Question

【题目】空气是宝贵的自然资源。利用氢气（H2）和空气中分离出的氮气（N2）可以合成氨气（NH3），下列是合成氨的工艺流程图：

（1）工业上用分离液态空气的方法获得氮气。将空气液化后再气化，首先分离出氮气，剩下的主要是液氧。

根据下表中各物质的沸点，如要将产物 NH3与 N2、H2分离开来，温度应该控制在______℃的范围之内。

物质	H2	N2	NH3
沸点/℃	-252	-195.8	-33.4

（2）用“〇”表示氢原子，“”表示氮原子，“”表示催化剂，观察下列微观图，合成氨化学反应过程的微观顺序为________（将下面三张图用序号排列）。

（3）用焦炭（主要成分是碳）和水蒸气在高温条件下反应可制得氢气和另一种常温下为气态的有毒物质，写出该反应的文字表达式_____________。在煤和水蒸气反应前需先将煤粉碎，这样做的目的是_____________。

（4）实际生产中，N2和H2不可能全部转化为NH3。将降温分离出的N2、H2送回合成塔的目的是______。

A充分利用原料 B防止氮气污染空气

Answer 1

【答案】-195.8~-33.4 ③①② 碳 + 水蒸气氢气+一氧化碳 增大反应物之间的接触面积，使反应充分快速 A

【解析】

（1）将空气中氮气与氧气分离的过程中没有新物质生成，属于物理变化，控制温度在-195.8℃时，可将空气中N2与O2分离，因此要将产物NH3与N2、H2分离开来，温度应该控制在-195.8~-33.4℃；

（2）化学变化的实质是分子分成原子，原子又结合成新的分子，所以先是反应物接触催化剂，然后破裂为原子，结合为分子，离开催化剂，所以符合合成氨化学反应过程的微观顺序图③①②；

（3）工业上制氢气的一种方法是利用高温条件下碳和水蒸气反应，生成氢气和一氧化碳，该反应的文字表达式为：碳 + 水蒸气氢气+一氧化碳；在煤和水蒸气反应前需先将煤粉碎，这样做的目的是：增大煤与水的接触面积，使反应更快更充分；

（4）将降温分离出的N2、H2 送回合成塔的目的是充分利用原料，不是为了防止氮气污染空气，这是因为氮气是空气的组成部分，不能污染空气。