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第一单元 氨的合成
考查点一 合成氨条件的选择
1．合成氨时既要使合成氨的产率增大，又要使反响速率加快，可采取的方法是
( )。
①减压 ②加压 ③升温 ④降温 ⑤及时从平衡混合气中别离出NH3⑥补充N2或H2⑦加催化剂 ⑧减小N2或H2的量
A．③④⑤⑦B．②④⑥
C．仅②⑥D．②③⑥⑦
解析 合成氨反响N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)的特点为：正反响放热且气体分子数减小。要使平衡向正反响方向移动且反响速率加快，应选C。
答案 C
2．合成氨的反响采用400～500 ℃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较高
C．该温度时反响速率最大
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．对于可逆反响N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)(正反响为放热反响)，以下说法中正确的选项是( )。
A．到达平衡后参加N2，当重新到达平衡时，NH3的浓度比原平衡的大，H2的浓度比原平衡也大
B．到达平衡后，升高温度，既加快了正、逆反响的速率，又提高了NH3的产率
C．到达平衡后，缩小容器的体积，既有利于加快正、逆反响速率，又有利于提高氢气的转化率
D．参加催化剂可以缩短到达平衡的时间，是因为正反响速率增大了，逆反响速率减小
解析 到达平衡后，参加N2平衡向正反响方向移动，NH3的浓度增大了，而H2的浓度会减小；到达平衡后，升高温度，正、逆反响速率都增大，但平衡向逆反响方向移动，不利于NH3的生成；到达平衡后，缩小体积即增大压强，正、逆反响速率都增大，平衡向正反响方向移动，有利于提高H2的转化率；参加催化剂，能同等程度地增大正、逆反响速率，缩短反响到达平衡的时间。
答案 C
4．在合成氨的过程中，参加催化剂的作用是( )。
A．能加快反响速率，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．加快正逆反响速率，缩短到达平衡所需时间
解析 催化剂只能改变化学反响速率，而且对正、逆反响速率是同等程度的影响，所以它不能改变平衡，只能缩短可逆反响到达平衡的时间。
答案 D
考查点二 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：
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响制取氮气。
(1)从以下列图中选择制取气体的适宜装置：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)反响结束后锥形瓶内的溶液中含有H＋、OH－、________、________等离子。
解析 此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响生成，应选a装置，制取氢气用锌与稀硫酸反响不用加热，选b装置。甲装置的作用是混合氮气和氢气、枯燥气体、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响，铂丝保持红热，锥形瓶中发生以下反响：
4NH3＋5O24NO＋6H2O,2NO＋O2===2NO2，有红棕色气体产生，3NO2＋H2O===2HNO3＋NO，HNO3＋NH3===NH4NO3
答案 (1)a b (2)枯燥气体 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)氨的氧化反响是一个放热反响 有红棕色气体产生 (5)4NH3＋5O24NO＋6H2O (6)NH NO
考查点三 有关计算
7．工业上合成氨的主要生产过程有：
______________________________________________________________
______________________________________________________________。
(2)氨的合成。在________中进行，反响的最正确条件是
_______________________________________________________________
________________________________________________________________。
(3)氨的别离。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，那么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，反响中转化的N2的体积为x，那么
N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)
起始体积 1 3 0
平衡体积 1－x 3－3x2x
依题意：
×100%＝15%
解得：x＝
故φ(H2)＝×100%＝63.75%
φ(N2)＝1－φ(H2)－φ(NH3)＝21.25%
答案 (1)空气 水和碳氢化合物 防止催化剂中毒 (2)合成塔 压强20～50 MPa，温度400～500 ℃，铁触媒作催化剂 (3)63.75% 21.25%
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