工业合成氨 知识点题库
已知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应制取氮气。
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（1） 从上图中选择制取气体的合适装置：氮气、氢气。
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（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、。
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（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。
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（4） 用乙装置吸收一段时间氨后，再通入空气，同时将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。
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（5） 写出乙装置中氨氧化的化学方程式：。
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（6） 反应结束后锥形瓶内的溶液中含有H＋、OH－、、。
化学是人类进步的关键，化学为人类的生产、生活提供了物质保证．
Ⅰ．氮的化合物是重要的化工产品．其生产方法也在逐渐改进中，各国科学家均在为提高其产量，降低能耗做各种有益的探究．
（1）25℃时合成氨反应热化学方程式为：N2（g）+3H2（g）
2NH3（g），△H=﹣92.4kJ/mol． 在该温度时，取1molN2和3molH2放在密闭容器中，在催化剂存在下进行反应，测得反应放出的热量总是小于92.4kJ．其原因是 ．
（2）近年有人将电磁场直接加在氮气与氢气反应的容器内，在较低的温度和压强条件下合成氨，获得了较好的产率．从化学反应本质角度分析，电磁场对合成氨反应的作用是 ；与传统的合成氨的方法比较，该方法的优点是 ．
Ⅱ．（1）卤水中蕴含着丰富的镁资源，经转化后可获得MgCl2粗产品．从卤水中提取镁的步骤为：
a．将海边大量存在的贝壳煅烧成石灰，并将石灰制成石灰乳；
b．将石灰乳加入到海水沉淀池中经过滤得到Mg（OH）2沉淀；
c．在Mg（OH）2沉淀中加入盐酸得到MgCl2溶液，再经蒸发结晶得到MgCl2•6H2O；
d．将MgCl2•6H2O在一定条件下加热得到无水MgCl2；
e．电解熔融的氯化镁可得到Mg．
①步骤d中的“一定条件”指的是 ．
②有同学认为：步骤b后可加热Mg（OH）2得到MgO，再电解熔融的MgO制金属镁，这样可简化实验步骤，你同意该同学的想法吗？为什么？
（2）铀是核反应最重要的燃料，已经研制成功一种螫合型离子交换树脂，它专门吸附海水中的U4+ ， 而不吸附其他元素．其反应原理为 （树脂用HR代替），发生离子交换后的离子交换膜用酸处理还可再生并得到含铀的溶液，其反应原理为： ．
①写出工业合成氨的化学方程式，上述尾气中的NO一定条件下可与氨气反应转化为氮气，则该反应的化学方程式为．
②某同学在实验室蒸馏含有Mg（NO3）2的稀硝酸制取浓硝酸，除导管、酒精灯、牛角管、锥形瓶外，还需的玻璃仪器有．
2NH3
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（1） 反应物在催化剂表面的吸附过程是 (填“吸热”或“放热”)。
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（2） 合成氨的热化学方程式为。升温该反应的平衡常数(填“增大”或“减小”)。
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（3） t ℃时，向2 L的恒容密闭容器中充入2 mol N2和6 mol H2 ， 反应过程中对NH3的物质的量进行监测，得到的数据如表所示：
时间/min
5
10
15
20
25
30
n(NH3)/mol
1.4
2.0
2.4
2.6
2.6
2.6
①10 min内，消耗N2的平均反应速率为，该温度下反应的化学平衡常数K=(mol·L-1)-2(列出计算式即可)。
②若改变某一条件，达到新平衡时使NH3的体积分数增大，下列措施可行的是。
A．向容器中再通入一定量的H2气体
B．升高容器的温度
C．加入合适的催化剂
D．缩小容器的体积
③当上述反应达到平衡后，只改变某一条件，下列措施能提高N2转化率的是。
A．将混合气体降温使氨气液化
B．按原物质的量之比1∶3再通入一定量的N2和H2
C．通入一定量的N2
D．通入一定量的惰性气体
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（1） 科学家研究利用铁触媒催化合成氨的反应历程如图所示，其中吸附在催化剂表面的物种用“ad”表示。
写出合成氨的热化学方程式：；该反应历程中最大能垒对应的化学方程式为：。
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（2） 如图所示，合成氨反应中未使用催化剂时，逆反应的活化能Ea（逆）＝kJ·mol－1；使用催化剂之后，正反应的活化能为kJ·mol－1。
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（3） 合成氨需要选择合适的催化剂，分别选用A、B、C三种催化剂进行实验，所得结果如图所示（其他条件相同），则实际生产中适宜选择的催化剂是（填“A”“B”或“C”），理由是。
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（4） 一定温度下，将1mol N2和3 mol H2置于一密闭容器中反应，测得平衡时容器的总压为P，NH3的物质的量分数为20%，列式计算出此时的平衡常数Kp＝（用平衡分压代替平衡浓度进行计算，分压＝总压×体积分数，可不化简）。
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（5） 以氨作为燃料的固体氧化物（含有O2－）燃料电池，具有全固态结构、能量效率高、无污染等特点。工作原理如图所示：
①固体氧化物电池工作的电解质，O2－移向（填字母）。
A 电极a B 电极b
②该电池工作时，电极a上发生的电极反应为。
B . 过程Ⅱ生成W的反应： 
C . 过程Ⅲ中LiOH在阳极得电子生成金属锂，该体系中可用金属锂作阳极材料
D . 过程Ⅲ中阴极电极反应式为 
)”是化学工业常用的原料气，请回答：
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（1） I.已知：焦炭、CO的标准燃烧热分别为
、 
，氢气燃烧的热化学反应方程式： 
试写出由焦炭和水蒸气生成水煤气的热化学反应方程式：
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（2） 下列说法正确的是___________A . 将煤炭在空气中直接加强热进行干馏，制备生成水煤气的原料焦炭 B . 水煤气可经过催化合成获得液体燃料、碳氢化合物和含氧有机物 C . 水煤气也可采用高温下煤和水蒸气直接作用制得 D . 在恒压反应釜中，利用焦炭与水蒸气高温制备水煤气时，适当加快通入水蒸气的流速，有利于水煤气的生成
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（3） II.合成氨工厂以“水煤气”为原料，采用两段间接换热式绝热反应器(反应器中的催化剂对原料气的吸附时间长短，对原料气的转化率会造成一定影响)在常压下进行转换合成氨，装置如图。
A反应器中主要发生的反应为：
B反应器中主要发生的反应为：
主反应：
副反应：
由进气口充入一定量含CO、
、 
、 
的混合气体，在B中充分反应，在T℃下，反应达到平衡后，测得混合气体各组分的物质的量分别为CO0.2mol、 
、 
、 
、 
和 
。已知标准平衡常数：
，其中 
表示标准压强( 
) 
、 
、 
、 
表示各组分的分压，如 
， 
为体系中CO的物质的量分数T℃时，主反应的压强平衡常数
-
（4） 平衡时CO的转化率为
-
（5） 进气空速对反应产品的收率有一定的影响，实验测得在不同进气空速下，测得平衡时
的收率如下图所示 
①曲线中A点到B点变化的原因是：
②若将绝热转换反应器改为恒温转换反应器，试在图中画出随进气空速变化的
收率曲线。
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（1） 如图所示氮循环中，属于氮的固定的有(填字母序号)。
a.
转化为铵态氮 b.硝化过程 c.反硝化过程 -
（2） 氮肥是水体中铵态氮的主要来源之一。
①氨气是生产氮肥的主要原料，工业合成氨的化学方程式为。
②检验铵态氮肥中
的实验方案是。 -
（3） 铵态氮与亚硝态氮可以在氨氧化细菌的作用下转化为氮气。该反应中，当产生0.02mol氮气时，转移的电子的物质的量为mol。
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（4） 常温下氨气能被氯气氧化生成 ，化工厂常用此法检验管道是否泄漏氯气，某研究小组用下面装置进行氨气的制备并验证氨气与氯气反应。
Ⅰ.氨气的制备。欲制备和收集一瓶干燥的氨气可以选择图中的装置(填大写字母)。
Ⅱ.氯气与氨气的反应(已知：实验前
、 
关闭)。
①打开
，缓缓推动注射器活塞，向试管中注入约3倍于氯气体积的氨气，关闭 ，恢复至室温。试管中可观察到的现象是。发生反应的化学方程式。②再打开
，可观察到的现象是。
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（1） 方法I：氨热分解法制氢气
已知该反应为可逆反应，在一定温度下，利用催化剂将
分解为
和
的化学方程式为。 -
（2） 该反应为吸热反应，说明反应物的总能量生成物的总能量(填“大于”“小于”或“等于”)。
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（3） 在一定温度和催化剂的条件下，向
容积固定的密闭容器中充入
发生该反应，
末测得容器中
， 则在
内，用的浓度变化表示该反应的平均速率是：
。
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（4） 该反应达到化学平衡的标志是____(填序号)。A .的浓度为0
B . 的物质的量保持不变
C . 正反应速率与逆反应速率相等
D .
的物质的量之比为
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（5） 方法II：氨电解法制氢气
利用电解原理，将氨转化为高纯氢气，其装置如图所示。装置中将太阳能转化为电能的电池，其主要材料是。装置中生成
时，电路中通过
电子。为提高制取氢气的反应速率，可采取的方法是。
