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,又要使反应速率加快,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分离出NH3 ⑥补充N2或H2 ⑦加催化剂 ⑧减小N2或H2的量
A.③④⑤⑦ B.②④⑥
C.仅②⑥ D.②③⑥⑦
解析 合成氨反应N2(g)+3H2(g)高温、高压催化剂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)高温、高压催化剂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,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 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: