500左右，目的是使化學(xué)平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)d我國(guó)合成氨廠采用的壓強(qiáng)是1030mpa，因?yàn)樵搲簭?qiáng)下鐵觸媒的活性最大解析：雖然合成氨反應(yīng)中n2、h2的轉(zhuǎn)化率較低，但是，由于氨易液化，及時(shí)將氨液化分離，n2、h2循環(huán)使用，總體來(lái)說(shuō)氨的產(chǎn)率還是很高的，b正確。答案：b5工業(yè)合成氨是在一定條件下進(jìn)行的可逆反應(yīng)：高溫、高壓n2(g)3h2(g)催化劑2nh3(g)其部分工藝流程

11、如下圖所示：請(qǐng)回答下列問(wèn)題：(1)第步除需要催化劑這個(gè)條件外，還需要的條件是_。(2)第步操作中的原料氣的“凈化”目的是_，第步操作中的目的是_。(3)工業(yè)合成氨反應(yīng)后可以通過(guò)降低混合氣體的溫度而使氨氣分離出來(lái)。這種分離物質(zhì)的方法的原理類似于下列中的_(填編號(hào))。a過(guò)濾c分液b蒸餾d萃取你作出這個(gè)判斷的理由是_。(4)可以用氯氣來(lái)檢驗(yàn)輸送氨氣的管道是否漏氣，如果漏氣則會(huì)有白煙生成。該反應(yīng)的化學(xué)方程式為_(kāi)。解析：(1)工業(yè)合成氨需要條件為：高溫、高壓、催化劑。.(2)原料氣中往往含有使催化劑中毒的物質(zhì)，所以在進(jìn)行原料氣的反應(yīng)前，需要除掉其中的雜質(zhì)；工業(yè)合成氨反應(yīng)后的混合氣體中既有氨氣，也有未反應(yīng)

12、的氫氣、氮?dú)?，為了提高原料氣的利用率，將未反?yīng)的原料氣進(jìn)行重新利用，這樣可以提高經(jīng)濟(jì)效益。(3)降低溫度，氨變?yōu)橐簯B(tài)，從而進(jìn)行分離，所以跟工業(yè)上利用的蒸餾類似，都是通過(guò)改變溫度，使物質(zhì)的狀態(tài)發(fā)生變化而分離。4(4)8nh33cl2=6nhcln2，nh4cl的固體小顆粒形成白煙。答案：(1)高溫、高壓(2)防止催化劑中毒提高原料利用率(或提高經(jīng)濟(jì)效益等)(3)b通過(guò)溫度的改變而改變物質(zhì)的狀態(tài)，達(dá)到分離的目的4(4)8nh33cl2=6nhcln2高考感悟1(全國(guó)卷)在容積可變的密閉容器中，2moln2和8molh2在一定條件下發(fā)生反應(yīng)，達(dá)到平衡時(shí)，h2的轉(zhuǎn)化率為25%，則平衡時(shí)氮?dú)獾捏w積分?jǐn)?shù)接

13、近于()a5%c15%b10%d20%解析：本題考查化學(xué)平衡的計(jì)算，意在考查考生的計(jì)算能力。n2(g)3h2(g)2nh3(g)4/364/3起始物質(zhì)的量/mol280轉(zhuǎn)化物質(zhì)的量/mol2/324/3平衡物質(zhì)的量/mol4/364/34/3故平衡時(shí)氮?dú)獾捏w積分?jǐn)?shù)為100%15%。答案：c2(上海高考節(jié)選)合成氨工藝的一個(gè)重要工序是銅洗，其目的是用銅液醋酸二氨合銅()、氨水吸收在生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的co和co2等氣體。銅液吸收co的反應(yīng)是放熱反應(yīng)，其反應(yīng)方程式為：cu(nh3)2acconh3cu(nh3)3coac完成下列填空：(1)如果要提高上述反應(yīng)的反應(yīng)速率，可以采取的措施是_。(選填編號(hào))

14、a減壓b增加nh3濃度c升溫d及時(shí)移走產(chǎn)物.(2)銅液中的氨可吸收二氧化碳，寫(xiě)出該反應(yīng)的化學(xué)方程式。_(3)簡(jiǎn)述銅液吸收co及銅液再生的操作步驟(注明吸收和再生的條件)。_解析：(1)降低壓強(qiáng)，反應(yīng)速率減小，a不正確；增加nh3的濃度或升高溫度，反應(yīng)速率均增大bc正確；及時(shí)移走產(chǎn)物，即降低生成物濃度，反應(yīng)速率也減小，d不正確。(2)氨氣是堿性氣體，co2是酸性氣體，二者反應(yīng)的化學(xué)方程式為2nh3co224h2o=(nh)2co3、(nh2)2co3co2h2o=2nhhco3。(3)根據(jù)cu(nh3)2acconh3cu(nh3)3coac可知，該反應(yīng)是體積減小的放熱的可逆反應(yīng)，因此吸收co的

15、適宜條件是低溫、加壓，若要再生，則只需要將銅液洗滌轉(zhuǎn)移至另一容器中；然后高溫低壓下釋放co，最后將銅洗液循環(huán)利用即可。答案：(1)bc(2)2nh3co2h2o(nh4)2co3、(nh4)2co3co2h2o2nh4hco(3)低溫加壓下吸收co；然后將銅液洗滌轉(zhuǎn)移至另一容器中；高溫低壓下釋放co，然后將銅洗液循環(huán)利用。3(上海春季高考)1913年德國(guó)化學(xué)家哈伯發(fā)明了以低成本制造大量氨的方法，從而大大滿足了當(dāng)時(shí)日益增長(zhǎng)的人口對(duì)糧食的需求。下列是哈伯法的流程圖，其中為提高原料轉(zhuǎn)化率而采取的措施是()ac解析：合成氨反應(yīng)為n2(g)3h2(g)bd2nh3(g)(放熱反應(yīng))，加壓、降溫、減小nh

16、3的濃度均有利于平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，、正確；將原料氣循環(huán)利用也可提高原料的轉(zhuǎn)化率，正確。答案：b課時(shí)跟蹤訓(xùn)練一、選擇題(本題包括10小題，每小題5分，共50分)1合成氨工業(yè)上采用循環(huán)操作，主要是為了()a加快反應(yīng)速率b提高nh3的平衡濃度c降低nh3的沸點(diǎn)d提高n2和h2的利用率.解析：合成氨工業(yè)上采用循環(huán)壓縮，將未反應(yīng)的n2、h2重新壓縮到合成塔中，提高了n2、h2的利用率。答案：d2工業(yè)上用氫氣和氮?dú)夂铣砂?，氫氣的主要?lái)源是()a水和碳?xì)浠衔颿鋅和稀硫酸反應(yīng)b電解水d液化空氣解析：b、c項(xiàng)生產(chǎn)h2成本太高，不符合實(shí)際，d項(xiàng)液化空氣得n2；a項(xiàng)正確。答案：a3合成氨工業(yè)中控制的反應(yīng)條件應(yīng)

17、()a溫度越高越好b壓強(qiáng)越大越好c混合氣體中氫氣含量越高越好d所選的催化劑活性越大越好解析：工業(yè)合成氨的熱化學(xué)方程式為n2(g)3h2(g)2nh3(g)h92.4kjmol1，似乎壓強(qiáng)越大就越有利于平衡向合成氨的方向移動(dòng)，溫度越高達(dá)到平衡的時(shí)間就越短，易錯(cuò)選a或b。實(shí)際上在合成氨的工業(yè)生產(chǎn)中，壓強(qiáng)不能太大，否則能耗太高，并且對(duì)設(shè)備的要求高。而根據(jù)化學(xué)平衡移動(dòng)原理，此反應(yīng)溫度越低越有利于平衡向正方向移動(dòng)，但溫度太低，則催化劑的催化活性不能很好地發(fā)揮，反應(yīng)速率太慢；為解決上述矛盾，一般選擇使催化劑活性最大時(shí)的溫度。答案：d4合成氨時(shí)既要使氨的產(chǎn)率增大，又要使反應(yīng)速率加快，可采取的辦法是()減壓加

18、壓升溫降溫及時(shí)從平衡混合氣中分離出nh3補(bǔ)充n2或h2加催化劑減小n2或h2的量acbd解析：合成氨反應(yīng)n2(g)3h2(g)催化劑2nh3(g)h0的特點(diǎn)為：可逆、放熱、高溫、高壓氣體分子總數(shù)減小。要使平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)且反應(yīng)速率加快，應(yīng)選c。答案：c5下列有關(guān)催化劑的性質(zhì)、作用的說(shuō)法正確的是()a合成氨反應(yīng)若不使用催化劑，該反應(yīng)就不能進(jìn)行b反應(yīng)前后催化劑的質(zhì)量不改變，但化學(xué)性質(zhì)要改變c催化劑能縮短反應(yīng)到達(dá)平衡所用的時(shí)間，但催化劑損耗量較大d催化劑可以同等程度地改變正、逆反應(yīng)速率.解析：反應(yīng)前后催化劑的質(zhì)量和化學(xué)性質(zhì)都沒(méi)有改變，催化劑可以同等程度地改變正、逆反應(yīng)速率。答案：d6對(duì)于可逆反應(yīng)

19、n2(g)3h2(g)2nh3(g)(放熱反應(yīng))，下列說(shuō)法正確的是()a達(dá)到平衡時(shí)反應(yīng)物和生成物濃度一定相等b達(dá)到平衡后加入氨氣，重新達(dá)到平衡時(shí)，氨氣的濃度比原平衡時(shí)大c達(dá)到平衡時(shí)，升高溫度加快了吸熱反應(yīng)的速率，降低了放熱反應(yīng)的速率，所以平衡向逆反應(yīng)的方向移動(dòng)d加入催化劑可以縮短到達(dá)平衡的時(shí)間，這是因?yàn)榧涌炝苏磻?yīng)的速率，而減慢了逆反應(yīng)的速率a解析：反應(yīng)物和生成物濃度是否相等與反應(yīng)是否達(dá)到平衡狀態(tài)無(wú)關(guān)，不正確；升高溫度，不論放熱反應(yīng)還是吸熱反應(yīng)的反應(yīng)速率都加快，c不正確；催化劑可以同等程度地改變正逆反應(yīng)的反應(yīng)速率，d不正確。答案：b7在一定條件下，進(jìn)入氨合成塔的混合氣體中氮?dú)獾捏w積占22%，氫

20、氣的體積占78%，經(jīng)合成反應(yīng)達(dá)到平衡后，在相同溫度和壓強(qiáng)下，氣體體積縮小至原體積的95%，氮?dú)獾霓D(zhuǎn)化率接近于()a11.5%c9.75%b10.5%d13.2%22l78l(n2)22l解析：設(shè)混合氣體的體積為100l，反應(yīng)掉n2的體積為x。n23h22nh3開(kāi)始22l78l0平衡22lx78l3x2x(22lx)(78l3x)2x由題意：95%解得x2.5l2.5l100%11.4%。答案：a8對(duì)于合成氨的反應(yīng)來(lái)說(shuō)，使用催化劑和施以高壓，下列敘述中正確的是()a都能提高反應(yīng)速率，都對(duì)化學(xué)平衡無(wú)影響b都對(duì)化學(xué)平衡狀態(tài)有影響，都不影響達(dá)到平衡狀態(tài)所用的時(shí)間c都能縮短達(dá)到平衡狀態(tài)所用的時(shí)間，只有增

21、大壓強(qiáng)對(duì)化學(xué)平衡狀態(tài)有影響d催化劑能縮短反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)所用的時(shí)間，而增大壓強(qiáng)無(wú)此作用解析：對(duì)化學(xué)反應(yīng)n2(g)3h2(g)2nh3(g)，催化劑只能提高反應(yīng)速率使反應(yīng)達(dá)到平.衡狀態(tài)所用的時(shí)間縮短，不能使化學(xué)平衡發(fā)生移動(dòng)。施以高壓能提高反應(yīng)速率，使反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)所用的時(shí)間縮短，也能使化學(xué)平衡向生成nh3的反應(yīng)方向移動(dòng)。答案：c9一定條件下，合成氨氣反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，測(cè)得混合氣體中氨氣的體積分?jǐn)?shù)為20.0%，與反應(yīng)前的體積相比，反應(yīng)后體積縮小的百分率是()a16.7%c80.0%b20.0%d83.3%1.2l解析：設(shè)達(dá)到平衡后混合氣體的體積為1l，則其中生成的氨氣的體積為1l20.0%0.2l

22、。則根據(jù)反應(yīng)的化學(xué)方程式有：n23h22nh3v13220.2l0.2l0.2l所以平衡前混合氣體的體積為1l0.2l1.2l，因此反應(yīng)后氣體體積縮小率為100%16.7%。答案：a高溫、高壓10對(duì)于可逆反應(yīng)n2(g)3h2(g)催化劑2nh3(g)(正反應(yīng)為放熱反應(yīng))，下列說(shuō)法中正確的是()a達(dá)到平衡后加入n2，當(dāng)重新達(dá)到平衡時(shí)，nh3的濃度比原平衡的大，h2的濃度比原平衡也大b達(dá)到平衡后，升高溫度，既加快了正、逆反應(yīng)的速率，又提高了nh3的產(chǎn)率c達(dá)到平衡后，縮小容器的體積，既有利于加快正、逆反應(yīng)速率，又有利于提高氫氣的轉(zhuǎn)化率d加入催化劑可以縮短達(dá)到平衡的時(shí)間，是因?yàn)檎磻?yīng)速率增大，逆反應(yīng)速

23、率減小解析：達(dá)到平衡后，加入n2平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，nh3的濃度增大了，而h2的濃度會(huì)減??；達(dá)到平衡后，升高溫度，正、逆反應(yīng)速率都增大，但平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，不利于nh3的生成；達(dá)到平衡后，縮小體積即增大壓強(qiáng)，正、逆反應(yīng)速率都增大，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，有利于提高h(yuǎn)2的轉(zhuǎn)化率；加入催化劑，能同等程度地增大正、逆反應(yīng)速率，縮短反應(yīng)達(dá)到平衡的時(shí)間。答案：c二、非選擇題(本題包括4小題，共50分)一定條件11(12分)工業(yè)上合成氨的化學(xué)反應(yīng)為n2(g)3h2(g)2nh3(g)(正反應(yīng)為放熱反應(yīng))。.(1)使用鐵觸媒催化劑是為了_。(2)通常采用11073107pa的壓強(qiáng)，原因是_。(3)選擇5

24、00左右的溫度進(jìn)行反應(yīng)，是由于_。(4)將生成的氨及時(shí)從混合氣中分離出來(lái)，原因是_。解析：工業(yè)合成氨使用鐵觸媒是為了提高化學(xué)反應(yīng)速率；采用11073107pa的壓強(qiáng)一方面是為了提高反應(yīng)速率，同時(shí)也可以增大反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率，但更高的壓強(qiáng)則受到設(shè)備的限制；選擇500左右的溫度，一方面是為了提高反應(yīng)速率，更主要的是因?yàn)榇呋瘎┑幕钚栽诖藴囟葧r(shí)最大；將生成的氨液化后分離出來(lái)可使平衡向右移動(dòng)，反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率能大大提高。答案：(1)提高反應(yīng)速率(2)該反應(yīng)是一個(gè)氣體體積減小的反應(yīng)，增大壓強(qiáng)，有利于平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，壓強(qiáng)過(guò)高，對(duì)動(dòng)力、設(shè)備要求過(guò)高，成本增大，也會(huì)降低經(jīng)濟(jì)效益，所以綜合考慮，通常采用11073

25、107pa的壓強(qiáng)(3)合成氨的反應(yīng)是放熱反應(yīng)，溫度升高，不利于氨的生成，但溫度過(guò)低，反應(yīng)速率很慢，故采用500左右的適宜溫度，且500左右時(shí)催化劑的活性最大(4)減小生成物氨的濃度，有利于化學(xué)平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)12(12分)合成氨工業(yè)中，原料氣(n2、h2，混有少量co、nh3)在進(jìn)入合成塔之前，常用醋酸二氨合銅()溶液來(lái)吸收co，其化學(xué)反應(yīng)為：ch3coocu(nh3)2conh3ch3coocu(nh3)3co(正反應(yīng)為放熱反應(yīng))。(1)必須除去co的原因是_。(2)醋酸二氨合銅()溶液吸收原料氣中co的適宜條件是_。(3)吸收co后的醋酸二氨合銅()溶液經(jīng)適當(dāng)處理又可再生，恢復(fù)其吸收c

26、o的能力而循環(huán)使用，其再生的條件是_。解析：合成氨流程中的除雜，是為了除去能使催化劑中毒的物質(zhì)。題中指出：在合成氨的過(guò)程中必須除去co，因此co是屬于使催化劑中毒的物質(zhì)。從吸收co的化學(xué)方程式可得：吸收co的反應(yīng)是正反應(yīng)為氣體體積縮小的放熱反應(yīng)，因此為了使co盡可能地被吸收，應(yīng)采取高壓、低溫的辦法使平衡正向移動(dòng)；要使醋酸二氨合銅()溶液再生，即要使平衡逆向移動(dòng)，故必須采取低壓、高溫的辦法。答案：(1)防止co使催化劑中毒(2)高壓、低溫，并于醋酸二氨合銅()溶液中加入較濃氨水(3)低壓、高溫.13(12分)已知工業(yè)合成氨的反應(yīng)為：n2(g)3h2(g)2nh3(g)(放熱反應(yīng))(1)化工生產(chǎn)條件選定的主要原因是(選填字母序號(hào))_。a溫度、壓強(qiáng)對(duì)化學(xué)平衡的影響b鐵觸媒在該溫度時(shí)活性大c工業(yè)生產(chǎn)受動(dòng)力、材料、設(shè)備等條件的限制(2)改變反應(yīng)條件，會(huì)使平衡發(fā)生移動(dòng)。下圖表示隨條件改變氨氣的百分含量的變化趨勢(shì)。3當(dāng)橫坐標(biāo)為壓強(qiáng)時(shí)，變化趨勢(shì)正確的是(選填字母序號(hào))_，當(dāng)橫坐標(biāo)為溫度時(shí)，變化趨勢(shì)正確的是(選填字母序號(hào))_。(3)當(dāng)甲烷制氫氣合成氨氣時(shí)，甲烷的轉(zhuǎn)化率為75%時(shí)，以5.6107l甲烷為原料能夠合成_l氨氣(假設(shè)氣體體積均在標(biāo)準(zhǔn)狀況下測(cè)定)。解析：(1)合成氨工業(yè)條件的選擇，增大壓強(qiáng)，加快反應(yīng)速率，提高氨的產(chǎn)率，升高溫度主要是考慮催化劑的