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工业上合成氨在一定条件下进行如下反应：N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）△H=-92.44kJ/mol．其部分工艺流程如图1所示：

（1）合成氨所需要的原料气中，氮气取自，氢气来源于．
（2）对原料气进行净化处理的目的是．
（3）设备A的名称是，设备B的名称是．
（4）在20～50Mpa时，工业合成氨选择在400-500℃的温度进行反应，主要原因是．
（5）据《科学》杂志报道，希腊化学家在常压下将氢气和用氢气稀释的氮气分别通入一个加热到570℃的电解池（如图2）中，氢和氮在电极上合成了氨，且转化率达到了78%．则：阳极反应为，阴极反应为．

解：（1）根据工业生产中，氮气来自空气，氢气来自水和碳氢化合物，故答案为：空气；水和碳氢化合物；
（2）工业上在合成氨的过程中，必须对原料进行净化，防止催化剂铁触媒中毒，而减小催化活性，故答案为：防止催化剂中毒；
（3）合成氨的设备依次有：压缩机、合成塔、冷凝器、氨分离器、循环压缩机，故答案为：冷凝器；循环压缩机；
（4）合成氨的过程中，为保障反应速率和限度较大、催化剂的活性大，要选择适宜的温度400-500℃，故答案为：此温度下催化剂的活性大；
（5）氢和氮在电极上合成了氨的电解池中，阳极是氢气发生失电子的氧化反应，即H₂-2e^-═H₂↑，阴极是氮气发生得电子的还原反应，即N₂+6e^-+6H⁺═2NH₃，故答案为：H₂-2e^-═2H⁺；N₂+6e^-+6H⁺═2NH₃．
分析：（1）根据工业生产中，氮气和氢气的来源来回答；
（2）工业上在合成氨的过程中，为防止催化剂中毒，必须对原料进行净化；
（3）根据合成氨的设备来回答；
（4）合成氨的过程并必须选择适宜的温度，保障反应速率和限度较大；
（5）在电解池中，阳极发生失电子的氧化反应，阴极发生得电子的还原反应．
点评：本题是一道化学和工业生产联系的题目，要求学生熟记工业合成氨的设备以及原料的选择来源方面的知识，难度较大．

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相关习题

科目：高中化学 来源： 题型：阅读理解

合成氨对化学工业和国防工业具有重要意义．
（1）向合成塔中按1：4的物质的量之比充入N₂、H₂进行氨的合成，图A为T⁰C时平衡混合物中氨气的体积分数与压强（P）的关系图．

①写出工业上合成氨的化学方程式

N₂+3H₂

催化剂

高温高压

2NH₃

N₂+3H₂

催化剂

高温高压

2NH₃

．
②图A中氨气的体积分数为15.00%时，H₂的转化率=

24.45%

．
③图B中T=500°C，温度为450⁰C对应的曲线是

（选填字母“a“或“b”），选择的理由是

合成氨的正反应是放热反应，根据勒夏特列原理，其他条件不变，降低温度，化学平衡向放热反应方向移动

④由图象知，增大压强可提高原料的利用率，从生产实际考虑增大压强需解决的问题是

研制耐压设备（或增大压强的动力、材料的强度等其他合理答案）

（写出一条即可）．
（2）合成氨所需的氢气可由甲烷与水反应制得，反应的热化学方程式为：
CH₄（g）+H₂O

CO（g）+3H₂（g）；△H=+QkJ/mol（Q＞0）
（3）一定温度下，在2L容器中发生上述反应，各物质的物质的量变化如下表

时间/min	CH₄（mol）	H₂0（ mol）	CO （mol）	H₂ （mol）
0	0.40	1.00	0	0
5	X₁	X₂	X₃	0.60
7	Y₁	Y₂	0.20	Y₃
10	0.21	0.81	0.19	0.62

①分析表中数据，判断5?7min之间反应是否处于平衡状态

是

（填“是”或“否”），
前5min平均反应速率v（CH₄）=

0.02mol?min^-1

．
②反应在7～10min之间，CO的物质的量减少的原因可能是

（填字母）．
a?减少CH₄ b?降低温度c?增大压强d?充入H₂
③若保持温度不变，向1L容器中起始充入0.15mol CH₄.0.45mol H₂O．

0.05

mol CO、

0.15

mol H₂，达到平衡时CH₄的体积百分含量与第一次投料相同．

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科目：高中化学 来源：浙江省兰溪一中2010－2011学年高二下学期期中考试化学试题 题型：022

合成氨对化学工业和国防工业具有重要意义．

(1)向合成塔中按1∶4的物质的量之比充入N₂、H₂进行氨的合成，图A为T℃时平衡混合物中氨气的体积分数与压强(P)的关系图．

①写出工业上合成氨的化学方程式________．

②图A中氨气的体积分数为15.00％时，H₂的转化率＝________．

③图B中T＝500℃，温度为450℃对应的曲线是________(选填字母“a"或“b”)，选择的理由是________．

④由图像知，增大压强可提高原料的利用率，从生产实际考虑增大压强需解决的问题是________(写出一条即可)．

(2)合成氨所需的氢气可由甲烷与水反应制得，反应的热化学方程式为：

(3)一定温度下，在2 L容器中发生上述反应，各物质的物质的量变化如下表

①分析表中数据，判断5～7 min之间反应是否处于平衡状态________(填“是”或“否”)，前5 min平均反应速率v(CH₄)＝________．

②反应在7～10 min之间，CO的物质的量减少的原因可能是________(填字母)．

a．减少CH₄

b．降低温度

c．增大压强

d．充入H₂

③若保持温度不变，向1 L容器中起始充入0.15 mol　CH₄．0.45 mol　H₂O．________mol　CO、________mol　H₂，达到平衡时CH₄的体积百分含量与第一次投料相同．

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科目：高中化学 来源：不详 题型：填空题

①写出工业上合成氨的化学方程式______．
②图A中氨气的体积分数为15.00%时，H₂的转化率=______．
③图B中T=500°C，温度为450⁰C对应的曲线是______（选填字母“a“或“b”），选择的理由是______
④由图象知，增大压强可提高原料的利用率，从生产实际考虑增大压强需解决的问题是______（写出一条即可）．
（2）合成氨所需的氢气可由甲烷与水反应制得，反应的热化学方程式为：
CH₄（g）+H₂O

CO（g）+3H₂（g）；△H=+QkJ/mol（Q＞0）
（3）一定温度下，在2L容器中发生上述反应，各物质的物质的量变化如下表

时间/min	CH₄（mol）	H₂0（ mol）	CO （mol）	H₂ （mol）
0	0.40	1.00	0	0
5	X₁	X₂	X₃	0.60
7	Y₁	Y₂	0.20	Y₃
10	0.21	0.81	0.19	0.62

①分析表中数据，判断5?7min之间反应是否处于平衡状态______（填“是”或“否”），
前5min平均反应速率v（CH₄）=______．
②反应在7～10min之间，CO的物质的量减少的原因可能是______（填字母）．
a?减少CH₄ b?降低温度c?增大压强d?充入H₂
③若保持温度不变，向1L容器中起始充入0.15mol CH₄.0.45mol H₂O．______mol CO、______mol H₂，达到平衡时CH₄的体积百分含量与第一次投料相同．

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科目：高中化学 来源：2010-2011学年浙江省金华市兰溪一中高二（下）期中化学试卷（解析版） 题型：填空题

合成氨对化学工业和国防工业具有重要意义．
（1）向合成塔中按1：4的物质的量之比充入N₂、H₂进行氨的合成，图A为TC时平衡混合物中氨气的体积分数与压强（P）的关系图．

①写出工业上合成氨的化学方程式    ．
②图A中氨气的体积分数为15.00%时，H₂的转化率=    ．
③图B中T=500°C，温度为450C对应的曲线是    （选填字母“a“或“b”），选择的理由是
④由图象知，增大压强可提高原料的利用率，从生产实际考虑增大压强需解决的问题是    （写出一条即可）．
（2）合成氨所需的氢气可由甲烷与水反应制得，反应的热化学方程式为：
CH₄（g）+H₂O

CO（g）+3H₂（g）；△H=+QkJ/mol（Q＞0）
（3）一定温度下，在2L容器中发生上述反应，各物质的物质的量变化如下表

时间/min	CH₄（mol）	H₂0（ mol）	CO （mol）	H₂ （mol）
	0.40	1.00
5	X₁	X₂	X₃	0.60
7	Y₁	Y₂	0.20	Y₃
10	0.21	0.81	0.19	0.62

①分析表中数据，判断5?7min之间反应是否处于平衡状态    （填“是”或“否”），
前5min平均反应速率v（CH₄）=    ．
②反应在7～10min之间，CO的物质的量减少的原因可能是    （填字母）．
a?减少CH₄      b?降低温度c?增大压强d?充入H₂
③若保持温度不变，向1L容器中起始充入0.15mol CH₄.0.45mol H₂O．    mol CO、    mol H₂，达到平衡时CH₄的体积百分含量与第一次投料相同．

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科目：高中化学 来源： 题型：

(15 分）

合成氨对化学工业和国防工业具有重要意义。

(1) 向合成塔中按1:4的物质的量之比充入N₂、H₂进行氨的合成，图A为T⁰C时平衡混合物中氨气的体积分数与压强(P)的关系图。