30合成氨练习
31工业合成氨
第二章第四节化学反应条件的优化——工业合成氨【双基回顾】一、合成氨反应的限度合成氨反应是在298k时自发进行的热反应，同时也是气体的物质的量减小的熵反应。
因此，温度、压强将有利于化学平衡向生成氨的方向移动。
研究发现：在一定的温度、压强下，反应物氮气、氢气的体积比为时，平衡混合物中氨的含量最高。
二、合成氨反应的速率（1）在反应过程中，随着氨的浓度的__________，反应速率会逐渐________，因此为了保持足够高的反应速率应适时将_________从混合气体中分离出来。
（2）使用________可以使合成氨的反应速率提高上万亿倍。
（3）温度越高，反应速率越________。
三、合成氨的适宜条件在合成氨生产中，达到高转化率与高反应速率所需条件有时是矛盾的。
因此选择条件时应该寻找以的反应速率获得适当的的反应条件。
此外，还应该考虑原料的价格、未转化的合成气的使用、的综合利用等问题。
目前，合成氨生产一般选择做催化剂；控制反应温度在左右；根据反应器可使用的钢材质量及综合指标来选择，大致分为低压（1×107Pa）、中压（2×107Pa~3×107Pa），和高压（8.5×107Pa~1×108Pa）三种类型。
通常采用氮气与氢气物质的量之比为的投料比。
【考点精练】【考点1】合成氨反应分析【思考】从提高转化率的角度来看，合成氨应该采用什么条件？从提高化学反应速率来看应该采用什么条件？【练习1】合成氨反应的特点是()①可逆②不可逆③正反应放热④正反应吸热⑤正反应气体总体积增大⑥正反应气体总体积缩小A．①③⑤B．②④⑥C．①③⑥D．④⑤⑥【练习2】1913年德国化学家哈伯发明了以低成本制造大量氨的方法，从而大大满足了当时日益增长的人口对粮食的需求。
下列是哈伯法的流程图，其中为提高原料转化率而采取的措施是()A．①②③B．②④⑤C．①③⑤D．②③④【考点2】合成氨适宜条件的选择【思考】工业上合成氨的适宜条件是什么？【练习1】合成氨工业中，常加热到700 K左右的温度，理由是()①适当提高合成氨的反应速率②提高氢气转化率③提高氨的产率④催化剂在700 K时活性最大A．①B．①②C．②③④D．①④【练习2】根据合成氨反应的特点分析，当前最有前途的研究发展方向是()A．研制耐高压的合成塔B．采用超大规模的工业生产C．研制耐低温复合催化剂D．探索不用H2和N2合成氨的新途径【课堂小测】1.有平衡体系：CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)ΔH<0，为了增加甲醇(CH3OH)的产量，应采用的正确措施是()A．高温、高压B．适宜温度、高压、催化剂C．低温、低压D．高温、高压、催化剂2.在一定条件下，可逆反应N2+3H22NH3△H＜0达到平衡，当单独改变下列条件后，有关叙述错误的是（）A．加入催化剂V正、V逆都发生变化，且变化的倍数相等B．加压，V正、V逆都增大，且V正增大的倍数大于V逆增大的倍数C．降温，V正、V逆都减小，且V正减少倍数大于V逆减少倍数D．加入氩气，V正、V逆都增且V正增大倍数大于V逆增大倍数3.在一定温度和压强下，在密闭容器中充入H2、N2、NH3，开始时其物质的量之比为3：1：1，反应达平衡后，H2、N2、NH3的物质的量之比为9：3：4，则此时N2的转化率为（）A．10% B．20% C．15% D．30%4.在密闭容器中进行如下反应已达平衡，N2+3H22NH3△H＜0，其他条件不变时，若将平衡混合物中各物质的浓度都增大到原来的2倍，则下列说法中正确的是（）A．平衡不移动 B.平衡向正方向移动 C.平衡向逆反应方向移动 D.NH3的百分含量增加【课后作业】1.在一定条件下，合成氨反应达到平衡后，混合气体中NH3的体积分数为25%。
《合成氨条件》练习题及答案
《合成氨条件》练习题及答案《合成氨条件》练习题及答案基础练习一、选择题1、合成氨工业有下列生产流程：①原料气的制备②氨的合成③原料气的净化和压缩④氨的分离。
其先后顺序是( )。
A、①②③④B、④③②①C、①③②④D、②③④①答案：C2、工业上合成氨采用500℃左右的温度，其原因是①适当加快NH3 的合成速率；②提高H2的转化率；③提高氨的产率；④催化剂在500℃左右时其活性最好( )。
A、①B、①③C、①④D、②③④答案：C3、有平衡体系CO(气)+2H2(气)CH3OH(气)(正反应为放热反应)，为了增加甲醇的产量，工厂应采取的正确措施是( )。
A、高温、高压B、适当温度、高压、催化剂C、低温、低压D、低温、高压、催化剂答案：B4、在密闭容器中进行合成氨反应，达到平衡后，将平衡体系中各物质的浓度增加到原来的2倍，则产生的结果是( )。
A、平衡向正反应方向移动B、平衡向逆反应方向移动C、平衡不移动D、NH3的质量分数增加答案：A5、合成氨所需的氢气可由煤与水反应制得，其中有一步反应为CO+H2O(气)CO2+H2(正反应为放热反应)。
欲提高CO转化率可采用的方法是( )。
①降低温度②增大压强③使用催化剂④增大CO的浓度⑤增大水蒸气的浓度A、①②③ H、④⑤ C①⑤ D、⑤答案：C二、填空题6、(1)合成氨工业中，选择的适宜条件为____________________。
(2)合成氨时，原料气必须净化的原因是____________________。
(3)工业上用焦炭、水、空气为原料制氨时，碳与氨的物质的量之比为__________，有关方程式为 ______________________________。
答案：(1)2×107～5×107pa，500℃，Fe作催化剂(2)防止杂质使合成氨所用的催化剂“中毒”(3)3：4;C+H2O(气) CO+H2，CO+H2O CO2+H2，N2+3H2 2NH37、在密闭容器内，使1mo1N2和3mo1H2混合发生下列反应：3H2+N22NH3(正反应为放热反应)。
化学反应速率合成氨练习题
化学反应速率合成氨练习题1.在容积为2升的密闭容器中，有反应：mA（g）＋nB（g）pC（g）＋qD（g），经过5min达到平衡，此时，各物质的变化为A减少a mol/L，B的平均反应速率VB＝a/15 mol/L·min，C增加2a/3 mol/L，这时，若增加系统压强，发现A与C的百分含量不变，则m︰n︰p︰q为A 3︰1︰2︰2B 1︰3︰2︰2C 1︰3︰2︰1D 1︰1︰1︰12．将3mol A和2.5mol B混合于4L密闭容器中，发生如下反应：3A＋B xC＋D，过5min 达到平衡，这时生成1mol D，C的平均反应速率是0.1mol/(L·min)，下列说法错误的是A A的平均反应速率为0.15mol/(L·min)B x值为2C B的转化率为20％D B的平衡浓度为0.5mol/L3．一定温度下在密闭容器内进行着某一反应，X气体、Y气体的物质的量随反应时间变化的曲线如右图。
下列叙述中正确的是A 反应的化学方程式为5Y XB t1时，Y的浓度是X浓度的1.5倍C t2时，正、逆反应速率相等D t3时，逆反应速率大于正反应速率4．在恒温、恒容的密闭容器中反应A（g）B（g）+C（g）；△H<0（正反应为放热反应）。
若反应物的浓度由2mol/L降到0.8mol/L需20s，那么反应物浓度由0.8mol/L降到0.2mol/L所需的时间（）A．10s B．大于10s C．小于10s D．无法判断5．下列条件一定能使反应速率加快的是：①增加反应物的物质的量②升高温度③缩小反应容器的体积④加入生成物⑤加入MnO2 （）A．全部B．①②⑤C．②D．②③6．在aL的密闭容器里，于一定温度进行2A（气）+B（气）2C（气）的可逆反应。
容器内开始加入下列各组物质，在达到平衡时逆反应速率最大的一组物质是（）A．2molA和1molB B．1molA和1molBC．1molA和2molB D．1molB和1molC7．200C，将10ml 0.1mol/l Na2S2O3溶液和10ml 0.1mol/l的H2SO4溶液混合，2分钟后溶液中明显出现浑浊。
合成氨工业练习
合成氨工业练习1.以焦炭为主要原料合成氨，为了使通入合成塔的N2与H2保持1：3的体积比，则焦炭（不计燃烧中的消耗）与空气的物质的量之比约为A．1：3 B.3:2 C.6:5 D.4:32.水煤气的转化反应:CO(气)+H2O(气 )=CO2(气)+H2(气)+Q,下列叙述正确的是A.一定条件下,混合气的平均相对分子质量不再改变,表明已达平衡状态B.一定条件下,H2O的生成速率与CO的消耗速率相等,表明已达平衡状态C.增加水蒸气浓度可以提高CO的转化率D.增加CO的浓度可提高CO的转化率3.从化学反应速率和化学平衡两方面考虑,合成氨应采用的条件A.低温.高压.催化剂B.低温.低压.催化剂C.高温.高压.催化剂D.适适温度.高压.催化剂4.在合成氨生产过程中,应用热交换原理的有几处A.4B.3C.2D.15.在密闭容器中通入体积比为1:3的N2和H2,在一定条件下合成氨,达到平衡时N2的转化率为50%,则反应前与平衡时容器中分子数之比为A.3:4B. 4:3C.1:4D.2:16.合成氨反应中,若达到平衡时氨气占平衡混合气体体积的25%,若温度容积不变,则平衡时压强为起始时压强的A.1.25倍B.80%C.75%D.25%7.反应2A(气)=B(气)+xC(气),在一定条件下达到平衡,密闭容器压强增大了Y%,则X的值为A.1B.2C.3 .4.D8.1mol A气体与nmol B气体按下式反应生成气体C: A(g) +nB(g)=mC(g),反应一段时间后测得A的转化率是50%,此时气体的密度是反应前(同温同压)的4/3,则n 和m的数值可能是A.n=1,m=1B.n=3,m=3C.n=2.m=3D.n=3, m=29.在合成氨反应中,入口气体体积比为6:18:1,出口气体体积比为9:27:8,则H2的转化率为10.在298K时,合成氨反应N2(g) +3H2(g)=2NH3(g)+92.4KJ在该条件下将1molN2和3molH2放在一密闭容器中合成氨,测得反应放出的热量总是小于92.4KJ,原因是11.在一定条件下,将N2和H2的混合气体100ml通入密闭的容器内,达到平衡时,容器内的压强比反应前小1/5,又测得此时混合气的平均相对分子质量为9 ,试求:(1)原混合气中N2、H2各多少毫升？（2）H2的转化率是多少？。
线练学校高中化学 1.2 人工固氮技术 合成氨每课一练选修2
始驾州参艰市线练学校课题2 人工固氮技术——合成氨(时间：30分钟)考查点一合成氨适条件的选择1．合成氨工业中控制的反条件 ( )。
A．温度越高越好B．压强越大越好C．混合气体中氢气含量越高越好D．所选的催化剂活性越大越好解析工业合成氨的热化学方程式为N2(g)＋3H2(g)2NH3(g) ΔH＝－92.4 kJ·mol－1，似乎压强越大就越有利于平衡向合成氨的方向移动，温度越高达到平衡的时间就越短，易错选A或B。
实际上在合成氨的工业生产中，压强不能太大，否则能耗太高，并且对设备的要求高。
而根据化学平衡移动原理，此反温度越低越有利于平衡向正方向移动，但温度太低，则催化剂的催化活性不能很好地发挥，反速率太慢；为解决上述矛盾，一般选择使催化剂活性最大时的温度。
答案D2．为了进一步提高合成氨的生产效率，科研中具有价值的是 ( )。
A．研制高温下活性较大的催化剂B．寻求NH3的来源C．研制低温下活性较大的催化剂D．研制耐高温高压的型材料建造合成塔解析合成氨的反是放热反，降低温度有利于提高合成氨的产率。
答案C3．下列有关合成氨工业的说法中，正确的是 ( )。
A．从合成塔出来的混合气体中，氨气占15%，所以生产氨的工厂的效率都很低B．由于氨易液化，N2和H2在实际生产中循环使用，所以总体来说，氨的产率很高C．合成氨工业的反温度控制在500 ℃，目的是使化学平衡向正反方向移动D．我国合成氨厂采用的压强是10～30 MPa，因为该压强下铁触媒的活性最大解析虽然从合成塔出来的混合气体中NH3只占15%，但由于原料气N2和H2循环使用和不断分离出液氨，所以生产NH3的效率还是很高的，因此A项不正确；控制反温度为500 ℃，一是为了使反速率不至于很低，二是为了使催化剂活性最大，因此C项不正确；增大压强有利于NH3的合成，但压强越大，需要的动力越大，对材料的强度和设备的制造要求越高，我国的合成氨厂一般采用1×107～3×107 Pa，但这并不是因为该压强下铁触媒的活性最大，因此D项不正确。
合成氨工艺作业考试题库含答案
合成氨工艺作业考试题库含答案1、【单选题】为了加快转化反应应当将水气比()。
（A）A、提高B、降低C、无作用2、【单选题】合成开工加热炉点火前炉膛需用下列()气体置换合格。
（A）A、空气B、蒸汽C、氮气3、【单选题】()演练针对应急预案中某项应急响应功能开展的演练活动。
（C）A、综合B、现场C、单项4、【单选题】一氧化碳在空气中的允许浓度为()mg/㎥。
（C）A、100B、50C、305、【单选题】一氧化碳的爆炸极限为()%。
（C）A、4.3至46B、4至74C、12.5至746、【单选题】下列不是爆炸性物质的是()。
（B）A、黑索金B、硝酸钾C、雷汞7、【单选题】下列选项中不属于噪声作业职业禁忌证的是()。
（B）A、感音神经性听力损失(500Hz、1000Hz和2000Hz中任一频率的纯音气导听阈>25B、Ⅰ期及Ⅰ期以上高血压C、中度以上传导性耳聋8、【单选题】主要化工污染物质有()。
（C）A、大气污染物质B、水污染物质C、以上两类物质9、【单选题】二氧化碳的伤害途径为()。
（A）A、呼吸道吸入B、皮肤接触吸收C、消化道食入10、【单选题】产品液氨中的油主要来自()。
（B）A、合成气B、氨冰机C、合成气压缩机11、【单选题】以下不会造成冰机排气温度偏高的是()。
（B）A、排气阀片破裂B、气氨压力偏低C、安全阀漏气12、【单选题】以下关于接触毒物工人作业规定说法不正确的是()。
（A）A、不准在作业场所吸烟、吃东西B、每天必须将工作服洗净,否则不得上岗C、下班回家后立即洗澡13、【单选题】企业要充分利用和整合调度指挥、监测监控、办公自动化系统等现有信息系统建立()。
（C）A、应急响应中心B、应急指挥体系C、应急平台14、【单选题】企业要建立重大危险源管理制度,明确操作规程和应急处置措施,实施()。
（A）A、不间断的监控B、全面管理C、不间断检测15、【单选题】劳动防护用品按防护部位不同,分为九大类:安全帽、呼吸护具、眼防护具、听力护具、防护鞋、防护手套、防护服、防坠落护具和护肤用品。
合成氨
知识点一：合成氨反应的速率问题
• 在特定条件下，对于合成氨反应升高 温 增大压强化学反应 度，化学反应速率加快； 速率加快；增大反应物 的浓度可加快化学 使用催化剂可加快化学反应速率， 反应速率； 且使用催化剂可以使合成氨的速率提高上 万亿倍。
练习1 D
知识点二：合成氨反应的限度问题
降低 温度、 增大 从平衡的角度来看， 增大 反应物浓度、 减小 生成物 压强、 浓度，将有利于化学平衡向生成氨的 方向移动。在一定的温度和压强下， 反应物氮气、氢气的体积比为1:3时 平衡混合物中氨的含量最高。
(1)利用“差量法”，设N2的平衡转化率为x。 N2 +3H2 2NH3 体积变化 1 2 2 转化/mol 4x 8x 8x 起始时加入反应物的总物质的量为4 mol+8 mol= 12 mol， 20%， 则反应后的总物质的量为：（12 - 8x）mol，即 解得：x=0.25= 25%， 即N2的平衡转化率为25%。 故 (2)根据阿伏加德罗定律，压强之比等于物质的量之比：
6. ﹥ 升温 加压 75% 2(mol/L)-2 7. Cl2 + H2O H+ + Cl- + HClO 4.5 × 10-4(mol/L) 2 正向 增大 正向
平衡常数的表达式与化学方程式的书写方式有关。
4. 某温度下，SO2（g）+1/2O2（g） SO3（g）的平衡 常数K=50 L1/2· mol -1/2，则同一温度下， 2SO2（g）+O2（g） 2SO3（g）的平衡常数K值为 （ ） A. 2500 mol－1· L B.100 mol－1· L C. 4×10—4 mol－1· L D. 2×10—2mol－1· L
13. 在1 L密闭容器中，把1 mol A和1 mol B混合发生 如下反应：3A(g)+B(g) xC(g)+2D(g)，当反应达到平 衡时，生成0.4 mol D，并测得C的平衡浓度为0.4 mol/L，下列叙述中不正确的是（ ） A. x的值为2 B. A的转化率为60% C. B的平衡浓度为0.8 mol/L D. D的物质的量分数为25% 14. 在一定温度下，一定体积的的密闭容器中有如下 平衡：H2（气）+I2（气） 2HI（气）。已知H2 和I2的起始浓度均为0.10 mol· L-1，达到平衡时HI的 浓度为 0.16 mol· L-1 。若 H2 和 I2 的起始浓度均变为 0.20 mol· L-1 ， 则 平 衡 时 H2 的 浓 度 （ mol· L-1 ） 是 （ ） A．0.16 B．0.08 C．0.04 D．0.02
合成氨习题
合成氨习题（2）1．某化工厂为了综合利用生产过程中的副产品CaSO4，与相邻的合成氨厂联合设计了以下制备(NH4)2SO4的工艺流程：请回答以下问题：（1）合成氨反应的化学方程式是，该反应在（填设备名）中发生。
沉淀池中发生的主要反应方程式是，该反应能够发生的原因是。
（2）在上述流程的沉淀池中通入足量氨气的目的是，可以循环使用的X是。
（3）该生产过程中的副产品是。
从绿色化学和资源综合利用的角度说明上述流程的主要优点是；从物质的性质和工业生产实际的角度考虑该流程的主要缺陷是。
2．利用天然气合成氨的工艺流程示意如下：依据上述流程，完成下列填空：（1）n mol CH4经一次转化后产生CO 0.9n mol，产生H2 mol（用含n的代数式表示）（2）K2CO3(aq)和CO2反应在加压进行，加压的理论依据是（多选扣分）a．相似相溶原理 b．平衡移动原理 c．酸碱中和原理（3）由KHCO3分解得到的CO2可以用于（写出CO2的一种重要用途。
）（4）整个流程有三处循环，一是Fe(OH)3循环，二是K2CO3(aq)循环，三是循环。
3．工业上合成氨是在一定条件下进行如下反应：N2（g）＋3H2（g）2NH3（g），其部分工艺流程如下：回答下列问题：（1）已知：N2(g)+O2(g) ＝2NO(g)；△H＝180.5kJ/mol4NH3(g)+5O2(g)＝4NO(g)+6H2O(g)；△H＝-905kJ/mol2H2(g)+O2(g)＝2H2O(g)；△H＝-483.6kJ/mol则：N2（g）＋3H2（g2NH3（g）的△H= 。
（2）如果工业上，在一定温度下，将1.5molN2气体和6molH2气体通入到体积为1升的密闭容器中。
当反应达到平衡时，容器内气体的压强为起始时的80% ，则其平衡常数为。
改变下列条件，能使平衡向正反应方向进行且平衡常数不变的是①增大压强②增大反应物的浓度③使用催化剂④降低温度（3）合成氨反应的平衡常数很小，所以在工业上采取气体循环的流程。
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合成氨条件的选择针对训练：
1．在一定条件下，可逆反应：N 2(g)+3H2(g)2NH3(g) △H<0，达到平衡时，当单独改变下列条件后，有关叙述错误的是（）
A．加催化剂υ(正)、υ(逆)都发生变化且变化的倍数相等
B．加压，υ(正)、υ(逆)都增大，且υ(正)增大倍数大于υ(逆)增大倍数
C．降温，υ(正)、υ(逆)都减小，且υ(正)减小倍数小于υ(逆)减小倍数
D．在体积不变时加入氩气，υ(正)、υ(逆)都增大，且υ(正)增大倍数大于υ(逆)增大倍数
2．在合成氨时，可以提高H2转化率的措施是( )
A．延长反应时间B．充入过量H2
C．充入过量N2 D．升高温度
3．工业合成氨除了用高压和催化剂外，还选用适当的高温(500℃)，其理由是( ) A．提高NH3的产率B．提高N2的转化率
C．500℃时反应速率最快D．保证适当的反应速度和让催化剂发挥最好效用
4．工业上用氢气和氮气合成氨，氢气的主要来源是( )
A．水和燃料B．电解水
C．锌和稀H2SO4D．液化空气
5．有关催化剂的性质作用的说法中，正确的是( )
A．合成氨反应若不使用催化剂，该反应就不能进行
B．反应前后催化剂的质量不改变，但化学性质要改变
C．催化剂能缩短到达平衡所用的时间，但催化剂损耗量较大
D．催化剂可以同样倍数改变正、逆反应速率
6．合成氨中使用铁触媒的作用是( )
A．降低反应温度B．提高氨气的纯度
C．加快氢气和氮气的反应速率D．提高平衡时氨的浓度
7．有关合成氨工业的说法，正确的是( )
A．从合成塔出来的混合气体，其中NH3只占15％，所以生产氨的工厂的效率都很
低
B．由于氨易液化，N2、H2是循环使用，所以总体来说氨的产率很高
C．合成氨工业的反应温度控制在500℃左右，目的是使化学平衡向正反应方向移
动
D ．合成氨厂采用的压强是2×107 Pa ～5×107 Pa ，因为该压强下铁触媒的活性最大 循环使用，总体来说氨的产率还是很高的．
8．合成氨所需的氢气可由煤与水反应制得，其中CO ＋H 2O(g)
CO 2＋H 2(正反应放
热)，欲提高CO 转化率可采用的方法是( )
①降低温度②增大压强③使用催化剂④增大CO 的浓度⑤增大水蒸气浓度
A ．①②③
B ．④⑤
C ．①⑤
D ．⑤
9．合成氨反应，在一定条件下于密闭容器中加入x mol N 2,y mol H 2，达到平衡时，生成
z mol NH 3，则N 2的转化率为( )
A ．x z 50％
B ．x z 25％
C ．x
z 25％ D ．x z 50％ 10．用N 2、H 2为原料合成氨，从第一次实验室研制到工业化生产经历了一百多年，由于_______________等理论的发展和_____________等工业技术的改善才得以实现工业化生产．
目前，人们正在研究使合成氨反应在较低温度下进行的___________，以及研究化学模拟_____________________等，以进一步提高合成氨的生产能力．
11．某容器中加入N 2和H 2，在定条件下，N 2＋3H 22NH 3达到平衡时，N 2、H 2、NH 3的浓度分别是3 mol/L 、4 mol/L 、4 mol/L ．则反应开始时H 2的浓度是( )
A ．5 mol/L
B ．10 mol/L
C ．8 mol/L
D ．6.7 mol/L
12、在硫酸工业中，通过下列反应使SO 2氧化成SO 3：2SO 2(g)+O 2 (g)
2SO 3 (g)
△H =－198kJ ·mol -1。
下表为不同温度和压强下SO 的转化率（%）
（1）从理论上分析，为了使二氧化硫尽可能转化为三氧化硫，可控制的条件是 。
（2）实际生产中，选定400℃~500℃作为操作温度其原因是 。
（3）实际生产中，采用的压强为常压，其原因是 。
（4）在生产中，通入过量空气的目的是 。
( 5)尾气中有SO 2必须回收是为了 。