题目内容

在合成氨工业中，除了采用高压、加入催化剂外，还把温度提高到500℃左右，其原因和目的是

[　　]

A．

提高氮气的转化率

B．

提高氨气平衡时的质量分数

C．

催化剂的活性温度为500℃

D．

升高温度，增大，减小，平衡向正反应方向移动

答案：C
解析：

　　精析：合成氨的反应为N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)＋Q

　　由于正反应是放热反应，从化学平衡移动的原理分析可知，升高温度，平衡向逆反应方向移动，氨气的转化率和氨气平衡时的质量分数都是变小的．所以A、B项均错．温度升高，、都增大，而且平衡向逆反应方向移动，所以D项也是错误的．

　　小结：合成氨的反应为N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)＋92.4 kJ

　　反应有三个特点：可逆反应，正反应是放热反应，正反应是体积缩小的反应．为了提高NH3的产量，可以从化学反应速率和化学平衡原理两方面分析：

　　从上表可知，在实际生产中，选择合成氨的适宜条件为：①从动力、材料和设备这三方面考虑，通常采用2×107～5×107 Pa的压强，而不采取尽可能高的压强；②从达到平衡所需的时间和催化剂活性温度考虑，一般选择500℃左右的温度；③从加大氮气和氢气合成氨的反应速率考虑，要使用催化剂．


练习册系列答案
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（2009?三明一模）氯化亚铜（CuCl）在石油工业生产中常用作脱硫剂和脱色剂．工业生产氯化亚铜的一种工艺流程如图所示：

已知：①CuCl难溶于水和乙醇，干燥的CuCl在空气中比较稳定，但湿的CuCl在空气中易发生水解和氧化；②CuCl溶于氯化钠的浓溶液可生成CuCl2-，CuCl2-的溶液用水稀释可生成CuCl沉淀，反应式为CuCl2-
H2O
CuCl↓+Cl-．
（1）往CuSO4和NaCl混合液中通入SO2可生成CuCl2-和硫酸，请写出反应的离子方程式：
2Cu2++SO2+4Cl-+2H2O=2CuCl2-+SO42-+4H+
2Cu2++SO2+4Cl-+2H2O=2CuCl2-+SO42-+4H+
．
（2）在反应（1）中，温度升至70～80℃，并使用NaCl浓溶液，主要目的是
提高CuCl2-的生成速率
提高CuCl2-的生成速率
．
（3）在反应（1）中，还原剂除了可用SO2外，还可选用
AB
AB
（填标号）．
A．Na2SO3 B．Cu   C．Ag
（4）过滤所得沉淀须迅速用
95%乙醇
95%乙醇
（填“水”或“95%乙醇”）洗涤、干燥得CuCl成品．
（5）合成氨工业生产中的CO会使催化剂中毒，可通过下列反应除去．
[Cu（NH3）2]Ac（aq）+CO（g）+NH3（g）=[Cu（NH3）3]Ac?CO（aq）△H＜0，生产中为了提高CO的吸收率，可采用的措施是
加压降温
加压降温
．
（6）CuOH不稳定易分解为Cu2O  298K时，CuOH的Ksp=1.0×10-14，CuCl的Ksp=1.2×10-6．把CuCl固体和NaOH溶液混合，加热，得到红色沉淀，该沉淀的化学式为
Cu2O
Cu2O
．
（2011?镇江一模）工业合成氨与制备硝酸一般可连续生产，流程如下：

完成下列问题：
Ⅰ．合成氨
（1）写出装置①中发生反应的化学方程式：
N2+3H2
催化剂
加热、加压
2NH3
N2+3H2
催化剂
加热、加压
2NH3
．
（2）已知在一定的温度下进入装置①的氮、氢混合气体与从合成塔出来的混合气体压强之比为5：4，则氮的转化率为
40%
40%
．
Ⅱ．氨的接触氧化原理
（3）在900℃装置②中反应有：?
4NH3（g）+5O2（g）?4NO（g）+6H2O（g）；△H=-905.5kJ?mol-1 K1=1×1053 （900℃）
4NH3（g）+4O2（g）?4N2O（g）+6H2O（g）；△H=-1103kJ?mol-1  K2=1×1061 （900℃）
4NH3（g）+3O2（g）?2N2（g）+6H2O（g）；△H=-1267kJ?mol-1  K3=1×1067 （900℃）
除了上列反应外，氨和一氧化氮相互作用：
4NH3（g）+6NO（g）?5N2（g）+6H2O（g）；△H=-1804kJ?mol-1，还可能发生氨、一氧化氮的分解．
完成热化学方程式：2NO（g）?N2（g）+O2（g）；△H=
-180.75 kJ?mol-1
-180.75 kJ?mol-1
．
（4）铂-铑合金催化剂的催化机理为离解和结合两过程，如图所示：

由于铂对NO和水分子的吸附力较小，有利于氮与氧原子结合，使得NO和水分子在铂表面脱附，进入气相中．若没有使用铂-铑合金催化剂，氨氧化结果将主要生成
氮气和水蒸气
氮气和水蒸气
．说明催化剂对反应有
选择性
选择性
．
（5）温度对一氧化氮产率的影响

当温度大于900℃时，NO的产率下降的原因
A、B
A、B
（选填序号）
A．促进了一氧化氮的分解
B．促进了氨的分解
C．使氨和一氧化氮的反应平衡移动，生成更多N2
（6）硝酸工业的尾气常用Na2CO3溶液处理，尾气的NO、NO2可全部被吸收，写出用Na2CO3溶液吸收的反应方程式
NO+NO2+Na2CO3═2NaNO2+CO2、2NO2+Na2CO3═NaNO2+NaNO3+CO2
NO+NO2+Na2CO3═2NaNO2+CO2、2NO2+Na2CO3═NaNO2+NaNO3+CO2
．

（4分）铁的氧化物有多种用途。请解答下面有关问题：

（1）赤铁矿的主要成分是Fe2O3，是工业炼铁的主要原料之一。写出由Fe2O3制得单质铁的化学方程式                         。某赤铁矿除了含Fe2O3之处，还含有少量的SiO2和Al2O3。将试样溶于NaOH溶液，充分反应过滤，即可得到较纯净的Fe2O3。发生反应的离子方程式是                                      。

（2）Fe2O3可以与铝粉组成铝热剂用于焊接钢轨或定向爆破。某同学猜测，该反应所得熔融物中含有Fe2O3。他设计如下实验来验证自己的猜想：取少量试样，加入足量 稀盐酸，然后滴加KSCN溶液，若出现血红色，证明含有Fe2O3。否则，不含有Fe2O3。

你认为该方案合理吗？为什么？                                                                      。

（3）合成氨工业中所用的α―Fe催化剂的主要成分是FeO、Fe2O3。已知当催化剂中Fe2+和Fe3+的物质的量之比为1：2时，其催化活性最高。某化学小组试图以Fe2O3为原料制备该催化剂，方法之一是向其中加入炭粉高温反应：

实验教师提供了12g炭粉。请你计算，若要制取这种活性最高的催化剂，加入的Fe2O3的质量为       g。 该小组设计了多个实验方案来测定所得产品是否符合要求。其中一个实验方案是用氢气还原加热的混合物，测定铁的质量分数。在用锌跟稀硫酸反应制取氢气时，该小组的同学向稀硫酸中加入少量硫酸铜溶液，目的是                      。当混合物中铁的质量分数为          （用化简的分数表示）时，该产品合格。

 

 
氯化亚铜（CuCl）在石油工业生产中常用作脱硫剂和脱色剂．工业生产氯化亚铜的一种工艺流程如图所示：

已知：①CuCl难溶于水和乙醇，干燥的CuCl在空气中比较稳定，但湿的CuCl在空气中易发生水解和氧化；②CuCl溶于氯化钠的浓溶液可生成CuCl2-，CuCl2-的溶液用水稀释可生成CuCl沉淀，反应式为CuCl2-CuCl↓+Cl-．
（1）往CuSO4和NaCl混合液中通入SO2可生成CuCl2-和硫酸，请写出反应的离子方程式：    ．
（2）在反应（1）中，温度升至70～80℃，并使用NaCl浓溶液，主要目的是    ．
（3）在反应（1）中，还原剂除了可用SO2外，还可选用    （填标号）．
A．Na2SO3 B．Cu   C．Ag
（4）过滤所得沉淀须迅速用    （填“水”或“95%乙醇”）洗涤、干燥得CuCl成品．
（5）合成氨工业生产中的CO会使催化剂中毒，可通过下列反应除去．
[Cu（NH3）2]Ac（aq）+CO（g）+NH3（g）=[Cu（NH3）3]Ac?CO（aq）△H＜0，生产中为了提高CO的吸收率，可采用的措施是    ．
（6）CuOH不稳定易分解为Cu2O  298K时，CuOH的Ksp=1.0×10-14，CuCl的Ksp=1.2×10-6．把CuCl固体和NaOH溶液混合，加热，得到红色沉淀，该沉淀的化学式为    ．

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