题目内容

合成氨工业中，原料气(N2、H2，混有少量CO、NH3)在进入合成塔之前，常用醋酸二氨合铜(Ⅰ)溶液来吸收CO，其反应为：CH3COO[Cu(NH3)2]＋CO＋NH3??CH3COO[Cu(NH3)3]·CO(正反应为放热反应)。

(1)必须除去CO的原因是________________________________________________________。

(2)醋酸二氨合铜(Ⅰ)溶液吸收原料气中CO的适宜条件是_____________________________。

(3)吸收CO后的醋酸二氨合铜(Ⅰ)溶液经适当处理又可再生，恢复其吸收CO的能力而循环使用，其再生的条件是__________________________________________________________。

 

【答案】

(1)防止CO使催化剂中毒

(2)高压、低温并于醋酸二氨合铜(Ⅰ)溶液中加入较浓氨水

(3)低压、高温

【解析】

试题分析：合成氨流程中的除杂，是为了除去能使催化剂中毒的物质。题中指出：在合成氨的过程中必须除去CO，因此CO是属于使催化剂中毒的物质。从吸收CO的化学方程式可得：吸收CO的反应是正反应为气体体积缩小的放热反应，因此为了使CO尽可能地被吸收，应采取高压、低温的办法使平衡正向移动；要使醋酸二氨合铜(Ⅰ)溶液再生，即要使平衡逆向移动，故必须采取低压、高温的办法。

考点：考查催化剂的应用、外界条件对平衡状态的影响

点评：该题是高考中的常见题型，试题针对性强，注重基础和能力的考查。该题有利于培养学生的逻辑思维能力和发散思维能力，特别是灵活运用勒夏特列原理解决实际问题的能力。

 

练习册系列答案
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合成氨工业中，原料气（N2、H2及少量的CO、NH3的混合气）在进入合成塔前常用醋酸二氨合铜（I）溶液来吸收原料气中的CO，其反应是：
[Cu（NH3）2Ac]（aq）+CO+NH3?[Cu（NH3）3]Ac?CO（aq）（△H＜0）
（1）醋酸二氨合铜（I）吸收CO的生产适宜条件是
低温高压
低温高压
；
（2）吸收CO后的醋酸铜氨液经过适当处理又可再生，恢复其吸收CO的能力以供循环使用，醋酸铜氨液再生的适宜条件是
高温低压
高温低压
．
（2013?番禺区模拟）工业合成氨的反应为：N2（g）+3H2（g）?2NH3（g）△H＜0某实验将3.0mol N2（g）和4.0mol H2（g）充入容积为10L的密闭容器中，在温度T1下反应．测得H2的物质的量随反应时间的变化如图所示．

（1）反应开始3min内，H2的平均反应速率为
0.080mol/（L?min）
0.080mol/（L?min）

（2）计算该条件下合成氨反应的化学平衡常数（写出计算过程，结果保留2位有效数字）
2.0×102 （L/mol）2
2.0×102 （L/mol）2
．
（3）仅改变温度为T2（ T2小于TI）再进行实验，请在答题卡框图中画出H2的物质的量随反应时间变化的预期结果示意图
．
（4）在以煤为主要原料的合成氨工业中，原料气氢气常用下述方法获得：
①C+H2O（g）
 高温 
.
 
CO+H2；②CO+H2O（g）
 高温 
.
 
CO2+H2；
已知CO（g）+
1
2
O2（g）═CO2（g）△H=-283.0KJ/mol；
H2（g）+
1
2
O2（g）=H2O（g）△H=-285.8KJ/mol；
写出上述CO与H2O（g）反应的热化学方程式：
CO（g）+H2O（g）=CO2（g）+H2（g）△H=+2.8kJ/mol
CO（g）+H2O（g）=CO2（g）+H2（g）△H=+2.8kJ/mol

（5）合成氨工业中，原料气（N2，H2混有少量CO，NH3）在进入合成塔之前，用醋酸二氨合铜（I）溶液来吸收CO其反应为：
CH3COO[Cu（NH3）2]+CO+NH3?CH3COO[Cu（NH3）3]?CO△H＜0写出提高CO吸收率的其中一项措施：
增大压强、降低温度、通入氨气或分离出CH3COO[Cu（NH3）3]?CO（任写一点）
增大压强、降低温度、通入氨气或分离出CH3COO[Cu（NH3）3]?CO（任写一点）
．
（2013?德州模拟）氮是地球上含量丰富的一种元素，氮及其化合物在工农业生产、生活中有着重要作用．
（1）在一密闭容器中，进行如下化学反应：
N2（g）+3H2（g）?2NH3（g）△H＜0，其化学平衡常数K与温度T的关系如下表：
T/K 298 398 498
K 4.1×106 K1 K2
①比较K1、K2的大小：K1
＞
＞
K2填“＞”、“=”或“＜”）；
②若保持容器的容积不变，则该反应达到化学平衡状态的依据是
cd
cd
（填序号）．
a．υ（N2）正=3υ（H2）逆
b．容器内N2、H2、NH3的浓度之比为1：3：2
c．容器内压强保持不变
d．混合气体的平均相对分子质量保持不变
（2）298K时，1.00g N2H4（l）与足量的N2O4（l）完全反应生成氮气和液态水，放出19.15kJ的热量．写出该反应的热化学方程式
2N2H4（l）+N2O4（l）=3N2（g）+4H2O（l）△H=-1225.6KJ/mol
2N2H4（l）+N2O4（l）=3N2（g）+4H2O（l）△H=-1225.6KJ/mol
；
（3）合成氨工业中，原料气（N2、H2及少量CO、NH3的混合气）在进入合成塔前常用[Cu（NH3）2]Ac溶液来吸收原料气中的CO，其反应是：
[Cu（NH3）2]Ac+CO+NH3?[Cu(NH3)3]Ac?C
O
 
 
＜0
生产中必须除去原料气中CO的原因是
防止催化剂中毒
防止催化剂中毒
；[Cu（NH3）2]Ac溶液吸收原料气中CO的适宜条件应是
低温高压
低温高压
．
（4）对反应2NO2（g）?N2O4（g）△H＜0在温度分别为T1、T2时，平衡体系中NO2的体积分数随压强变化曲线如图所示．下列说法正确的是
bd
bd
（填字母序号）．
a．A、C两点的反应速率：A＞C
b．A、C两点NO2的转化率：A＜C
c．B、C两点的气体的平均相对分子质量：B＜C
d．由状态B到状态A，可以用加热的方法．
合成氨工业中，原料气（N2、H2以及少量CO、NH3的混合气体）在进入合成塔前常用醋酸二氨合铜（Ⅰ）溶液来吸收原料气中的CO，其反应是：

［Cu(NH3)2·OOCCH3］+CO+NH3［Cu(NH3)3］OOCCH3·CO（正反应是放热反应），请完成下列问题：

（1）必须除去原料气中的CO的原因是______________________________________________。

（2）醋酸二氨合铜（Ⅰ）吸收CO的适宜生产条件是____________________________________。

（3）吸收CO后的醋酸铜氨溶液经过适当处理又可以再生，恢复其吸收CO的能力，以供循环使用，醋酸铜氨液再生的适宜条件是________________________________________________。

合成氨工业中，原料气（N2、H2及少量的CO、NH3的混合气）在进入合成塔前常用醋酸二氨合铜（I）溶液来吸收原料气中的CO，其反应是：
[Cu(NH3)2Ac]＋CO＋NH3  [Cu(NH3)3] Ac·CO；（△H＜0）
⑴醋酸二氨合铜（I）吸收CO的生产适宜条件是                         ；
⑵吸收CO后的醋酸铜氨液经过适当处理又可再生，恢复其吸收CO的能力以供循环使用，醋酸铜氨液再生的适宜条件是___________________________________。

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